基础知识点4 四类典型的晶体及其熔沸点大小比较 知识清单- 2025-2026学年人教版高二化学选择性必修2

基础知识点 4 四类典型的晶体及其熔沸点大小的比较 一．四类典型的晶体 1．四种晶体的比较 类型比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 概念 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 阳离子和阴离子 通过离子键结合 而形成的晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 分子间作用力 (范德华力、氢键) 共价键 金属键 离子键 物 理 性 质 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低(<200℃) 很高(>1500℃) 有的很高，有的很低 较高(200~1500℃) 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 熔化时键的变化 不破坏化学键，破坏分子间作用力 破坏共价键 破坏金属键 破坏离子键，共价键不一定破坏 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 共价键键长短、原子半径小的共价键稳定 金属原子的价层电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 物质类别及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属 氧化物 (SiO2 除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如 金刚石、硅、晶体 硼)、部分非金属化 合物(如 SiC 、SiO2、 BN 、Si3N4) 金属单质与合金(如Na 、Al 、Fe、青铜) 金 属 氧 化 物 ( 如K2O 、Na2O)、强碱 ( 如 KOH 、 NaOH)、绝大部分盐(如 NaCl) 2．晶体类别的判断方法 (1)依据物质的分类判断 ①金属单质(除汞外)、合金是金属晶体； ②活泼金属的氧化物(如 Na2O、MgO 等)、强碱[如 KOH、Ba(OH)2 等]和绝大多数的盐类等离子化合物是离子晶体； ③大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2 外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体； ④常见的共价晶体：金刚石、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)、金刚砂(SiC) 、氮化硼(BN)、硼(B)、氮化硅(Si3N4)； (2)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体； (3)依据晶体的熔点判断 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 ①离子晶体的熔点较高，常在 200~ 1500℃ ；共价晶体的熔点高， 常大于 1500℃；分子晶体的熔点较低，常小于 200℃ , 常温下为气体 或液体、易挥发 、易升华的一般是分子晶体；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的； ②不同类型晶体熔点大小的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如：钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低； (4)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电； ②共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电； ③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电； ④金属晶体是电的良导体； (5)依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性； 3．石墨与金刚石的比较 金刚石 石墨 晶体类型 共价晶体 混合晶体 晶体结构特征 平面正六边形层状结构 正四面体空间网状结构 微粒间作用力 共价键 共价键、范德华力、金属键 最小环形状和碳原子数 6 个碳原子不共面 6 个碳原子共平面 碳原子的杂化方式 sp3 杂化 sp2 杂化 碳原子成键数 4 3 碳原子有无剩余价电子 无 有一个 2p 电子 键角 109°28′ 120° 每个环上碳原子数 每个环上共价键数 碳原子个数与 C－C 键数之比 键长 金刚石中 C－C＞石墨中 C－C 键能 金刚石＜石墨 稳定性 金刚石＜石墨 熔、沸点 金刚石＜石墨 两者关系 同素异形体 ( 2 / 4 )【注】 C60 分子中 σ 键与π 键的数目计算：90 个 σ 键，30 个 π 键； 学科网（北京）股份有限公司 二．晶体熔、沸点高低的分析 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不 同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体； (2)金属晶体的熔、沸点差别很大：钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低； 2．同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小 (1)共价晶体：看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小； 规律：原子半径越小 键长越短 键能越大 熔沸点越高；如熔点：金刚石＞碳化硅； (2)离子晶体：看离子键的强弱，取决于阴、阳离子半径大小和所带电荷数； 规律：阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl； (3)分子晶体：看分子间作用力(一般先氢键，后范德华力，最后分子的极性)； ①形成氢键 a ．