3.3 金属晶体与离子晶体（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

3.3 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键及电子气理论 题型02 常见金属晶体 题型03 金属晶体性质 题型04 常见离子晶体的结构 题型05 离子键概念及离子晶体判断 题型06 离子晶体性质 题型07 晶胞中的配位数 题型01 金属键及电子气理论 金属键 (1)定义：金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键。 (2)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”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。 (3)成键粒子：金属阳离子和自由电子。 (4)存在：金属单质或合金。 (5)金属键的强弱和对金属性质的影响 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金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大 【典例1】（23-24高二下·吉林·期中）下列说法正确的是 A．金属导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 B．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 C．“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 D．硬铝合金的硬度和熔点均高于纯铝 【答案】C 【详解】A．金属导电是因为自由电子的定向移动，A项错误； B．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和静电排斥作用，B项错误； C．电子气理论为：把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的海洋中，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性，故C正确； D．硬铝的硬度比纯铝大，但熔点比纯铝低，D项错误； 【变式1-1】（23-24高二下·黑龙江大庆·期中）下列对物质性质及解释均正确的是 选项 性质 解释 A 熔点：Li<Na<K K+的价电子数多，金属键最强 B 熔点：晶体硅<碳化硅 碳化硅中分子间作用力较大 C 酸性： 电负性：F>Cl，导致羧基中羟基的极性更大 D H2O的键角比H3O+的键角大 中心原子的孤电子对数目H2O>H3O+ A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．碱金属元素的价电子数相等，都为1，锂离子的离子半径在碱金属中最小，形成的金属键最强，所以碱金属中锂的熔点最高，熔点：Li>Na>K，故A错误； B．晶体硅和碳化硅均为共价晶体，影响其熔沸点大小的为键能的大小，与分子间作用力无关，因此熔点：晶体硅＜碳化硅，是因为键能：C-Si＞Si-Si，故B错误； C．由于电负性：F＞Cl，导致FCH2-的吸电子效应比ClCH2-强，则FCH2COOH中-OH的极性强于ClCH2COOH中-OH的极性，所以酸性：F-CH2-COOH＞Cl-CH2-COOH，故C正确； D．H2O的中心原子O的价层电子对数为，H3O+的中心原子O的价层电子对数为，由于H3O+和H2O中心原子的孤电子对数分别是1和2，且孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力，导致H3O+中H－O－H键角比H2O中的大，故D错误； 【变式1-2】（21-22高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列说法中不正确的是 A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O＜C2H5OH＜CS2 B．液晶态是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性又在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 C．金属的导电性、导热性、延展性均能用金属的电子气理论解释 D．由第ⅠA族和第ⅥA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物 【答案】A 【详解】A．根据相似相溶规律，硫是非极性分子，难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2，故A错误； B．液晶态是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性又在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性，故B正确； C．金属易导热是金属中自由电子运动时与金属离子发生碰撞引起能量交换；金属导电性，是通电时自由电子定向移动导致；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性；故金属的导电性、导热性、延展性均能用金属的电子气理论解释，故C正确； D．由第ⅠA族和第ⅥA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，为过氧化钠，过氧化钠含有钠离子和过氧根离子形成的离子键，过氧根中含有氧氧共价键，故是含有共价键的离子化合物，故D正确； 【变式1-3】关于晶体的下列说法中，正确的是 A．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子与自由电子间的相互作用 B．金属能导电的原因是金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 C．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 【答案】A 【详解】A． 金属由金属阳离子和自由电子构成，金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子与自由电子间的相互作用，故A正确； B． 金属能导电的原因是金属中电子气在外加电场作用下可发生定向移动，故B错误； C． 离子晶体中只含有离子键，也可能含有共价键，如NaOH中O-H键为共价键，故C错误； D． 在金属晶体中，含有阳离子却没有阴离子，故D错误； 题型02 常见金属晶体 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积 (铜型) 六方最密堆积 (镁型) 晶胞 或 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞内原子数目 1 2 4 2 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r 【典例2】（22-23高二下·辽宁朝阳·期末）均位于第四周期Ⅷ族，属于副族元素。某合金的立方晶胞结构如图所示，已知其晶胞参数为。下列说法错误的是    A．单质中含有金属键 B．基态原子核外电子排布式为 C．晶体中，与原子个数比为 D．与之间的最短距离为 【答案】B 【详解】A．单质是金属晶体，含有金属键，故A正确； B．Fe是26号元素，基态原子核外电子排布式为[Ar]，故B错误； C．根据均摊法可知，该晶体中Co的个数为6=3，Ni原子的个数为8=1，与原子个数比为，故C正确； D．