把巨型结构与性质联系起来

要把结构与性质联系起来，就写出粒子，写出粒子之间的键或作用力，再说明要表现这个性质必须发生什么。巨型结构含有极多的强键，所以熔化、切割或刮擦它都需要大量能量。

巨型结构贯穿整个键合与结构。这一课讲巨型共价结构，即金刚石、石墨和二氧化硅，并简要看看巨型离子和金属晶格。它承接离子的形成和共价键。

什么让结构成为“巨型”？

在水这样的简单分子中，几个原子组成一个小单元。巨型结构没有这种小单元。每个原子或离子都与邻居结合，邻居又与它们的邻居结合，连成一个连续的晶格（lattice）。

• 金刚石： 每个碳原子以共价键与另外 4 个碳原子结合，呈四面体排列。
• 石墨： 每个碳原子与另外 3 个碳原子结合成平面层。层与层之间由弱的作用力维系。
• 二氧化硅 SiO₂： 每个硅原子与 4 个氧原子结合，每个氧原子与 2 个硅原子结合，所以 Si 与 O 的比例是 1:2。

写“结构决定性质”解释的步骤

1. 写出题目问的性质。
2. 说出结构类型： 巨型共价、巨型离子或巨型金属。
3. 写出粒子和把它们连在一起的键，并注明“强”或“弱”。
4. 说明必须克服什么，例如要断开大量强共价键。
5. 联系结果： 需要大量能量，所以熔点高；或者层会滑动，所以质软。

例题详解

解释为什么金刚石的熔点很高，并且不导电。

熔点： 金刚石是巨型共价结构。每个碳原子以强共价键与另外 4 个碳原子结合，形成连续的晶格。要熔化它，必须断开极大量的强共价键。这需要大量能量，所以熔点很高。

导电性： 每个碳原子的 4 个最外层电子全部用于共价键。没有自由电子，也没有离子，所以没有能自由移动的带电粒子。金刚石不导电。

请注意，两个解释都写出了粒子（碳原子）、键（强共价键）和结果。

要留意的错误

常见的失误是把金刚石写成好像由独立分子组成，或者说它熔化时要克服“分子间作用力”。

错误答案： “金刚石熔点高，因为它有很强的分子间作用力。”

金刚石不含分子。必须断开的是共价键。

改正的方法是写明必须断开的是原子之间的强共价键。“分子间作用力”这个词留给简单分子物质，你会在比较分子物质与离子化合物的熔化行为中学到。

自我检测

先不看前文试做，再打开答案核对。

1. 解释为什么石墨够软，可以用来做铅笔。

2. 二氧化硅存在于沙子和石英中。解释为什么它的熔点很高。

3. 某物质坚硬而易碎，熔点高，固态时不导电。写出两种可能的巨型结构，并说明熔融时哪项性质能把它们区分开。（数据为练习而编。）

下一步

接下来，把它们与小分子比较：比较分子物质与离子化合物的熔化行为。然后用键合与结构练习题组检查自己的理解。

如果你常常知道性质，却无法建立粒子层面的解释，我们的老师可以在化学线上一对一补习中陪你逐步梳理。