第三节 金属晶体与离子晶体（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键及金属晶体的性质 题型02 金属晶体的结构及计算 题型03 离子晶体的结构及计算 题型04 离子晶体的性质 题型05 过渡晶体和混合晶体的结构与性质 题型06 四种晶体的比较 题型01 金属键及金属晶体的性质 1.金属键：金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。金属键没有方向性和饱和性。 2.金属键的强弱及其对金属性质的影响 ①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，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强；反之，金属键越弱。 ②金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 3. 金属晶体性质 ①金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。 ②熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。 A.同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 B.同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。 C.合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。 D.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硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。 【典例1】（24-25高二下·江苏常州·月考）要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的熔点大于金属铝 B．碱金属的熔点从到是逐渐增大的 C．金属铝的硬度大于金属钠 D．金属钙的硬度小于金属钡 【答案】C 【解析】A．镁离子的半径比铝离子大且所带电荷数少，所以金属镁的金属键比金属铝弱，熔点和硬度都小，A错误；B．从到，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷数相同，金属键逐渐减弱，熔点和硬度都逐渐减小，B错误；C．因离子的半径小而所带电荷数多，故金属铝的金属键比金属钠强，所以金属铝的熔点和硬度比金属钠都大，C正确；D．钙离子的半径比钡离子小而所带电荷数相同，则金属钙的金属键比金属钡强，所以金属钙的熔点和硬度比金属钡都大，D错误；故选C。 【变式1-1】（24-25高一上·江苏连云港·期末）2024年12月26日，我国第六代战机首飞成功。战机中常使用高强度、耐高温的钛合金材料，钛合金材料属于 A．分子晶体 B．离子晶体 C．金属晶体 D．共价晶体 【答案】C 【解析】金属材料包含合金材料，金属晶体中除了纯金属还有合金，则战机中常使用高强度、耐高温的钛合金材料属于金属晶体，故选C。 【变式1-2】（23-24高三上·江苏南京·月考）《神农本草经》中记载的白矾主要成分为，下列说法正确的是 A．半径： B．电离能： C．电负性： D．熔点： 【答案】D 【解析】A．电子层数相同，质子数越多半径越小，半径：，故A错误；B．同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，电离能：，故B错误；C．非金属性越强，电负性越大，电负性：，故C错误；D．金属原子半径越小、价电子数越多熔点越高，熔点：，故D正确；选D。 【变式1-3】下列关于金属键的叙述中正确的是 A．金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用 B．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子 C．金属具有导热性，是通过金属阳离子之间的碰撞来传导热量 D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 【答案】D 【解析】A．金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用，故A错误；B．金属原子的最外层电子在金属晶体中是自由电子，故B错误；C．金属具有导热性，是通过金属阳离子与自由电子之间的碰撞来传导热量，故C错误；D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动，自由电子属于整块金属，故D正确；选D。 题型02 金属晶体的结构及计算 1.非密置层的简单立方堆积(如Po的配位数是6，空间利用率是52%，每个晶胞所含原子数是1)和体心立方堆积(如K配位数是8，空间利用率是68%，每个晶胞所含原子数是2)。 2.密置层的六方最密堆积(如Mg的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是2)和面心立方最密堆积(如Cu的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是4)。 3.金属晶体的计算 (1)晶胞的原子个数可以通过分摊法计算，金属晶体晶胞的原子个数分别为1、2(六方最 密堆积晶胞原子个数为2，六棱柱为6)、4个。 (2)晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。可以通过观察法确定，金属晶体非密置层的配位数分别为6、8，密置层的配位数12。 (3)空间利用率=(晶胞所含原子的体积/晶胞的体积)×100﹪；密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。 (4)粒子间距一般通过对角线计算，体心立方为体对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线是二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一；坐标满足右手系，坐标值均小于等于1。 【典例2】（2024高三·江苏·月考）如图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是 A．γ­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为4 B．α­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为1 C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 D．三种同素异形体的性质不相同 【答案】C 【解析】A．γ­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×＋6×=4，A正确；B．α­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×=1，B正确；C．将铁冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同，C错误；D．同素异形体是同种元素的不同单质，性质不同，D正确。故选C。 【变式2-1】（23-24高二下·江苏苏州·月考）有关某些晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是 晶体 铜晶体 晶体 有E原子和F原子构成的气态团簇分子模型 在晶体中，距最近的有6个 铜晶体为面心立方最密堆积，铜原子的配位数为4 在二氧化硅晶体中，硅氧键个数为 该气态团簇分子的分子式为或 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-是在Na+的上下前后左右，六个Cl－形成正八面体，故A正确；B．铜晶体为面心立方最密堆积，以面心上铜原子分析，每个面上有4个铜原子最近且等距离，共有3个横截面，因此铜原子的配位数为12，故B错误；C．根据结构图，每个硅原子连接4个氧原子，1mol二氧化硅有4mol硅氧键，6g二氧化硅物质的量为0.1mol，因此硅氧键个数为0.4NA，故C正确；D．根据气态团簇分子的结构得到气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，故D正确；故选B。 【变式2-2】（24-25高二下·江苏淮安·月考）铁镁储氢合金的晶胞结构如图所示，铁原子位于晶胞顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个小立方体的体心位置。下列说法正确的是 A．镁有12种空间运动状态不同的电子 B．晶胞中Fe原子与Mg原子个数比为7：4 C．Fe原子的配位数是4 D．晶体储氢时，H2位于晶胞体心和棱中心位置，若储氢后的化学式为FeMg2H，则储氢率为50% 【答案】D 【解析】A．基态镁原子电子排布式为，电子共占据6个轨道，故有6种空间运动状态不同的电子，A错误；B．晶胞中铁原子数目为：，镁原子数目为：8，Fe原子与Mg原子个数比为1：2，B错误；C．依据晶胞结构示意图可知，距离面心的铁原子最近且相等的镁原子有8个，因此铁原子的配位数为8，C错误；D．晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4，位于体内的镁原子个数为8，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12×+1=4，完全储氢后化学式为FeMg2H2，若储氢后的化学式为FeMg2H，则储氢率为50%，D正确；故选D。 【变式2-3】（22-23高二下·江苏无锡·期中）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为 A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 【答案】A 【解析】a中原子个数=12×+2×+3=6，b中原子个数=8×+6×=4，c中原子个数=1+8×=2，所以其原子个数比是6∶4∶2=3∶2∶1，故选A。 题型03 离子晶体的结构及计算 1.常见离子晶体的晶胞结构 1）NaCl晶体结构模型 （1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl-有6个，每个Cl-周围与它等距的Na+有6个，即Na+和Cl-配位数都是6。6个Na+（或Cl-）围成一个正八面体。 （2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有12个（同层4个，上层4个，下层4个）。 （3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：6×+8×=4个（写出计算过程），含Cl-12×+1=4个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为Na4Cl4。 （4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。 2）CsCl晶体结构模型 （1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl-有8个，每个Cl-周围与它等距的CS+有8个。CS+和Cl-配位数都是8。 （2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有6个（上、下、左、右、前、后）。 （3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：8×=1个（写出计算过程），含Cl-1个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为1:1。 3）CaF2晶体结构模型 （1）CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着8个F-，每个F-周围同时吸引着4个Ca2+。Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4。 （2）晶胞中含Ca2+：6×+8×=4个，含F-：8×1=8个。Ca2+在大立方体的顶点和面心，8个F-在大立方体内构成一个小立方体。晶胞的组成为Ca4F8。 4）ZnS晶体结构模型 （1）ZnS晶体中，每个Zn2+周围同时吸引着4个S2-，每个S2-周围同时吸引着4个Zn2+。因此Zn2+和S2-的配位数均为4。 （2）晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2-：6×+8×=4个。晶胞的组成为Zn4S4。 2.离子晶体的有关计算 (1)离子晶体晶胞的离子个数可以通过分摊法计算，离子个数的简单整数比可以确定离子晶体的化学式 (2)离子晶体中一个离子周围距离相等且最近的另一种离子的数目叫配位数。可以通过观察法确定，配位离子的空间构型一般为正八面体或正四面体等，也可以通过观察法确定。 (3)晶胞密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。晶胞中离子坐标满足右手系，坐标值均小于等于1. (4)离子间距常通过体对角线或面对角线计算，体心立方为对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线为对角线长度的二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一。 【典例3】（23-24高二上·江苏无锡·期中）认真分析和的晶体结构，判断下列说法错误的是 A．晶体中填充在构成的正八面体空隙中 B．晶体中填充在构成的正四面体空隙中 C．和晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8 D．和都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子半径比(即几何因素)不同 【答案】B 【分析】和的晶体结构如图： 【解析】A．晶体中、互相占据对方构成的正八面体空隙，A正确；B．晶体中填充在构成的立方体空隙中，B错误；C．晶体中，钠离子周围有6个氯离子，晶体中，铯离子周围有8个氯离子，C正确；D．和都属于AB型的离子晶体，由离子的电子层越多，离子半径越大可知钠离子半径小于铯离子半径，几何因素不同，D正确；故选B。 【变式3-1】（24-25高二下·江苏苏州·月考）观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是 氮化硼晶体 结构模型示意图 备注 熔点 - 易溶于 - A．氮化硼属于共价晶体，硼原子与氮原子均为杂化 B．晶体中每个周围距离最近且相等的构成正六面体 C．分子中有键 D．晶体中每个周围距离最近且相等的构成正四面体 【答案】B 【解析】A．氮化硼熔点，属于共价晶体，硼原子和氮原子配位数为4，均为杂化，A正确；B．晶体中每个周围距离最近且相等的个数为6，构成正八面体，B错误；C．如图所示，分子中有键，属于非极性分子，易溶于非极性溶剂，C正确；D．如图所示，晶体中每个周围距离最近且相等的个数为4，构成正四面体，D正确；故选B。 【变式3-2】（24-25高二下·江苏苏州·月考）电石(主要成分)是一种重要的无机化工原料，常用于制备。晶体的晶胞结构如图所示，由于哑铃型的存在使晶胞沿一个方向拉长，下列说法不正确的是 A．1个中含2个键 B．碳化钙晶胞中含4个 C．晶体中一个周围距离最近且相等的的数目为4 D．As的原子结构示意图 【答案】D 【解析】A．的结构式为，三键中含有1个键和2个键 ，所以1个中含2个键 ，A正确；B．由晶体的晶胞结构图可知，位于面心和顶点，由均摊法可知，共有个，B正确；C．由晶体的晶胞结构图可知，位于体心，由于哑铃型的存在使晶胞沿一个方向拉长，使得体心的与上下面心处的的距离更大，因此周围距离最近且相等的为前后左右四个面心上的，共有4个，C正确；D．As是33号元素，核外电子数为33 ，其原子结构示意图为，D错误； 故选D。 【变式3-3】（2024高三·江苏·月考）高温下，超氧化钾晶体结构与NaCl的相似，其晶体结构的一个基本重复单元如图所示，已知晶体中氧的化合价可看作部分为0，部分为-2.下列说法正确的是 A．晶体中每个K＋周围有12个O，每个O周围有6个K＋ B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K＋和4个O C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个 D．晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比为2∶1 【答案】B 【解析】A．由晶胞图可知1个K＋周围有6个，同样1个周围有6个K＋，A错误；B．根据切割法，每个晶胞中有8×＋6×=4个K＋、1＋12×=4个，所以超氧化钾晶体中两种离子的个数比为1∶1，其化学式为KO2，B正确；C．根据晶胞结构可知，每个K＋所在的3个相互垂直的面上各有4个K＋与该K＋距离最近且相等，即晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，C错误；D．中O的平均化合价为-0.5，所以若有1个-2价氧原子，则应有3个0价氧原子，故0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3∶1，D错误；故选B。 题型04 离子晶体的性质 ①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。 ②硬而脆，无延展性 离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离 子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。 ③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。 离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。 ④大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽 油、苯等),遵循“相似相溶”规律。 【典例4】（23-24高二下·江苏连云港·期末）一类太阳能光电材料X属于离子晶体，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．X的化学式为 B．X熔融状态下导电 C．键角大小比较： D．的水溶液显酸性 【答案】D 【分析】通过晶胞结构图可知，体心、面心、顶点都有原子，根据计算方式体心个数为1，顶点为，面心为，X的化学式为，据此作答。 【解析】A．由分析可知，X的化学式为，故A正确；B．离子晶体在熔融状态下导电，故B正确；C．氮原子上存在孤对电子，孤对电子数越多，斥力越大，导致键角越小，，故C正确；D．的水溶液中水解，结合氢离子生成，使得溶液显碱性，故D错误；答案选D。 【变式4-1】离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】离子晶体中，离子键越强，熔、沸点越高，而离子所带电荷数越多，半径越小，离子键越强。、、都带2个电荷，、、都带1个电荷，，，故熔点，故选：C。 【变式4-2】萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是 A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱 B．CaF2的熔点较高，硬度较大 C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小 【答案】C 【解析】A．CaF2难溶于水，水溶液的导电性极弱，与其是否是离子晶体没有关系，A不符合；B．CaF2的熔点较高，硬度较大，但不能说明是离子晶体，也可能是原子晶体，B不符合；C．离子晶体是由离子构成的，熔化时克服的是离子键，产生自由移动的离子，能导电，而分子晶体、原子晶体熔化时，不能产生自由移动的离子，不导电，所以CaF2固体不导电，但在熔融状态下可导电一定能说明CaF2是离子晶体，C符合；D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，不能说明是离子晶体，有些分子晶体，例如水也难溶于苯，D不符合；故选C。 【变式4-3】下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A．熔点： B．离子半径： C．阴离子的配位数： D．硬度： 【答案】A 【解析】A．由于，且、、所带电荷数依次增多，所以、、的离子键依次增强，故熔点依次升高，A错误；B．、、的电子层结构相同，则核电荷数越大，半径越小，B正确；C．在、、晶体中，阴离子的配位数分别为8、6、4，C正确；D．，故、、中的离子键依次减弱，硬度依次减小，D正确；故选A。 题型05 离子晶体的判断 (1)利用物质的分类 金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。 (2)利用元素的性质和种类 如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。 (3)利用物质的性质 离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。 【典例5】下列有关离子晶体的说法正确的是 A．离子晶体中一定含有金属元素，含有金属元素的化合物一定是离子晶体 B．离子键只存在于离子晶体中，离子晶体中一定含有离子键 C．离子晶体中不可能含有共价键 D．离子晶体受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化 【答案】B 【解析】A．离子晶体中不一定含有金属元素，含有金属元素的化合物不一定是离子晶体，A错误；B．含有离子键的化合物一定是离子晶体，离子晶体中可能含有共价键，B正确；C．离子晶体中可能含有共价键，如过氧化钠，C错误；D．离子晶体受热熔化时，虽然离子键被破坏，但没有生成新的物质，不属于化学变化，如氯化钠晶体熔化，D错误；故选：B。 【变式5-1】为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是 A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物 B．测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4，的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物 C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 【答案】B 【分析】离子化合物的离子之间以强烈的离子键结合，一般熔沸点较高，熔化后可导电；分子晶体的分子之间以微弱的分子间作用力结合，物质的熔沸点比低。溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀。 【解析】A．离子化合物与物质状态、颜色无关，所以不能据此判断为离子化合物，A错误；B．SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点较低，它们为分子晶体，而不是离子化合物，B正确；C．如果SbCl3、SbCl5、SnCl4是共价化合物，它们在水溶液中水的作用下也会电离出氯离子和金属离子，HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，C错误；D．分子晶体溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，不能根据溶液是否导电判断是否为离子化合物，应根据熔融状态下该化合物能否导电，若能导电，则为离子化合物，若不能导电，则为共价化合物，D错误；故合理选项是B。 【变式5-2】（24-25高二下·启东·月考）下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是（    ） Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 B．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 C．在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 【答案】C 【解析】A. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，比如CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，故A正确；B. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，比如金属钠中含有金属阳离子，属于金属晶体，故B正确；C. 在共价化合物分子中各原子不一定都形成8电子结构，比如BCl3，故C错误；D. 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，例如常温下汞是液态，故D正确。综上所述，答案为C。 【变式5-3】（22-23高二上·江苏·期末）TiO2的“纳米材料"有广泛的应用，工业上可利用TiCl4制取。TiCl4熔点为-25℃，沸点为136.4℃，易溶于有机溶剂。制取TiO2的反应为：①2FeTiO3+7Cl2+3C2TiCl4+2FeCl3+3CO2；②TiCl4+O2=TiO2+2Cl2。下列说法正确的是 A．基态Ti原子核外价电子排布式为4s2 B．Cl2、CO2都是含有非极性键的非极性分子 C．TiCl4晶体是离子晶体，配位数为4 D．反应①中被氧化的元素不止一种 【答案】D 【解析】A．Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为3d24s2，A错误；B．Cl2和CO2都是非极性分子，Cl2中含Cl—Cl非极性键，CO2中含C=O极性键、不含非极性键，B错误；C．TiCl4的熔点为-25℃，沸点为136.4℃，熔、沸点较低，TiCl4晶体是分子晶体，C错误；D．反应①中Fe元素的化合价由+2价升至+3价，C元素的化合价由0价升至+4价，被氧化的元素不止一种，D正确；答案选D。 题型06 过渡晶体和混合晶体的结构与性质 1.过渡晶体：介于典型的离子晶体、共价晶体、分子晶体或金属晶体之间的过渡状态的晶体称为过渡晶体。离子晶体和共价晶体的过渡标准是离子键百分数，离子键百分数大按离子晶体处理，离子键百分数小按共价晶体处理。 2.离子键百分数：离子键百分数是根据电负性差值计算出来的，差值越大，离子键百分数越大； 3.混合晶体的结构特点：石墨晶体的同层碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成六元并环结构，层与层之间靠范德华力维系。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电子的原子轨道垂直于碳原子平面。 4.混合晶体的性质：石墨晶体的熔点高，质软，易导电；但导电性只能沿石墨平面方向。 5.石墨的晶体类型：石墨晶体中既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 【典例6】（24-25高二下·江苏·期中）下列关于过渡晶体的说法正确的是 A．石墨属于过渡晶体 B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理 C．绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体 D．Na2O晶体中离子键的百分数为100% 【答案】B 【解析】A．石墨为混合晶体，只含一种物质，不属于过渡晶体，故A错误；B．SiO2属于过渡晶体，但性质上更偏向共价晶体，故当作共价晶体来处理，故B正确；C．大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，故C错误；D．金属性越强，氧化物中离子键的百分数越大，电负性相差越大，离子键百分数越大，与电负性有关，Na2O晶体中离子键的百分数是62%，故D错误；故选：B。 【变式6-1】（24-25高二下·江苏苏州·月考）石墨烯被称为“黑金”，是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列有关说法正确的是 A．石墨烯和石墨属于同一种物质 B．、、都属于碳的同素异形体 C．石量烯可用于制造超级计算机，因其具有优异的导电性能 D．从石墨中剥离石墨烯既要破坏化学键又要破坏范德华力 【答案】C 【解析】A．石墨层与层之间存在范德华力，而石墨烯是单层结构，不存在范德华力，故二者结构不同，性质不同，不属于同一种物质，A项错误；B．、、是质子数相同、中子数不同的碳原子，互为同位素，而同素异形体是同种元素形成的不同形态的单质，B项错误；C．石墨剥离而成的层状结构，每个碳原子具有1个未成键的单电子为自由电子，故石量烯具有良好的导电性，所以可用于制造超级计算机，C项正确；D．石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离石墨烯只破坏范德华力，D项错误；答案选C。 【变式6-2】（23-24高三上·江苏南京·月考）我国是世界上最大的石墨生产国。下列关于石墨说法不正确的是 A．与金刚石互为同分异构体 B．石墨晶体是一种混合型晶体 C．石墨具有良好的润滑性 D．石墨具有导电性 【答案】A 【解析】A．石墨与金刚石为C元素形成的不同单质，两者为同素异形体，故A错误；B．石墨晶体层与层之间是分子间作用力，层内碳原子之间形成共价键，有自由移动电子，含有金属键，所以石墨为混合型晶体，故B正确；C．石墨晶体中层与层之间是分子间作用力，容易滑动，具有良好的润滑性，故C正确；D．石墨晶体中有自由移动电子，具有导电性，故D正确；答案选A。 【变式6-3】下列说法不正确的是 A．中离子键的百分数为62%，则不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 B．通常当作离子晶体来处理，因为是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近 C．是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理 D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型 【答案】B 【解析】A．中离子键的百分数为62%，还存在共价键，则不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故A正确；B．通常当作离子晶体来处理，因为是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，是过渡晶体而不是非过渡晶体，故B错误；C．、均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，故C正确；D．根据微粒间存在的作用力分析，分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型；故D正确；故选B。 题型07 四种晶体的比较 1.四种晶体的比较 类型 比较　　 分子晶体 原子晶体 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 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 2.判断晶体类型的5种方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。 ②原子晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。 (2)依据物质的类别判断 ①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的原子晶体(共价晶体)单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体(共价晶体)化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。 ②原子晶体(共价晶体)熔点高，常在一千至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。 ②原子晶体(共价晶体)一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，而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，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。 ②原子晶体(共价晶体)的硬度大。 ③分子晶体的硬度小且较脆。 ④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 3.晶体熔、沸点的比较 (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 ①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。 ②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。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④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。 【典例7】（24-25高二下·江苏南京·期中）下列说法错误的是 A．如图甲所示，晶胞中含有4个： B．的晶胞结构如图乙所示，其中X代表的是 C．晶胞如图丙所示，1个晶胞中有16个O原子 D．如图丁所示，晶胞结构中距离每个最近的有4个 【答案】B 【解析】A．根据均摊原则，晶胞中含有数 ，故A正确；B．根据均摊原则，图乙中白球数为、黑球数4，结合的化学式，可知晶胞结构中X代表的是O2-，故B错误；C．根据均摊原则，图丙中黑球数为白球数为16，根据的化学式可知，黑球代表Si原子、白球代表O原子，则1个晶胞中有16个O原子，故C正确；D．图丁所示晶胞中，黑球数为4、白球所为，黑球位于白球围成的四面体空隙中，可知距离每个最近的有4个，故D正确；选B。 【变式7-1】（24-25高二上·江苏盐城·期末）下列叙述正确的是 A．熔沸点由高到低的顺序：AsH3>PH3>NH3 B．熔沸点由高到低的顺序：硅>金刚石>NaCl>I2 C．某物质熔点 1067℃，易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体 D．硫磺与金刚石晶体熔化时，所克服的微粒间相互作用相同 【答案】C 【解析】A．NH3分子间有氢键，AsH3、PH3的组成和结构相似，由于AsH3的相对分子质量高于PH3，AsH3的熔沸点高于PH3，熔沸点由高到低的顺序：NH3>AsH3>PH3，A错误；B．通常，熔沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，共价晶体中共价键的键长越短，键能越大，熔、沸点越大，所以熔沸点由高到低的顺序是：金刚石>硅> NaCl>I2，B错误；C．熔融态均能导电，则可能是离子晶体或金属晶体，该物质熔点 1067℃，易溶于水，其水溶液能导电，则不可能为金属晶体，故其晶体一定为离子晶体，C正确；D． 硫磺属于分子晶体、金刚石属于原子晶体，故晶体熔化时，前者克服的是分子间作用力、后者克服的是共价键，D错误；答案选C。 【变式7-2】（24-25高二下·江苏·月考）下面的排序不正确的是 A．晶体熔点由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4 B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．熔点由高到低：Na>Mg>Al D．熔点由高到低：NaF> NaCl> NaBr>NaI 【答案】C 【解析】A. 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，则晶体熔点由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4，A正确；B. 原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，硬度越大，键长C−C<C−Si<Si−Si，则硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，B正确；C. 金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由移动的电子之间的静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，则熔点由高到低：Al>Mg>Na，C错误；D. 离子半径越小、离子键越强，晶格能越大，熔沸点越高，离子半径：r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)，则熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI，D正确；故答案为：C。 【变式7-3】（24-25高二下·江苏镇江·期末）下列各组物质晶体类型相同的是 A．SO2和SiO2 B．CCl4和KCl C．干冰和冰 D．晶体Si和单质Na 【答案】C 【解析】A．SO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，故A不同；B．CCl4是分子晶体，CCl4中只含共价键，KCl是离子晶体，KCl中只含离子键，故B不同；C．干冰是固态二氧化碳，干冰和冰都是分子晶体，故C相同；D．晶体Si是原子晶体，只含共价键，单质Na是金属晶体，只含金属键，故D不同；答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键及金属晶体的性质 题型02 金属晶体的结构及计算 题型03 离子晶体的结构及计算 题型04 离子晶体的性质 题型05 过渡晶体和混合晶体的结构与性质 题型06 四种晶体的比较 题型01 金属键及金属晶体的性质 1.金属键：金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。金属键没有方向性和饱和性。 2.金属键的强弱及其对金属性质的影响 ①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，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强；反之，金属键越弱。 ②金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 3. 金属晶体性质 ①金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。 ②熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。 A.同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 B.同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。 C.合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。 D.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硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。 【典例1】（24-25高二下·江苏常州·月考）要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的熔点大于金属铝 B．碱金属的熔点从到是逐渐增大的 C．金属铝的硬度大于金属钠 D．金属钙的硬度小于金属钡 【变式1-1】（24-25高一上·江苏连云港·期末）2024年12月26日，我国第六代战机首飞成功。战机中常使用高强度、耐高温的钛合金材料，钛合金材料属于 A．分子晶体 B．离子晶体 C．金属晶体 D．共价晶体 【变式1-2】（23-24高三上·江苏南京·月考）《神农本草经》中记载的白矾主要成分为，下列说法正确的是 A．半径： B．电离能： C．电负性： D．熔点： 【变式1-3】下列关于金属键的叙述中正确的是 A．金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用 B．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子 C．金属具有导热性，是通过金属阳离子之间的碰撞来传导热量 D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 题型02 金属晶体的结构及计算 1.非密置层的简单立方堆积(如Po的配位数是6，空间利用率是52%，每个晶胞所含原子数是1)和体心立方堆积(如K配位数是8，空间利用率是68%，每个晶胞所含原子数是2)。 2.密置层的六方最密堆积(如Mg的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是2)和面心立方最密堆积(如Cu的配位数是12，空间利用率是74%，每个晶胞所含原子数是4)。 3.金属晶体的计算 (1)晶胞的原子个数可以通过分摊法计算，金属晶体晶胞的原子个数分别为1、2(六方最 密堆积晶胞原子个数为2，六棱柱为6)、4个。 (2)晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。可以通过观察法确定，金属晶体非密置层的配位数分别为6、8，密置层的配位数12。 (3)空间利用率=(晶胞所含原子的体积/晶胞的体积)×100﹪；密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。 (4)粒子间距一般通过对角线计算，体心立方为体对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线是二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一；坐标满足右手系，坐标值均小于等于1。 【典例2】（2024高三·江苏·月考）如图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是 A．γ­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为4 B．α­Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为1 C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 D．三种同素异形体的性质不相同 【变式2-1】（23-24高二下·江苏苏州·月考）有关某些晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是 晶体 铜晶体 晶体 有E原子和F原子构成的气态团簇分子模型 在晶体中，距最近的有6个 铜晶体为面心立方最密堆积，铜原子的配位数为4 在二氧化硅晶体中，硅氧键个数为 该气态团簇分子的分子式为或 A B C D A．A B．B C．C D．D 【变式2-2】（24-25高二下·江苏淮安·月考）铁镁储氢合金的晶胞结构如图所示，铁原子位于晶胞顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个小立方体的体心位置。下列说法正确的是 A．镁有12种空间运动状态不同的电子 B．晶胞中Fe原子与Mg原子个数比为7：4 C．Fe原子的配位数是4 D．晶体储氢时，H2位于晶胞体心和棱中心位置，若储氢后的化学式为FeMg2H，则储氢率为50% 【变式2-3】（22-23高二下·江苏无锡·期中）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为 A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 题型03 离子晶体的结构及计算 1.常见离子晶体的晶胞结构 1）NaCl晶体结构模型 （1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl-有6个，每个Cl-周围与它等距的Na+有6个，即Na+和Cl-配位数都是6。6个Na+（或Cl-）围成一个正八面体。 （2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有12个（同层4个，上层4个，下层4个）。 （3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：6×+8×=4个（写出计算过程），含Cl-12×+1=4个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为Na4Cl4。 （4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。 2）CsCl晶体结构模型 （1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl-有8个，每个Cl-周围与它等距的CS+有8个。CS+和Cl-配位数都是8。 （2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有6个（上、下、左、右、前、后）。 （3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：8×=1个（写出计算过程），含Cl-1个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为1:1。 3）CaF2晶体结构模型 （1）CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着8个F-，每个F-周围同时吸引着4个Ca2+。Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4。 （2）晶胞中含Ca2+：6×+8×=4个，含F-：8×1=8个。Ca2+在大立方体的顶点和面心，8个F-在大立方体内构成一个小立方体。晶胞的组成为Ca4F8。 4）ZnS晶体结构模型 （1）ZnS晶体中，每个Zn2+周围同时吸引着4个S2-，每个S2-周围同时吸引着4个Zn2+。因此Zn2+和S2-的配位数均为4。 （2）晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2-：6×+8×=4个。晶胞的组成为Zn4S4。 2.离子晶体的有关计算 (1)离子晶体晶胞的离子个数可以通过分摊法计算，离子个数的简单整数比可以确定离子晶体的化学式 (2)离子晶体中一个离子周围距离相等且最近的另一种离子的数目叫配位数。可以通过观察法确定，配位离子的空间构型一般为正八面体或正四面体等，也可以通过观察法确定。 (3)晶胞密度ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。晶胞中离子坐标满足右手系，坐标值均小于等于1. (4)离子间距常通过体对角线或面对角线计算，体心立方为对角线长度的二分之一；面心立方为面对角线为对角线长度的二分之一，面心(四中心)立方为体对角线长度的四分之一。 【典例3】（23-24高二上·江苏无锡·期中）认真分析和的晶体结构，判断下列说法错误的是 A．晶体中填充在构成的正八面体空隙中 B．晶体中填充在构成的正四面体空隙中 C．和晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8 D．和都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子半径比(即几何因素)不同 【变式3-1】（24-25高二下·江苏苏州·月考）观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是 氮化硼晶体 结构模型示意图 备注 熔点 - 易溶于 - A．氮化硼属于共价晶体，硼原子与氮原子均为杂化 B．晶体中每个周围距离最近且相等的构成正六面体 C．分子中有键 D．晶体中每个周围距离最近且相等的构成正四面体 【变式3-2】（24-25高二下·江苏苏州·月考）电石(主要成分)是一种重要的无机化工原料，常用于制备。晶体的晶胞结构如图所示，由于哑铃型的存在使晶胞沿一个方向拉长，下列说法不正确的是 A．1个中含2个键 B．碳化钙晶胞中含4个 C．晶体中一个周围距离最近且相等的的数目为4 D．As的原子结构示意图 【变式3-3】（2024高三·江苏·月考）高温下，超氧化钾晶体结构与NaCl的相似，其晶体结构的一个基本重复单元如图所示，已知晶体中氧的化合价可看作部分为0，部分为-2.下列说法正确的是 A．晶体中每个K＋周围有12个O，每个O周围有6个K＋ B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K＋和4个O C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个 D．晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比为2∶1 题型04 离子晶体的性质 ①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。 ②硬而脆，无延展性 离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离 子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。 ③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。 离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。 ④大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽 油、苯等),遵循“相似相溶”规律。 【典例4】（23-24高二下·江苏连云港·期末）一类太阳能光电材料X属于离子晶体，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．X的化学式为 B．X熔融状态下导电 C．键角大小比较： D．的水溶液显酸性 【变式4-1】离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是 A． B． C． D． 【变式4-2】萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是 A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱 B．CaF2的熔点较高，硬度较大 C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小 【变式4-3】下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A．熔点： B．离子半径： C．阴离子的配位数： D．硬度： 题型05 离子晶体的判断 (1)利用物质的分类 金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。 (2)利用元素的性质和种类 如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。 (3)利用物质的性质 离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。 【典例5】下列有关离子晶体的说法正确的是 A．离子晶体中一定含有金属元素，含有金属元素的化合物一定是离子晶体 B．离子键只存在于离子晶体中，离子晶体中一定含有离子键 C．离子晶体中不可能含有共价键 D．离子晶体受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化 【变式5-1】为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是 A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物 B．测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4，的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物 C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 【变式5-2】（24-25高二下·启东·月考）下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是（    ） Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 B．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 C．在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 【变式5-3】（22-23高二上·江苏·期末）TiO2的“纳米材料"有广泛的应用，工业上可利用TiCl4制取。TiCl4熔点为-25℃，沸点为136.4℃，易溶于有机溶剂。制取TiO2的反应为：①2FeTiO3+7Cl2+3C2TiCl4+2FeCl3+3CO2；②TiCl4+O2=TiO2+2Cl2。下列说法正确的是 A．基态Ti原子核外价电子排布式为4s2 B．Cl2、CO2都是含有非极性键的非极性分子 C．TiCl4晶体是离子晶体，配位数为4 D．反应①中被氧化的元素不止一种 题型06 过渡晶体和混合晶体的结构与性质 1.过渡晶体：介于典型的离子晶体、共价晶体、分子晶体或金属晶体之间的过渡状态的晶体称为过渡晶体。离子晶体和共价晶体的过渡标准是离子键百分数，离子键百分数大按离子晶体处理，离子键百分数小按共价晶体处理。 2.离子键百分数：离子键百分数是根据电负性差值计算出来的，差值越大，离子键百分数越大； 3.混合晶体的结构特点：石墨晶体的同层碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成六元并环结构，层与层之间靠范德华力维系。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电子的原子轨道垂直于碳原子平面。 4.混合晶体的性质：石墨晶体的熔点高，质软，易导电；但导电性只能沿石墨平面方向。 5.石墨的晶体类型：石墨晶体中既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 【典例6】（24-25高二下·江苏·期中）下列关于过渡晶体的说法正确的是 A．石墨属于过渡晶体 B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理 C．绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体 D．Na2O晶体中离子键的百分数为100% 【变式6-1】（24-25高二下·江苏苏州·月考）石墨烯被称为“黑金”，是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列有关说法正确的是 A．石墨烯和石墨属于同一种物质 B．、、都属于碳的同素异形体 C．石量烯可用于制造超级计算机，因其具有优异的导电性能 D．从石墨中剥离石墨烯既要破坏化学键又要破坏范德华力 【变式6-2】（23-24高三上·江苏南京·月考）我国是世界上最大的石墨生产国。下列关于石墨说法不正确的是 A．与金刚石互为同分异构体 B．石墨晶体是一种混合型晶体 C．石墨具有良好的润滑性 D．石墨具有导电性 【变式6-3】下列说法不正确的是 A．中离子键的百分数为62%，则不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 B．通常当作离子晶体来处理，因为是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近 C．是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理 D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型 题型07 四种晶体的比较 1.四种晶体的比较 类型 比较　　 分子晶体 原子晶体 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 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 2.判断晶体类型的5种方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。 ②原子晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。 (2)依据物质的类别判断 ①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的原子晶体(共价晶体)单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体(共价晶体)化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。 ②原子晶体(共价晶体)熔点高，常在一千至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。 ②原子晶体(共价晶体)一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，而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，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。 ②原子晶体(共价晶体)的硬度大。 ③分子晶体的硬度小且较脆。 ④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 3.晶体熔、沸点的比较 (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 ①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。 ②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。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④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。 【典例7】（24-25高二下·江苏南京·期中）下列说法错误的是 A．如图甲所示，晶胞中含有4个： B．的晶胞结构如图乙所示，其中X代表的是 C．晶胞如图丙所示，1个晶胞中有16个O原子 D．如图丁所示，晶胞结构中距离每个最近的有4个 【变式7-1】（24-25高二上·江苏盐城·期末）下列叙述正确的是 A．熔沸点由高到低的顺序：AsH3>PH3>NH3 B．熔沸点由高到低的顺序：硅>金刚石>NaCl>I2 C．某物质熔点 1067℃，易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体 D．硫磺与金刚石晶体熔化时，所克服的微粒间相互作用相同 【变式7-2】（24-25高二下·江苏·月考）下面的排序不正确的是 A．晶体熔点由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4 B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．熔点由高到低：Na>Mg>Al D．熔点由高到低：NaF> NaCl> NaBr>NaI 【变式7-3】（24-25高二下·江苏镇江·期末）下列各组物质晶体类型相同的是 A．SO2和SiO2 B．CCl4和KCl C．干冰和冰 D．晶体Si和单质Na / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $