第37讲 晶体的类型、结构和性质-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

第37讲 优化探究 大单元三　物质结构与性质　元素周期律 专题8 晶体结构与性质 晶体的类型、结构和性质 考点1　常见的晶体类型与性质 考点2　典型晶体的结构模型 热点强化14　晶胞参数与空间利用率、晶体密度计算 课时作业37　晶体的类型、结构和性质 考点1　常见的晶体类型与性质 1. 四种晶体类型比较 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 ⁠ ⁠ 金属阳离子、自由电子 ⁠ ⁠ 粒子间的相互作用力 ⁠ (某些还含氢键) ⁠ ⁠ ⁠ 硬度 较小 很大 有的很大， 有的很小 较大 分子　 原子　 阴、阳离 子　 范德华力　 共价键　 金属键　 离子键　 掌握必备知识 筑牢应试根基 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 熔、沸点 较低 很高 一般较高， 但差异大 较高 溶解性 相似相溶 难溶于任 何溶剂 难溶于常见 溶剂(部分 与水反应) 大多易溶于 水等极性溶 剂 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 导电、 导热性 一般不导电，溶于水 后有的能导电 一般不导 电，个别 为半导体 电和热的良 导体 晶体不导 电，水溶液 或熔融态导 电 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 物质 类别 部分非金属单质、所 有非金属氢化物、几 乎所有的酸、部分非 金属氧化物、绝大多 数有机化合物、稀有 气体 某些单 质、某些 非金属化 合物 纯金属与合 金 金属氧化 物、强碱、 绝大部分盐 2. 过渡晶体 金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等模型都是 ⁠的晶体 结构模型，大多数实际的晶体结构要复杂得多。除了以上晶体模型，由 于微粒间的作用存在键型过渡，也可能存在居于金属晶体、离子晶体、 共价晶体、分子晶体之间的 ，形成 ⁠。 典型　 过渡状态　 过渡晶体　 [正误判断] (1)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。 (　√　) (2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。 (　×　) (3)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高。 (　×　) (4)共价晶体的熔点一定比离子晶体的高。 (　×　) √ × × × 命题方式1　晶体类型的判断 1. (2021·天津卷)下列各组物质的晶体类型相同的是(　C　) A. SiO2和SO3 B. I2和NaCl C. Cu和Ag D. SiC和MgO C A项，SiO2为共价晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，不符合题意； B项，I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，不符合题意；C 项，Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，符合题意；D项，SiC是共 价晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，不符合题意。 提升关键能力 应对命题方式 2. 分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。 (1)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电： ⁠。 (2)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电： ⁠。 (3)晶体硼，熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大： ⁠。 (4)锑，熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电： ⁠。 (5)(2023·山东卷，节选)－40 ℃时，F2与冰反应生成HOF和HF。常温常 压下，HOF为无色气体，固态HOF的晶体类型为 ⁠。 分子晶体　 离子晶体　 共价晶体　 金属晶体　 分子晶体　 3. (2020·山东卷，节选)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答 问题： Sn元素为第ⅣA族元素，单质Sn与干燥的Cl2反应生成SnCl4。常温常压 下SnCl4为无色液体，SnCl4的空间结构为 ⁠，其固体的晶 体类型为 ⁠。 正四面体形　 分子晶体　 Sn原子最外层有4个电子，与4个Cl原子形成4个σ键，因此SnCl4的空间 结构为正四面体形；由题给信息知，常温常压下SnCl4为液体，说明 SnCl4的熔点较低，所以其固体的晶体类型为分子晶体。 　反思归纳：判断晶体类型的方法 (1)主要是根据各类晶体的特征性质判断 如熔、沸点较低的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中 或熔融状态下能导电的化合物形成离子晶体；熔、沸点很高，不导电， 不溶于一般溶剂的物质形成共价晶体；能导电、传热、具有延展性的为 金属晶体。 熟悉以下物质的熔点，有助于判断：金刚石＞3 500 ℃，晶体硅：1 410 ℃，NaCl：801 ℃，CsCl：645 ℃，MgO：2 800 ℃，O2：－218.3 ℃。 (2)根据物质的分类判断 共价晶体：单质有金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗、灰锡等；化合物 有金刚砂(SiC)、二氧化硅、氮化硅、氮化硼等。 离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和 绝大多数的盐类。 分子晶体：部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物 (如CO2、P4O6、P4O10、SO2)、几乎所有的酸、AlCl3、绝大多数有机物 (除有机盐外)、稀有气体。 命题方式2　晶体的性质应用 4. 下列晶体性质的比较不正确的是(　C　) A. 熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 B. 沸点：MgO＞NaCl＞NH3＞P C. 硬度：白磷＞冰＞二氧化硅 D. 熔点：SiI4＞SiBr4＞SiCl4 C 三种物质都是共价晶体，因原子半径 r (C)＜ r (Si)，所以键长：C—C＜ C—Si＜Si—Si，故键能：C—C＞C—Si＞Si—Si，键能越大，共价晶体 的熔点越高，A项正确；因为MgO和NaCl都是离子晶体，沸点高于NH3 和PH3，Mg2＋的半径小于Na＋、O2－的半径小于Cl－，所带电荷数Mg2 ＋、O2－大于Na＋、Cl－，MgO的离子键强于NaCl，沸点高，NH3存在分 子间氢键，所以NH3的沸点高于PH3的沸点，B项正确；二氧化硅是共价 晶体，硬度很大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；三种 四卤化硅均为分子晶体，它们的组成和结构相似，不存在分子间氢键， 故其相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高，D项正确。 5. 现有几组物质的熔点(℃)数据： A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 回答下列问题： (1)A组属于 晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是 ⁠ ⁠。 共价　 共价 键　 根据表中数据可看出A组熔点很高，属于共价晶体，是由原子通过共 价键形成的。 (2)B组晶体共同的物理性质是 (填序号)。 ①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性 B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。 ①②③④　 A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 (3)C组中HF熔点反常是由于 ⁠。 HF能形成分子间氢键，故其熔点反常。 HF能形成分子间氢键 A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 (4)D组晶体可能具有的性质是 (填序号)。 ①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电 ④熔融状态能导电 D组为离子晶体，具有②④两条性质。 ②④　 A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 　反思归纳：比较物质熔、沸点高低的方法 (1)看物质的状态：固体＞液体＞气体。 (2)看晶体类型 ①若是不同类型的晶体，一般情况下，共价晶体＞离子晶体＞分子 晶体。 ②若是同种类型的晶体： 共价晶体：原子半径→键长→共价键键能； 离子晶体：离子所带电荷数、离子半径→离子键强弱； 分子晶体：先看分子间氢键，再看相对分子质量→分子间作用力； 金属晶体：原子半径、外围电子数→金属键强弱。 考点2　典型晶体的结构模型 典型晶体的结构模型 晶体 晶体结构 晶体详解 共价 晶体 金刚 石 a.每个碳原子与相邻的 ⁠个碳原子以共价 键结合，形成 ⁠结构，键角均 为 ⁠； b.最小碳环由 ⁠个碳原子组成且碳环原子 不在同一平面内； c.每个C原子参与4条C—C键的形成，C原子 数与C—C键数之比为 ⁠ 4　 正四面体　 109°28'　 6　 1∶2　 掌握必备知识 筑牢应试根基 晶体 晶体结构 晶体详解 共价 晶体 SiO2 (1)每个Si原子与 个O原子以共价键结 合，形成正四面体结构； (2)每个正四面体占有1个Si原子和4个“ O原 子”， n (Si)∶ n (O)＝ ⁠； (3)最小环上有 个原子，即6个O原子和 6个Si原子 4　 1∶2　 12　 晶体 晶体结构 晶体详解 分子 晶体 干冰 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各 占据1个CO2分子； (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子 有 ⁠个 离子 晶体 NaCl 型 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋) 有6个，每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Na＋ (Cl－)有 ⁠个； (2)每个晶胞中含 个Na＋和 个Cl－ 12　 12　 4　 4　 晶体 晶体结构 晶体详解 离子 晶体 CsCl 型 (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有 ⁠ 个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有 ⁠个； (2)每个晶胞中含1个Cs＋和1个Cl－ 8　 6　 　 晶体 晶体结构 晶体详解 混 合 型 晶 体 石墨 (1)同一层中的每个碳原子与邻近的3个碳原子 以共价键相结合，形成平面六元并环结构； (2)碳原子与共价键的个数比为2∶3；每个六 元环平均占有 ⁠个碳原子 2　 　特别提醒：石墨晶体中层内C与C之间是共价键，且键能比金刚石中 C—C键能大；层间的作用力是范德华力；同一层中的每个碳原子未参 与杂化的p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平 面中运动，石墨有类似金属晶体的导电性。 [正误判断] (1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围与其距离最近的Na＋有12个。 (　√　) (2)金刚石中碳原子与碳原子之间的作用力是共价键，而石墨晶体中层与 层之间的作用力是范德华力，所以金刚石的熔点高于石墨。 (　×　) √ × 命题方式1　认识常见晶体模型 1. 判断下列物质的晶体结构，将对应序号填在横线上。 (1)干冰晶体： ；(2)氯化钠晶体： ⁠； (3)金刚石： ；(4)氯化铯： ⁠； (5)氟化钙： ；(6)冰晶体： ⁠； (7)硫化锌： ⁠。 ②　 ①　 ③　 ⑦　 ⑥　 ⑤　 ④　 提升关键能力 应对命题方式 命题方式2　晶体中粒子配位数的计算 2. (2023·天津模拟)立方氧化锆是一种人工合成的氧化物，其硬度极高， 可用于陶瓷和耐火材料，其晶胞结构如图所示。Zr原子的配位数 是 ⁠。 8　 由题图结构可知，该晶胞中Zr原子位于顶点和面心，以位于下底面面心 的Zr原子为例，该晶胞中与其距离最近的O原子有4个，与该晶胞并置的 下面晶胞中还有4个，所以Zr原子周围最近的O原子有8个，锆原子的配 位数是8。 3. 如图是钛酸钡晶体的晶胞结构图。 该晶体经X射线衍射仪分析得出，重复单元为立方体，顶点位置被Ti4＋ 所占据，体心位置被Ba2＋所占据，棱心位置被O2－所占据。T 的氧 配位数和Ba2＋的氧配位数分别为 ⁠。 6、12　 根据晶胞的结构可知，每个T 周围有6个O2－，所以T 的氧配位 数为6；立方晶胞12条棱上的12个O2－均与体心Ba2＋等距，所以Ba2＋的 氧配位数为12。 　反思归纳：晶体中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数。 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分 子，则某原子(或分子)的配位数 指的是与该原子(或分子)距离相等且最近的原子(或分子)的数目。 金属晶体的四种晶胞结构中的配位数： 晶胞结构 模型 代表金属 Po K Cu Mg 配位数 6 8 12 12 (2)离子晶体的配位数一般是指与该阳离子距离相等且最近的阴离子数目 或与该阴离子距离相等且最近的阳离子数目。 离子晶体常见的四种晶胞结构中的配位数： 代表类型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型 晶胞 配位数 及影响 因素 配位数 6 8 4 F－：4，Ca2＋：8 影响 因素 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外 配位数还与阴、阳离子的电荷比等有关 热点强化14　晶胞参数与空间利用率、晶体密度计算 1. 晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长 a 、 b 、 c 和3组棱之间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 技法指导 2. 晶体结构的相关计算 (1)空间利用率＝ ×100％。 (2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式(设棱长 为 a ) ①面对角线长＝ a 。 ②体对角线长＝ a 。 ③体心立方堆积 r ＝ a ( r 为原子半径)。 ④面心立方堆积 r ＝ a ( r 为原子半径)。 4　 4　 3. 晶体密度 1. 钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为 a pm。下列说 法错误的是(　C　) A. 该钒的氧化物的化学式为VO2 B. V原子在该晶体中的堆积方式为体心立方堆积 C. V原子的配位数与O原子的配位数之比为1∶2 D. 该晶胞的密度为 g·c C 热点训练 该晶胞中V原子位于顶角和体心，数目为1＋8× ＝2；O原子位于上下 面上和体内，数目为2＋4× ＝4，二者原子数目之比为1∶2，故该钒的 氧化物的化学式为VO2，故A正确；晶胞中V原子位于顶角和体心，符合 体心立方堆积，故B正确；体心V原子的配位数为6，O原子的配位数为 3，所以V原子的配位数与O原子的配位数之比为2∶1，故C错误； m ＝ g， V ＝ a 3 pm3＝( a ×1 )3cm3，ρ＝ ＝ g·c ，故D正确。 2. Zn与S所形成的化合物晶体的晶胞结构如图所示。Z 的配位数 是 ， 填充在Z 形成的正四面体的空隙中。若该晶体的密 度为 d g·c ，阿伏加德罗常数的值为 N A，则该晶胞参数 a ＝ nm。 4　 ×107　 根据晶胞结构可知该晶胞中含有Z 个数为8× ＋6× ＝4， 全 部在晶胞内，共4个，其化学式是ZnS。根据晶胞结构可知 位于4个 Z 形成的正四面体的空隙中， 的配位数是4，根据化学式可判断 Z 的配位数也是4。若该晶体的密度为 d g·c ，阿伏加德罗常数的值为 N A，则 d ＝ ，因此该晶胞参数 a ＝ cm＝ ×107 nm。 3. 如图是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为 d g·c ，铁原子的半 径为 nm(用含有 d 、 N A的代数式表示)。 × ×107　 由Fe单质的晶胞模型图可知，该晶胞中含铁原子个数为2，该晶胞的质 量为 g，体积为 cm3，则其晶胞边长为 cm，设Fe原子的 半径为 r ，则4 r ＝ × cm， r ＝ × ×107 nm。 4. 氮化硼是一种性能优异的新型材料，主要结构有六方氮化硼(图1)和立 方氮化硼(图2)。前者与石墨结构类似。 (1)50.0 g六方氮化硼晶体中含有六元环的数目为 ⁠。 2 N A　 根据均摊法，一个六方氮化硼晶体的六元环含有一个N原子、一 个B原子，50.0 g六方氮化硼晶体中含有六元环的数目为 × N A ＝2 N A。 (2)立方氮化硼中N原子的配位数为 。已知立方氮化硼密度为 d g·c ， N A代表阿伏加德罗常数的值，立方氮化硼晶胞中面心上6个N原 子相连构成正八面体，该正八面体的边长为 ⁠ pm(结果列式即可)。 4　 × ×1010　 由图2可知，立方氮化硼中N原子的配位数为4；面心上6个N原子构成 正八面体，该正八面体的边长等于面对角线的一半，设BN晶胞边长为 a cm，1个晶胞中含有4个B原子，含有N原子数为8× ＋6× ＝4，所以 d ＝ g·cm－3，解得 a ＝ cm，故正八面体的边长为 × ×1010 pm。 5. 立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞 结构如图所示。立方氮化硼属于 ⁠晶体，其中硼原子的配位数 为 。已知：立方氮化硼的密度为 d g·c ，B原子半径为 x pm， N原子半径为 y pm，阿伏加德罗常数的值为 N A，则该晶胞中原子的空间 利用率为 (列出化简后的计算式)。 共价　 4　 ×100％　 立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，晶体类型类似于金刚石，是共价晶 体；晶胞中每个N原子连接4个B原子，氮化硼的化学式为BN，所以晶 胞中每个B原子也连接4个N原子，即硼原子的配位数为4；晶胞中N原子数为4，B原子数为8× ＋6× ＝4，晶胞的质量 m ＝ g，晶胞的体积 V ＝ ＝ cm3＝ cm3，B、N原子总体积 V '＝4× ＝ ×( x 3＋ y 3)×1 cm3，晶胞 中原子的空间利用率为 ×100％＝ ×100％＝ ×100％。 1. (2023·湖北卷)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaH n ，在储氢和超导 等领域具有重要应用。LaH n 属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所 示。高压下，LaH2中的每个H原子结合4个H原子形成类似CH4的结构， 即得到晶体LaH x 。下列说法错误的是(　C　) A. LaH2晶体中La原子的配位数为8 B. 晶体中H原子和H原子的最短距离：LaH2＞LaH x C. 在LaH x 晶胞中，H原子形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D. LaH x 单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm－3 C 探究真题 素养提升 由LaH2的晶胞结构可知，LaH2晶体中La原子的配位数为8，A正确；由 LaH2和LaH x 的晶胞结构及题干可知，H原子与H原子的最短距离：LaH2 ＞LaH x ，B正确；高压下，每个H原子结合4个H原子形成8个类似CH4的 结构，得到LaH x ，根据LaH x 晶胞结构可知，多个氢原子之间并未全部 参与形成闭合结构，故顶点数并非40个，C错误；每个LaH x 晶胞中含40 个H原子，则LaH x 单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm－3，D正确。 2. (2023·湖南卷)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所 示，该立方晶胞参数为 a pm，阿伏加德罗常数的值为 N A。下列说法错 误的是(　C　) A. 晶体最简化学式为KCaB6C6 B. 晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个 C. 晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D. 晶体的密度为 g·cm－3 C 由晶胞结构图可知，晶胞中K处于顶点，数目为 ×8＝1，Ca在晶胞的 体心，数目为1，B在晶胞的面上，数目为 ×2×6＝6，C也在晶胞的面 上，数目为 ×2×6＝6，故晶体的最简化学式为KCaB6C6，A项正确； 由晶胞结构图可知，与Ca2＋最近且距离相等的K＋有8个，而晶胞中Ca2 ＋、K＋数目之比为1∶1，故晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个， B项正确；由晶胞结构图可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个 面，C项错误；该晶胞的摩尔质量为217 g·mol－1，晶胞体积为( a ×10－ 10)3cm3，故晶体的密度为 g·cm－3，D项正确。 课时作业37　晶体的类型、结构和性质 一、选择题 1. (2024·河北正定检测)铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所 示。铁原子位于顶角和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个立方 单位的体心位置。下列说法正确的是(　A　) A. a位置原子的分数坐标为(0.25，0.75，0.75) B. Fe原子的配位数为4 C. Fe原子与Mg原子间最短距离为 b nm D. [Fe(CN)5(NO)]2－的中心离子为Fe2＋，配位数为6，配位原子有C和O 原子 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据坐标原点及各个原子的相对位置可知，a位置原子的分数坐标为 (0.25，0.75，0.75)，A正确；以上底面面心Fe原子为研究对象，与之最 近的Mg原子为该晶胞内，上方4个Mg原子、 上层晶胞中下方4个Mg原 子，即晶胞中与铁原子等距离且最近的镁原子有8个，B错误；顶点Fe原 子与Mg原子最短距离等于晶胞体对角线长度的 ，则Fe原子与镁原子间 最短距离为 b nm× ＝ b nm，C错误；在配离子[Fe(CN)5(NO)]2－ 中，中心离子为Fe3＋，配位体是CN－和NO，配位数为6，配位原子有C 和N原子，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2. (2024·河北正定检测)2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家贝尔托齐、 沙普利斯和丹麦科学家莫滕，以表彰他们在发展点击化学和生物正交化 学方面的贡献。氯化亚铜是点击化学常用的催化剂，其晶胞结构如图所 示，下列有关说法中错误的是(　D　) A. 基态Cu＋外围电子轨道表示式为 B. Cl－中电子的空间运动状态有9种 C. 该晶胞中含有4个Cu＋和4个Cl－ D. Cl－周围等距离且最近的Cl－数为6个 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 铜为29号元素，则Cu＋的外围电子排布式为3d10，其Cu＋外围电子轨道 表示式为 ，A正确；Cl－的电子排布式为1s22s22p63s23p6， 其空间运动状态种类等于原子轨道数，有1＋1＋3＋1＋3＝9种，B正 确；由图可知，Cl－个数为8× ＋6× ＝4，Cu＋个数为4×1＝4，C正 确；由图可知，该图是CuCl的一个晶胞，且Cu＋和Cl－的个数相同，则 以面心的Cl－为例，故1个Cl－周围等距离且距离最近的Cl－有12个，D错 误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3. 钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其结构如图所示，下列 有关说法正确的是(　D　) A. 该晶体属于分子晶体 B. 晶体的化学式为Ba2O2 C. 该晶体晶胞结构与CsCl相似 D. 与Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 该晶体是由金属阳离子(钡离子)和阴离子(过氧根离子)构成的，属于离 子晶体，A错误；该晶胞中Ba2＋个数为8× ＋6× ＝4， 个数为1＋ 12× ＝4，则钡离子和过氧根离子的个数之比为1∶1，晶体的化学式为 BaO2，B错误；该晶体晶胞中钡离子的配位数是6，过氧根离子的配位 数是6，氯化铯晶体中离子的配位数是8，C错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4. (2024·河北保定检测)CuS晶胞结构中S2－的位置如图1所示，Cu2＋位于 S2－所构成的四面体中心，其晶胞结构的侧视图如图2所示。若晶胞参数 为 a pm，阿伏加德罗常数的数值为 N A。下列说法正确的是(　B　) A. CuS晶胞中，Cu2＋配位数为8 B. CuS晶胞中，Cu2＋填充了晶胞中一半的四面体空隙 C. CuS晶胞中，S2－之间的最短距离为 a pm D. CuS晶体的密度为 g·cm－3 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 CuS晶胞中Cu2＋应占据一半的四面体空隙，Cu2＋周围最近有4个S2－，而S2－周围最近有4个Cu2＋，故CuS晶胞中Cu2＋配位数为4，A项 错误；一个CuS晶胞中含有4个S2－，4个Cu2＋，故Cu2＋填充了晶胞 中一半的四面体空隙，B项正确；CuS晶胞中，S2－之间的最短距离 为顶点和面心的距离，其距离为 a pm，C项错误；CuS晶体中含 有4个Cu2＋、4个S2－，故晶体密度为ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 5. (2024·河北保定检测)锂与生活息息相关，个人携带的笔记本电脑、手 机、蓝牙耳机等数码产品中应用的锂离子电池中就含有丰富的锂元素。 锂晶胞为最密六方堆积(如图)，图中底边长为 a pm，高为 b pm，设 N A 为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　B　) A. 该结构中含有6个Li原子 B. 该结构中Li的配位数为6 C. 锂晶体的密度为 ×1030 g·cm－3 D. 锂离子电池放电时，Li＋从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据晶胞图计算，Li原子位于顶点和面心、体心，个数为12× ＋2× ＋3＝6，A正确；根据晶胞的结构，该结构中Li的配位数为12，B错 误；根据ρ＝ ＝ g·cm－3＝ ×1030 g·cm－3，C正 确；电池放电时，阳离子向正极移动，所以Li＋从负极脱嵌，经过电解 质嵌入正极，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6. (2024·河北沧州检测)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞是立 方体(图1)，当部分K＋被Eu2＋取代后可获得高性能激光材料(图2)。下列 说法错误的是(　D　) A. 图1中K＋的配位数为12 B. 图1表示的晶体的密度为 g·cm－3 C. 图1晶胞若以Mg2＋作晶胞的顶点，则F－位于晶胞的棱心 D. 图2表示的化学式为KEuMg2F6 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 图1中K＋周围最近且等距的F－个数是K＋的配位数，故K＋的配位数为 12，A正确；图1晶胞中含有1个K＋、3个F－和1个Mg2＋，原子的总质量 为[(39＋3×19＋24)÷ N A] g＝ g，晶胞的体积为 a 3×10－21 cm3，因 此晶体的密度为 g·cm－3，B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 图1晶胞若以Mg2＋作晶胞的顶点，则F－位于晶胞的棱心，C正确；图2 中根据电荷守恒分析，在垂直棱心处的4个K＋只能被2个Eu2＋取代，有 两个空位，因此图2所表示物质的化学式为K2EuMg4F12，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7. (2024·河北邯郸检测)晶胞中原子的位置通常用原子分数坐标(将原子 位置的坐标表示为晶胞棱长的分数)表示。复杂结构的三维图往往难以 在二维图上绘制和解释，可以从晶胞的一个轴的方向往下看，例如面心 立方晶胞的投影图如图1所示。已知某硅的硫化物晶体的晶胞结构的投 影图如图2所示，其晶胞参数为 a nm， N A为阿伏加德罗常数的值。