子,均为正四面体,A项正确;金刚石中,1个C原子与另外4个C原子形成4个C-C键,这个C原子对每个单键的贡献只有,所以1 mol C原子形成的C-C键为4 mol×=2 mol,而二氧化硅晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si-O键,则1 mol SiO2晶体中Si-O键为4 mol,B项正确;干冰熔化时只破坏分子间作用力,共价键不会断裂,C项错误;原子晶体的构成微粒是原子不是分子,D项正确。
规律总结
(1)晶体硅的结构与金刚石相似,即将金刚石中的碳原子换成硅原子。不同的是,硅晶体中的Si-Si键的键长比金刚石中的C-C键的键长长。
(2)SiO2晶体结构相当于晶体硅结构中每个Si-Si键中间插入一个O原子。
(3)碳化硅晶体与金刚石结构相似,其空间结构中碳原子和硅原子交替排列。碳原子和硅原子个数之比为1∶1。
二、原子晶体的性质与共价键的关系
晶体硅(Si)和金刚砂(SiC)都是与金刚石相似的原子晶体。其结构与性质比较如下表所示:
晶体 键能/kJ·mol-1 键长/pm 熔点/℃ 摩氏硬度 金刚石 (C-C)347 154 3 350 10 金刚砂 (C-Si)301 186 2 600 9 晶体硅 (Si-Si)226 234 1 415 7
请根据上表中的数据,分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。
答案 键长越短,键能越大,熔点越高,硬度越大;反之,键长越长,键能越小,熔点越低,硬度越小。
(1)由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合,故原子晶体:①熔、沸点很高;②硬度大;③一般不导电;④难溶于溶剂。
(2)原子晶体具有不同的结构类型,对于结构相似的原子晶体来说,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的稳定性越高,熔、沸点越高,硬度越大。
提醒 原子晶体的熔、沸点不一定高于金属晶体和离子晶体。如MgO(2 800 ℃)>SiO2(1