12月5日 晶体类型的判断及熔、沸点比较
高考频度:★★★☆☆ 难易程度:★★☆☆☆
C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为________,微粒间存在的作用力是______________________________。SiC和晶体Si的熔沸点高低顺序是________________。
(2)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成上述π键,而Si、O原子间不能形成上述π键:_____________________________,SiO2属于________晶体,CO2属于________晶体,所以熔点CO2________SiO2(填“<”“=”或“>”)。
(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2四种晶体的组成微粒分别是___________,熔化时克服的微粒间的作用力是__________________。
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【参考答案】(1)sp3 共价键 SiC>Si
(2)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p¬-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键 原子 分子 <
(3)原子、原子、原子、分子 共价键、共价键、共价键、分子间作用力
【试题解析】(1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以杂化方式是sp3,因为Si-C的键长小于Si-Si,所以熔沸点碳化硅>晶体硅。
(2)SiO2为原子晶体,CO2为分子晶体,所以熔点SiO2>CO2。
(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体,组成微粒为原子,熔化时破坏共价键;CO2为分子晶体,由分子构成,CO2分子间以分子间作用力结合。
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1.晶体类型的判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断
①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用力是离子键。
②原子晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用力是共价键。
③分子晶体的构成微粒是分子,微粒间的作用力是范德华力。
④金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间的作用力是金属键。
(2)依据物质的分类判断
①金属氧化物(如K2O、Na2O等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、绝大多数酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质及合金是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高;原子晶体的熔点很高;分子晶体的熔点较低;金属晶体多数熔点高,但也有比较低的。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水或处于熔融状态时能导电。
②原子晶体一般为非导体。
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,使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(或硬而脆);原子晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度大且具有延展性,但也有硬度较低的。
2.不同类型晶体的熔、沸点的比较
(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
但应注意原子晶体的熔点不一定比离子晶体高,如MgO具有较高的熔点,金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高,如汞常温时为液态。