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学科素养6 分子晶体、共价晶体的比较与应用
授课提示:对应学生用书第76页
1.共价晶体和分子晶体的比较
类型
比较
分子晶体
共价晶体
构成晶体粒子
分子
原子
粒子间的作用力
分子间作用力
共价键
物理
性质
熔、沸点
较低
很高
硬度
较小
很大
导电性
本身不导电,溶于水时发生电离后可导电
绝缘体(或半导体)
延展性
无
无
溶解性
极性分子易溶于极性溶剂;非极性分子易溶于非极性溶剂
不溶于任何常见溶剂
典型实例
部分非金属单质(如P4、硫等)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2等)、稀有气体、酸(如H2SO4等)、所有非金属氢化物(如甲烷、硫化氢等)、绝大多数有机物(有机盐除外)
金刚石、晶体硅、二氧化硅等
2.判断分子晶体和共价晶体的方法
(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用力判断
构成共价晶体的粒子是原子,粒子间的作用力是共价键;构成分子晶体的粒子是分子,粒子间的作用力是分子间作用力。
(2)依据晶体的熔点判断
共价晶体的熔点高,常在1 000 ℃以上;分子晶体的熔点低,常在数百度以下甚至更低。
(3)依据晶体的硬度与机械性能判断
共价晶体的硬度大,分子晶体的硬度小且较脆。
(4)依据导电性判断
分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;共价晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。
(5)常见的共价晶体、分子晶体
常见的共价晶体有:①单质:金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗等;②化合物:SiO2、SiC、BN、AlN、Si3N4等。除共价晶体外的绝大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸、稀有气体、有机物(有机盐除外)都属于分子晶体。
1.下列关于SiO2和CO2的描述不正确的是( )
A.SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体
B.两者中心原子采取的杂化方式不同
C.SiO2和CO2都是非极性分子
D.SiO2晶体的熔点比CO2晶体高
解析:A.二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体,二氧化碳是由二氧化碳分子形成的分子晶体,故A正确;B.二氧化硅晶体中每个硅原子周围有4个氧原子,则硅原子的杂化方式为sp3杂化,二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2,碳原子的杂化方式为sp杂化,则两者中心原子采取的杂化方式不同,故B正确;C.二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体,晶体中不存在分子,故C错误;D.共价晶体的熔、沸点高于分子晶体,二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体,二氧化碳是由二氧化碳分子形成的分子晶体,则二氧化硅晶体的熔点比二氧化碳晶体高,故D正确。
答案:C
2.结合下列各物质的性质,判断其固态属于共价晶体的是( )
A.碳化铝,黄色晶体,熔点2 200 ℃,熔融态不导电
B.溴化铝,无色晶体,熔点98 ℃,熔融态不导电
C.五氟化钒,无色晶体,熔点19.5 ℃,溶于乙醇、氯仿、丙酮
D.溴化钾,无色晶体,熔融态时或溶于水时都能导电
解析:A.碳化铝,熔点2 200 ℃,熔融态不导电,则其为共价晶体,A符合题意;B.溴化铝,熔点98 ℃,熔融态不导电,则其为分子晶体,B不符合题意;C.五氟化钒,熔点19.5 ℃,溶于乙醇、氯仿、丙酮,则其为分子晶体,C不符合题意;D.溴化钾,熔融态时或溶于水时都能导电,则其不是共价晶体,D不符合题意。
答案:A
3.有以下8种晶体:
A.干冰 B.CS2 C.金刚石 D.SiC E.晶体硅
F.水晶 G.冰 H.晶体氩
(1)属于分子晶体,且分子的空间结构为直线形的是________(填字母,下同)。
(2)通过非极性键形成的共价晶体是________;晶体内不含化学键的是__________。
(3)直接由原子构成的晶体是__________。
(4)受热熔化时,化学键发生变化的是________,干冰的熔点比冰的熔点低得多,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)金刚石、SiC、晶体硅都是同主族元素组成的晶体,它们的熔点由高到低的顺序为________>______>______(填名称),其原因是_________________________________。
解析:(1)A、B、G、H属于分子晶体,其中CO2、CS2为直线形分子,H2O为V形分子,Ar属于单原子分子。(2)非极性键形成的共价晶体应为单质,有金刚石和晶体硅,题述物质中只有晶体氩不含化学键。(3)直接由原子构成的晶体为共价晶体和由稀有气体构成