下列 说法正确的是(　C　) C A. Si、P、S三种元素的第一电离能大小为S＞P＞Si B. 1 mol该硅的硫化物含有2 mol共价键 C. 晶胞中S原子的配位数为2 D. 该硅的硫化物的密度为 g·cm－3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 同一周期从左往右，元素第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族与ⅤA族反 常，故Si、P、S三种元素的第一电离能大小为P＞S＞Si，A错误；如图1 为面心立方晶胞的投影，说明S元素位于晶胞面心和顶点上，该晶胞中S 原子个数为8× ＋6× ＝4，该晶胞中Si原子位于晶胞体对角线上，该 晶胞中含有2个Si原子，所以Si、S原子个数之比为2∶4＝1∶2，化学式 为SiS2，1 mol该硅的硫化物含有 mol＝4 mol共价键，B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 由题干信息可知，与Si原子紧邻的4个S原子距离相等，根据阴、阳离子的 配位数之比等于离子所带的电荷数之比，则与S原子紧邻的2个Si原子距 离相等，即晶胞中S原子的配位数为2，C正确；已知该晶胞的体积为( a ×10－7 cm)3，该晶胞中相当于含有2个SiS2，晶胞密度ρ＝ ＝ g·cm－3＝ g·cm－3，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8. (2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子 导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高 性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是(　C　) A. 图1晶体密度为 g∙cm－3 B. 图1中O原子的配位数为6 C. 图2表示的化学式为LiMg2OCl x Br1－ x D. Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋传导 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 题图1晶胞中Li原子个数为8× ＋1＝3，O原子个数为2× ＝1，Cl原子 个数为4× ＝1，一个晶胞的质量为 g＝ g，体积为( a ×10－10 cm)3，则晶体密度为 g·cm－3，A项正确；题图1中以 下底面面心处O原子为例，与O原子距离相等且最近的Li原子有6个，分 别位于下底面的4个棱心、上下两个晶胞的2个体心，即O原子的配位数 为6，B项正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 题图2中，Mg或空位取代了棱心的Li原子，根据电荷守恒，8个棱心位 置的Li原子只有4个被Mg取代，4个被空位取代，则Li个数为1，Mg个数 为1，O个数为1，Cl和Br的总个数为1，故题图2表示的化学式为 LiMgOCl x Br1－ x ，C项错误；镁离子取代及卤素共掺杂后，获得高性能 固体电解质材料，则Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋传导，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 二、非选择题 9. 锂、铁单质晶胞结构分别如图甲、乙所示，锂、铁晶胞的配位数之比 为 ⁠。 由晶胞结构可知，锂晶胞中，顶点锂原子与体心锂原子的距离最近，故 锂原子的配位数为8；铁晶胞中，顶点铁原子与面心铁原子的距离最 近，故铁原子的配位数为12；则锂、铁晶胞的配位数之比为2∶3。 2∶3　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10. (2021·重庆适应性考试)已知MgO具有NaCl型晶体结构，其结构如图 所示。已知MgO晶胞边长为 0.42 nm，则MgO的密度为 (保留小 数点后一位)g/cm3；相邻Mg2＋之间的最短距离为 (已知 ＝ 1.414；结果保留小数点后两位)nm，每个Mg2＋周围具有该距离的Mg2＋ 个数为 ⁠。 3.6　 0.30　 12　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 由氧化镁的晶胞结构可知，位于顶点和面心的氧离子的个数为8× ＋ 6× ＝4，位于棱上和体心的镁离子的个数为12× ＋1＝4，则每个晶 胞中含有4个MgO，设氧化镁的密度为 d ，可得 g＝(0.42×10－7 cm)3 d ，解得 d ＝ g/cm3≈3.6 g/cm3；氧化镁晶胞中 相邻Mg2＋之间的最短距离为面对角线的一半，即 × ×0.42 nm≈0.30 nm；每个Mg2＋周围具有该距离的Mg2＋个数为12。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 $$