第04讲 晶体结构与性质（复习讲义）（山东专用）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的常识 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 晶体结构的测定 知识点4 晶胞及其定量分析和相关计算 考向1 晶体结构分析 考向2 晶胞计算 【思维建模】晶体密度计算的思维模型 考点二 常见晶体类型 知识点1 分子晶体 知识点2 共价晶体 知识点3 金属晶体 知识点4 离子晶体 知识点5 过渡晶体和混合型晶体 知识点6 四类晶体类型的比较 考向1 考查晶体类型判断 【思维建模】晶体类型的判断 考向2 考查晶体熔沸点高低比较 【思维建模】晶体熔、沸点的比较 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 晶胞分析与计算 选择题 非选择题 山东卷T16（3），2分 山东卷T16（2），2分 山东卷T16（3），3分 常见晶体类型 选择题 非选择题 山东卷T8，2分 山东卷T4，2分 山东卷T5，2分 考情分析： 分析近3年的山东高考化学试题，可以看出对于本讲内容的考查是历年必考的，在选择题和非选择题中均会出现，选择题中通常考查几种常见晶体类型的性质与比较，较为简单；在非选择题中一般是考查晶胞的分析与计算，如最常见的晶胞密度计算，难度较大。 复习目标： 1.能说出晶体与非晶体的区别。 2.了解常见晶体晶胞的结构模型并由此确定晶胞中的粒子数目或晶体化学式。 3.了解常见典型晶体的模型并了解其粒子构成及其相互作用。 4.掌握常见晶体类型和性质的比较判断。 考点一 物质的聚集状态与晶体的常识 知识点1 物质的聚集状态 1.物质的聚集状态的存在形式 （1）通常物质有三态：固态、液态和气态。 （2）更多的物质聚集状态：晶态、非晶态，塑晶态、液晶态等。 （3）特殊物质的聚集状态：等离子体是气态物质，离子液体是液体物质。 2.液晶和等离子体、离子液体 （1）液晶 ①定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。 ②分类：分为热致液晶（只存在于某一温度范围内的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相）。 ③性质：具有液体的某些性质（如流动性、黏度、形变性等）和晶体的某些性质（如导热性、各向异性等）。 ④用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 （2）等离子体： ①定义：等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。 ②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。 ③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。 ④性质：具有良好的导电性和流动性。 ⑤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。 （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。 3.普通物质三态的相互转化 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） 固态物质的粒子只能发生振动，气态物质的粒子可以自由运动，液态介于二者之间。 知识点2 晶体与非晶体 1.晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结 构 特 征 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 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 各向同性 实 例 冰、NaCl、Fe 玻璃、炭黑、石蜡 二者区别方法 间接方法 看是否有固定的熔点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 得分速记 X­射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的方法。 2.得到晶体的途径 ①熔融态物质凝固。 ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 ③溶质从溶液中析出。 得分速记 升华：固态物质受热不经过液态直接到气态的过程叫做升华； 凝华：气态物质冷却不经过液态直接到固态的过程叫做凝华。 升华和凝华都属于物理变化。 知识点3 晶体结构的测定 1.仪器：X射线衍射仪。 2.单晶衍射图 晶体：有分立的斑点或明锐的衍射峰 非晶体：无分立的斑点或明锐的衍射峰 3.测定过程 知识点4 晶胞及其定量分析和相关计算 1. 晶胞 （1） 概念：描述晶体结构的基本单元。 （2） 结构：常规的晶胞都是平行六面体。整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成的。晶胞中相交的三条棱长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 ③所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列（包括取向）是完全相同的。 2. 均摊法确定晶胞中粒子的个数 原则 晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是 方法 长方体 非长方体(六棱柱晶胞) 3.晶胞中粒子配位数的确定 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 （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)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为6 面心立方：配位数为12 体心立方：配位数为8 （2）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。 以NaCl晶体为例 ①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl－)。 ②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。 得分速记 （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、ZnS、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构及结构特点。当题中信息给出某种晶体空间结构与上述常见晶胞空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 4. 晶胞密度的计算 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。 5.晶体中微粒间距离的计算 （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组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 （2）计算晶体中微粒间距离的方法 ①空间关系法 第一步，定位置，根据晶胞结构确定符合要求的两粒子的位置。 第二步，找关系，找待求的最短距离与边长、面对角线长度、体对角线长度的关系。 第三步，求解，根据关系，求出数值。 如图是立方氮化硼晶胞，晶胞参数为a nm ，则N原子之间的最短距离是 ，B原子与N原子之间的最短距离是 。 【点拨】 ②空间向量法 第一步，根据晶胞结构确定符合要求的两粒子的位置。 第二步，确定两粒子的坐标。 第三步，代入公式计算。 若A的坐标为(a1,b1,c1),B的坐标为（a2,b2,c2）,晶胞边长为x nm,则A、B间的距离为 6. 典型晶胞结构模型的原子分数坐标参数与俯视图 （1）原子分数坐标的概念 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。原子分数坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。 （2）原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向； ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位； ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 （3） 典型晶胞结构模型的原子分数坐标参数与俯视图 I.体心晶胞结构模型的原子分数坐标参数与俯视图 ①若原子1的坐标为，7为，则原子9的坐标为，，。 ②、轴俯视图为。 II.面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标参数和俯视图 ①原子分别位于六个面的面心，原子1的坐标为，16为，则确定坐标参数： 、、、，，、、。 、轴俯视图为。 III.金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标参数和俯视图 ①若原子为坐标原点，为，则原子1、2、3、4的坐标分别为、、、。 ②、轴俯视图为 。 7. 原子空间利用率的计算 空间利用率＝×100%。 （1）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%＝＝。 （2）已知晶胞结构求空间利用率 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系及空间利用率 简单立方晶胞 晶胞参数（边长）为，原子半径为，则有；，，空间利用率 体心立方晶胞 晶胞参数（边长）为，原子半径为，体对角线长为，则有；1个晶胞中有2个原子，故空间利用率 面心立方晶胞 晶胞参数（边长）为，原子半径为，则有；，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子半径为，六棱柱边长为，高为，则有，倍四面体高；，1个晶胞中有2个原子，则空间利用率 金刚石晶胞 点是空的，没有球，是立方体的体心，球心到球心是2个半径，即1个直径；同样，球心到球心是2个半径，即1个直径，所以是2个直径，体对角线是的两倍，所以体对角线是4个直径，即，则有；空间利用率 考向1 晶体结构分析 例1（2025·山东菏泽·一模）AlCl3、AlBr3水解均可得到Al(OH)3胶体，还可形成二聚体。Al2Br6()的四方晶胞如图所示(各棱长不相等，棱边夹角为90°，Al2Br6在棱心)。下列说法错误的是 A．AlCl3沸点低于AlBr3 B．AlBr3分子中存在配位键 C．Al(OH)3胶体粒子的平均直径可能是1x10-6m D．晶体中与Al2Br6最近且距离相等的Al2Br6有4个 【答案】C 【解析】A．二者均为分子晶体，随相对分子质量增大(由Cl到Br)，分子间作用力增强，故AlCl3的沸点低于AlBr3，A正确； B．AlBr3常以二聚体Al2Br6形式存在，二聚体中Br原子以配位键桥联两个Al原子，B正确； C．高中阶段通常将胶体粒径范围视为约1 nm～100 nm（即1×10-9 m～1×10-7 m），1×10-6 m（即1000 nm）已超出这一典型范围，故“可能是1×10-6 m”不符胶体粒径的常规定义，C错误； D．由所给的晶胞示意图可知，每个Al2Br6单元在晶体中与其最近且距离相等的同类单元共有4个，D正确； 故选C。 例2（2025·山东青岛·一模）铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。回答下列问题。 某电子型含铜化合物可用于超导材料，结构如图。 （6）该化合物的化学式为 。 （7）Cu的配位数为 。 【答案】（6） （7）6 【解析】（6）根据晶胞图可知1个晶胞中Re棱上8个、体内2个；Cu顶点8个、体内1个；O棱上16个，体内6，含有Re：，Cu：，O：，原子个数比Re：Cu：O：=4:2:10=2:1:5，化合物的化学式为，故答案为：； （7）Cu的配位数即与铜离子距离最近的阴离子氧离子个数，根据晶胞结构可知顶点处的铜与所在棱心上的氧可知铜的配位数为6，故答案为：6。 【变式训练1·变载体】（2025·山东省实验中学·一模）黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°)，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法正确的是 A．Ⅰ中Au的配位数是8 B．Ⅱ中最小核间距Au-Cu<Cu-Cu C．Ⅲ为18K金 D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1：1、1：3、3：1 【答案】D 【解析】A．Au的配位数指距离相等且最近的Cu的个数，Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°)，Au处于体心，与Au等距离最近的Cu有4个，Ⅰ中Au的配位数是4， A错误； B．设Ⅱ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为，Au-Au的最小核间距为，最小核间距，B错误； C．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：，Ⅲ中Au和Cu原子个数比值为，则Au的质量分数为：，Ⅲ为12K金，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: =1：1；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D。 【变式训练2·变载体】（2025·山东济宁·一模）铬可形成M、N、Q三种氟化物，其中Q具有无限链状结构，M、N的晶胞结构与Q的部分结构如图所示，M与H2反应可以得到N，下列说法错误的是 A．M中离F原子最近的F原子数为8 B．M与氢气反应生成N，生成1个N晶胞的同时生成1分子HF C．Q的化学式为可表示为(CrF5)n D．Q中Cr原子周围的F原子形成正八面体结构 【答案】BD 【解析】A．铬的氟化物中铬的原子个数小于氟原子个数，结合M的结构可知，黑球为Cr元素，白球为F元素，M中离F最近的F原子数为8，A正确； B．M中Cr的个数为8×=1，F的个数为12×=3，化学式为CrF3，N的结构中，Cr的个数为1+8×=2，F的个数为2+4×=4，化学式为CrF2，N晶胞中有2个CrF2，M与氢气反应生成N，生成1个N晶胞的同时生成2分子HF，B错误； C．Q的结构中，平均一个Cr原子占有5个F原子，化学式可表示为(CrF5)n，C正确； D．Q中Cr与F形成的共价键长度不完全相同，Cr原子周围的F原子形成不是正八面体结构，D错误； 答案选BD。 考向2 晶胞计算 例3（2025·山东潍坊·一模）某立方晶系的硫锰矿晶胞，沿c轴将原子投影到ab平面，投影图如下（设代表阿伏加德罗常数的值，括号中c数据为原子在c轴方向的原子坐标）。下列说法错误的是 A．基态Mn的价电子排布式为 B．晶体中的配位数是6 C．Mn位于晶胞的顶角和面心 D．若晶体密度为，则最近的两个硫原子之间的距离为 【答案】B 【解析】A．为25号元素，其基态原子的核外电子排布式为，基态Mn的价电子排布式为，A正确； B．据投影图可知，晶胞结构如图，晶体中的配位数是4，B错误； C．投影图可知，晶胞结构如图，晶胞中位于面心和顶角，C正确； D．据均摊法计算可知，晶胞中硫原子有4个，锰原子有，设晶胞棱长为a cm，，a=，最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半，即，D正确； 故答案为：B。 例4（2025·山东淄博·一模）氨及其化合物应用广泛。回答下列问题： （4）银氮化合物属于四方晶系，晶体中、原子分别形成二维层状结构，晶胞结构如图所示(晶胞参数，)。 化合物的化学式为 ；已知点原子的分数坐标为，则点原子的分数坐标为 ，晶胞中、间距离为 。 【答案】（4） 【解析】（4）一个化合物的晶胞中，含有Ag的个数为，N的个数为，所以其化学式为；对比A点原子的分数坐标，可知C点原子的分数坐标为；如图所示，，所以晶胞中、间距离为。 思维建模 晶体密度计算的思维模型 【变式训练1·变题型】（2025·山东潍坊·一模）（3）在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为、、)，另一种取立方体形晶胞(图2，居于立方体中心，立方体棱长为)。图中氢原子皆己隐去。 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为 ；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为 。 ②两种晶型的密度近似相等，则 (以含、和的代数式表达)。 【答案】（3） 8 【解析】（3）①由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的氯离子个数为1，位于顶点的氧离子个数为8×=1，位于棱上的锂离子个数为12×=3，由化合价代数和为0可知，晶胞中锂离子的个数为2，则锂离子的总缺位率为=；晶胞中位于体心的氯离子与位于12条棱上的锂离子距离最近，但离子的缺位率为，则氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为12×=8；故答案为：；8； ②设Li2(OH)Cl的相对分子质量为M，由晶胞结构可知，长方体形晶胞的密度为，立方体形晶胞，由两种晶型的密度近似相等可知，c=，故答案为：。 【变式训练2·变考法】（2025·山东省实验中学·一模）砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等材料，可以直接把光能转化成电能。回答下列问题： （4）CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。若原子M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为 。该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是 (填序号)。若晶体密度为ρ g/cm3，晶胞中原子6和11之间的距离为 ，阿伏加德罗常数的值NA= (用含a、ρ的代数式表示)。 【答案】（4）(，，) 7、8、11 【解析】（4）由晶胞结构，若M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为(，，)；根据图2，可知代表Te原子的位置是7、8、11，如图所示，，A为6球位置，AB的长度为6和11球的距离，C为B(11球)在底面的投影，落在面对角线的的位置，BC的长度为边长的，为，CD的长度为面对角线长的，为，AD的长为面对角线的，为，AC的长度为，AB的长度为；由晶胞结构可知：Cd有8个位于顶点，6个位于面心，个数为：，Te有4个在体内，则晶胞的质量=，晶胞密度为ρg•cm-3，则晶胞的密度为：，则。 【变式训练3】（2025·山东日照·一模）碱土金属元素在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： （3）某碱土金属防锈颜料的晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，A点的原子分数坐标为(0，0，0)，B点原子分数坐标为 ，相邻之间的最短距离为 pm。该晶胞沿体对角线方向的投影图为 (填标号)。 A．        B．       C．        D． 【答案】（3） A 【解析】（3）结合晶胞结构，A点的原子分数坐标为(0，0，0)，B点原子分数坐标为；相邻之间的最短距离等于面对角线的一半，即为：pm；该晶胞沿体对角线方向的投影，对角线上的黑球投影为体心，其余黑球投影为正六边形的顶点，灰球投影到六边形的对角线的四等分点，则投影图为A。 考点二 常见晶体类型 知识点1 分子晶体 1.概念：只含分子的晶体称为分子晶体 2.构成微粒：分子 3.粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相互吸引，分子内原子之间以共价键结合 4.常见的分子晶体 ①所有非金属氢化物，如H2O、HCl、NH3、CH4…… ②部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、He、C60…… ③部分非金属氧化物，如CO2、SO2、P4O6、P4O10…… ④几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3…… ⑤绝大多数有机化合物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖…… 5.物理性质 分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小。 一般是绝缘体，熔融状态下不导电。 溶解性一般符合“相似相溶”规律。 6.分子晶体的常见堆积方式 分子间作用力 堆积方式 实例 范德华力 分子采用密堆积，每个分子周围最多有12个紧邻的分子 如C60，干冰，I2，O2 范德华力，氢键 分子不采用密堆积，每个分子周围紧邻的分子少于12个 如 HF，NH3，冰 7. 两种典型的分子晶体的组成和结构 干冰的晶体结构 干冰晶体中，CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 每个晶胞中含有4个CO2分子，12个原子。 每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等 冰的晶体结构 冰中水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。 氢键的方向性，迫使在四面体中心的水分子与相邻四面体定角方向的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。 晶胞结构与金刚石相似，含有8个H2O 知识点2 共价晶体 1.构成微粒及其相互作用 构成微粒：原子 微粒间作用力：共价键 2.物理性质 共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高，硬度大。 一般不导电，难溶于一般的溶剂。 3.常见的共价晶体 （1）某些单质：金刚石、晶体硅、晶体硼、锗等 （2）某些非金属化合物：SiO2、SiC（金刚砂）、BN、Si3N4等 4.常见共价晶体的空间结构 金刚石晶体 ①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取sp3杂化，键角为109°28′，最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C共价键有2 mol。 ②在金刚石的晶胞中，8个C位于顶角，6个C位于面心，4个C位于体内；内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C。 二氧化硅晶体 ①SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子。Si原子和O原子的个数比为1:2。 ②1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。最小的环是12元环。 ③低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有手性。 ④用途：是制造水泥、玻璃、单晶硅、光导纤维的原料。 知识点3 金属晶体 1.金属键 （1）概念：金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 （2）成键粒子是金属阳离子和自由电子。 （3）成键本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。 （4）金属键的强弱和对金属性质的影响： a．金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。 b．金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 2.金属晶体 （1）概念：通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 得分速记 晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体。但有阴离子就必有阳离子。 （2）用电子气理论解释金属的性质： 延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但排列方式不变，弥漫在金属阳离子间的“电子气”可以起到类似轴承中滚珠之间的润滑剂的作用，金属晶体中的化学键没有被破坏，所以金属有良好的延展性。 导电性 在外加电场的作用下，金属晶体中的“自由电子”做定向移动而形成电流，呈现良好的导电性。 导热性 “自由电子”在运动时会与金属离子不断发生碰撞，从而引起两者能量的交换。 得分速记 金属晶体具有导电性，但导电的物质不一定是金属，如石墨晶体导电但不是金属晶体。还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。 （3）金属晶体的四种堆积模型 晶胞类型 简单立方 钾型（体心） 镁型（六方） 铜型（面心） 代表物 Po(钋) Na、K、Fe Mg、Zn、Ti Cu、Ag、Au 晶胞 晶胞其他图示 配位数 6 8 12 12 晶胞拥有原子数 1 2 2 4 知识点4 离子晶体 1.构成微粒：阴离子和阳离子。 2.微粒间作用力：离子键。 3.物理性质 熔、沸点 熔、沸点较高，难挥发 硬度 硬度较大，难以压缩 溶解性 一般在水中易溶，在非极性溶剂中难溶 导电性 固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电 4.空间结构 （1）离子晶体结构的决定因素 ①几何因素：晶体中正负离子的半径比。 ②电荷因素：晶体中正负离子的电荷比。 ③键性因素：离子键的纯粹程度。 （3） 几种常见离子晶体的结构 NaCl型 在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－ CsCl型 在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8 CaF2型 在晶体中，F－的配位数为4，Ca2＋的配位数为8，晶胞中含4个Ca2＋，含8个F－。晶胞中F－在体对角线的处 知识点5 过渡晶体和混合型晶体 1. 过渡晶体 （1）概念：离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子之间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，形成的晶体可能是居于离子晶体、共价晶体、分子晶体、金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。 （2）具体实例 ①成键两元素的电负性差值较大，则离子键成分的百分数较大，形成偏向离子晶体的过渡晶体（如 Na2O)，通常当作离子晶体。 ②成键两元素的电负性差值较小，则离子键成分的百分数较小，形成偏向共价晶体的过渡晶体（如 Al2O3、SiO2)，通常当作共价晶体。 ③离子键成分的百分数很小，且共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中，形成偏向分子晶体的过渡晶体（如P2O5、SO3、Cl2O7)，通常当作分子晶体。 某些晶体的组成粒子间，往往不止存在单一的作用力，而是同时存在几种作用力，这类晶体称为混合型晶体。 （1）石墨晶体的结构特点 所有碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构，因而石墨晶体是层状结构。 ①层内每个碳原子以共价键与周围的3个C原子结合，层内最小环由6个C原子组成；每个C原子被3个最小环所共用；每个最小环含有2个C原子；C原子与碳碳键个数比为2∶3。 ②层间没有化学键相连，是靠范德华力结合的；所以石墨是混合型晶体。 （2）石墨晶体的导电性和润滑性 导电性 润滑性 原因 没有参与杂化的2p电子形成离域大π键，p电子可以在整个碳原子平面中运动，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 层与层之间是范德华力结合，作用力弱，可以相对滑动，所以具有润滑性。 得分速记 石墨的熔点比金刚石高。 知识点6 四类晶体类型的比较 1.四种晶体类型比较 类型 项目　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子和自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 确定作用力强弱的一般判断方法 组成和结构相似、无氢键时，相对分子质量越大，分子间作用力越大 键长越短（原子半径越小）、共价键越强 原子半径越小、价电子数越多，金属键越强 离子所带电荷数越多、离子半径越小，离子键越强 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 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂 导电、传热性 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 延展性 差 差 优良 差 机械加工性 不良 不良 优良 不良 物质类别 部分非金属单质、非金属氢化物、非金属氧化物（二氧化硅除外）、酸、绝大多数的有机物 金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅、晶体硼、氮化硅等 金属单质、合金 活泼金属氧化物、强碱和绝大多数的盐 2.晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点的比较 一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高(如钨)，有的很低(如汞)。 （2）同类型晶体的熔、沸点的比较 ①同属于共价晶体 一般组成晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C—C)>碳化硅(Si—C)>晶体硅(Si—Si)。 ②同属于离子晶体 离子所带电荷越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>CsCl。 ③同属于金属晶体 金属原子的价电子数越多，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高。如熔点：Al>Mg>Na。 ④同属于分子晶体 分子间作用力越强，熔、沸点越高。 A. 组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。如熔点：I2>Br2>Cl2>F2。 B. 相对分子质量相同或相近的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如沸点：CO>N2。 C. 同分异构体之间： a.一般是支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 b.结构越对称，熔、沸点越低。如沸点：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 D. 若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高，如沸点：HF>HI>HBr>HCl。 E. 状态不同的物质在相同条件下，熔、沸点：固体>液体>气体。例如：S>Hg>O2。 考向1 考查晶体类型判断 例1（2025·山东聊城·二模）氮化硼(BN)x的六方晶型与石墨类似，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．(BN)x属于共价晶体 B．(BN)x可作高温润滑剂 C．(BN)x是一种良好的导体 D．1mol (BN)x含有3 mol σ键 【答案】B 【分析】氮化硼(BN)x的六方晶型与石墨类似，为层状结构，层内存在共价键，层间存在范德华力，故为混合型晶体，适用于高温环境，据此分析作答。 【解析】A．由分析可知，(BN)ₓ与石墨类似，因此不属于共价晶体，故A错误； B．(BN)ₓ与石墨类似，层间存在范德华力，层与层之间容易滑动，且适用于高温环境，可作高温润滑剂，故B正确； C．(BN)ₓ虽与石墨类似，但由图可知，(BN)ₓ中1个B原子与3个N原子相连，B原子最外层3个电子都参与形成共价键，层与层之间没有自由移动的电子，故不能导电，故C错误； D．(BN)ₓ中每个B原子与3个N原子相连，形成3个σ键，每个N子与3个B原子相连，形成3个σ键，根据均摊法可知，平均每个(BN)ₓ中含有3x个σ键，所以1mol(BN)x含有3x mol σ键，故D错误； 答案选B。 思维建模 晶体类型的判断 ① 依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ② 依据物质的分类判断 ③ 依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高(如MgO的熔点为2 800 ℃，NaCl的熔点为801 ℃) 共价晶体的熔点高(如：金刚石的熔点为3 550 ℃) 分子晶体的熔点低(如：硫的熔点为112 ℃，沸点为444.6 ℃) 金属晶体的熔点差异大，如金属钨的熔点为3 380 ℃，金属铯的熔点为28 ℃ ④ 依据导电性判断 熔融状态能导电，为离子晶体 ⑤ 依据硬度判断 硬度大的为共价晶体或离子晶体 【变式训练1·变考法】下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．石墨晶体属于混合晶体 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电是因为在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 【答案】C 【解析】A．石墨晶体结构是层状的，每一层原子之间由共价键组成正六边形结构，层与层之间由范德华力互相吸引，石墨晶体属于混合晶体，A正确； B．氧化镁晶体中离子键、共价键的成分各占50%，所以氧化镁晶体是一种过渡晶体，B正确； C．金属本身就有自由电子，不是在外加电场作用下产生的，金属导电的原因是在外加电场的作用下自由电子定向运动，C错误； D．液晶像液体一样具有流动性，也具有晶体的各向异性，D正确； 故本题选C。 【变式训练2·变题型】1（2025·山东省实验中学·一模）砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等材料，可以直接把光能转化成电能。回答下列问题： （3）砷存在多种同素异形体——黄砷、黑砷、灰砷。黑砷的晶体结构与石墨类似。根据图中信息，下列说法正确的有 (填标号)。 a．黑砷中As-As键的键能均相同 b．黑砷与C60都属于混合型晶体 c．黑砷单层中As原子与As-As键的个数比为2：3 d．黑砷层与层之间的作用力为范德华力 【答案】（3）cd 【解析】（3）a．根据图片中数值可知黑砷中As—As键的键长不一样，键能不一样，故a错误； b．黑砷和石墨类似为混合型晶体，C60属于分子晶体，故b错误； c．每个砷原子形成三条共价键，利用均摊发分析可知，平均一个砷原子含有条键，所以As原子与As—As键的个数比为2：3，故c正确； d．黑砷晶体结构和石墨类似，层与层之间的作用力为范德华力，为混合型晶体，故d正确； 答案为cd； 【变式训练3·变考法】（2025·山东青岛·一模）短周期同主族元素和可形成常见化合物。固态中主要存在环状和链状，结构如图。Y原子最外层电子数是其内层的3倍。下列说法正确的是 A．中和的原子个数比为 B．简单氢化物的沸点： C．固态环状为分子晶体、链状为共价晶体 D．链状中杂化的原子个数为 【答案】D 【分析】Y原子最外层电子数是其内层的3倍，则Y为O；和为短周期同主族元素，故X为S。 【解析】A．根据环状M3和链状Mn的结构可知，S和O形成的常见化合物M为SO3，原子个数比不是，A错误； B．水分子间存在氢键，使其沸点远高于硫化氢，B错误； C．固态环状M3和链状Mn，都是三氧化硫的不同形态，三氧化硫是由分子构成的，属于分子晶体，C错误； D．在链状Mx即(SO3)n中，每个O原子与S原子形成共价键，其中，链上的氧为sp3杂化，而链端的氧不杂化，因此，链状中杂化的原子个数为，D正确； 故选D。 考向2 考查晶体熔沸点高低比较 例2下列“性质比较”对应的“解释”不合理的是 选项 性质比较 解释 A 硬度：金刚石>晶体硅 键能： B 熔点： 离子半径： C 酸性：（）（） 是吸电子基团； 是推电子基团 D 热稳定性： 分子间作用力： 【答案】D 【解析】A．碳原子半径小于硅原子半径，则键能：，则硬度：金刚石>晶体硅，A正确； B．离子半径：，则离子键（或晶格能）：，则熔点：，B正确； C．是吸电子基团，导致中羟基极性增大，容易断裂出氢离子，酸性增强，而是推电子基团，导致中羟基极性减小，不容易断裂出氢离子，酸性减弱，C正确； D．因为键能：，则热稳定性：，与分子间作用力无关，D错误； 故选D。 思维建模 晶体熔、沸点的比较 离子晶体 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（即离子间的作用力就越强），其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl 原子晶体 原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高，如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅 分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S ②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 ③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 ④烷烃的同分异构体，支链越多，对称性强，熔、沸点越低 金属晶体 一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al 异类晶体 一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，如SiO2＞NaCl＞CO2 【变式训练1】（2025·山东菏泽·二模）下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 A． B．晶体硅、碳化硅、金刚石 C． D． 【答案】A 【解析】A．这几种物质都属于分子晶体且都不含氢键，其相对分子质量依次减小，则熔点依次降低，A正确； B．这几种物质都是原子晶体，键长C-C<C-Si<Si-Si，所以熔点：晶体硅<SiC<金刚石，B错误； C．这几种物质都属于分子晶体，但水中含有氢键熔点最高，相对分子质量H2Se>H2S，分子间作用力H2Se更强，所以熔点高低顺序是H2O>H2Se>H2S，C错误； D．这几种物质都是离子晶体，阴离子相同，阳离子所带电荷相同，阳离子半径依次减小，则熔点依次升高，D错误； 故答案选A。 【变式训练2】（2025·山东名校大联考·4月联合检测）下列描述错误的是 A．稳定性： B．熔点：晶体晶体 C．配离子稳定性： D．中心原子杂化轨道的数目： 【答案】C 【解析】A．同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，则氢化物的稳定性顺序为，故A正确； B．氯化钠和氯化铯都是离子晶体，钠离子的原子半径小于铯离子，则氯化钠晶体的晶格能大于氯化铯，熔点高于氯化铯，故B正确； C．氮元素的电负性小于氧元素，则氨分子中氮原子提供孤对电子的能力强于水分子中氧原子提供孤对电子的能力，所以四氨合铜离子的稳定性强于四水合铜离子，故C错误； D．中O原子价电子对数为，中心原子杂化类型为杂化，BF3分子中价层电子对个数=3+(3-3×1)=3，中心原子杂化类型为sp2杂化，CO2中C原子杂化轨道数为2+×(4-2×2)=2，中心原子杂化类型为sp杂化，则中心原子杂化轨道的数目的大小顺序为，故D正确； 故选C。 1．（2025·黑吉辽蒙卷）侯氏制碱法突破西方技术垄断，推动了世界制碱技术的发展，其主要反应为NaCl+。下列有关化学用语或说法正确的是 A．的电子式： B．的空间结构：直线形 C．的晶体类型：离子晶体 D．溶解度： 【答案】C 【解析】A．CO2中C和O之间有两对共用电子，其结构为，A错误； B．H2O的中心原子为O，根据价层电子对互斥理论，其外层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，O原子与H原子形成共价键，剩余两对孤电子对，因此，H2O为V形分子，B错误； C．NH4Cl由NH和Cl-组成为离子化合物，晶体类型为离子晶体，C正确； D．NH4HCO3溶液中含有NH和HCO，NH可以与水分子形成氢键，增大了NH在水中的溶解度，D错误； 故答案选C。 2．（2025·陕晋青宁卷）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．和B均为杂化 C．晶体中与最近且距离相等的有6个 D．和B的最短距离为 【答案】A 【解析】A．由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误； B．Ag位于体心，与周围4个N原子原键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对数为4，为杂化，B正确； C．晶胞中Ag位于体心，与最近且距离相等的就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中的原子，为6个，C正确； D．B位于顶点，其个数为，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，由晶胞密度可知晶胞参数a=，和B的最短距离为体对角线的一半，即，D正确； 故选A。 3．（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”，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。 4．（2025·黑吉辽蒙卷）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．与W最近且等距的O有6个 B．x增大时，W的平均价态升高 C．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同 【答案】B 【解析】A．W位于立方体的顶角，以顶角W为例，在此晶胞内，离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所在3条棱的棱心，由于该顶角在8个晶胞里，而棱上的原子被4个晶胞共有，所以与W最近且距离相等的O原子有，故A正确； B．O元素化合价为-2价，负化合价总数为-6，设W元素的平均化合价为y，据正负化合价代数和为0可得：-6+y+x=0，y=6-x，x的值增大y减小，即W元素的平均化合价降低，故B错误； C．时，立方晶胞中W个数为、O个数为，若x=0.5，晶胞质量为，晶胞体积为，则密度，所以密度为时，x=0.5，故C正确； D．晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，即空位数不同，吸收的可见光波长不同，故D正确； 故答案为：B。 5．（2025·湖北卷）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 【答案】D 【解析】A．由晶胞图可知，SO2分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含(12×+1)个SO2分子，含有8个O原子，A错误； B．由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误； C．1号和2号S原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即pm，C错误； D．以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，每个S原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S原子有4个，D正确； 答案选D。 6．（2024·天津卷）我国学者在碳化硅表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 【答案】B 【解析】A．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，A错误； B．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点高、硬度大，B正确； C．C元素为6号元素，故核素的质子数为6，C错误； D．石墨烯是碳元素构成的单质，不属于烯烃，D错误； 故选B。 7．（2024·贵州卷）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[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。 8．（2024·甘肃卷）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是 A．电负性： B．单质是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3 【答案】D 【解析】A．电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于 Cl，A正确； B．金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确； C．由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确； D．由图乙中结构可知，每 个与周围有6个最近且距离相等，因此 ，的配位数为6，D错误； 综上所述，本题选D。 9．（2024·山东卷）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 【答案】B 【解析】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si>Si-C>B-N>C-C，所以熔点最低的为单晶硅。 故选B。 10．（2025·山东卷）（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)。 ①晶胞中原子的半径为 。 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。 【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=，因此原子的半径为。 ②m截面面积Sm=a2pm2，每个顶点被8个相邻晶胞共享​​，每个晶胞的面被两个晶胞共用，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，每个顶点被8个相邻晶胞共享，每个顶点参与形成四个通过体心的截面，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原子为个∙pm-2。 11．（2024·全国甲卷）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： （5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。 【答案】（5）6 【解析】（5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为。 12．（2024·山东卷）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： （2）如某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。 【答案】（2）MnO2 降低 A 【解析】（2）由均摊法得，晶胞中Mn的数目为，O的数目为，即该氧化物的化学式为MnO2；晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，的化合价为+2x，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为+2价、V2O5中V的化合价为+5价、Fe2O3中Fe的化合价为+3、CuO中Cu的化合价为+2，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质； / 学科网（北京）股份有限公司 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的常识 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 晶体结构的测定 知识点4 晶胞及其定量分析和相关计算 考向1 晶体结构分析 考向2 晶胞计算 【思维建模】晶体密度计算的思维模型 考点二 常见晶体类型 知识点1 分子晶体 知识点2 共价晶体 知识点3 金属晶体 知识点4 离子晶体 知识点5 过渡晶体和混合型晶体 知识点6 四类晶体类型的比较 考向1 考查晶体类型判断 【思维建模】晶体类型的判断 考向2 考查晶体熔沸点高低比较 【思维建模】晶体熔、沸点的比较 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 晶胞分析与计算 选择题 非选择题 山东卷T16（3），2分 山东卷T16（2），2分 山东卷T16（3），3分 常见晶体类型 选择题 非选择题 山东卷T8，2分 山东卷T4，2分 山东卷T5，2分 考情分析： 分析近3年的山东高考化学试题，可以看出对于本讲内容的考查是历年必考的，在选择题和非选择题中均会出现，选择题中通常考查几种常见晶体类型的性质与比较，较为简单；在非选择题中一般是考查晶胞的分析与计算，如最常见的晶胞密度计算，难度较大。 复习目标： 1.能说出晶体与非晶体的区别。 2.了解常见晶体晶胞的结构模型并由此确定晶胞中的粒子数目或晶体化学式。 3.了解常见典型晶体的模型并了解其粒子构成及其相互作用。 4.掌握常见晶体类型和性质的比较判断。 考点一 物质的聚集状态与晶体的常识 知识点1 物质的聚集状态 1.物质的聚集状态的存在形式 （1）通常物质有三态： 态、 态和 态。 （2）更多的物质聚集状态：晶态、非晶态， 态、 态等。 （3）特殊物质的聚集状态：等离子体是 物质，离子液体是 物质。 2.液晶和等离子体、离子液体 （1）液晶 ①定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向 流体状态。 ②分类：分为 液晶（只存在于某一温度范围内的液晶相）和 液晶（某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相）。 ③性质：具有 的某些性质（如流动性、黏度、形变性等）和 的某些性质（如导热性、各向异性等）。 ④用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 （2）等离子体： ①定义：等离子体是由 组成的整体上呈 性的气态物质。 ②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。 ③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。 ④性质：具有良好的 性和 性。 ⑤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。 （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。 3.普通物质三态的相互转化 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 物质。 （2） 固态物质的粒子只能发生振动，气态物质的粒子可以自由运动，液态介于二者之间。 知识点2 晶体与非晶体 1.晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结 构 特 征 性质特征 自范性 熔点 异同表现 实 例 冰、NaCl、Fe 玻璃、炭黑、石蜡 二者区别方法 间接方法 看是否有 科学方法 对固体进行 得分速记 X­射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的方法。 2.得到晶体的途径 ① 物质凝固。 ② 物质冷却不经 直接凝固(凝华)。 ③溶质从溶液中 。 得分速记 升华： 物质受热不经过 直接到气态的过程叫做升华； 凝华： 物质冷却不经过 直接到固态的过程叫做凝华。 升华和凝华都属于 变化。 知识点3 晶体结构的测定 1.仪器： 。 2.单晶衍射图 晶体： 分立的斑点或明锐的衍射峰 非晶体： 分立的斑点或明锐的衍射峰 3.测定过程 知识点4 晶胞及其定量分析和相关计算 1. 晶胞 （1） 概念：描述晶体结构的 。 （2） 结构：常规的晶胞都是 。整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“ ”而成的。晶胞中相交的三条棱长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。 ①无隙：相邻晶胞之间没有 。 ②并置：所有晶胞 排列、 相同。 ③所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列（包括取向）是 的。 2. 均摊法确定晶胞中粒子的个数 原则 晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是 方法 长方体 非长方体(六棱柱晶胞) 3.晶胞中粒子配位数的确定 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 （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)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为 面心立方：配位数为 体心立方：配位数为 （2）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。 以NaCl晶体为例 ①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl－)。 ②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为 ，同样方法可确定Na＋的配位数也为 。 得分速记 （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 。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、ZnS、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构及结构特点。当题中信息给出某种晶体空间结构与上述常见晶胞空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 4. 晶胞密度的计算 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。 5.晶体中微粒间距离的计算 （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组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 （2）计算晶体中微粒间距离的方法 ①空间关系法 第一步，定位置，根据晶胞结构确定符合要求的两粒子的位置。 第二步，找关系，找待求的最短距离与边长、面对角线长度、体对角线长度的关系。 第三步，求解，根据关系，求出数值。 如图是立方氮化硼晶胞，晶胞参数为a nm ，则N原子之间的最短距离是 ，B原子与N原子之间的最短距离是 。 【点拨】 ②空间向量法 第一步，根据晶胞结构确定符合要求的两粒子的位置。 第二步，确定两粒子的坐标。 第三步，代入公式计算。 若A的坐标为(a1,b1,c1),B的坐标为（a2,b2,c2）,晶胞边长为x nm,则A、B间的距离为 6. 典型晶胞结构模型的原子分数坐标参数与俯视图 （1）原子分数坐标的概念 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。原子分数坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。 （2）原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向； ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位； ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 （3） 典型晶胞结构模型的原子分数坐标参数与俯视图 I.体心晶胞结构模型的原子分数坐标参数与俯视图 ①若原子1的坐标为，7为，则原子9的坐标为，，。 ②、轴俯视图为。 II.面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标参数和俯视图 ①原子分别位于六个面的面心，原子1的坐标为，16为，则确定坐标参数： 、、、，，、、。 、轴俯视图为。 III.金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标参数和俯视图 ①若原子为坐标原点，为，则原子1、2、3、4的坐标分别为、、、。 ②、轴俯视图为 。 7. 原子空间利用率的计算 空间利用率＝×100%。 （1）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%＝ ＝ 。 （2）已知晶胞结构求空间利用率 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系及空间利用率 简单立方晶胞 晶胞参数（边长）为，原子半径为，则有；，，空间利用率 体心立方晶胞 晶胞参数（边长）为，原子半径为，体对角线长为，则有；1个晶胞中有2个原子，故空间利用率 面心立方晶胞 晶胞参数（边长）为，原子半径为，则有；，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子半径为，六棱柱边长为，高为，则有，倍四面体高；，1个晶胞中有2个原子，则空间利用率 金刚石晶胞 点是空的，没有球，是立方体的体心，球心到球心是2个半径，即1个直径；同样，球心到球心是2个半径，即1个直径，所以是2个直径，体对角线是的两倍，所以体对角线是4个直径，即，则有；空间利用率 考向1 晶体结构分析 例1（2025·山东菏泽·一模）AlCl3、AlBr3水解均可得到Al(OH)3胶体，还可形成二聚体。Al2Br6()的四方晶胞如图所示(各棱长不相等，棱边夹角为90°，Al2Br6在棱心)。下列说法错误的是 A．AlCl3沸点低于AlBr3 B．AlBr3分子中存在配位键 C．Al(OH)3胶体粒子的平均直径可能是1x10-6m D．晶体中与Al2Br6最近且距离相等的Al2Br6有4个 例2（2025·山东青岛·一模）铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。回答下列问题。 某电子型含铜化合物可用于超导材料，结构如图。 （6）该化合物的化学式为 。 （7）Cu的配位数为 。 【变式训练1·变载体】（2025·山东省实验中学·一模）黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°)，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法正确的是 A．Ⅰ中Au的配位数是8 B．Ⅱ中最小核间距Au-Cu<Cu-Cu C．Ⅲ为18K金 D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1：1、1：3、3：1 【变式训练2·变载体】（2025·山东济宁·一模）铬可形成M、N、Q三种氟化物，其中Q具有无限链状结构，M、N的晶胞结构与Q的部分结构如图所示，M与H2反应可以得到N，下列说法错误的是 A．M中离F原子最近的F原子数为8 B．M与氢气反应生成N，生成1个N晶胞的同时生成1分子HF C．Q的化学式为可表示为(CrF5)n D．Q中Cr原子周围的F原子形成正八面体结构 考向2 晶胞计算 例3（2025·山东潍坊·一模）某立方晶系的硫锰矿晶胞，沿c轴将原子投影到ab平面，投影图如下（设代表阿伏加德罗常数的值，括号中c数据为原子在c轴方向的原子坐标）。下列说法错误的是 A．基态Mn的价电子排布式为 B．晶体中的配位数是6 C．Mn位于晶胞的顶角和面心 D．若晶体密度为，则最近的两个硫原子之间的距离为 例4（2025·山东淄博·一模）氨及其化合物应用广泛。回答下列问题： （4）银氮化合物属于四方晶系，晶体中、原子分别形成二维层状结构，晶胞结构如图所示(晶胞参数，)。 化合物的化学式为 ；已知点原子的分数坐标为，则点原子的分数坐标为 ，晶胞中、间距离为 。 思维建模 晶体密度计算的思维模型 【变式训练1·变题型】（2025·山东潍坊·一模）（3）在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为、、)，另一种取立方体形晶胞(图2，居于立方体中心，立方体棱长为)。图中氢原子皆己隐去。 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为 ；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为 。 ②两种晶型的密度近似相等，则 (以含、和的代数式表达)。 【变式训练2·变考法】（2025·山东省实验中学·一模）砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等材料，可以直接把光能转化成电能。回答下列问题： （4）CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。若原子M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为 。该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是 (填序号)。若晶体密度为ρ g/cm3，晶胞中原子6和11之间的距离为 ，阿伏加德罗常数的值NA= (用含a、ρ的代数式表示)。 【变式训练3】（2025·山东日照·一模）碱土金属元素在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： （3）某碱土金属防锈颜料的晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，A点的原子分数坐标为(0，0，0)，B点原子分数坐标为 ，相邻之间的最短距离为 pm。该晶胞沿体对角线方向的投影图为 (填标号)。 A．        B．       C．        D． 考点二 常见晶体类型 知识点1 分子晶体 1.概念：只含 的晶体称为分子晶体 2.构成微粒： 3.粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以 相互吸引，分子内原子之间以 结合 4.常见的分子晶体 ①所有 ，如H2O、HCl、NH3、CH4…… ②部分 ，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、He、C60…… ③部分 ，如CO2、SO2、P4O6、P4O10…… ④几乎所有的 ，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3…… ⑤绝大多数 的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖…… 5.物理性质 分子晶体的熔、沸点较 ，密度较 ，硬度较 。 一般是绝缘体，熔融状态下不导电。 溶解性一般符合“ ”规律。 6.分子晶体的常见堆积方式 分子间作用力 堆积方式 实例 范德华力 分子采用 ，每个分子周围最多有12个紧邻的分子 如C60，干冰，I2，O2 范德华力，氢键 分子不采用密堆积，每个分子周围紧邻的分子少于12个 如 HF，NH3，冰 7. 两种典型的分子晶体的组成和结构 干冰的晶体结构 干冰晶体中，CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 每个晶胞中含有 个CO2分子， 个原子。 每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有 个，属于分子 。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等 冰的晶体结构 冰中水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。 氢键的方向性，迫使在四面体中心的水分子与相邻四面体定角方向的 个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成 mol氢键。 晶胞结构与金刚石相似，含有 个H2O 知识点2 共价晶体 1.构成微粒及其相互作用 构成微粒： 微粒间作用力： 2.物理性质 共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点 ，硬度 。 一般不导电，难溶于一般的溶剂。 3.常见的共价晶体 （1）某些单质：金刚石、晶体硅、晶体硼、锗等 （2）某些非金属化合物：SiO2、SiC（金刚砂）、BN、Si3N4等 4.常见共价晶体的空间结构 金刚石晶体 ①金刚石晶体中，每个C与另外 个C形成共价键，碳原子采取 杂化，键角为 ，最小的环是 元环。每个C被 个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C共价键有 mol。 ②在金刚石的晶胞中，8个C位于顶角，6个C位于面心，4个C位于体内；内部的C在晶胞的体对角线的 处。每个晶胞含有 个C。 二氧化硅晶体 ①SiO2晶体中，每个Si原子与 个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，在“硅氧”四面体中，处于中心的是 原子。Si原子和O原子的个数比为1:2。 ②1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为 ，在SiO2晶体中Si、O原子均采取 杂化。最小的环是 元环。 ③低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有 。 ④用途：是制造水泥、玻璃、单晶硅、光导纤维的原料。 知识点3 金属晶体 1.金属键 （1）概念： 和 的 相互作用。 （2）成键粒子是 和 。 （3）成键本质：金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，从而把所有 维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。 （4）金属键的强弱和对金属性质的影响： a．金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越 ，价电子数越 ，金属键越 ；反之，金属键越 。 b．金属键越强，金属的熔、沸点越 ，硬度越 。 2.金属晶体 （1）概念：通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 得分速记 晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体。但有阴离子就必有阳离子。 （2）用电子气理论解释金属的性质： 延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生 ，但 不变，弥漫在金属阳离子间的“电子气”可以起到类似轴承中滚珠之间的润滑剂的作用，金属晶体中的化学键没有被破坏，所以金属有良好的延展性。 导电性 在外加电场的作用下，金属晶体中的“ ”做 而形成电流，呈现良好的导电性。 导热性 “自由电子”在运动时会与金属离子不断发生碰撞，从而引起两者能量的交换。 得分速记 金属晶体具有导电性，但导电的物质不一定是金属，如石墨晶体导电但不是金属晶体。还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。 （3）金属晶体的四种堆积模型 晶胞类型 简单立方 钾型（体心） 镁型（六方） 铜型（面心） 代表物 Po(钋) Na、K、Fe Mg、Zn、Ti Cu、Ag、Au 晶胞 晶胞其他图示 配位数 晶胞拥有原子数 知识点4 离子晶体 1.构成微粒： 和 。 2.微粒间作用力： 。 3.物理性质 熔、沸点 熔、沸点 ，难挥发 硬度 硬度 ，难以压缩 溶解性 一般在水中 ，在非极性溶剂中 导电性 固态时 ，熔融状态或在水溶液中 4.空间结构 （1）离子晶体结构的决定因素 ①几何因素：晶体中正负离子的 。 ②电荷因素：晶体中正负离子的 。 ③键性因素：离子键的 。 （3） 几种常见离子晶体的结构 NaCl型 在晶体中，每个Na＋同时吸引 个Cl－，每个Cl－同时吸引 个Na＋，配位数为 。每个晶胞含 个Na＋和 个Cl－ CsCl型 在晶体中，每个Cl－吸引 个Cs＋，每个Cs＋吸引 个Cl－，配位数为 CaF2型 在晶体中，F－的配位数为 ，Ca2＋的配位数为 ，晶胞中含 个Ca2＋，含 个F－。晶胞中F－在体对角线的 处 知识点5 过渡晶体和混合型晶体 1. 过渡晶体 （1）概念：离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子之间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，形成的晶体可能是居于离子晶体、共价晶体、分子晶体、金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。 （2）具体实例 ①成键两元素的电负性差值较大，则离子键成分的百分数较大，形成偏向离子晶体的过渡晶体（如 Na2O)，通常当作离子晶体。 ②成键两元素的电负性差值较小，则离子键成分的百分数较小，形成偏向共价晶体的过渡晶体（如 Al2O3、SiO2)，通常当作共价晶体。 ③离子键成分的百分数很小，且共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中，形成偏向分子晶体的过渡晶体（如P2O5、SO3、Cl2O7)，通常当作分子晶体。 某些晶体的组成粒子间，往往不止存在单一的作用力，而是同时存在几种作用力，这类晶体称为混合型晶体。 （1）石墨晶体的结构特点 所有碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构，因而石墨晶体是层状结构。 ①层内每个碳原子以共价键与周围的3个C原子结合，层内最小环由6个C原子组成；每个C原子被3个最小环所共用；每个最小环含有2个C原子；C原子与碳碳键个数比为2∶3。 ②层间没有化学键相连，是靠范德华力结合的；所以石墨是混合型晶体。 （2）石墨晶体的导电性和润滑性 导电性 润滑性 原因 没有参与杂化的2p电子形成离域大π键，p电子可以在整个碳原子平面中运动，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 层与层之间是范德华力结合，作用力弱，可以相对滑动，所以具有润滑性。 得分速记 石墨的熔点比金刚石高。 知识点6 四类晶体类型的比较 1.四种晶体类型比较 类型 项目　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 粒子间的相互作用力 确定作用力强弱的一般判断方法 硬度 熔、沸点 溶解性 导电、传热性 延展性 机械加工性 物质类别 2.晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点的比较 一般为共价晶体 离子晶体 分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很 (如钨)，有的很 (如汞)。 （2）同类型晶体的熔、沸点的比较 ①同属于共价晶体 一般组成晶体的原子半径越 ，键长越 ，键能越 ，熔、沸点越 。如熔点：金刚石(C—C) 碳化硅(Si—C) 晶体硅(Si—Si)。 ②同属于离子晶体 离子所带电荷越 ，离子半径越 ，则离子键越 ，熔、沸点越 。如熔点：MgO NaCl CsCl。 ③同属于金属晶体 金属原子的价电子数越 ，半径越 ，金属键越 ，熔、沸点越 。如熔点：Al Mg Na。 ④同属于分子晶体 分子间作用力越强，熔、沸点越高。 A. 组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越 ，分子间作用力越 ，熔、沸点越 。 如熔点：I2 Br2 Cl2 F2。 B. 相对分子质量相同或相近的物质，分子的极性越 ，熔、沸点越 。如沸点：CO N2。 C. 同分异构体之间： a.一般是支链越 ，熔、沸点越 。如沸点：正戊烷 异戊烷 新戊烷。 b.结构越 ，熔、沸点越 。如沸点：邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯。 D. 若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体 ，故熔、沸点较 ， 如沸点：HF HI HBr HCl。 E. 状态不同的物质在相同条件下，熔、沸点：固体 液体 气体。例如：S Hg O2。 考向1 考查晶体类型判断 例1（2025·山东聊城·二模）氮化硼(BN)x的六方晶型与石墨类似，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．(BN)x属于共价晶体 B．(BN)x可作高温润滑剂 C．(BN)x是一种良好的导体 D．1mol (BN)x含有3 mol σ键 思维建模 晶体类型的判断 ① 依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ② 依据物质的分类判断 ③ 依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高(如MgO的熔点为2 800 ℃，NaCl的熔点为801 ℃) 共价晶体的熔点高(如：金刚石的熔点为3 550 ℃) 分子晶体的熔点低(如：硫的熔点为112 ℃，沸点为444.6 ℃) 金属晶体的熔点差异大，如金属钨的熔点为3 380 ℃，金属铯的熔点为28 ℃ ④ 依据导电性判断 熔融状态能导电，为离子晶体 ⑤ 依据硬度判断 硬度大的为共价晶体或离子晶体 【变式训练1·变考法】下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．石墨晶体属于混合晶体 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电是因为在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 【变式训练2·变题型】1（2025·山东省实验中学·一模）砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等材料，可以直接把光能转化成电能。回答下列问题： （3）砷存在多种同素异形体——黄砷、黑砷、灰砷。黑砷的晶体结构与石墨类似。根据图中信息，下列说法正确的有 (填标号)。 a．黑砷中As-As键的键能均相同 b．黑砷与C60都属于混合型晶体 c．黑砷单层中As原子与As-As键的个数比为2：3 d．黑砷层与层之间的作用力为范德华力 【变式训练3·变考法】（2025·山东青岛·一模）短周期同主族元素和可形成常见化合物。固态中主要存在环状和链状，结构如图。Y原子最外层电子数是其内层的3倍。下列说法正确的是 A．中和的原子个数比为 B．简单氢化物的沸点： C．固态环状为分子晶体、链状为共价晶体 D．链状中杂化的原子个数为 考向2 考查晶体熔沸点高低比较 例2下列“性质比较”对应的“解释”不合理的是 选项 性质比较 解释 A 硬度：金刚石>晶体硅 键能： B 熔点： 离子半径： C 酸性：（）（） 是吸电子基团； 是推电子基团 D 热稳定性： 分子间作用力： 思维建模 晶体熔、沸点的比较 离子晶体 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（即离子间的作用力就越强），其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl 原子晶体 原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高，如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅 分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S ②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 ③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 ④烷烃的同分异构体，支链越多，对称性强，熔、沸点越低 金属晶体 一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al 异类晶体 一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，如SiO2＞NaCl＞CO2 【变式训练1】（2025·山东菏泽·二模）下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 A． B．晶体硅、碳化硅、金刚石 C． D． 【变式训练2】（2025·山东名校大联考·4月联合检测）下列描述错误的是 A．稳定性： B．熔点：晶体晶体 C．配离子稳定性： D．中心原子杂化轨道的数目： 1．（2025·黑吉辽蒙卷）侯氏制碱法突破西方技术垄断，推动了世界制碱技术的发展，其主要反应为NaCl+。下列有关化学用语或说法正确的是 A．的电子式： B．的空间结构：直线形 C．的晶体类型：离子晶体 D．溶解度： 2．（2025·陕晋青宁卷）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．和B均为杂化 C．晶体中与最近且距离相等的有6个 D．和B的最短距离为 3．（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 4．（2025·黑吉辽蒙卷）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．与W最近且等距的O有6个 B．x增大时，W的平均价态升高 C．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同 5．（2025·湖北卷）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 6．（2024·天津卷）我国学者在碳化硅表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 7．（2024·贵州卷）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[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 8．（2024·甘肃卷）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是 A．电负性： B．单质是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3 9．（2024·山东卷）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 10．（2025·山东卷）（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)。 ①晶胞中原子的半径为 。 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。 11．（2024·全国甲卷）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： （5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。 12．（2024·山东卷）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： （2）如某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$