第3章 第3节 金属晶体与离子晶体-【重难点手册】2024-2025学年高中化学选择性必修2(人教版2019)

重雅点手册高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J (2)1：1;Ti0+[或(Ti0)2]. 甲的晶胞可知，K的个数为8×名+6×之-4,0的个 (3)TCL、TBr、TL都是分子晶体，而且组成和结构 相似，其相对分子质量依次增大，范德华力逐渐增大， 数为2×(12×十1)=8，则甲的化学式为K0。 因面三者的熔点和沸点依次升高。 (4)①乙的硬度超过金刚石，则乙属于共价品体，其硬 160 度超过金刚石的原因是C一N键的键长小于CC键， (40ac×10V C-N键的键能大于CC键，所以乙的硬度超过金刚 [(I)①TC1的熔、沸点较低，室温下为无色液体，则固 石。②由题给品胞图可知，1个N原子形成3个a键， 态TCL属于分子晶体。②LiBH中BH的B原子 1个C原子形成4个6键，则乙为CN,CN品体中 价层电子对数为4，不含孤电子对，B原子采取sp杂 C、N两种元素原子的杂化方式均为sp杂化.] 化，则VSEPR模型和离子空间结构都是正四面体形。 第三节金属品体与离子品体 (2)每个T原子与2个0原子成键，每个0原子与 【必备知识梳理】 2个Ti原子成键，则该阳离子中Ti与O的原子个数 [纠错练1]B[金属在常温下一般都是固体，但汞在 之比为1：1。该阳离子中Ti显十4价，O显一2价，故 常温下为液态，A错误：金属晶体的构成粒子是金属离 该阳离子的化学式为Ti)或(TO)+。(3)钛与卤 子和自由电子，所以金属晶体中有阳离子，但没有阴离 素形成的化合物的熔、沸点都很低，故TiCl、TBr, 子，B正确：金属晶体中的金属阳离子在其电场力能 T1,都属于分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越 “涉及”的范围内，与自由电子都有静电作用，其“释出” 大，其熔，沸点越高。(4)晶胞参数为anm和cnm,即a× 的价电子不再属于某个金属离子，C错误：金属虽然发 10-7cm和cX10cm,则晶胞的体积为adcX101cmm: 生形变，各层之间发生了相对滑动，但不致断裂，这是 每个晶胞中含有T原子的个数为8×日十1=2，含有 因为金属离子与自由电子之间的较强作用仍然存在， D错误，] 0原子的个数为2十X号=4小则品整的质量为瓷”。， [纠错练2](1)共价键：3。(2)将8号蓝球改为红球。 故该晶体的度为（袋 g)÷(a'c×10-1cm㎡2)= [(1)金刚石晶胞的面心位置共6个C原子，每个C原 160 子为两个品胞所共用，6×号=3个，品体硅与其结构 acX10Ng·cm.] 相似，在面心位置也贡献了3个Si原子。(2)在NaC C培优突破练 晶胞中，C、Na交替排列，故8号蓝球应改为红球， 1.(1)1s2s22p3s3p3d54s2。(2)这两种气态氢化物 即0.] 均为极性分子，且相互之间能形成氢键，NH与HO [纠错练3]C[具有体心的正四面体和正八面体的空 反应。(3)K)。(4)①共价晶体：C一N键的键长 间结构分别为 因此PCL品体 小于CC键，其键能大于C一C。②sp。 [由题意知，E,Q.T、X、Z五种元素分别为C,N,O、K、i。 由[PCL]和[PCl]构成，它们的物质的量之比为 (1)基态Ni原子核外电子推布式为1s2s2p3s3p3d4s。 1:1,PC1是离子化合物，PC1的晶体属于离子晶体； (2)Q的气态氢化物NH极易溶于T的气态氢化物 离子晶体中含有离子，但不能自由移动，故离子晶体不 HO,其主要原因是这两种氢化物均为极性分子，两分 能导电，离子晶体只有在溶于水时或在熔融状态下才 子之间能形成氢键，NH与HO反应。(3)由化合物 能导电.] 32 参考答案与提示》收组 【关键能力提升】 数为1，X和Y的个数之比为2：1，所以甲的化学式为 [跟踪练1]A[金属一般具有银白色光泽，与电子气 XY,故A错误：据题图可知，A位于8个顶点，根据均 理论密切相关。大多数金属原子以最紧密堆积的方式 摊法可得，A的个数为8×日=1，B位于6个面心.B 排列，内部存在自由电子，当光线投射到金属表面时， 自由电子可以吸收可见光，然后又把各种波长的光大 的个数为6×号=3，C位于体心，C的个数为1，则A 部分再反射出来，这就使绝大多数金属呈现银灰色或 B,C的个数之比为1：3：1，故B正确：在CsC1晶胞 银白色光泽，故A错误。] 里，C作简单立方堆积，Cs填在立方体空隙中，正、 [跟踪练2]B[B项中NaCl,CsCI,干冰晶体都是立方 负离子配位数均为8，所以丙不是CsC1的晶胞，丙是 的晶胞结构，但晶体类型不同，NaC1和CsC1为离子晶 NaC1的晶胞，故C错误：乙中A位于立方体的顶点， 体，干冰是分子晶体，因此物理性质不同。] B位于面心，在以A为中心的3个平面的4个顶点的 [跟踪练3]D[根据题图1中P原子和1n原子的位置 B都和A距离相等且最近，所以这样的B有12个，故 可知，晶胞中含4个P原子，4个1n原子，1n的配位数 D错误.] 为4，A错误：1、2,3、4原子构成正四面体形.故1,2原 4.A[在物质熔、沸点的比较中，首先判厮晶体类型，熔、 子的间距与1、3原子的间距相等，B错误：4原子的原 沸点的大小关系一般是共价晶体>离子晶体>分子晶 子坐标应为（停，，是），C错误：根据p=罗计算， 体，A正确：金属晶体主要看金属阳离子的半径，半径 越大，金属键键能越小，熔、沸点越低，从Rb到Li,熔、 1个品胞平均有4个nP,品体的密度p=N·云 沸点应依次增大，B错误：共价品体主要看形成共价键 102g·cm1,D正确.] 的原子半径大小，在晶体硅，碳化硅、金刚石中，金刚石 【学业质量测评】 的碳原子半径最小，形成的碳碳键键长最短，故金刚石 的熔点最大，C错误：若是同一类晶体，则判断标准相 A基础过关练 同，分子品体主要看相对分子质量和氢键，相对分子质 1.C[A属于分子晶体，不属于共价晶体，A错误：石墨 量越大，熔、沸点越高，但有分子间氢键会使熔、沸点偏 属于混合型晶体，HS)属于分子晶体，B错误： 高，熔、沸点：HF>HC1,D错误。] CHCO)Na属于盐，由Na和CHCO)构成，属于 5.(1)NiAl. 离子晶体，水品的分子式为SO2,属于共价品体，苯属 (2)共价品体：共价： 4x×10pN(+2×100%. 于分子品体，C正确：玻璃不属于品体，D错误，] 3(M+M) 2.A[根据晶胞结构可知，1个品胞中平均有4个Ca+、 233 (3)BaTiO,(ax10N" 8个F,F填充在4个Ca+围成的四面体空隙内， A正确：Ca的配位数为8，F的配位数为4，比值为 [()根据均摊法可知，该晶胞中A1原子的个数为日× 2:1,B错误：晶胞中F与Ca2+的最近距离为体对角 8=1,N原子的个数为号×6=3，所以该合金的化学 线长的，即8。mm,C错误；HF能腐蚀玻璃，故不能 式为N山，(2)根据晶体的熔点和品胞结构可以判斯 GAs晶体为共价晶体，所以原子之间应该以共价键结 用烧杯制备，D错误。] 3.B[据题图可知，Y位于立方体的4个顶点，根据均摊 合，每个品胞中含有4个Ga和8×言十6×号=4个 法可得，Y的个数为×日=号X位于体心，X的个 As,所以品胞质量为(4十M)g,进而得到晶胞体积 N、 33 重难手册高中化学选择性必修2物质结构与性质？J 为4M+M2m=4X10(M+M) pm2,每个品 4.C[由4种晶胞结构可知，只有NaC1晶体中与1个 ONA ONA Na距离最近且相等的C1围成正八面体。] 胞中含有4个G原子和4个As原子，所以晶胞中原 5.(1)①3d4s2。②第四周期第Ⅷ族 子古有的总体积为(+产）m,故 3 (2)①C<C1<0。②13：sp。 GaAs品胞中原子的体积占品胞体积的百分比为 4×184 4X4ni+4X4πn (3)6.02×10×(0.5289×10)yP×1.0423×10· 3 4X10"(M+M) 10%=xx10N+2× [(1)①Tⅰ是22号元素，位于元素周期表中第四周期 3(M+M) oNa 第NB族，故基态T原子的价层电子排布式为 100%。(3)由品胞结构可知，Ba位于体心，个数为1，T 3F4s2。②Fe是26号元素，位于元素周期表的第四 位于顶角，个数为8×日 =1,0位于棱心，个数为12× 周期第Ⅷ族。(2)①化学方程式中涉及的非金属元素 子-3，故其化学式为肠T0:品胞质量为瓷g,故品体 1 有三种，即O,C,CI,CCL中C元素显+4价，C1元素 显一1价，CL0中C1元素显+1价，O元素显-2价， 233 & 密度p号=o×0ymNa次i0g·m3门 233 电负性越大，对键合电子的吸引力越大，相互化合时 该元素表现负价，故电负性：C<C<O。②1个COC B综合提能练 分子中有1个C一)和2个C一C1,所以1个COC 1.A[SO晶体中含极性共价键，①错误：干冰晶体升 分子中π键的数目为1，σ键的数目为3，数目之比为 华时只破坏分子间作用力，分子内共价键不发生新裂， 1:3,中心C原子价层电子对数为3+412-2=3. ③错误：金属元素A1与非金属元素C1形成的A1C1是 2 共价化合物，不是离子化合物，④错误。故选A。] 故中心C原子的杂化方式为sp。(3)CFeS品胞中 2.A[由题图可推出，晶体中阴离子的最小结构单元所 含有4个C,4个Fe和8个S原子，相当于有4个 含F心的个数为4X合-之同样可推出，所含F心 “CFS”,则品胞的质量为X84g晶胞参数 的个数也为7，CN的个数为12×=3，因此该阴 a=b=0.5289m=0.5289×107cm.c=1.0423m 1.0423×10m,则品胞的体积为(0.5289×10-7cm)2 离子为[Fe(CN):]丁，据此分析解答。由题意分析可 知，该晶体属于离子晶体，阴离子为[F(CN)],则 ×1.0423X10am,放CuFs的密度为(g÷ 该晶体的化学式只能为MFe(CN):,阳离子M的化合 [(0.5289×10-cm)2×1.0423×10-cm]= 价为十1价，故A正确，B、C错误：由题图可看出与 4×184 每个Fe+距离最近且相等的CN有6个，故D错误.] 602X10-×(0.5289×10yX1.0423×10g·m.] 3.B[根据均摊法可知，该品胞含有i原子的个数为8+ C培优突破练 1中12x=12.含有压原子的个数为6×号+8x日 1.(1)4. (2 4.B的原子坐标为（是，，）A正确：与距离最近 的的数目为4个，B错误：压的原子半径为导。m, (3)3m.323×10”。(4)32、 C正确：晶胞密度p=畏-7X220×4 [1)每个品胞中碳原子的个数为4×立+4×言+2× aVaX10mg·cm, 1 D正确。] +2x+2x+1=4 34 参考答案与提示次组 (2)晶胞沿c轴投影，则投影图中有6个点，图示为 【关键能力提升】 [跟踪练1]C[Ag有空轨道，NH中的N原子上有 孤电子对，故可以形成配位键，A错误：BF中B原子有 空轨道，NH中的N原子上有孤电子对，故可以形成配 (3)设碳碳键的键长为xpm,晶胞底面图可表示为 位键，B错误：NH,H广两种离子没有孤电子对，故不能 形成配位键，C正确：C)+有空轨道，CO中的C原子上 ,则2=（受）+（受），解得 有孤电子对，故可以形成配位健，D错误。] [跟踪练2]A[此配合物中存在离子键，配位键、极性 x-”,底面的高为m·i如60（即mm一个品 键，不存在非极性键。] 3 OH 胞的体积为(m×10")×(严×10）×(n× 2 [跟踪练3](1)①II0 CuOI】 ②AC。 OH 10)cm= mn×10测cm,一个品胞的质量为 (2)过氧化氢为氧化剂，将Cu氧化为C+,氨分子与 4×12 C+形成配离子。 N ,放石墨晶体的密度为32 m nN -×10g·cm。 (3)①0>N>H。②sp2。 (4)已知CC键的键长为rcm,设底面边长为acm, [(1)①C有空轨道，OH含有孤电子对，可形成配位 则号=r×sin60',解得a一3m.底面面积为V3rX√3r 键，配离子[C(OH),F中1个C与4个OH形成配 OH ×m0=3y5,m。设石墨晶体的层间距为dm.则 2 位键，可表示为 HOCu+-OH ②Na[Cu(OH),] 品胞体积为3，×2d=35rdcm,则有p= OH 2 为离子化合物，含有离子键，并且O一日为极性共价 意× 解得d= 16w3 键，A.C正确。(2)过氧化氢可把Cu氧化成Cu+, 332d C+与氨分子形成配离子。(3)①同周期主族元素从 第四节配合物与超分子 左到右，元素的电负性逐渐增强，放电负性：O>N,H 【必备知识梳理】 的电负性弱于N,O,则电负性：O>N>H。②乙二胺 [纠错练1]D[Ag(NH):OH中Ag提供空轨道， 分子中N原子成键时采取sp杂化。] NH中N原子提供孤电子对，两者以配位键结合形成 【学业质量测评】 [Ag(NH)2],因此[Ag(NH):]OH的中心离子是 A基础过关练 Ag,A正确：配位化合物中一定含有配位键，但也可 L.B[深蓝色溶液中Cu元素是以[Cu(NH),]*的形 能含有离子键和共价键，B正确：[Cu(HO):]中的 式存在的，A错误，B正确：向深蓝色溶液中加入无水乙 C提供空轨道，H,O中的O原子提供孤电子对，两 醇会析出深蓝色晶体，C错误，生成蓝色沉淀的离子方 者以配位键结合为[Cu(H,O),]+,C正确：NH中N 程式为C+2NH·HO—Cu(OH)2￥+2NH, 提供孤电子对，H提供空轨道形成配离子NH时， D错误.] NH,C1中含有配位键，但不属于配位化合物，D错误]2.A[酞菁钴中所有碳原子都只连接3个其他原子，为 35第三章品体结构与性质么& 第三节 金属品体与离子品体 重点和难点 课标要求 重点：1，全属晶体的结构特点与性质之间的关系 1.宏观辨识与微观深析：根据晶体中的微粒及微粒间的 运用电子气理论解释金属的性质。 相互作用力判断晶体类型并比较某些晶体的典型物理性质。 2.离子品体的结构特点与性质之间的关系 2.证据推理与模型认知：根据晶胞模型，分析晶体的结 难点：金属晶体中过渡晶体和混合型晶体的结构 构特，点，考查结合数学知识进行相关计算的能力。 特点和性质。 -01一必备知识梳理， 基础梳理 知识点1金属键与金属晶体 L,金属键的本质 阳拓考点 概念，金属离子与自由电子之间强烈的相互作用 用电子气理论解释金属 材料的有关性质 形成金属 价电子脱落 金属阳离子 相可 金 物理 原子 自由移动电子 作用 电予气理论解释 性质 金 形成电子气 本质，静电作用 当金属受到外力作用时，晶 键 体中的各原子层就会发生 特征、没有饱和性和方向性（电子气被所有的原子共 相对滑动，但不会改变原来 用，把所有的金属原子维系在一起) 的排列方式，而且弥漫在金 展 存在，金属单质和合金中 性 属原子问的电子气可以起 到类似袖承中滚珠之间润 2.金属键的影响因素 滑剂的作用，所以全属有良 金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和单位体积 好的延展性 在金属晶体中，自由电子的 内自由电子的数目（价电子数）。一般而言，金属元素的原子半径 移动是没有方向性的，但是 越小，金属键越强：金属原子的价层电子数越多，金属键越强。 在外加电场的作用下，自由 电子就会发生定向移动，因 金属键的强度差别很大，这是金属的熔点、硬度等性质差别 而形成电流，所以金属具有 很大的原因。 度好的导电性 3.主族金属熔点和硬度的变化规律 当金属某部分受热时，那个 区战里的自由电子能量增 一般来说，同周期主族金属从左到右，单位体积内价电子数 加，远动逸率加快，通过避 目增多，离子半径减小，金属键的强度增强：同主族金属从上到 撞，把能量传给金属阳离 下，离子半径增大，金属键的强度减弱。例如，碱金属单质从锂到 整 子。自由电子与金属阳离 子频繁碰撞，把能量从温度 铯，熔点依次降低：钠、镁、铝的熔点依次升高，硬度依次增大。 高的部分传到温度低的部 4.金属晶体 分，从而使整块金，达到相 同的温度 (1)定义：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体，叫 181 重滩食手册高中化学选择性必修2物质结构与性质) 做金属晶体。 续表 (2)特点：①构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子： 物理 电子气理论解释 ②在金属品体中，不存在单个分子：③金属晶体中金属阳离子被 性质 金属品体内部存在自由 自由电子所包围。 电子，当光线授射到金属 (3)金属晶体的熔、沸点：金属晶体的熔、沸点的高低与金属 表面时，自由电子吸收可 键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高。 见光，然后又把各种淀长 有 的光大部分反射出来，这 ①同周期的主族金属元素，从左到右，金属原子的半径逐渐 就使绝大多数金属呈现 属 减小，价层电子数逐渐增加，所以金属键逐渐增强，金属晶体的 银灰色或银白色光译 而金属在粉末状态时，金 熔、沸点逐渐升高。 属原子的取向杂乱，排列 ②同主族的金属元素，从上到下，金属原子的价层电子数相 不规则，吸收可见光后不 能再反射出来，所以金属 同，原子半径逐渐增大，所以金属键逐渐减弱，金属晶体的熔、沸 粉末常呈暗灰色或黑色 点逐渐降低。 ③合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低（如熔、沸点： 铝合金<铝) 例①(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级，纯金为24K。 国敲黑板 AuCu合金的三种晶胞结构如图所示，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列 (1)金属晶体有导电性， 说法错误的是( 但能导电的物质不一定是金 属，如石墨、硅、能导电的有机 高分子等。 Au (2)有金属光泽的单质不 一定是金属单质，如单晶硅、 品体碘也有金属光译。 A.I为18K金 B.Ⅱ中Au的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距AuCu<Au-Au D.I、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1：1、1：3、3：1 四拓考点司 电解质导电和金属导电的区别 解析由24K金的质量分数为100%，可知18K金的质量分 物质类型 电解质 金属品体 数为×100%=75%，1中Au和Cu原子个数比为1：1，则Au 子电时 水溶液我挖 晶体状态 的状态 融执态下 的质堂分数为g797×100%≈75%，A正痛。Ⅱ中Au处于立 导电粒子 自由移动 的离子 自由电子 方体的8个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu,Cu处于面心处， 导电时发生 化学变化 物理变化 类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化 的变化 碳有12个，则Au的配位数为12，B正确。设Ⅲ的晶胞参数为a, 手电能力随 温度升高，孚温度井高，乎 温度的变化 电能力增承 电能力减菊 ACu的核间距为受a,ArAu的最小核间距色为受。，ArCu的 的最小核间距等于A-Au的，C错误。I中，Au处于内部，Cu处 182 第三章 品体结构与性质收 于晶胞的8个顶点，其原子个数比为1：1：Ⅱ中Au处于立方体的 8个顶点，Cm处于面心，其原子个数比为8×8：6×号=1：3 Ⅲ中Au处于立方体的面心，Cu处于顶，点，其原子个数比为6× 2:8X=3:1D正确0 8 [答案C 易错点1金属品体的结构和性质判断中的常见错误 金属晶体的结构和性质判断中的常见错误如下： 纠错练1 (1)⑧在晶品体中只要有阳离子就一定有阴离子。 (2024·山东济南一中期 正解：在物质中只要有阴离子就一定有阳离子，但只要有 中)下列叙述中正确的是(）。 A.金属在通常情况下都 阳离子，不一定就有阴离子，如在金属晶体中有阳离子和自由 是固体 电子，没有阴离子。 B.金属品体中有阳离子， (2)⑧共价晶体的熔点一定比金属晶体的高。 但没有阴离子 正解：金属钨的熔点比晶体硅的熔点高。 C.Mg品体中1个Mg (3)⑧分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。 跟2个价电子有较强的作用 正解：金属汞（常温下呈液态）的熔点比碘、白磷等（常温下 D,金属晶体发生形变时， 为固态)的熔点低。 其内部金属离子与自由电子 (4)⑧温度越高，金属的导电性越强。 的相互作用不再存在 正解：温度升高，自由电子和金属阳离子发生碰撞的机会 增多，影响其定向移动，从而导致导电性减弱。 同敲黑板 知识点2离子键和离子化合物 微粒间的作用力一“三键一力” 1.离子键 高子键 极性健 化学健 共价城 (1)概念：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用称为离子键。 非极性键 金属就 (2)成键的粒子：阴离子和阳离子。 一范德华力 (3)键的本质：阴、阳离子之间的静电作用。 分子间作用力 L一氢健 (4)形成条件： 回诊考策 当两种元素的原子间形成离子键时，必须一方（金属）具有较 化学键类型与化合物 强的失电子能力，同时另一方（非金属）具有较强的得电子能力。 类型的关系 一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件，即活泼金 含有离子键的化合物 一定是离子化合物 属与活泼非金属之间均能形成离子键。绝大多数金属离子及NH 化学键 离子化合物一定含有 与含氧酸根离子之间能形成离子键。 类型与 离子键 化合物 (5)特征：离子键没有饱和性和方向性。这是因为阴、阳离子 类型的 含有共价镀的化合物 关系 不一定是共价化合物 在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用（没有方 共价化合物一定含有 向性)：在静电作用能够达到的范围内，只要空间条件允许，一个 共价键 183 重难白手册高中化学选择性必修2物质结构与性质？J 离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子（没有饱和性）。 图拓考点7 2.离子化合物 离子液体 (1)概念：由阴、阳离子通过离子键形成的化合物称为离子化 离子液体是熔，点不高的仅 合物。 由离子构成的液体物质。大多 (2)主要类型：活泼金属的氧化物、氢化物、强碱和绝大多数 数离子液体含有体积很大的阳 盐属于离子化合物。如NaO、KHBa(OH)2、MgCl、NHNO、 离子（如季胺离子RN)和阴 KNO、KA1(SO)2·12H2O等. 离子（如AIC,PF石等）。离 (3)与离子键的关系：含有离子键的化合物一定是离子化合 子液体中的粒子全部是带电 荷的离子，因而其具有难挥发 物，离子化合物中一定含有离子键。有些离子化合物只含有离子 的优点。 键（如CaCl2、NaS、KH等），有些离子化合物还含有极性共价键 离子液体的重要应用如下： (如NaOH、NH,Cl等)或非极性共价键（如NaO,、CaC2等）或既 (1)可用作有机合成等方 含有极性共价键又含有非极性共价键（如CH,COONa等）。 面的溶剂。 例2下列说法正确的是()。 (2)可用作电化学研究的 A.形成离子键的阴、阳离子间只存在静电引力 电解质。 B.第IA族元素与第IA族元素形成的化合物一定是离子 (3)可用作有机合成的催 化合物 化剂。 C离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高 (4)在生物化学等科研领 D.金属元素与非金属元素不一定形成离子键 城有广泛应用。 比如，由有机阳离子A山 解析形成离子键的阴、阳离子之间不仅存在阴、阳离子之间 和AIC构成的离子液体作 的相互吸引，也存在电子之间和原子核之间的相互排斥，A错误： 电解液时，可在钢制品上电镀 氢是第IA族元素，与第IA族元素形成的化合物HX都是共价 铝，阴极的电极反应式为 化合物，B错误：NaCI是离子化合物，SiO2是共价化合物，但NaCI 4AlC1+3e—7A1C1+A1。 的熔，点低于S()2的熔，点，C错误；金属元素与非金属元素的电负 性之差小于1.7时往往形成共价键，如AICl3、BC2均是共价化 合物，D正确。 答案D 知识点3离子晶体 圆诊考策 1.离子晶体 离子键强弱与离子晶体 熔、沸点的关系 概念 阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体 (1)离子晶体的熔、沸点 成键粒子 阳离子、阴离子 和硬度与离子健的强弱有关， 粒子间作用力 阴、阳离子间以离子键结合，离子晶体中还可能存在共价 离子键越强，离子晶体的熔、 键、氢键、范德华力等 沸点越高，硬度越大。 ①熔、沸点：一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点，难挥发： (2)离子键的强弱与离子 主要的 ②硬度：离子晶体的硬度较大，难以压缩，一般都很脆： 物理性质 ③导电性：离子晶体不导电，熔融态或溶于水后能导电： 半径和离子所带电荷数有关， ④溶解性：大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如HO),难 离子半径越小，离子所带的电 溶于非极性溶剂（如汽油、苯、C℃1，） 荷数越多，离子键越强。 184 第三章 品体结构与性质收出组 2.典型离子晶体的晶胞结构 图拓考点 (1)NaCl的晶胞结构 CF晶体的结构 ①图1所示为NaCI的晶胞。在NaCI品体中，不存在单个的 (1)在CaF2晶体中，每个 分子，每个Na周围同时吸引着6个C】,每个C】周围也同时吸 Ca+周围同时吸引8个F, 引着6个Na+。Na+周围的6个CI-(或CI-周围的6个Na+)围 每个F周国同时吸引4个 成正八面体，Na(或CI)处于正八面体的中心，如图2。 Ca+。Ca+的配位数为8，F 的配位数为4。 (2)在CaF,晶胞（如图） 中，合Cm的个数为6X号+ CI.Na 图1 图2 8×日=4，含F的个段为8 ②在每个Na周围距离最近且相等的Na+有12个，在每个 故晶胞的组成为“CaF” C1周围距离最近且相等的C1厂也有12个。 ③在-个NaC晶胞中，含Na+的个数为1+12×号=4，含 CT的个数为8×g+6×名=4. CaF,品胞 ④在NaC1晶胞中，晶胞参数（棱长）a=2r(Na+)+2r(C1), 阳拓考点 晶体密度p=4XM(NaC) N·a3 ZS型晶体 (2)CsC1的晶胞结构 ZnS型离子晶体（晶胞结 构如图所示)中，阴离子和阳 ①图3所示为CsCI的品胞。在CsCI品体中，每个Cs+周围 离子的排列类似NaCI型，但 同时吸引着8个CI,每个CI周围也同时吸引着8个Cs。对 相互穿插的位置不同，阴、阳 于CsCI晶胞，既可以看作Cs位于8个CI构成的立方体的体 离子的配位数不是6，而是4。 心，也可以看作C1厂位于8个Cs构成的立方体的体心，如图4。 常见的ZnS型离子晶体有硫 化锌、碘化银、氧化铍等。 图3 图4 ●Zn2"0s- ②在每个Cs+周围距离最近且相等的Cs+有6个，在每个 ZnS型品胞结构 CI周围距离最近且相等的CI也有6个。 ③在一个CsCI品胞中，含Cs的个数为1，含CI的个数为 8×8=1。 ④在CsC1晶胞中，体对角线长l=2r(Cs+)+2r(CI),品胞 参数（棱长）a=-=1,晶体密度p-1 <MCCsCI 33 Na·a3 185 国随食手册高中化学选择性必修2物质结构与性质尺) 例3(2024·湖北荆州中学月考)硒化锌是一种重要的半 图拓考点 导体材料。其晶胞结构如图1所示，图2为晶胞的俯视图，已知 影响晶体结构的因素 原子坐标a点(0,0,0)，品胞参数为pnm。下列说法正确的是 (1)几何因素：晶体中阴、 ()。 阳离子的半径比(r+r)是决 定离子晶体结构的重要因素，简 称为几何因素。阴、阳离子的半 径比与配位数的关系见下表， r-r 配住数 实例 OZn oSe 图1 0.225-0.41 4 ZnS 图2 0.414-0.732 6 NaCl A.晶胞中Zn原子的配位数为8 0.732~1.0 8 CsCl B品胞中4点的原子坐标为保子，》 >1.0 12 CsF C.Se位于元素周期表的d区 (2)电荷因素：品体中阴、 阳离子的电荷数之比也是决 DZ和S0的最短距离为Dm 定离子晶体结构的重要因素， 简称为电荷因素。如CsCl [解析根据均摊法，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为4，Se CaF,晶体中，阴、阳离子所带 在顶，点，与Z如构成的立体结构为正四面体，与其距离最近的Zn 电荷效不同，二者的晶体结构 原子的个数为4，A错误；将晶胞均分为8个小立方体，a的原子 不同。 坐标为(0,0,0)，原子d应在上层四个小立方体的右前面的一个 (3)键性因素：离子晶体 的结构类型还取决于离子键 小立方体的体心，d的原子坐标为（保，}，》），B错误：S位于网 的纯粹程度（简称为键性因 期表中第四周期第IA族，属于p区，C错误：题图中相邻的Z如 素)，即与晶体中阴、阳离子的 相互极化程度有关。 与Se之间的距离为体对角线的}，体对角线为V3pmm,则相邻的 e和2a之间的距高为Pnm,D正确。 答案D 易错点2未能准确掌握典型品胞的组成和结构 纠错练2 (1)应熟悉NaCL、CsCl、CaF2晶胞的结构；熟悉金刚石品胞 回答下列问题。 的结构特点和组成(1个品胞含8个碳原子)：熟悉面心立 (1)单质硅存在与金刚石 方晶胞和体心立方晶胞的结构特点。 结构类似的品体，其中原子与 高考命题中，有一种题型是“只给晶胞的名称或类型，并未 原子之间以 相结合， 其晶胞中共有8个原子，其中 给出晶体或晶胞的结构示意图来迁移应用”。若不能准确掌握 在面心位置贡献 个 典型晶体（晶胞）的结构特征，就无法答题。 原子 186 第三章 品体结构与性质营 (2)已知Mg()的晶胞结 (2)误认为NaCI的晶胞为 构属于NaCl型。某同学画出 的MgO品晶胞结构示意图，下 NaCl晶体中的小立方体 不是晶胞（每个小立方体中 图所示，请改正图中的错误 之处 含有“号”个Na,“号”个C,即“号”个Na+-C”离子对)： CsC晶体中的大立方体（如图）不是晶胞（每个大立方体中含有 8×g+12×+6×2+1=8个Cs,8个CI). Mg 0 知识点4过渡晶体与混合型晶体 1.过渡晶体 目敲黑板 (1)纯粹的典型品体不多，大多数晶体是四类典型品体之间 (1)离子键的百分数是依 的过渡晶体。 据电负性的差值计算出来的， 以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例来说明。如第三周期 差值越大，离子键的百分数 前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数如表所示： 越大 氧化物 Na2O MgO Al2O SiO: (2)由左表可知，表中的 4种氧化物品体中的化学健既 离子键的百分数/% 62 50 41 33 不是纯粹的离子键，也不是纯 (2)过渡晶体的概念：离子键、共价键、金属键等都是化学键 粹的共价键，这些晶体既不是 的典型模型，但是，原子之间形成的化学键往往是介于典型模型 纯粹的离子品体也不是纯粹 之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简 的共价晶体，只是离子晶体与 单的晶体，也可能是介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶 共价晶体之间的过渡晶体。 体之间的过渡状态，形成过渡晶体。 园记方法 2.混合型晶体 石墨晶体中碳原子数 (1)石墨晶体： 与共价键数的关系 石墨品体中层内每个碳 转转 原子与3个碳原子形成CC, 键长相等，键角相等（均为 转祥静和 120),而每个碳原子对每个 结构模型 142p 共价键的贡献只有之，故每个 石墨晶体中的 石墨的层状 石墨结构中未参与 二维平面结构 结构 杂化的p轨道 正六边形平均占有的碳原子 图1 图2 图3 数为6×号-2，破原子个数与 187 重避手册高中化学选择性必修2物质结构与性质 RJ 续表 CC数目之比为2：(6× ①石墨晶体中每个碳原子采取5p杂化，形成3个5p杂化轨 道，分别与相邻的3个碳原子的s即杂化轨道重叠形成。键， 2)-2:3 6个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成平面六 回拓考点 元并环结构（如图1所示）。 ②石墨晶体是层状结构，层内的碳原子的核间距离为142pm, 石墨烯 层间距离为335pm,说明层间没有化学键相连，是靠范德华力 石墨烯中碳原子采取s即 维系的（如图2所示）。 杂化，石墨烯一层层叠起来就 结构特点 ③每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的、未参与杂化的2p 是石墨。石墨烯内部碳原子 轨道，并含有1个未成对电子，这些2印轨道互相平行，并垂直 于碳原子$p杂化轨道构成的平面（如图3所示）。 的排列方式与石墨碳原子层 ④由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的 一样，每个碳原子垂直于层平 电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶 面的p轨道可以形成大π键， 体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子 从而使石墨烯具有良好的导 不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能 电性能、光学性能和力学特 沿碳环平面的方向 性。石墨烯在制造电池电极 石墨晶体中既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似 材料、半导体器件、透明显示 品体类型 金属键的作用力，兼具共价品体、分子品体、金属品体的特征， 屏、传感器、电客器、晶体管等 因此石墨晶体是一种典型的混合型晶体 方面应用十分广泛，如图所示。 石墨晶体的特殊结构决定了石墨具有某些独特的性质。它的 独特性质 熔点很高，具有良好的导电性和润滑性，而且质软，可用于制 造电极、润滑剂、铅笔芯等 (2)混合型晶体的概念：有一些晶体内可能同时存在着若干 种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体称为 混合型晶体。 例④(2024·浙江嘉兴海盐二中单元检测)假设某锂电池的 负极材料是锂原子嵌人石墨烯层间的晶体，晶体结构如图所示。 石墨烯电客菩 园记规律 oLi 金刚石与石墨的比较 全刚石 石孟 碳原子杂 p 化方式 共价城 6键 类型 G键 (大)开键 (1)石墨硬度小且熔、沸点高的原因分别是 线原子数 与CC械 1:2 2:3 数目之比 有无未成 (2)如图晶体的化学式为 无 有 健价电子 解析(1)由于石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华 兵价键， 品体内的 类似金属键 共价械 力，导致其硬度小，但层内碳原子间以共价键结合，导致其熔、沸 相互作用 的作用力， 范德华为 点又很高，故石墨硬度小且熔、沸点高的原因分别是石墨晶体为 正四面体形 正六边形平 钻构特征 层状结构，层间作用力为范德华力，硬度小，层内碳原子间以共价 立体网状站构而片层结构 188 第三章 品体结构与性质么& 键结合，熔、沸点高。 续表 (2)由题千晶胞图可知，Li位于8个顶点，C有8个位于侧面 金刚石 石墨 键角 10928 120 上，2个位于体内，故1个晶胞含有的i原子教目为8×日=1， 昌休奥型 共价昌体 泥合型品体 馆点高，硬度 C原子数目为2×8+2=6，故晶体的化学式为LiC。 ⑧点高，硬 在天然品体 性质 度小，能导电 中最大，不乎 有润清性 答案(1)石墨品体为层状结构，层间作用力为范德华力，硬 电 度小，层内碳原子间以共价键结合，熔、沸，点高。(2)LC6。 相互系 同素异彩体 重难拓展 重难点1晶体类型的判断方法 1.依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力来判断 国敲黑板 (1)组成离子晶体的粒子是阴、阳离子，粒子间的作用力是离 根据物质所属类别判断 子键 品体类型时，除了要注意一般 (2)组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键。 规律外，更重要的是记住几种 (3)组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间 特珠物质的晶体类型，如A1C、 BCl2属于分子晶体，石圣属 作用力。 于混合型晶体 (4)组成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间 的作用力是金属键。 2.依据物质的分类判断 (1)金属氧化物（如KzO、NO2等）、强碱（如NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐是离子晶体 (2)大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、 非金属氢化物、非金属氧化物（除SO2外）、酸、绝大多数的有机 物是分子晶体。 已记方法司 (3)常见的共价晶体有金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等。 物质的熔点与晶体类型的关系 (4)金属单质是金属品体。 (1)若品体类型不同，一 3.依据晶体的熔、沸点判断 般情况下，熔点：共价晶体> (1)离子晶体的熔、沸点较高，常在数百至数千摄氏度。 离子晶体>分子晶体。 (2)共价晶体的熔、沸点很高，常在一千至几千摄氏度。 (2)若品体类型相同，则： (3)分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。 ①离子晶体中，结构相似 (4)金属晶体的熔、沸点差距较大。 时，离子半径越小，离子所带 4.依据导电性判断 电荷数越多，离子键就越强， 熔点就越高。 (1)离子晶体的水溶液或熔融状态一般能导电。 ②共价晶体中，结构相似 (2)共价晶体一般不导电，个别为半导体 时，原子半径越小，共价键的键 (3)分子品体不导电，而分子晶体中的电解质（主要是酸和一 长越短，键能越大，熔点越高。 189 重难白手册高中化学选择性必修2物质结构与性质？) 些非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动 ③分子品体中（不含氢键 的离子而导电。 时)，分子组成和结构相似时， (4)金属晶体是电的良导体 相对分子质量越大，范德华力 5.依据硬度和机械性能判断 越强，熔点越高：相对分子质 离子品体硬度较大且脆：共价晶体硬度大：分子晶体硬度小 量接近时，极性越大，范德华 且较脆：金属晶体多数硬度大，少数硬度较小，且具有延展性 力越强，熔点越高， ④金属晶体中，离子半径 6.各类晶体中所含的化学键 越小，价电子数越多，金属健 极性键，如SiO2、SiC,SiN 共价晶体 就越强，熔，点就越高。合金的 非极性键，如金刚石、硅 熔点比它的各成分金属的熔 无化学键，如稀有气体 分子晶体 点低。 共价键，如H2、O2、N、P 只含离子键，如NaCI 离子键、极性键，如NaOH,NaHCO, 离子晶体离子键、非极性键，如NaO2、CaC 离子键、非极性键、极性键，如CHC(OONa 离子键、极性键、配位键，如NH,C 金属晶体：只含金属键。 混合型晶体（如石墨）：含范德华力、共价键、类似金属键的作 用力。 例①(2024·湖北襄阳四中月考)下列各组物质的晶体中， 化学键类型相同、晶体类型也相同的是()。 A.SO3和SiO为 B.CO2和HO C.NaCI和HCI D.CCL,和KCI 解析SO3为分子晶体、S一O键是共价键，SiO2为共价晶 体，A错误：CO2、H2O都是分子晶体，CO键、O一H键均为共 价键，B正确：NCl为离子晶体，阴、阳离子靠离子键结合在一起， HCI为分子晶体，HCI键为共价键，C错误：CCl为分子晶体， CCI键为共价键，KCI为离子晶体，含离子键，D错误。 答案B 易错点3判断品体的组成.结构和性质时的常见错误 晶体中的几个“不一定”： 纠错练37 (1)由非金属元素组成的晶体不一定为分子晶体，如 经X射线研究证明，PC NHCI为离子晶体 在固态时，由空间结构分别为 (2)具有导电性的晶体不一定是金属晶体，如石墨能导电。 正四面体和正八面体的两种 190