什么叫分子晶体

日本狐狸犬2023-05-01  19

分子晶体是由分子通过分子间的作用力结合而形成的晶体。分子间的作用力不属于化学键比化学键要弱的多。氢键是一种特殊分子间的作用力,但比分子间作用力要强。

分子晶体的三态转化过程中需要破坏分子间的作用力,分子内部的作用力不被破坏,因此熔点、沸点受分子间作用力大小影响,分子间作用力越强,熔沸点越高。若分子间有氢键,氢键比分子间作用力要强,三态转化过程需要破坏更大的作用力,则比同类晶体熔沸点要高。例如:HF > HI > HBr > HCl。因此,分子间氢键增大物质熔沸点。

组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点越高,若分子内形成氢键,会减小分子的极性,从而降低物质熔沸点。

分子晶体和共价晶体(原子晶体)的区别:

(1)单体结构不同

分子晶体一般是有物质分子构成,而原子晶体一般有单个原子构成。

(2)晶体内作用力不同

分子晶体一般是通过分子间范德华力作用形成,而原子晶体一般通过原子共价键作用形成。

(3)物理性质不同

分子晶体一般硬度、熔点较低,而原子晶体一般硬度、熔点很高。比如白糖属于分子晶体,而钻石属于原子晶体,二者硬度、熔点差别很大。

(4)存在形式有差异

分子晶体一般有固、液、气三种存在形式,而原子晶体一般只有固体存在形式。

分子晶体性质

1、分子晶体是由分子组成,可以是极性分子,也可以是非极性分子。

2、分子间的作用力很弱,分子晶体具有较低的熔点、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态。例如O2、CO2是气体,乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体,其熔、沸点随分子量的增加而升高。

例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增;非金属元素的氢化物,按周期系同主族由上而下熔沸点升高;有机物的同系物随碳原子数的增加,熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间,除存在范德华力外,还有氢键的作用力,它们的熔沸点较高。

3、在固态和熔融状态时都不导电。

1、含义上的区别

分子晶体是分子间通过分子间作用力(包括范德华力和氢键)构成的晶体。

原子晶体是相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体。

离子晶体是指由离子化合物结晶成的晶体,离子晶体属于离子化合物中的一种特殊形式,不能称为分子。

2、性质上的区别

分子晶体在固态和熔融状态时都不导电;其溶解性遵守“相似相溶”原理。极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性的有机溶剂;分子间的作用力很弱,分子晶体具有较低的熔点、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态。

原子晶体一般具有较高的熔点,沸点和硬度,在通常情况下不导电,也是热的不良导体。熔化时也不导电,但半导体硅等可有条件的导电。不易溶于任何溶剂,化学性质十分稳定。

离子晶体整体上具有电中性,这决定了晶体中各类正离子带电量总和与负离子带电量总和的绝对值相当,并导致晶体中正、负离子的组成比和电价比等结构因素间有重要的制约关系。

3、晶体结构上的区别

分子晶体是紧密堆积方式,如干冰的范德华力1个分子周围紧邻12个分子,冰的范德华力、氢键 1个分子周围紧邻4个分子。

原子晶体是空间立体网状结构,如金刚石、晶体硅、二氧化硅等。所有原子间只靠共价键连接成一个整体。

离子晶体是对称性,晶体中可以找到对称面及对称中心。晶胞是晶体的代表,是晶体中的最小单位,晶胞无隙并置起来得到晶体。

参考资料来源:百度百科-分子晶体

参考资料来源:百度百科-原子晶体

参考资料来源:百度百科-离子晶体

首先它们都是晶体,都是由一个一个晶包重复排列而形成的具有各向异性的固体(也有介晶,半固半液)

离子晶体中,相邻的原子之间靠的是正负库仑力相结合,比如NaCl,其中Na+带正电,Cl-带负电,两者靠静电作用的库仑力相结合,形成的是离子键。离子晶体导电性较好。

原子晶体中,相邻原子之间靠的是共价键相结合,比如金刚石中,一个C原子与其他4个C原子相连接,形成的是共价键。原子晶体键强大,熔沸点较高。

分子晶体中,分子之间靠的是范德华力(也有氢键)相结合。比如冰,水分子与水分子之间形成范德华键。这类键的键强较弱,容易打破,所以分子晶体熔沸点比较低。

原子晶体是相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结构的晶体。凡靠共价键结合而成的晶体统称为原子晶体。例如金刚石晶体,是以一个碳原子为中心,通过共价键连接4个碳原子,形成正四面体的空间结构,每个碳环有6个碳原子组成,c-c键键角为109°28′,金刚石是典型的原子晶体,熔点高达3550℃,是硬度最大的单质。原子晶体中,组成晶体的微粒是原子,原子间的相互作用是共价键,共价键结合牢固,原子晶体的熔、沸点高,硬度大,不溶于一般的溶剂,多数原子晶体为绝缘体,有些如硅、锗等是优良的半导体材料。原子晶体中不存在分子,用化学式表示物质的组成,单质的化学式直接用元素符号表示,两种以上元素组成的原子晶体,按各原子数目的最简比写化学式。常见的原子晶体是周期系第ⅳa族元素的一些单质和某些化合物,例如金刚石、硅晶体、sio2、sic等。对不同的原子晶体,组成晶体的原子半径越小,共价键的键长越短,即共价键越牢固,晶体的熔,沸点越高,例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。

典型的离子晶体有常见的离子化合物形成的晶体,例如:NaCl,K2SO4,CaCO3,NH4NO3等;典型的分子晶体有常温下呈现气态或液态的物质以及少数固态物质形成的晶体,例如:O2,CO,H2O,苯,I2,S等;常见的原子晶体有:金刚石,Si,SiO2,SiC等。

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