分子晶体与共价晶体的知识总结

化学圈李先生 2024-02-11 10:30:06

钟润华

一、分子晶体与共价晶体的组成和结构特点

分子晶体的构成粒子是分子,分子间存在分子间作用力。共价晶体的构成粒子是原子,原子间的作用力是共价键。

例题1 下列有关分子晶体或共价晶体的叙述不正确的是( )。

A.在干冰中每个二氧化碳分子周围有12个紧邻的二氧化碳分子

B.在分子晶体中只存在分子间作用力

C.金刚石晶体中每个最小的环上有6个碳原子

D.冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子

解与析 在干冰中,二氧化碳分子间只存在范德华力,则每个二氧化碳分子周围有12个紧邻的二氧化碳分子,A选项正确;由共价化合物形成的分子晶体中,分子内部存在共价键,B选项不正确;金刚石属于共价晶体,金刚石晶体中每个最小的环上有6个碳原子,C选项正确;冰晶体中分子间存在氢键,冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,D选项正确。答案为B。

例题2 下列有关分子晶体或共价晶体的叙述正确的是( )。

A.C60晶体中,每个C60分子周围有4个紧邻的C60分子

B.冰晶体和碘晶体具有分子密堆积特征

C.在金刚石(如图1所示)中,碳原子采取的是sp2杂化

D.在SiO2晶体(如图2所示)中,最小的环上有12个原子(6个硅原子和6个氧原子)

解与析 在C60晶体中,C60分子间只存在范德华力,则每个C60分子周围有12个紧邻的C60分子,A选项错误;冰晶体中分子间还存在氢键,冰晶体不具有分子密堆积特征,B选项错误;在金刚石中,每个碳原子均形成4个共价键,则碳原子采取的是sp3杂化,C选项错误;在SiO2晶体中,最小的环上有6个硅原子和6个氧原子共12个原子,D选项正确。答案为D。

二、分子晶体与共价晶体的物质种类

属于分子晶体的物质有:所有非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸及绝大多数有机物的晶体。属于共价晶体的物质有:某些非金属单质、某些非金属化合物及金属锗等。

例题3 下列关于分子晶体与共价晶体的判断正确的是( )。

A.氖、干冰、单质硅和单质碘的晶体均属于分子晶体

B.C60、金刚砂、金刚石和水晶均属于共价晶体

C.二氧化硅、碳化硅、氮化硼(BN)和金属锗均属于共价晶体

D.氮化硅(Si3N4)、单质硼、单质硫和冰均属于分子晶体

解与析 单质硅属于共价晶体,A选项错误;C60属于分子晶体,B选项错误;二氧化硅、碳化硅、氮化硼(BN)和金属锗均属于共价晶体,C选项正确;氮化硅和单质硼属于共价晶体,D选项错误。答案为C。

例题4 下列各组晶体都属于分子晶体的是( )。

A.硫单质、干冰、白磷、冰

B.单质硼、二氧化硫、红磷、二氧化硅

C.三氧化硫、金刚石、五氧化二磷、三氯化磷

D.单质硅、二氧化氮、氮化硅、氮化镁

解与析 单质硫、二氧化碳、白磷和冰均属于分子晶体,A选项正确;单质硼和二氧化硅属于共价晶体,B选项错误;金刚石属于共价晶体,C选项错误;单质硅和氮化硅属于共价晶体,氮化镁属于离子晶体,D选项错误。答案为A。

三、分子晶体与共价晶体熔沸点高低的比较

其方法是:1.晶体类型不同看类型,熔、沸点:共价晶体>分子晶体。2.分子晶体看分子间作用力:分子间作用力越大,熔、沸点越高(若分子间形成氢键,熔、沸点升高)。3.共价晶体看键能:键能越大,熔、沸点越高。

例题5下列各组物质熔、沸点的比较正确的是()。

A.熔、沸点:SiO2>CO2

B.熔点:晶体硅>碳化硅>金刚石

C.沸点:H2O<H2S<H2Se<H2Te

D.熔、沸点:HI>HBr>HCl

解与析SiO2属于共价晶体、CO2属于分子晶体,则熔、沸点:SiO2>CO2,A选项正确;晶体硅、碳化硅和金刚石均属于共价晶体,而原子半径:C<Si,则熔点:晶体硅<碳化硅<金刚石,B选项错误;由于H2O分子间能够形成氢键,使水的沸点反常的高,则沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S,C选项错误;分子组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,D选项正确。答案为A、D。

例题6下列各组物质熔沸点的比较不正确的是()。

A.沸点:二氧化硅>单质硫>O2

B.熔沸点:CI4>CBr4>CCl4>CF4

C.熔沸点:二氧化硅>单质硅

D.沸点:HF<HCl<HBr<HI

解与析二氧化硅是共价晶体,单质硫和O2是分子晶体,沸点:共价晶体>分子晶体,则二氧化硅的沸点比单质硫和O2的高,而单质硫为固态,O2为气态,则单质硫的沸点比O2的高,A选项正确;分子组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔沸点越高,B选项正确;二氧化硅和单质硅属于共价晶体,而键长:O-Si<Si-Si,则键能:O-Si>Si-Si,熔点:二氧化硅>单质硅,C选项正确;由于HF分子间能够形成氢键,使HF的沸点反常的高,则沸点:HCl<HBr<HI<HF,D选项不正确。答案为D。

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化学圈李先生

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