第三章聚焦突破(四)　晶体类型及其熔、沸点的比较和判断课件PPT

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聚焦突破(四)　晶体类型及其熔、沸点的比较和判断第三章　晶体结构与性质1．晶体类型的判断方法(1)依据构成晶体的微观粒子和粒子间的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。(2)依据物质的分类判断①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数盐是离子晶体。②大多数非金属单质(除了金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除了SiO2)、酸、绝大多数有机物(除了有机盐)是分子晶体。③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。④金属单质及其合金均属于金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下，甚至更低；金属晶体多数熔点较高，但也有相当低的。(4)依据导电性判断离子晶体在水溶液中和熔融状态下都能导电；共价晶体一般为绝缘体，但有的共价晶体如晶体硅为半导体能导电；分子晶体为绝缘体，而分子晶体中的电解质(主要是酸)溶于水，使分子内的化学键断裂形成能自由移动的离子，也能导电；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，机械强度高；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。2．晶体熔、沸点的比较方法(1)首先看物质在常温下的状态，一般情况下是固体>液体>气体；再看物质所属晶体类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化钙的熔点大于晶体硅)，金属晶体熔点差别较大，要具体分析；晶体类型相同时，根据相应规律进行判断。(2)同类晶体熔、沸点比较思路①共价晶体→共价键的键能→键长→原子半径。②分子晶体→分子间作用力→相对分子质量(还要考虑是否存在氢键)。③离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。④金属晶体→金属键强弱→金属原子的价电子数、原子半径。　　(2021·新高考湖南卷)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(1)晶体硅和碳化硅熔点较高的是________(填化学式)。[解析]　晶体硅和碳化硅都是共价晶体，共价晶体的熔点取决于共价键的强弱，碳原子的原子半径小于硅原子，则碳硅键的键长小于硅硅键，故碳化硅的熔点高于晶体硅。SiC(2)硅和卤素单质反应可以得到 SiX4。SiX4的熔沸点   0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是______________________________________________________________________。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[解析]　0 ℃≈273 K，由题给熔沸点数据可知，0 ℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，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，故SiX4的沸点依次升高。　 　(2020·新高考山东卷)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：(1)Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4的空间结构为____________，其固体的晶体类型为________。[解析]　Sn为ⅣA族元素，由于常温常压下SnCl4为液体，故SnCl4为分子晶体；SnCl4分子中的中心原子上的孤电子对数为 ×(4－4×1)＝0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，故SnCl4分子的空间结构为正四面体形。正四面体形分子晶体(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为__________________(填化学式)。[解析]　NH3、PH3、AsH3的结构相似，相对分子质量越大，范德华力越强，其沸点越高，但是NH3分子间能形成氢键，故这三种物质的沸点：NH3＞AsH3＞PH3。NH3、AsH3、PH3123451．四种物质的一些性质如下表：     晶体类型：单质硫是________晶体；单质硼是________晶体；氯化铝是________晶体；苛性钾是________晶体。分子共价分子离子12345解析：单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，硬度大，为共价晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，为离子晶体。2．一些氧化物的熔点如表所示：  解释表中氧化物之间熔点差异的原因：_____________________________________________________________________________________________________________。12345Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体；离子键强度：MgO＞Li2O; 分子间作用力(相对分子质量)：P4O6＞SO2123453．苯胺(　　　　　　)的晶体类型是________。苯胺与甲苯(　　　　　)的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_____________________。解析：苯胺为有机化合物，其熔、沸点较低，故苯胺为分子晶体。苯胺中有—NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。分子晶体苯胺分子之间存在氢键4．(2022·东莞高二质检)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。回答下列问题：(1)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为_______________________；Ni(CO)4的熔点为19.3 ℃，沸点为42.1 ℃，难溶于水，易溶于有机溶剂，则固态Ni(CO)4属于________晶体。解析：区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X射线衍射实验；Ni(CO)4的熔、沸点较低，说明固态Ni(CO)4属于分子晶体。12345对固体进行X射线衍射实验分子(2)NiO的晶体结构类型与NaCl相似，离子半径如下表所示。NiO晶胞中Ni2＋的配位数为________，NiO的熔点比NaCl高的原因是_______________________________________________________________________________。  解析：NaCl中Na＋的配位数为6，NiO的晶体结构类型与NaCl相似，因此NiO晶胞中Ni2＋的配位数为6；离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高；因为Ni2＋半径小于Na＋，O2－半径小于Cl－，且NiO中离子所带电荷数多，NiO中离子键强，所以NiO的熔点比NaCl高。123456Ni2＋半径小于Na＋，O2－半径小于Cl－，且NiO中离子所带电荷数多，NiO中离子键强5．Ⅰ.现有5种物质：四氯化硅、硼、石墨、锑、氖。将符合信息的物质名称和所属晶体类型填在表格中。12345四氯化硅分子晶体锑金属晶体氖分子晶体硼共价晶体石墨混合型晶体解析：共价晶体的熔、沸点大于分子晶体的熔、沸点，共价晶体的硬度大于分子晶体的硬度，金属晶体的熔、沸点及硬度差别较大；共价晶体和分子晶体在固态和熔融时不导电，金属晶体具有良好的导电性；氖化学性质很稳定；石墨是层状结构的混合型晶体，具有滑腻感。12345Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：①晶体硅、②硝酸钾、③金刚石、④碳化硅、⑤干冰、⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是_____________(填序号)。解析：这些晶体中属于共价晶体的有①③④，属于离子晶体的有②，属于分子晶体的有⑤⑥。一般来说，熔点高低顺序为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。12345③④①②⑥⑤(2)继C60后，科学家又合成了Si60、N60。熔点：Si60＞N60＞C60，而破坏分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：分子晶体的熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。12345 结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，范德华力越强，熔化所需要的能量越多，故熔点：Si60＞N60＞C60；而破坏分子需要断开共价键，原子半径越小，其形成的共价键的键长越短，键能越大，断键时所需要的能量越多，故破坏分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60