第3章 第2节 分子晶体与共价晶体-【重难点手册】2024-2025学年高中化学选择性必修2(人教版2019)

第三章品体结构与性质么国 第二节分子品体与共价品体 重点和难点 课标要求 重点：1，分子晶体、共价晶体的结构特点与性质之 1.宏观辨识与微观探析：根据物质的性质分析并判断 间的关系。 晶体的类型，或根据晶体类型比较不同物质性质（如熔、沸 2.氢键对分子晶体结构与性质的影响。 点和硬度等)。 难点：1，分子品体、共价晶体的结构特点。 2.证据推理与模型认知：根据晶体的结构模型，分析晶 2.氢键对冰的结构和性质的彩响。 体的结构并进行相关计算。 口-01必备知识梳理。 基础梳理 知识点1分子晶体 1.分子晶体的概念、构成粒子及粒子间作用力 冒敲黑板 做念一只食分子的品体 判断分子晶体时的注意事项 分 (1)只含分子的晶体称为 构成粒了一分了 分子晶体。这个定义中的“分 体 粒了问作用力一分了问作用力（范德华力和氧键） 子”指真实存在的小分子（高 分子内各原子间作用力 共价继（稀有气体除外） 分子材料均为混合物，一般不 属于晶体)，如单原子分子 2.常见的典型分子晶体 Ar,双原子分子N、HCl、CO. 所有非金属氢化物 如HOHS、NH、HCI、CH,等 多原子分子O、P、HSO、 部分非金属单质 如卤素(X)、O、N、白磷(P)、硫(S)、C、稀有气体等 CH,C、C H COOH等。分 部分非金属氧化物 如CO2、P,O、P,O、SO2等 子是保持物质化学性质的一 几乎所有的酸 如HNO方、HP),等 种微粒，分子之间有距离和分 绝大多数有机物 如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 子间作用力 (2)NaCl、SiO等是表示 3.分子晶体的物理性质 离子或原子最简整数比的化 (1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体 学式，不是分子式。 熔化时需破坏分子间作用力，不破坏共价键，由于分子间作用力 (3)含氧酸由分子构成， 很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低。部分分子晶体易升华， 它们以气态（如HNO蒸气）、 如干冰、碘、茶等。 液态（如纯的无水硫酸）、固态 (2)分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存 (如冰酷酸)存在时，均只存在 在自由离子或自由电子，因而分子品体在固态和熔融状态下都不 分子而不存在离子，只是在水 导电。有些分子品体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。 溶液中发生（完全或部分）电 (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分 离产生离子，因此它们属于共 165 国雕食手细高中化学选择性必修2物质结构与性质J 子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。 价化合物，固态时都是分子晶 例①(2024·浙江金华一中期中)据某科学杂志报道，国外 体。不能认为强酸是离子化 有一项研究发现了一种新的球形分子，它的化学式为CmSm,其 合物、离子品体。几乎所有的 分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C,也有 酸都是共价化合物，其晶体都 Si结构。下列叙述正确的是()。 属于分子品体。 A.该物质熔点高、硬度大 B.该物质熔融时能导电 C.该物质分子中Si被包裹在C里面 D.该物质形成的晶体属分子晶体 解析桐由分子式及信息可知该物质为分子晶体，分子晶体的 熔点低、硬度小，A错误；由题目中的信息可知该物质是一种新的 球形分子，该物质熔融时克服了分子间作用力，只能得到分子，不 能导电，B错误；硅的原子半径比碳大，所以硅的化合物CS的 外层球壳为Sim,内层球壳为C,C错误；由题目中的信息可知该 物质是一种新的球形分子，它的分子式为CSi0,所以该物质有 分子存在，属于分子晶体，D正确。 [答案D 知识点2分子晶体的结构和性质特征 1.分子晶体的结构特征 图拓考点 分子密雄积 分子非密堆积 分子晶体密堆积特征 大多数分子品体中，如果 通常每个分子周围有12个空间利用率不高，每个分子周 空间结构特点 紧邻的分子 围紧邻的分子数小于12个 分子间的作用力只是范德华 力，若以一个分子为中心，其 分子间作用力 范德华力 范德华力和氢键 周国最多可以有12个紧年的 实例 C、干冰、12、O 冰、HF、NH 分子，分子晶体的这一特征称 2.常见分子晶体的结构特征 为分子密堆积。如千冰品胞 干冰 冰 中，1个C0分子周国有12个 紧邻的分子：1个晶胞中有 分子间 只有范德华力 主要是氢键（也有范德华力） 作用力 3个面心与顶角紧邻，每个顶 角为8个品胞共有，则每个面 心为2个晶胞共有，所以1个 CO2分子周国紧邻的分子数 结构 图示 为3X8×号=12，其距离是 。O●C 冰一个水分子 冰的结构 之a(a为晶胞参数)，即面对 干冰的品胞 周用有四个水分了 角线的一半。 166 第三章 品体结构与性质么 续表 干冰 冰 ①一个晶胞中C0,分子的个数 ①冰晶体主要是水分子依靠氢键 顶角：8×=1 形成的 自敲黑板 8 共4个 ②氢键的方向性→1个水分子与 Cw晶体 面心：6X号 =3 周围4个水分子形成氢键·1个 结构 水分子周围只有4个紧邻的水 C。是以60个碳原子作 特点 ②每个CO分子周围距离最近 分子： 为顶角组成的一个32面体。 且相等的CO,分子有12个： ③氢键H一O…H较长·分子间 其中12个面是正五边形， ③无数个C)2晶胞在空间“无 距离增大并在分子间留有相当大 20个面是正六边形，是一个像 隙并置"形成晶体，其密度比冰 的空隙·空间利用率不高→固态 足球一样的多面体。C分子 的大 水的密度比液态水的小 间通过范德华力形成分子晶 例2回答下列问题。 体，熔、沸点较低，硬度较小， (1)硫化氢和水分子结构相似。在硫化氢晶体中，1个硫化氢 易溶于苯、酒精等有机溶剂。 分子周围有 个紧邻分子：冰中1个水分子周围有 个 紧邻分子。 (2)三溴化硼(BBr)的熔点是一46℃，BBr3可能属于 晶体。 (3)已知干冰的晶胞中距离最近的2个CO2分子间的距离是 apm,则晶胞密度的表达式为p 解析(1)在硫化氢晶体中，分子与分子之间以范德华力相结 合，分子的排列特征是分子密堆积，即1个硫化氢分子周围有12个 紧邻分子：在冰晶体中，分子与分子之间主要以氢键相结合，而氢 键具有方向性和饱和性，1个水分子的氧原子只能与另外2个水 分子的氢原子形成氢健，该水分子的2个氢原子只能分别与另外 的水分子的氧原子形成氢键，所以1个水分子周围只有4个紧邻 纠错练1 分子。 水分子间存在氢键从而 (2)BBr3的熔点是一46℃，熔点低，应是由分子构成的，属于 彼此结合形成(HO)m。在冰 分子晶体。 中每个水分子被4个水分子 (3)千冰晶胞中距离最近的2个分子间的距离是顶角到面心 包固形成变形的四面体，通过 氩键相互连接成庞大的冰品 的距离，即面对角线的一半，则晶胞参数（棱长）为√2apm,1个晶 体，其结构示意图如下所示。 ×44g 胞中有4个CO2分子，所以晶胞密度p= NA (√2aX10-1ocm)3 44×4 NM·22a3X10-0g·cm2。 答案0D12:4。(2分子。(3)44X4×10”g·m。 22d NA 167 重避台手圆高中化学选择性必修2物质结构与性质J 回答下列问题： 易错点1品体冰中有关氢键的判断错误 (1)1mol冰中有 (1)晶体冰中每个水分子可以与紧邻的4个水分子形成氢 mol氢键。 键（不是2个）：每个水分子平均形成2个氢键（不是4个）。 (2)在冰的结构中，每个 (2)冰晶胞的结构和金刚石的晶胞结构相似，每个晶胞平 水分子与相邻的4个水分子 均拥有8个水分子。晶品体中C,O均采取sp杂化，均与4个其 以氢键相连。在冰晶体中除 他原子形成四面体结构单元，因此，冰晶胞的结构与金刚石的 氢键外，还存在范德华力 晶胞结构有一定的相似性。 (11kJ·mol1)。已知冰的 (3)冰、氢氟酸中均有氢键，且O一HO比F一H…F弱， 升华热是51kJ·mol1,则冰 但水的沸点更高，其原因是平均每个水分子形成的氢键数比 品体中氢键的键能是 HF多。 kJ·mol. (4)晶体冰的密度比液态水的小。因为晶体冰中水分子形 (3)用x、y、心分别表示 成的氢键具有方向性和饱和性，使得冰晶体中水分子的空间利 HO,HS、H的沸点（℃）， 用率变小。 则xy、x的大小关系是 ,其判断依据是 (5)当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解 体，水分子间的空隙减小，密度反而增大：超过4℃时，由于热 运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小。这就是水的密度 在4℃时最大的原因。 知识点3共价晶体 1,共价晶体的概念和结构 国敲黑板 (1)共价晶体中不存在单 概念一 所有原子都以共价健相互结合并形城共价键潍骨架 结构的品休 个的分子，国此，共价晶体的 共 构成粒子一原子 化学式不表示其实际组成，只 粒子作用力一共价键 表示其组成的原子个数比。 休 某些单质，如硼(B)、(Si).(Gc)、金刚石(C密 (2)共价品体熔化时被破 常见的共 坏的作用力是共价键。 价品体 某些非命属化合物，如二氧化硅(SiO)、碳化硅SC) 氮化不Si,N,、氮化(BN)等 (3)共价品体中只有共价 键，但含有共价键的晶体不一 2.典型共价晶体的结构特征 定是共价品体。如C),、HO 晶体 结构图示 结构特点 等分子品体中也含有共价键 ①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地 (4)大多数非金病单质、 与相邻的4个碳原子相结合，形成四面体结构： 非金属氧化物属于分子晶体， ②晶体中C一CC夹角为109°28'，碳原子采 少数非金属单质、非金属氧化 金刚石 取sp杂化 ③最小环上有6个碳原子，不是平面环： 物属于共价品体。少数金属 ④晶体中C原子个数与C一C个数之比为 单质（如灰锡）、金属化合物 1:(4×2）=1:2 (如Al2(O,AIN、GaAs)也属 于共价品体。 168 第三章 品体结构与性质收组 续表 (5)互为同素异形体的单 晶体 结构图示 结构特点 质的晶体类型一般是相同的， 如()2与()、白磷和红磷都属 ①在晶体中每个硅原子和4个氧原子形成4个 于分子晶体。但碳元素的单 共价键，每个氧原子与2个硅原子相结合，故 S)晶体由硅原子与氧原子按个数比为1：2构 质有多种晶体类型：金刚 二氧 成立体网状结构： 石—共价晶体，Cm—分子 化硅 ②最小环上有12个原子(6个S原子和6个 晶体，石墨一混合型晶体。 0原子)： ③1 mol SiO,中含4 mol Si-—0 3.共价晶体的物理性质 (1)熔点很高。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合， 回拓考点 键能大，熔化时破坏共价键需要很高的能量，因而熔点高。如金 金刚石、晶体硅与碳化硅 刚石的熔点高于3500℃，二氧化硅的熔点是1713℃。 (1)金刚石、晶体硅与碳 化硅的空间结构和晶胞结构 (2)硬度很大。共价键三维骨架结构决定了共价晶体的硬 示意图如下所示。 度，如金刚石是天然存在的最硬的物质，以金刚石的硬度为10作 为相对标准，则氮化硼、碳化硅、石英的硬度分别为9.5、9.5、7。 戴取一个平 (3)一般不导电，晶体硅、锗是半导体。 行六所体 (4)难溶于一般的溶剂。 金刚石的 晶体结构 金南石 的晶的 例3(2024·山东日照一中月考)回答下列问题。 将碳原子热 (1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图1所示，则金 品体硅 成吐原子 的福隐 刚砂晶体类型为 :在SC中，每个C原子周围最近的C 将顶点、而心上的砂 原子换成碳原子， 原子数目为 ;若晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数为 内的4个硅原子不支 6.02×103mol1,则金刚砂的密度表达式为 碳化硅的晶胞 (2)金刚石、晶体硅与碳 化硅的结构具有以下特征： 图2 ①原子杂化方式：碳、硅 原子呈p杂化。 (2)硅的某种单质的晶胞如图2所示。GN晶体与该硅晶体 ②最小环：晶体中的最小 结构相似，则GaN晶体中，每个Ga原子与 个N原子相 环是六元环，环上有6个碳原 连，与同一个G原子相连的N原子构成的空间结构为 子、6个硅原子，3个碳原子和 若该硅晶体的密度为pg·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则 3个硅原子，不是平面环 晶体中最近的2个硅原子之间的距离为 cm(用代数式 ③共价键数目：金刚石晶 表示)。 体中碳原子个数与CC键数 解析(1)金刚砂的硬度为9.5，硬度很大，故金刚砂晶体属 之北为1：(4×号)=1：2。 169 国雕手细高中化学选择性必修2物质结构与性质？J 于共价晶体；以顶角碳原子为研究对象，与其距离最近的碳原子 12g(1mol)金刚石中含有 位于该顶角相邻的面心上，所以每个碳原子周围最近的碳原子数 2mol(2N)而不是4mol(4N) 目为12：孩晶胞中C原子个餐为8X日+6X号-4，原子个纸为 CC键。同理，1mol(28g) 晶体硅中含有2 mol Si-Si 4,晶胞参数为aX100m,体积V=(aX10pam只，密度p-得 键.1 mol SiC(40g)晶体中 含有4molC-Si键 4X40g·mol- (3)金刚石、品体硅、碳化 (a×100cm)3X6.02×103mol 硅的晶胞结构特征： (2)根据题图2所示的晶体结构可知，在GaN晶体中，每个Ga ①8个顶角、6个面心上 原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的 各有1个原子 空间结构为正四面体形。在该硅晶体的晶胞中含有S原子的数 ②把品胞分割成8个小 月是8X日十6X号十4=8，则根括晶体的密度p一晋可知V- 立方体，则每个小立方体互为 0 对角位置的4个顶点上各有 28×8 1个原子，在4个互不相邻的 em= 224 8224 cm,在晶胞 小立方体的体心各有1个原 o p·Va cm3,晶胞参数a=7= Vp·N 子。因此，金刚石、晶体硅、碳 中2个最近的s原子之同的距离为晶跑体对角线长的，即吗× 化硅的每个晶胞中分别有8个 碳原子、8个硅原子、4个碳原 3224 Vp·N cnm。 子和4个硅原子。 4X40g·mol」 答案(1)共价晶体：12：(aX100cm)×6.02×10mol (2)4:正四面体形，3×224 Vp·NA 易错点2有关共价品体结构判衡中的常见错误 雨纠错练27 (1)金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等共价晶体中的成 设N为阿伏加德罗常 键数目. 数的值。下列说法中正确的 ①金刚石（或晶体硅）中，1molC(或Si)形成2 mol C-C 是()。 (或Si一Si)键 A28g晶体硅中含有 ②SiC晶体中，1molC或1 mol Si均形成4molC一Si键. SiSi键的个数为2N ③1 mol SiO,晶体中，共有4 mol Si-O键。 B.124g白磷(P,)品体中 (2)金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅中最小环上的原子数。 含有P一P键的个数为4N ①金刚石、晶体硅、SC晶体中最小环上的原子数分别为 C.12g金刚石中含有 6个C原子、6个Si原子，3个Si原子和3个C原子。 C-C键的个数为4N ②SiO2晶体中最小环上有12个原子(6个Si和6个O)。 D.SiO,晶体中每摩尔硅 原子可与氧原子形成2N个 (3)金刚石、晶体硅的一个晶胞中，分别含有8个C原子、 共价键(SiO键) 8个Si原子。 170 第三章品体结构与性质么 雨难拓展 重难点】判断共价晶体和分子晶体的方法 非金属单质和共价化合物所形成的晶体属于共价晶体还是 园记笔记 分子晶体，可以从以下角度进行分析判断： 分子晶体与共价晶体的比较 1.依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 比皎项日 分子品休共价品体 分子 晶体类型 构成粒子 粒子间作用力 虹成微粒 原子 (小分子) “巨分子” 共价晶体 原子 共价键 微粒问的 分于河传用 共价健 作用力 力（弱作用） (强作用) 分子晶体 分子（稀有气体为原子） 分子间作用力 熔、沸点 较低 畿高 硬度 较小 银大 2.依据物质的分类判断 国体和熔融因体和格融 (1)常见的共价晶体有：金刚石、晶体硼、晶体绪等单质： 物理性 态时不导电尚时不导电 导电性 (酸溶于水手（单质硅为 SiO2、SiC、BN、AIN、SiN,等化合物。新型无机非金属材料“家 电) 半学休) “相似相溶” 难溶于一般 庭”的成员（如SN4、BN等）熔点高、硬度大、耐高温，抗氧化，它 溶解性 溶制 们大多属于共价品体 多数的非会属会附石，通 (2)大多数非金属单质（金刚石、石墨、晶体硅、晶体锗等除 单骨和共价把体生、候把 硅、二氧化 物质类别 合物（如时， 硅等少数非 外)、非金属氢化物、大多数非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多 0,H1, 金属单喷及 有规物等) 数有机物都是分子晶体。 共价化合物 3.依据物理性质判断 晶体类型 共价晶体 分子晶体 熔、沸点 高(-般高于1000℃) 低（常在几百摄氏度以下）】 挥发性 无 部分有 硬度 大 小且脆 例①(2024·湖南长沙长郡中学月考)硼(B)和硅(S)在元 素周期表中位于对角线位置，两元素的性质相似，电负性相近。 下列说法正确的是()。 A.晶体硼和晶体硅均为分子晶体 B.BCL和SiCL的熔点都比CCI,的高 C.硅形成的H,SiO,为四元弱酸，故硼形成的HB)为三元 弱酸 D.BFa和SiF,均为非极性分子 解析B和Si形成的晶体均为共价晶体，A错误；BC1、 SiCL、CCL固体均为分子晶体，CCL的熔点高于BCl和SiCL 的，B错误；HB)为一元酸，C错误。 答案D 171 国避手册高中化学选择性必修2物质结构与性质) 重难点2共价晶体和分子晶体熔、沸点的比较 1.不同类型晶体的熔、沸点 园记方法 熔、沸点：共价晶体>分子晶体。 分子晶体熔、沸点的规律 2.分子晶体熔、沸点的变化规律 (1)组成和结构相似的分 分子晶体的分子间作用力越大，物质熔、沸点越高，反之越 子品体，相对分子质量越大， 低；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如熔、沸点： 分子间作用力越强，物质的 HO>H2Te>HSe>HS、C2HOH>CH OCH。 熔、沸点就越高，如熔、沸点： CH<SiH<GeH<SnH 3.共价晶体熔、沸点的变化规律 (2)组成和结构不相似的 一般原子半径越小，键长越短，键能越大，品体的熔点就越 物质（相对分子质量相近），分 高。