发现之旅 |
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你知道雪花是什么颜色的吗? 看起来,雪花是白的。实际上,雪是冰的晶体,冰晶是无色透明的。只是它的每一面都象一个小镜子,反射光线的能力非常强,就显示出了白颜色。 雪花的形状千差万别,每一朵雪花都是一件精致的艺术品。基本上都是六角形的。 |
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固体分两种形式存在:晶体和非晶体。而在日常生活中,我们接触和使用到的固态物质,其中有许多都是晶体。气体、液体、和非晶体在一定条件下也可以转变成晶体。
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,晶体中原子和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内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。 |
深入思考 |
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在晶体里,构成晶体的粒子(如分子、原子、离子等)是有规则排列的,根据构成晶体的粒子种类及粒子见的相互作用的不同,可将晶体分为若干类型,如离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等。
一.离子晶体
我们知道,氯化钠是离子化合物,在氯化钠分子中,钠离子与氯离子是以离子键相结合的,像这样离子间通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。 |
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在离子晶体中,阴阳离子是按一定规律在空间排列的,下面以氯化钠为例来研究在离子晶体中阴阳离子是怎样排列的。 |
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若要破坏离子晶体中的离子键需要很多的能量,所以离子晶体一般很难由固态变成液态或气态,也就是说离子晶体具有较高的熔点和沸点。
当离子晶体在熔融状态或在水溶液中时,阴阳离子间的作用力减弱了,产生了能自由移动的离子,所以离子晶体在这两种状态下能导电。 |
二.分子晶体 |
我们知道二氧化碳、水、氨气等分子间存在分子间作用力,它们在固态时也以晶体的形式存在,而构成这些晶体的粒子是分子。像这样分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体。 |
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冰 |
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔点和沸点也越高。
我们知道在常温状态下水是液体,而硫化氢是气体,这说明水的熔沸点比硫化氢高。可是却与上述结论相反,这是为什么呢?
在这里我们要弄清楚两个问题:什么是分子间作用力?什么是氢键?
1、分子间作用力:又叫范德华力。是分子与分子间微弱的相互作用,但是只有在分子与分子非常接近时才存在。
2、氢键:是在含有氢原子的分子间形成的,且另一种原子有很强的吸电子能力和较小的原子半径。
氢键能让物质的熔沸点升高,由于在水分子中氢原子和氧原子间存在氢键,所以水的熔沸点比硫化氢的高。
分子晶体都是由分子构成的,它们在固态和熔融状态时都不导电。 |
学有所用 |
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离子晶体化学式的确定
确定离子晶体的化学式实际上就是确定晶体中粒子个数比。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个晶胞所共有,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个晶胞所共有,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。 |
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物质的熔沸点比较及规律
离子晶体:一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,则熔沸点就越高。
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;组成和结构不相似的物质,相对分子质量越大、分子极性越大,其熔沸点就越高。 |
沙场练兵 |
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1. 某物质的晶体中含 A、B、C 三种元素,它的排列方式如图(其中前后两面心上的 B 原子末画出)晶体中 A、B、C 的原子个数比为( )
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A.1:3:1 B.2:3:l
C.1:2:1 D.1:3:3
答案:A
解析: A原子在顶点,为8个晶胞共有,A有1/8属于这个晶胞。在一个晶胞中有8个A原子,所以该物质由8×1/8=1个A原子组成。
B原子在面心上,为两个晶胞共有,B有1/2属于这个晶胞。晶胞中有6个B原子,所以该物质由6×1/2=3个B原子组成。
C原子在体心上,完全属于这个晶胞,该物质由1个C原子组成。
所以A、B、C原子个数比为1:3:1。
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2. 下列物质中,含有极性键的离子晶体是 ( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:离子间通过离子间结合而成的晶体叫做离子晶体,分子间以分子间作用力相结合而成的晶体叫做分子晶体。A为分子晶体,B、C、D均为离子晶体,但在C、D中存在的是非极性键,因此B为正确答案。
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3. 下列物质中,可证明某晶体是离子晶体的是 ( )
A.易溶于水
B.晶体不导电,熔化时能导电
C.熔点较高
D.晶体不导电,水溶液能导电
答案;B
解析:由于离子晶体的阴、阳离子间存在离子键,所以离子晶体具有较大的硬度,较高的熔沸点,固态时不导电,在熔融状态和溶于水时能导电。
A项,离子晶体中有些晶体是难溶于水的。
B项正确。
C项,原子晶体和金属晶体也有较高的熔点。
D项,难溶于水的物质也可能是离子晶体。如:硫酸。
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4.IA族元素的原子与最外层有7个电子的原子结合,可以形成( )
A.离子晶体
B.分子晶体
C.离子晶体,分子晶体都不可能形成
D.无法确定
答案;A、B
解析:IA族中除氢以外都是金属元素,最外层有7个电子的为卤素,是非金属元素。
氢元素与卤素元素形成的是共价化合物,所形成的晶体属于分子晶体。
金属元素与卤素元素形成的是离子化合物,所形成的晶体属于离子晶体。
所以A、B为正确答案。
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