内容正文:
考点5 晶体类型与粒子间作用力及原因解释
[对应学生用书P41]
1.①判断晶体类型的方法
(1)依据构成晶体的粒子和粒子间作用力判断
①由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体;
②由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体;
③由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体;
④由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。
(2)依据晶体的物理性质判断
①熔、沸点低的为分子晶体;
②沸点较高,且熔融状态下能导电,固体时不导电的晶体是离子晶体;
③熔、沸点高,硬度很大,不导电,不溶于一般溶剂的晶体是共价晶体;
④具有延展性、导电性、导热性的晶体是金属晶体。
2.②不同类型晶体中粒子间作用力
晶体类型
粒子间作用力
分子晶体
分子间——范德华力(或氢键);分子内——共价键(稀有气体不含)
共价晶体
共价键
离子晶体
离子间——离子键;离子内——部分含共价键(如NH、SO等)
金属晶体
金属键
混合型晶体
石墨中层内存在共价键,层与层之间存在范德华力
3.③晶体熔、沸点的比较及原因分析
(1)不同类型晶体的熔、沸点:共价晶体>离子晶体>分子晶体。
原因分析(答题模板):晶体类型不同,如××是离子晶体,××是共价晶体。
(2)同种类型的晶体:
晶体类型
原因分析(答题模板)
分子晶体
相对分子质量越大,范德华力越强,晶体的熔、沸点越高,若存在氢键,出现反常
共价晶体
原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔、沸点越高
离子晶体
离子半径越小、所带电荷数越多,离子键越强,晶体的熔、沸点越高
金属晶体
金属离子半径越小,价电子数越多,金属键越强,晶体的熔、沸点越高
教考衔接 ①
(1)(2023·广东卷,节选)NH4Al(OH)2CO3属于________(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)(2023·湖南卷,节选)Ga(CH3)3的沸点为55.7 ℃,则晶体Ga(CH3)3的晶体类型是____________。
(3)(2023·山东卷,节选)常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为____________。
教考衔接 ②
(2022·北京卷,节选)FeSO4·7H2O结构如图所示。
H2O与Fe2+、H2O与SO的作用力类型分别为________、________。
教考衔接 ③
(1)(2021·全国甲卷,节选)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间,其原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(2021·全国乙卷,节选)NH3的沸点比PH3的__________,原因是______________________。
(3)(2021·浙江6月选考卷,节选)已知3种共价晶体的熔点数据如下表:
物质
金刚石
碳化硅
晶体硅
熔点/℃
>3 550
2 600
1 415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)(2021·浙江1月选考卷,节选)金属镓(Ga)位于元素周期表中第4周期 ⅢA族,其卤化物的熔点如下表:
物质
GaF3
GaCl3
GaBr3
熔点/℃
>1 000
77.75
122.3
GaF3熔点比GaCl3熔点高很多的原因是_____________________________________。
教考衔接 参考答案
教考衔接①
答案:(1)晶体 (2)分子晶体 (3)分子晶体
教考衔接②
答案:配位键 氢键
教考衔接③
答案:(1)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇可以,且水比甲醇的氢键多
(2)高 NH3形成分子间氢键
(3)原子半径:C<Si,键长:C—C<Si—Si,键能:C—C>Si—Si
(4)GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体
[对应学生用书P43]
命题角度9 晶体类型及粒子间作用
[例9] (2023·全国甲卷,节选)将酞菁-钴钛菁-三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。
(1)下图所示的几种碳单质,它们互为__________,其中属于共价晶体的是__________,C60间的作用力是____________。
(2)AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。
答案:(1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2)离子
解析:(1)金刚石、石墨、C60和碳纳米管都是由碳元素形成的单质,它们互为同素异形体。金刚石中每个碳原子处于其他4个碳原子构成的正四面体的中心,向周围无限延伸,形成三维骨架结构,属于共价晶体。C60为分子晶体,粒子间作用力为范德华力。
(2)AlF3的熔点为1 090 ℃,熔点高,应为离子晶体,故铝氟之间的化学键为离子键。
命题角度10 晶体的熔、沸点比较及原因分析
[例10] (1)(2023·全国乙卷,节选)Na与Si均为第三周期元素。NaCl熔点明显高于SiCl4。原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(2022·全国乙卷,节选)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为________。解释X的熔点比Y高的原因________________________________________________________________________。
(3)(2021·海南卷,节选)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,前者的熔点明显高于后者,其主要原因是_____________________________________________________。
答案:(1)NaCl是离子晶体,SiCl4是分子晶体
(2)CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体,离子键强于分子间作用力
(3)MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl的多,离子键更强
练9 (1)(全国 Ⅱ 卷,节选)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
(2)(全国 Ⅲ 卷,节选)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)。CH3CH3的熔点比NH3BH3__________(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在__________________________,也称“双氢键”。
答案:(1)TiF4为离子晶体,熔点高,其他三种均为分子晶体,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高
(2)低 Hδ+与Hδ-的静电引力
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