物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的規(guī)律總結(jié)

馬亞樓

物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低是由構(gòu)成物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間作用力大小決定的。物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間作用力包括分子之間的作用力和各種化學(xué)鍵。現(xiàn)從這兩方面談幾點(diǎn)比較物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的規(guī)律和方法。

一、從分子之間作用力大小比較物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低

1.氫鍵法。因?yàn)闅滏I作用力大于范德華力，所以由氫鍵構(gòu)成的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高于由范德華力構(gòu)成的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)，如乙醇>氯乙烷，HF>HI>HBr>HCl。

一般情況下，HF、NH3、H2O、C2H5OH、CH3COOH 等分子間都存在氫鍵。

2.同系物C 數(shù)法。對于有機(jī)同系物來說，因結(jié)構(gòu)相似，C數(shù)越多，分子越大，范德華力就越大，熔沸點(diǎn)也就越高，如C2H6

3.同分異構(gòu)體支鏈法。在有機(jī)同分異構(gòu)體中，支鏈越多，分子就越接近于球形，分子間接觸面積就越小，沸點(diǎn)就越低，如正戊烷>異戊烷>新戊烷。

4.分子量法。對于一些結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)因?yàn)榉肿恿看笮∨c分子大小成正比，故分子量越大，分子間力就越大，沸點(diǎn)就越高，如CH3Cl>CH3F，CH2Cl2>CH3Cl>CH4。

5.極性法。對于分子大小與分子量大小都相近的共價(jià)化合物來說，分子極性越大，分子間力就越大，沸點(diǎn)就越高，如CO>N2。

二、從化學(xué)鍵的強(qiáng)弱比較物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低

6.晶體類型法。不同類型晶體物質(zhì)間熔沸點(diǎn)高低變化順序大致為共價(jià)晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體，如沸點(diǎn)：金剛石>食鹽>鐵>干冰

7.微粒半徑法。對于晶體類型相同的物質(zhì)，熔沸點(diǎn)高低可由質(zhì)點(diǎn)微粒半徑大小來判斷。即質(zhì)點(diǎn)半徑越小，質(zhì)點(diǎn)間鍵長就越短，鍵就越難斷裂，晶體的沸點(diǎn)（熔點(diǎn)、硬度）就越高。如金屬晶體類沸點(diǎn)Al>Mg>Na。同理可得堿金屬從Li→Cs沸點(diǎn)逐漸降低。共價(jià)晶體類沸點(diǎn)C>SiC>Si，同理可得沸點(diǎn)C>B>Si。至于離子晶體，其沸點(diǎn)高低與晶格能大小基本上成正比。即陰陽離子所帶電荷越多，離子鍵就越強(qiáng)，沸點(diǎn)就越高;離子核間距離越大，離子鍵越弱，物質(zhì)沸點(diǎn)越低，如MgO>NaCl，MgO>CaO。判斷物質(zhì)沸點(diǎn)高低的方法很多，要根據(jù)不同的題目采用不同的方法分析比較，靈活運(yùn)用知識(shí)。

8.狀態(tài)法。一般來說，物質(zhì)沸點(diǎn)高低按常溫下的狀態(tài)“固體>液體>氣體”變化。

例1 下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是（ ）。

A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2

C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2

C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2解析：本題主要考查離子晶體、共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體四類典型晶體熔點(diǎn)的關(guān)系。一般是分子晶體的熔點(diǎn)低于金屬晶體與離子晶體，這兩種晶體的熔點(diǎn)又低于共價(jià)晶體。同一類型晶體間， 其微粒之間的作用力越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。O2、I2、Hg常溫下分別是氣體、固體和液體，所以熔點(diǎn)O2 K>Rb，故C項(xiàng)不符合題意。SiC、NaCl、SO2 分別屬于共價(jià)晶體、離子晶體和分子晶體， 它們的熔點(diǎn)為SiC>NaCl>SO2。

答案：B

例2 下列物質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的排列順序正確的是（ ）。

A.SiO2>KCl>H2S>H2O

B.SiO2>KCl>H2O>H2S

C.H2O>H2S>KCl>SiO2

D.KCl>SiO2>H2O>H2S

解析：Mr（H2O）H2S。

答案：B

例3 下列物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低排列，正確的是（ ）。

A.Li>Na>K>Cs

B.NaCl>KCl>RbCl>CsCl

C.F2>Cl2>Br2>I2

D.金剛石>硅>碳化硅

解析：A 項(xiàng)皆為金屬晶體，其熔點(diǎn)高低決定于金屬鍵的強(qiáng)弱，由Li→Cs，同主族元素原子半徑逐漸增大，離子半徑相應(yīng)增大，金屬鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)逐漸降低，故A 項(xiàng)正確。B項(xiàng)中皆為離子晶體，其熔點(diǎn)高低決定于離子鍵的強(qiáng)弱，由Na+ →Cs+ 半徑逐漸增大，與Cl- 間的作用逐漸減弱，熔點(diǎn)逐漸降低，故B項(xiàng)正確。C 項(xiàng)中皆為分子晶體，其熔點(diǎn)決定于分子間作用力的大小，由 F2→I2 相對分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)越來越高，故C 項(xiàng)錯(cuò)誤。D 項(xiàng)中皆為共價(jià)晶體，其熔點(diǎn)的高低決定于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，由原子半徑可推知三種鍵長的順序是C—CC—Si>Si—Si，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：A、B

例4 有以下烷烴：

①3，3-二甲基戊烷 ②正庚烷

③2-甲基己烷 ④正丁烷

它們的沸點(diǎn)由高到低的順序是（ ）。

A.③>①>②>④ B.①>②>③>④

C.②>③>①>④ D.②>①>③>④

解析：在同類烴中，碳鏈越長，即分子量越大的烴，熔沸點(diǎn)越高;當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，支鏈越多，空間幾何形狀越對稱的烴，熔沸點(diǎn)越低。

四種物質(zhì)中丁烷的相對分子質(zhì)量最小， 則沸點(diǎn)最低，而3，3-二甲基戊烷、庚烷、2-甲基己烷互為同分異構(gòu)體， 含有的支鏈越多， 沸點(diǎn)越低，則沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)棰?③>①>④。

答案：C

例5 下列物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低順序正確的是（ ）。

A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅

B.CI4>CBr4>CCl4>CF4

C.MgO>H2O>N2>O2

D.金剛石>生鐵>鈉>純鐵

解析：A項(xiàng)中，物質(zhì)全部為共價(jià)晶體，判斷其熔沸點(diǎn)高低可比較其原子半徑：Si>C>O，故鍵長關(guān)系為 Si—Si>Si—C>Si—O>C—C，鍵長越長，鍵能越小，故A 項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)中物質(zhì)為同種類型的分子晶體，可比較其相對分子質(zhì)量大小，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高，故B項(xiàng)正確。C項(xiàng)中N2 與O2 為同種類型的分子晶體，O2 的熔沸點(diǎn)比N2 的高，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)中熔沸點(diǎn)關(guān)系應(yīng)為金剛石>純鐵>生鐵>鈉，合金的熔沸點(diǎn)比純金屬低，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

例6 （1）氯酸鉀熔化，粒子間克服_____的作用力;二氧化硅熔化，粒子間克服_____的作用力;碘的升華，粒子間克服的作用力。三種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序是_____（填化學(xué)式）。

（2）下列六種晶體：

①CO2 ②NaCl ③Na ④Si ⑤CS2⑥金剛石

它們的熔點(diǎn)從低到高的順序?yàn)開____（填序號(hào)）。

解析：（1）氯酸鉀是離子晶體，熔化離子晶體時(shí)需要克服離子鍵的作用力;二氧化硅是共價(jià)晶體，熔化共價(jià)晶體時(shí)需要克服共價(jià)鍵的作用力;碘為分子晶體，熔化分子晶體時(shí)需克服的是分子間的作用力。由于共價(jià)晶體是由共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，所以共價(jià)晶體的熔點(diǎn)最高，其次是離子晶體，由于分子間作用力與化學(xué)鍵相比較要小得多，所以碘的熔點(diǎn)最低。

（2）先把六種晶體分類。共價(jià)晶體為④⑥，離子晶體為②，金屬晶體為③，分子晶體為①⑤。由于C原子半徑小于Si原子半徑，所以金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅;CO2 和CS2同屬于分子晶體，其熔點(diǎn)與相對分子質(zhì)量成正比，故CS2 熔點(diǎn)高于CO2;Na在通常狀況下是固態(tài)，而 CS2 是液態(tài)，CO2 是氣態(tài)，所以Na的熔點(diǎn)高于CS2 和CO2;Na在水中即熔化成小球，說明它的熔點(diǎn)較NaCl低。

答案：（1）離子鍵 共價(jià)鍵 分子間 SiO2>KClO3>I2 （2）①⑤③②④⑥

（責(zé)任編輯 謝啟剛）