原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越 子极性越大，其熔、沸点就越 牢固，破坏化学键需要的能量就越多，故晶体的熔点就越高。在 高，如熔、沸，点：CO>N、 金刚石、碳化硅、晶体硅中，原子半径：C<Si,则键长：CC<C一S CHOH>CH CH. <Si一Si,故键能：C一C>C一S>Si一Si,熔点：金刚石>碳化硅 (3)烃、卤代烃、醇、醛、骏 >晶体硅；又如，键长：Si一Si>SiO>CC,故键能：Si一Si< 酸等有机物一般随分子里碳 SiO<CC,熔、沸点：金刚石>二氧化硅>晶体硅。 原子数目的增加，熔、沸点升 例②下列晶体性质的比较中正确的是()。 高，如熔、沸点：CH>CH、 A.熔点：金刚石>晶体硅>晶体锗>硫 C H.CDCH CI.CH COOH> B.熔点：Sil4<SiBr<SiCl<SiF HCOOH。 C.沸点：HF>H2O>NH>HS (4)一般来说，同分异构 D.硬度：金刚石>白磷>冰>水晶 体中，支链越多，熔、沸点越 低。如沸点： 解析金刚石、晶体硅、晶体错均为共价晶体，硫为分子晶体， CH一CH一CHCH一CH 且原子半径：C<Si<Ge,键长：CC<Si一Si<Ge一Ge,键能： >CH一CHCH-CH CC>Si一Si>GeGe,故熔点：金刚石>晶体硅>晶体错>硫， CH A正确；四种物质都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用 CH 力越强，熔点越高，故熔点：SiL>SiBr>SiCL>SiF4,B错误； CH- C-CH. H2O、HF和NH3都存在分子间氢键，HO分子间氢键的数量比 CH HF分子间的多，NH分子间氢键最弱，HS分子间只有范德华 力，故沸，点：H2O>HF>NH>HS,C错误：白磷和冰是分子晶 体，硬度小，金刚石和水晶是共价晶体，硬度大，D错误。 答案A 172 第三章品体结构与性质么9 ]-02关键能动提孔。 题型1晶体中微粒间作用力的判断 B.共价品体中，共价键越强，熔点越高 例☐(2024·湖北华中师大一附中检测) C.分子晶体中，共价键的键能越大，该分 下列有关晶体的叙述错误的是( ）。 子晶体的熔、沸点越高 A.分子晶体熔化时化学键一般不会被破坏 D.分子晶体中，分子间作用力越大，该物 B.白磷品体中，结构粒子(P)之间通过共 质越稳定 价键相结合 题型2晶体类型的判断 C.石英晶体是直接由硅原子和氧原子以 例☑(2024·湖北武汉三中期中)氨化硅 共价键结合形成的具有共价键三维骨架结构 (SN:)常用作飞船返回舱耐高温结构材料，可 的晶体 由石英和焦炭在高温的氮气中通过以下反应 D.构成分子晶体的粒子中不一定存在共 制备：3SiO,+6C+2N商里SN,+6C0.下 价键 列说法错误的是( 解析分子晶体是通过分子间作用力将分 A.SiO2和SiN,均属于共价晶体 子结合在一起的，所以当分子晶体熔化时，破 B.基态硅原子核外电子有8种空间运动 坏的只是分子间作用力，分子内的化学键未被 状态 破坏，A正确；白磷晶体是分子晶体，在P,分 C.对石英进行X射线衍射实验可确定其 子内存在共价键，而P,分子之间通过范德华 是否为晶体 力结合，B错误；石英晶体是共价晶体，C正确； D.CaN,与SN,结构相似，硬度：CaN< 稀有气体在固态时属于分子晶体，而稀有气体 Sig N 是单原子分子，分子内不存在化学键，D正确。 解析SiO和SN,均是由原子通过共价键 [答案B 形成的晶体，是共价晶体，A正确：Si为14号元 素，基态硅原子核外电子排布式为1s22s2p3s3m, 名师食的 判断晶体中微粒间作用力类型的方法 核外电子占有的原子轨道数为1十1十3+1+ 2=8,则有8种空间运动状态，B正确：X射线 分子晶体的构成微 粒为分子（稀有气体 衍射实验是检验晶体的科学方法，C正确： 为原子)，微粒间作 CN,与SiN结构相似，都是共价晶体，共价 分析不同 用力为分子间作用 键C一N键的键能大于C—Si键的键能，故硬 类型的晶 力（一定含有范德华 体微粒间 力，可能含有氢键) 度：C3N>SiN4,D错误。 型 作用力 共价晶体的构成微 答案D 粒为原子，微粒间作 用力为共价键 名师支留 共价晶体和分子晶体的判断方法 ◆跟踪练1下列说法正确的是( (1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力 A.冰融化时，分子中H一O键发生断裂 173 重避台手圆高中化学选择性必修2物质结构与性质尺) 判断：构成共价晶体的微粒是原子，微粒间 发生反应：AlCl6+2NH一2Al(NH)Cl: 作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分 AF3的结构属于立方晶系，晶胞如图2所示。 子，微粒间作用力是范德华力（个别存在 下列说法中错误的是( 氢键)。 (2)依据晶体的熔、沸点判断：共价晶体 的熔，点高，常在1000℃以上：分子晶体的熔 点低，常在数百摄氏度以下甚至更低。 图1 2 (3)依据硬度和机械性能判断：共价晶 A.AlBr6也能与NH发生反应，但比 体硬度大·分子晶体硬度小且较脆。 A2Cl6更难 (4)依据导电性判断：分子品体为绝缘 B.AF3的熔点为1090℃，远高于AICl 体，但部分分子晶体溶于水后能导电；共价晶 的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 体多数为绝缘体，但晶体硅、晶体错是半导体。 离子键 (5)构成晶体的粒子为分子，则该晶体 C.A1F3晶体中F的配位数为2 一定为分子晶体。 D.若晶胞参数为apm,晶体密度p= (6)常见的、典型的共价晶体有：a.单质， 8.4×1031 V·a3g·cm3 如金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体错等；b.化 合物，如SiO2,SiC,BN、AlN,SiN4等。除共 解析Br原子的半径大于Cl,则键能： 价晶体外的绝大多数非金属单质、气态氢化 A一Br<A一Cl,导致A1一Br键更易断裂，且 物、非金属氧化物、酸、绝大多数有机物（有 NH能与Al原子形成配位键，则AlBr6比 机盐除外)都属于分子晶体 AlCl更易与NH发生反应，A错误；AIF3的 熔点远高于AICL的熔点，AC为分子晶体， ◆跟踪练2分析下列各物质的物理性质， 可判断其固态不属于分子晶体的是()。 则A1Fs为离子晶体，由此可以判断A1、F之 A.三氯化磷，熔点-112℃，沸点76℃ 间的化学键为离子键，B正确；A1F3晶体中距 B.溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态 离F一最近且等距离的AB+有2个，所以其配 不导电 位数是2，C正确；晶胞的体积为(a× C.五氟化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易 10cm,该品胞中AP+的个数为8×g-1, 溶于乙醇、氯仿、丙酮 M D.碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融 F的个数为12×=3，密度p= NA 态不导电 题型3晶体结构的分析 4 NA 例3(2024·湖北部分重点中学联考)已 (aX10o)3g·cm3=8.4X1031 VA·a3g·cma, 知气态AICl通常以二聚体AlCl的形式存 D正确。 在，其空间结构如图1所示，在一定条件下可 答案A 174重难手册高中化学选择性必修2物质结构与性质2J 6)÷[6.02×10md1×(511×10-"m)2×sin60°× 6个P一P键，B错误：SO2晶体中每个硅原子与周围 397×10-1"cm]≈0.111g·cm3,故储氢能力为 4个氧原子形成4个S一O键，D错误。] 0.111g·cm3 898X10g·m7≈1236.] 【关键能力提升】 [跟踪练]B[冰为分子晶体，融化时破坏范德华力 2.(1)sp:=。(2)无。(3)12：MC#。 和氢键，不破坏共价键，A错误：共价品体的榕点高低 [(1)题图1中石墨烯是片层结构，1号C原子与周围 取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，B正确： 3个C原子形成共价键，则该C原子采取sp杂化，该 分子间作用力的大小决定分子晶体熔、沸点的高低，而 C原子与相邻C原子形成的键角为120°。(2)题图2 共价键的键能决定分子晶体的稳定性，C,D错误.] 中1号C原子与周围3个C原子，1个O原子形成4 [跟踪练2]D[三氯化磷，溴化铝，五氟化饥的熔点都 个共价键，该C原子的价电子全部参与成键，故1号C 很低，溴化错在熔融状态时不导电，五氟化钒易溶于乙 原子与相邻C原子不能形成π键。(3)M原子位于品 胞的棱心与内部，则该晶胞中M原子的个数为12×号 醇，氯仿，丙酮，这些都符合分子晶体的特征。碳化铝 的熔点很高，熔融状态不导电，符合共价晶体的特征.] 十9一12。C位于晶胞的8个顶角和6个面心，则该晶 [跟踪练3](1)铬，(2)N>O>A. 胞含有C的个数为8X日+6×号=4，M原子和C的 (3)平面三角形。(4)NH分子间易形成氢键。 个数比为12：4=3：1.故该材料的化学式为MCm。] (5160×10. aNA 第二节分子品体与共价品体 [跟踪练4]C[三种物质都是共价晶体且结构相似， 【必备知识梳理】 因为C的原子半径小于Si,所以键长：CC<CS< [纠错练1](1)2。(2)20。(3)x>>y:水分子间 S一Si,键能：CC>C一S>Si一Si,键能越大，共价品 存在氢键，故沸点最高，硒化氢比硫化氢的相对分子质 体的熔点越高，A正确：NH和PH都是分子品体，但 量大，分子间作用力大，故硒化氢的沸点比硫化氢的高。 NH分子间存在氢键，故NH的沸点较高，B正确：二 [(1)由于1个HO分子与其余4个HO分子形成4个 氧化硅是共价品体，硬度较大，白磷和冰都是分子晶 氢键，而每个氢键为两个HO分子所共有，所以1mol 体，硬度较小，C错误：卤化硅为分子晶体，它们的组成 冰中含有4÷2=2mdl氢键。(2)氢键的键能为断裂 和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越 X一H…Y作用力需要的能量。1个HO分子可形成2个 大，分子间作用力越强，熔点越高，D正确。 氢键，则氢键的键能为(51kJ·mol1一11k·o1)÷ 【学业质量测评】 2=20kJ·mol'。(3)氢键对物质熔、沸点的影响：某 A基础过关练 些氢化物分子间存在氢键，如HO,NH、HF等，会使 1.A[同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原 该种氢化物的沸点出现反常。如沸点：H(O>HTe> 子半径：(B)>r(C)>(N),A正确：同一周期元素从 H:Se>H2S.] 左到右，第一电离能有增大的趋势，则第一电离能： [纠错练2]A[品体硅的结构与金刚石相似，每个硅 I1(B)<I(C)<I1(N),B错误；元素的非金属性越强， (碳)原子与周围4个原子形成4个共价键，且每个硅 其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性： (碳)原子在每条键中的贡献只有一半，依据均雄法可 N>C>B,则酸性：HNO>HCO>HBO),C错误： 知，1个硅（碳）原子分得的共价键数为4×号=2，A正 由题给信息可推出硼形成共价晶体，但石墨为混合晶 确，C错误：白磷为正四面体结构，每个P分子中含有 体，固态氮为分子晶体，品体类型不同，D错误] 30 参考答架与提示次 2.B[冰中1个水分子与4个水分子形成氢键，4个水 B综合提能练 分子形成四面体。] 1.D硼酸晶体属于分子品体：HB)分子的稳定性与 3.D[C,I均为分子晶体，气化或升华时均克服范德 分子内部的共价键有关，与分子间氢键无关：分子中的 华力，A错误：乙酸分子间可形成氢键，其熔点比甲酸 硼原子不符合8电子稳定结构：1 mol H BO分子中 甲酯的高，B错误：HC1是共价化合物，溶于水时破坏 含有3ml氢键.] 共价键，C错误。] 2.B[HO、HS、HSc、HTe均为分子品体，HO分子 4.C[金刚石中1个中心C原子连接4个C原子，二氧 间存在氢键，熔、沸点较高，H,S、H,Se、HTe分子间为 化硅中1个中心S原子连接4个O原子，二者的最小 范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点 结构单元均为正四面体结构，故A正确：金刚石中， 越高，因此HO的沸点最高，A错误：CH,CCL4,CBm、 C1均为分子品体，分子间作用力为范德华力，相对分 1个C原子与另外4个C原子形成4个CC键，每个 子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，因此沸点依 C一C键为2个C原子所共用，所以1moC原子形成 次升高，B正确：金刚石为共价品体，P、O为分子品 的C-C键为4mlX号=2mal,数目是2N,而s0 体，共价品体的沸点高于分子品体，因此金刚石的沸点 晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个S一0 最高，C错误：碳化硅、二氧化硅、品体硅均为共价晶 键，则1 mol Si()2品体中Si-O键为4mol,数日是 体，原子半径越小，共价键键能越大，共价品体的沸点 4N,故B正确：干冰熔化时只破坏分子间作用力，共 越高，由于半径：C<Si,键长：Si一C<Si一Si,因此键 能：SiC>SiSi,故沸点：SiC>Si,D错误.] 价键不会断裂，故C不正确：共价品体的构成微粒是原 3.C[原子是化学变化中的最小微粒，化学变化中原子 子不是分子，所以SO,晶体中不存在分子，SO,不是 核不会改变，该过程属于核聚变，不属于化学变化， 它的分子式，故D正确。门 A错误：根据题图1可知C原子是sp杂化，与石墨互 12:4竖. (2)镁粉在干冰中燃烧，发出耀眼的 为同素异形体，B错误：氢气的性质稳定，是第一电离 能最大的元素，C正确：偏二甲肼(C:N2H)的分子结 白光，并有黑色物质生成：2Mg+CO,点槛2MgO+C 构中含氨基，易溶于水且水溶液呈碱性，D错误。] (3)氢键：4：四面体：较小：小。 4.B[氮化碳是超硬新材料，符合共价品体的典型物理 [(1)观察和分析干冰的晶体结构可知，在干冰晶体中， 性质，A正确：氮元素的电负性大于碳元素的电负性， CO分子的排列方式为面心立方堆积，顶点上为1种 所以在氮化碳中氮元素显一3价，碳元素显十4价， 取向，3对面心上为3种取向，共4种取向：离顶点C) B不正确：品体结构模型中虚线部分是品体的最小结 分子最近的是面心的C):分子，两者的距离为对角线 构单元，正方形顶角的被占有，边上的二被占有，包 长的一半，即号。m。(3)在冰晶体中，水分子间的主 含的C原子数是4×子+4X号-3，中间有4个N故 要作用力是氢键，氢键具有饱和性，使1个水分子周围 品体的化学式为CN,C正确：根据题图可知，每个碳 只有4个紧邻的水分子，品体中水分子的空间利用率 原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相 小，结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此 连，D正确。门 冰能浮在水面上。] 5.(1)①分子。②正四面休形：sp。 31 重雅点手册高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J (2)1：1;Ti0+[或(Ti0)2]. 甲的晶胞可知，K的个数为8×名+6×之-4,0的个 (3)TCL、TBr、TL都是分子晶体，而且组成和结构 相似，其相对分子质量依次增大，范德华力逐渐增大， 数为2×(12×十1)=8，则甲的化学式为K0。 因面三者的熔点和沸点依次升高。 (4)①乙的硬度超过金刚石，则乙属于共价品体，其硬 160 度超过金刚石的原因是C一N键的键长小于CC键， (40ac×10V C-N键的键能大于CC键，所以乙的硬度超过金刚 [(I)①TC1的熔、沸点较低，室温下为无色液体，则固 石。②由题给品胞图可知，1个N原子形成3个a键， 态TCL属于分子晶体。②LiBH中BH的B原子 1个C原子形成4个6键，则乙为CN,CN品体中 价层电子对数为4，不含孤电子对，B原子采取sp杂 C、N两种元素原子的杂化方式均为sp杂化.] 化，则VSEPR模型和离子空间结构都是正四面体形。 第三节金属品体与离子品体 (2)每个T原子与2个0原子成键，每个0原子与 【必备知识梳理】 2个Ti原子成键，则该阳离子中Ti与O的原子个数 [纠错练1]B[金属在常温下一般都是固体，但汞在 之比为1：1。该阳离子中Ti显十4价，O显一2价，故 常温下为液态，A错误：金属晶体的构成粒子是金属离 该阳离子的化学式为Ti)或(TO)+。(3)钛与卤 子和自由电子，所以金属晶体中有阳离子，但没有阴离 素形成的化合物的熔、沸点都很低，故TiCl、TBr, 子，B正确：金属晶体中的金属阳离子在其电场力能 T1,都属于分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越 “涉及”的范围内，与自由电子都有静电作用，其“释出” 大，其熔，沸点越高。(4)晶胞参数为anm和cnm,即a× 的价电子不再属于某个金属离子，C错误：金属虽然发 10-7cm和cX10cm,则晶胞的体积为adcX101cmm: 生形变，各层之间发生了相对滑动，但不致断裂，这是 每个晶胞中含有T原子的个数为8×日十1=2，含有 因为金属离子与自由电子之间的较强作用仍然存在， D错误，] 0原子的个数为2十X号=4小则品整的质量为瓷”。， [纠错练2](1)共价键：3。(2)将8号蓝球改为红球。 故该晶体的度为（袋 g)÷(a'c×10-1cm㎡2)= [(1)金刚石晶胞的面心位置共6个C原子，每个C原 160 子为两个品胞所共用，6×号=3个，品体硅与其结构 acX10Ng·cm.] 相似，在面心位置也贡献了3个Si原子。(2)在NaC C培优突破练 晶胞中，C、Na交替排列，故8号蓝球应改为红球， 1.(1)1s2s22p3s3p3d54s2。(2)这两种气态氢化物 即0.] 均为极性分子，且相互之间能形成氢键，NH与HO [纠错练3]C[具有体心的正四面体和正八面体的空 反应。(3)K)。(4)①共价晶体：C一N键的键长 间结构分别为 因此PCL品体 小于CC键，其键能大于C一C。②sp。 [由题意知，E,Q.T、X、Z五种元素分别为C,N,O、K、i。 由[PCL]和[PCl]构成，它们的物质的量之比为 (1)基态Ni原子核外电子推布式为1s2s2p3s3p3d4s。 1:1,PC1是离子化合物，PC1的晶体属于离子晶体； (2)Q的气态氢化物NH极易溶于T的气态氢化物 离子晶体中含有离子，但不能自由移动，故离子晶体不 HO,其主要原因是这两种氢化物均为极性分子，两分 能导电，离子晶体只有在溶于水时或在熔融状态下才 子之间能形成氢键，NH与HO反应。(3)由化合物 能导电.] 32