高中化学专题之粒子间作用力与晶体知识点总结.docx

粒子间作用力
 1.共价分子之间都存在着分子间作用力，它是能把分子聚集在一起的力，包括范德华力和氢键。其实质是一种静电作用。
 2.范德华力：一种普遍存在于固体、液体和气体之间的作用力，又称分子间作用力。
 （1）大小：一般是金属键、离子键和共价键的1/10或1/100左右，是一种较弱的作用力，如干冰易液化，碘易升华的原因。
 （2）影响范德华力大小的因素：分子的空间构型及分子中电荷的分布是否均匀等，对于组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大，如卤族元素单质范德华力：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
 （3）范德华力对物质物理性质的影响：
 熔沸点：对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高（除H2O、HF、NH3）。
 例如：烷烃（CnH2n+2）的熔沸点随着其相对分子质量的增加而增加，也是由于烷烃分子之间的范德华力增加所造成的。
 溶解度：溶剂与溶质分子间力越大，溶质的溶解度越大。例如：273 K，101 kPa时，氧气在水中的溶解量（0.049 cm3·L-1）比氮气的溶解量（0.024 cm3·L-1）大，
 就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。
 3.氢键
（1）当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈偏向X，使H几乎成了“裸露的质子”，
这样相对显正电性的H与另一分子相对显负电性的X中的孤电子对接近并产生相互作用，这种相互作用称为氢键。
（2）氢键的存在：在X—H…Y这样的表示式中，X、Y代表电负性大而原子半径小的非金属原子，如F、O、N，氢键既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部。
（3）氢键的大小：是化学键的1/10或1/100左右，比范德华力强。
（4）对物质物理性质的影响
 ①熔沸点：组成和结构相似的物质，当分子间存在氢键时，熔沸点较高。
 而分子内存在氢键时，对熔沸点无影响。
 如邻羟基苯甲酸因形成分子内氢键，其熔点（159 ℃）低于易形成分子间氢键的对羟基苯甲酸的熔点（213 ℃）。再如，相对分子质量相近的尿素醋酸、硝酸的熔点依次降低的原因也是如此。
 ②溶解度：溶剂和溶质分子间存在氢键时，溶质的溶解度增大，如NH3、C2H5OH、CH3COOH等。
 （5）氢键有饱和性、方向性：一般X—H…Y中三原子在同一直线上（这样形成氢键最强）。如：
 例如：水结冰体积膨胀，是因为冰中所有水分子以有方向性和饱和性的氢键互相联结成晶体，而液态水中是多个水分子以氢键结合成（H2O）n。

晶体类型17个重要知识
 1、晶体类型判别：
 分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。
 原子晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、石英等；
 金属晶体：金属单质、合金；
 离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物；

分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表
晶体类型
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
定    义
分子通过分子间作用力形成的晶体
相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体
金属原子通过金属键形成的晶体
阴、阳离子通过离子键形成的晶体
组成晶体的粒子
分  子
原  子
金属阳离子
和自由电子
阳离子和
阴离子
组成晶体粒子间的相互作用
范德华力或氢键
共价键
金属键（没有饱和性方向性）
离子键（没有饱和性方向性）
典型实例
冰（H2O）、P4、I2、干冰（CO2）、S8
金刚石、晶体硅、SiO2、SiC
 Na、Mg、
Al、Fe
NaOH、NaCl、K2SO4
特

征
熔点、
沸点
熔、沸点较低
熔、沸点高
  一般较高、
部分较低
熔、沸点较高
导热性
不  良
不  良
良  好
不  良
导电性
差，有些溶
于水可导电
多数差
良  好
固态不导电，
熔化或溶于水能导电
机械加
工性能
不  良
不  良
良  好
不  良
硬 度
硬度较小
高硬度
一般较高、部分较低
略硬而脆
溶解性
相似相溶
不  溶
不溶，但有的反应
多数溶于水，难溶于有机溶剂

3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定：
 离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。

4、金属熔沸点高低的比较：
  （1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔沸点升高。
  （2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔沸点降低。
  （3）合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低
 （4）金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低（-38.9℃），而铁等金属熔点很高（1535℃）。
5、原子晶体与金属晶体熔点比较
原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。
6、分子晶体与金属晶体熔点比较
 分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。
7、判断晶体类型的主要依据？
一看构成晶体的粒子（分子、原子、离子）；
二看粒子间的相互作用；
另外，分子晶体熔化时，化学键并未发生改变，如冰→水。
8、化学键
化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化，如食盐的熔化会破坏离子键，食盐结晶过程会形成离子键，但均不是化学变化过程。
9、判断晶体类型的方法？
（1）依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断
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，微粒间的作用力是分子间作用力。
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、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。
 ② 大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。
 ③ 常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
 ④ 金属单质（除汞外）与合金是金属晶体。
 （3）依据晶体的熔点判断
 ① 离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度。
 ② 原子晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度。
 ③ 分子晶体的熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
 ④ 金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
 （4）依据导电性判断
① 离子晶体的水溶液及熔化时能导电。
② 原子晶体一般为非导体。
③ 分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。
④ 金属晶体是电的良导体。
 （5）依据硬度和机械性能判断
① 离子晶体硬度较大或较硬、脆。
 ② 原子晶体硬度大。
 ③ 分子晶体硬度小且较脆。
 ④ 金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。
 （6）判断晶体的类型也可以根据物质的物理性质：
 ① 在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外），如H2O、H2等。
 对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。
 ② 固态不导电，在熔融状态下能导电的晶体（化合物）是离子晶体。如：NaCl熔融后电离出Na+和Cl－，能自由移动，所以能导电。
 ③ 有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。
 ④ 易升华的物质大多为分子晶体。
 ⑤ 熔点在一千摄氏度以下无原子晶体。
 ⑥ 熔点低，能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体。
 10、晶体熔沸点高低的判断？
 （1）不同类型晶体的熔沸点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体（除少数外）＞分子晶体；金属晶体熔沸点有的很高，如钨，有的很低，如汞（常温下是液体）。
 （2）同类型晶体的熔沸点：
 ① 原子晶体：结构相似，半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。如金刚石＞氮化硅＞晶体硅。
 ② 分子晶体：
组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体熔沸点越高。如CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4。
 若相对分子质量相同，如互为同分异构体，一般支链数越多，熔沸点越低，特殊情况下分子越对称，则熔沸点越高。
 若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体强，故熔沸点特别高。
 ③ 金属晶体：所带电荷数越大，原子半径越小，则金属键越强，熔沸点越高。如Al＞Mg＞Na＞K。
 ④ 离子晶体：离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强，熔沸点越高。如KF＞KCl＞KBr＞KI。
 11、Na2O2
 Na2O2的阴离子为O22-，阳离子为Na+，故晶体中阴、阳离子的个数比为1：2。
 12、堆积方式
 离子晶体中，阴、阳离子采用不等径密圆球的堆积方式。
 13、稳定性
 分子的稳定性是由分子中原子间化学键的强弱决定。
 14、冰的熔化
 冰是分子晶体，冰融化时破坏了分子间作用力和部分氢键，化学键并未被破坏。
 15、离子晶体熔化
 离子晶体熔化时，离子键被破坏而电离产生自由移动的阴阳离子而导电，这是离子晶体的特征。
 16、离子晶体特例
 ① 离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl
 ② 离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，
如NaOH、Na2O2
 17、非离子晶体特例
 ① 溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl等
 ② 熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如Si、石墨、金属等。
 ③ 金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。