由晶胞结构可知，Co与Ni之间的最短距离为面对角线的一半即nm，故D正确； 【变式2-1】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(，，0)，则下列说法正确的是 A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 B．位置C点的原子坐标参数为(，，) C．Mg与Fe之间的最近距离为a nm D．该材料储氢后的化学式为FeMgH 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铁原子与位于体对角线上的镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，故A错误； B．由位于顶点A点的原子坐标参数为(0，0，0)，棱上B点为(，，0)可知，晶胞边长为1，则位于体对角线上C点的原子坐标参数为(，，)，故B错误； C．由题意可知，氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为anm，则晶胞的参数为anm，晶胞中镁原子和铁原子之间的最近距离为体对角线的，则最近距离为a nm，故C正确； D．由晶胞结构可知，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，由题意可知，位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12×+1=4，则该材料储氢后的化学式为FeMg2H2，故D错误； 【变式2-2】（24-25高二下·吉林长春·期末）下列有关晶体类型的判断错误的是 A ：熔点为120.5℃，沸点为271.5℃ 共价晶体 B B：熔点为2300℃，沸点为2550℃，硬度大 共价晶体 C Sb：熔点为630.74℃，沸点为1750℃，晶体导电 金属晶体 D ：熔点为282℃，易溶于水，熔融态不导电 分子晶体 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．的熔沸点较低，属于分子晶体，判断为共价晶体错误，A错误； B．B的熔沸点高、硬度大，符合共价晶体特征，B正确； C．Sb导电，具有金属晶体的导电性以及一定的熔沸点，属于金属晶体，C正确； D．易溶于水，熔融态不导电，熔沸点较低，符合分子晶体的性质，D正确； 【变式2-3】（21-22高二下·吉林·期末）铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是 A．两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子 B．乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14 C．甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1：2 D．甲、乙两种铁晶体的密度比为b3:2a3 【答案】D 【详解】A．金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，不含阴离子，A错误； B．乙晶体晶胞为面心立方最密堆积，顶点原子贡献率为，面心原子贡献率为，故乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为: 8×+6×=4，B错误； C．甲晶体为体心立方堆积、配位数为8，乙晶体晶胞为面心立方最密堆积、配位数为12，甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为8: 12=2: 3，C错误； D．甲晶胞单独占有Fe原子数目= 1+8×=2，乙晶胞单独占有Fe原子数目8×+6×=4，晶胞质量之比=1: 2,则晶体密度之比==b3: 2a3，D正确； 题型03 金属晶体性质 金属晶体的性质 (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。 ①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 ②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)硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。 【典例3】 【变式3-1】金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键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．碱金属单质的熔、沸点从到是逐渐增大的 C．金属铝的硬度大于金属钠 D．金属镁的硬度小于金属钙 【答案】C 【详解】A．.镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小，故A错误； B．从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小，故B错误； C．与钠离子比，金属铝的离子的半径小而所带电荷多，所以金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大，故C正确； D．与钙离子比，金属镁的离子的半径小而所带电荷相同，所以金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大，故D错误； 【变式3-2】（22-23高二下·辽宁·阶段练习）下列叙述中正确的有个 ①金刚石、金刚砂、冰、干冰晶体的熔点依次降低 ②金刚石含共价键数目为(设为阿伏加德罗常数的值) ③晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 ④化学键由强到弱顺序： ⑤硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 ⑥可通过X射线衍射实验区分晶体和非晶体 ⑦晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂 ⑧金属铜的导电性可以用“电子气理论”解释 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 【答案】B 【详解】①金刚石、金刚砂为共价晶体，碳原子半径小于硅，则共价键的键能共价键的键能C-C＞C-Si，则金刚石熔点较高；冰、干冰晶体为分子晶体，水分子间存在氢键，熔点高于干冰，且共价晶体、分子晶体熔点依次降低，则金刚石、金刚砂、冰、干冰晶体的熔点依次降低，①正确； ②金刚石含1molC，则含共价键数目为，②不正确； ③晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合向空间无限扩展，③不正确； ④F、Cl、Br、I离子半径依次增大，则形成的钠盐的晶格能依次减小，化学键由强到弱顺序：，④正确； ⑤金刚石、金刚砂和晶体硅均为共价晶体，碳原子半径小于硅，则共价键的键能C-C＞C-Si＞Si-Si，则硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，⑤正确； ⑥可通过X－射线衍射实验区分晶体和非晶体，例如：石英玻璃为非晶体，水晶的粉末是晶体，用X射线衍射摄取石英玻璃和水晶的粉末得到的图谱是不同的，⑥正确； ⑦晶体在受热熔化过程中不一定存在化学键的断裂，例如金刚石、金刚砂熔化时共价键断裂，冰熔化时克服了氢键共价键不变化，⑦不正确； ⑧电子气理论指出金属阳离子“浸泡”在电子气中，可以解释铜的导电性，导热性和延展性，⑧正确； 【变式3-3】（23-24高二下·黑龙江鸡西·期中）下列有关性质的叙述适用于金属晶体的是 A．固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右 B．由分子间作用力结合而成，熔点低 C．由共价键结合成网状结构，熔点高 D．固体不导电，溶于水或熔融态能导电 【答案】A 【详解】A．固体易导电，说明固体内存在能自由移动的电子，熔点在1000℃左右的可能为金属晶体，A项符合题意； B．由分子间作用力结合而成的，熔点低的晶体属于分子晶体，B项不符合题意； C．由共价键结合成网状，熔点很高的晶体为共价晶体，C项不符合题意； D．固体不导电，溶于水或熔融态能导电的晶体为离子晶体，D项不符合题意； 题型04 常见离子晶体的结构 常见离子晶体结构分析 离子晶体中，阴离子呈等径圆球密堆积，阳离子有序地填在阴离子的空隙中，每个离子周围等距离地排列着异电性离子，被异电性离子包围。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫做离子晶体中离子的配位数 (1)四种常见离子晶体 ①NaCl晶体 晶体结构 结构分析 a．一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ b．在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每个Cl－同时强烈吸引6个Na+ c．在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 d．在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 e．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ②CsCl晶体 晶体结构 结构分析 a．一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ b．在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 c．在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 d．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ③ZnS晶体 晶体结构 结构分析 a．1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ b．Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 c．密度＝ ④CaF2晶体 晶体结构 结构分析 a．1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ b．CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 c．密度＝ 【典例4】（23-24高二下·吉林白山·期末）高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0，部分为-2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，下列说法正确的是 A．超氧化钾的化学式为，每个晶胞含有4个和4个 B．晶体中每个周围有8个，每个周围有8个 C．晶体中与每个周围距离最近的有8个 D．晶体中，0价氧与-2价氧的原子个数之比为1：3 【答案】A 【详解】A．根据题图知，该晶胞中位于顶点和面心，个数为，位于棱边中点和体心，个数为，则和个数之比，所以其化学式为，每个晶胞含有4个和4个，A正确； B．根据图知，每个周围有6个、每个周围有6个，B错误； C．根据题图知，每个周围距离最近的有12个，C错误； D．晶胞中与个数分别为4、4，所以晶胞中共有8个氧原子，根据电荷守恒-2价氧原子数目为2，则0价氧原子数目为，所以晶体中0价氧原子与-2价氧原子的数目比为，D错误； 【变式4-1】（24-25高二下·辽宁大连·期末）钛酸钡耐高温材料可由碳酸钡和二氧化钛在高温下制备。二氧化钛、钛酸钡的晶胞结构如图1、图2所示。下列说法正确的是 A．图1白球代表钛原子，黑球代表氧原子 B．图2钛酸钡晶胞中含有一种阴离子和多种阳离子 C．钛酸钡晶体中，每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数目是8 D．若将钛离子置于晶胞的体心，钡离子置于晶胞顶点，则氧离子处于晶胞棱心 【答案】B 【详解】A．图1晶胞结构中白球6个其中4个位于上下底面，2个位于体内，黑球9个，其中8个位于顶点，一个位于体心，利用均摊法可知一个晶胞中白球：，黑球：，图1表示TiO2晶胞结构，所以白球代表氧原子，黑球代表钛原子，A错误； B．图2晶胞结构中，1个钡离子位于晶胞的体心，12个氧离子位于棱上，8个钛离子位于顶点，根据均摊法可知一个晶胞中钛离子数是、钡离子数是1、氧离子数是，个数比为1:1:3；该物质的化学式为BaTiO3，含有多种金属阳离子和氧离子，B正确； C．钛酸钡晶体中，1个钡离子位于晶胞的体心，12个氧离子位于棱上，每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数目是12，C错误； D．该晶胞结构中，1个钡离子位于晶胞的体心，12个氧离子位于棱上，8个钛离子位于顶点。若将钛离子置于晶胞的体心，钡离子置于晶胞顶点，将共用一个Ti4+的8个晶胞的体心钡离子连接起来构成新的立方体晶胞，则O2-正好处在面心位置，D错误； 【变式4-2】（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体晶胞结构分别如图所示，下列关于这些晶体晶胞结构和性质的叙述错误的是 A．同主族元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构 B．每个周围紧邻且等距的有8个 C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键 D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si形成4个Si-O共价单键 【答案】B 【详解】A．Si与C是同主族元素，二者与O形成的化合物和晶体结构不同，是共价晶体，是分子晶体，A正确； B．从图像可以看出，体心周围紧邻且等距的（棱心）有12个，B错误； C．是分子晶体，分子间存在分子间作用力，分子内C原子和O原子以共价键连接，C正确； D．从图像可以看出，在晶体中，每个Si与4个O相连，形成4个Si-O共价单键，D正确； 【变式4-3】（23-24高二上·辽宁铁岭·阶段练习）我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶体结构如图。下列有关说法错误的是 A．反应产物中有两种非极性分子 B．1mol CO2和1mol N2含有的π键数目之比为1:1 C．K2S晶体中阴离子周围最近的阳离子有4个 D．若K2S晶体的晶胞边长为a nm，则该晶体的密度为g·cm-3 【答案】C 【分析】在K2S晶胞中，K+分别位于8个小立方体的体心，与周围的4个S2-相连，则K+周围距离最近的S2-有4个。晶胞中所含K+的数目为8，所含S2-的数目为=4。 【详解】A．反应产物中，K2S为离子化合物，CO2、N2为共价化合物，其中CO2是由极性键形成的非极性分子，N2是由非极性键形成的非极性分子，所以有两种非极性分子，A正确； B．CO2的结构式为O=C=O，N2的结构式为N≡N，分子中都含有2个π键，则1mol CO2和1mol N2含有的π键数目之比为2:2=1:1，B正确； C．K2S晶体中，K+周围距离最近的S2-有4个，则S2-周围最近的K+有8个，C错误； D．若K2S晶体的晶胞边长为a nm，则该晶体的密度为=g·cm-3，D正确； 题型05 离子键概念及离子晶体判断 1．定义：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 2．结构特点 (1)构成微粒：阳离子和阴离子。 (2)微粒间的作用力：离子键。 【典例5】（23-24高二下·吉林·期中）下列各组物质的晶体中，化学键类型完全相同，晶体类型也相同的是 A．与金刚石 B．与 C．与 D．与 【答案】D 【详解】A．为分子晶体，金刚石为共价晶体，A项不符合题意； B．(只含共价键)为分子晶体，(含共价键和离子键)为离子晶体，B项不符合题意； C．只含离子键，含离子键和共价键，均为离子晶体，C项不符合题意； D．SiF4为分子晶体，只含共价键，PCl3为分子晶体，只含共价键，D符合题意； 【变式5-1】（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）共价键、离子键和分子间作用力是微粒之间的三种作用力。下列晶体含有其中两种作用力的是 ①      ②SiC        ③冰         ④金刚石         ⑤NaCl          ⑥白磷 A．①②⑤ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①②③⑥ 【答案】B 【详解】①Na2O2是离子晶体，其中钠离子与过氧根离子之间形成离子键，过氧根离子中氧原子之间形成非极性共价键，含有离子键和非极性共价键两种作用力，故①选； ②SiC是共价晶体，其中只存在硅原子与碳原子之间的共价键，故②不选； ③冰属于分子晶体，水分子内部存在氧和氢之间的极性共价键，还存在水分子间的作用力，还存在氢键，根据题目要求，氢键作用力相对较弱，不属于题目的三种作用力，故③选； ④金刚石是共价晶体，只存在碳原子与碳原子之间的共价键，故④不选； ⑤氯化钠属于离子晶体，其中只存在钠离子与氯离子之间形成离子键，故⑤不选； ⑥白磷属于分子晶体，白磷分子中磷原子之间形成共价键，分子间存在分子间作用力，含有共价键和分子间作用力两种作用力，故⑥选； 【变式5-2】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）关于晶体中作用力的叙述，错误的是 A．共价晶体中可以同时存在范德华力、共价键和配位键 B．分子晶体中可以同时存在范德华力、氢键和共价键 C．混合晶体中可以同时存在共价键、范德华力和类似金属键的作用力 D．离子晶体中可能同时存在离子键、共价键、氢键、配位键和范德华力 【答案】A 【详解】A．共价晶体中没有范德华力，A错误； B．分子晶体中可以同时存在范德华力、氢键和共价键，例如冰晶体，B正确； C．混合晶体中可以同时存在共价键、范德华力和类似金属键的作用力，例如石墨晶体，C正确； D．离子晶体中可能同时存在离子键、共价键、氢键、配位键和范德华力，例如胆矾晶体，D正确； 【变式5-3】（21-22高二下·黑龙江牡丹江·期中）下列各组表述中，正确的是 A．氯化铵分解只破坏离子键 B．离子键、金属键无方向性和饱和性，而所有共价键都有方向性和饱和性 C．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验 D．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 【答案】C 【详解】A．NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢，即NH4Cl受热分解既破坏了铵根离子和氯离子的离子键，也破坏了氮氢原子之间的共价键，故A错误； B．离子键是带相反电荷的离子之间的相互作用，金属键是金属阳离子和自由电子之间的相互作用，离子键和金属键均无方向性和饱和性，共价键是原子之间通过共用电子对形成的相互作用，有方向性和饱和性，但s轨道为球形，s-s共价键无方向性，故B错误； C．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来，因此，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C正确； D．化学键可能只有σ键，也可能有σ键和π键，不可能只有π键，故D错误； 题型06 离子晶体性质 离子晶体的性质 熔点 硬度 导电性 较高 较大 不导电，但在熔融状态或溶于水时导电 【典例6】（23-24高二下·黑龙江大庆·阶段练习）下列关于晶体的说法中，不正确的是 ①晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定 ②MgO晶体中化学键的键能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小 ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点 ④含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 ⑤干冰晶体中，一个分子周围有12个分子紧邻；CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6 ⑥分子晶体中一定存在共价键，而离子晶体中可能存在共价键 A．①②③④ B．③④⑤⑥ C．②③④⑤ D．②③⑤⑥ 【答案】B 【详解】①在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时，晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定，故①正确； ②MgO晶体中化学键的键能比NaCl高，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小，MgO晶格能大，故②正确； ③共价键决定其稳定性，分子间作用力决定分子晶体的熔、沸点，故③错误； ④含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子，故④错误； ⑤干冰晶体，采用的面心立方堆积方式，即8个位于顶点，6个位于面心，以顶点的为对象，其周围最近的3个位于面心，顶点被8个晶胞共用，面心被2个晶胞共用，则分子配位数为；NaCl晶体中Na+被周围的6个Cl-，Cl-被周围的6个Na+都围城正八面体结构，则阴、阳离子的配位数都为6，CsCl晶体为体心立方，8个Cl-位于顶点，1个Cs+位于体心，或反之，即阴、阳离子的配位数都为8，故⑤错误； ⑥分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体，稀有气体为单原子分子，无化学键；离子晶体中可能存在共价键，如氯化铵，故⑥错误； 【变式6-1】（23-24高二下·黑龙江佳木斯·期中）下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是 A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．H2S>H2O D．生铁>纯铁>钠 【答案】B 【详解】A．金刚石、晶体硅、金刚砂都是原子晶体，原子半径越小，共价键越强，熔沸点越高，熔沸点：金刚石>金刚砂>晶体硅，故A错误；     B．NaF、NaCl、NaBr都是离子晶体，离子半径越小，晶格能越大，熔沸点越高，熔沸点：NaF>NaCl>NaBr，故B正确； C．H2O分子间能形成氢键，熔沸点H2S<H2O，故C错误； D．合金的熔沸点低于成分金属，纯铁>生铁>钠，故D错误 【变式6-2】（22-23高二下·黑龙江佳木斯·阶段练习）下列有关晶体结构或性质的描述正确的是。 A．冰中存在极性键、范德华力，不存在氢键 B．因金属性K>Na，故金属钾的熔点高于金属钠的 C．1 mol金刚石与1 mol石墨晶体中所含的C-C的数目相同 D．氧化镁中的离子键强度大于氯化钠中的离子键强度，故氧化镁的熔点高于氯化钠的 【答案】D 【详解】A．冰中水分子之间存在氢键，故A错误； B．同主族元素从上到下金属性增强，熔点降低，金属性：K>Na，熔点：K<Na，故B错误； C．1 mol金刚石含2molC-C、1 mol石墨晶体中含的1.5molC-C，两者所含碳碳键数目不同，故C错误； D．氧化镁中离子电荷数多比氯化钠中离子所带电荷数多，且氧化镁中离子半径小氯化钠中离子半径，离子电荷数越多、离子半径越小，晶格能越大，晶体的熔点越高，故D正确； 【变式6-3】（21-22高二下·黑龙江双鸭山·阶段练习）下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．熔点：NaF>NaCl>NaBr C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2 D．硬度：MgO>CaO>BaO 【答案】A 【分析】离子半径越小，离子所带电荷越多，离子晶体晶格能越大，熔点越高，硬度越大。 【详解】A．离子半径Na+>Mg+>Al+，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子晶体的晶格能越大导致熔点越高，所以熔点：NaF<MgF2<AlF3，故A错误； B．离子半径F-<Cl-<Br-，离子半径越小，晶格能越大，所以熔点：NaF＞NaCl＞NaBr，故B正确； C．CsCl、NaCl、CaF2的阴离子的配位数分别是8、6、4，所以阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2，故C正确； D．离子半径：Ba2+＞Ca2+＞Mg2+，离子晶体的晶格能MgO＞CaO＞BaO，所以硬度：MgO＞CaO＞BaO，故D正确。 题型07 晶胞中的配位数 配位数的定义：晶体环境中某个原子周围最近的其它原子数。 相关因素： （1）几何因素；与中心原子的半径大小相关。 （2）电荷因素。与阴阳离子所带电荷数有关。 若阴阳离子个数相等，如MgO,NaCl,则其配位数之比为1：1； 若不相等，如CaF2， Ca2+的配位数：F-的配位数=2：1，电荷高的配位数大。 2、配位数与晶体类型有关 (1) 线型的原子配位数为2； -A-B-A-B- (2)体心立方晶系中原子配位数为8: (3) 最高的配位数(面心立方）为12，存在于六方紧密堆积和立方紧密堆积结构中 3、熟悉典型案例 在离子晶体中，配位数指的是给一种离子配位的异性电荷离子的个数，因为异性相吸，距离较近；而同性相斥，距离较远。 （1）NaCl型（NaCl,MgO等）：Na+为中心的话，周围有6个Cl-给它配位；Cl-为中心的话，周围有6个Na+给它配位，呈正八面体构型 如图所示：把晶胞延伸，忽略Na+，所有的Cl-围成了面心立方，而面心立方的配位数均为12；Cl-周围最近的的Cl-和Na+周围最近的Na+，均为12. Cl-周围最近的Cl-数目 Na+周围最近的Na+数目 12 12 （2）氯化铯型 配位数 Cl-周围最近的Cs+: 8个 Cs+周围最近的Cl-: 8个 Cl-周围最近的Cl-: 6个 （上下、左右、前后） Cs+周围最近的Cs+: 6个 （上下、左右、前后） （3）萤石（氟化钙）型 配位数 F-周围最近的Ca2+: 4个 Ca2+周围最近的F-: 8个 F-周围最近的F-: 6个 （上下、左右、前后） Ca2+周围最近的Ca2+: 12个 （构成面心立方） （4）反萤石型（Na2O） 白球：Na+，黑球：O2- 配位数 Na+周围最近的O2-: 4个 O2-周围最近的Na+: 8个 Na+周围最近的Na+: 6个 （上下、左右、前后） O2-周围最近的O2-: 12个 （构成面心立方） （5）硫化锌（ZnS型） 配位数 Zn2+周围最近的S2-: 4个 S2-周围最近的Zn2+: 4个 Zn2+周围最近的Zn2+：12个 （构成面心立方） （6）干冰晶胞中CO2分子的周围最近且距离相等的CO2 CO2的配位数 12 （二氧化碳构成面心立方晶胞） 【典例7】（24-25高二上·辽宁·期末）钠的某种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞边长为a nm。若1号原子的坐标为(0，0，0)，2号原子的坐标为(1，1，1)，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该图为Na2O2的晶胞结构图 B．该晶体中Na+的配位数为8 C．3号原子的坐标为(，，) D．该晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．晶胞中白球数目为8×+6×=4，黑球数目为8，二者的个数比是4∶8=1∶2，元素该图为Na2O的晶胞结构图，其中黑球表示Na+，白球表示O2-，A错误； B．根据选项A分析可知：黑球表示Na+，白球表示O2-，根据图示可知：在一个Na+周围距离相等且最近的O2-有4个，故该晶体中Na+的配位数为4，B错误； C．若1号原子的坐标为(0，0，0)，2号原子的坐标为(1，1，1)，3号原子在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别是、、，故3号原子的坐标为(，，)，C正确； D．根据选项A分析可知：在该晶体的一个晶胞中含有4个O2-，8个Na+，即晶胞中含有4个Na2O，由于晶胞边长为a nm，则根据晶体密度计算公式，可知该晶体的密度ρ=g/cm3= g/cm3，D错误； 【变式7-1】（23-24高二下·辽宁·期末）在荧光体、光导体材料等行业中应用广泛，立方晶体结构如图所示。已知M、N点原子坐标分别为和，是阿伏加德罗常数的值，晶体棱长为a pm。下列说法错误的是 A．的配位数为4 B．一个周围最近的共有12个 C．Q点的原子坐标为 D．晶体的摩尔体积 【答案】C 【详解】A．晶胞中硫离子位于4个锌离子构成的四面体体心，配位数为4，A正确； B．以底面面心硫离子为例，同层、上下层各有4个最近的硫离子，共12个，B正确； C．Q点的原子在xyz轴上投影坐标分别为、、，故其坐标为，C错误； D．晶胞体积为，晶胞中含4个Zn2+、4个S2-，则晶体的摩尔体积，D正确； 【变式7-2】（23-24高二下·吉林·期末）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示，铁原子位于顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分8个立方单位的体心位置。下列说法正确的是 A．Fe原子的配位数为4 B．a位置原子的分数坐标(0.75，0.25，0.75) C．Fe原子与Mg原子间最短距离为1/4bnm D．晶体储氢时，H2在晶胞的体心和棱的中心位置，若储氢后化学式为FeMg2H2，则储氢率为100% 【答案】D 【详解】A．由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与位于体对角线上镁原子的距离最近，则铁原子的配位数为8，故A项错误； B．由晶胞结构可知，a位置镁原子位于将晶胞平分为左上侧的立方单位的体心位置，原子的分数坐标为(0.25， 0.75， 0.75)，故B项错误； C．由晶胞结构可知，位于顶点的铁原子与镁原子的距离为体对角线的，则铁原子与镁原子间最短距离为b nm，故C项错误； D．由晶胞结构可知，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，氢后化学式为FeMg2H2，则储氢率为100%，故D项正确； 【变式7-3】（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中）F是一种活泼的非金属元素，含氟化合物在生产、生活和科研中应用广泛。请回答： (1)基态氟原子的价层电子排布式为 。 (2)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，的VSEPR模型为 ；的键角 (填“>”“＜”或“=”)的键角，原因是 。 (3)X射线衍射测定等发现，中存在离子，则中存在_______(填“编号”)。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．配位键 (4)的晶胞结构如图所示，晶胞中，的配位数为 。若该立方晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值，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，称为原子的分数坐标，如A点的原子分数坐标为，则B点的原子分数坐标为 ；该晶体的密度为 。 【答案】(1) (2) 四面体形 > F的电负性比H大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对间排斥力比的小，且NH3的孤电子对偏向N，孤电子对对成键电子对的排斥力较大，使NF3的键角比NH3的小； (3)BD (4) 8 【详解】（1）F是9号元素，则价层电子排布式为2s22p5； （2）NF3中中心N原子的价层电子对数为：，孤电子对数为1，则VSEPR模型为四面体形；F的电负性比H大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对间排斥力比的小，且NH3的孤电子对偏向N，孤电子对对成键电子对的排斥力较大，使NF3的键角比NH3的小； （3）中As原子最外层有5个电子，中As和F原子之间存在As-F极性共价键，还有1个配位键，故选BD； （4）由CaF2的晶胞结构可知，Ca2+的配位数为8(上下两层各4个)；若将晶胞平分成8个小正方体，则B点处于左上后侧小正方体的中心，所以B点的原子分数坐标为；根据均摊法可知，每个晶胞中含有Ca2+的个数为：，F-的个数为：8个，则每个晶胞中含有4个“CaF2”，所以晶胞的密度为：。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键及电子气理论 题型02 常见金属晶体 题型03 金属晶体性质 题型04 常见离子晶体的结构 题型05 离子键概念及离子晶体判断 题型06 离子晶体性质 题型07 晶胞中的配位数 题型01 金属键及电子气理论 金属键 (1)定义：金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键。 (2)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”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。 (3)成键粒子：金属阳离子和自由电子。 (4)存在：金属单质或合金。 (5)金属键的强弱和对金属性质的影响 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金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大 【典例1】（23-24高二下·吉林·期中）下列说法正确的是 A．金属导电是因为金属在外加电场作用下产生自由电子 B．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 C．“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 D．硬铝合金的硬度和熔点均高于纯铝 【变式1-1】（23-24高二下·黑龙江大庆·期中）下列对物质性质及解释均正确的是 选项 性质 解释 A 熔点：Li<Na<K K+的价电子数多，金属键最强 B 熔点：晶体硅<碳化硅 碳化硅中分子间作用力较大 C 酸性： 电负性：F>Cl，导致羧基中羟基的极性更大 D H2O的键角比H3O+的键角大 中心原子的孤电子对数目H2O>H3O+ A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】（21-22高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列说法中不正确的是 A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明分子极性：H2O＜C2H5OH＜CS2 B．液晶态是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性又在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 C．金属的导电性、导热性、延展性均能用金属的电子气理论解释 D．由第ⅠA族和第ⅥA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物 【变式1-3】关于晶体的下列说法中，正确的是 A．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子与自由电子间的相互作用 B．金属能导电的原因是金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 C．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 题型02 常见金属晶体 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积 (铜型) 六方最密堆积 (镁型) 晶胞 或 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞内原子数目 1 2 4 2 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r 【典例2】（22-23高二下·辽宁朝阳·期末）均位于第四周期Ⅷ族，属于副族元素。某合金的立方晶胞结构如图所示，已知其晶胞参数为。下列说法错误的是    A．单质中含有金属键 B．基态原子核外电子排布式为 C．晶体中，与原子个数比为 D．与之间的最短距离为 【变式2-1】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(，，0)，则下列说法正确的是 A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4 B．位置C点的原子坐标参数为(，，) C．Mg与Fe之间的最近距离为a nm D．该材料储氢后的化学式为FeMgH 【变式2-2】（24-25高二下·吉林长春·期末）下列有关晶体类型的判断错误的是 A ：熔点为120.5℃，沸点为271.5℃ 共价晶体 B B：熔点为2300℃，沸点为2550℃，硬度大 共价晶体 C Sb：熔点为630.74℃，沸点为1750℃，晶体导电 金属晶体 D ：熔点为282℃，易溶于水，熔融态不导电 分子晶体 A．A B．B C．C D．D 【变式2-3】（21-22高二下·吉林·期末）铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是 A．两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子 B．乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14 C．甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1：2 D．甲、乙两种铁晶体的密度比为b3:2a3 题型03 金属晶体性质 金属晶体的性质 (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。 ①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 ②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)硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。 【典例3】 【变式3-1】金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键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．碱金属单质的熔、沸点从到是逐渐增大的 C．金属铝的硬度大于金属钠 D．金属镁的硬度小于金属钙 D．与钙离子比，金属镁的离子的半径小而所带电荷相同，所以金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大，故D错误； 【变式3-2】（22-23高二下·辽宁·阶段练习）下列叙述中正确的有个 ①金刚石、金刚砂、冰、干冰晶体的熔点依次降低 ②金刚石含共价键数目为(设为阿伏加德罗常数的值) ③晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 ④化学键由强到弱顺序： ⑤硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 ⑥可通过X射线衍射实验区分晶体和非晶体 ⑦晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂 ⑧金属铜的导电性可以用“电子气理论”解释 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 【变式3-3】（23-24高二下·黑龙江鸡西·期中）下列有关性质的叙述适用于金属晶体的是 A．固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右 B．由分子间作用力结合而成，熔点低 C．由共价键结合成网状结构，熔点高 D．固体不导电，溶于水或熔融态能导电 题型04 常见离子晶体的结构 常见离子晶体结构分析 离子晶体中，阴离子呈等径圆球密堆积，阳离子有序地填在阴离子的空隙中，每个离子周围等距离地排列着异电性离子，被异电性离子包围。一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫做离子晶体中离子的配位数 (1)四种常见离子晶体 ①NaCl晶体 晶体结构 结构分析 a．一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ b．在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每个Cl－同时强烈吸引6个Na+ c．在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 d．在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 e．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ②CsCl晶体 晶体结构 结构分析 a．一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ b．在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 c．在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 d．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ③ZnS晶体 晶体结构 结构分析 a．1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ b．Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 c．密度＝ ④CaF2晶体 晶体结构 结构分析 a．1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ b．CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 c．密度＝ 【典例4】（23-24高二下·吉林白山·期末）高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0，部分为-2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，下列说法正确的是 A．超氧化钾的化学式为，每个晶胞含有4个和4个 B．晶体中每个周围有8个，每个周围有8个 C．晶体中与每个周围距离最近的有8个 D．晶体中，0价氧与-2价氧的原子个数之比为1：3 【变式4-1】（24-25高二下·辽宁大连·期末）钛酸钡耐高温材料可由碳酸钡和二氧化钛在高温下制备。二氧化钛、钛酸钡的晶胞结构如图1、图2所示。下列说法正确的是 A．图1白球代表钛原子，黑球代表氧原子 B．图2钛酸钡晶胞中含有一种阴离子和多种阳离子 C．钛酸钡晶体中，每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数目是8 D．若将钛离子置于晶胞的体心，钡离子置于晶胞顶点，则氧离子处于晶胞棱心 【变式4-2】（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体晶胞结构分别如图所示，下列关于这些晶体晶胞结构和性质的叙述错误的是 A．同主族元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构 B．每个周围紧邻且等距的有8个 C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键 D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si形成4个Si-O共价单键 【变式4-3】（23-24高二上·辽宁铁岭·阶段练习）我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶体结构如图。下列有关说法错误的是 A．反应产物中有两种非极性分子 B．1mol CO2和1mol N2含有的π键数目之比为1:1 C．K2S晶体中阴离子周围最近的阳离子有4个 D．若K2S晶体的晶胞边长为a nm，则该晶体的密度为g·cm-3 题型05 离子键概念及离子晶体判断 1．定义：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 2．结构特点 (1)构成微粒：阳离子和阴离子。 (2)微粒间的作用力：离子键。 【典例5】（23-24高二下·吉林·期中）下列各组物质的晶体中，化学键类型完全相同，晶体类型也相同的是 A．与金刚石 B．与 C．与 D．与 【变式5-1】（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）共价键、离子键和分子间作用力是微粒之间的三种作用力。下列晶体含有其中两种作用力的是 ①      ②SiC        ③冰         ④金刚石         ⑤NaCl          ⑥白磷 A．①②⑤ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①②③⑥ 【变式5-2】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）关于晶体中作用力的叙述，错误的是 A．共价晶体中可以同时存在范德华力、共价键和配位键 B．分子晶体中可以同时存在范德华力、氢键和共价键 C．混合晶体中可以同时存在共价键、范德华力和类似金属键的作用力 D．离子晶体中可能同时存在离子键、共价键、氢键、配位键和范德华力 【变式5-3】（21-22高二下·黑龙江牡丹江·期中）下列各组表述中，正确的是 A．氯化铵分解只破坏离子键 B．离子键、金属键无方向性和饱和性，而所有共价键都有方向性和饱和性 C．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验 D．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 题型06 离子晶体性质 离子晶体的性质 熔点 硬度 导电性 较高 较大 不导电，但在熔融状态或溶于水时导电 【典例6】（23-24高二下·黑龙江大庆·阶段练习）下列关于晶体的说法中，不正确的是 ①晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定 ②MgO晶体中化学键的键能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小 ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点 ④含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 ⑤干冰晶体中，一个分子周围有12个分子紧邻；CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6 ⑥分子晶体中一定存在共价键，而离子晶体中可能存在共价键 A．①②③④ B．③④⑤⑥ C．②③④⑤ D．②③⑤⑥ 【变式6-1】（23-24高二下·黑龙江佳木斯·期中）下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是 A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．H2S>H2O D．生铁>纯铁>钠 D．合金的熔沸点低于成分金属，纯铁>生铁>钠，故D错误 【变式6-2】（22-23高二下·黑龙江佳木斯·阶段练习）下列有关晶体结构或性质的描述正确的是。 A．冰中存在极性键、范德华力，不存在氢键 B．因金属性K>Na，故金属钾的熔点高于金属钠的 C．1 mol金刚石与1 mol石墨晶体中所含的C-C的数目相同 D．氧化镁中的离子键强度大于氯化钠中的离子键强度，故氧化镁的熔点高于氯化钠的 【变式6-3】（21-22高二下·黑龙江双鸭山·阶段练习）下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．熔点：NaF>NaCl>NaBr C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2 D．硬度：MgO>CaO>BaO 题型07 晶胞中的配位数 配位数的定义：晶体环境中某个原子周围最近的其它原子数。 相关因素： （1）几何因素；与中心原子的半径大小相关。 （2）电荷因素。与阴阳离子所带电荷数有关。 若阴阳离子个数相等，如MgO,NaCl,则其配位数之比为1：1； 若不相等，如CaF2， Ca2+的配位数：F-的配位数=2：1，电荷高的配位数大。 2、配位数与晶体类型有关 (1) 线型的原子配位数为2； -A-B-A-B- (2)体心立方晶系中原子配位数为8: (3) 最高的配位数(面心立方）为12，存在于六方紧密堆积和立方紧密堆积结构中 3、熟悉典型案例 在离子晶体中，配位数指的是给一种离子配位的异性电荷离子的个数，因为异性相吸，距离较近；而同性相斥，距离较远。 （1）NaCl型（NaCl,MgO等）：Na+为中心的话，周围有6个Cl-给它配位；Cl-为中心的话，周围有6个Na+给它配位，呈正八面体构型 如图所示：把晶胞延伸，忽略Na+，所有的Cl-围成了面心立方，而面心立方的配位数均为12；Cl-周围最近的的Cl-和Na+周围最近的Na+，均为12. Cl-周围最近的Cl-数目 Na+周围最近的Na+数目 12 12 （2）氯化铯型 配位数 Cl-周围最近的Cs+: 8个 Cs+周围最近的Cl-: 8个 Cl-周围最近的Cl-: 6个 （上下、左右、前后） Cs+周围最近的Cs+: 6个 （上下、左右、前后） （3）萤石（氟化钙）型 配位数 F-周围最近的Ca2+: 4个 Ca2+周围最近的F-: 8个 F-周围最近的F-: 6个 （上下、左右、前后） Ca2+周围最近的Ca2+: 12个 （构成面心立方） （4）反萤石型（Na2O） 白球：Na+，黑球：O2- 配位数 Na+周围最近的O2-: 4个 O2-周围最近的Na+: 8个 Na+周围最近的Na+: 6个 （上下、左右、前后） O2-周围最近的O2-: 12个 （构成面心立方） （5）硫化锌（ZnS型） 配位数 Zn2+周围最近的S2-: 4个 S2-周围最近的Zn2+: 4个 Zn2+周围最近的Zn2+：12个 （构成面心立方） （6）干冰晶胞中CO2分子的周围最近且距离相等的CO2 CO2的配位数 12 （二氧化碳构成面心立方晶胞） 【典例7】（24-25高二上·辽宁·期末）钠的某种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞边长为a nm。若1号原子的坐标为(0，0，0)，2号原子的坐标为(1，1，1)，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该图为Na2O2的晶胞结构图 B．该晶体中Na+的配位数为8 C．3号原子的坐标为(，，) D．该晶体的密度为 【变式7-1】（23-24高二下·辽宁·期末）在荧光体、光导体材料等行业中应用广泛，立方晶体结构如图所示。已知M、N点原子坐标分别为和，是阿伏加德罗常数的值，晶体棱长为a pm。下列说法错误的是 A．的配位数为4 B．一个周围最近的共有12个 C．Q点的原子坐标为 D．晶体的摩尔体积 【变式7-2】（23-24高二下·吉林·期末）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示，铁原子位于顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分8个立方单位的体心位置。下列说法正确的是 A．Fe原子的配位数为4 B．a位置原子的分数坐标(0.75，0.25，0.75) C．Fe原子与Mg原子间最短距离为1/4bnm D．晶体储氢时，H2在晶胞的体心和棱的中心位置，若储氢后化学式为FeMg2H2，则储氢率为100% 【变式7-3】（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中）F是一种活泼的非金属元素，含氟化合物在生产、生活和科研中应用广泛。请回答： (1)基态氟原子的价层电子排布式为 。 (2)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，的VSEPR模型为 ；的键角 (填“>”“＜”或“=”)的键角，原因是 。 (3)X射线衍射测定等发现，中存在离子，则中存在_______(填“编号”)。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．配位键 (4)的晶胞结构如图所示，晶胞中，的配位数为 。若该立方晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值，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，称为原子的分数坐标，如A点的原子分数坐标为，则B点的原子分数坐标为 ；该晶体的密度为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $