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1、人教版化学选修3： 分子晶体与原子晶体章节突破原子晶体与分子晶体原子晶体与分子晶体比较晶体类型原子晶体分子晶体概念相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体组成微粒原子分子微粒间作用力共价键分子间作用力熔、沸点很高较低硬度很大较小溶解性不溶于任何溶剂部分溶于水导电性不导电，个别为半导体不导电，部分溶于水导电熔化时破坏的作用力破坏共价键一定破坏分子间作用力(有时还破坏氢键，如冰熔化；S8熔化时还破坏共价键)实例金刚石干冰结构特点其最小的C原子环中有6个C原子，CC键夹角为10928CO2晶体中存在CO2分子题型1晶体的类型和性质【例1】下列各组物质各自形成晶
2、体，均属于分子晶体的化合物是()ANH3、HD、C10H8BPCl3、CO2、H2SO4CSO2、SiO2、P2O5 DCCl4、Na2S、H2O2【解析】A项，HD属于单质；C项，SiO2属于原子晶体；D项，Na2S是由离子键构成的离子晶体。【答案】B题型2原子晶体的结构【例2】关于SiO2晶体的叙述中，正确的是()A通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)B60 g SiO2晶体中，含有2NA个SiO键C晶体中与同一硅原子相邻且最近的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点DSiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子【解析】(1)60 g SiO2晶体即1
3、mol SiO2，晶体中含有SiO键数目为4 mol (每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成SiO共价键)，含4NA个SiO键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为12。(2)在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。【答案】C【点悟】怎样理解SiO2的结构，可从晶体硅进行转化，晶体硅与金刚石结构相似，只需将C原子换成Si原子即可，再将SiSi键断开，加入氧即可，如下图所示题型3分子晶体熔、沸点高低的比较【例3】SiCl4的分子结构与CCl
4、4类似，对其作出如下推测，其中不正确的是()ASiCl4晶体是分子晶体B常温常压下SiCl4是气体CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子DSiCl4熔点高于CCl4【解析】由于CCl4是分子晶体，所以SiCl4也是分子晶体，由于SiCl4的相对分子质量比CCl4的相对分子质量大，分子间作用力也应比CCl4的分子间作用力大，所以SiCl4的熔、沸点应比CCl4高，而CCl4在常温常压下是液体，所以SiCl4在常温常压下肯定不是气体。【答案】B【点悟】组成和结构相似的分子晶体，依相对分子质量来比较分子间作用力，由分子间作用力的大小来比较熔、沸点的高低，其熔、沸点与共价键无关。题型4天然气水合
5、物【例4】第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1 000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，回答下列有关问题：(1)写出天然气水合物中两种分子的极性：CH4：_；H2O：_。(2)天然气水合物的晶体类型是_。(3)若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为_。【解析】第(3)问中，每个天然气水合物分子中共有46248个水分子，6个甲烷分子，所以该天然气水合物的分子式为6CH448H2O，平均组成
6、即为CH48H2O。【答案】(1)非极性极性(2)分子晶体(3)CH48H2O【点悟】天然气水合物又称“可燃冰”，是巨大的潜在能源。题型5碳化硅、晶体硅、金刚石的比较【例5】(双选)碳化硅(SiC)晶体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。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是()A熔点从高到低的顺序是：金刚石碳化硅晶体硅B熔点从高到低的顺序是：金刚石晶体硅碳化硅C三种晶体中的基本单元都是正四面体结构D三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体【解析】依题意，金刚石、碳化硅和晶体硅都是原子晶体，且都应有类似金刚石的正四面体结构单元。因键长由长到短的顺序是SiSiSiCCC，这可由原子半径
7、来推断，而键能则为CCSiCSiSi，所以破坏这些键时所需能量依次降低，从而熔点依次降低。上述三种原子晶体中只有晶体硅特殊，是半导体，具有一定的导电性。【答案】AC【点悟】比较金刚石、碳化硅、晶体硅三种原子晶体的熔、沸点和硬度等物理性质的依据就是CC、CSi、SiSi等共价键的键能和键长。题型6几种典型的晶体结构的比较和计算【例6】C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：(1)C60、金刚石和石墨三者互为_。A同分异构体B同素异形体C同系物 D同位素(2)固态时，C60属于_(填“离子”、“原子”或“分子”)晶体。(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体
8、中含有硅硅单键的数目约是_NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是_。(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是_。【解析】(1)由“四同”的概念可知C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体。(2)构成C60晶体的粒子是C60分子，所以它属于分子晶体。(3)每个Si原子形成4个SiSi键，同时每个SiSi键为两个原子所有，所以1 mol硅晶体中含有2 molSiSi键。在晶体硅的最小环上有6个SiSi键(6条边)，分别插入一个氧原子，则变成十二元环，有6个氧原子。(4)石墨晶体中每个碳原子与另外3个碳原子成键，所以每个六边形占有的碳原子数为62个。【答案】(1)B(2)分子(3)26(4)2【点悟】仅因碳原子的成键和排列方式不同而形成结构与性质迥异的金刚石、石墨、C60等不同类型的晶体(分别属于原子晶体、混合晶体、分子晶体)，由此例我们可以深刻地认识物质的结构与性质的关系。6
第二学期人教版化学选修3章节突破3.2分子晶体与原子晶体答案解析2
