3.3 金属晶体与离子晶体（8大题型专项训练）化学人教版选择性必修2

第3节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键的形成 题型02 金属键的强弱与金属晶体的物理性质 题型03 离子键的形成 题型04 离子化合物及离子晶体的性质 题型05 有关离子晶体的计算 题型06 过度晶体的概念及性质 题型07 混合晶体的结构及性质 题型08 晶体熔沸点高低的比较 题型01 金属键的形成 1．金属键 （1）成键微粒：金属阳离子和自由电子。 （2）存在：在金属单质和合金中都存在金属键。 2．金属键的本质和特点 金属键的本质是一种电性作用，即金属阳离子和自由电子之间的静电作用。金属键的特征是没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个晶体内运动，属于整块金属。 【典例1】有下列关于金属键的叙述中，不正确的是(　　) A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的强烈的相互作用，故金属键无饱和性和方向性 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 【变式1-1】构成金属键的微粒是 A．原子 B．正、负离子 C．分子 D．金属正离子与自由电子 【变式1-2】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 【变式1-3】金属键的实质是(　　) A．金属阳离子和自由电子之间的相互排斥 B．阴、阳离子之间的相互作用 C．金属阳离子和自由电子之间的相互吸引 D．金属阳离子和自由电子之间的相互作用 题型02 金属键的强弱与金属晶体的物理性质 1．影响金属键强弱的因素 金属的原子半径和单位体积内自由电子数目的多少及金属阳离子所带电荷的多少。 （1）金属键的强弱差别较大。如钠、钾的熔、沸点低，存在的金属键较弱；铬的硬度大，熔、沸点高，存在的金属键较强。 （2）同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。 （3）同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。 2．金属键的强弱与金属的物理性质的关系 （1）金属的延展性、导电性、导热性、熔沸点等均与金属键有关。金属键越强，金属的熔、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。 一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 （2）金属导电性与电解质导电性的区别 金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。 【典例2】下列关于金属及金属键的说法不正确的是 A．金属键不具有方向性和饱和性 B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性 【变式2-1】小波在参观了某渊中学的晶体墙后，对晶体产生了浓厚的兴趣，她决定上网查找相关资料，但不幸的是她登录的网站被不法分子篡改了。她摘录了该网站上的一些表述，请帮她选出其中错误的表述 A．金属锗()是一种常见的金属晶体 B．根据电子气理论，金属具有良好的延展性是由于其受到外力时，各原子层发生相对滑动，改变原来的排列方式 C．能带理论是一种描述金属键的理论 D．在水晶晶体中，平均每1个原子被1个十二元环占有 【变式2-2】在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是(　　) A．Mg>Al>Ca　 B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al 【变式2-3】下图是金属晶体内部电子气理论图 电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是(　　) A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导 C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属阳离子各层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑的作用，使金属不会断裂 D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小 题型03 离子键的形成 1.离子键概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。 2.离子键成键微粒：阳离子和阴离子。 3.离子键实质：离子键的本质是一种静电作用。 4.离子键特征：离子键没有方向性和饱和性。 5.离子键形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。 6.离子键影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。 【典例3】下列说法正确的是(　　) A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力 B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键 C．含有离子键的化合物一定是离子化合物 D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失 【变式3-1】以下叙述中，错误的是(　　) A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强 B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用 C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性 D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低 【变式3-2】下列叙述正确的是 A．离子键只有饱和性没有方向性 B．离子化合物中只含有离子键 C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量 D．离子键就是离子间的吸引作用 【变式3-3】氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，二者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是(　　) A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B．