第3章 晶体结构与性质（复习讲义）化学沪科版选择性必修2

该高中化学复习讲义系统梳理了晶体结构与性质的知识体系，通过表格对比晶体与非晶体的差异、四种晶体类型的构成粒子及性质，结合晶胞结构图、典型晶体模型图呈现知识脉络，突出晶胞计算、晶体类型判断等重难点及“结构决定性质”的内在联系。 讲义亮点在于分层练习设计与方法指导，基础应用聚焦晶体类型判断等基础题型，能力提升设置晶胞密度计算等综合题，结合NaCl晶胞配位数分析等例题培养科学思维与化学观念，帮助不同层次学生掌握方法，支持教师实施精准化复习教学。

第三章 晶体结构与性质 复习讲义 复习目标 1．了解物质的常见聚集状态及特点、晶体与非晶体的区别和鉴别。能结合实验现象说出晶体与非晶体的区别。能从晶体的微观结构说明同类晶体的共性和不同类晶体性质差异的原因，描述晶体结构中微粒排列的周期性规律。 2．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法，知道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。能联系物质的组成和结构解释各类晶体结构中微粒间作用（金属键、离子键、共价 键和分子间作用力等）的特征和实质，并运用各类晶体模型预测晶体的物理性质，形成“结构决定性质”的观念。 3．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。知道晶体 X 射线衍射分析在测定物质结构和分子空间结构中的作用，感受物质结构的研究及其理论发展对化学学科发展的贡献。 重点和难点 重点：常见晶体（金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体）的类型判断和性质比较。 难点：常见晶胞的分析和计算。 █知识点一 晶体的特性 1．物质的聚集状态 （1）物质三态间的相互转化： ①物质的三态变化是 变化，变化时，克服 或者破坏 ，但不会有新的化学键形成。 ②凝固、凝华和液化的过程均 热量，融化、升华和汽化的过程均 热量，但它们都不属于反应热。 （2）物质的聚集状态：物质的聚集状态除了 、 、 外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。 【知识拓展】 （1）等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈 的气态物质。等离子体是一种特殊的 ，存在于我们周围。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。 （2）液晶：介于 之间的物质状态。 2．晶体与非晶体 （1）晶体： ①概念：把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈 有序排列的 物质称为晶体。常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。 ②分类：根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为 晶体、 晶体、 晶体和金属晶体。 （2）非晶体：把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈 状态的 物质呈非晶体。常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。 （3）晶体与非晶体的本质差异： 自范性 微观结构 晶体 原子在三维空间里呈 排列 非晶体 原子排列相对 说明 宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无 ，而规则的集合外形是微粒结晶时 形成的，并非人为加工雕琢。 （3）晶体的特性： ①自范性：晶体能 呈现 外形的性质。形成条件是晶体 适当。其本质原因是晶体中粒子在 里呈现 排列。 ②各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的 。 ③晶体有固定的 。 ④外形和内部质点排列的高度 。 ⑤X射线衍射：晶体能使X射线 ，而非晶体对X射线只能产生 。 （4）获得晶体的途径： ① 物质凝固。但凝固速率适当，若凝固速率过快，会得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。 ② 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 ③ 从溶液中析出。 【特别提醒】晶体与非晶体的比较： 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子 排列 粒子排列相对 性质 特征 自范性 熔点 各向异性 鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的 或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行 实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 3．晶胞及计算 （1）晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的 。晶胞是晶体中最小的重复结构单元。 （2）晶胞的结构：常规的晶胞都是 体（图1），晶体可以看作是数量巨大的晶胞 而成（图2）。 图1 图2 ①“无隙”：相邻晶胞之间没有任何 。 ②“并置”：所有晶胞都是 排列的，取向 。 ③所有晶胞的 及其内部的 、 及 是完全相同的。 （3）晶胞中粒子数目的计算（均摊法）： ①平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。 a．晶胞的顶角原子是 个晶胞共用，每个微粒有 属于该晶胞。 b．晶胞棱上的原子是 个晶胞共用，每个微粒有 属于该晶胞。 c．晶胞面上的原子是 个晶胞共用，每个微粒有 属于该晶胞。 d．处于晶胞内部的微粒，则 该晶胞。 如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为 。 铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图 ②非平行六面体形晶胞中微粒数的计算：非平行六面体形晶胞中微粒数的计算方法要根据具体情况而定。如计算六方晶胞中的微粒数： a．处于顶点的微粒，为 个晶胞共用，每个微粒有 属于该晶胞。 b．处于面心的微粒，为 个晶胞共用，每个微粒有 属于该晶胞。 c．处于晶胞棱上的微粒，为 个晶胞共用，每个微粒有 属于该晶胞。 d．处于体内的微粒， 该晶胞。如下图，六方晶胞中所含的微粒数为 。 （4）几种晶胞中原子数目的确定。下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为 、 、 、 。 钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图 ① 所有晶胞都是平行六面体，有的晶胞呈六棱柱形。 ②由晶胞构成的晶体，其化学式 表示一个分子中原子的数目，只表示每个晶胞中各类原子的 。 【特别提醒】关于晶体与非晶体的认识 （1）同一物质 是晶体， 是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 （2）有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体， 是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 （3）具有固定组成的物质 是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 （4）晶体 都有规则的几何外形，如玛瑙。 效果检测 1．下列关于物质的聚集状态的说法正确的是 A．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 B．气态和液态物质一定是由分子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，但不具有各向异性 D．等离子体具有良好的导电性和流动性 2．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．晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角 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 █知识点二 金属晶体 1．金属键 （1）定义：金属单质晶体中 与 之间强烈的相互作用。 （2）成键粒子： 和 。 （3）成键条件： 或 。 （4）成键本质：电子气理论：金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把 维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。 （5）特征：自由电子不属于某个特定的金属阳离子，即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子，但都不可能独占某个或某几个自由电子在整块金属中自由移动。金属键既没有 性，也没有 性。 （6）金属键的强弱比较：一般来说，金属键的强弱主要取决于金属元素原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键 ；原子半径越小，价电子数越多，金属键 。 （7）金属键对物质性质的影响：金属键越强，晶体的熔、沸点 ，晶体的硬度 。 2．金属晶体 （1）定义：通过金属离子与 之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。 （2）金属晶体的主要性质： ①金属晶体一般具有金属光泽、良好的 性、 性和 性等。 ②熔、沸点：金属键越强，熔、沸点 。同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点 ；同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点 。 ③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点 。 ④金属晶体熔点差别很大，如 常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。 （3）用电子气理论解释金属的物理性质： ①导电性—— 定向移动形成电流。金属晶体中存在许多自由电子，这些自由电子的运动是 方向性的，但在外加电场的作用下，自由电子就会发生 移动形成电流，所以金属容易导电。 ②导热性——自由电子与 发生碰撞后的能量变换。自由电子在运动时与金属原子碰撞而引起 的交换，从而使能量从温度 的部分传到温度 的部分，使整块金属达到相同的温度。 ③延展性——离子层 改变而与电子气的作用 。大多数金属具有较好的延展性，与金属离子和自由电子之间的较强作用有关。当金属受到外力时，晶体中的各离子层就会发生 ，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后，相互作用 被破坏，金属虽然发生了形变但不会导致断裂。 ④颜色/光泽——自由电子吸收所有频率光释放 光。由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽，金属能反射 的光而具有光泽。 【特别提醒】 （1）在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，晶体中有阳离子 有阴离子，若有阴离子，则 有阳离子。 （2）金属单质或合金的晶体（晶体锗、灰锡除外）属于 晶体。 （3）金属在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列 ，吸收可见光后 ，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。 效果检测 1．下列有关金属的说法正确的是 A．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子 B．金属导电的实质是金属正离子在外电场作用下的定向移动 C．金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强 D．金属晶体的堆积方式会影响金属的性质 2．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 █知识点三 离子晶体 1．离子键 （1）定义：在离子化合物中，由 之间通过静电相互作用所形成的化学键叫做离子键。 （2）构成粒子： 和 。 （3）特征： 饱和性和方向性。通常情况下，阴、阳离子可以看成是 对称的，其电荷分布也是 对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个异电性离子。因此，离子键没有方向性和饱和性。 （4）形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于 ，即 （如ⅠA、ⅡA族）元素和 （如VIA、VIIA族）元素。 （5）影响因素：离子 和离子所带的 会影响离子键的强弱。一般来说，离子半径越小，离子所带的电荷数越大，离子键就 。 （6）配位数：一个离子周围 离子的数目。 2．离子晶体 （1）定义： 通过 以各种方式在空间呈现一定的、有规则的排列形成的晶体。 （2）特点： ①离子晶体中 含有离子键， 含有共价键和氢键等，如CuSO4·H2O。 ②离子晶体中，每个负（正）离子周围排列的带相反电荷的离子的数目是 的。 （3）离子晶体的性质： 性质 原因 熔、沸点 离子晶体中有较强的离子键，熔化或汽化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的 和 。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高 硬度 。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎 导电性 ，但熔融或溶于水后 。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子 自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体 导电。 当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为 的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而 。 离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电。 溶解性 大多数离子晶体易溶于 溶剂(如水)中，难溶于 溶剂中。离子晶体溶入水中，可变成在水中 的离子（水合离子）。 延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力 导致不稳定，所以离子晶体 延展性 【特别提醒】离子晶体中的“不一定” （1）离子晶体中 都含有金属元素，如NH4NO3晶体。 （2）离子晶体的熔点 低于原子晶体，如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。 （3）离子晶体中除含离子键外 不含其他化学键，如CH3COONH4中除含离子键外，还含有共价键、配位键。 （4）由金属元素和非金属元素组成的晶体 是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。 （5）含有正离子的晶体 是离子晶体，也可能是金属晶体。 （6）离子晶体中 不含分子，如CuSO4·5H2O晶体。 3．几种常见离子晶体 晶体类型 NaCl CsCl CaF2 晶胞 阳离子的配位数 阴离子的配位数 晶胞中所含离子数 效果检测 1．下列叙述正确的是 A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键 B．金属元素与非金属元素化合时，一定形成离子键 C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D．NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，可以说明离子键有饱和性 2．下列有关说法不正确的是 A．四水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12 █知识点四 共价晶体 1．定义：所有原子都以 键相互结合形成共价三维骨架结构的晶体叫共价晶体。 2．结构特点 （1）构成微粒： 。共价晶体的化学式不表示其实际组成，只表示其组成的 。 （2）微粒间作用力： 。共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体 是共价晶体，熔化时被破坏的作用力是 。 （3）结构特征： ①晶体中 共价键，原子间全部通过共价键相结合。晶体中原子 密堆积原则。 ②三维 结构，不存在单个分子，是一个“巨分子”，又称 晶体。 3．常见的共价晶体 物质种类 实例 某些 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等 某些 二氧化硅(SiO2)等 极少数 刚玉(ɑ-Al2O3) 4．物理性质 （1）熔点 ：共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须 ，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能 ，晶体的熔点 。 （2）硬度 ：共价键三维骨架结构决定了共价晶体的硬度，如金刚石是天然存在的 的物质。 （3）一般 导电，但晶体硅、锗是半导体，且 溶于一般的溶剂。 （4）实例：在金刚石、碳化硅、晶体硅中，原子半径C<Si，则键长C-C<C-Si<Si-Si，键能C-C>C-Si>Si-Si，故熔点金刚石 碳化硅 晶体硅。 5．几种常见共价晶体 （1）金刚石： 金刚石晶体结构、键角和晶胞示意图 晶体结构模型 键角为109°28′ 金刚石的晶胞 原子半径与边长的关系：a=8r ①成键特征：每个碳原子都采取 杂化，每个碳原子与相邻的4个碳原子形成 个共价键，键长 ，键角为 ，每个碳原子的配位数为 。碳原子的个数与C—C键数比为 。 ②结构特征：每个碳原子均与相邻的4个碳原子构成 体，向空间无限延伸得到立体网状结构的晶体。最小碳环由 个碳原子组成，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，但最小环上有 个碳原子在同一平面内。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。 ③晶胞：每个金刚石晶胞中有 个碳原子。 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)。 （2）二氧化硅晶体： SiO2的晶体结构模型 SiO2的晶胞 ①SiO2晶体中最小的环为 元环，最小的环有 个硅原子和 个氧原子。 ②SiO2晶体中，每个Si原子与 个O原子结合，Si在正四面体的 ，O在正四面体的 ，每个O原子为 个正四面体共有，正四面体内O－Si－O夹角为 ，而正四面体之间Si－O－Si夹角为104°30′。 ③每个硅原子都采取 杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为 ，每个SiO2晶胞中含有 个Si原子，含有 个O原子。 ④每个Si原子被 个十二元环共用，每个O原子被 个十二元环共用。 ⑤Si与Si—O共价键之比为 ，1mol Si O2晶体中有 mol共价键。 ⑥密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)。 （3）SiC晶体（BN）晶体： SiC晶胞 ①碳、硅原子都采取 杂化，C—Si键角为 ②每个硅(碳)原子与周围紧邻的 个碳(硅)原子以共价键结合成 体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ③最小碳环由 个原子组成且不在同一平面内，其中包括 个C原子和 个Si原子 ④每个SiC晶胞中含有 个C原子和 个Si原子 ⑤若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a= ⑥密度：ρ(SiC)＝ 6．几共价晶体的判断方法 （1）依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成共价晶体的微粒是 ，微粒间的作用力是 。 （2）依据晶体的熔点判断：共价晶体的熔点 ，常在 以上。 （3）依据晶体的导电性判断：共价晶体多数为 ，但晶体Si、晶体Ge为 。 （4）依据晶体的硬度和机械性能判断：共价晶体硬度 。 （5）依据物质的分类判断：常见的单质类共价晶体有 等；常见的化合物类共价晶体有 等。 （6）根据溶解性判断：共价晶体一般 任何溶剂。 效果检测 1．下列有关共价晶体的叙述不正确的是 A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体 B．含1molC的金刚石中C-C键数目是2NA，晶体中Si-O键数目是4NA C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式 2．最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是 A．该晶体是共价晶体 B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2 C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2 D．该晶体中最小的环由12个原子构成 █知识点五 分子晶体 1．定义：分子间通过 结合形成的晶体称为分子晶体。非金属单质、非金属的氢化物等无机物以及多数有机化合物形成的晶体大都属于分子晶体。 2．结构特征： 分子非密堆积 分子密堆积 微粒间作用力 空间特点 每个分子周围紧邻的分子数 12，空间利用率 通常每个分子周围有 个紧邻的分子 举例 HF、NH3、冰 C60、干冰、I2、O2 3．性质特征 （1）分子晶体在熔化时，破坏的只是 ，所以只需要外界提供较少的能量。因此，分子晶体的熔点通常 ，硬度也 ，有较强的挥发性。 （2）一般来说，分子间作用力 方向性，也使得分子在堆积时，会尽可能利用空间并采取紧密堆积方式，但是，分子的 、 以及分子间是否存在具有方向性的 等，都会影响分子的堆积方式和结构型式。 （3）熔、沸点比较方法：较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较 (包括范德华力和氢键)的大小。 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力 ，熔、沸点 。如O2>N2，HI>HBr>HCl。 ②相对分子质量相等或相近时， 分子的范德华力大，熔、沸点 ，如CO N2。 ③能形成氢键的物质，熔、沸点 。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 ④烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点 ，如C2H6>CH4， C2H5Cl>CH3Cl， CH3COOH>HCOOH。 ⑤在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点 ，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；芳香化合物苯环上的同分异构体一般按照“邻位>间位>对位”的顺序。 4．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实　例 非金属氢化物 H2O、NH3、CH4、H2S、HCl等 非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、C60 、稀有气体等 非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 5．几种常见分子晶体 （1）冰晶体： ①结构：冰晶体中，水分子间主要通过 形成晶体。由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围 个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有 个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以 结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。 ②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子 密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率 ，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而 ，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度逐渐 。 （2）干冰： ①结构：固态 称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C==O共价键，分子间存在 。②晶胞：CO2的晶胞呈 形，晶胞的每个顶点有1个CO2分子，每个面的中心上也有1个CO2分子，每个晶胞中有 个CO2分子。每个CO2分子与 个CO2分子等距离相邻(如图所示)。 　 ③性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰 ，在常压下极易 ，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的 。 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 6．分子晶体的判断方法 （1）依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成分子晶体的微粒是 ，微粒间的作用力是 。 （2）依据晶体的熔点判断：分子晶体熔点 ，常在数百度以下甚至更低温度。 （3）依据晶体的导电性判断：分子晶体为 ，但部分分子晶体溶于水后 导电，如HCl。 （4）依据晶体的硬度和机械性能判断：分子晶体硬度 。 （5）依据物质的分类判断：大多数 单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、 、 (除SiO2外)、几乎所有的 、绝大多数 (除有机盐外)是分子晶体。 （6）依据挥发性判断：一般 挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。 （7）根据溶解性判断：分子晶体的溶解性遵循“ ”规律。 【特别提醒】分子晶体与共价晶体比较 晶体类型 分子晶体 原子晶体 结 构 构成晶体粒子 粒子间的作用力 性 质 硬度 溶、沸点 导电 固态和熔融状态都 导电，部分溶于水 导电 导电，个别是 溶解性 相似相溶 难溶于常见溶剂 效果检测 1．下列关于晶体的说法中，正确的是 A．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越低 C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 2．下列说法正确的是 A．CH4比SiH4稳定原因：原子半径C<Si，键长C—H<Si—H，键能C—H>Si—H B．CO2、CHCl3、HCHO分子中均一定既有键又有键 C．分子晶体中共价键键能越大，熔点和沸点越高 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 █知识点六 过渡型晶体和混合型晶体 1．过渡型晶体 （1）四类典型的晶体： 。 （2）过渡晶体：介于 晶体之间的晶体。如几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数： 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 表中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 晶体与 晶体之间的过渡晶体。 （3）偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的 晶体接近，因而通常当作 晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作 晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2．混合型晶体 （1）概念：向石墨这样的晶体，既有 ，又有 ，同时存在类似 的作用力，兼具有 晶体、 晶体、 晶体特征的晶体叫混合型晶体。 （2）晶体模型 石墨结构中未参与杂化的p轨道 （3）结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取 杂化，以 键(σ键)结合，形成平面 元并环结构。 ②石墨是层状结构，层与层之间 化学键，是靠 维系。 ③石墨的二维结构内，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 于碳原子平面。 （4）性质： ①良好的导电性和导热性：石墨晶体中，形成 键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属中的自由电子，类似金属键的性质，所以石墨 导电、导热，并且沿层的平行方向导电性 ，这也是晶体 的表现。 ②润滑性：石墨层间为范德华力，结合力 ，层与层间可以相对滑动，使之具有润滑性。因而可用作 等 3．晶体结构的测定——晶体X射线衍射分析 （1）涵义：晶体是个理想的光栅，它能使X­射线产生 。在一定波长的 X 射线照射下，每种晶体物质都会显示出特有的 图像。根据晶体衍射线的方向，可以确定晶胞的 。根据衍射线的强度，可以确定晶胞中原子的 及其在晶胞中的 ，包括分子中化学键的键长、键角和分子在晶胞中的实际排列状况等，从而知道分子的空间结构。 （2）优点：不损伤样品、测量精度高、信息量大等。 （3）应用：常依据能否发生 来区分晶体和非晶体（最科学的区分方法，非晶体物质没有周期性结构，不能使X­射线产生衍射）。 效果检测 1．下列物质的有关叙述正确的是 A．它们的物理性质相同 B．它们充分燃烧后的产物相同 C．石墨能导电故属于金属晶体 D．C60分子中仅含σ键 2．碳元素的单质有多种形式，如图所示，依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： （1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________。 （2）金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。 （3）C60属于________晶体，石墨属于________晶体。 （4）石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。 █考点一 晶体与非晶体及鉴别 【例1】关于晶体的叙述正确的是 A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性 C．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块 D．通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构 【变式1-1】下列关于准晶的说法正确的是 A．准晶和晶体可以通过射线衍射实验加以区别 B．准晶具有良好的导电、导热性 C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶 D．已知的准晶中都含有共价键 【变式1-2】所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是 A． B． C． D． █考点二 金属晶体的结构与性质 【例2】下列关于金属键或金属的性质说法正确的是 ①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的 ②金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 ③第三周期金属元素Na、Mg、Al的沸点依次升高 ④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【变式2-1】有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是 A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积 B．图1~图4分别是简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积 C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4 D．图1~图4堆积方式的空间利用率大小关系是图1<图2<图3=图4 【变式2-2】硒与锌形成的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为apm，若阿伏加德罗常数的值为NA，则下列说法错误的是 A．该晶胞的化学式为 ZnSe B．晶胞中2个Zn原子间的距离为面对角线的一半 C．晶胞中4个Zn原子组成一个正四面体 D．该晶胞的密度为 █考点三 离子晶体的结构、性质及判断 【例3】下列有关离子晶体的说法中正确的是 A．不可能含有共价键 B．可能含有分子 C．一定含有阴、阳离子 D．离子晶体在固态时能导电 【变式3-1】下表所列数据是对应晶体的熔点，据此判断下列选项正确的是 晶体 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 熔点 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的最高价氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 【变式3-2】NiO晶体与NaCl具有相同晶胞结构。在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图所示)，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中。设NA为阿伏加德罗常数的值，O2-半径为r pm。下列说法错误的是 A．Ni位于元素周期表第4周期第Ⅷ族 B．NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数均为6 C．NiO晶胞中八面体空隙与四面体空隙比为1：2 D．该“单分子层”面积密度为 █考点四 共价晶体的结构、性质及判断 【例4】根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是 A．熔点为2 700 ℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点为3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 【变式4-1】我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图，下列说法不正确的是 A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用 B．每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成 D．在晶体中存在石英分子，故能叫分子式 【变式4-2】GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 （1）氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。 （2）GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 Mg/mol， GaN晶体的密度为 g·cm⁻³（只要求列算式，不必计算出结果，1pm=10-10cm） 。 █考点五 分子晶体的结构、性质及判断 【例5】下列叙述正确的是 A．构成分子晶体的微粒一定含有共价键 B．离子晶体中一定只含有离子键 C．同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同 D．熔化时无须破坏化学键的晶体一定是分子晶体 【变式5-1】下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是 A．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子 B．分子晶体中一定存在共价键 C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键 【变式5-2】SO2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SO2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 █考点六 过渡型晶体和混合型晶体 【例6】下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．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 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．石墨晶体属于混合晶体 【变式6-1】碳元素组成的晶体种类繁多，三种常见的单质结构如图所示。下列说法错误的是 A．金刚石中碳原子的配位数为 B．石墨质软是因为层与层之间是范德华力 C．C60晶体属于分子晶体 D．三者互为同分异构体 【变式6-2】黑鳞的晶体结构是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关说法不正确的是 A．黑磷晶体中片层间作用力为范德华力 B．黑磷与白磷均可导电 C．黑磷晶体的熔沸点比白磷高 D．1 mol黑磷晶体中含有1.5 mol P-P键 █考点七 晶体的结构与性质综合 【例7】几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示，下列说法正确的是 A．NaCl中Na+的配位数大于干冰中CO2分子的配位数 B．CO2晶胞中，CO2分子的排列方式只有1种方向 C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为a/2cm D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种混合型晶体 【变式7-1】下列物质的性质变化规律与分子间作用力有关的是 A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅 C．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低 D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 【变式7-2】下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： （1）代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。 （2）代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 （3）代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。 （4）代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。 （5）代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。 （6）已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。 基础应用 1．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是 A．测定熔、沸点 B．观察外形 C．对固体进行X射线衍射 D．通过比较硬度确定 2．下列晶体分类中正确的是 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 A NH4Cl Ar C6H12O6 生铁 B H2SO4 Si S Hg C CH3COONa SiO2 I2 Fe D Ba(OH)2 石墨 普通玻璃 Cu 3．下列说法中，错误的是 A．稀有气体只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 D．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低 4．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．CO2和SiO2 B．NaCl和HCl C．CO2和CS2 D．CCl4和MgCl 5．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是               A．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3 6．下列物质属于分子晶体的是 A．熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电 B．熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电 C．能溶于水，熔点812.8℃，沸点是1446℃ D．熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g/cm3 7．下列关于晶体性质描述正确的是 A．SiO2、NaCl、干冰的熔沸点依次减小 B．自然界中的玻璃、炭黑、蜡状的白磷()等属于非晶体 C．CO2、H2O、C60等分子晶体一个分子周围有12个紧邻的分子，该特征称为分子密堆积 D．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子，因为水分子之间存在氢键，氢键具有饱和性 8．SiO2气凝胶材料疏松多孔，具有三维网状结构，可用于航天器、新能源汽车电池的隔热和阻燃。SiO2气凝胶的结构示意图如下。 下列说法不正确的是 A．SiO2晶体属于共价晶体 B．SiO2晶体具有较高的硬度和熔点 C．SiO2气凝胶材料的密度大于SiO2 晶体的 D．两种物质中均有Si、O原子间的键 9．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列说法不正确的是 A．水分子间存在O―H···O作用力 B．冰中1个水分子通过氢键与4个水分子相连，冰中水分子与氢键的数目之比为1：4 C．冰融化要破坏范德华力和氢键 D．液态水结成冰时的体积变大与氢键具有方向性有关 10．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4 11．下列为碳元素形成的几种同素异形体，有关晶体结构说法正确的是 A．1个金刚石晶胞中含8个C原子，最小的六圆环最多有3个原子共面 B．石墨晶体，C原子与C-C键个数比为1：3，六圆环与C原子数之比为1：6 C．三种晶体中C原子均为sp2杂化，都属于共价晶体，熔点石墨>金刚石>C60 D．C60晶胞属于分子密堆积，每个晶胞中含240个C原子 12．铜和氧形成的一种离子化合物的晶体结构如图所示，设阳离子和阴离子的半径分别为a pm 和b pm。下列相关说法正确的是 A．该化合物的分子式可以表示为Cu2O B．晶体中每个阳离子周围紧邻且距离相等的阳离子个数为12个 C．晶体的密度 D．晶胞沿面对角线的剖面图为 能力提升 13．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 14．下表给出几种物质的熔、沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 712 190 －70 2 300 沸点/℃ 1 413 1 412 182.7 57.6 2 550 判断下列有关说法错误的是 ①MgCl2属于离子晶体 ②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体 ④AlCl3加热能升华 ⑤MgCl2水溶液不能导电 ⑥1 500 ℃时，NaCl可形成气态分子 A．仅⑤ B．④⑥ C．①④ D．②③⑤ 15．(2024·湖北高考真题)黄金按质量分数分级，纯金为。Au-Cu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Au-Cu＜Au-Au D．I、Ⅱ、Ⅲ中，Au和Cu原子个数比依次为1：1、1：3、3：1 16．金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应(金刚石)工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为a cm，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素 B．CCl4、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高 C．若NaCl晶体密度为，则 D．等质量的石墨和金刚石(结构如图2)中，碳碳键数目之比为4∶3 17．砷化镓（GaAs）的晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示，下列说法错误的是 A．Ga、As均属于p区元素 B．图甲中，Ga原子位于As原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 18．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．44g干冰(图丙)中含有NA个晶胞结构单元 B．28g晶体硅(图乙)中含有Si-Si键数目为2NA C．18g冰(图甲)中含键数目为2NA D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含键数目为1.5NA 19．一种由La、O、F三种元素形成的晶体结构的基本单元如图所示。下列说法不正确的是 A．该物质中La的化合价为+3价 B．每个O周围距离相等且最近的La有4个 C．通过X射线衍射实验图谱能计算该晶体中离子间的距离 D．该物质的一种晶胞表示方法中，若顶点位置是F，则O仅位于棱心位置 20．镍能形成多种不同的化合物，图甲是镍的一种配合物的结构，图乙是镍的一种氧化物的晶胞。下列说法正确的是 A．图甲分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键 B．图乙镍的氧化物表示的是，熔点高于金刚石 C．图甲中元素C、N、O的第一电离能大小顺序为 D．图乙中距镍原子最近的镍原子数为12个 21．锡烯的结构与石墨烯结构相似，其俯视图、侧视图如图所示。已知锡烯的导电性只存在于材料的边缘或表面，随着锡烯层数的增加，显示出超导性。下列说法正确的是 a 俯视图 b 俯视图 A．SnO2+2CSn+2CO↑，说明金属性Sn＞C B．锡烯中的Sn与石墨烯中的C的杂化方式相同 C．锡烯层内存在金属键，层间不存在金属键 D．Sn最外层电子逐级电离能存在关系：I5/I4≫ I4/I3 22．以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，FeS2的立方晶胞如图所示。NA代表阿伏加德罗常数，晶胞参数为apm。下列说法错误的是 A．SO3的空间结构为平面三角形 B．FeS2的立方晶胞的密度为 C．FeS2的立方晶胞中，Fe2+紧邻的阴离子个数为8 D．1molFeS2完全反应生成SO2和Fe2O3，有11mol电子发生转移 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 晶体结构与性质 复习讲义 复习目标 1．了解物质的常见聚集状态及特点、晶体与非晶体的区别和鉴别。能结合实验现象说出晶体与非晶体的区别。能从晶体的微观结构说明同类晶体的共性和不同类晶体性质差异的原因，描述晶体结构中微粒排列的周期性规律。 2．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法，知道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。能联系物质的组成和结构解释各类晶体结构中微粒间作用（金属键、离子键、共价 键和分子间作用力等）的特征和实质，并运用各类晶体模型预测晶体的物理性质，形成“结构决定性质”的观念。 3．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。知道晶体 X 射线衍射分析在测定物质结构和分子空间结构中的作用，感受物质结构的研究及其理论发展对化学学科发展的贡献。 重点和难点 重点：常见晶体（金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体）的类型判断和性质比较。 难点：常见晶胞的分析和计算。 █知识点一 晶体的特性 1．物质的聚集状态 （1）物质三态间的相互转化： ①物质的三态变化是物理变化，变化时，克服分子间作用力或者破坏化学键，但不会有新的化学键形成。 ②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，融化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。 （2）物质的聚集状态：物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。 【知识拓展】 （1）等离子体：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。等离子体是一种特殊的气体，存在于我们周围。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。 （2）液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。 2．晶体与非晶体 （1）晶体： ①概念：把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶体。常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。 ②分类：根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。 （2）非晶体：把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈相对无序状态的固体物质呈非晶体。常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。 （3）晶体与非晶体的本质差异： 自范性 微观结构 晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 没有 原子排列相对无序 说明 宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无规则的几何外形，而规则的集合外形是微粒结晶时自发形成的，并非人为加工雕琢。 （3）晶体的特性： ①自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。形成条件是晶体生长的速率适当。其本质原因是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。 ②各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异。 ③晶体有固定的熔点。 ④外形和内部质点排列的高度有序性。 ⑤X射线衍射：晶体能使X射线衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。 （4）获得晶体的途径： ①熔融态物质凝固。但凝固速率适当，若凝固速率过快，会得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。 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。 【特别提醒】晶体与非晶体的比较： 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质 特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X－射线衍射实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 3．晶胞及计算 （1）晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞是晶体中最小的重复结构单元。 （2）晶胞的结构：常规的晶胞都是平行六面体（图1），晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成（图2）。 图1 图2 ①“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 ③所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 （3）晶胞中粒子数目的计算（均摊法）： ①平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。 a．晶胞的顶角原子是8个晶胞共用，每个微粒有1/8属于该晶胞。 b．晶胞棱上的原子是4个晶胞共用，每个微粒有1/4属于该晶胞。 c．晶胞面上的原子是2个晶胞共用，每个微粒有1/2属于该晶胞。 d．处于晶胞内部的微粒，则完全属于该晶胞。 如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×＋6×＝4。 铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图 ②非平行六面体形晶胞中微粒数的计算：非平行六面体形晶胞中微粒数的计算方法要根据具体情况而定。如计算六方晶胞中的微粒数： a．处于顶点的微粒，为6个晶胞共用，每个微粒有1/6 属于该晶胞。 b．处于面心的微粒，为2个晶胞共用，每个微粒有1/2属于该晶胞。 c．处于晶胞棱上的微粒，为6个晶胞共用，每个微粒有1/3属于该晶胞。 d．处于体内的微粒，完全属于该晶胞。如下图，六方晶胞中所含的微粒数为12×＋3＋2×＝6。 （4）几种晶胞中原子数目的确定。下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。 钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图 ①不是所有晶胞都是平行六面体，有的晶胞呈六棱柱形。 ②由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中原子的数目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。 （5）晶体结构的测定： ①测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 ②由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。 【特别提醒】关于晶体与非晶体的认识 （1）同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 （2）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，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 （3）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。 （4）晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 效果检测 1．下列关于物质的聚集状态的说法正确的是 A．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 B．气态和液态物质一定是由分子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，但不具有各向异性 D．等离子体具有良好的导电性和流动性 【答案】D 【解析】A项，晶体与非晶体的根本区别在于粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列，有规则的几何外形的物质不一定是晶体，比如：玻璃，故A错误；B项，常温下，金属汞为液态，由汞原子构成，故B错误；C项，液晶不像普通物质直接由固态晶体熔化成液体，而是经过一个既像晶体又似液体的中间状态，同时它还具有液体和晶体的某些性质。液晶的最大特点是：既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，故C错误；D项，等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质，具有良好的导电性和流动性，故D正确；故选D。 2．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．晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角 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，通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，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。 █知识点二 金属晶体 1．金属键 （1）定义：金属单质晶体中金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。 （2）成键粒子：金属阳离子和自由电子。 （3）成键条件：金属单质或合金。 （4）成键本质：电子气理论：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”。 （5）特征：自由电子不属于某个特定的金属阳离子，即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子，但都不可能独占某个或某几个自由电子在整块金属中自由移动。金属键既没有方向性，也没有饱和性。 （6）金属键的强弱比较：一般来说，金属键的强弱主要取决于金属元素原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 （7）金属键对物质性质的影响：金属键越强，晶体的熔、沸点越高，晶体的硬度越大。 2．金属晶体 （1）定义：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。 （2）金属晶体的主要性质： ①金属晶体一般具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等。 ②熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高；同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。 ③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。 ④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。 （3）用电子气理论解释金属的物理性质： ①导电性——自由电子定向移动形成电流。金属晶体中存在许多自由电子，这些自由电子的运动是没有方向性的，但在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动形成电流，所以金属容易导电。 ②导热性——自由电子与金属原子发生碰撞后的能量变换。自由电子在运动时与金属原子碰撞而引起能量的交换，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。 ③延展性——离子层位置改变而与电子气的作用保持。大多数金属具有较好的延展性，与金属离子和自由电子之间的较强作用有关。当金属受到外力时，晶体中的各离子层就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后，相互作用没有被破坏，金属虽然发生了形变但不会导致断裂。 ④颜色/光泽——自由电子吸收所有频率光释放一定频率光。由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽，金属能反射照射到其表面的光而具有光泽。 【特别提醒】 （1）在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，晶体中有阳离子不一定有阴离子，若有阴离子，则一定有阳离子。 （2）金属单质或合金的晶体（晶体锗、灰锡除外）属于金属晶体。 （3）金属在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。 效果检测 1．下列有关金属的说法正确的是 A．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子 B．金属导电的实质是金属正离子在外电场作用下的定向移动 C．金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强 D．金属晶体的堆积方式会影响金属的性质 【答案】D 【解析】A． 因金属的最外层电子受原子核的吸引力小，则金属原子中的最外层电子在金属晶体中为自由电子，而不是所有的核外电子，A错误；B． 金属导电的实质是在外电场作用下自由电子定向移动而产生电流的结果，B错误；C． 金属原子在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，C错误；D． 金属晶体中原子的堆积方式会影响金属的性质，如延展性，D正确；故选D。 2．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 【答案】D 【解析】A项，铁在周期表中位于第四周期第VIII族，不是第VIIIB族，故A错误；B项，在两种晶胞中，每个Fe原子周围与之距离相等且最近的Fe原子个数分别为8、12，故B错误；C项，若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，ɑ-Fe晶胞是体心立方堆积，体对角线是4个半径，因此Fe原子半径r=bpm，故C错误；D项，若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，β-Fe是面心立方最密堆积，面对角线是4个半径，即为2apm，则晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是，故D正确。故选D。 █知识点三 离子晶体 1．离子键 （1）定义：在离子化合物中，由正、负离子之间通过静电相互作用所形成的化学键叫做离子键。 （2）构成粒子：正离子和负离子。 （3）特征：没有饱和性和方向性。通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个异电性离子。因此，离子键没有方向性和饱和性。 （4）形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7，即活泼的金属（如ⅠA、ⅡA族）元素和活泼的非金属（如VIA、VIIA族）元素。 （5）影响因素：离子半径和离子所带的电荷会影响离子键的强弱。一般来说，离子半径越小，离子所带的电荷数越大，离子键就越强。 （6）配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。 2．离子晶体 （1）定义：正、负离子通过离子键以各种方式在空间呈现一定的、有规则的排列形成的晶体。 （2）特点： ①离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键和氢键等，如CuSO4·H2O。 ②离子晶体中，每个负（正）离子周围排列的带相反电荷的离子的数目是固定的。 （3）离子晶体的性质： 性质 原因 熔、沸点 离子晶体中有较强的离子键，熔化或汽化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高 硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎 导电性 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。 当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。 离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电。 溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂中。离子晶体溶入水中，可变成在水中自由移动的离子（水合离子）。 延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性 【特别提醒】离子晶体中的“不一定” （1）离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4NO3晶体。 （2）离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO的熔点(2 800 ℃)高于SiO2的熔点(1 600 ℃)。 （3）离子晶体中除含离子键外不一定不含其他化学键，如CH3COONH4中除含离子键外，还含有共价键、配位键。 （4）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是分子晶体。 （5）含有正离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。 （6）离子晶体中不一定不含分子，如CuSO4·5H2O晶体。 3．几种常见离子晶体 晶体类型 NaCl CsCl CaF2 晶胞 阳离子的配位数 6 8 8 阴离子的配位数 6 8 4 晶胞中所含离子数 Cl－4、Na＋4 Cs＋1、Cl－1 Ca2＋4、F－8 效果检测 1．下列叙述正确的是 A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键 B．金属元素与非金属元素化合时，一定形成离子键 C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D．NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，可以说明离子键有饱和性 【答案】C 【解析】离子键包括阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力两个方面，A项错误；金属与非金属元素的电负性相差小于1.7时往往形成共价键，如Al与Cl、Be与Cl(AlCl3、BeCl2是共价化合物)等，B项错误；氢原子最外层只有一个电子，HX中的化学键均为共价键，C项正确；离子键没有饱和性和方向性，I项错误。 2．下列有关说法不正确的是 A．四水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋ C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动 D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12 【答案】C 【解析】A项，四水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，正确；B项，根据均摊法可知，在CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2＋个数为8×＋6×＝4，正确；C项，电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，错误；D项，在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，其周围的原子有同一层上的六个原子和上一层的三个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，正确。 █知识点四 共价晶体 1．定义：所有原子都以共价键相互结合形成共价三维骨架结构的晶体叫共价晶体。 2．结构特点 （1）构成微粒：原子。共价晶体的化学式不表示其实际组成，只表示其组成的原子个数比。 （2）微粒间作用力：共价键。共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体不一定是共价晶体，熔化时被破坏的作用力是共价键。 （3）结构特征： ①晶体中只存在共价键，原子间全部通过共价键相结合。晶体中原子不遵循密堆积原则。 ②三维网状结构，不存在单个分子，是一个“巨分子”，又称原子晶体。 3．常见的共价晶体 物质种类 实例 某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等 某些非金属氧化物 二氧化硅(SiO2)等 极少数金属氧化物 刚玉(ɑ-Al2O3) 4．物理性质 （1）熔点很高：共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 （2）硬度很大：共价键三维骨架结构决定了共价晶体的硬度，如金刚石是天然存在的最硬的物质。 （3）一般不导电，但晶体硅、锗是半导体，且难溶于一般的溶剂。 （4）实例：在金刚石、碳化硅、晶体硅中，原子半径C<Si，则键长C-C<C-Si<Si-Si，键能C-C>C-Si>Si-Si，故熔点金刚石>碳化硅>晶体硅。 5．几种常见共价晶体 （1）金刚石： 金刚石晶体结构、键角和晶胞示意图 晶体结构模型 键角为109°28′ 金刚石的晶胞 原子半径与边长的关系：a=8r ①成键特征：每个碳原子都采取sp3杂化，每个碳原子与相邻的4个碳原子形成4个共价键，键长相等，键角为109°28’，每个碳原子的配位数为4。碳原子的个数与C—C键数比为1∶2。 ②结构特征：每个碳原子均与相邻的4个碳原子构成正四面体，向空间无限延伸得到立体网状结构的晶体。最小碳环由6个碳原子组成，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，但最小环上有4个碳原子在同一平面内。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1/2个碳原子。 ③晶胞：每个金刚石晶胞中有8×＋6×＋4＝8个碳原子。 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)。 （2）二氧化硅晶体： SiO2的晶体结构模型 SiO2的晶胞 ①SiO2晶体中最小的环为12元环，最小的环有6个硅原子和6个氧原子。 ②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子结合，Si在正四面体的中心，O在正四面体的顶点，每个O原子为两个正四面体共有，正四面体内O－Si－O夹角为109°28′，而正四面体之间Si－O－Si夹角为104°30′。 ③每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为1∶2，每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子。 ④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。 ⑤Si与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2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)。 （3）SiC晶体（BN）晶体： SiC晶胞 ①碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′ ②每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ③最小碳环由6个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子 ④每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子 ⑤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 ⑥密度：ρ(SiC)＝ 6．几共价晶体的判断方法 （1）依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。 （2）依据晶体的熔点判断：共价晶体的熔点高，常在1 000 ℃以上。 （3）依据晶体的导电性判断：共价晶体多数为非导体，但晶体Si、晶体Ge为半导体。 （4）依据晶体的硬度和机械性能判断：共价晶体硬度大。 （5）依据物质的分类判断：常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的化合物类共价晶体有碳化硅、二氧化硅等。 （6）根据溶解性判断：共价晶体一般不溶于任何溶剂。 效果检测 1．下列有关共价晶体的叙述不正确的是 A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体 B．含1molC的金刚石中C-C键数目是2NA，晶体中Si-O键数目是4NA C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式 【答案】C 【解析】A．金刚石是1个中心C原子连接4个C原子，二氧化硅是1个中心Si原子连接4个O原子，均为正四面体，A项正确；B．金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C—C键，这个C原子对每个单键的贡献只有1/2，所以1molC原子形成的C—C键为4mol×1/2=2mol，而SiO2晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si—O键，则1molSiO2晶体中Si—O键为4mol，B项正确；C．干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，C项错误；D．共价晶体的构成微粒是原子不是分子，D项正确。选C。 2．最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是 A．该晶体是共价晶体 B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2 C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2 D．该晶体中最小的环由12个原子构成 【答案】C 【解析】该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于共价晶体，A项正确；晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为1∶2，B项正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O共价键，所以C原子与C—O数目之比为1∶4，C项错误；该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D项正确。 █知识点五 分子晶体 1．定义：分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。非金属单质、非金属的氢化物等无机物以及多数有机化合物形成的晶体大都属于分子晶体。 2．结构特征： 分子非密堆积 分子密堆积 微粒间作用力 范德华力和氢键 范德华力 空间特点 每个分子周围紧邻的分子数小于12，空间利用率不高 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 举例 HF、NH3、冰 C60、干冰、I2、O2 3．性质特征 （1）分子晶体在熔化时，破坏的只是分子间作用力，所以只需要外界提供较少的能量。因此，分子晶体的熔点通常较低，硬度也较小，有较强的挥发性。 （2）一般来说，分子间作用力无方向性，也使得分子在堆积时，会尽可能利用空间并采取紧密堆积方式，但是，分子的形状、极性以及分子间是否存在具有方向性的氢键等，都会影响分子的堆积方式和结构型式。 （3）熔、沸点比较方法：较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(包括范德华力和氢键)的大小。 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。 ②相对分子质量相等或相近时，极性分子的范德华力大，熔、沸点高，如CO>N2。 ③能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 ④烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6>CH4， C2H5Cl>CH3Cl， CH3COOH>HCOOH。 ⑤在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；芳香化合物苯环上的同分异构体一般按照“邻位>间位>对位”的顺序。 4．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实　例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4、H2S、HCl等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、C60 、稀有气体等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 5．几种常见分子晶体 （1）冰晶体： ①结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有四个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。 ②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度逐渐减小。 （2）干冰： ①结构：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C==O共价键，分子间存在范德华力。②晶胞：CO2的晶胞呈面心立方体形，晶胞的每个顶点有1个CO2分子，每个面的中心上也有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子。每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻(如图所示)。 　 ③性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高。 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 6．分子晶体的判断方法 （1）依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 （2）依据晶体的熔点判断：分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。 （3）依据晶体的导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。 （4）依据晶体的硬度和机械性能判断：分子晶体硬度小且较脆。 （5）依据物质的分类判断：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 （6）依据挥发性判断：一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。 （7）根据溶解性判断：分子晶体的溶解性遵循“相似相溶”规律。 【特别提醒】分子晶体与共价晶体比较 晶体类型 分子晶体 原子晶体 结 构 构成晶体粒子 分子 原子 粒子间的作用力 分子间作用力 共价键 性 质 硬度 较小 较大 溶、沸点 较低 很高 导电 固态和熔融状态都不导电，部分溶于水能导电 不导电，个别是半导体 溶解性 相似相溶 难溶于常见溶剂 效果检测 1．下列关于晶体的说法中，正确的是 A．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越低 C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 【答案】A 【解析】A．硬度是衡量固体软硬程度的指标，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，故可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制，A正确；B．共价晶体中，共价键的键能越大，破坏共价键所需的能量越大，该晶体的熔点越高，B不正确；C．分子晶体熔化或沸腾时，只改变分子间的距离，不需要破坏分子内的共价键，所以该晶体的熔沸点高低与键能无关，C不正确；D．分子晶体中，物质的稳定性与分子内原子间的共价键有关，与分子间作用力无关，D不正确；故选B。 2．下列说法正确的是 A．CH4比SiH4稳定原因：原子半径C<Si，键长C—H<Si—H，键能C—H>Si—H B．CO2、CHCl3、HCHO分子中均一定既有键又有键 C．分子晶体中共价键键能越大，熔点和沸点越高 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 【答案】A 【解析】A．同主族元素，从上到下原子半径依次增大、非金属性依次减弱、电负性依次减小，则最简单氢化物中键长C—H<Si—H，键能C—H>Si—H，则共价键C—H>Si—H，最简单氢化物分子中共价键越强，氢化物越稳定，所以甲烷比硅烷稳定，故A正确；B．三氯甲烷分子中碳原子为饱和碳原子，分子中只含有σ键，不含有π键，故B错误；C．分子晶体的构成微粒为分子，分子的分子间作用力越大，熔点和沸点越高，故C错误；D．三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化；三聚三氧化硫分子中硫原子形成4个键，杂化方式为sp3杂化，所以两种形式中硫原子的杂化轨道类型不同，故D错误；故选A。 █知识点六 过渡型晶体和混合型晶体 1．过渡型晶体 （1）四类典型的晶体：分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。如几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数： 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 表中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。 （3）偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2．混合型晶体 （1）概念：向石墨这样的晶体，既有共价键，又有范德华力，同时存在类似金属键的作用力，兼具有共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体叫混合型晶体。 （2）晶体模型 石墨结构中未参与杂化的p轨道 （3）结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②石墨是层状结构，层与层之间不存在化学键，是靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，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）性质： ①良好的导电性和导热性：石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属中的自由电子，类似金属键的性质，所以石墨能导电、导热，并且沿层的平行方向导电性强，这也是晶体各向异性的表现。 ②润滑性：石墨层间为范德华力，结合力弱，层与层间可以相对滑动，使之具有润滑性。因而可用作润滑剂、铅笔芯等 3．晶体结构的测定——晶体X射线衍射分析 （1）涵义：晶体是个理想的光栅，它能使X­射线产生衍射。在一定波长的 X 射线照射下，每种晶体物质都会显示出特有的衍射图像。根据晶体衍射线的方向，可以确定晶胞的大小和形状。根据衍射线的强度，可以确定晶胞中原子的种类及其在晶胞中的位置排列，包括分子中化学键的键长、键角和分子在晶胞中的实际排列状况等，从而知道分子的空间结构。 （2）优点：不损伤样品、测量精度高、信息量大等。 （3）应用：常依据能否发生X­射线衍射来区分晶体和非晶体（最科学的区分方法，非晶体物质没有周期性结构，不能使X­射线产生衍射）。 效果检测 1．下列物质的有关叙述正确的是 A．它们的物理性质相同 B．它们充分燃烧后的产物相同 C．石墨能导电故属于金属晶体 D．C60分子中仅含σ键 【答案】B 【解析】金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是碳单质，互为同素异形体。A项，同素异形体的物理性质不相同，A错误；B项，组成元素都为碳元素，充分燃烧的产物都为CO2，B正确；C项，石墨能导电，但石墨属于混合晶体，C错误；D项，C60分子中含σ键和π键，D错误；故选B。 2．碳元素的单质有多种形式，如图所示，依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： （1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________。 （2）金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。 （3）C60属于________晶体，石墨属于________晶体。 （4）石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。 【答案】（1）同素异形体　 （2）sp3　sp2　 （3）分子　混合　 （4）σ　σ　π(或大π或p­pπ) 【解析】（1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由同种元素形成的不同单质，故它们互为同素异形体。 （2） 在金刚石中，每个碳原子都形成四个共价单键，故碳原子的杂化方式为sp3；石墨烯中碳原子采用sp2杂化。 （3）一个“C60”就是一个分子，故C60属于分子晶体；石墨层与层之间是范德华力，而同一层中碳原子之间是共价键，故形成的晶体为混合晶体。 （4）在金刚石晶体中，碳原子之间只形成共价单键，全部为σ键；在石墨层内的碳原子之间既有σ键又有π键。 █考点一 晶体与非晶体及鉴别 【例1】关于晶体的叙述正确的是 A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性 C．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块 D．通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构 【答案】C 【解析】晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质。A选项所述过程不可能实现，错误；B选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的，错误；C项氯化钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的原因是晶体的自范性，正确；D选项通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，错误；故C选项正确。 【变式1-1】下列关于准晶的说法正确的是 A．准晶和晶体可以通过射线衍射实验加以区别 B．准晶具有良好的导电、导热性 C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶 D．已知的准晶中都含有共价键 【答案】A 【解析】A项，晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X射线衍射实验加以区别，A项正确；B项，准晶具有各向异性，不具有良好的导电、导热性，B项错误；C项，自然界中存在天然条件下形成的准晶，如Al65Cu23Fe12，C项错误；D项，已知的准晶中不一定含有共价键，如Al65Cu23Fe12中没有共价键，D项错误；故选A。 【变式1-2】所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】晶胞特点是周期性有序无隙并置排列，具有对称性，根据图中信息B、C、D都不满足，只有A满足条件，故A符合题意。故选A。 █考点二 金属晶体的结构与性质 【例2】下列关于金属键或金属的性质说法正确的是 ①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的 ②金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 ③第三周期金属元素Na、Mg、Al的沸点依次升高 ④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】C 【解析】金属的导电性是因为在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动，而金属阳离子并没有移动，①错误；金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，并非仅存在静电吸引作用，②错误。 【变式2-1】有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是 A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积 B．图1~图4分别是简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积 C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4 D．图1~图4堆积方式的空间利用率大小关系是图1<图2<图3=图4 【答案】D 【解析】A．图1、图2为非密置层堆积，图3、图4为密置层堆积，故A错；B．图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆积，故B错；C．图1~图4每个晶胞所含有的原子数分别为8×1/8=1、8×1/8+1=2、8×1/8+6×1/2=4、8×1/8+1=2，故C错；D．图1~图4堆积方式的空间利用率分别为：52%、68%、74%、74%，故D正确 ；答案选D。 【变式2-2】硒与锌形成的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为apm，若阿伏加德罗常数的值为NA，则下列说法错误的是 A．该晶胞的化学式为 ZnSe B．晶胞中2个Zn原子间的距离为面对角线的一半 C．晶胞中4个Zn原子组成一个正四面体 D．该晶胞的密度为 【答案】D 【解析】A项，根据晶胞结构图，晶胞中Se有8个位于顶点，6个位于面心，个数为：，Zn有4个位于晶胞内部，个数为4，化学式为ZnSe，A正确；B项，根据晶胞结构图可知，晶胞中2个Zn原子间的距离为面对角线的一半，B正确；C项，4个Zn位于4个相间的立方体中心，构成正四面体，C正确；D项，根据公式，可得，D错误；故选D。 █考点三 离子晶体的结构、性质及判断 【例3】下列有关离子晶体的说法中正确的是 A．不可能含有共价键 B．可能含有分子 C．一定含有阴、阳离子 D．离子晶体在固态时能导电 【答案】C 【解析】A项，NaOH是离子晶体，含有离子键和共价键，故A错误；B项，离子晶体是由阴、阳离子构成的晶体，不含分子，故B错误；C项，离子晶体是由阴、阳离子构成的晶体，故C正确；D项，固态时，晶体中离子不能自由移动，所以不能导电，故D错误。 【变式3-1】下表所列数据是对应晶体的熔点，据此判断下列选项正确的是 晶体 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 熔点 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的最高价氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 【答案】D 【解析】A项，金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，A错误；B项，由表中数据可知，AlCl3的熔点较低，形成的晶体为分子晶体，而AlF3、Al2O3的熔点较高，形成的晶体均为离子晶体，B错误；C项，C、Si在同一主族，二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为共价晶体，C错误；D项，钠的熔点低于氯化铝的熔点，钠是金属晶体，氯化铝是分子晶体，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，D正确； 故选D。 【变式3-2】NiO晶体与NaCl具有相同晶胞结构。在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图所示)，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中。设NA为阿伏加德罗常数的值，O2-半径为r pm。下列说法错误的是 A．Ni位于元素周期表第4周期第Ⅷ族 B．NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数均为6 C．NiO晶胞中八面体空隙与四面体空隙比为1：2 D．该“单分子层”面积密度为 【答案】D 【解析】A．Ni是28号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，可知其处干第四周期第Ⅷ族，A正确；B．NaCl晶体中离子的配位数为6, NiO晶体与NaCl具有相同晶胞结构，NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数均为6，B正确；C．如图晶胞结构： (以Ni为研究对象，每个1/8晶胞面对角线上的4个Ni形成正四面体空隙，晶胞中含有8个正四面体空隙，6个面心Ni形成正八面体空隙，同一棱顶点Ni与2个面心Ni形成正八面体空隙的1/4，晶胞含有正八面体空隙为1+12×1/4=4，NiO晶胞中八面体空隙与四面体空隙比为4: 8=1: 2，C正确；D．取平面NiO基本结构单元为，每个结构单元含1个“NiO”，取质量为， O2-的半径为r pm，则结构单元的面积为2r× 10-10cm×2r×10-10cm×sin60°，则该“单分子层”面积密度为       =，D错误；选 D。 █考点四 共价晶体的结构、性质及判断 【例4】根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是 A．熔点为2 700 ℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点为3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 【答案】B 【解析】共价晶体的熔点高，但不导电，因此熔点为2 700 ℃，导电性好，延展性强的应该是金属晶体，A不正确；无色晶体，熔点为3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合共价晶体的性质特点，B正确；无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电，不符合共价晶体的性质，C不正确；熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，符合分子晶体的性质，属于分子晶体，D不正确。 【变式4-1】我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图，下列说法不正确的是 A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用 B．每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成 D．在晶体中存在石英分子，故能叫分子式 【答案】D 【解析】晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构，其中有一个位于正四面体的中心，另外四个位于四面体的顶点，故SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子，而每个氧原子周围有两个硅原子，在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，“SiO2”仅表示石英的组成，故没有单个的SiO2分子。 【变式4-2】GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 （1）氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。 （2）GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 Mg/mol， GaN晶体的密度为 g·cm⁻³（只要求列算式，不必计算出结果，1pm=10-10cm） 。 【答案】（1）共价键 正四面体 （2） 【解析】（1）金刚石是共价晶体，氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合。由晶胞结构可知，一个镓原子周围所有距离最近且相等的N原子有4个，4个N原子形成正四面体，Ga处于正四面体中心。 （2）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中Ga数目=8×+6×=4，N原子数目为4，相当于有4个“GaN”，故晶胞质量=4×g，则晶胞密度=4×g÷(a×10-10cm)3= g•cm-3。 █考点五 分子晶体的结构、性质及判断 【例5】下列叙述正确的是 A．构成分子晶体的微粒一定含有共价键 B．离子晶体中一定只含有离子键 C．同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同 D．熔化时无须破坏化学键的晶体一定是分子晶体 【答案】D 【解析】稀有气体形成的分子晶体中无化学键，A项错误；离子晶体中一定含有离子键，也可能含有共价键，如NaOH，B项错误；在ⅣA族中，碳的氧化物CO、CO2形成的晶体为分子晶体，硅的氧化物SiO2属共价晶体，C项错误；分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，无化学键的破坏，D项正确。 【变式5-1】下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是 A．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子 B．分子晶体中一定存在共价键 C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键 【答案】A 【解析】A项，金刚石属于共价晶体，其中的碳采取sp3杂化轨道与周围的4个碳原子形成正四面体结构，以共价键形成空间网状结构，晶体中最小环上有6个碳原子，A项正确；B项，分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，稀有气体是单原子分子，原子间没有共价键，B项错误；C项，HF分子间存在氢键，HI分子间不存在氢键，故HI的沸点低于HF，C项错误；D项，SiO2属于共价晶体，在SiO2晶体中1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，D项错误；故选A。 【变式5-2】SO2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SO2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项，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(12×1/4+1)个SO2分子，含有8个O原子，A错误；B项，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项，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项，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；故选D。 █考点六 过渡型晶体和混合型晶体 【例6】下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．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 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．石墨晶体属于混合晶体 【答案】C 【解析】A．液晶像液体一样具有流动性，也具有晶体的各向异性，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．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，D正确；故选C。 【变式6-1】碳元素组成的晶体种类繁多，三种常见的单质结构如图所示。下列说法错误的是 A．金刚石中碳原子的配位数为 B．石墨质软是因为层与层之间是范德华力 C．C60晶体属于分子晶体 D．三者互为同分异构体 【答案】D 【解析】A．由金刚石的结构可知，每个碳原子周围与4个碳原子相连，因此其配位数为4，A正确；B．石墨质软的原因是因为石墨内部的碳原子呈层状排列，层与层之间的作用力为范德华力，B正确；C．C60晶体属于分子晶体，C正确；D．金刚石、石墨、C60互为同素异形体，D错误。答案为：D。 【变式6-2】黑鳞的晶体结构是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关说法不正确的是 A．黑磷晶体中片层间作用力为范德华力 B．黑磷与白磷均可导电 C．黑磷晶体的熔沸点比白磷高 D．1 mol黑磷晶体中含有1.5 mol P-P键 【答案】B 【解析】A项，由黑鳞的晶体结构是与石墨类似的层状结构，为混合型晶体，片层间作用力为范德华力，A正确；B项，白磷为分子晶体，黑磷结构与石墨类似为混合型晶体，则黑鳞能导电、白磷不导电，B错误；C项，黑磷结构与石墨类似为混合型晶体，其熔沸点很高，故黑磷晶体的熔沸点比白磷高，C正确；D项，可利用均摊法得黑磷晶体中1个磷原子形成3/2=1.5个共价键，则1 mol黑磷晶体中含有1.5 mol P-P，D正确；故选B。 █考点七 晶体的结构与性质综合 【例7】几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示，下列说法正确的是 A．NaCl中Na+的配位数大于干冰中CO2分子的配位数 B．CO2晶胞中，CO2分子的排列方式只有1种方向 C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为a/2cm D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种混合型晶体 【答案】D 【解析】A项，NaCl晶体中Na+的配位数为6；干冰中CO2分子的配位数为12，所以NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数，A错误；B项，干冰晶体中二氧化碳分子的排列方向有4种，即在顶点上1种，3对面心上3种，B错误；C项，若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的=acm，C错误；D项，石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，所以石墨为混合型晶体，D正确；故选D。 【变式7-1】下列物质的性质变化规律与分子间作用力有关的是 A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅 C．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低 D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 【答案】D 【解析】A项，HF、HCl、HBr、HI共价键键长逐渐增大，键能减小，所以HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，与分子间作用力无关，故不选A；B项，金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与C-C键、Si-Si键的键能有关，与分子间作用力无关，故不选B；C项，F-、Cl-、Br-、I-半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr、NaI的晶格能依次减小，所以熔点依次降低，与与分子间作用力无关，故不选C；D项，F2、Cl2、Br2、I2相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，所以熔、沸点逐渐升高，与分子间作用力有关，故选D。 【变式7-2】下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： （1）代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。 （2）代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 （3）代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。 （4）代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。 （5）代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。 （6）已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。 【答案】（1）D　4　原子　 （2）E　2　 （3）A　12 （4）C　离子　8 　（5）B　分子　12 （6）石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰 【解析】根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋(或Cl－)周围与它最近且距离相等的Na＋(或Cl－)有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×＝2。(6)离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径Na＋<Cs＋，所以熔点NaCl>CsCl。石墨虽为混合晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。 基础应用 1．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是 A．测定熔、沸点 B．观察外形 C．对固体进行X射线衍射 D．通过比较硬度确定 【答案】C 【解析】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，对固体进行X射线衍射可以看到微观结构，则区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故选C。 2．下列晶体分类中正确的是 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 A NH4Cl Ar C6H12O6 生铁 B H2SO4 Si S Hg C CH3COONa SiO2 I2 Fe D Ba(OH)2 石墨 普通玻璃 Cu 【答案】C 【解析】A项，Ar是分子晶体而不是共价晶体；B项，H2SO4属于分子晶体而不是离子晶体；D项，石墨属于混合型晶体而不是共价晶体，普通玻璃不是晶体。 3．下列说法中，错误的是 A．稀有气体只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 D．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低 【答案】C 【解析】A．稀有气体只含原子，是单原子分子，原子互相之间只存在分子间作用力，因此形成晶体也是分子晶体，A正确；B．共价晶体是由原子间通过共价键结合形成的晶体，当共价晶体熔化时，需要破坏这些共价键，键能越大，熔点越高，B正确；C．冰属于分子晶体，冰晶体中分子间的主要作用力是氢键，所以冰融化时主要克服氢键作用，共价键不变，C错误；D．分子晶体融化破坏分子间作用力，共价晶体融化破坏共价键，分子间作用力的强度弱于共价键，则分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低，D正确；故选C。 4．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．CO2和SiO2 B．NaCl和HCl C．CO2和CS2 D．CCl4和MgCl 【答案】C 【解析】A项，CO2形成的晶体为分子晶体，SiO2形成的晶体为原子晶体，晶体类型不相同，故A错误；B项，NaCl形成的晶体为离子晶体，HCl形成的晶体为分子晶体，晶体类型不相同，故B错误；C项，CO2形成的晶体为分子晶体，CS2形成的晶体为分子晶体，晶体类型相同，故C正确；D项，CCl4形成的晶体为分子晶体，MgCl2形成的晶体为离子晶体，晶体类型不相同，故D错误；故选C。 5．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是               A．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3 【答案】C 【解析】内部1个算一个，六面体棱上每个算1/4个，六面体顶点一个算1/8个，面上一个算1/2个，六棱柱顶点1个算1/6个，棱上1个算1/3个。A项，原子个数，A=1，B=8×1/8=1，故应为AB，A错误；B项，原子个数，E=4×1/8=1/2，F=4×1/8=1/2，故应为EF，B错误；C项，原子个数，X=1，Y=6×1/2=3，Z=8×1/8=1故应为XY3Z，C正确；D项，原子个数，A=2×1/2+12×1/6=3，B=6，故应为AB2，D错误；故选C。 6．下列物质属于分子晶体的是 A．熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电 B．熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电 C．能溶于水，熔点812.8℃，沸点是1446℃ D．熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g/cm3 【答案】B 【解析】分子间通过分子间作用力（范德华力）结合的晶体叫做分子晶体。例如：所有的非金属氢化物，大多数的非金属氧化物（H2O)，绝大多数的共价化合物，少数盐（如AlCl3）。分子晶体的熔沸点较低，一般有挥发性，在蒸发、沸腾等情况下会破坏分子间作用力,其硬度小，导电性差。A．熔点是1070℃太高，不可能是分子晶体，另外水溶液能导电也可以是离子晶体，故A错误；B．熔点是10.31℃，液态不导电说明是共价键或者没有化学键，但是水溶液能导电说明共价键断裂，由此确定是分子晶体，故B正确；C．能溶于水有可能是分子晶体，但是熔点812.8℃，沸点是1446℃太高，不是分子晶体，故C错误；D．熔点是97.80℃，质软、导电的物质不可能是分子晶体，故D错误。故答案为B 7．下列关于晶体性质描述正确的是 A．SiO2、NaCl、干冰的熔沸点依次减小 B．自然界中的玻璃、炭黑、蜡状的白磷()等属于非晶体 C．CO2、H2O、C60等分子晶体一个分子周围有12个紧邻的分子，该特征称为分子密堆积 D．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子，因为水分子之间存在氢键，氢键具有饱和性 【答案】A 【解析】A．SiO2、NaCl、干冰分别为共价晶体、离子晶体、分子晶体，其熔沸点依次减小，A正确；B．白磷(P4)属于分子晶体，B错误；C．分子晶体的结构特征不都是分子密堆积，如冰晶体中存在氢键，不是分子密堆积，微粒间作用力只有范德华力的分子晶体结构特征才是密堆积，C错误；D．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子，因为水分子之间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，D错误； 故选A。 8．SiO2气凝胶材料疏松多孔，具有三维网状结构，可用于航天器、新能源汽车电池的隔热和阻燃。SiO2气凝胶的结构示意图如下。 下列说法不正确的是 A．SiO2晶体属于共价晶体 B．SiO2晶体具有较高的硬度和熔点 C．SiO2气凝胶材料的密度大于SiO2 晶体的 D．两种物质中均有Si、O原子间的键 【答案】C 【解析】A项，SiO2是原子间通过共价键形成的晶体，属于共价晶体，A正确；B项，SiO2属于共价晶体，具有较高的硬度和熔点，B正确；C项，SiO2气凝胶材料疏松多孔，密度小于SiO2晶体的，C错误；D项，两种物质中Si、O原子间均存在Si—O键，均有键，D正确；故选C。 9．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列说法不正确的是 A．水分子间存在O―H···O作用力 B．冰中1个水分子通过氢键与4个水分子相连，冰中水分子与氢键的数目之比为1：4 C．冰融化要破坏范德华力和氢键 D．液态水结成冰时的体积变大与氢键具有方向性有关 【答案】B 【解析】A．由冰晶体的结构模型可知，每个水分子与周围邻近四个水分子间通过氢键形成冰晶体，即水分子间存在O―H···O作用力，故A正确；B．由冰晶体的结构模型可知，每个水分子与周围邻近四个水分子间通过氢键形成冰晶体，每个氢键被两个水分子所共有，则1mol冰晶体中最多含有氢键的物质的量为4mol×1/2=2mol，故B错误；C．由冰晶体的结构模型可知，每个水分子与周围邻近四个水分子形成四面体型的空间网状结构，则水分子间的作用力为氢键和分子间作用力，冰属于分子晶体，冰融化要破坏范德华力和氢键，故C正确；D．氢键具有方向性也有方向性，氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的四个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水的小，即液态水结成冰时的体积变大与氢键具有方向性有关，故D正确；故选B。 10．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4 【答案】A 【解析】A项，据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心，共6个，形成正八面体，A错误；B项，Ca2+位于晶胞的顶点和面心，根据均摊法，个数为=4，B正确；C项，金刚石中每个C原子形成4个共价键，每个共价键被两个碳原子共用，所以每个碳原子具有2个共价键，即碳原子与碳碳键个数的比为1：2，C正确；D项，该物质由分子构成，据图可知每个分子含有4个F原子，4个E原子，所以分子式为E4F4或F4E4，D正确；故选A。 11．下列为碳元素形成的几种同素异形体，有关晶体结构说法正确的是 A．1个金刚石晶胞中含8个C原子，最小的六圆环最多有3个原子共面 B．石墨晶体，C原子与C-C键个数比为1：3，六圆环与C原子数之比为1：6 C．三种晶体中C原子均为sp2杂化，都属于共价晶体，熔点石墨>金刚石>C60 D．C60晶胞属于分子密堆积，每个晶胞中含240个C原子 【答案】D 【解析】A．金刚石晶胞中最小的六圆环最多有4个原子共面，故A错误；B．石墨晶体C原子与C-C键个数比为2：3，六圆环与C原子数之比为1：2，故B错误；C．石墨晶体为混合晶体C原子为sp2杂化，C60晶体为分子晶体C原子为sp2杂化，金刚石晶体为共价晶体C原子为sp3杂化，熔点石墨>金刚石>C60，故C错误；D．C60晶胞属于分子密堆积，每个晶胞中含有4个C60分子240个C原子，故D正确；答案为D。 12．铜和氧形成的一种离子化合物的晶体结构如图所示，设阳离子和阴离子的半径分别为a pm 和b pm。下列相关说法正确的是 A．该化合物的分子式可以表示为Cu2O B．晶体中每个阳离子周围紧邻且距离相等的阳离子个数为12个 C．晶体的密度 D．晶胞沿面对角线的剖面图为 【答案】B 【解析】A项，该物质属于离子化合物，氧离子占据顶点和体心，数目为，铜离子均位于晶胞内部，数目为4，Cu和O的原子个数比为2：1，化学式为Cu2O，A错误；B项，若晶胞中其中1个Cu原子位于顶点，则晶胞中其余3个Cu原子位于面心，铜离子周围紧邻且距离相等的铜离子个数为12个，B正确；C项，结合A分析可知，晶胞内部的四个铜离子，两个氧离子，每个晶胞的质量，设晶胞的棱长为，则有，带入密度公式算得，C错误；D项，晶胞内部的四个铜离子在四个小正方体的体心交错排列，因此正确的剖面图应为，D错误；故选B。 能力提升 13．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；故选D。 14．下表给出几种物质的熔、沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 712 190 －70 2 300 沸点/℃ 1 413 1 412 182.7 57.6 2 550 判断下列有关说法错误的是 ①MgCl2属于离子晶体 ②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体 ④AlCl3加热能升华 ⑤MgCl2水溶液不能导电 ⑥1 500 ℃时，NaCl可形成气态分子 A．仅⑤ B．④⑥ C．①④ D．②③⑤ 【答案】A 【解析】①MgCl2由活泼的金属元素和活泼的非金属元素形成，所以是离子化合物，形成离子晶体，根据其熔点也能判断其为离子晶体，故正确；②由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，故正确；③单质B的熔、沸点很高，可能是共价晶体，故正确；④由表中数据可知，AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华，故正确；⑤MgCl2属于离子晶体，在熔融状态或水溶液中均能电离出自由移动的离子，所以在熔融状态或水溶液中均能导电，故错误；⑥1 500 ℃时，高于NaCl的沸点，可形成气态分子，正确。 15．(2024·湖北高考真题)黄金按质量分数分级，纯金为。Au-Cu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Au-Cu＜Au-Au D．I、Ⅱ、Ⅲ中，Au和Cu原子个数比依次为1：1、1：3、3：1 【答案】C 【解析】A项，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项，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项，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项，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。 16．金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应(金刚石)工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为a cm，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素 B．CCl4、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高 C．若NaCl晶体密度为，则 D．等质量的石墨和金刚石(结构如图2)中，碳碳键数目之比为4∶3 【答案】D 【解析】A．Ni、Co属于Ⅷ族元素，位于元素周期表中的d区，A正确；B．是分子晶体、NaCl是离子晶体、金刚石是共价晶体，三种物质的熔点依次升高，B正确；C．相邻的与的距离为a cm，晶胞边长为2a cm，根据均摊原则，晶胞Na+数为 、Cl-数为，若NaCl晶体密度为，，则，C正确；D．含1molC原子的石墨中含1.5mol键，含1molC原子的金刚石中含2mol键，等质量的石墨和金刚石(结构如图2)中，碳碳键数目之比为3∶4，D错误；选D。 17．砷化镓（GaAs）的晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示，下列说法错误的是 A．Ga、As均属于p区元素 B．图甲中，Ga原子位于As原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 【答案】D 【解析】A．镓元素、砷元素的原子序数分别为4s23p2、4s23p3，均处于元素周期表p区，故A正确；B．由晶胞结构可知，砷化镓晶胞中距离Ga原子最近且等距离的As原子数是4个，且4个As原子构成正四面体结构，所以Ga位于As原子构成的正四面体空隙中，故B正确；C．由晶胞结构可知，砷化镓晶胞中Ga-As的键长为晶胞体对角线长度的1/4，则晶胞边长为4/3 apm，故C正确；D．由晶胞结构可知，稀磁性半导体材料中位于顶点和面心的锰原子个数为1×1/8+1×1/2=5/8，位于体内的砷原子个数为4，则锰、砷的原子个数比为5：32，故D错误；故选D。 18．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．44g干冰(图丙)中含有NA个晶胞结构单元 B．28g晶体硅(图乙)中含有Si-Si键数目为2NA C．18g冰(图甲)中含键数目为2NA D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含键数目为1.5NA 【答案】A 【解析】A项，由丙图可知，一个干冰晶胞中含有CO2的个数为：8×1/8+6×1/2=4，故44g干冰(图丙)中含有=0.25NA个晶胞结构单元，A错误；B项，由乙图可知，每个Si周围形成4个Si-Si键，每个Si-Si键被2个Si共用，故28g晶体硅(图乙)中含有Si-Si键数目为=2NA，B正确；C项，由甲图可知，每个H2O含有 2个O-H键，故18g冰(图甲)中含O-H键数目为=2NA，C正确；D项，由丁图可知，石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料中每个C周围形成3个C-C键，每个C-C键被2个C原子共用，故12g石墨烯中含C-C键数目为=1.5NA，D正确；选A。 19．一种由La、O、F三种元素形成的晶体结构的基本单元如图所示。下列说法不正确的是 A．该物质中La的化合价为+3价 B．每个O周围距离相等且最近的La有4个 C．通过X射线衍射实验图谱能计算该晶体中离子间的距离 D．该物质的一种晶胞表示方法中，若顶点位置是F，则O仅位于棱心位置 【答案】D 【解析】A项，根据均摊法可知，F位于棱上、O位于面上、La位于棱上和体内，故该晶胞中含有F的个数为8×1/4=2，含O的个数为4×1/2=2，含La的个数为4×1/4+1=2，因此该物质的化学式为LaOF，O为-2价，F为-1价，故La的化合价为+3价，A正确；B项，每个O周围距离相等且最近的La有两个在棱上，因为面上的O被两个晶胞共用，故O周围距离相等且最近的La还有两个在体内，共4个，B正确；C项，通过X射线衍射实验图谱能知道晶胞中各离子的位置坐标，根据离子的坐标，可以计算该晶体中离子间的距离，C正确；D项，若顶点位置是F，则La位于面上，O位于棱上和体心位置，D错误；故选D。 20．镍能形成多种不同的化合物，图甲是镍的一种配合物的结构，图乙是镍的一种氧化物的晶胞。下列说法正确的是 A．图甲分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键 B．图乙镍的氧化物表示的是，熔点高于金刚石 C．图甲中元素C、N、O的第一电离能大小顺序为 D．图乙中距镍原子最近的镍原子数为12个 【答案】D 【解析】A．根据图甲分析，N和存在配位键，C-C、C-H、C=N、N-O、O-H等均为共价键，为氢键，所以图甲分子中存在共价键、配位键、氢键，但是氢键不属于化学键，A错误；B．图乙中，1个晶胞中含有黑球数目为个，含有白球数目为个，所以图乙表示的是，但熔点低于金刚石，B错误；C．同周期主族元素，随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第族和第族元素反常，所以图甲中元素C、N、O的第一电离能大小顺序为，C错误；D．根据图乙，不妨假设白球为，其周围与之最近的数目为12个，D正确；故选D。 21．锡烯的结构与石墨烯结构相似，其俯视图、侧视图如图所示。已知锡烯的导电性只存在于材料的边缘或表面，随着锡烯层数的增加，显示出超导性。下列说法正确的是 a 俯视图 b 俯视图 A．SnO2+2CSn+2CO↑，说明金属性Sn＞C B．锡烯中的Sn与石墨烯中的C的杂化方式相同 C．锡烯层内存在金属键，层间不存在金属键 D．Sn最外层电子逐级电离能存在关系：I5/I4≫ I4/I3 【答案】D 【解析】A．在该反应中Sn从+4价变为0价，体现的是非金属性，A错误；B．石墨烯相当于石墨中的一层，其中碳的杂化方式为sp2，由图b侧视图可以看到，在锡烯结构中两层原子形成一种翘曲的结构，不是平面结构，在锡烯结构中Sn是sp3杂化，B错误；C．金属键是自由电子和金属阳离子之间的作用力，在锡烯中不存在金属键，C错误；D．Sn是第IVA族元素，失去4个电子后达到稳定结构，故其第5电离能远大于第4电离能，即I5/I4≫ I4/I3，D正确；故选D。 22．以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，FeS2的立方晶胞如图所示。NA代表阿伏加德罗常数，晶胞参数为apm。下列说法错误的是 A．SO3的空间结构为平面三角形 B．FeS2的立方晶胞的密度为 C．FeS2的立方晶胞中，Fe2+紧邻的阴离子个数为8 D．1molFeS2完全反应生成SO2和Fe2O3，有11mol电子发生转移 【答案】C 【解析】A．中心原子形成3个键，孤电子对数为0，所以原子属于杂化，空间结构为平面三角形，A正确；B．根据晶胞图可知亚铁离子数目为、阴离子数目，由密度公式可算得，B正确；C．根据晶胞图，可以看出紧邻的阴离子个数为6，C错误；D．中为+2价，为价；完全反应生成和后，为+3价，为+4价，有和发生电子转移，所以有完全反应生成和，有电子发生转移，D正确；故答案选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $