同步练习 3.2 分子晶体与原子晶体 (人教版选修3).doc
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【知识点详解】 1. 分子晶体的特性:分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的,其性质特点包括熔点较低、沸点较低、硬度较小、不导电(熔融状态和溶液中也不导电),这些特征源于分子间作用力较弱。例如,题目中的固态氢、固态氖、干冰(二氧化碳)都是分子晶体。 2. 原子晶体的特性:原子晶体是由原子间通过共价键直接连接形成的,如石英(二氧化硅)。这类晶体具有高熔点、高沸点、硬度大、不导电(熔融状态下导电)的特性,因为共价键的强度远大于分子间作用力。例如,石英和金刚石都是典型的原子晶体。 3. 分子晶体与原子晶体的区别:分子晶体的熔、沸点通常低于原子晶体,因为分子间作用力小于共价键强度。例如,干冰(二氧化碳)的熔、沸点比二氧化硅低,主要是因为前者是分子晶体,后者是原子晶体。 4. Si—O 键的键能:二氧化硅的熔、沸点高于二氧化碳,这是因为 Si—O 键的键能大于 C=O 键的键能,导致其分子间作用力更强。 5. 石英晶体的结构:1摩尔石英晶体中含有4摩尔Si—O键,因此Si—O键的数量是4xmol。 6. 原子晶体CO2的想象:如果二氧化碳可以形成类似SiO2的原子晶体,那么它的结构会很稳定,硬度会显著增加,因为每个碳原子周围会连接4个氧原子,形成四面体结构,类似于金刚石。 7. 碳氮化合物C3N4的硬度:如果碳氮化合物比金刚石更坚固,那么它的结构中C—N键的键长可能比金刚石中的C—C键键长短,从而导致更强的共价键,硬度更大。 8. 分子晶体熔、沸点比较:分子晶体的熔、沸点受分子间作用力影响,例如,NH3中的氢键使其沸点高于PH3;由于分子间作用力的差异,C(CH3)4的熔点低于CH3CH2CH2CH2CH3。 9. 水与硫化氢沸点差异:水的沸点高于硫化氢,主要原因是水分子间可以形成氢键,增加了分子间的相互作用力。 10. 碳氮化合物硬度的判断:碳氮化合物比金刚石更坚固,可能是因为碳氮键的键能大于碳碳键的键能,使得其结构更加稳定,硬度更高。 11. 元素周期表中的元素性质:X、Y、Z、W、M五种元素中,Y的单质是半导体,可能是硅;X+与M2-具有相同的电子构型,X可能是钠,M可能是氧;W和Z的氢化物沸点可能因氢键而不同,不能简单根据相对分子质量推断。 12. 碳族元素的结构与性质:碳纳米管具有石墨的结构,碳原子通过sp2杂化与其他碳原子成键;铅、钡、氧的化合物中,根据晶胞结构,可以推断化学式为BaPbO3;Ba2+与12个O2-配位。 13. 碳的同素异形体:C60、金刚石和石墨互为同素异形体,即同种元素组成的不同形态的物质;C60是分子晶体,每个C60分子中有60个碳原子,不含双键;1mol硅晶体中含有2NA个Si-Si键;石墨层状结构中,每个正六边形占据的碳原子数是3。 14. 干冰的晶胞结构:在干冰的晶胞中,每个CO2分子周围有12个与其紧密接触的CO2分子。 以上内容详细解释了分子晶体和原子晶体的概念、结构、性质及其相互比较,以及相关的化学键、晶体结构、熔沸点和硬度等相关知识。
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