氧化钙中氧离子与钙离子之间的作用力更强 C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同 D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定 题型04 离子化合物及离子晶体的性质 离子晶体的物理性质 ①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 ②硬而脆，无延展性。 ③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。 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。 【典例4】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4-1】碱金属和卤素形成的化合物通常具有的性质是 ①能溶于水    ②水溶液能导电    ③熔融状态不导电 A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 【变式4-2】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4-3】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 题型05 有关离子晶体的计算 1．常见类型的离子化合物的晶体结构 （1）NaCl型晶体结构模型 ①在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着6个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着6个Na+。因此Na+和Cl-的配位数均为6。 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。 （2）CsCl型晶体结构模型 ①在CsCl晶体中，每个Cs+周围同时吸引着8个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着8个Cs+。因此Cs+和Cl-的配位数均为8。 ②每个Cs+与6个Cs+等距离相邻，每个Cl-与6个Cl-等距离相邻。 （3）CaF2晶体结构模型 ①CaF2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 ①ZnS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）离子晶体化学式的计算 根据均摊法。平行六面体晶胞中处于顶点、棱上、面上的离子分别有、、属于该晶胞，处于内部的离子完全属于该晶胞。 （2）离子的配位数的确定 根据晶胞结构示意图，确定一个离子周围等距离且最邻近的异性离子有几个，从而确定阴、阳离子的配位数。 （3）离子晶体的密度及微粒间距离的计算 若1个晶胞中含有x个微粒（离子）时，则1mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g（M为微粒的相对分子质量）。 1个晶胞的质量为ρa3 g （a3为晶胞的体积），则1mol晶胞的质量为ρa3 NA g。因此有：xM =ρa3 NA 。 【典例5】现有冰晶石(Na3AlF6)的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。 (1)冰晶石属于______晶体。 (2)冰晶石晶胞(大立方体)中体心处的“”代表的微粒______。 (3)晶胞中Na＋的配位数为_____，与Na＋距离相等且最近的Na＋有_____个。 (4)计算冰晶石晶体的密度_____________。 【变式5-1】如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图(晶胞是指晶体中最小的重复单元)，其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M g·mol－1，则氯化铯晶体的密度为(　　) A．g·cm－3　　　　B．g·cm－3 C．g·cm－3 D．g·cm－3 【变式5-2】食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是(　　) A． cm B． cm C． cm D． cm 【变式5-3】图a～d是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是 A．a和c B．b和c C．b和d D．a和d 题型06 过度晶体的概念及性质 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 ②一般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，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。 ③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。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。 【典例6】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 【变式6-1】下列晶体中属于共价型过渡晶体的是 A．Al2O3 B．Na2O C．NaOH D．石墨 【变式6-2】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6-3】下图为Ba和O元素形成的过氧化物的1/8晶胞，晶体中离子键百分数约为82%，熔点为1200℃左右，熔融态能导电，依据所学知识分析下列说法错误的是( ) A．根据过渡晶体中化学键的占比和晶体的性质可将该晶体视作离子晶体 B．该晶体的分子式为BaO2，晶体中除了离子键还含有共价键 C．每个Ba2+最近且等距离的Ba2+有12个 D．熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体 题型07 混合晶体的结构及性质 1.混合晶体的概念：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 2.石墨晶体的性质： （1）熔点很高（层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大）； （2）质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）； （3）易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子）。 【典例7】石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是 ①石墨中的C为杂化；②石墨是混合晶体；③每个六元环完全占有的碳原子数是2个；④石墨熔点、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C键之比为1：2；⑥石墨和金刚石的硬度相同；⑦石墨层内导电性和层间导电性不同；A．①②④ B．①②⑥ C．②③⑦ D．②④⑤ 【变式7-1】氮化硼(BN)晶体有多种结构，六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，有白色石墨之称，具有电绝缘性，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。它们的晶体结构如图所示，关于两种晶体的说法，错误的是    A．六方相氮化硼属于混合晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软 B．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 C．六方氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子 D．相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同 【变式7-2】下列有关石墨晶体的说法正确的是  (　 　) A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体 C．由于石墨质软，所以它是分子晶体 D．石墨晶体是一种混合晶体 【变式7-3】石墨烯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。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是 (　　) A．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键 B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道 C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电 D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子 题型08 基态与激发态 原子光谱 晶体熔、沸点高低的比较 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>NaCl>CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 【典例8】下列物质熔沸点高低的比较，正确的是 A．SiO2<CO2 B．CCl4<CF4 C．HF>HI D．NaCl<HCl 【变式8-1】下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述正确的是 A．Cl2＞I2 B．SiCl4＜CCl4 C．NH3＞PH3 D．C(CH3)4＞CH3CH2CH2CH2CH3 【变式8-2】下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是 A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B． C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠 【变式8-3】下列关于物质熔、沸点高低说法错误的是 A．的熔、沸点依次降低 B．比熔点高 C．的熔、沸点依次升高 D．分子晶体中共价键的键能越大，分子晶体的熔、沸点越高 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键的形成 题型02 金属键的强弱与金属晶体的物理性质 题型03 离子键的形成 题型04 离子化合物及离子晶体的性质 题型05 有关离子晶体的计算 题型06 过度晶体的概念及性质 题型07 混合晶体的结构及性质 题型08 晶体熔沸点高低的比较 题型01 金属键的形成 1．金属键 （1）成键微粒：金属阳离子和自由电子。 （2）存在：在金属单质和合金中都存在金属键。 2．金属键的本质和特点 金属键的本质是一种电性作用，即金属阳离子和自由电子之间的静电作用。金属键的特征是没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个晶体内运动，属于整块金属。 【典例1】有下列关于金属键的叙述中，不正确的是(　　) A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的强烈的相互作用，故金属键无饱和性和方向性 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】B 【解析】从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，A正确；金属键特征都是无方向性和饱和性，B不正确，C正确；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键无方向性和饱和性，D正确，故选B。 【变式1-1】构成金属键的微粒是 A．原子 B．正、负离子 C．分子 D．金属正离子与自由电子 【答案】D 【解析】金属晶体由金属正离子和自由电子组成，构成金属键的微粒是金属正离子和自由电子，故选D。 【变式1-2】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。 【变式1-3】金属键的实质是(　　) A．金属阳离子和自由电子之间的相互排斥 B．阴、阳离子之间的相互作用 C．金属阳离子和自由电子之间的相互吸引 D．金属阳离子和自由电子之间的相互作用 【答案】D 【解析】金属晶体中存在金属阳离子和自由电子之间的吸引作用，金属阳离子之间的排斥作用、自由电子之间的排斥作用。综上所述，A、B、C错；D正确。 题型02 金属键的强弱与金属晶体的物理性质 1．影响金属键强弱的因素 金属的原子半径和单位体积内自由电子数目的多少及金属阳离子所带电荷的多少。 （1）金属键的强弱差别较大。如钠、钾的熔、沸点低，存在的金属键较弱；铬的硬度大，熔、沸点高，存在的金属键较强。 （2）同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。 （3）同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。 2．金属键的强弱与金属的物理性质的关系 （1）金属的延展性、导电性、导热性、熔沸点等均与金属键有关。金属键越强，金属的熔、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。 一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 （2）金属导电性与电解质导电性的区别 金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。 【典例2】下列关于金属及金属键的说法不正确的是 A．金属键不具有方向性和饱和性 B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 D．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，因而具有延展性 【答案】C 【解析】A．金属键存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，没有方向性和饱和性，A项正确；B．金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质也是电性作用，B项正确；C．金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，C项错误；D．金属具有具有良好的延展性，受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用，D项正确；答案选C。 【变式2-1】小波在参观了某渊中学的晶体墙后，对晶体产生了浓厚的兴趣，她决定上网查找相关资料，但不幸的是她登录的网站被不法分子篡改了。她摘录了该网站上的一些表述，请帮她选出其中错误的表述 A．金属锗()是一种常见的金属晶体 B．根据电子气理论，金属具有良好的延展性是由于其受到外力时，各原子层发生相对滑动，改变原来的排列方式 C．能带理论是一种描述金属键的理论 D．在水晶晶体中，平均每1个原子被1个十二元环占有 【答案】A 【解析】A．锗属于金属，但锗的晶体是共价晶体，选项A错误；B．由于金属晶体中各原子层发生相对滑动，但不会改变原理的排列方式，也不破坏金属键，金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，具有良好的延展性，选项B正确；C．金属键的另一种理论是能带理论，选项C正确；D．在水晶晶体中，最小环为十二元环，其中有6个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键；每个Si原子被12个十二元环共有，每个Si-O键被6个十二元环共有，每个十二元环所拥有的Si原子数为6×=1，即平均每1个原子被1个十二元环占有,选项D正确；答案选A。 【变式2-2】在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是(　　) A．Mg>Al>Ca　 B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al 【答案】C 【解析】电荷数：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＞Li＋＝Na＋；而金属阳离子半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞ r(Al3＋)＞r(Li＋)，则A中熔、沸点Al＞Mg，B中熔、沸点Li＞Na，D中熔、沸点Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。 【变式2-3】下图是金属晶体内部电子气理论图 电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是(　　) A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导 C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属阳离子各层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑的作用，使金属不会断裂 D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小 【答案】C 【解析】金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A项错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子碰撞，从而发生热的传导，B项错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D项错误。 题型03 离子键的形成 1.离子键概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。 2.离子键成键微粒：阳离子和阴离子。 3.离子键实质：离子键的本质是一种静电作用。 4.离子键特征：离子键没有方向性和饱和性。 5.离子键形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。 6.离子键影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。 【典例3】下列说法正确的是(　　) A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力 B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键 C．含有离子键的化合物一定是离子化合物 D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失 【答案】C 【解析】离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，包括静电吸引和静电排斥，A错误；金属Al与非金属Cl形成的化合物AlCl3中不含离子键，B错误；含有离子键的化合物一定是离子化合物，C正确；一般来说形成离子键有电子的得失，但也有例外，如NH4Cl等铵盐的形成，D错误，故选C。 【变式3-1】以下叙述中，错误的是(　　) A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强 B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用 C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性 D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低 【答案】C 【解析】活泼金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强，AD正确； Cl－和Na＋之间既有引力也有斥力，B正确；Na＋和Cl－形成的离子键不具有方向性，C不正确，故选C。 【变式3-2】下列叙述正确的是 A．离子键只有饱和性没有方向性 B．离子化合物中只含有离子键 C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量 D．离子键就是离子间的吸引作用 【答案】C 【解析】A．离子键是带相反电荷的离子之间的相互作用，它是一种静电作用，没有方向性和饱和性，A错误；B．离子化合物也可含有共价键，如氢氧化钠中含H-O共价键，B错误；C．离子键的强弱可以用离子半径以及所带的电荷来衡量，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，C正确；D．离子键不仅仅是吸引作用也有排斥作用，D错误；故选C。 【变式3-3】氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，二者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是(　　) A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B．氧化钙中氧离子与钙离子之间的作用力更强 C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同 D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定 【答案】C 【解析】氧化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似，故熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定。 题型04 离子化合物及离子晶体的性质 离子晶体的物理性质 ①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 ②硬而脆，无延展性。 ③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。 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。 【典例4】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4-1】碱金属和卤素形成的化合物通常具有的性质是 ①能溶于水    ②水溶液能导电    ③熔融状态不导电 A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 【答案】A 【解析】碱金属为活泼金属，容易失去电子形成阳离子；卤素单质为活泼非金属单质，容易得到电子形成阴离子；故两者形成的化合物为离子化合物；碱金属的卤化物容易溶于水，水溶液能导电；离子化合物熔融状态能导电；故选A。 【变式4-2】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4-3】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 【解析】离子化合物一般熔点较高，熔融状态下可导电；某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电。 题型05 有关离子晶体的计算 1．常见类型的离子化合物的晶体结构 （1）NaCl型晶体结构模型 ①在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着6个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着6个Na+。因此Na+和Cl-的配位数均为6。 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。 （2）CsCl型晶体结构模型 ①在CsCl晶体中，每个Cs+周围同时吸引着8个Cl-，每个Cl-周围也同时吸引着8个Cs+。因此Cs+和Cl-的配位数均为8。 ②每个Cs+与6个Cs+等距离相邻，每个Cl-与6个Cl-等距离相邻。 （3）CaF2晶体结构模型 ①CaF2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 ①ZnS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）离子晶体化学式的计算 根据均摊法。平行六面体晶胞中处于顶点、棱上、面上的离子分别有、、属于该晶胞，处于内部的离子完全属于该晶胞。 （2）离子的配位数的确定 根据晶胞结构示意图，确定一个离子周围等距离且最邻近的异性离子有几个，从而确定阴、阳离子的配位数。 （3）离子晶体的密度及微粒间距离的计算 若1个晶胞中含有x个微粒（离子）时，则1mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g（M为微粒的相对分子质量）。 1个晶胞的质量为ρa3 g （a3为晶胞的体积），则1mol晶胞的质量为ρa3 NA g。因此有：xM =ρa3 NA 。 【典例5】现有冰晶石(Na3AlF6)的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。 (1)冰晶石属于______晶体。 (2)冰晶石晶胞(大立方体)中体心处的“”代表的微粒______。 (3)晶胞中Na＋的配位数为_____，与Na＋距离相等且最近的Na＋有_____个。 (4)计算冰晶石晶体的密度_____________。 【答案】（1）离子 （2）Na＋ （3）6 8 （4）ρ＝＝＝×1030 g·cm－3 【解析】（1）冰晶石晶体结构中含有Na＋和AlF，属于离子晶体。 （2）冰晶石的构成微粒是Na＋和AlF，且二者的个数比为3∶1，图中的个数为8×＋6×＝4。的个数为8＋12×＝11，故代表，即代表Na＋。（3）晶胞中与Na＋(体心Na＋)相连的AlF分别处于Na＋的上、下、前、后、左、右，故Na＋的配位数为6。以体心Na＋分析，处于8个小立方体心的Na＋与之最近，故与Na＋距离相等且最近的Na＋有8个。 (4)晶胞中含Na＋数目为8＋1＋12×＝12，含AlF的数目为8×＋6×＝4，即晶胞中相当于有4个Na3AlF6，晶胞的质量＝4× g，晶胞的体积＝(a×10－10)3 cm3则晶体的密度ρ＝＝＝×1030 g·cm－3。 【变式5-1】如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图(晶胞是指晶体中最小的重复单元)，其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M g·mol－1，则氯化铯晶体的密度为(　　) A．g·cm－3　　　　B．g·cm－3 C．g·cm－3 D．g·cm－3 【答案】C 【解析】晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，相邻顶点上铯离子核间距离最近，为a cm，即晶胞的棱长为a cm，体积V＝a3 cm3，该晶胞中Cs＋个数＝8×＝1，Cl－个数为1，根据晶胞密度公式ρ＝＝＝(g·cm－3)。 【变式5-2】食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是(　　) A． cm B． cm C． cm D． cm 【答案】B 【解析】食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为 cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为x，所以可得(2x)3＝，解得x＝，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是 cm。 【变式5-3】图a～d是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是 A．a和c B．b和c C．b和d D．a和d 【答案】D 【解析】NaCl晶体是简单立方体结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由图可知，a和d属于从NaCl晶体中分割出来的结构图，故选D。 题型06 过度晶体的概念及性质 【解题必备】 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 ②一般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，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。 ③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。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。 【典例6】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。 【变式6-1】下列晶体中属于共价型过渡晶体的是 A．Al2O3 B．Na2O C．NaOH D．石墨 【答案】A 【解析】A．Al2O3是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，偏向共价晶体，可当作共价晶体处理，A符合题意；B．Na2O是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，偏向离子晶体，B不符合题意；C．NaOH属于离子键构成的离子晶体，C不符合题意；D．石墨是混合型晶体，不属于共价型过渡晶体，D不符合题意；故选A。 【变式6-2】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6-3】下图为Ba和O元素形成的过氧化物的1/8晶胞，晶体中离子键百分数约为82%，熔点为1200℃左右，熔融态能导电，依据所学知识分析下列说法错误的是( ) A．根据过渡晶体中化学键的占比和晶体的性质可将该晶体视作离子晶体 B．该晶体的分子式为BaO2，晶体中除了离子键还含有共价键 C．每个Ba2+最近且等距离的Ba2+有12个 D．熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体 【答案】B 【解析】A项，BaO2晶体中离子键百分数约为82%，则根据过渡晶体中化学键的占比和晶体的性质可将该晶体视作离子晶体，A正确；B项，BaO2为离子晶体不存在分子，所以没有分子式，只能叫化学式，B错误；C项，图为Ba和O元素形成的过氧化物的1/8晶胞，则一个平面内与Ba2+最近且等距离的Ba2+有4个，所以每个Ba2+最近且等距离的Ba2+有12个，C正确；D项，熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体熔融态也能导电，D正确；故选B。 题型07 混合晶体的结构及性质 1.混合晶体的概念：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 2.石墨晶体的性质： （1）熔点很高（层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大）； （2）质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）； （3）易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子）。 【典例7】石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是 ①石墨中的C为杂化；②石墨是混合晶体；③每个六元环完全占有的碳原子数是2个；④石墨熔点、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C键之比为1：2；⑥石墨和金刚石的硬度相同；⑦石墨层内导电性和层间导电性不同；A．①②④ B．①②⑥ C．②③⑦ D．②④⑤ 【答案】C 【解析】①石墨层内为平面结构，因此石墨中的C为sp2杂化，错误；②石墨中存在范德华力和共价键，还有金属键的特性，故石墨晶体兼有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，属于混合晶体，正确；③每个六元环全占有的碳原子数是6×=2，正确；④石墨的熔点比金刚石的高，错误；⑤石墨中每个碳原子成3个共价键，因此石墨中碳原子数和C-C个数之比为2:3，错误；⑥石墨质软，金刚石的硬度大，错误；⑦石墨层内存在大π键，电子能自由移动，能够导电，而在层间只存在分子间作用力，因此层内和层间导电性不同，正确；故选：C。 【变式7-1】氮化硼(BN)晶体有多种结构，六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，有白色石墨之称，具有电绝缘性，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。它们的晶体结构如图所示，关于两种晶体的说法，错误的是    A．六方相氮化硼属于混合晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软 B．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 C．六方氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子 D．相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同 【答案】B 【解析】A.六方相氮化硼与石墨晶体相同，属于混合晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软，A正确；B.立方相氮化硼含有共价键和配位键，为σ键，所以硬度大，B错误；C.石墨层内导电是由于层内碳原子形成大键，有自由移动的电子，而六方氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子，C正确；D.六方相氮化硼中每个原子合1.5条键，而立方相氮化硼中每个原子合2条键，则相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同，D正确；答案为B 【变式7-2】下列有关石墨晶体的说法正确的是  (　 　) A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体 C．由于石墨质软，所以它是分子晶体 D．石墨晶体是一种混合晶体 【答案】D 【解析】石墨能导电、熔沸点高、质软，是因为其晶体结构中既有金属键，又有共价键，还有范德华力，因此它是一种混合晶体。答案选D。 【变式7-3】石墨烯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。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是 (　　) A．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键 B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道 C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电 D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子 【答案】C 【解析】石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，层内碳原子间存在共价键，每个C原子形成3个σ键，且每个C原子为3个六元环所共有，据此分析解题。石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力，故A错误。石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道，故B错误。石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，故C正确。每个C原子为3个六元环所共有，则石墨烯中平均每个六元环含有的碳原子数为6×=2，故D错误。 题型08 基态与激发态 原子光谱 晶体熔、沸点高低的比较 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>NaCl>CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 【典例8】下列物质熔沸点高低的比较，正确的是 A．SiO2<CO2 B．CCl4<CF4 C．HF>HI D．NaCl<HCl 【答案】C 【分析】不同类型晶体熔沸点高低的比较：一般来说，原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；分子晶体中含有氢键的熔沸点较高；同种类型的分子晶体相对分子质量越大，熔沸点越高。 【解析】A、SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，熔沸点高低顺序为：SiO2＞CO2，故A错误；B、CCl4与CF4都为分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，正确顺序应为：CCl4＞CF4，故B错误；C、HF与HI都为分子晶体，HF能形成分子间氢键，则熔沸点较高，所以顺序为：HF＞HI，故C正确；D、NaCl是离子晶体，HCl是分子晶体，则熔沸点顺序为：NaCl＞HCl，故D错误；故选C。 【变式8-1】下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述正确的是 A．Cl2＞I2 B．SiCl4＜CCl4 C．NH3＞PH3 D．C(CH3)4＞CH3CH2CH2CH2CH3 【答案】C 【解析】A．氯气和碘分子结构相似，均属于分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，因此熔、沸点：Cl2＜I2，故A错误；B．四氯化硅与四氯化碳分子结构相似，均属于分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，因此熔、沸点：SiCl4＞CCl4，故B错误；C．氨气和磷化氢分子结构相似，均属于分子晶体，但是氨气分子间存在氢键，熔、沸点高，所以熔、沸点：NH3＞PH3，故C正确；D．两种有机物分子式相同，但分子结构不同，属于同分异构体关系，分子中支链少的熔、沸点高，因此熔、沸点：C(CH3)4＜CH3CH2CH2CH2CH3，故D错误；故选C。 【变式82】下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是 A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B． C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠 【答案】C 【解析】A．它们均是共价晶体，熔、沸点与键长成反向关系，因为键长：，所以熔、沸点：金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅，A错误；B．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，所以溶、沸点：，B错误；C．一般的离子晶体的溶、沸点大于分子晶体，氧化镁和氧化钠均是离子晶体，镁离子电荷数大于钠离子、半径小于钠离子，因此氧化镁中晶格能大于氧化钠，熔沸点：氧化镁大于氧化钠，氧气和氮气均是分子晶体，氧气相对分子质量较大，熔沸点较高，因此熔沸点的大小：，C正确；D．金刚石是共价晶体，熔沸点最高，合金熔沸点比成分金属低，因此纯铁熔沸点高于生铁，钠的熔沸点最低，所以熔沸点：金刚石>纯铁>生铁>钠，D错误；故选C。 【变式8-3】下列关于物质熔、沸点高低说法错误的是 A．的熔、沸点依次降低 B．比熔点高 C．的熔、沸点依次升高 D．分子晶体中共价键的键能越大，分子晶体的熔、沸点越高 【答案】D 【解析】A．碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，半径依次增大，金属键依次减弱，熔沸点依次降低，故A正确；B．这两种物质都属于离子晶体，r(O2-)＜r(Cl-)、r(Mg2+)＜r(Na+)，MgO阴阳离子所带电荷大于NaCl阴阳离子所带电荷，所以晶格能MgO＞NaCl，则熔沸点：MgO＞NaCl，故B正确；C．非金属性S＞Se＞Te，所以氢化物的稳定性：H2S＞H2Se＞H2Te；这几种物质都不能形成分子间氢键，分子间作用力：H2S＜H2Se＜H2Te，所以熔沸点：H2S＜H2Se＜H2Te，故C正确；D．分子晶体熔沸点与分子间作用力、氢键有关，与化学键的键能无关，故D错误；故选：D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $