知识清单17 晶体结构与性质-【口袋书】2024年高考化学一轮复习知识清单

知识清单17 晶体结构与性质 知识点01 晶体和晶体类型 知识点02 晶体结构与计算 知识点01 晶体和晶体类型 一、晶体和非晶体 1．结构判据：结构微粒是否有序排列 2．外形判据 （1）晶体一定具有规则几何外形 （2）具有规则几何外形的固体不一定是晶体 3．性质判据 （1）自范性判据：本质差异（能自发地呈现多面体外形的性质） （2）熔点判据：是否有固定的熔点 （3）性向判据：硬度、导热性和导电性等物性在不同方向上是否相同 ①晶体：各向异性 ②非晶体：各向同性 4．获得晶体的途径 5．实验鉴别 （1）常规鉴别：看固体是否有固定的熔点 （2）仪器鉴别：对固体进行X射线衍射实验 6．非晶体、等离子体和液晶的比较 聚集状态 组成与结构特征 主要性能 非晶体 内部微粒的排列呈现杂乱无章（长程无序，短程有序）的分布状态的固体 某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大 等离子体 由电子、阳离子和电中性粒子组成，整体上呈电中性，带电离子能自由移动 具有良好的导电性和流动性 液晶 内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的状态 既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的导热性、光学性质等 二、金属键和金属晶体 1．金属键 （1）概念：金属阳离子和自由电子之间存在的强的相互作用。 （2）本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。 （3）成键粒子：金属阳离子和自由电子 （4）存在：金属单质或合金 （5）特征：无方向性和无饱和性。 （6）金属键的强弱比较 ①原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱； ②原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 2．金属晶体 （1）概念：原子间以金属键结合形成的晶体。 （2）用电子气理论解释金属的性质 通性 理论解释 延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但排列方式不变，金属阳离子与自由电子形成的电子气没有被破坏，所以金属有良好的延展性。 导电性 在外加电场的作用下，金属晶体中的电子气在电场中定向移动而形成电流，呈现良好的导电性。 导热性 电子气中的自由电子在运动时经常与金属原子发生碰撞，从而引起两者能量的交换。 三、分子晶体 1．概念及粒子间作用力 （1）概念：只含分子的晶体。 （2）粒子间作用力 ①相邻分子间以分子间作用力结合； ②分子内原子之间以共价键结合。 2．堆积方式 项目 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间特点 每个分子周围一般有12个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素（X2）、O2、N2、白磷（P4）、硫（S8）等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．分子晶体的物理性质 物理性质 原因 一般熔、沸点较低，硬度较小，易挥发，易升华 分子间作用力较弱 固态和熔融态一般不导电，但有的在水溶液中能导电 没有自由移动的带电粒子 非极性溶质易溶于非极性溶剂；极性溶质易溶于极性溶剂 分子晶体的溶解性一般满足“相似相溶”原理 四、共价晶体 1．共价晶体的结构特点 2．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等 3．共价晶体的熔、沸点 （1）特点：共价晶体具有很高的熔点。原因：共价晶体熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度。 （2）影响因素：结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 4．对分子晶体和共价晶体的认识误区 （1）共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。 （2）共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。 （3）由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 五、离子晶体 1．概念：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 2．结构特点 （1）构成微粒：阳离子和阴离子。 （2）微粒间的作用力：离子键。 （3）方向性和饱和性 ①由于静电作用没有方向性，故离子键没有方向性。 ②只要条