形成分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如沸点：H2O＞H2Te＞H2 Se＞H2 S； b ．均形成分子间氢键，氢键数目多，熔、沸点越高，如沸点：H2O＞HF； c ．互为同分异构体，形成分子间氢键会使熔、沸点增大；形成分子内氢键会使熔、沸点减小； ②分子间无氢键 a ．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，如沸点：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4； b ．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如沸点：CO＞N2； c ．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷； (4)金属晶体：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数； 规律：金属离子的半径越小，离子的电荷数越多，其金属键越强，金属的熔、沸点就越高； 如熔、沸点：Na＜Mg＜Al； 三．晶体熔、沸点高低分析的原因解释答题模板 1．不同类型晶体熔、沸点比较 (1)规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体； (2)答题模板：×××为×××晶体，而×××为×××晶体； (3)实例 ①金刚石的熔点比 NaCl 高，原因是：金刚石是原子晶体，而 NaCl 是离子晶体； ②SiO2 的熔点比 CO2 高，原因是：SiO2 是原子晶体，CO2 而是分子晶体； ③Na 的氯化物的熔点比 Si 的氯化物的熔点高，理由是：NaCl 为离子晶体而 SiCl4 为分子晶体； 2．同为共价晶体 (1)规律：看共价键的强弱，取决于键长；即成键原子半径大小 (2)答题模板：同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高； (3)实例：Si 单质比化合物 SiC 的熔点高，理由是晶体硅与SiC 均属于原子晶体，晶体硅中的 Si—Si比 SiC 中 Si—C 的键长长，故键能也低，所以 SiC 熔点低； 3．同为离子晶体 (1)规律：看离子键(或晶格能)的强弱，取决于阴、阳离子半径的大小和电荷数； (2)答题模板： 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 ①阴离子(或阳离子)电荷数相等，则看阴离子(或阳离子)半径：同为离子晶体，Rn－(或 Mn＋)半径小于 Xn－(或 Nn＋) ，故××× 晶体离子键强，熔、沸点高； ②阴离子(或阳离子)电荷 数不相等，阴离子半径(或阳离子半径)不同：同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于 Xm－(或 Nm＋)， Rn－(或 Mn＋)电荷数大于 Xm－(或 Nm＋) ，故××× 晶体离子键强，熔、沸点高； (3)实例：ZnO 和 ZnS 的晶体结构相似，熔点较高的是 ZnO ，理由是：同属于离子晶体，O2－半径小于 S2－ ，故 ZnO离子键强，熔点高； 4．同为分子晶体 (1)规律：一般先氢键，后范德华力，最后分子的极性； (2)答题模板： ①同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力； ②同为分子晶体，××× 的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高； ③同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近) ，××× 的极性大，熔、沸点高； ④同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的是分子内氢键，形成分子间氢键会使熔 、沸点增大； ⑤同为分子晶体，均形成分子间氢键，×××形成分子间氢键数目多，熔、沸点高； (3)实例 ①NH3 的沸点比 PH3 高，原因是：同为分子晶体，NH3分子间存在较强的氢键，而 PH3分子间仅有较弱的范德华力； ②CO2 比 CS2 的熔沸点低，其理由是：同为分子晶体，CS2 的相对分子质量大，范德华力强，熔沸点高； ③CO 比 N2 的熔沸点高，其理由是：同为分子晶体，两者相对分子质量相同，CO 的极性大，熔沸点高； ( CHO )CHO ( ④ ) ( 的沸点比 ) ( 高，原因是： ) ( 形成分子间 ) ( CHO )形成分子内氢键，而 氢键，分子间氢键使分子间作用力增大； ⑤H2O 的沸点比 HF 高，原因是：同为分子晶体，H2O 分子间存在的氢键数目多； 5．同为金属晶体 (1)规律：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数； (2)答题模板： ①阳离子电荷数相等，则看阳离子的半径：同为金属晶体，Mn＋半径小于 Nn＋，故 M 晶体的金属键强，熔、沸点高； ②阳离子电荷数不相等，阳离子半径也不相等：同为金属晶体，Mm＋半径小于 Nn＋ ，Mm＋电荷数大于 Nn＋，故M 晶体的金属键强，熔、沸点高； (3)实例 ①K 的熔沸点小于 Na，原因是：同为金属晶体，K+ 的半径大于 Na+ ，故金属键 Na 的强，熔沸点也高； ②Mg 的熔沸点小于 Al，原因是：同为金属晶体，Mg2+ 的半径大于 Al3+ ，Mg2+ 的阳离子所带的电荷数小于 Al3+ ，故金属键 Al 的强，熔沸点也高； 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $