第04讲 晶体结构与性质（复习讲义）（四川专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 晶体结构与性质 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 知识点2晶体与非晶体 知识点3晶胞组成的计算——均摊法 知识点4晶体中原子坐标 考向1 考查晶体与非晶体 【思维建模】鉴别晶体与非晶体的方法 考向2 考查晶胞化学式的确定 【思维建模】确定晶体的化学式技法——“均摊法” 考向3 考查根据晶胞结构的计算 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1分子晶体与共价晶体 知识点2金属晶体与离子晶体 知识点3过渡晶体与混合型晶体 知识点4四种晶体的性质与判断 考向1考查晶体类型判断及常见晶体的比较 考向2考查晶体熔沸点高低的比较 【思维建模】晶体熔、沸点的比较方法 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 物质的聚集状态与晶体常识 选择题 非选择题 湖南卷T7，3分 湖北卷T9，3分 河南卷T9，3分 陕晋宁青卷T8，3分 北京卷T15(3) 山东卷T16(3) 广西卷T1，3分 重庆卷T10，3分 江西卷T12，3分 湖北卷T11，3分 河北卷T12，3分 浙江6月卷T17，10分 浙江6月卷T17，10分 重庆卷T9，3分； 湖北卷T15，3分； 常见晶体的结构与性质 选择题 非选择题 浙江1月卷T4，3分 安徽卷T12，3分 广东卷T5，3分 重庆卷T8，3分 贵州卷T8，3分 安徽卷T14，3分 湖南卷T12，3分 辽吉黑卷T14，3分 全国新课标卷T9，6分； 湖南卷T11，3分 北京卷T1，3分 山东卷T5题， 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，若为选择题则往往难度较大，提高卷子区分度。考查所涉及内容主要有：晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断；晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置(原子坐标)判断；配位键的特点及其对物质性质的影响等。其中晶胞的计算重现率可达100%。 2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体化学式确定、晶体的密度、晶胞参数计算、晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断等。 预测2026年四川卷会以新的情境（如新型化合物）为载体考查有关晶体类型判断、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算等知识，题目难度一般适中。 复习目标： 1．了解物质的常见聚集状态及特点。 2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。 3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。 4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。 5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。 6．了解配合物、超分子的结构和性质。 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态 （1）存在形式 ①通常物质： 态、 态和 态。 ②特殊物质：等离子体是 物质，离子液体是 物质。 ③大多物质：晶态、非晶态， 态、 态等。 （2）普通物质三态的相互转化 特别提醒 普通物质三态间的相互转化只是分子间 发生了变化，分子在固态只能 ，在气态能 ，而液态则介于二者之间。 2．等离子体 （1）定义。由大量 微粒(离子、电子)和 微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。 （2）特点。等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈 性。 （3）产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使 变成等离子体。 （4）存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等 （5）性质。等离子体中的微粒带有电荷且能 ，使等离子体具有很好的 ，很高的温度和流动性。 （6）应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 （7）气体转变为等离子体的方法：高温加热气体或用 、 和 照射气体。 3．离子液体 （1）定义：在室温或室温附近温度下呈 的由 构成的物质，称为室温 ，也称为低温熔融盐。 （2）组成：(低温熔融盐)一般由有机 和无机或有机 构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4．塑晶态、液晶态 （1）塑晶：在一定温度条件下，能保持 典型特征但具有一定 性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。 （2）液晶：液晶是在一定的温度范围内既具有 的某些性质（如流动性、黏度、形变性等），又具有 的某些性质（如导热性、各向异性等）的物质。 得分速记 ①构成物质三态的粒子不一定都是 ，还可以是 或 等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 ②物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有 、 ，以及介于 和 之间的塑晶态、液晶态等。 知识点2 晶体与非晶体 1．晶体 （1）特点： 性、固定的 、物理性质的 性、外形和内部质点排列的高度 性。 （2）获得晶体的途径： ①熔融态物质凝固。如从熔融态结晶出来的硫晶体。 ②气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)。如凝华得到的碘晶体。 ③溶质从溶液中析出。如从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。 （3）晶体与非晶体的区别 晶体 非晶体 结构特征(本质区别) 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 性质特征 自范性 熔、沸点 某些物理性质 二者区别方法 间接方法 看是否有固定的 科学方法 对固体进行 实验 2．晶胞 （1）概念：描述晶体 的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中 的结构重复单元 （2）形状：一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 ①“无隙”：相邻晶胞之间无任何 。 ②“并置”：所有晶胞都是 排列的，取向 。 （3）特点：一种晶体所有晶胞形状及内部的粒子种类、个数及粒子所处的空间位置是完全相同的 得分速记 ①具有规则几何外形的固体 是晶体，如玻璃。晶体 都有规则的几何外形，如玛瑙。 ②晶体与非晶体的本质区别是晶体有 ，非晶体无 。 ③同一物质可以是晶体，也可以是 ，如水晶和石英玻璃。 ④有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体 是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。 ⑤具有固定组成的物质也 是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 知识点3 晶胞组成的计算—均摊法 1．原则和方法 （1）原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是 。 （2）晶胞中微粒数目的计算方法： ①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 a．处于顶点上的粒子，同时为 个晶胞所共有，每个粒子有 属于该晶胞 b．处于棱边上的粒子，同时为 个晶胞所共有，每个粒子有 属于该晶胞 c．处于晶面上的粒子，同时为 个晶胞所共有，每个粒子有 属于该晶胞 d．处于晶胞内部的粒子，则 属于该晶胞 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 平面型 （3）晶胞中粒子配位数的计算： ①概念：一个粒子周围 的粒子的数目称为配位数。 ②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)的配位数指的是该原子(或分子) 的原子(或分子)的数目。 ③离子晶体的配位数：指一个离子周围 的 电性离子的数目。 特别提醒 ①判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有 个，共计 个。 ②常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构 2．晶胞计算公式(立方晶胞) （1）晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 （2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(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4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 3．有关晶胞的其它计算 （1）计算晶体密度的方法 得分速记 ①以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 ②对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 （2）原子空间利用率的计算 ①空间利用率＝×100%。 ②已知晶体密度(ρ)求空间利用率：若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g， 因此有xM＝ρVNA。晶胞体积V＝ ，晶胞含粒子体积V0＝ 故空间利用率＝×100%＝＝ 。 ③已知晶胞结构求空间利用率： 简单立方结构 空间利用率＝×100%≈ 体心立方结构 空间利用率＝×100%≈ 面心立方结构 如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝ ×100%＝×100%≈ 。 知识点4 晶体晶体中原子坐标 1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 （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组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 （2）基本模型：从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是 的，因此可以 为坐标原点。以立方体的 构建坐标轴，以晶 为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是 或 。 2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图 （1）原子分数坐标：原子2为 ，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为 。 （2）x、y平面上的投影图如图所示。 3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 （1）原子分数坐标：1～8的分数坐标为 ， 9的分数坐标为 。 （2）x、y平面上的投影图如图所示。 4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 （1）原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2 ，3和4 ，5和6 。 （2）x、y平面上的投影图如图所示。 5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 （1） 若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为 、 、 、 。 （2）x、y平面上的投影图为。 （3）沿体对角线的投影图为。 （4）沿体对角线切开的剖面图为。 考向1 考查晶体与非晶体 例1 下列关于晶体的叙述不正确的是 A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 思维建模 鉴别晶体与非晶体的方法 ①观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 ②测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 ③测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 ④X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线)，而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。 【变式训练1·变载体】（2024·四川乐山·二模）下列有关晶体结构的叙述中错误的是 A．金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子 B．分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键 C．在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电 D．在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个 【变式训练2·变思维】(2025·浙江师大附中高三模拟)一种新型离子液体溶剂结构简式如图所示。下列说法正确的是 A．电负性：N>O>C B．该化合物中不存在离子键 C．的空间构型为平面四边形 D．该物质中N有1种杂化轨道类型 【变式训练3·变题型】下列关于晶体的说法，不正确的是 ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键弱，所以其熔点比较低；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 A．①②③ B．②③⑦ C．④⑤⑥ D．②③④ 考向2 考查晶胞化学式的确定 例2（2025·四川眉山市·一模）Nb和O形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 该化合物的化学式为NbO B. 该晶体的密度为 C. 晶胞中与Nb2+等距且最近的O2-有4个 D. 图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示 思维建模 确定晶体的化学式技法——“均摊法” “均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 ①立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 ②六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 ③三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 【变式训练1·变载体】（2025·四川达州市·预测）K的两种氧化物可用作航天员、潜水员的供氧剂，其晶体结构分别如图甲、乙所示。甲晶胞参数为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 甲的化学式为KO2 B. 乙中阴、阳离子数之比为 C. 甲中阴离子配位数为4 D. 甲晶体密度为 【变式训练2·变考法】(2025·安徽马鞍山高三模拟)钛氧化物由于其储量丰富、结构稳定而被广泛应用于电化学存储。科学家通过改造金红石相TiO2最终形成岩盐相纳米晶体，可用于大量储锂和储钠，为钠锂离子电池的续航问题提供了新思路。如图所示，为该晶体释放与储存锂钠离子的过程，下列叙述正确的是 A．X晶体的化学式为 B．O原子周围最近的O原子有8个 C．已知A原子的坐标为，原子坐标为，则C原子的坐标为 D．若X为储锂晶体，其密度为 【变式训练3·变题型】(2025·浙江省绍兴市三模，17)(3)已知某晶体晶胞中阴离子做面心立方堆积，阴离子的位置(隐去阳离子)如图1所示，其晶胞中的阳离子在xy、xz、yz平面投影(隐去阴离子)均如图2所示，晶胞参数为apm。 该物质的化学式为 ，K+的配位数(紧邻的阴离子数)为 。 考向3 考查根据晶胞结构的计算 例3（2025·四川·八省押题预测卷）二氧化铱(化学式为，铱和钴位于同族)可用于制造高硬度的铱铂合金，这种合金常被用来制造陀螺仪导电环、笔尖、钟表、仪器轴承等精密部件。二氧化铱的晶胞结构如图所示。已知：为阿伏加德罗常数的值，晶胞棱长分别为、、。下列叙述正确的是 A．铱位于元素周期表区 B．氧离子的配位数为6 C．铱离子位于面心和体内 D．晶体密度为 【变式训练1·变考法】（2025·四川·八省押题预测卷）立方相氮化硼(BN)超硬，有优异的耐磨性，其结构与金刚石类似。晶胞中N原子位于顶点和面心，B原子(未画出)位于N原子围成的部分正四面空隙(如1、3、6、7号N原子围成)。已知晶胞参数为a pm，晶体的密度为，下列说法错误的是 A．正四面体空隙的填充率为100% B．BN晶体中原子个数与共价键数之比1：2 C．该晶胞沿x、y、z轴方向投影均为 D．晶胞中B原子与N原子最近的距离为 【变式训练2·变载体】（2025·四川名校联盟·一模）硫化锂(Li2S)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，Li2S晶体为反萤石（萤石CaF2）结构，其晶胞结构如图。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为，Li2S晶体密度为。下列说法错误的是 A. S2-的配位数是8 B. B点的原子分数坐标为 C. 该晶胞参数为： D. Li2S晶胞在方向的投影图为 【变式训练3·变思维】(2025·安徽高三模拟预测)二氧化铈(CeO2)是一种重要的催化剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3+占据原来Ce4+的位置，可以得到更稳定的结构。已知：CeO2晶胞中Ce4+与最近的的核间距为apm；O2-的空位率。(设NA为阿伏加德罗常数的值) 下列叙述正确的是 A．CeO2晶胞中Ce4+的配位数是4 B．CeO2的晶胞参数为 C．“掺杂新晶体”中O2-的空缺率为 D．CeO2的晶体密度 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1 分子晶体与共价晶体 1．晶体的分类 （1）分类依据：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同，将晶体分为如下5种：分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体、混合晶体、过渡晶体 （2）常见类别：金属晶体（金属单质）、分子晶体（非金属单质、共价化合物）、离子晶体（离子化合物）。 2．分子晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 粒子间的相互作用力 (某些含氢键) 硬度 熔、沸点 溶解性 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 物质类别及举例 ①所有 ，如水、硫化氢、氨、甲烷等。 ②部分 ，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。 ③部分 ，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。 ④几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 ⑤绝大多数 的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等 （2）常见几种分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 ①每 个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，每个晶胞中有 个CO2分子 ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有 个 ③密度＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 白磷 ①面心立方最密堆积 ②密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 ①每个水分子与相邻的 个水分子以氢键相连接 ②每个水分子实际拥有 个“氢键” ③冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 3．共价晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 粒子间的相互作用力 硬度 熔、沸点 溶解性 难溶于任何溶剂 导电、导热性 一般不具有导电性 物质类别及举例 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼、晶体锗)、部分非金属化合物(如SiC、Si3N4、SiO2)，氮化硼(BN) （2）常见几种共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金 刚 石 硅 晶 体 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r ①每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成 体结构，键角均为 ②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为 杂化 ③每个碳原子被 个六元环共用，每个共价键被 个六元环共用，一个六元环实际拥有____个碳原子 ④C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 ⑤密度＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiO2 ①SiO2晶体中最小的环为 元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si ②每个Si与 个O以共价键结合，形成 体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 ③每个Si原子被 个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 ④每个SiO2晶胞中含有 个Si原子，含有 个O原子 ⑤硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol SiO2晶体中有4mol共价键 ⑥密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiC BN AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成 体结构 ②密度：ρ(SiC)＝；ρ(BN)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ③若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a= 得分速记 ①共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”， 小分子存在；而分子晶体中 真实的分子。 ②共价晶体的化学式 表示实际组成，只表示组成原子的 ，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的 。 ③由原子构成的晶体 是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于 晶体。 知识点2 金属晶体与离子晶体 1．金属晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 金属 、 粒子间的相互作用力 金属键的强弱比较 原子半径越 ，价电子数越 ，金属键越 。 金属键特征 方向性和 饱和性。 硬度 有的很大，有的很小 熔、沸点 有的很 ，有的很 溶解性 难溶于常见溶剂 导电、导热性 电和热的 物质类别及举例 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) （2）常见几种金属晶体结构分析 晶胞结构 举例 配位数 每个晶胞包含原子数 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 原子空间利用率 Ca、Al、Cu、Ag、Pt、Au 2r＝ 74% Li、Na、K、 Ba 2r＝ 68% Mg、Zn、Ti - 74% Po 2r＝a 52% 2．离子晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 粒子间的相互作用力 方向性和饱和性 方向性， 饱和性 离子键强弱 阴、阳离子半径越 ，所带电荷数越 ，离子键越强。 硬度 熔、沸点 较高 溶解性 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 不导电， 导电 物质类别及举例 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) （2）常见几种离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl ①一个NaCl晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－ ②在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引 个Na+ ③在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 ④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个 ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CsCl ①一个CsCl晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－ ②在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－，即：Cs+的配位数为 ， 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即：Cl－的配位数为 ③在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，形成 体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ZnS ①1个ZnS晶胞中，有 个S2－，有 个Zn2＋ ②Zn2＋的配位数为 ，S2－的配位数为 ③密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CaF2 ①1个CaF2的晶胞中，有 个Ca2＋，有 个F－ ②CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是 ，F－的配位数是 ③密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 得分速记 ①离子晶体中 都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体。 ②离子晶体中除离子键外 不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。 ③由金属元素和非金属元素组成的晶体 是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。 ④含有金属离子的晶体 是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。 ⑤离子晶体的化学式只表示晶体中 的个数比，而不是表示其分子组成。 知识点3 过渡晶体与混合型晶体 1．混合型晶体——石墨的结构特点 （1）石墨晶体结构模型： （2）结构特点： ①同层内，碳原子采用 杂化，以 相结合形成 结构。所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中电子可在整个平面中运动。 ②层与层之间以 相结合。 ③石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为 ，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 ④石墨晶体中C原子数与C—C数之比为 ，即12 g石墨晶体中含 个C—C共价键。 ⑤石墨p轨道中的电子在电场中能沿整个平面方向 移动，但电子不能从一个平面 到另一个平面。故石墨具有良好的导电性、润滑性。同时还具有 熔、沸点，其熔点比金刚石的还 。 2．过渡晶体 （1）纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的 晶体。如几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由表中数据可知，以上4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的 键，也不是纯粹的 键，这些晶体既不是纯粹的 晶体也不是纯粹的 晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的 晶体。Na2O更偏向 晶体，Al2O3 更偏向 晶体。 知识点4 四种晶体的性质与判断 1．四种晶体比较 　 　类型 比较　 　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 概念 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 构成粒子 粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 物 理 性质 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别 及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 2．晶体类别的判断方法 （1）依据物质的分类判断： ①金属单质、合金是 晶体。 ②离子化合物是 晶体。 ③非金属单质和共价化合物大部分是 晶体。 ④部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、所有的酸、绝大多数有机物的晶体是 晶体。 ⑤常见的原子晶体：硼(B)、硅(Si)、金刚石、金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4) （2）依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断：由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为 晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为 晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为 晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为 晶体 （3）依据晶体的熔点判断：不同类型晶体熔点共价晶体 离子晶体 分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很 ，铯等熔点很 。 （4）依据导电性判断： ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能 。 ②原子晶体一般为 ③分子晶体为 ，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成 ，也能导电。 ④金属晶体是电的 。 3．晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体熔、沸点的比较： ①不同类型晶体一般规律：共价晶体 离子晶体 分子晶体 ②金属晶体的熔、沸点差别很大。 （2）同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小 共价晶体 看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小。如熔点：金刚石 碳化硅 晶体硅 离子晶体 衡量离子晶体稳定性的物理量是 。 越大，形成的离子晶体越 ，熔点 ，硬度 。 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小， 越大，离子间的作用力就 ，离子晶体的熔、沸点就越 ，如熔点：MgO NaCl CsCl 分子晶体 看分子间作用力 (一般先 后 最后 ) a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点 ；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如H2O H2Te H2Se H2S b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点 ，如SnH4 GeH4 SiH4 CH4 c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点 ，如CO N2 d．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点 ，如正戊烷 异戊烷 金属晶体 看金属键的强弱，金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键 ，熔、沸点就 如熔、沸点：Na Mg Al 考向1 考查晶体类型的判断及常见晶体比较 例1（2025·重庆·高考真题）化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是 A．X中存在键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为 D．X中C原子上有1对孤电子对 【变式训练1·变考法】（2025·四川南充市·一诊）干冰晶体的晶胞如图1所示，形状是边长为的立方体，沿AB连线方向的投影图如图2所示。下列说法错误的是 A. 该晶体为分子晶体 B. 晶胞沿AB连线旋转可与旋转前重合 C. 该晶体中每个CO2分子周围有12个紧邻分子 D. 该晶体的密度为 【变式训练2·变考法】（2025·四川·八省押题预测卷）冰晶石(Na3AlF6)的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是 A．晶体属于混合型晶体 B．与浓硫酸共热，可产生HF气体 C．Cl原子的3p能级给出电子对能力比F原子的2p能级弱，故不存在Na3AlCl6 D．Na3AlCl6晶体中，Al原子中的2d、3s、3p等轨道进行杂化形成6个杂化轨道 考向2 考查晶体熔沸点高低的比较 例2（2024·四川乐山·二模）根据表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是（　） AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 －68 2 573 ＞3 500 1 410 沸点/℃ 180 57 2 823 5 100 2 628 A．SiCl4是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体 C．AlCl3是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C—C键的强度比晶体硅中的Si—Si键弱 思维建模 晶体熔、沸点的比较方法 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 ②相同类型晶体： 金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 ③离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高 【变式训练1·变载体】(2025·广东省深圳市高三联考)结构决定性质。下列性质差异与结构因素不匹配的是 选项 性质差异 结构因素 A 在CCl4中的溶解度：I2＞ICl 分子极性 B 熔点：SiC(2830℃)＞SiF4(-90℃) 晶体类型 C 沸点：对氨基苯甲醛＞邻氨基苯甲醛 氢键类型 D 电离常数Ka：F3CCOOH＞Cl3CCOOH 范德华力 【变式训练2·变考法】（2025•四川南充第一中学•二模）氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，不正确的是 A. 六方相氮化硼含有BN小分子 B. 六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大 D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是没有可以自由移动的电子 【变式训练3·变题型】AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。则GaN的熔点_______(填“高于”或“低于”)AlN。 （2）晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______ (填化学式)；硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表： 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是 SiCl4　(填化学式)，沸点依次升高的原因是______________ ____________________________________________________________。 （3）卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________。 1．(2025·重庆卷，8，3分)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是( ) A．X中存在π键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为C3N4 D．X中C原子上有1对孤电子对 2．（2025·安徽卷）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 3．(2025·甘肃卷，9，3分)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a)，该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物：(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是 A．主体分子存在分子内氢键 B．主客体分子之间存在共价键 C．磺酸基中的S—O键能比小 D．(CH3)4N+和(CH3)4N中N均采用sp3杂化 4．(2025·浙江1月卷，13，3分)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是 A．晶体类型为混合晶体 B．NH3与二价铁形成配位健 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比FeCl2高 5．(2025•河北卷，11，3分)SmCok(k＞1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．该物质的化学式为SmCo5 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 D．原子Q到体心的距离为 6．(2025•河南卷，9，3分)自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氯气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量(x为整数)。 下列说法正确的是 A．x=1 B．第一电离能：C＜N＜O C．该化合物中不存在离子键 D．该化合物中配位数与配体个数相等 7．(2025•山东卷，16) (3)可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为apm)。 ①晶胞中原子的半径为 pm。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个∙pm-2。 8．（2024·贵州卷）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 9．（2024·湖北卷）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是( 　　) A．I为金 B．Ⅱ中的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距 D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 10．（2024·安徽·高考真题）研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物()，其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中为价，为价。下列说法错误的是( 　　) A．导电时，和的价态不变 B．若，与空位的数目相等 C．与体心最邻近的O原子数为12 D．导电时、空位移动方向与电流方向相反 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 晶体结构与性质 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 知识点2晶体与非晶体 知识点3晶胞组成的计算——均摊法 知识点4晶体中原子坐标 考向1 考查晶体与非晶体 【思维建模】鉴别晶体与非晶体的方法 考向2 考查晶胞化学式的确定 【思维建模】确定晶体的化学式技法——“均摊法” 考向3 考查根据晶胞结构的计算 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1分子晶体与共价晶体 知识点2金属晶体与离子晶体 知识点3过渡晶体与混合型晶体 知识点4四种晶体的性质与判断 考向1考查晶体类型判断及常见晶体的比较 考向2考查晶体熔沸点高低的比较 【思维建模】晶体熔、沸点的比较方法 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 物质的聚集状态与晶体常识 选择题 非选择题 湖南卷T7，3分 湖北卷T9，3分 河南卷T9，3分 陕晋宁青卷T8，3分 北京卷T15(3) 山东卷T16(3) 广西卷T1，3分 重庆卷T10，3分 江西卷T12，3分 湖北卷T11，3分 河北卷T12，3分 浙江6月卷T17，10分 浙江6月卷T17，10分 重庆卷T9，3分； 湖北卷T15，3分； 常见晶体的结构与性质 选择题 非选择题 浙江1月卷T4，3分 安徽卷T12，3分 广东卷T5，3分 重庆卷T8，3分 贵州卷T8，3分 安徽卷T14，3分 湖南卷T12，3分 辽吉黑卷T14，3分 全国新课标卷T9，6分； 湖南卷T11，3分 北京卷T1，3分 山东卷T5题， 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，若为选择题则往往难度较大，提高卷子区分度。考查所涉及内容主要有：晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断；晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置(原子坐标)判断；配位键的特点及其对物质性质的影响等。其中晶胞的计算重现率可达100%。 2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体化学式确定、晶体的密度、晶胞参数计算、晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断等。 预测2026年四川卷会以新的情境（如新型化合物）为载体考查有关晶体类型判断、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算等知识，题目难度一般适中。 复习目标： 1．了解物质的常见聚集状态及特点。 2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。 3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。 4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。 5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。 6．了解配合物、超分子的结构和性质。 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态 （1）存在形式 ①通常物质：固态、液态和气态。 ②特殊物质：等离子体是气态物质，离子液体是液体物质。 ③大多物质：晶态、非晶态，塑晶态、液晶态等。 （2）普通物质三态的相互转化 特别提醒 普通物质三态间的相互转化只是分子间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，而液态则介于二者之间。 2．等离子体 （1）定义。由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。 （2）特点。等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈准电中性。 （3）产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等离子体。 （4）存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等 （5）性质。等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体具有很好的导电性，很高的温度和流动性。 （6）应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 （7）气体转变为等离子体的方法：高温加热气体或用紫外线、X射线和γ射线照射气体。 3．离子液体 （1）定义：在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 （2）组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4．塑晶态、液晶态 （1）塑晶：在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。 （2）液晶：液晶是在一定的温度范围内既具有液体的某些性质（如流动性、黏度、形变性等），又具有晶体的某些性质（如导热性、各向异性等）的物质。 得分速记 ①构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 ②物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 知识点2 晶体与非晶体 1．晶体 （1）特点：自范性、固定的熔点、物理性质的各向异性、外形和内部质点排列的高度有序性。 （2）获得晶体的途径： ①熔融态物质凝固。如从熔融态结晶出来的硫晶体。 ②气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)。如凝华得到的碘晶体。 ③溶质从溶液中析出。如从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。 （3）晶体与非晶体的区别 晶体 非晶体 结构特征(本质区别) 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 性质特征 自范性 有 无 熔、沸点 固定 不固定 某些物理性质 各向异性 各向同性 二者区别方法 间接方法 看是否有固定的熔、沸点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 2．晶胞 （1）概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的结构重复单元 （2）形状：一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 ①“无隙”：相邻晶胞之间无任何间隙。 ②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 （3）特点：一种晶体所有晶胞形状及内部的粒子种类、个数及粒子所处的空间位置是完全相同的 得分速记 ①具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 ②晶体与非晶体的本质区别是晶体有自范性，非晶体无自范性。 ③同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 ④有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。 ⑤具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 知识点3 晶胞组成的计算—均摊法 1．原则和方法 （1）原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 （2）晶胞中微粒数目的计算方法： ①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 平面型 （3）晶胞中粒子配位数的计算： ①概念：一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数。 ②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)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。 ③离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 特别提醒 ①判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有4个，共计12个。 ②常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构 2．晶胞计算公式(立方晶胞) （1）晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 （2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(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4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 3．有关晶胞的其它计算 （1）计算晶体密度的方法 得分速记 ①以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 ②对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 （2）原子空间利用率的计算 ①空间利用率＝×100%。 ②已知晶体密度(ρ)求空间利用率：若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。晶胞体积V＝，晶胞含粒子体积V0＝x×πr3。 故空间利用率＝×100%＝＝。 ③已知晶胞结构求空间利用率： 简单立方结构 空间利用率＝×100%≈52% 体心立方结构 空间利用率＝×100%≈68% 面心立方结构 如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝ ×100%＝×100%≈74%。 知识点4 晶体晶体中原子坐标 1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 （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组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 （2）基本模型：从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是120°或60°。 2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图 （1）原子分数坐标：原子2为(0，0，0)，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为(0，0，0)。 （2）x、y平面上的投影图如图所示。 3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 （1）原子分数坐标：1～8的分数坐标为(0，0，0)， 9的分数坐标为。 （2）x、y平面上的投影图如图所示。 4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 （1）原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2，3和4，5和6。 （2）x、y平面上的投影图如图所示。 5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 （1）若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为、、、。 （2）x、y平面上的投影图为。 （3）沿体对角线的投影图为。 （4）沿体对角线切开的剖面图为。 考向1 考查晶体与非晶体 例1 下列关于晶体的叙述不正确的是 A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【解析】A项，晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，故A正确；B项，水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故B错误；C项，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C正确；D项，由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，故D正确。故选B。 思维建模 鉴别晶体与非晶体的方法 ①观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 ②测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 ③测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 ④X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线)，而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。 【变式训练1·变载体】（2024·四川乐山·二模）下列有关晶体结构的叙述中错误的是 A．金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子 B．分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键 C．在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电 D．在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个 【答案】D 【解析】A项，金刚石结构中，最小的环上有6个碳原子，正确；B项，分子晶体熔化时只是状态发生变化，没有化学键的断裂，只破坏分子间作用力，共价晶体的构成微粒是原子，熔化时共价键被破坏，正确；C项，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，在通电条件下，自由电子的定向移动使得金属晶体能导电，正确；D项，在氯化铯晶体结构中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有6个，错误。 【变式训练2·变思维】(2025·浙江师大附中高三模拟)一种新型离子液体溶剂结构简式如图所示。下列说法正确的是 A．电负性：N>O>C B．该化合物中不存在离子键 C．的空间构型为平面四边形 D．该物质中N有1种杂化轨道类型 【答案】D 【解析】A项，C、N、O为同周期元素，随核电荷数的递增，电负性增强，则电负性：O＞N＞C，A错误；B项，该化合物为离子液体，是离子化合物，其阴离子为BF4-，阳离子为右侧的部分，一定含有离子键，B错误；C项，BF4-的中心B原子的价层电子对数为：，无孤电子对，为正四面体结构，而不是平面正方形，C错误；D项，N与C存在连接成类似苯环的平面结构，故环上的N原子均采取sp2杂化，故N有1种杂化轨道类型，D正确；故选D。 【变式训练3·变题型】下列关于晶体的说法，不正确的是 ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键弱，所以其熔点比较低；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 A．①②③ B．②③⑦ C．④⑤⑥ D．②③④ 【答案】D 【解析】晶体的自范性是粒子微观上周期性排列的宏观表现，因此非晶体排列无序，无自范性，①正确；金属晶体中含有金属阳离子，不属于离子晶体，②错误；分子晶体熔沸点取决于分子间作用力，而非共价键，③错误；MgO中离子所带电荷多，半径小，离子键强，因此熔点比NaCl高，④错误；晶体中微粒周期性排列，晶胞是晶体结构的基本单元，⑤正确；晶体微粒间的作用力使其尽可能紧密堆积，⑥正确；干冰采用分子密堆积的排列方式，1个分子紧邻12个CO2分子，⑦正确；故故选D。 考向2 考查晶胞化学式的确定 例2（2025·四川眉山市·一模）Nb和O形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 该化合物的化学式为NbO B. 该晶体的密度为 C. 晶胞中与Nb2+等距且最近的O2-有4个 D. 图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示 【答案】B 【解析】A．根据均摊原则，晶胞中Nb原子数为 、O原子数为，该化合物的化学式为NbO，故A正确； B．该晶体的密度为，故B错误；C．根据图示，晶胞中与Nb2+等距且最近的O2-有4个，故C正确； D．图乙是该晶体O原子在面心建立的晶胞结构，故D正确；选B。 思维建模 确定晶体的化学式技法——“均摊法” “均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 ①立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 ②六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 ③三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 【变式训练1·变载体】（2025·四川达州市·预测）K的两种氧化物可用作航天员、潜水员的供氧剂，其晶体结构分别如图甲、乙所示。甲晶胞参数为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 甲的化学式为KO2 B. 乙中阴、阳离子数之比为 C. 甲中阴离子配位数为4 D. 甲晶体密度为 【答案】D 【解析】甲中●个数为8，〇个数为，●表示K元素，〇表示O元素，阴离子个数为4，化学式为K2O2；乙中●个数为，〇个数为，●表示O元素，阴离子个数为2，〇表示K元素，化学式为KO2。据此解答：A．据分析，甲的化学式为K2O2，故A错误；B．据分析，乙中阳、阴离子个数比为，故B错误；C．根据面心可以分析得出，距离最近的K+有8个，阴离子的配位数为8，故C错误；D．1个甲晶胞包含8个K+，4个，密度为，故D正确；故答案为D。 【变式训练2·变考法】(2025·安徽马鞍山高三模拟)钛氧化物由于其储量丰富、结构稳定而被广泛应用于电化学存储。科学家通过改造金红石相TiO2最终形成岩盐相纳米晶体，可用于大量储锂和储钠，为钠锂离子电池的续航问题提供了新思路。如图所示，为该晶体释放与储存锂钠离子的过程，下列叙述正确的是 A．X晶体的化学式为 B．O原子周围最近的O原子有8个 C．已知A原子的坐标为，原子坐标为，则C原子的坐标为 D．若X为储锂晶体，其密度为 【答案】C 【解析】A项，根据X的晶胞图可知，Li+/Na+有4个位于棱上、有6个位于面心，则Li+/Na+的个数为：；Ti原子有8个位于顶点、有4个位于面心、有1个位于体心，则Ti原子有个数为：；O原子有16个位于棱上、有4个位于面心、有2个位于体心，则O原子有个数为：；得到X晶体的化学式为NaTiO2/LiTiO2，A错误；B项，O原子周围最近的O原子为：体心O原子到面心O原子的距离为，其个数为4个，B错误；C项，根据A原子的坐标为、B原子坐标为可知坐标方向为：，则可得到C原子的坐标为，C正确；D项，根据，若X为储锂晶体，则其密度为，D错误；故选C。 【变式训练3·变题型】(2025·浙江省绍兴市三模，17)(3)已知某晶体晶胞中阴离子做面心立方堆积，阴离子的位置(隐去阳离子)如图1所示，其晶胞中的阳离子在xy、xz、yz平面投影(隐去阴离子)均如图2所示，晶胞参数为apm。 该物质的化学式为 ，K+的配位数(紧邻的阴离子数)为 。 【答案】(3) K2NaAlF6 12 【解析】(3)按均摊法计算，顶点属于晶胞的八分之一，面上属于二分之一，体心属于1，晶胞中含8×+6×=4个AlF63-，则晶胞中钾离子、钠离子共有12个，结合图2可知，钠离子处于棱心和体心、钾离子处于晶胞平分8个小立方体的体心，则晶胞中含12+1=4个Na+、8个K+，其化学式为K2NaAlF6；K+处于顶点和面心AlF63-构成的正四面体中，结合AlF63-空间结构可知，每个AlF63-中的3个F-距离K+最近，则每个K+的配位数为12。 考向3 考查根据晶胞结构的计算 例3（2025·四川·八省押题预测卷）二氧化铱(化学式为，铱和钴位于同族)可用于制造高硬度的铱铂合金，这种合金常被用来制造陀螺仪导电环、笔尖、钟表、仪器轴承等精密部件。二氧化铱的晶胞结构如图所示。已知：为阿伏加德罗常数的值，晶胞棱长分别为、、。下列叙述正确的是 A．铱位于元素周期表区 B．氧离子的配位数为6 C．铱离子位于面心和体内 D．晶体密度为 【答案】D 【解析】A．在周期表中，同族元素位于同一分区，钴位于d区，故铱位于d区，A错误；B．观察晶胞图，灰球位于顶点和体内，黑球位于面上和体内，1个晶胞含2个灰球、4个黑球，所以，灰球代表铱离子，黑球代表氧离子，氧离子的配位数为3，铱离子的配位数为6，B错误；C．由B选项可知，灰球代表铱离子，位于顶点和体内，C错误；D．1个晶胞含2个IrO2，晶体密度，D正确；故选D。 【变式训练1·变考法】（2025·四川·八省押题预测卷）立方相氮化硼(BN)超硬，有优异的耐磨性，其结构与金刚石类似。晶胞中N原子位于顶点和面心，B原子(未画出)位于N原子围成的部分正四面空隙(如1、3、6、7号N原子围成)。已知晶胞参数为a pm，晶体的密度为，下列说法错误的是 A．正四面体空隙的填充率为100% B．BN晶体中原子个数与共价键数之比1：2 C．该晶胞沿x、y、z轴方向投影均为 D．晶胞中B原子与N原子最近的距离为 【答案】A 【解析】A．晶胞中有8个正四面体空隙，晶胞中有4个氮原子和4个硼原子，B原子(黑球)位于N原子围成的正四面体空隙，填充率为50%，A错误；B．BN的晶胞如图所示：，BN晶胞中每个B原子连4个N原子，每个N原子连4个B原子，原子个数与共价键数之比为1：2，B正确；C．晶胞中N原子位于顶点和面心，B原子位于N原子围成的部分正四面空隙，该晶胞沿x、y、z方向投影均为，C正确；D．晶胞中B原子与N原子最近的距离为体对角线的，即，D正确； 故选A。 【变式训练2·变载体】（2025·四川名校联盟·一模）硫化锂(Li2S)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，Li2S晶体为反萤石（萤石CaF2）结构，其晶胞结构如图。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为，Li2S晶体密度为。下列说法错误的是 A. S2-的配位数是8 B. B点的原子分数坐标为 C. 该晶胞参数为： D. Li2S晶胞在方向的投影图为 【答案】D 【解析】A．如图可知，S2-周围的Li+在晶胞中有4个，上层晶胞还有4个，故S2-的配位数为8，A正确；B．结合晶胞结构可知，B点位于右下方内侧小立方体的体心，结合坐标系可知，B点的原子分数坐标为，B正确；C．设a为晶胞边长，，得，C正确；D．硫离子位于晶胞的面心、顶角，锂离子位于晶胞的内部，硫化锂晶胞沿y轴投影的俯视图为：，D错误；故选D。 【变式训练3·变思维】(2025·安徽高三模拟预测)二氧化铈(CeO2)是一种重要的催化剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3+占据原来Ce4+的位置，可以得到更稳定的结构。已知：CeO2晶胞中Ce4+与最近的的核间距为apm；O2-的空位率。(设NA为阿伏加德罗常数的值) 下列叙述正确的是 A．CeO2晶胞中Ce4+的配位数是4 B．CeO2的晶胞参数为 C．“掺杂新晶体”中O2-的空缺率为 D．CeO2的晶体密度 【答案】C 【解析】A项，CeO2晶胞中Ce4+的配位数是8，以上底面面心Ce为例，上、下各有4个O2-，A错误；B项，Ce4+与最近的O2-的核间距是晶胞体对角线的四分之一，即CeO2的晶胞参数为，B错误；C项，CeO2晶胞中Ce4+的个数为8×＋6×=4、O2-的个数为8，按掺杂Y2O3的新晶体中，一个晶胞中含有Ce4+数目为，含有Y3+数目为，由电荷守恒可判断，含有O2-数目为7.2，因此平均每个晶胞氧空位数为0.8，O2-的空缺率为，C正确；D项，CeO2的晶体密度为，D错误；故选C。 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1 分子晶体与共价晶体 1．晶体的分类 （1）分类依据：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同，将晶体分为如下5种：分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体、混合晶体、过渡晶体 （2）常见类别：金属晶体（金属单质）、分子晶体（非金属单质、共价化合物）、离子晶体（离子化合物）。 2．分子晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 分子 粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 硬度 较小 熔、沸点 较低 溶解性 相似相溶 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 物质类别及举例 ①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。 ②部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。 ③部分非金属氧化物，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。 ④几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 ⑤绝大多数有机化合物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等 （2）常见几种分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 ①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有个 ③密度＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 白磷 ①面心立方最密堆积 ②密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 ①每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 ②每个水分子实际拥有2个“氢键” ③冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 3．共价晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 原子 粒子间的相互作用力 共价键 硬度 很大 熔、沸点 很高 溶解性 难溶于任何溶剂 导电、导热性 一般不具有导电性 物质类别及举例 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼、晶体锗)、部分非金属化合物(如SiC、Si3N4、SiO2)，氮化硼(BN) （2）常见几种共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金 刚 石 硅 晶 体 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r ①每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ ②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 ③每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 ④C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 ⑤密度＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiO2 ①SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si ②每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 ③每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 ④每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 ⑤硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol SiO2晶体中有4mol共价键 ⑥密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiC BN AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 ②密度：ρ(SiC)＝；ρ(BN)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ③若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d 得分速记 ①共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。 ②共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的分子组成。 ③由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 知识点2 金属晶体与离子晶体 1．金属晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 金属阳离子、自由电子 粒子间的相互作用力 金属键 金属键的强弱比较 原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 金属键特征 无方向性和无饱和性。 硬度 有的很大，有的很小 熔、沸点 有的很高，有的很低 溶解性 难溶于常见溶剂 导电、导热性 电和热的良导体 物质类别及举例 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) （2）常见几种金属晶体结构分析 晶胞结构 举例 配位数 每个晶胞包含原子数 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 原子空间利用率 Ca、Al、Cu、Ag、Pt、Au 12 4 2r＝ 74% Li、Na、K、 Ba 8 2 2r＝ 68% Mg、Zn、Ti 12 2 - 74% Po 6 1 2r＝a 52% 2．离子晶体 （1）构成微粒及主要性质 构成微粒 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 离子键 方向性和饱和性 没有方向性，没有饱和性 离子键强弱 阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强。 硬度 较大 熔、沸点 较高 溶解性 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别及举例 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) （2）常见几种离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl ①一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ ②在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ ③在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 ④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CsCl ①一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ ②在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 ③在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ZnS ①1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ ②Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 ③密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CaF2 ①1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ ②CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 ③密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 得分速记 ①离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体。 ②离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。 ③由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。 ④含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。 ⑤离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。 知识点3 过渡晶体与混合型晶体 1．混合型晶体——石墨的结构特点 （1）石墨晶体结构模型： （2）结构特点： ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中电子可在整个平面中运动。 ②层与层之间以范德华力相结合。 ③石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 ④石墨晶体中C原子数与C—C数之比为2∶3，即12 g石墨晶体中含1.5NA个C—C共价键。 ⑤石墨p轨道中的电子在电场中能沿整个平面方向定向移动，但电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。故石墨具有良好的导电性、润滑性。同时还具有高熔、沸点，其熔点比金刚石的还高。 2．过渡晶体 （1）纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。如几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由表中数据可知，以上4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。Na2O更偏向离子晶体，Al2O3 更偏向共价晶体。 知识点4 四种晶体的性质与判断 1．四种晶体比较 　 　类型 比较　 　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 概念 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 物 理 性质 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别 及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 2．晶体类别的判断方法 （1）依据物质的分类判断： ①金属单质、合金是金属晶体。 ②离子化合物是离子晶体。 ③非金属单质和共价化合物大部分是分子晶体。 ④部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。 ⑤常见的原子晶体：硼(B)、硅(Si)、金刚石、金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4) （2）依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断：由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体 （3）依据晶体的熔点判断：不同类型晶体熔点共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。 （4）依据导电性判断： ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电。 ②原子晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 3．晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体熔、沸点的比较： ①不同类型晶体一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 ②金属晶体的熔、沸点差别很大。 （2）同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小 共价晶体 看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小。如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 离子晶体 衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl 分子晶体 看分子间作用力 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性) a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4 c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2 d．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷>异戊烷 金属晶体 看金属键的强弱，金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高 如熔、沸点：Na<Mg<Al 考向1 考查晶体类型的判断及常见晶体比较 例1（2025·重庆·高考真题）化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是 A．X中存在键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为 D．X中C原子上有1对孤电子对 【答案】C 【解析】由图可知，晶胞中C原子的个数是，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为C3N4；A．C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；B．晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；C．由分析可知，晶胞化学式为C3N4，C正确；D．位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤独电子，D错误；故选C。 【变式训练1·变考法】（2025·四川南充市·一诊）干冰晶体的晶胞如图1所示，形状是边长为的立方体，沿AB连线方向的投影图如图2所示。下列说法错误的是 A. 该晶体为分子晶体 B. 晶胞沿AB连线旋转可与旋转前重合 C. 该晶体中每个CO2分子周围有12个紧邻分子 D. 该晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．干冰晶体通过分子间作用力结合，属于分子晶体，A正确；B．由AB的连线投影图可知，旋转120°后，可与旋转前重合，B正确；C．以顶点的CO2分子为对象，分子周围最近的CO2分子位于与之相邻的3个面的面心，顶点的CO2分子被8个晶胞共用，则CO2分子周围有个紧邻CO2分子，C正确；D．根据均摊法，CO2分子位于顶点和面心，每个晶胞含有CO2分子个数是，则晶胞质量是，晶胞体积为a3×10-21cm3，则晶胞密度为，D错误；故选D。 【变式训练2·变考法】（2025·四川·八省押题预测卷）冰晶石(Na3AlF6)的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是 A．晶体属于混合型晶体 B．与浓硫酸共热，可产生HF气体 C．Cl原子的3p能级给出电子对能力比F原子的2p能级弱，故不存在Na3AlCl6 D．Na3AlCl6晶体中，Al原子中的2d、3s、3p等轨道进行杂化形成6个杂化轨道 【答案】B 【解析】A．冰晶石(Na3AlF6)是由Na+和离子构成的离子晶体，A错误；B．冰晶石(Na3AlF6)与浓硫酸(难挥发性酸)共热时，发生反应，可以产生HF气体，这是利用了难挥发性酸制取易挥发性酸的原理，B正确；C．不存在Na3AlCl6主要是因为Al3+与Cl-形成的配位键稳定性相对较弱，且Cl-半径较大，空间位阻较大等原因，C错误；D．Al是13号元素，其电子排布式为1s²2s²2p63s²3p1，不存在2d轨道，D错误；故选B。 考向2 考查晶体熔沸点高低的比较 例2（2024·四川乐山·二模）根据表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是（　） AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 －68 2 573 ＞3 500 1 410 沸点/℃ 180 57 2 823 5 100 2 628 A．SiCl4是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体 C．AlCl3是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C—C键的强度比晶体硅中的Si—Si键弱 【答案】D　 【解析】SiCl4、AlCl3的熔、沸点较低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，故AlCl3加热能升华，A、C项正确。晶体硼的熔、沸点较高，是共价晶体，B项正确。C的原子半径比Si的原子半径小，金刚石中的C—C键的键长比晶体硅中的Si—Si键的键长短，则金刚石中的C—C键的键能比晶体硅中的Si—Si键的键能大，故金刚石中的C—C键的强度比晶体硅中的Si—Si键的强，D项错误。 思维建模 晶体熔、沸点的比较方法 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 ②相同类型晶体： 金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 ③离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高 【变式训练1·变载体】(2025·广东省深圳市高三联考)结构决定性质。下列性质差异与结构因素不匹配的是 选项 性质差异 结构因素 A 在CCl4中的溶解度：I2＞ICl 分子极性 B 熔点：SiC(2830℃)＞SiF4(-90℃) 晶体类型 C 沸点：对氨基苯甲醛＞邻氨基苯甲醛 氢键类型 D 电离常数Ka：F3CCOOH＞Cl3CCOOH 范德华力 【答案】D 【解析】A项，CCl4是非极性分子，I2是非极性分析，ICl是极性分子，I2在CCl4中溶解度大于ICl在CCl4中溶解度和分子极性有关，A正确；B项，SiC是共价晶体，SiF4属于分子晶体，共价晶体熔沸点高于分子晶体，晶体类型不同，则熔点：SiC(2830℃)>SiF4 (-90℃)，B正确；C项，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，分子间氢键作用力大于分子内氢键的作用力，故沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛，与氢键有关，C正确；D项，F的电负性比Cl强，吸引电子能力强，使羟基的极性增强，更容易电离出H+，则电离常数Kₐ：F3CCOOH>Cl3CCOOH，D错误； 故选D。 【变式训练2·变考法】（2025•四川南充第一中学•二模）氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，不正确的是 A. 六方相氮化硼含有BN小分子 B. 六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 C. 立方氮化硼中熔点高、硬度大 D. 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是没有可以自由移动的电子 【答案】A 【解析】A．六方相氮化硼中存在共价键和分子间作用力，空间结构与石墨类似，属于混合晶体，不含BN小分子，故A错误；B．六方相氮化硼层与层之间存在分子间作用力，分子间作用力比较小，所以其质地较软，故B正确；C．立方相氮化硼空间结构为网状结构，与金刚石类似，属于共价晶体，所以其熔点高、硬度大，故C正确；D．晶体中存在可以自由移动的电子能导电，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子，所以不导电，故D正确；故答案选A。 【变式训练3·变题型】AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。则GaN的熔点_______(填“高于”或“低于”)AlN。 （2）晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______ (填化学式)；硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表： 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是 SiCl4　(填化学式)，沸点依次升高的原因是______________ ____________________________________________________________。 （3）卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________。 【答案】（1） 低于 （2）SiC SiCl4　 SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大　 （3）CsC CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体 【解析】（1）因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN的。 （2）共价晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，碳元素非金属性强于硅元素，碳硅键的键长小于硅硅键的键长、键能大于硅硅键的，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅；由题给熔沸点数据可知，0 ℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高。 （3）CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl的高。 1．(2025·重庆卷，8，3分)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是( ) A．X中存在π键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为C3N4 D．X中C原子上有1对孤电子对 【答案】C 【解析】由图可知，晶胞中C原子的个数是，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为C3N4。A项，C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；B项，晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；C项，晶胞化学式为C3N4，C正确；D项，位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤独电子，D错误；故选C。 2．（2025·安徽卷）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 【答案】A 【解析】A．碘晶体中，分子间是“卤键”(类似氢键)，层与层间是范德华力，与石墨不同(石墨层内只存在共价键)所以碘晶体是分子晶体，A错误；B．由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即“卤键”，B正确；C．由图可知，每个I2分子能形成4条“卤键”，每条“卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键”，127g碘晶体物质的量是0.5mol，“卤键”的个数是，C正确；D．碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是，晶胞的体积是，密度是，D正确；故选A。 3．(2025·甘肃卷，9，3分)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a)，该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物：(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是 A．主体分子存在分子内氢键 B．主客体分子之间存在共价键 C．磺酸基中的S—O键能比小 D．(CH3)4N+和(CH3)4N中N均采用sp3杂化 【答案】B 【解析】A项，主体分子内羟基与磺酸基相邻较近，磺酸基中含有羟基的结构，可以形成分子内氢键，A正确；B项，主体与客体间通过非共价键形成超分子，B错误；C项，已知单键的键能小于双键，则S-O的键能比S=O键能小，C正确；D项，N原子价电子数为5，(CH3)4N+中N有4条σ键，失去1个电子形成阳离子，无孤对电子，采用sp3杂化，(CH3)4N中N有3条σ键，1对孤对电子，价层电子对数为4，采用sp3杂化，D正确；故选B。 4．(2025·浙江1月卷，13，3分)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是 A．晶体类型为混合晶体 B．NH3与二价铁形成配位健 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比FeCl2高 【答案】D 【解析】A项，由图可知，Fe(NH3)2Cl2晶体中存在离子键、配位键、分子间作用力，具有分子晶体和离子晶体的特性，属于混合晶体，A正确；B项，NH3与二价铁通过配位健形成[Fe(NH3)2]2+，B正确；C项，Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀，方程式为Fe(NH3)2Cl2+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl，C正确；D项，Fe(NH3)2Cl2中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+，[Fe(NH3)2]2+与Cl-之间的键能小于Fe2+与Cl-之间的键能，Fe(NH3)2Cl2热稳定性小于FeCl2，D错误；故选D。 5．(2025•河北卷，11，3分)SmCok(k＞1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．该物质的化学式为SmCo5 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 D．原子Q到体心的距离为 【答案】D 【解析】A项，由晶胞图知，白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶角、棱心、体内，晶胞中数目为，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为SmCo5，A正确；B项，体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为，B正确；C项，每个晶胞中含有1个“”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为，则晶体密度为，C正确；D项，原子Q的分数坐标为，由体心原子向上底面作垂线，垂足为上底面面心，连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形，则原子Q到体心的距离，D错误；故选D。 6．(2025•河南卷，9，3分)自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氯气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量(x为整数)。 下列说法正确的是 A．x=1 B．第一电离能：C＜N＜O C．该化合物中不存在离子键 D．该化合物中配位数与配体个数相等 【答案】A 【解析】A项，该化合物在氦气的气氛中加热，先失去CH3OH，若x=1，CH3OH的质量分数为，结合图像可知，该化合物中x=1，A正确；B项，同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C，B错误；C项，该化合物中，配离子与NO3-之间为离子键，C错误；D项，该化合物中，根据O、N原子成键数可知，O-Fe为共价键，N-Fe为配位键，配位数为与中心原子或离子键合的原子总数，因此配位数为6，配体为与中心原子或离子形成配位键的分子或离子个数，因此配体个数为2，D错误；故选A。 7．(2025•山东卷，16) (3)可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为apm)。 ①晶胞中原子的半径为 pm。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个∙pm-2。 【答案】(3) n 【解析】(3)①为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此Fe原子的半径为。②m截面面积Sm=a2pm2，每个角原子被4个相邻晶胞共享 (二维共享)，如图所示：，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积原子数为个pm-2，n截面面积为pm2，每个角原子被4个相邻晶胞共享，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，单位面积原子数为个∙pm-2，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的Fe原子为个∙pm-2。 8．（2024·贵州卷）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 【答案】C 【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；B．由题图可知，中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确；C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C错误；D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D正确；故合理选项是C。 9．（2024·湖北卷）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是( 　　) A．I为金 B．Ⅱ中的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距 D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 【答案】C 【解析】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：   ，I中Au和Cu原子个数比值为1：1，则Au的质量分数为：   ，A正确；B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，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碳有12个，则Au的配位数为12，B正确；C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为，Au-Au的最小核间距也为，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C错误；D． I中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1：1；Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶点，Cu处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶点，其原子个数比为；D正确；故选C。 10．（2024·安徽·高考真题）研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物()，其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中为价，为价。下列说法错误的是( 　　) A．导电时，和的价态不变 B．若，与空位的数目相等 C．与体心最邻近的O原子数为12 D．导电时、空位移动方向与电流方向相反 【答案】B 【解析】A．根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；B．根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×=1个，含O：12×=3个，含La或Li或空位共：1个，若x=，则La和空位共，n(La)+n(空位)=，结合正负化合价代数和为0，(+1)×+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，解得n(La)=、n(空位)=，Li+与空位数目不相等，B项错误；C．由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确；D．导电时Li+向阴极移动方向，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D项正确；答案选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$