化学自习室移动版

在学习中要加强对化学键中的非极性键、极性键、离子键、晶体类型及结构的认识与理解；在掌握微粒半径递变规律的基础上，分析离子晶体、原子晶体、分子晶体的熔点、沸点等物理性质的变化规律；并在认识晶体的空间结构的过程中，培养空间想象能力及思维的严密性和抽象性。
　　同时，关于晶体空间结构的问题，很容易与数学等学科知识结合起来，在综合题的命题方法具有广阔的空间，因此，一定要把握基础、领会实质，建立同类题的解题策略和相应的思维模式。

一、晶体
　　固体可以分为两种存在形式：晶体和非晶体。晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。
　　晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列，从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的，而且具有固定的熔点和规则的几何外形。

 
　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NaCl晶体结构

　　　　 食盐晶体

   
　　　　　　　          C60分子
　　
　　二、晶体结构
　　1．几种晶体的结构、性质比较

2．几种典型的晶体结构：
　　（1）NaCl晶体（如图1）：每个Na^＋周围有6个Cl^－，每个Cl^－周围有6个Na^＋，离子个数比为1：1。

　　（2）CsCl晶体（如图2）：每个Cl^－周围有8个Cs^＋，每个Cs^＋周围有8个Cl^－；距离Cs^＋最近的且距离相等的Cs^＋有6个，距离每个Cl^－最近的且距离相等的Cl^－也有6个，Cs^＋和Cl^－的个数比为1：1。

　　（3）金刚石（如图3）：每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围，以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展，键角都是109º28'，最小的碳环上有六个碳原子。

　　

（4）石墨（如图4、5）：层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，每个正六边形平均拥有两个碳原子。片层间存在范德华力，是混合型晶体。熔点比金刚石高。
　　

　　（5）干冰（如图6）：分子晶体，每个CO₂分子周围紧邻其他12个CO₂分子。　　

　　（6）SiO2 ：原子晶体，空间网状结构，Si原子构成正四面体，O原子位于两个Si原子中间。（SiO₂晶体中不存在SiO₂分子，只是由于Si原子和O原子个数比为1∶2，才得出二氧化硅的化学式为SiO2）
　　　　 　
　　　　 紫水晶　　　　　　　 　大水晶　　　　　　　　二氧化硅晶体模型

　　3．离子晶体化学式的确定
　　确定离子晶体的化学式实际上是确定晶体中粒子个数比。其方法如下：
　　（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞。
　　（2）处于棱上的粒子同时为4个晶胞共有，每个粒子有1/4属于该晶胞。
　　（3）处于面心上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子有1/2属于该晶胞。
　　（4）处于晶胞体心的粒子，则完全属于该晶胞。
　　4．根据物质的物理性质判断晶体的类型

（1）在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外），如H₂O、H₂  等。对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。

（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。

（3）有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。

（4）易升华的物质大多为分子晶体。

三、分子间作用力和氢键

1．分子间作用力
　　分子间作用力又叫范德华力，是分子与分子之间微弱的相互作用，它不属于化学键范畴。分子间作用力广泛存在于分子与分子之间，由于相互作用很弱，因此只有分子与分子充分接近时，分子间才有作用力。

2．氢键
　　氢键是在分子间形成的，该分子中必须含有氢原子，且另一种原子吸引电子的能力很强（具体有F、O、N三种元素），只有这样才能形成氢键。常见的能形成氢键的分子主要有HF、H2O、NH3等。
　　氢键的实质也是静电作用，氢键的强度比分子间作用力稍强，但比化学键弱的多，它仍不属于化学键范畴。
　　氢键对物质熔、沸点的影响结果是使物质的熔点和沸点均升高。例如H2O和H2S的组成与结构相似，相对分子质量H₂S>H₂O，若仅以分子间作用力论，H₂S的熔、沸点应大于H₂O，可实际上H₂O在常温状态下是液态，而H2S在通常状态下是气态，说明H₂O的熔、沸点比H₂S高，原因就是H₂O分子中存在H…O键。

四、物质的熔沸点比较及规律　　

（1）不同类型的晶体，一般来讲，熔沸点按原子晶体>离子晶体>分子晶体。

（2）由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小的，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。如熔点：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。

（3）离子晶体比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl₂>NaCl>CsCl。

（4）分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高；如Cl222。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔沸点就越高，如熔、沸点：CO>N₂。