晶体类型判断与性质比较试题

晶体类型判断与性质比较试题一、晶体类型的基本判断方法（一）依据物质的组成与化学键类型判断离子晶体：由阴、阳离子通过离子键结合而成，常见于活泼金属（IA、IIA族）与活泼非金属（VIA、VIIA族）形成的化合物（如NaCl、K₂O）、强碱（如NaOH）、大部分盐类（如KNO₃、NH₄Cl）。特例：AlCl₃虽由金属与非金属元素组成，但因Al³⁺极化能力强，形成共价键，属于分子晶体。分子晶体：由分子通过分子间作用力（范德华力或氢键）结合，常见于非金属单质（如O₂、P₄）、非金属化合物（如CO₂、H₂O）、部分有机物（如乙醇、蔗糖）。特征：多数分子晶体的化学式直接代表分子组成（如CO₂分子晶体中存在CO₂分子）。原子晶体：原子间通过共价键形成空间网状结构，常见物质包括金刚石（C）、晶体硅（Si）、二氧化硅（SiO₂）、碳化硅（SiC）、氮化硼（BN）等。注意：SiO₂的化学式不代表分子，而是晶体中Si与O的原子个数比（1:2）。金属晶体：由金属阳离子与自由电子通过金属键结合，包括所有金属单质（如Fe、Cu）和合金（如黄铜、钢）。（二）依据物理性质判断性质离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体熔点/沸点较高（数百至数千℃）较低（多数低于400℃）很高（数千℃）多数较高（如W达3410℃）硬度较大但脆小很大多数较大（如Cr硬度9）导电性熔融或水溶液导电固态、液态均不导电（除H₂O等极弱电离）不导电（除石墨）固态、液态均导电溶解性多数易溶于水相似相溶（如I₂溶于CCl₄）难溶于一般溶剂不溶于水（除少数反应）例题1：判断下列晶体类型（1）熔点-183℃，液态不导电：分子晶体（如O₂）（2）熔点2800℃，硬度大，不导电：原子晶体（如SiO₂）（3）固态不导电，熔融态导电：离子晶体（如NaCl）二、晶体性质比较的核心规律（一）熔点与硬度比较离子晶体：取决于离子键强度，离子半径越小、所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高。例：熔点MgO>NaCl（Mg²⁺半径小于Na⁺，且电荷数更高）。分子晶体：无氢键时：相对分子质量越大，范德华力越强，熔沸点越高（如熔沸点HI>HBr>HCl）。有氢键时：分子间形成氢键会显著提高熔沸点（如H₂O>H₂S，NH₃>PH₃）。同分异构体：支链越多，分子间作用力越弱，熔沸点越低（如正戊烷>异戊烷>新戊烷）。原子晶体：共价键键长越短、键能越大，熔沸点越高。例：金刚石（C-C键长154pm）>碳化硅（Si-C键长189pm）>晶体硅（Si-Si键长235pm）。金属晶体：金属键强度取决于金属阳离子半径和价电子数，半径越小、价电子数越多，金属键越强。例：熔点Al>Mg>Na（Al³⁺半径最小，价电子数最多）。（二）导电性比较离子晶体：仅在熔融或水溶液中因离子自由移动而导电，固态时离子被束缚，不导电。分子晶体：除少数强极性分子（如HCl）溶于水后电离导电外，固态和液态均不导电。原子晶体：多数不导电（如金刚石），但石墨因层间存在自由电子可导电。金属晶体：无论固态或液态，自由电子均可定向移动，导电性良好，且温度升高时导电性减弱（自由电子热运动加剧）。三、典型试题解析（一）晶体类型判断题例题2：下列物质中，属于原子晶体的是（）A.干冰（CO₂）B.石英（SiO₂）C.胆矾（CuSO₄·5H₂O）D.铜（Cu）答案：B解析：干冰是CO₂分子晶体（A错误）；石英（SiO₂）为空间网状结构的原子晶体（B正确）；胆矾是离子晶体（C错误）；铜是金属晶体（D错误）。（二）性质比较题例题3：比较下列物质的熔点，按由高到低排序：①金刚石②氯化钠③干冰④钠答案：①>②>④>③解析：金刚石为原子晶体，熔点最高；NaCl为离子晶体，熔点次之；钠为金属晶体，熔点低于NaCl（Na的熔点97.8℃）；干冰为分子晶体，熔点最低（-56.6℃）。（三）综合应用题例题4：A、B、C、D四种晶体的性质如下表，推断其晶体类型并解释原因：晶体熔点（℃）硬度熔融态导电性水溶液导电性A801较大导电导电B-78小不导电不导电C3550很大不导电不导电D1083较大导电不导电答案：A：离子晶体（熔点较高，熔融态和水溶液均导电，如NaCl）；B：分子晶体（熔点低，熔融态不导电，如CO₂）；C：原子晶体（熔点极高，硬度大，不导电，如金刚石）；D：金属晶体（熔点较高，熔融态导电，不溶于水，如Cu）。四、易错点与拓展离子晶体与分子晶体的混淆：误认为所有含金属元素的晶体都是离子晶体（如AlCl₃、FeCl₃为分子晶体）。铵盐（如NH₄Cl）不含金属元素，但属于离子晶体（NH₄⁺与Cl⁻通过离子键结合）。氢键对分子晶体性质的影响：氢键不仅影响熔沸点，还影响溶解性（如NH₃极易溶于水，因与H₂O形成氢键）和密度（如冰的密度小于水，因氢键形成疏松的四面体结构）。石墨的特殊性：石墨层内碳原子通过共价键结合，层间通过范德华力结合，同时存在自由电子，因此兼具原子晶体（高熔点）、分子晶体（层间易滑动）和金属晶体（导电性）的特征，属于混合晶体。五、强化训练题判断晶体类型：氮化硅（Si₃N₄）是一种超硬耐磨材料，熔点2900℃，不导电，其晶体类型为________（原子晶体）。白磷（P₄）熔点44℃，易溶于CS₂，其晶体类型为________（分子晶体）。比较熔沸点：H₂O、H₂S、H₂Se的沸点由高到低顺序为________（H₂O>H₂Se>H₂S，H₂O分子间存在氢键）。晶体硼（B）、晶体硅（Si）、金刚石（C）的熔点由高到低顺序为________（金刚石>晶体硼>晶体硅，键长C-C<B-B<Si-Si）。综合分析：某晶体熔点1723℃，固态不导电，熔融态导电，该晶体可能是________（A.SiO₂