3.2.3共价晶体、金属晶体 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修2

本高中化学讲义聚焦共价晶体与金属晶体核心知识点，梳理共价晶体的定义、原子共价键结合的空间网状结构及高熔沸点等性质，结合金刚石、二氧化硅结构分析；金属晶体部分阐述金属键本质、原子堆积模型及导电性等，通过对比表格整合晶体类型差异，构建微观结构到宏观性质的学习支架。 资料以科学思维为导向，通过金刚石晶胞配位数计算、二氧化硅Si-O键数目分析培养模型建构与证据推理能力，融入“结构决定性质”的化学观念。设计的对点练习与课后作业分层递进，课中辅助教师清晰授课，课后帮助学生巩固理解并查漏补缺，提升学习效果。

3.2.3 共价晶体、金属晶体 一、共价晶体 定义：共价晶体是原子间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体，也叫原子晶体。构成晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是很强的共价键。 1.常见的共价晶体 （1）某些非金属单质，如金刚石（C）、晶体硅（Si）、晶体硼（B）等。 （2）某些非金属化合物，如二氧化硅（SiO₂）、碳化硅（SiC，俗称金刚砂）、氮化硼（BN）等。 2.结构特点 以金刚石为例，每个碳原子周围以共价键与4个碳原子相结合，形成正四面体结构，无数个这样的正四面体向空间延伸，构成三维空间网状结构。二氧化硅的结构中，每个硅原子与4个氧原子形成共价键，每个氧原子与2个硅原子形成共价键，最终形成空间网状结构。 3.物理性质 （1）熔点和沸点：由于共价键的键能大，破坏共价键需要很高的能量，所以共价晶体的熔点和沸点都很高，比如金刚石的熔点超过3500℃。 （2）硬度：共价晶体的硬度很大，金刚石是自然界中硬度最大的物质，可用于切割玻璃、制作钻探机的钻头。 （2）导电性：一般情况下，共价晶体中没有自由移动的电子，所以大多数共价晶体不导电。但晶体硅是半导体，在一定条件下可以导电。 （3）溶解性：共价晶体一般不溶于任何溶剂，因为溶解过程需要破坏很强的共价键，很难实现。 4.共价晶体的判断方法 （1）依据组成和结构：由原子通过共价键形成空间网状结构的晶体，可判断为共价晶体。 （2）依据物理性质：熔点很高、硬度很大、不导电（部分半导体除外）、不溶于溶剂的晶体，大概率是共价晶体。 5.共价键的键能对晶体性质的影响 共价晶体中，共价键的键能越大，晶体的熔点越高、硬度越大。比如碳碳键的键能大于硅硅键的键能，所以金刚石的熔点和硬度都比晶体硅高；硅氧键的键能大于硅硅键的键能，所以二氧化硅的熔点比晶体硅高。 二、常见的共价晶体的结构 1.金刚石 ①成键特征：每个碳原子都采取sp3杂化，每个碳原子与相邻的4个碳原子形成4个共价键，键长相等，键角为109°28’，每个碳原子的配位数为4。 ②结构单元：每个碳原子均与相邻的4个碳原子构成正四面体，向空间无限延伸得到立体网状结构的晶体，在1个正四面体中含有1+4×1/4=2个碳原子；最小碳环由6个C组成且六个碳原子不在同一平面内；金刚石晶体中每个C原子形成4个C—C键，而每个键为2个C原子所共有，故碳原子的个数与C—C键数比为1∶2。因此12g（1mol）金刚石中含有2mol（2NA个）C—C键。 ③晶胞：①8个顶点，6个面心上各有1个碳原子；②把晶胞分割分8个小立方体，则每个小立方体的互为对角位置的4个顶点各有1个碳原子，4个互不相邻的小立方体的体心各有1个碳原子。则每个金刚石晶胞中有8个碳原子。 2.二氧化硅 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性。 (1)二氧化硅晶体的结构 ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个O原子和2个Si原子相结合，在晶体中，Si原子和O原子个数比为1:2,因此二氧化硅的化学式为SiO2,但SiO2晶体中不存在SiO2分子。 ②1 mol SiO2中含4 mol Si—O键 ③最小环是由6个Si原子和6个O原子组成。 ④每个Si原子被12个12元环共用，每个O原子被6个12元环共用。 ⑤每个Si—O键被6个12元环共用。 (2)二氧化硅的用途：二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【对点练习】 1.下面关于晶体网状结构的叙述正确的是 （ ） A．1mol SiO2晶体中Si-O键为2mol B．二氧化硅晶体的分子式是SiO2 C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构 D．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 【答案】C 【解析】A．每个Si原子形成四个共价键，则1 mol SiO2晶体中含4 mol Si-O键，故A错误；B．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子周围连有四个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原子，则Si、O原子个数比为1：2，不存在分子，故B错误；C．在晶体中硅原子周围有4对共用电子对，氧原子有2对共用电子对，而氧原子最外层就是6个电子，这样两种原子都满足8电子结 构，故C正确；D．由二氧化硅晶体结构图可知，晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，故D错误。故选：C。 2.科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为空间网状的无限伸展结构。下列对该晶体叙述错误的是(　　) A．晶体的熔、沸点高，硬度大 B．该物质的化学式为CO2 C．晶体中C原子数与C—O化学键数之比为1∶6 D．晶体的空间最小环由12个原子构成 【答案】C 【解析】A项，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为空间网状的无限伸展结构，所以是共价晶体，熔沸点高、硬度大，故A正确；B项，晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳氧原子个数比为1∶2，则其化学式为CO2，故B正确；C项，该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，所以C原子与C—O化学键数目之比为1∶4，故C错误；D项，该晶体的空间最小环是由6个碳原子和6个氧原子构成的12元环，故D正确。 3.下列说法中正确的是(　　) A．金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成 B．共价晶体中除极性键外不存在其它类型的化学键 C．SiO2晶体中存在SiO2分子 D．金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应 【答案】A 【解析】A选项，金刚石晶体的最小碳原子环有6个碳原子构成，正确；B选项，共价晶体中既可能含有极性键，也可能含有非极性键（如金刚石晶体），错误；C选项，共价晶体有原子通过共价键构成，不存在分子，错误；D选项，金刚石含有碳元素，能与氧气反应，错误。故选A。 4.下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，下列叙述正确的是（ ） 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ 3900 3000 2700 1710 1410 1211 莫氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6 ①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大 ④构成共价晶体的原子半径越大，共价键的键能越大 A．①② B．③④ C．②③ D．②④ 【答案】C 【解析】①共价晶体的熔点与共价键键能大小有关，跟原子种类多少无关，①错误；②共价晶体的熔点与共价键键能大小有关，键能大小与原子半径关系是半径越小，键能越大，表中原子半径C<Si，熔点金刚石>碳化硅>硅，②正确；③从表中数据可看出原子半径C<Si，硬度金刚石>碳化硅>硅，③正确；④构成共价晶体的原子半径越小，共价键的键能越大，④错误；综上分析可得正确组合为②③； 答案选C。 5.根据下列物质的性质判断为共价晶体的是 A．微溶于水，硬度小，熔点，固体或液体不导电 B．熔点，电的良导体，加压可变形 C．熔点，不导电，不溶于水和有机溶剂，硬度大 D．熔点，易溶于水，熔化时导电 【答案】C 【解析】A．共价晶体的硬度很大，熔点很高，描述与共价晶体不符，故A不选；B．共价晶体大多不导电，硬度强度很大，不易加压变形，描述与共价晶体不符，故B不选；C．共价晶体的熔点很高，硬度很大，大多不导电，不易溶于水和有机溶剂，描述与共价晶体性质相符，故C选；D．共价晶体难溶于水，且熔化时不能导电，描述与共价晶体不符，故D不选；故选：C。 3、 金属晶体 1.金属晶体的概念 通过金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用（金属键）形成的晶体，叫做金属晶体。金属单质和合金大多属于金属晶体。 2.金属键 （1）定义：金属阳离子与自由电子之间存在的强烈的相互作用。 （2）成键微粒：金属阳离子和自由电子。 （3）成键条件：金属原子的价电子较少，容易失去电子形成阳离子，释放出的价电子可以在整个金属晶体中自由运动，成为自由电子。 （4）特征：金属键无方向性和饱和性，自由电子可以在整块金属中自由移动。 3.金属晶体的物理性质及解释 （1）导电性：在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流，所以金属具有良好的导电性。温度升高时，金属阳离子的振动加剧，阻碍自由电子的定向移动，导致金属的导电性减弱。 （2）导热性：自由电子在运动时会与金属阳离子碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，使金属整体温度趋于一致，因此金属有良好的导热性。 （3）延展性：当金属受到外力作用时，金属晶体内的原子层可以发生相对滑动，但金属键并没有被破坏，所以金属具有良好的延展性，能被加工成各种形状。 （4）金属光泽：自由电子可以吸收可见光，然后又把大部分光反射出来，使金属具有金属光泽，且多数金属呈银白色。 4.金属晶体的原子堆积模型 （1）简单立方堆积：原子在三维空间里呈简单立方排列，每个晶胞含1个原子，配位数为6，空间利用率约为52%，只有钋（Po）采取这种堆积方式。 （2）体心立方堆积：原子位于立方体的顶点和体心，每个晶胞含2个原子，配位数为8，空间利用率约为68%，碱金属（如钠、钾等）采取这种堆积方式。 （3）面心立方最密堆积：原子位于立方体的顶点和面心，每个晶胞含4个原子，配位数为12，空间利用率约为74%，铜、银、金等金属采取这种堆积方式。 （4）六方最密堆积：原子在晶胞中呈六方排列，每个晶胞含2个原子，配位数为12，空间利用率约为74%，镁、锌、钛等金属采取这种堆积方式。 5.金属晶体与其他晶体的比较 晶体类型 构成微粒 微粒间作用力 物理性质 实例 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 导电性、导热性、延展性好，熔点、沸点差异大 铁、铜、铝合金 离子晶体 阴、阳离子 离子键 熔点、沸点较高，固态不导电，熔融或溶于水导电 氯化钠、硫酸铜 分子晶体 分子 分子间作用力 熔点、沸点低，硬度小，部分溶于水导电 干冰、冰 原子晶体 原子 共价键 熔点、沸点高，硬度大，一般不导电 金刚石、二氧化硅 【对点练习】 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。 2.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。 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。 4.下列有关金属的叙述正确的是(　　) A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用 B．通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流 C．金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分 D．金属的导电性随温度的升高而降低 【答案】D 【解析】金属受外力作用时变形而不易折断是因为金属晶体中各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动形成电流，B项不正确；金属的导热性是由于自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞将能量进行传递，故C项不正确。温度升高，金属离子振动频率加大，阻碍了电子的移动，电阻增大，导电性减弱，故D项正确。故选D。 5.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。 【课后作业】 1．下列说法正确的是 A．熔点：金刚石＞晶体硅＞碳化硅 B．熔点：邻羟基苯甲醛＞对羟基苯甲醛 C．电负性：Na＜P＜Cl D．熔沸点：HF＜HCl＜HBr＜HI 【答案】C 【解析】A．三者都为原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故A错误；B．由于对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛，故B错误；C．同周期从左到右电负性逐渐增大，因此电负性：Na＜P＜Cl，故C正确；D．HF含有分子间氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔沸点：HCl＜HF，HCl、HBr、HI三者，结构和组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，故D错误；答案选C。 2．Al2O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，氮化铝的晶胞如图所示。下列说法正确的是 A．氮化铝属于分子晶体 B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具 C．1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子 D．氮化铝晶体中Al的配位数为2 【答案】B 【解析】A．硬度高、熔点高一般不会是分子晶体，描述错误，A不符题意；B．硬度高、熔点高正好适合在高温环境下切割金属的道具材料，描述正确，B符合题意；C．根据晶胞结构，顶点和体心有Al原子，故晶胞含有Al原子个数为，描述错误，C不符题意；D．由晶胞体心的Al原子周围的N原子个数可知，Al原子的配位数应是4，描述错误，D不符题意；综上，本题选B。 3．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是 A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3：2 B．石墨烯中含碳碳双键 C．金刚石晶体中，碳原子采用杂化 D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子 【答案】B 【解析】A．在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C-C化学键，每个六元环占有的碳原子数为6=2个，个数比为3:2，A正确；B．石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大键，不存在碳碳双键，B错误；C．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个键，采用杂化，C正确；D．由金刚石晶体结构模型可知，最小的环为6元环，D正确；答案选B。 4．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，不正确的是 A．在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键 B．混合晶体石墨的熔点高于金刚石 C．的相对分子质量大于，所以的沸点高于 D．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上最多4个碳原子共面 【答案】C 【解析】A．在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，A项正确；B．石墨中的碳碳键的键长小于金刚石中的碳碳键的键长，且石墨融化时不仅要克服共价键，还要破坏分子间作用力，故熔点大于金刚石，B项正确；C．虽然的相对分子质量大于，但是由于分子之间可以形成氢键，所以的沸点高于，C项错误；D．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有6个碳原子，最多4个碳原子共面，D项正确；答案选C。 5．如图是金刚石晶体结构模型，下列关于金刚石的说法正确的是    A．金刚石晶体中碳碳键之间的夹角为120° B．金刚石晶胞中六元环中的碳原子在同一平面内 C．每个碳原子与其他4个碳原子相连形成正四面体结构 D．金刚石晶体中碳原子与碳碳键数目之比为1:4 【答案】C 【解析】A．金刚石晶体中每个碳和周围四个碳原子形成共价键，形成立体网状结构，碳碳键之间的夹角为109°28，A错误；B．金刚石晶胞中最小的环为六元环，每个环中有4个碳原子在同一平面内，B错误；C．每个碳原子与其他4个碳原子相连，形成正四面体结构，C正确；D．金刚石晶体中每个碳原子和周围4个碳形成碳碳键，碳与碳碳键数目之比为1:(4)=1:2，D错误；故答案选C。 6．下图所示的几种碳单质，关于它们的说法错误的是    A．四种碳单质互为同素异形体，其中石墨和碳纳米管均可导电 B．金刚石晶体中每个原子被6个六元环所共用 C．石墨晶体中含有的六元环的数目为 D．晶体中每个分子周围与它最近且等距的分子有12个 【答案】B 【解析】A．四种物质均为碳的单质，且结构不同，属于同素异形体，且石墨和碳纳米管均可导电，故A正确；B．由晶体结构可知金刚石晶体任意两条相邻的C-C键参加2个六元环的形成，每个C原子可形成4条C-C键，则每个C原子被12个六元环共用，故B错误；C．由石墨晶体结构可知，每个C原子与3个C原子形成C-C键，则每个环中含2个C原子，石墨晶体中含有的六元环的数目为，故C正确；D．晶胞为立方最密堆积，每个分子周围与它最近且等距的分子有12个，故D正确；故选：B。 7．碳化硅(SiC)晶体结构与金刚石相似，俗称金刚砂。下列说法正确的是 A．SiC晶体中硅、碳元素的质量比为1∶1 B．SiC晶体的熔点较高 C．SiC晶体的硬度较小 D．SiC属于分子晶体 【答案】B 【解析】A．SiC晶体中硅、碳元素的质量比为28∶12=7∶3，A项错误；B．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点较高，B项正确；C．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，硬度较大，C项错误；D．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，D项错误；答案选B。 8．金属能导电的原因是 A．金属阳离子与自由电子间的作用较弱 B．金属在外加电场作用下可失去电子 C．金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D．自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 【答案】D 【解析】金属晶体能导电的原因是其自由电子在外加电场的作用下能够定向移动，不是失去电子。金属键在整个晶体范围内起作用，自由电子在外加电场作用下的定向移动并不破坏金属键，金属晶体能导电的原因不是金属中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱。金属晶体中的金属阳离子紧密堆积，不能在外加电场的作用下定向移动。综上，答案选D。 9．金属的下列性质中，不能用金属键解释的是 A．易传热 B．加工易变性但不碎 C．易锈蚀 D．有特殊的金属光泽 【答案】C 【解析】A．金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故A正确；B．金属有延展性，加工易变形，发生形变时，自由电子仍然可以在金属于离子之间流动，使金属不会断裂破碎，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故B正确；C．金属易锈蚀与金属晶体结构无关、与化学性质有关，金属的化学性质比较活泼，容易被空气中的氧气所氧化，故金属易锈蚀不能用金属晶体结构加以解释，故C错误；D．自由电子很容易被激发，所以它们可以吸收许多光并发射各种可见光，所以大部分金属为银白色，能用金属晶体结构加以解释，即能用金属键理论解释加以解释，故D正确；故选C。 10．科学家对液氢施加约4.95×1011Pa压力，成功制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是 A．可能具有很好的导电性 B．与氢气互为同素异形体 C．摩尔质量与氢气相同 D．制造金属氢过程属于化学变化 【答案】C 【解析】A．由题干信息可知，金属氢中含有氢离子和自由电子，类似于金属晶体，则可能具有很好的导电性，A正确；B．金属氢与氢气是由氢元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异形体，B正确；C．金属氢是一种以氢离子和自由电子为基本单元构成的晶体，是原子构成的单质，与氢气分子不同的单质，则摩尔质量不相同，C错误；D．制造金属氢过程，单质结构发生变化，有旧化学键的断裂和新的化学键的形成，则属于化学变化，D正确；故答案为：C。 11．下列金属中，金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是 A．Al B．K C．Cu D．Zn 【答案】C 【解析】金属单质中，金属阳离子与自由电子间的作用力越强，则该金属越难失去电子，即金属活动性越弱，已知金属活动顺序为：K、Al、Zn、Cu，故Cu中金属阳离子与自由电子间的作用力最强，故答案为：C。 12．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1000℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Li、Na、K的熔点逐渐升高 D．金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理一样 【答案】B 【解析】A．用铂金制作首饰利用了金属晶体的延展性，能用金属键理论解释，A项错误；B．金属晶体在固态和熔融态下都能导电，其熔点由于金属的不同差异很大，熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体，B项正确；C．原子半径越小，金属性越强，则Li、Na、K的熔点逐渐降低，C项错误；D．金属导电是自由电子导电，电解质溶液导电是阴阳离子导电，原理不一样，D项错误；答案选B。 13．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，其中不正确的是(　　) A．Al>Mg>Ba B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Al>Mg>Na 【答案】B 【解析】电荷数：Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋>Li＋＝Na＋；而金属原子半径：r(Ba)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Li)，则A、C、D正确。B中Li>Na，Al>Na，符合题意。 14．如图所示晶体的硬度比金刚石大，且原子间以单键结合，则有关该晶体的判断正确的是 A．该晶体为片层结构 B．该晶体化学式可表示为Y3X4 C．X的配位数是4 D．X、Y元素分别位于周期表第ⅢA、ⅣA族 【答案】B 【解析】A．该晶体硬度大，为立体网状结构，而不是片层结构，A错误；B．在晶体中每个X周围有3个Y原子；每个Y原子周围有4个X原子，则Y、X原子个数比是3：4，故该晶体化学式可表示为Y3X4，B正确；C．在晶体中与X连接的Y原子个数是3个，所以X的配位数是3，C错误；D．X形成3对共用电子对，则说明X最外层有5个电子，达到最外层8个电子稳定结构需3个电子，所以X为第VA元素；Y形成4对共用电子对，说明Y原子最外层有4个电子，达到最外层8个电子的稳定结构需4个电子，则Y位于元素周期表第IVA族，D错误；故合理选项是B。 15．下列有关晶体的叙述中正确的是 A．在晶体中，最小的环是由6个硅原子组成的六元环 B．在124g白磷(P4))晶体中，含P-P共价键个数为4NA C．28g晶体硅中含有Si-Si的个数为4NA D．12g金刚石中含C原子与C-C个数之比为 【答案】D 【解析】A．在SiO2晶体中，最小的单元环是由6个硅原子和6个氧原子所组成的12元环，A不正确；B．白磷分子中有6个共价键，124g白磷(P4)的物质的量为1mol，因此，在124g白磷(P4)晶体中，含P—P共价键个数为6NA，B不正确；C．硅晶体中，每个硅原子与周围4个硅原子形成4个共价键，每个共价键被2个硅原子共用，所以28g硅晶体中含有2 NA个Si-Si键，C不正确；D．12g金刚石的物质的量为1mol，其中每个碳原子形成共价键，两个碳原子之间只能形成一个共价键，故其中含1molC原子和2mol C—C键，因此，C原子与C—C键之比为1:2，D正确；故选D。 16．金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．该晶体属于共价晶体，熔点比金刚石高 B．C位于Si构成的正四面体空隙中 C．C—Si的键长为apm，则晶胞边长为2apm D．金刚砂中C原子周围等距且最近的C原子数为6 【答案】B 【解析】A．金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，SiC属于共价晶体，C-Si键长长于C-C键，故熔点比金刚石低，故A错误；B．距离C原子最近且等距离的Si原子个数是4，且四个Si原子构成正四面体结构，所以C位于Si构成的四面体空隙中，故B正确；C．C-Si键的长度为晶胞体对角线长度的，设晶胞棱长为x，则，所以x=，故C错误；D．以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子位于面心，由于顶点碳原子为8个晶胞共有，则C原子周围等距且最近的C原子数为12，故D错误；故选B。 17．最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料：T-碳。可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的一个正四面体结构单元替代(如图所示，所有小球都代表碳原子)。下列说法正确的是    A．T-碳晶胞中含16个碳原子 B．T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体 C．T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同 D．T-碳晶体与金刚石晶体类似，熔点高硬度大 【答案】D 【解析】A．金刚石晶胞中C原子个数=4+8×+6×=8，T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，每个T-碳晶胞中含C原子个数为：8×4=32，A错误；B．T-碳与石墨、金刚石是由碳元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异形体，而不是同分异构体，B错误；C．T-碳晶体和金刚石晶体中均只含有C-C键，即含有的化学键相同，C错误；D．T-碳是碳的一种新型三维立体晶体结构，由C原子通过共价键构成的，与金刚石晶体类似，同属于共价晶体，熔点高硬度大，D正确；故答案为：D。 18．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)。下列说法正确的是    A．铁镁合金的化学式可表示为 B．晶胞中有14个铁原子 C．晶体中存在的化学键类型为共价键 D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 【答案】D 【解析】A．根据均摊法，该晶胞中，Mg个数为8，Fe个数为=4，故铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe，A错误；B．根据均摊法，该晶胞中含有Fe个数为=4，B错误；C．铁镁合金属于金属晶体，晶体中含有金属键没有共价键，C错误；D．该晶胞中含有8个Mg和4个Fe，该晶胞的质量为，D正确；故答案选D。 19．C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中一层结构) (1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为 。 A．同分异构体      B．同素异形体      C．同系物         D．同位素 (2)固态时，C60属于 晶体。 (3)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是 个。 (4)BN晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构(如图)。 ①该晶体的最小环中含有 个B原子；N原子的配位数为 。 ②已知立方氮化硼晶体内存在配位键，则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为 。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，则距离该B原子最近的N原子坐标参数为 。 【答案】(1)B (2)分子 (3)2 (4)①3 4 ②1∶3 (，，) 【解析】(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质，属于同素异形体，答案选B； (2)C60构成微粒是分子，一个分子中含有60个碳原子，所以属于分子晶体； (3)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2； (4)①该晶体的最小环中含有3个B原子，3个N原子，N原子周围距离最近的B原子有4个，N原子的配位数为4个；②立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度大，属于原子晶体，硼原子的价电子数为3，形成4个共价键，有1个配位键，3个普通共价键，配位键与普通共价键数目之比为1∶3；a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，距离该B原子最近的N原子连线处于晶胞对角线上，且二者距离为体对角线的，则该N原子到各坐标平面距离均等于晶胞棱长的，距离该B原子最近的N原子坐标参数为(，，)。 20．I.氮化硼晶体的结构与金刚石相似，其晶胞如图所示。 (1)在一个晶胞中，含有硼原子 个，氮原子 个。 (2)已知氮化硼晶胞参数为γcm，则在此晶胞中，任意两个原子之间的最短距离是 cm，DE原子之间的距离是 cm。 (3)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，称作原子分数坐标。已知三个原子分数坐标参数：A为(0，0，0)、B为(0，1，1)、C为(1，1，0)；则E原子为 。 (4)氮化硼晶胞的俯视投影图是 。 (5)设NA为阿伏加德罗常数的值，则氮化硼晶体的密度为 g/cm3(用代数式表示)。 II.在硅酸盐中，SiO四面体(如图为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构型式。 (6)图甲为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为 ，化学式为 。 【答案】(1) 4 4 (2) (3) (4)b (5) (6)1:3 或 【分析】结合晶胞示意图、确定原子的相对位置关系、进行计算；用均摊法计算晶胞密度、硅酸盐的化学式； 【解析】I(1)硼原子位于晶胞内，氮原子位于顶点和面心，则在一个晶胞中，含有硼原子4个，个。 (2)已知氮化硼晶胞参数为γcm，则在此晶胞中，任意两个原子之间的最短距离为N与B之间，最短距离为晶胞体对角线的，则是cm，DE原子即晶体中两个距离最近的B原子，二者之间的距离为晶胞的棱长的，即是cm。 (3)已知三个原子分数坐标参数：A为(0，0，0)、B为(0，1，1)、C为(1，1，0)；则由E原子的位置知，E的原子分数坐标为。 (4)由晶胞示意图知，氮化硼晶胞的俯视投影图是b。 (5)1个氮化硼晶胞内含有的氮原子和硼原子均为4个，则晶胞的质量为，氮化硼晶胞参数为γcm，则晶胞体积为，晶胞密度即晶体的密度为。 II(6)观察图可知，每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构，所以每个四面体中的硅原子数是1，氧原子数是，即Si与O的原子数之比为1:3；化学式为或。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2.3 共价晶体、金属晶体 一、共价晶体 定义：共价晶体是原子间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体，也叫原子晶体。构成晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是很强的共价键。 1.常见的共价晶体 （1）某些非金属单质，如金刚石（C）、晶体硅（Si）、晶体硼（B）等。 （2）某些非金属化合物，如二氧化硅（SiO₂）、碳化硅（SiC，俗称金刚砂）、氮化硼（BN）等。 2.结构特点 以金刚石为例，每个碳原子周围以共价键与4个碳原子相结合，形成正四面体结构，无数个这样的正四面体向空间延伸，构成三维空间网状结构。二氧化硅的结构中，每个硅原子与4个氧原子形成共价键，每个氧原子与2个硅原子形成共价键，最终形成空间网状结构。 3.物理性质 （1）熔点和沸点：由于共价键的键能大，破坏共价键需要很高的能量，所以共价晶体的熔点和沸点都很高，比如金刚石的熔点超过3500℃。 （2）硬度：共价晶体的硬度很大，金刚石是自然界中硬度最大的物质，可用于切割玻璃、制作钻探机的钻头。 （2）导电性：一般情况下，共价晶体中没有自由移动的电子，所以大多数共价晶体不导电。但晶体硅是半导体，在一定条件下可以导电。 （3）溶解性：共价晶体一般不溶于任何溶剂，因为溶解过程需要破坏很强的共价键，很难实现。 4.共价晶体的判断方法 （1）依据组成和结构：由原子通过共价键形成空间网状结构的晶体，可判断为共价晶体。 （2）依据物理性质：熔点很高、硬度很大、不导电（部分半导体除外）、不溶于溶剂的晶体，大概率是共价晶体。 5.共价键的键能对晶体性质的影响 共价晶体中，共价键的键能越大，晶体的熔点越高、硬度越大。比如碳碳键的键能大于硅硅键的键能，所以金刚石的熔点和硬度都比晶体硅高；硅氧键的键能大于硅硅键的键能，所以二氧化硅的熔点比晶体硅高。 二、常见的共价晶体的结构 1.金刚石 ①成键特征：每个碳原子都采取sp3杂化，每个碳原子与相邻的4个碳原子形成4个共价键，键长相等，键角为109°28’，每个碳原子的配位数为4。 ②结构单元：每个碳原子均与相邻的4个碳原子构成正四面体，向空间无限延伸得到立体网状结构的晶体，在1个正四面体中含有1+4×1/4=2个碳原子；最小碳环由6个C组成且六个碳原子不在同一平面内；金刚石晶体中每个C原子形成4个C—C键，而每个键为2个C原子所共有，故碳原子的个数与C—C键数比为1∶2。因此12g（1mol）金刚石中含有2mol（2NA个）C—C键。 ③晶胞：①8个顶点，6个面心上各有1个碳原子；②把晶胞分割分8个小立方体，则每个小立方体的互为对角位置的4个顶点各有1个碳原子，4个互不相邻的小立方体的体心各有1个碳原子。则每个金刚石晶胞中有8个碳原子。 2.二氧化硅 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性。 (1)二氧化硅晶体的结构 ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个O原子和2个Si原子相结合，在晶体中，Si原子和O原子个数比为1:2,因此二氧化硅的化学式为SiO2,但SiO2晶体中不存在SiO2分子。 ②1 mol SiO2中含4 mol Si—O键 ③最小环是由6个Si原子和6个O原子组成。 ④每个Si原子被12个12元环共用，每个O原子被6个12元环共用。 ⑤每个Si—O键被6个12元环共用。 (2)二氧化硅的用途：二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【对点练习】 1.下面关于晶体网状结构的叙述正确的是 （ ） A．1mol SiO2晶体中Si-O键为2mol B．二氧化硅晶体的分子式是SiO2 C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构 D．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 2.科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为空间网状的无限伸展结构。下列对该晶体叙述错误的是(　　) A．晶体的熔、沸点高，硬度大 B．该物质的化学式为CO2 C．晶体中C原子数与C—O化学键数之比为1∶6 D．晶体的空间最小环由12个原子构成 3.下列说法中正确的是(　　) A．金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成 B．共价晶体中除极性键外不存在其它类型的化学键 C．SiO2晶体中存在SiO2分子 D．金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应 4.下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，下列叙述正确的是（ ） 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ 3900 3000 2700 1710 1410 1211 莫氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6 ①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大 ④构成共价晶体的原子半径越大，共价键的键能越大 A．①② B．③④ C．②③ D．②④ 5.根据下列物质的性质判断为共价晶体的是 A．微溶于水，硬度小，熔点，固体或液体不导电 B．熔点，电的良导体，加压可变形 C．熔点，不导电，不溶于水和有机溶剂，硬度大 D．熔点，易溶于水，熔化时导电 3、 金属晶体 1.金属晶体的概念 通过金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用（金属键）形成的晶体，叫做金属晶体。金属单质和合金大多属于金属晶体。 2.金属键 （1）定义：金属阳离子与自由电子之间存在的强烈的相互作用。 （2）成键微粒：金属阳离子和自由电子。 （3）成键条件：金属原子的价电子较少，容易失去电子形成阳离子，释放出的价电子可以在整个金属晶体中自由运动，成为自由电子。 （4）特征：金属键无方向性和饱和性，自由电子可以在整块金属中自由移动。 3.金属晶体的物理性质及解释 （1）导电性：在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流，所以金属具有良好的导电性。温度升高时，金属阳离子的振动加剧，阻碍自由电子的定向移动，导致金属的导电性减弱。 （2）导热性：自由电子在运动时会与金属阳离子碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，使金属整体温度趋于一致，因此金属有良好的导热性。 （3）延展性：当金属受到外力作用时，金属晶体内的原子层可以发生相对滑动，但金属键并没有被破坏，所以金属具有良好的延展性，能被加工成各种形状。 （4）金属光泽：自由电子可以吸收可见光，然后又把大部分光反射出来，使金属具有金属光泽，且多数金属呈银白色。 4.金属晶体的原子堆积模型 （1）简单立方堆积：原子在三维空间里呈简单立方排列，每个晶胞含1个原子，配位数为6，空间利用率约为52%，只有钋（Po）采取这种堆积方式。 （2）体心立方堆积：原子位于立方体的顶点和体心，每个晶胞含2个原子，配位数为8，空间利用率约为68%，碱金属（如钠、钾等）采取这种堆积方式。 （3）面心立方最密堆积：原子位于立方体的顶点和面心，每个晶胞含4个原子，配位数为12，空间利用率约为74%，铜、银、金等金属采取这种堆积方式。 （4）六方最密堆积：原子在晶胞中呈六方排列，每个晶胞含2个原子，配位数为12，空间利用率约为74%，镁、锌、钛等金属采取这种堆积方式。 5.金属晶体与其他晶体的比较 晶体类型 构成微粒 微粒间作用力 物理性质 实例 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 导电性、导热性、延展性好，熔点、沸点差异大 铁、铜、铝合金 离子晶体 阴、阳离子 离子键 熔点、沸点较高，固态不导电，熔融或溶于水导电 氯化钠、硫酸铜 分子晶体 分子 分子间作用力 熔点、沸点低，硬度小，部分溶于水导电 干冰、冰 原子晶体 原子 共价键 熔点、沸点高，硬度大，一般不导电 金刚石、二氧化硅 【对点练习】 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 2.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 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 4.下列有关金属的叙述正确的是(　　) A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用 B．通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流 C．金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分 D．金属的导电性随温度的升高而降低 5.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 【课后作业】 1．下列说法正确的是 A．熔点：金刚石＞晶体硅＞碳化硅 B．熔点：邻羟基苯甲醛＞对羟基苯甲醛 C．电负性：Na＜P＜Cl D．熔沸点：HF＜HCl＜HBr＜HI 2．Al2O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，氮化铝的晶胞如图所示。下列说法正确的是 A．氮化铝属于分子晶体 B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具 C．1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子 D．氮化铝晶体中Al的配位数为2 3．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是 A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3：2 B．石墨烯中含碳碳双键 C．金刚石晶体中，碳原子采用杂化 D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子 4．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，不正确的是 A．在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键 B．混合晶体石墨的熔点高于金刚石 C．的相对分子质量大于，所以的沸点高于 D．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上最多4个碳原子共面 5．如图是金刚石晶体结构模型，下列关于金刚石的说法正确的是    A．金刚石晶体中碳碳键之间的夹角为120° B．金刚石晶胞中六元环中的碳原子在同一平面内 C．每个碳原子与其他4个碳原子相连形成正四面体结构 D．金刚石晶体中碳原子与碳碳键数目之比为1:4 6．下图所示的几种碳单质，关于它们的说法错误的是    A．四种碳单质互为同素异形体，其中石墨和碳纳米管均可导电 B．金刚石晶体中每个原子被6个六元环所共用 C．石墨晶体中含有的六元环的数目为 D．晶体中每个分子周围与它最近且等距的分子有12个 7．碳化硅(SiC)晶体结构与金刚石相似，俗称金刚砂。下列说法正确的是 A．SiC晶体中硅、碳元素的质量比为1∶1 B．SiC晶体的熔点较高 C．SiC晶体的硬度较小 D．SiC属于分子晶体 8．金属能导电的原因是 A．金属阳离子与自由电子间的作用较弱 B．金属在外加电场作用下可失去电子 C．金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D．自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 9．金属的下列性质中，不能用金属键解释的是 A．易传热 B．加工易变性但不碎 C．易锈蚀 D．有特殊的金属光泽 10．科学家对液氢施加约4.95×1011Pa压力，成功制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是 A．可能具有很好的导电性 B．与氢气互为同素异形体 C．摩尔质量与氢气相同 D．制造金属氢过程属于化学变化 11．下列金属中，金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是 A．Al B．K C．Cu D．Zn 12．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1000℃左右的晶体可能是金属晶体 C．Li、Na、K的熔点逐渐升高 D．金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理一样 13．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，其中不正确的是(　　) A．Al>Mg>Ba B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Al>Mg>Na 14．如图所示晶体的硬度比金刚石大，且原子间以单键结合，则有关该晶体的判断正确的是 A．该晶体为片层结构 B．该晶体化学式可表示为Y3X4 C．X的配位数是4 D．X、Y元素分别位于周期表第ⅢA、ⅣA族 15．下列有关晶体的叙述中正确的是 A．在晶体中，最小的环是由6个硅原子组成的六元环 B．在124g白磷(P4))晶体中，含P-P共价键个数为4NA C．28g晶体硅中含有Si-Si的个数为4NA D．12g金刚石中含C原子与C-C个数之比为 16．金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．该晶体属于共价晶体，熔点比金刚石高 B．C位于Si构成的正四面体空隙中 C．C—Si的键长为apm，则晶胞边长为2apm D．金刚砂中C原子周围等距且最近的C原子数为6 17．最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料：T-碳。可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的一个正四面体结构单元替代(如图所示，所有小球都代表碳原子)。下列说法正确的是    A．T-碳晶胞中含16个碳原子 B．T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体 C．T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同 D．T-碳晶体与金刚石晶体类似，熔点高硬度大 18．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)。下列说法正确的是    A．铁镁合金的化学式可表示为 B．晶胞中有14个铁原子 C．晶体中存在的化学键类型为共价键 D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 19．C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中一层结构) (1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为 。 A．同分异构体      B．同素异形体      C．同系物         D．同位素 (2)固态时，C60属于 晶体。 (3)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是 个。 (4)BN晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构(如图)。 ①该晶体的最小环中含有 个B原子；N原子的配位数为 。 ②已知立方氮化硼晶体内存在配位键，则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为 。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，则距离该B原子最近的N原子坐标参数为 。 20．I.氮化硼晶体的结构与金刚石相似，其晶胞如图所示。 (1)在一个晶胞中，含有硼原子 个，氮原子 个。 (2)已知氮化硼晶胞参数为γcm，则在此晶胞中，任意两个原子之间的最短距离是 cm，DE原子之间的距离是 cm。 (3)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，称作原子分数坐标。已知三个原子分数坐标参数：A为(0，0，0)、B为(0，1，1)、C为(1，1，0)；则E原子为 。 (4)氮化硼晶胞的俯视投影图是 。 (5)设NA为阿伏加德罗常数的值，则氮化硼晶体的密度为 g/cm3(用代数式表示)。 II.在硅酸盐中，SiO四面体(如图为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构型式。 (6)图甲为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为 ，化学式为 。 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