第30讲2 常见的晶体类型＋熔沸点比较 课件-2026届高三化学一轮复习

第八章 晶体结构与性质 第30讲2—— 常见晶体类型 新人教版 高中化学 2026届 一轮复习 真题引入 【2025·贵州卷】常温常压下，Li和N2反应生成红棕色、具有高度离子导电性的α-Li3N。α-Li3N由a、b两层构成，其a、b层及晶体结构如图。 判断：α-Li3N的晶体类型为共价晶体 【自主整理】完成P165页“考点二 常见晶体类型” 【2min】 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 金属阳离子、自由电子 微粒间的相 互作用力 __________ (某些含氢键)  硬度 较小 有的很大,有的很小 熔、沸点 较低 有的很高,有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 一般不溶于水,少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂 导电性、 导热性 一般不导电,溶于水后有的导电 一般不具有导电性,个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电,水溶液或熔融态导电 分子 原子 阴、阳离子 范德华力 共价键 金属键 离子键 很大 较大 很高 知识梳理 1、概念： 如：I2、H2O、NH3、H3PO4、乙醇等在固态时都是分子晶体。 (一)分子晶体 只含分子的晶体叫做分子晶体。 2、构成粒子：分子（共价键） 粒子间作用力：分子间作用力（范德华力、氢键） 3、常见的分子晶体： ①所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX ②部分非金属单质: X2，O2，H2， S8，P4， C60 ③部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 ④几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 ⑤绝大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖 特例：金刚石、硅晶体 特例：SiO2晶体 ② 冰： 水分子之间的主要作用力是氢键 (也存在范德华力)； 氢键具有一定方向性，使得紧邻分子的取向受到限制，每个水分子与____________方向的_____个水分子相邻； 含 1 mol H2O 的冰中，最多可形成 _____ mol 氢键。 ① 干冰： 干冰中 CO2 分子间只存在范德华力，无饱和性、方向性，因此紧邻分子尽可能多地围绕中心分子排布； 干冰晶胞中有______个CO2，每个 CO2 分子周围等距且紧邻的 CO2 分子数为______个。 4 12 4 2 四面体顶点 4、分子晶体的结构特征 ——典例:干冰和冰 (一)分子晶体 知识梳理 碳60的晶胞 分子密堆积 分子非密堆积 2、 物理性质： ① 共价晶体一般熔点高，硬度大。（各原子均以强的共价键相结合） ② 结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长______，键能______，晶体的熔点________。 （例：金刚石的硬度比 SiC ______。） 知识梳理 (二)共价晶体 1、构成粒子：原子；粒子间作用力：共价键。 整个晶体是由共价键结合而成的空间网状结构，不存在单个的小分子。 共价晶体的化学式只表示晶体中原子个数比。 越短 越大 越高 大 3、常见的共价晶体： 某些单质：晶体硼(B)、金刚石(C)、晶体硅(Si)、锗(Ge)、灰锡(Sn)等 某些非金属化合物：SiO2、SiC、Si3N4、BN 等 (IIIA、IVA、VA 族元素间化合物 知识梳理 (二)共价晶体 4、典型的共价晶体的结构分析 ——金刚石 ①C 原子采取_______杂化，C-C-C 夹角为_________ ；每个 C 原子与相邻的______个 C 原子形成共价键； ② 1 mol 金刚石中，形成的 C-C 键为 ______ mol。 ③金刚石晶体中最小的环含有______个 C 原子。 ④每个金刚石晶胞中含有______个 C 原子（顶点_____个，面心_____个，晶胞内部_____个）。 ⑤金刚石晶胞内部的 C 在体对角线的 1/4 处； 位于互不相邻的 4 个 1/8 小立方体的中心 sp3 109˚28′ 4 2 6 8 1 3 4 2r = 四分之一的体对角线 知识梳理 (二)共价晶体 4、典型的共价晶体的结构分析 ——SiO2晶体 ①Si 原子采取_______杂化，O-Si-O 夹角为_________ ； ②每个 Si 原子与____个 O 原子形成共价键，每个 O 原子和____个 Si 原子形成共价键；1 mol SiO2 晶体中含有______ mol Si-O 键。 ③晶体中，Si 原子位于硅氧四面体的_______ ，O 原子位于四面体的_______，每个 O 原子被____个硅氧四面体共用。 ④最小的环含有_____个原子，包括_____个 Si 和_____个 O 原子。 ⑤每个 SiO2 晶胞中含有_____个 Si 原子和_____个 O 原子。 sp3 109˚28′ 4 2 中心 顶点 2 12 6 6 4 8 16 巩固提升 9 练习：(1) Ni 与 CO 在 60～80 ℃ 时反应生成 Ni(CO)4 气体，在 Ni(CO)4 分子中与 Ni 形成配位键的原子是______，Ni(CO)4 晶体类型是____________。 (2) F2 与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，如 ClF3、BrF3，常温下它们都是易挥发的液体。ClF3 的熔、沸点比 BrF3 的______(填“高”或“低”)。 (3) GaN、GaP、GaAs 具有相同的晶体类型，熔点如下表所示，分析其变化原因。 晶体 GaN GaP GaAs 熔点/℃ 1700 1477 1238 原子半径：N＜P＜As， 键长：Ga-N＜Ga-P＜Ga-As，键能依次减小 (4) SiC 是共价晶体，结构类似金刚石，为 C、Si 原子依次相间排列的正四面体型空间网状结构。试在图中正方体的顶点上画出与该 Si 最近的 C 的位置。 C 分子晶体 低 知识梳理 (三)离子晶体 1、构成粒子：阴、阳离子；粒子间作用力：离子键。 思考：离子晶体只存在离子键作用力吗？ 离子晶体 ①阴、阳离子 (单原子或多原子) ②电中性分子 构成微粒 离子键 共价键 氢键 范德华力 作用力 2、影响离子键强弱的因素： 阴、阳离子的电荷数越______，离子半径越______，离子键越强。 离子键越强，离子晶体的熔点越高、硬度越大。 大 小 晶体中，每个 Na+ 周围等距且紧邻的 Cl－ 有______个；每个 Cl- 周围等距且紧邻的 Na+ 有______个；Na+ 和 Cl－ 的配位数均为______ 。 每个 Na+(Cl－) 周围等距且紧邻的 Na+(Cl－) 有______个。 每个 NaCl 晶胞中含有______个 Na+ 和______个 Cl－。 当 Na+ 位于晶胞顶点时，Na+ 的位置为______和______， Cl－ 的位置为______和______。若平移晶体使顶点处的 Na+ 移至棱心，则此时 Cl－ 的位置为______和______。 6 6 6 4 4 顶点 面心 体心 棱心 顶点 面心 12 知识梳理 (三)离子晶体 3、常见的离子晶体的结构特征 ——NaCl型 Na+ 周围的 6 个 Cl－ 组成正八面体。 八面体空隙填入正离子 小结NaCl的微观结构特征 面心立方 最密堆积 知识梳理 (三)离子晶体 3、常见的离子晶体的结构特征 ——CsCl型 晶体中，每个 Cs+ 周围等距且紧邻的 Cl－ 有______个；每个 Cl－ 周围等距且紧邻的 Cs+ 有______个；Cs+ 和 Cl－ 的配位数均为______ 。 每个 Cs+(Cl－) 周围等距且紧邻的 Cs+(Cl－) 有_____个。 每个 CsCl 晶胞中含有______个 Cs+ 和______个 Cl-。 当 Cs+ 位于晶胞顶点时，Cl- 的位置为______。 若平移晶体使顶点处的 Cs+ 移至体心，则此时 Cl－ 的位置为______。 8 8 8 6 1 1 体心 顶点 知识梳理 (三)离子晶体 3、常见的离子晶体的结构特征 ——ZnS型 Zn2+ 的配位数为______ ；S2－ 的配位数为______。 每个 ZnS 晶胞中含有______个 Zn2+ 和______个 S2-。 （金刚石、ZnS 和 SiO2 结构的关系？） S2- Zn2+ 4 4 4 4 3、常见的离子晶体的结构特征 ——CaF2型 F- Ca2+ Ca2+ 的配位数为______ ；F- 的配位数为______。 每个 CaF2 晶胞中含有______个 Ca2+ 和______个 F-。 8 4 4 8 Zn2+ 周围的 4 个 S2－ 组成正四面体； 4 个 Zn2＋位于互不相邻的 4 个 1/8 小立方体体心 S2－周围的 4 个 Ca2+ 组成正四面体； 8个 Ca2+ 位于8 个 1/8 小立方体体心 知识梳理 (四)金属晶体 1、金属键： ① 概念：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起。 ② 成键粒子：______________和____________。 ③ 影响金属键强弱的因素：金属的原子半径越_______， 价电子数越_______，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 金属阳离子 自由电子 小 多 2、金属晶体：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体。 ①组成粒子：金属阳离子和自由电子。 ②微粒间的作用力：金属键 ④在金属晶体中，不存在单个分子或原子， ③金属单质或合金(晶体锗、灰锡除外)均属于金属晶体。 金属晶体的堆积方式 知识拓展 由于金属键没有饱和性和方向性，因此金属原子尽可能采取最紧密的堆积方式，使得金属晶体结构最稳定，能量最低。 体心立方密堆积 简单立方堆积 典型代表Po， 配位数为6， 空间利用率52% 典型代表Cu、Ag、Au， 配位数为12， 空间利用率74% 典型代表Na、K、Fe， 配位数为8， 空间利用率68% 典型代表Mg、Zn、Ti， 配位数为12， 空间利用率74% 面心立方最密堆积 六方最密堆积 a＝2 r 知识梳理 (五)过渡晶体与混合晶体 →典型的晶体有分子晶体、离子晶体、共价晶体和金属晶体。 事实上，纯粹的晶体类型是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 Na2O离子键成分较多，当成离子晶体； Al2O3、SiO2共价键成分较多，当成共价晶体。 1、过渡晶体 P89：依据电负性的差值计算出来的，电负性差值越大，离子键的百分数越大！ 知识梳理 (五)过渡晶体与混合晶体 混合晶体 ——石墨 层内碳原子之间 范德华力 混合型晶体 未参与杂化的p轨道上电子可在层内运动 层与层碳原子之间 共价键 有金属键 的性质 →既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力， 兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。 形成大π键的p轨道 构成σ键的sp2杂化轨道 （2025·安徽卷）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为dpm。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（ ） A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．127g碘晶体中有NA个“卤键” D．碘晶体的密度为 A 真题感悟 【规律方法】判断晶体类型的方法 ④金属单质或合金在固态时大多为金属晶体。 ③有很高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为共价晶体， 如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。 ②在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。 如：NaCl熔融后电离出Na＋和Cl－，能自由移动，所以能导电。 ①在常温下呈气态或液态或易升华的物质， 其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。如H2O、H2、稀有气体等。 一般是根据物质的物理性质： 方法总结 真题感悟 【2024·贵州卷改编】我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)] [K@Au12Sb20],其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是(　　) A.富勒烯C60是分子晶体 B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D.全金属富勒烯属于金属晶体 C C 典题2(1)(2023·天津卷节选)S8的晶体类型是____________。 (2)(2023·湖南卷节选)Ga(CH3)3的沸点为55.7 ℃,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____________。 (4)(2023·全国甲卷节选)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。 分子晶体 分子晶体 分子晶体 离子 真题感悟 晶 体 类 型 共价晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体 分子间作用力的强弱 共价键 的强弱 原子半径小、键长短、键能越大、 共价键越强、熔沸点越高 > > > 离子键 的强弱 阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多， 离子键越强、熔沸点越高 金属键 的强弱 金属阳离子半径越小，所带电荷数越多， 金属键越强，熔沸点越高 晶体熔、沸点高低的比较 有氢键 只有范德华力 知识梳理 (2)SiO2的熔点比CO2高，原因是 。 ：×××为×××晶体，而×××为×××晶体。 例1 (1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是 。 金刚石是共价晶体，而NaCl是离子晶体 SiO2是共价晶体，而CO2是分子晶体 1、不同类型晶体熔、沸点比较 答题模板 重难点突破 ①同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。 2、同类型晶体熔、沸点比较 (1)分子晶体 答题模板 ④同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高。 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。 ②同为分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。 重难点突破 同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。 2、同类型晶体熔、沸点比较 (2)共价晶体 答题模板 晶体硅与SiC均属于共价晶体，晶体硅中的Si-Si比SiC中Si-C的键长长，键能低，所以熔点低 例3　Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是_______________________。 重难点突破 ①阴、阳离子电荷数相等，则看阴、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。 (3)离子晶体 答题模板 ②阴离子(或阳离子)电荷数不相等，阴离子(或阳离子)半径不相同： 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。 巩固提升 1、FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是___________________________________________________________________。 离子键 FeF3为离子晶体，FeBr3的化学键以共价键为主，属于分子晶体 2、已知：K2O的熔点为770 ℃，Na2O的熔点为1 275 ℃，二者的晶体类型均为_________，K2O的熔点低于Na2O的原因是___________________。 K＋的半径大于Na＋，K2O的离子键键能小于Na2O 离子晶体 3、已知氨(NH3，熔点:－77.8 ℃、沸点:－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点:2 ℃、沸点:113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：___________。 联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键 4、已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是_____(填化学式)，其理由是_____________________________________。 两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点较高 BN 真题感悟 C 真题感悟 【2025·山东】熔点：MgO＞NaF，是因为离子电荷：Mg2+＞Na+，O2-＞F- √ 【2025·河北】宏观现象：氯化钠晶体的熔点高于氯化铝晶体， 微观解释：离子晶体中离子所带电荷数越少，离子半径越大，离子晶体熔点越低 × 【2025·重庆】单质熔点最高的是Y（X：Ge，Y：Br，Z：Rb） × 【2025·甘肃】事实：SiH4的熔点高于CH4，结构因素：分子间作用力 √ 【2025·天津】熔点：石英＞苯酚 √ 【2025·重庆】熔点：N2O3＞N2O4 × 【2025·湖北】KNO3的熔点比K3PO4的低，因为KNO3的离子键更强 × 真题感悟 SiCl4 SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大 (2023·全国乙卷)已知一些物质的熔点数据如下表: 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 -68.8 GeCl4 -51.5 SnCl4 -34.1 (1)Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是____________________________________________________________。 (2)分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因: ____________________________________________________________。 氯化钠为离子晶体,而SiCl4为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是：SiCl4、 GeCl4、SnCl4均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大 真题感悟 (2022·浙江1月选考卷)四种晶体的熔点数据如表: 物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点/℃ -183 -90 -127 >1 000 CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是： CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小; BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大 真题感悟 $