3.3.1 金属晶体与离子晶体 讲义-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 （人教版2019选择性必修2）

第3章 晶体结构与性质 第3节 金属晶体与离子晶体 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 课程学习目标 掌握本节核心知识，为后续学习打好基础。 新知学习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 拓展培优 结合例题解析高频考点，掌握易错点，提升能力。 课堂检测 基础训练：确保核心知识掌握，建立信心。 能力提升：提升应用能力，提升综合能力。 知识思维导图 第1课时 金属晶体与离子晶体 课程学习目标 1.掌握金属晶体、离子晶体的构成微粒、微粒间作用力，熟知常见典型晶体模型。 2.理解金属键、离子键与晶体物理性质的关联，能分析导电性、熔沸点等性质规律。 3.依据课程标准，强化模型认知与证据推理素养，能精准区分四类晶体，熟练解决晶体结构与性质的综合问题，夯实高考核心考点。 【新知学习】 知识点01金属键 1.概念：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.金属键的本质——“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”。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。 3.金属键的形成 (1)金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与“脱落”下的自由电子之间存在强烈的相互作用。 (2)成键粒子：金属阳离子和自由电子。 4.金属键的特征：自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子而是在整块固态金属中自由移动。金属键既没有方向性，也没有饱和性。 5.影响金属键强弱的因素： (1)金属原子半径越小，金属键越强。 (2)单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。 6.存在：金属键存在与金属单质或合金中。 7.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。 知识点02金属晶体 1.概念：金属原子通过金属键形成的晶体叫做金属晶体。 2.构成微粒：金属离子和自由电子 3.微粒间的相互作用：金属键 4.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。 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。 【易错提醒】 ①含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，例如金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，没有阴离子。但晶体中有阴离子时，一定有阳离子。 5.电子气理论解释金属材料的有关性质 ①延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式,而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。 【名师点拨】 当向金属晶体中掺人不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺人了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。 纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金中加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此合金比纯金属延展性要差。 ②导电性：电子气理论还十分形象地用电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性，在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是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，使金属表现出导电性。 注：a.金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属。例如，石墨有导电性却属于非金属。 b.还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。 c.金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化. ③导热性： A.自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换，当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，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。 B.电导率随温度的变化规律：还可用电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象。 ④颜色：由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽。而金属在粉末状态时，金属的取向杂乱，晶格排列得不规则，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。 ⑤熔沸点：金属单质熔、沸点的高低和硬度的大小与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。 一般来说，金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目(价电子数)。随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱。单位体积内自由电子的数目(价电子数)越多，则金属键就越强。如钠、镁、铝的单位体积内价电子数目逐渐增多，金属键逐渐增强；Li、Na、K的原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱。所以由Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，Na、Mg、Al的熔、沸点逐渐升高，硬度增大。 合金的熔点一般比它的各组分纯金属的熔点低。如生铁比纯铁的熔点低，钠-钾合金[w(K)在50%~80%范围内]在室温下呈液态。 6.常见的合金 ①以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等 ②以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等 (7)电解质导电和金属导电的区别 物质类别 电解质 金属晶体 导电时的状态 水溶液或熔融状态下 晶体状态 导电粒子 自由移动的离子 自由电子 导电时发生的变化 化学变化 物理变化 导电能力随温度的变化 温度升高导电能力增强 温度升高导电能力减弱 知识点03离子键 1.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.成键微粒：阳离子和阴离子。 ①阴离子可以是单核离子或多核离子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。 ②阳离子可以是金属离子(如K+、Ag+、Fe3+)或铵根离子（NH4+）。 3.实质：离子键的本质是一种静电作用。静电作用包括静电吸引力和静电排斥力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。 ①阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。 ②当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。 4.特征：离子键没有方向性和饱和性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有饱和性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。 5.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.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。 知识点04离子合物与离子晶体 1.离子合物： (1)由离子键形成的化合物叫离子化合物。 【特别提醒】 有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。 (2)离子液体与离子化合物的区别 ①表示的物质范围不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。 ②组成不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的大多数含有体积很大的阴、阳离子。 ③熔点不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。 (3)常见的离子化合物 ①活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。 ②活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。 ③铵根与酸根形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。 2、离子晶体 (1)定义：离子晶体是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：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是离子的个数比。 ②微粒间的作用力：离子键。 ③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。 【易错提醒】 离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。 (3)常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分的盐。 (4)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。 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。 【名师点拨】 ①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。 ②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。 3．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。 知识点05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。 【易错提醒】 ①离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。 ②离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。 ③离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。 ④由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；全由非金属元素形成的晶体也可能是离子晶体，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐为离子晶体。 【拓展培优】 【归纳提升1】 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】下列关于金属晶体的叙述正确的是 A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释 B．固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Al、Na、Mg的熔点逐渐升高 D．金属晶体一定是无色透明的固体 【答案】B 【详解】A．用铂金做首饰利用了金属晶体的延展性，延展性可通过金属键理论中自由电子移动解释，A错误； B．金属晶体在固态和熔融态均存在自由电子而导电，且金属熔点范围广（如铜1083℃），故熔点在1000℃左右可能为金属晶体，B正确； C．金属阳离子半径：Al3+＜Mg2+＜ Na+，金属键强度：Al> Mg> Na，熔点顺序为Al（660℃）> Mg（650℃）> Na（98℃），C错误； D．金属晶体通常不透明（如铁、铜）且多数有颜色（如金为黄色），不满足"无色透明"，D错误； 故答案选B。 （变式训练1-1）列叙述中错误的是 A．金属的熔点和硬度由金属晶体中金属阳离子与“自由电子”间的作用强弱决定 B．由于金属晶体中“自由电子”的运动，使金属易导电、导热 C．金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用 D．金属晶体都有银白色的金属光泽 【答案】D 【详解】A．金属的熔点和硬度由金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属键强度决定，键越强则熔点和硬度越高，故A正确； B．金属的导电性和导热性源于自由电子的定向移动和能量传递，故B正确； C．金属键的本质是自由电子与金属阳离子间的强烈静电相互作用，符合金属键定义，故C正确； D．并非所有金属晶体都有银白色的金属光泽，例如金呈黄色、铜呈红色，故D错误； 故答案选D。 （变式训练1-2）下列关于晶体的说法正确的是 A．共价晶体都是单质 B．离子晶体中可能含有共价键 C．分子晶体在常温下不可能为固体 D．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属原子间的相互作用 【答案】B 【详解】A．共价晶体不一定都是单质，例如二氧化硅（）是化合物，属于共价晶体，A错误； B．离子晶体中可能含有共价键（一般存在于原子团中），例如硝酸钠（）中的内部存在共价键，B正确； C．分子晶体在常温下可能为固体，例如碘（）、蔗糖等均为固体，C错误； D．金属晶体的形成是由于金属阳离子与自由电子间的金属键作用，而非单纯原子间的相互作用，D错误； 故答案选B。 【归纳提升2】 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】 金属晶体熔、沸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数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的硬度大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C．金属镁的熔点大于金属钠 D．金属锂的硬度小于金属钠 【答案】C 【详解】A．镁离子（Mg2+）电荷数为+2，铝离子（Al3+）电荷数为+3且半径更小，金属键更强，故镁的硬度小于铝，A错误； B．碱金属从Li到Cs，离子电荷数相同但半径逐渐增大，金属键减弱，熔沸点逐渐降低，B错误； C．镁离子（Mg2+）电荷数为+2且半径小于钠离子（Na+），金属键更强，故镁的熔点大于钠，C正确； D．锂离子（Li+）半径小于钠离子（Na+），电荷数相同，金属键更强，故锂的硬度大于钠，D错误； 故答案选C。 （变式训练2-1）下列有关物质结构与性质说法错误的是 A．“电子气理论”用于描述金属键本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 B．二氧化碳晶胞中CO2分子的排列有4种不同的取向 C．由于臭氧的极性微弱，它在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度 D．液晶具有液体的流动性，不能表现出类似晶体的各向异性 【答案】D 【详解】A．电子气理论"正确描述了金属键的本质，即金属阳离子与自由电子的相互作用，这一理论能够合理解释金属晶体的延展性、导电性和导热性，A正确； B．二氧化碳晶体（干冰）为面心立方晶胞，每个晶胞含4个CO2分子，分子取向沿晶胞体对角线方向，共有4种不同的空间取向（如[111]、[1-1-1]、[-11-1]、[-1-11]），这是晶体结构的标准特征，B正确； C．臭氧分子极性微弱，水为极性溶剂而CCl4为非极性溶剂，根据相似相溶原理，臭氧在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度，C正确； D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有液体的流动性，同时能表现出类似晶体的各向异性（如光学各向异性），D错误； 故选D。 （变式训练2-2）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(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是 A．铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe B．晶胞中有14个铁原子 C．晶体中存在的化学键类型为金属键 D．晶胞中铁的配位数为8 【答案】B 【详解】利用均摊法计算晶胞中原子个数：原子：顶点（8个）占，面心（6个）占，总计；原子：体内有8个；与的原子个数比为，化学式为，据此分析。 A．与的原子个数比为，化学式为，A不符合题意； B．通过均摊法计算原子：原子：顶点（8个）占，面心（6个）占，总计，B符合题意； C．铁镁合金属于金属晶体，金属晶体中只存在金属键；故晶体中化学键为金属键，C不符合题意； D．配位数是指晶胞中与最邻近的原子个数原，结合晶胞结构，相邻的原子数Mg数为8，其配位数为8，D不符合题意； 故答案选B。 【归纳提升3】 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】 下列含有π键的离子化合物是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．Na2O2是离子化合物，但其过氧根离子中氧原子间为单键，只含σ键，不含π键，A不符合题意； B．C2H4存在碳碳双键，含有π键，但它是共价化合物，不是离子化合物，B不符合题意； C．K2CO3是离子化合物，其碳酸根离子中存在C=O双键，含有π键，C符合题意； D．CaCl2是离子化合物，但只含离子键，不含π键，D不符合题意； 故答案选C。 （变式训练3-1）下列物质属于离子化合物的是 A．H2SO4 B．NaOH C．NH3 D．Cl2 【答案】B 【分析】离子化合物是通过离子键结合的化合物，据此分析； 【详解】A．H2SO4是通过共价键结合，属于共价化合物，A错误； B．NaOH由Na+（金属阳离子）和OH-（阴离子）通过离子键结合，属于离子化合物，B正确； C．NH3由非金属元素通过共价键结合，属于共价化合物，C错误； D．Cl2为通过共价键结合的双原子分子单质，不属于化合物，D错误； 故选B。 （变式训练3-2）下列说法正确的是 A．强电解质不一定是离子化合物 B．是强电解质，能导电 C．氨水能导电，是电解质 D．硫酸钡的水溶液难导电，硫酸钡是弱电解质 【答案】A 【详解】A．H2SO4是强电解质，属于共价化合物，强电解质不一定是离子化合物，A正确； B．是强电解质，固态时离子无法自由移动，不能导电，B错误； C．氨水导电是因NH3·H2O电离出自由移动离子，不是NH3本身电离的，NH3不是电解质，属于非电解质，C错误； D．硫酸钡难溶，但溶解的那一部分完全电离，硫酸钡属于强电解质，D错误； 故选A 【归纳提升4】 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】 下表列出了卤素的氢化物（HX）、钠的卤化物（NaX）的熔点，下列说法不正确的是 HX HF HCl HBr HI 熔点/℃ -83.57 -114.18 -86.81 -50.79 NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点/℃ 995 801 775 651 A．HCl、HBr、HI的熔点依次升高，因为分子间范德华力依次增大 B．HF的熔点高于HCl，因为固态HF分子之间存在氢键作用 C．NaX的熔点高于对应HX的熔点，因为Na的相对原子质量远高于H D．NaX的熔点依次降低，与分子极性递减无关 【答案】C 【详解】A．HCl、HBr、HI为组成和结构相似的分子晶体，随着相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，熔点也依次升高，A正确； B．HF分子间存在氢键，HCl分子间没有氢键，氢键的强度大于范德华力的强度，因此，HF的熔点高于HCl，是因为固态HF分子之间存在氢键作用，B正确； C．NaX熔点高于HX是因NaX为离子晶体，存在强离子键，HX为分子晶体，存在较弱的分子间作用力，与Na的相对原子质量无关，C错误； D．NaX熔点依次降低是因X-半径增大导致离子键减弱，NaX为离子晶体，无分子极性，故与分子极性递减无关，D正确； 故选C。 （变式训练4-1）下列有关性质的比较，正确的是 ①硬度：BaO>CaO>MgO；②沸点：HCl>HF；③离子键强度：NaCl>MgO；④分子或离子中键角：H2O<H3O+，；⑤熔点：NaF>MgF2>AlF3；⑥沸点：H2O>HF>NH3；⑦熔点：金刚石>生铁>纯铁>钠；⑧熔点：二氧化硅>NaCl>I2>冰 A．①②⑥⑧ B．①④⑥⑧ C．④⑤⑥ D．④⑥⑧ 【答案】D 【详解】①三种化合物所带离子电荷相同，离子半径Ba2+ > Ca2+ > Mg2+，晶格能随半径减小而增大，硬度应为MgO > CaO > BaO，①错误； ②HF分子间存在氢键，沸点高于HCl，②错误； ③MgO中离子电荷为+2和-2，NaCl中为+1和-1。电荷越高，晶格能越大，故MgO的晶格能远大于NaCl，顺序应为MgO > NaCl，③错误； ④H2O、H3O+的价层电子对数均为4，VSEPR模型为四面体，但H2O有2对孤电子对、H3O+有1对孤电子对，NH3、NH的价层电子对数均为4，VSEPR模型为四面体，NH3有1对孤电子对，NH无孤电子对，由于孤电子对间排斥力＞孤电子对和成对电子对间的排斥力＞成对电子对间的排斥力，分子或离子中键角：H2O＜H3O+，NH3＜NH，④正确； ⑤离子电荷Al3+＞ Mg2+ > Na+，晶格能增大，熔点应为NaF＜MgF2＜AlF3，⑤错误； ⑥H2O、HF、NH3均能形成氢键，但H2O氢键数量最多，常温下为液体，沸点最高，沸点高低顺序为H2O＞HF＞NH3，⑥正确； ⑦金刚石是共价晶体，熔点最高，生铁是合金，熔点小于纯铁的熔点，钠熔点最低，故熔点为金刚石＞纯铁＞生铁＞钠，⑦错误； ⑧二氧化硅为共价晶体熔点最高，NaCl为离子晶体次之，碘与冰为分子晶体，常温下碘为固体，水为液体，所以熔点：二氧化硅＞NaCl＞I2＞冰，⑧正确； 正确的是：④、⑥、⑧，答案选D。 （变式训练4-2）下列性质中适合离子晶体的是 ①熔点为1070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 ②熔点为10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 ③能溶于CS2，熔点为-7.25 ℃，沸点为59.47 ℃ ④熔点为97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm-3 ⑤熔点为-218 ℃，难溶于水 ⑥熔点为3 900 ℃，硬度很大，不导电 ⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱 ⑧难溶于水，熔点较高，固体不导电，熔化时导电 A．①⑧ B．②③⑥ C．①④⑦ D．②⑤ 【答案】A 【详解】离子晶体特征有熔点较高，固态不导电，熔融态或水溶液导电，部分离子晶体易溶于水（如），部分难溶（如）； ①熔点1070℃（高），水溶液导电（离子电离），符合离子晶体的特征； ②熔点10.31℃（过低），液态不导电，水溶液导电，可能属于分子晶体（如）； ③低熔沸点且能溶于（非极性溶剂），属于分子晶体（如）； ④低熔点、质软导电，密度略小于水，可能属于金属晶体（如钠）； ⑤熔点-218℃（极低），属于分子晶体； ⑥高熔点、高硬度、不导电，属于原子晶体（如金刚石）； ⑦难溶于水，固态时导电且升温导电减弱，属于金属晶体； ⑧难溶于水但熔点较高，固态不导电而熔融态导电，符合离子晶体的特征（如难溶盐）； 综上，仅①⑧符合离子晶体的特征，故选A。 【归纳提升5】 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】 KO2的晶体结构和NaCl相似，可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl-的位置用O代替，NaCl晶体的结构如图所示。下列对于KO2晶体结构的描述，正确的是                                     A．和K＋距离相同且最近的O共有8个 B．和K＋距离相同且最近的K＋有8个 C．和K＋距离相同且最近的O构成的多面体是正八面体 D．和K＋距离相同且最近的O构成的多面体是正六面体 【答案】C 【分析】由信息可知，中存在的阴、阳离子为和，晶体结构与相似，依据晶体结构进行判断，位于晶胞棱心和体心，位于晶胞顶点和面心； 【详解】A．与距离相同且最近的共有6个，A项错误； B．在型晶体中，与任意一个距离最近且等距的有12个，则晶体中和距离相等且最近的有12个，B项错误； C．与距离相同且最近的共有6个，构成正八面体，C项正确； D．与距离相同且最近的共有6个，构成正八面体，D项错误； 故选C。 （变式训练5-1）有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是 A．金刚石晶体中正四面体空隙填充率为50% B．干冰晶体为分子密堆积，每个二氧化碳分子周围等距紧邻的二氧化碳分子为8个 C．在晶体中，距最近的有6个，距最近且相等的共12个 D．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是8 【答案】B 【详解】A．在金刚石晶体中，每个碳原子与4个碳原子形成正四面体结构，共构成8个正四面体，每个正四面体中心有一个空隙，其中，4个空隙被C原子占据（即内部的4个C原子），另外4个空隙未被占据，因此，正四面体空隙填充率为50%，A正确； B．干冰属于分子密堆积，CO2分子位于顶点和面心，对于一个面心的CO2分子，每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子应为12个（以一个面心分子为中心，其等距紧邻的分子为该面上的4个顶点分子，以及相邻的8个面心分子），B错误； C．在NaCl晶体中，Cl-位于面心立方的顶点和面心，Na+位于棱心和体心。对于一个Cl-（如顶点的Cl-），其最近的Na+位于相邻的棱心，共有6个。对于一个Na+（如体心的Na+），其最近的Na+位于相邻晶胞的棱心，每个Na+周围有12个等距离的Na+，C正确； D．在CaF2晶胞中：Ca2+位于顶点和面心：4个，F-位于晶胞内部，共8个（每个四面体空隙被F⁻占据），每个Ca2+周围有8个F⁻，即Ca2+的配位数为8，D正确； 故选B。 （变式训练5-2）（24-25高二下·湖北·期中）科研人员制备了一种固态导电氧化物陶瓷，其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价，La为+3价。下列说法错误的是 A．导电时，晶体中数目不变 B．若，与空位的数目不相等 C．若将平移至体心，则位于面心 D．导电时，空位移动方向与电流方向相同 【答案】D 【详解】A．导电过程中，Li+通过迁移导电，晶体本身不产生或者消耗离子，离子总量保持不变，只是位置发生了变化， A正确； B．通过观察晶胞立方体结构可知，1个晶胞中含Ti：个，含O：个，含La或Li或空位共1个，若，则， 根据正负化合价代数和为0可以算出，，n（La）=，n（空位）=，Li+与空位数目不相等，B正确； C．如果将Ti从顶点平移至体心，则面心和棱心需要互换，O平移前为棱心，平移后为面心，C正确； D．导电时，Li+向阴极方向移动，即与电流移动方向相同，因此空位移动方向与电流方向相反，D错误； 故选D。 【课堂检测】 【基础训练】 1．（24-25高二下·广西河池·期末）2024年巴黎奥运会上，“化学智慧”与体育双向奔赴，释放迷人魅力。下列说法错误的是 A．奥运会的餐具使用了可降解的淀粉-聚乙烯醇共混材料，可以减少“白色污染” B．中国队领奖服采用的环保再生纤维材料为有机高分子材料 C．奥运会大量采用的LED灯的发光过程：电子吸收能量跃迁到较高能级 D．巴黎奥运会金牌的材料是常用金属材料制作，大多数合金属于金属晶体 【答案】C 【详解】A．淀粉-聚乙烯醇共混材料是可降解材料，使用这种材料制作餐具，在自然环境中能被微生物分解，从而减少传统不可降解塑料造成的“白色污染”，故A正确； B．环保再生纤维材料属于有机高分子材料，故B正确； C．LED灯的发光过程是电子从较高能级跃迁到较低能级时释放能量，以光的形式表现出来，而不是电子吸收能量跃迁到较高能级，故C错误； ​​​​​​​D．大多数合金属于金属晶体，金铁合金也不例外，金属晶体具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等特点，故D正确； 故选C。 2．（24-25高二下·江苏泰州·期末）下列说法不具有对应关系的是 A．单晶硅熔点高，可用作半导体材料 B．铅纳米晶体晶粒越小表面积越大，其熔点越低 C．离子液体的粒子带有电荷，具有难挥发的优点 D．冠醚有不同大小的空穴，可用于识别碱金属离子 【答案】A 【详解】A．单晶硅用作半导体材料是因为其导电特性，而非熔点高，A错误； B．铅纳米晶体晶粒小导致表面积大，表面能增加使熔点降低，符合纳米材料特性，B正确； C．离子液体因带电粒子间强静电作用而难挥发，C正确； D．冠醚通过空穴尺寸的大小选择性地识别碱金属离子，D正确； 故选A。 3．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·阶段练习）Ni与Al形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，下列说法错误的是 A．AlCl3为离子化合物 B．Ni和Al的电导率随温度的升高而降低 C．金属Ni不透明的原因是自由电子能够吸收所有频率的光并很快放出 D．Al具有良好的延展性，是由于金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 【答案】A 【详解】A．AlCl3中只存在共价键，为共价化合物，A错误；     B．金属内部有“自由电子”，“自由电子”受热后运动速度增大，与金属离子碰撞频率增大，导致电导率随温度的升高而降低，B正确； C．当可见光照射到金属表面时，金属键中的“自由电子”能够吸收所有频率的光并很快放出，使得金属不透明并具有金属光泽，C正确；   D．当金属晶体受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而在此过程中“自由电子”能够维系整个金属键的存在，金属键不断裂，所以表现出良好的延展性，D正确； 故选A。 4．（24-25高二上·吉林长春·期末）下列比较不正确的是 A．晶体熔点由低到高：F2<Cl2<Br2<I2 B．晶体熔点由高到低：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．晶体熔点由高到低：Rb>K>Na D．晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】C 【详解】A．卤素单质的晶体都属于分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体熔点越高，则晶体熔点由低到高的顺序为F2 < Cl2 < Br2 < I2，故A正确； B．共价键键长越短，键能越大，共价晶体的熔点越大，键长：C-C键<Si-C键<Si-Si键，故熔点由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，故B正确； C．Na、K、Rb均属于金属晶体，熔点与金属键的强弱有关，金属原子的价层电子数越多、半径越小，金属键越强，熔点越高，Na、K、Rb原子的价层电子数相同，原子半径由大到小的顺序为Rb>K>Na，故熔点由低到高的顺序为Rb<K<Na，故C错误； D．离子晶体中离子所带电荷数越多，离子间距越小，离子键越强，熔点越高，晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI，故D正确； 故答案为C。 5．（23-24高二下·浙江·期中）下列物质与晶体类型对应正确的是 A．晶体氩一共价晶体 B．氯化铵一离子晶体 C．水晶一分子晶体 D．石墨一过渡晶体 【答案】B 【详解】A．晶体氩为分子晶体，A错误； B．氯化铵由离子构成，为离子晶体，B正确； C．水晶为二氧化硅，二氧化硅为共价晶体，C错误； D．石墨属于混合晶体，D错误； 答案选B。 6．（23-24高二下·河北保定·期末）因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构也不同，某种铁晶体的晶胞结构如图，下列说法错误的是 已知：以晶胞棱长为单位长度建立的坐标可以表示晶胞各原子的位置，称作原子的分数坐标。 A．该晶体中，原子间以金属键相结合 B．铁的电导率随温度升高而降低 C．若晶胞的棱长为q nm，则该晶胞的密度为 D．c原子的分数坐标为 【答案】C 【详解】A．金属晶体中，原子间以金属键相结合，故A正确； B．一般来说，金属的温度越高，电阻越大，电导率越低，故B正确； C．由均摊法计算晶胞中铁原子的个数为，则晶胞的质量为，晶胞的体积为，则晶胞的密度为，故C错误； D．根据b原子坐标可知晶胞边长参数为1，则c原子的分数坐标为，故D正确； 故选C。 7．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列事实不能用键能的数据解释的是 A．Na、Mg、Al的硬度依次增大 B．、、、的沸点逐渐升高 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．与晶体硅相比，金刚石的硬度大、熔点高 【答案】B 【详解】A．Na、Mg、Al都是金属晶体，Na+、Mg2+、Al3+电荷数依次增大，半径依次减小，金属键依次增强，与键能有关，故A不符合题意； B．、、、都是分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，则沸点逐渐升高，与键能无关，故B符合题意； C．非金属性F> Cl > Br > I，元素的非金属性越强，形成的氢化物共价键的键能越大，对应的氢化物越稳定，与键能有关，故C不符合题意； D．两者均是共价晶体，碳原子半径小于硅，金刚石中键能大于硅中的键能，则金刚石的硬度大，熔点高，与键能有关，故D不符合题意； 故选B。 8．（24-25高二下·天津河北·期末）某些物质的熔点数据如下表。下列判断错误的是 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 920℃ 801℃ 1291℃ 190℃ BCl3 SO2 CO2 SiO2 -107℃ 44.8℃ -57℃ 1723℃ A．BCl3是分子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 【答案】B 【详解】A．的熔点极低（-107℃），符合分子晶体的特性，A正确； B．的熔点仅为190℃，属于分子晶体，而为离子晶体，因此铝的化合物并非均为离子晶体，B错误； C．（分子晶体）和（原子晶体）同属碳族氧化物，但晶体类型不同，C正确； D．SO2和CO2属于不同族的氧化物，但晶体类型相同，D正确； 故答案为B。 9．（24-25高三上·河南·阶段练习）下列晶体均为离子晶体，其中熔点最高的是 A．MgF2 B． MgBr2 C．CsI D．KCl 【答案】A 【详解】离子晶体熔点与阴、阳离子半径和电荷数有关。题给四种离子化合物中，阴离子半径：r(F-)＜r(Cl-)＜r(Br-)＜r(I-)，在阳离子中，Mg2+半径最小且所带电荷数较多；故MgF2熔点最高，A项符合题意； 答案为A。 10．（24-25高三上·辽宁·开学考试）下列关于晶胞的说法错误的是 A．图I可表示晶胞，白球可表示，黑球可表示(忽略离子半径大小) B．图Ⅱ可表示晶胞，熔点： C．在晶胞中，距离最近且等距的数目为8 D．图Ⅲ可表示晶胞，若晶胞边长为，则与之间最近距离为 【答案】D 【详解】A．NaCl晶胞中忽略离子半径大小，Na+和Cl-可以互换，白球可表示Na+黑球可表示Cl-，反之亦可，故A正确； B．NaCl和CsCl均为离子晶体，Na+的半径小于Cs+，NaCl的晶格能更大，所以熔点NaCl>CsCl，故B正确； C．在CsCl晶胞中，Cl-位于顶点且被8个晶胞共用，Cs+位于体心，则距离Cl-最近且等距的Cs+数目为8，故C正确； D．根据ZnS 的晶胞结构可知，Zn2+与S2-之间最近距离为体对角线的，若晶胞边长为a pm，则Zn2+与S2-之间最近距离为，故D错误； 故选D。 11．（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； 故答案选B。 12．（25-26高二上·云南·期中）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．标准状况下，22.4LHF含有的分子数为NA B．5.6gFe与足量的S充分反应，转移电子数为0.2NA C．0.2mol/L的MgCl2溶液中含有的数目为0.4NA D．25℃，1.01×105Pa时，11.7gNaCl中含有的分子数为0.2NA 【答案】B 【详解】A．标准状况下，HF为液态，无法用气体摩尔体积计算分子数，A错误； B．Fe与S反应生成FeS，5.6g即=0.1mol Fe转移0.2mol电子，电子数为0.2 NA，B正确； C．未给出溶液体积，无法计算Cl⁻的具体数目，C错误； D．NaCl为离子晶体，不存在分子，D错误； 故答案为：B。 13．（24-25高二下·广东东莞·期末）晶胞是物质世界精巧的积木。下列说法正确的是 A．每个氯化钠晶胞中含有1个NaCl分子 B．熔点：金刚石>干冰 C．12g金刚石晶体中含有8mol碳原子 D．干冰晶胞中每个分子周围有12个紧邻的分子 【答案】D 【详解】A．NaCl是离子晶体，由图可知，1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个，不存在NaCl分子，A错误； B．NaCl是离子晶体，干冰是分子晶体，金刚石是共价晶体，所以熔点由高到低的顺序是金刚石>NaCl>干冰 ，B错误； C．12g金刚石晶体中含有1mol碳原子，C错误； D．CO2晶胞为面心立方晶胞，配位数为12，1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个，D正确； 故答案选D。 14．（24-25高二下·云南昆明·期末）某光电材料的立方晶胞的结构如图所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．该晶胞沿x、y、z轴方向的投影均为 C．每个周围最近且距离相等的有6个 D．若以为立方体顶点取晶胞，则位于面心 【答案】C 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含1个K、个Mn、个F，该晶体的化学式为，A正确； B．K处于体心、Mn处于顶点、F处于棱心，则该晶胞沿x、y、z轴方向的投影均为，B正确； C．由图，以底面左侧棱心氟离子为例，该周围最近且距离相等的为同平面左右两侧的4个氟离子，相垂直的那个平面上下两侧又有4个，共8个，C错误； D．该晶胞K处于体心、Mn处于顶点、F处于棱心，若以为立方体顶点取晶胞，则位于面心，D正确； 故选C。 15．（24-25高二下·重庆·期末）砷化镓是用于太阳能电池的重要半导体材料，其晶胞如图所示，已知晶胞参数为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．砷化镓的化学式为GaAs B．1个晶胞中含有2个Ga C．As的配位数为4 D．晶体的密度为 【答案】B 【详解】A．根据均摊法，As原子个数为：，Ga原子个数为：4，砷化镓的化学式为GaAs，A正确； B．根据A中分析，1个晶胞中含有4个Ga，B错误； C．由图可知，Ga的配位数为4，化学式为GaAs（原子个数比为1:1），两种原子配位数相同，故As的配位数为4，C正确； D．晶体的密度：，D正确； 故选B。 【能力提升】 1．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列物质在固态时，所属晶体类型的分类正确的是 选项 金属晶体 共价晶体 分子晶体 离子晶体 A． 钢 石墨 干冰 重铬酸钾 B． 钙 金刚石 乙醇 氯化铝 C． 铅 晶体硼 硝酸铵 硫氰化铁 D． 锂 石英 硫酸 氢氧化钡 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．石墨层内原子依靠共价键连接，但层间依靠范德华力维系，因此，石墨属于混合晶体，而非共价晶体，A错误； B．氯化铝是分子晶体，而非离子晶体，B错误； C．硝酸铵属于离子晶体，而非分子晶体，C错误； D．选项中的各物质分类正确，D正确； 故答案选D。 2．（24-25高二下·甘肃白银·期末）“嫦娥五号”某核心部件的主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示（Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部）。已知该结构单元底面（正六边形）边长为a nm，该合金的密度为，为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是 A．基态Ti原子的价层电子中未成对电子与成对电子的数目之比为1∶1 B．该合金不导电 C．该合金中Al原子和Ti原子的个数之比为11∶5 D．该结构单元中 【答案】A 【详解】A．基态Ti原子的价层电子排布式为，价层电子中成对电子数与未成对电子数之比为1∶1，A项正确； B．钛铝合金属于金属晶体，能导电，B项错误； C．根据均摊原则，每个结构单元中含Al原子数为，Ti原子数为，该合金中Al原子和Ti原子的个数之比为5∶11，C项错误； D．，则，D项错误； 选A。 3．（24-25高二下·河北保定·期末）金属合金的结构可看作以四面体替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置Mg原子(四面体的4个顶点代表Cu原子，圆球代表Mg原子)，结构如图所示。下列说法中错误的是 A．一个晶胞中，Cu原子的个数为32 B．x=2 C．若晶胞参数为anm，则AB原子之间的距离为 D．若Mg原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为(0.75，0.25，0.25) 【答案】B 【分析】一个晶胞中，Mg原子位于立方体棱上（12个）、体心（1个）、内部（4个），个数为：，四面体位于顶点（8个）、面心（6个）、内部（4个），个数为：，故Mg、最简个数比为1：1，x=4。 【详解】A．根据分析，一个晶胞中含8个四面体，Cu原子的个数为32，A正确； B．根据分析，x=4，B错误； C．由图可知A与B之间的距离为面对角线的一半，为，C正确； D．由图可知，A原子位于左前上四面体空隙，C原子位于右前下四面体空隙，因此二者y坐标相同，x、z坐标相加为1，根据A原子坐标：(0.25，0.25，0.75)，C的原子坐标为(0.75，0.25，0.25)，D正确； 故选B。 4．（24-25高二下·辽宁锦州·期末）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．每个Fe原子周围紧邻4个Mg原子 B．图中a处原子的坐标参数为 C．若晶胞边长为x pm，则Fe原子与Mg原子距离为 D．晶体储氢时，可填充在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为，则储氢率为100% 【答案】B 【详解】A．由晶胞结构可知，每个Fe原子周围紧邻8个Mg原子，故A错误； B．由晶胞结构和图中原子的坐标参数知，图中a处原子的坐标参数为，故B正确； C．由晶胞结构可知，若晶胞边长为x pm，位于顶点的铁原子与镁原子的距离为体对角线的四分之一，则Fe原子与Mg原子距离为，故C错误； D．由晶胞结构可知，晶胞中Fe位于顶点和面心，铁原子个数为8×+6×=4，Mg位于体内、个数为8，H2位于体心和棱的中心位置，氢分子个数为12×+1=4，储氢后化学式为FeMg2H2，故D错误； 答案选B。 5．（25-26高二上·湖南长沙·期末）铈的某种氧化物是汽车尾气净化催化剂的关键成分，其晶体结构如图1所示，下列说法错误的是 A．该晶胞中的配位数为8 B．该氧化物中铈元素的化合价为 C．若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示 D．若晶胞中甲原子的分数坐标为，则乙原子的分数坐标为 【答案】C 【详解】A．通过均摊法计算，一个晶胞中Ce(白球)数目为，O(黑球)个数为8，个数比为1：2，由图示可知黑球周围最近的白球个数为4，则 (白球)周围最邻近的(黑球)个数为8，即该晶胞中的配位数为8，A正确； B．通过均摊法计算，一个晶胞中Ce(白球)数目为，O(黑球)个数为8，个数比为1：2，所以氧化物的化学式为，Ce元素化合价为，B正确； C．沿z轴向xy平面投影时，图2未正确反映所有Ce的投影位置(图2中心处应还有Ce的投影)，应该为，C错误； D．原子分数坐标以晶胞参数为单位，甲为，乙为四面体空隙中的O原子，其坐标应为，D正确； 故选C。 6．（25-26高二上·江苏南通·月考）已知：，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数可表达为 B．压缩容器体积，该反应的正反应速率增加，逆反应速率降低 C．该反应中每消耗，转移电子的数目约为 D．NaCl晶胞(如上图所示)中每个周围与其距离最近的有6个 【答案】C 【详解】A．平衡常数表达式中不包含固体物质的浓度，该反应中NaCl(s)和NaNO3(s)为固体，不应写入平衡常数，正确表达式为，故A错误； B．压缩容器体积，体系中气体中NO2和ClNO浓度均增大，正、逆反应速率均会增加，故B错误； C．反应中N元素化合价变化：NO2→NaNO3，N元素化合价由+4升高为+5；NO2→ClNO，N元素化合价由+4降低为+3；2 mol NO2反应转移1 mol电子，则消耗1 mol NO2转移0.5 mol电子，数目为，故C正确； D．NaCl晶胞中，每个Na⁺周围最近的Na⁺位于相邻面的面心位置，共有12个，故D错误； 选C。 7．（24-25高二下·辽宁·月考）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．晶体中，每个晶胞中含有4个分子 B．干冰晶体中，分子的配位数小于中的配位数 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1:2 D．石墨晶体中，既有共价键，也有范德华力，属于分子晶体 【答案】C 【详解】A．晶体为离子晶体，不存在分子的说法，根据均摊法，每个晶胞中含有4个()和4个()，A错误； B．中离最近的氯离子有6个，则钠离子的配位数为6；干冰（）晶体为面心立方结构，分子的配位数为12，B错误； C．金刚石中每个C原子与4个C原子形成键，每个键被2个C原子共用，故每个C原子实际形成2个键，故碳原子与碳碳键个数比为1:2，C正确； D．石墨晶体中，层内存在碳碳共价键，层间存在范德华力，同时石墨能导电，使其具有金属键特性，故石墨属于混合晶体而非分子晶体，D错误； 故答案选C。 8．（24-25高二下·贵州六盘水·期末）氮化钛呈金黄色，熔点高、硬度大，具有较高的导电性和超导性，可应用于高温结构材料和超导材料、氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm。下列说法错误的是 A．该物质的化学式为TiN B．Ti的配位数为6 C．晶胞边长是 D．晶胞密度为 【答案】D 【详解】A．根据晶胞结构，1个晶胞中N原子的个数为=4，Ti的个数为=4，化学式为TiN，故A正确； B．以体心的Ti为参考，其周围最近的相邻N有6个，故Ti的配位数为6，故B正确； C．该晶胞中N、N之间的最近距离为apm，即面对角线的一半为apm，设晶胞的边长为x，有=a，解得x=，故C正确； D．由A项计算可知晶胞的质量为g，由晶胞的边长为可知，晶胞的体积为，晶体的密度为==，故D错误； 答案选D。 9．（24-25高二下·河北衡水·期中）自然界中绝大多数物质是固体，其中有一大类为晶体，晶体具有周期性的微观结构。回答下列问题： (1)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子结构如图所示，它的化学式为 。 (2)BeO的立方晶胞结构如图所示，每个晶胞中含的数目为 ；在该晶胞中与一个距离最近且相等的有 个；若该晶体的密度为g·cm-3，设阿伏加德罗常数的值为，则晶胞边长 nm(用含d、的代数式表示)。 (3)一种立方钙钛矿结构[如图(a)所示]的金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子，其晶胞结构如图(b)所示，其中与图(a)中 的空间位置相同；有机碱中，N原子的杂化轨道类型是 。 【答案】(1) (2) 4 12 (3) 【详解】（1）由于该结构为“气态团簇分子”的结构，给出的结构就是一个“完整”的分子，因此结构中的每个原子都是构成分子的一部分。因该“气态团簇分子”结构中含有14个Ti原子和13个C原子，故该物质的化学式为。 （2）如图，晶胞中数目：晶胞内 为内部原子，共 4个；该晶胞中位于顶点的周围等距且最近的位于与之相邻的3个面的面心，顶点被8个晶胞共用，面心被2个晶胞共用，共计个；根据“均摊法”，晶胞中含个O2-，晶胞质量，体积 ，，； （3）由图(b)可知，该晶胞中位于面心上，每个周围有6个，图(a)中每个周围有6个，由此可知，与图(a)中的位置相同；中N原子的价电子对数为，有1个孤电子对，因此杂化轨道类型是。 10．（24-25高二下·河北张家口·阶段练习）将酞菁-钴酞菁-三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。 回答下列问题： (1)图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于共价晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。 酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤电子对与钴离子形成 键。 (3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示， 二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。 【答案】(1) 同素异形体 金刚石 范德华力 (2) ③ +2 配位 (3) sp3 离子 2 【详解】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体，图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此它们互为同素异形体；其中金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体，C60间的作用力是范德华力；故答案为：同素异形体；金刚石；范德华力； （2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，即标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子；标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H+，钴酞菁分子中，失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键，故答案为：③；+2；配位； （3）由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键；由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为，红色球的个数为，则灰色的球为，距最近且等距的有2个，则的配位数为2。由AlF3的晶胞结构可知，其中含较大球的个数为12×=3，较小球的个数为8×=1，则较大的球为F-，距F-最近且等距的Al3+有2个，则F-的配位数为2，故答案为：sp3；离子；2。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 晶体结构与性质 第3节 金属晶体与离子晶体 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 课程学习目标 掌握本节核心知识，为后续学习打好基础。 新知学习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 拓展培优 结合例题解析高频考点，掌握易错点，提升能力。 课堂检测 基础训练：确保核心知识掌握，建立信心。 能力提升：提升应用能力，提升综合能力。 知识思维导图 第1课时 金属晶体与离子晶体 课程学习目标 1.掌握金属晶体、离子晶体的构成微粒、微粒间作用力，熟知常见典型晶体模型。 2.理解金属键、离子键与晶体物理性质的关联，能分析导电性、熔沸点等性质规律。 3.依据课程标准，强化模型认知与证据推理素养，能精准区分四类晶体，熟练解决晶体结构与性质的综合问题，夯实高考核心考点。 【新知学习】 知识点01金属键 1.概念： 和 之间存在的 的相互作用称为金属键。 2.金属键的本质——“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”。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。 3.金属键的形成 (1)金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与“脱落”下的自由电子之间存在强烈的相互作用。 (2)成键粒子： 和 。 4.金属键的特征：自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子而是在整块固态金属中自由移动。金属键既没有方向性，也没有饱和性。 5.影响金属键强弱的因素： (1)金属原子半径越 ，金属键越 。 (2)单位体积内 的数目越多，金属键越强。 6.存在：金属键存在与 或 中。 7.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 ，价电子数越 ，金属键越 ；反之，金属键越 。 ②金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键越 ，金属的熔、沸点越 ，硬度越 。 知识点02金属晶体 1.概念：金属原子通过 形成的晶体叫做金属晶体。 2.构成微粒： 和 3.微粒间的相互作用： 键 4.金属晶体的性质 ①金属晶体具有良好的 性、 性和 性。 ②熔、沸点：金属键越 ，熔、沸点越 。 A.同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点 。 B.同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点 。 C.合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点 。 D.金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为 ，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很 。 ③硬度：金属键越 ，晶体的硬度越 。 【易错提醒】 ①含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，例如金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，没有阴离子。但晶体中有阴离子时，一定有阳离子。 5.电子气理论解释金属材料的有关性质 ①延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的 就会发生相对滑动，但不会改变原来的 ,而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。 【名师点拨】 当向金属晶体中掺人不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺人了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。 纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金中加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此合金比纯金属延展性要差。 ②导电性：电子气理论还十分形象地用电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性，在金属晶体中，存在许多 ，这些电子移动是没有 的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向 ，形成 ，使金属表现出导电性。 注：a.金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属。例如，石墨有导电性却属于非金属。 b.还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。 c.金属导电的粒子是 ，导电过程是 变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的 ，导电过程是 . ③导热性： A.自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的 ，当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量 ，运动速度 ，通过碰撞，把能量传递给 。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，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 的温度。 B.电导率随温度的变化规律：还可用电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象。 ④颜色：由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面上时，自由电子可以 所有频率的光，然后很快 各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现银 色以至银 色光泽。而金属在粉末状态时，金属的取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗 色或 色。 ⑤熔沸点：金属单质熔、沸点的高低和硬度的大小与金属键的强弱有关。金属键越 ，金属晶体的熔、沸点越 ，硬度越 。 一般来说，金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目(价电子数)。随着原子半径的 ，金属键逐渐 。单位体积内自由电子的数目(价电子数)越 ，则金属键就越 。如钠、镁、铝的单位体积内价电子数目逐渐 ，金属键逐渐 ；Li、Na、K的原子半径逐渐 ，金属键逐渐 。所以由Li到Cs，熔、沸点逐渐 ，Na、Mg、Al的熔、沸点逐渐 ，硬度 。 合金的熔点一般比它的各组分纯金属的熔点 。如生铁比纯铁的熔点 ，钠-钾合金[w(K)在50%~80%范围内]在室温下呈 态。 6.常见的合金 ①以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等 ②以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等 (7)电解质导电和金属导电的区别 物质类别 电解质 金属晶体 导电时的状态 水溶液或熔融状态下 晶体状态 导电粒子 自由移动的离子 自由电子 导电时发生的变化 化学变化 物理变化 导电能力随温度的变化 温度升高导电能力增强 温度升高导电能力减弱 知识点03离子键 1.概念：阴、阳离子之间通过 形成的化学键，叫做离子键。 2.成键微粒： 和 。 ①阴离子可以是 离子或 离子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。 ②阳离子可以是 离子(如K+、Ag+、Fe3+)或 离子（NH4+）。 3.实质：离子键的本质是一种 。静电作用包括 力和 力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。 ①阴、阳离子之间的 使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的 使阴、阳离子相互排斥。 ②当阴、阳离子之间的 和 达到平衡时，阴、阳离子保持一定的 ，形成稳定的离子键，整个体系达到 状态。 4.特征：离子键没有 性和 性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有 性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有 性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。 5.形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于 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.影响因素：离子晶体中离子半径越 ，离子所带电荷越 ，离子键越 。 知识点04离子合物与离子晶体 1.离子合物： (1)由 形成的化合物叫离子化合物。 【特别提醒】 有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。 (2)离子液体与离子化合物的区别 ①表示的物质 不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。 ② 不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的大多数含有体积很大的阴、阳离子。 ③ 不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。 (3)常见的离子化合物 ① 金属元素与 非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。 ② 金属元素与 形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。 ③ 与 形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。 2、离子晶体 (1)定义：离子晶体是由 离子和 离子相互作用而形成的晶体 (2)结构特点 ①构成微粒： 和 ，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是 。 ②微粒间的作用力： 。 ③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的 。 【易错提醒】 离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。 (3)常见的离子晶体：强碱、 金属氧化物和过氧化物、大部分的 。 (4)离子晶体的物理性质 ① 的熔点和沸点， 挥发、 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， 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 导电，但熔化后或溶于水后 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 溶剂中，难溶于 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。 【名师点拨】 ①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。 ②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。 3．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。 知识点05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 个，每个Cl-周围与它等距的Na+有 个，即Na+和Cl-配位数都是 。 个Na+（或Cl-）围成一个 体。 （2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有 个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有 个（同层 个，上层 个，下层 个）。 （3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+： 个（写出计算过程），含Cl- 个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为 。 （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 个，每个Cl-周围与它等距的CS+有 个。CS+和Cl-配位数都是 。 （2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有 个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有 个（上、下、左、右、前、后）。 （3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+： 个（写出计算过程），含Cl- 个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为 。 3.CaF2晶体结构模型 （1）CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着 个F-，每个F-周围同时吸引着 个Ca2+。Ca2+的配位数为 ，F-的配位数为 。 （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 个S2-，每个S2-周围同时吸引着 个Zn2+。因此Zn2+和S2-的配位数均为 。 （2）晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2-：6×+8×=4个。晶胞的组成为Zn4S4。 【易错提醒】 ①离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。 ②离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。 ③离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。 ④由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；全由非金属元素形成的晶体也可能是离子晶体，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐为离子晶体。 【拓展培优】 【归纳提升1】 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】下列关于金属晶体的叙述正确的是 A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释 B．固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Al、Na、Mg的熔点逐渐升高 D．金属晶体一定是无色透明的固体 （变式训练1-1）列叙述中错误的是 A．金属的熔点和硬度由金属晶体中金属阳离子与“自由电子”间的作用强弱决定 B．由于金属晶体中“自由电子”的运动，使金属易导电、导热 C．金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用 D．金属晶体都有银白色的金属光泽 （变式训练1-2）下列关于晶体的说法正确的是 A．共价晶体都是单质 B．离子晶体中可能含有共价键 C．分子晶体在常温下不可能为固体 D．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属原子间的相互作用 【归纳提升2】 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】 金属晶体熔、沸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数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A．金属镁的硬度大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C．金属镁的熔点大于金属钠 D．金属锂的硬度小于金属钠 （变式训练2-1）下列有关物质结构与性质说法错误的是 A．“电子气理论”用于描述金属键本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 B．二氧化碳晶胞中CO2分子的排列有4种不同的取向 C．由于臭氧的极性微弱，它在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度 D．液晶具有液体的流动性，不能表现出类似晶体的各向异性 （变式训练2-2）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(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是 A．铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe B．晶胞中有14个铁原子 C．晶体中存在的化学键类型为金属键 D．晶胞中铁的配位数为8 【归纳提升3】 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】 下列含有π键的离子化合物是 A． B． C． D． （变式训练3-1）下列物质属于离子化合物的是 A．H2SO4 B．NaOH C．NH3 D．Cl2 （变式训练3-2）下列说法正确的是 A．强电解质不一定是离子化合物 B．是强电解质，能导电 C．氨水能导电，是电解质 D．硫酸钡的水溶液难导电，硫酸钡是弱电解质 【归纳提升4】 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】 下表列出了卤素的氢化物（HX）、钠的卤化物（NaX）的熔点，下列说法不正确的是 HX HF HCl HBr HI 熔点/℃ -83.57 -114.18 -86.81 -50.79 NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点/℃ 995 801 775 651 A．HCl、HBr、HI的熔点依次升高，因为分子间范德华力依次增大 B．HF的熔点高于HCl，因为固态HF分子之间存在氢键作用 C．NaX的熔点高于对应HX的熔点，因为Na的相对原子质量远高于H D．NaX的熔点依次降低，与分子极性递减无关 （变式训练4-1）下列有关性质的比较，正确的是 ①硬度：BaO>CaO>MgO；②沸点：HCl>HF；③离子键强度：NaCl>MgO；④分子或离子中键角：H2O<H3O+，；⑤熔点：NaF>MgF2>AlF3；⑥沸点：H2O>HF>NH3；⑦熔点：金刚石>生铁>纯铁>钠；⑧熔点：二氧化硅>NaCl>I2>冰 A．①②⑥⑧ B．①④⑥⑧ C．④⑤⑥ D．④⑥⑧ （变式训练4-2）下列性质中适合离子晶体的是 ①熔点为1070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 ②熔点为10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 ③能溶于CS2，熔点为-7.25 ℃，沸点为59.47 ℃ ④熔点为97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm-3 ⑤熔点为-218 ℃，难溶于水 ⑥熔点为3 900 ℃，硬度很大，不导电 ⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱 ⑧难溶于水，熔点较高，固体不导电，熔化时导电 A．①⑧ B．②③⑥ C．①④⑦ D．②⑤ 【归纳提升5】 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】 KO2的晶体结构和NaCl相似，可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl-的位置用O代替，NaCl晶体的结构如图所示。下列对于KO2晶体结构的描述，正确的是                                     A．和K＋距离相同且最近的O共有8个 B．和K＋距离相同且最近的K＋有8个 C．和K＋距离相同且最近的O构成的多面体是正八面体 D．和K＋距离相同且最近的O构成的多面体是正六面体 （变式训练5-1）有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是 A．金刚石晶体中正四面体空隙填充率为50% B．干冰晶体为分子密堆积，每个二氧化碳分子周围等距紧邻的二氧化碳分子为8个 C．在晶体中，距最近的有6个，距最近且相等的共12个 D．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是8 （变式训练5-2）（24-25高二下·湖北·期中）科研人员制备了一种固态导电氧化物陶瓷，其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价，La为+3价。下列说法错误的是 A．导电时，晶体中数目不变 B．若，与空位的数目不相等 C．若将平移至体心，则位于面心 D．导电时，空位移动方向与电流方向相同 【课堂检测】 【基础训练】 1．（24-25高二下·广西河池·期末）2024年巴黎奥运会上，“化学智慧”与体育双向奔赴，释放迷人魅力。下列说法错误的是 A．奥运会的餐具使用了可降解的淀粉-聚乙烯醇共混材料，可以减少“白色污染” B．中国队领奖服采用的环保再生纤维材料为有机高分子材料 C．奥运会大量采用的LED灯的发光过程：电子吸收能量跃迁到较高能级 D．巴黎奥运会金牌的材料是常用金属材料制作，大多数合金属于金属晶体 2．（24-25高二下·江苏泰州·期末）下列说法不具有对应关系的是 A．单晶硅熔点高，可用作半导体材料 B．铅纳米晶体晶粒越小表面积越大，其熔点越低 C．离子液体的粒子带有电荷，具有难挥发的优点 D．冠醚有不同大小的空穴，可用于识别碱金属离子 3．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·阶段练习）Ni与Al形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，下列说法错误的是 A．AlCl3为离子化合物 B．Ni和Al的电导率随温度的升高而降低 C．金属Ni不透明的原因是自由电子能够吸收所有频率的光并很快放出 D．Al具有良好的延展性，是由于金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 4．（24-25高二上·吉林长春·期末）下列比较不正确的是 A．晶体熔点由低到高：F2<Cl2<Br2<I2 B．晶体熔点由高到低：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．晶体熔点由高到低：Rb>K>Na D．晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI 5．（23-24高二下·浙江·期中）下列物质与晶体类型对应正确的是 A．晶体氩一共价晶体 B．氯化铵一离子晶体 C．水晶一分子晶体 D．石墨一过渡晶体 6．（23-24高二下·河北保定·期末）因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构也不同，某种铁晶体的晶胞结构如图，下列说法错误的是 已知：以晶胞棱长为单位长度建立的坐标可以表示晶胞各原子的位置，称作原子的分数坐标。 A．该晶体中，原子间以金属键相结合 B．铁的电导率随温度升高而降低 C．若晶胞的棱长为q nm，则该晶胞的密度为 D．c原子的分数坐标为 7．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列事实不能用键能的数据解释的是 A．Na、Mg、Al的硬度依次增大 B．、、、的沸点逐渐升高 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．与晶体硅相比，金刚石的硬度大、熔点高 8．（24-25高二下·天津河北·期末）某些物质的熔点数据如下表。下列判断错误的是 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 920℃ 801℃ 1291℃ 190℃ BCl3 SO2 CO2 SiO2 -107℃ 44.8℃ -57℃ 1723℃ A．BCl3是分子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 9．（24-25高三上·河南·阶段练习）下列晶体均为离子晶体，其中熔点最高的是 A．MgF2 B． MgBr2 C．CsI D．KCl 10．（24-25高三上·辽宁·开学考试）下列关于晶胞的说法错误的是 A．图I可表示晶胞，白球可表示，黑球可表示(忽略离子半径大小) B．图Ⅱ可表示晶胞，熔点： C．在晶胞中，距离最近且等距的数目为8 D．图Ⅲ可表示晶胞，若晶胞边长为，则与之间最近距离为 11．（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 12．（25-26高二上·云南·期中）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．标准状况下，22.4LHF含有的分子数为NA B．5.6gFe与足量的S充分反应，转移电子数为0.2NA C．0.2mol/L的MgCl2溶液中含有的数目为0.4NA D．25℃，1.01×105Pa时，11.7gNaCl中含有的分子数为0.2NA 13．（24-25高二下·广东东莞·期末）晶胞是物质世界精巧的积木。下列说法正确的是 A．每个氯化钠晶胞中含有1个NaCl分子 B．熔点：金刚石>干冰 C．12g金刚石晶体中含有8mol碳原子 D．干冰晶胞中每个分子周围有12个紧邻的分子 14．（24-25高二下·云南昆明·期末）某光电材料的立方晶胞的结构如图所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．该晶胞沿x、y、z轴方向的投影均为 C．每个周围最近且距离相等的有6个 D．若以为立方体顶点取晶胞，则位于面心 15．（24-25高二下·重庆·期末）砷化镓是用于太阳能电池的重要半导体材料，其晶胞如图所示，已知晶胞参数为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．砷化镓的化学式为GaAs B．1个晶胞中含有2个Ga C．As的配位数为4 D．晶体的密度为 【能力提升】 1．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列物质在固态时，所属晶体类型的分类正确的是 选项 金属晶体 共价晶体 分子晶体 离子晶体 A． 钢 石墨 干冰 重铬酸钾 B． 钙 金刚石 乙醇 氯化铝 C． 铅 晶体硼 硝酸铵 硫氰化铁 D． 锂 石英 硫酸 氢氧化钡 A．A B．B C．C D．D 2．（24-25高二下·甘肃白银·期末）“嫦娥五号”某核心部件的主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示（Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部）。已知该结构单元底面（正六边形）边长为a nm，该合金的密度为，为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是 A．基态Ti原子的价层电子中未成对电子与成对电子的数目之比为1∶1 B．该合金不导电 C．该合金中Al原子和Ti原子的个数之比为11∶5 D．该结构单元中 3．（24-25高二下·河北保定·期末）金属合金的结构可看作以四面体替换立方金刚石结构中的碳原子，形成三维骨架，在晶胞空隙处，有序地放置Mg原子(四面体的4个顶点代表Cu原子，圆球代表Mg原子)，结构如图所示。下列说法中错误的是 A．一个晶胞中，Cu原子的个数为32 B．x=2 C．若晶胞参数为anm，则AB原子之间的距离为 D．若Mg原子A的原子坐标为(0.25，0.25，0.75)，则C的原子坐标为(0.75，0.25，0.25) 4．（24-25高二下·辽宁锦州·期末）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．每个Fe原子周围紧邻4个Mg原子 B．图中a处原子的坐标参数为 C．若晶胞边长为x pm，则Fe原子与Mg原子距离为 D．晶体储氢时，可填充在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为，则储氢率为100% 5．（25-26高二上·湖南长沙·期末）铈的某种氧化物是汽车尾气净化催化剂的关键成分，其晶体结构如图1所示，下列说法错误的是 A．该晶胞中的配位数为8 B．该氧化物中铈元素的化合价为 C．若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示 D．若晶胞中甲原子的分数坐标为，则乙原子的分数坐标为 6．（25-26高二上·江苏南通·月考）已知：，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数可表达为 B．压缩容器体积，该反应的正反应速率增加，逆反应速率降低 C．该反应中每消耗，转移电子的数目约为 D．NaCl晶胞(如上图所示)中每个周围与其距离最近的有6个 7．（24-25高二下·辽宁·月考）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．晶体中，每个晶胞中含有4个分子 B．干冰晶体中，分子的配位数小于中的配位数 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1:2 D．石墨晶体中，既有共价键，也有范德华力，属于分子晶体 8．（24-25高二下·贵州六盘水·期末）氮化钛呈金黄色，熔点高、硬度大，具有较高的导电性和超导性，可应用于高温结构材料和超导材料、氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm。下列说法错误的是 A．该物质的化学式为TiN B．Ti的配位数为6 C．晶胞边长是 D．晶胞密度为 9．（24-25高二下·河北衡水·期中）自然界中绝大多数物质是固体，其中有一大类为晶体，晶体具有周期性的微观结构。回答下列问题： (1)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子结构如图所示，它的化学式为 。 (2)BeO的立方晶胞结构如图所示，每个晶胞中含的数目为 ；在该晶胞中与一个距离最近且相等的有 个；若该晶体的密度为g·cm-3，设阿伏加德罗常数的值为，则晶胞边长 nm(用含d、的代数式表示)。 (3)一种立方钙钛矿结构[如图(a)所示]的金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子，其晶胞结构如图(b)所示，其中与图(a)中 的空间位置相同；有机碱中，N原子的杂化轨道类型是 。 10．（24-25高二下·河北张家口·阶段练习）将酞菁-钴酞菁-三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。 回答下列问题： (1)图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于共价晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。 酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤电子对与钴离子形成 键。 (3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示， 二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $