3.3 金属晶体与离子晶体（7大题型，举一反三题型专练，天津专用）化学人教版选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键的形成与金属晶体的物理性质 题型02 离子键的形成及离子晶体的性质 题型03 有关离子晶体的计算 题型04 过渡晶体的概念与性质 题型05 混合晶体石墨的结构及性质 题型06 化学键类型与晶体类型间的关系 题型07 晶体熔沸点高低的比较 题型01 金属键的形成与金属晶体的物理性质 金属键是 与 之间强烈的相互作用。 金属原子 ，形成金属阳离子，释放出的电子为 。 自由电子不专属某一个离子，可在整个晶体中 。 金属键 ，这是与共价键的重要区别。 金属键存在于 和 中。 金属键本质属于 ，即金属阳离子和自由电子之间的静电作用，是吸引与排斥达到平衡的结果。 金属键强弱主要取决于 和 ，离子半径越 ，价电子数越 ，金属键越强。 【解题必备】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1】（2026·天津河东·二模）对下列物质性质的解释错误的是 选项 物质性质 解释 A K与Na的化学性质有差异 最外层电子能量 B 晶体熔点714℃、晶体熔点192℃ 晶体类型 C 金属有良好的延展性 离子键 D 的沸点高于 分子间作用力 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】（25-26高二下·天津南开·期末）下列叙述中，正确的是 A．玻璃具有自范性 B．等离子体和离子液体聚集状态相同 C．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子 D．液晶既有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性 【变式1-2】（2025·天津南开·三模）元素周期表中第四周期某些过渡元素(如Ti、Mn等)在生产生活中有着广泛的应用。如钛的应用越来越受到人们的关注，锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一，下列有关说法错误的是 A．钛比钢轻、比铝硬，是一种新的结构材料。钛硬度比铝大的原因是Ti的相对原子质量大，分子间作用更强 B．第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有Ni、Ge、Se C．已知三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]是一种很好的有机反应氧化剂。三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子的价层电子排布式中电子的自旋状态相同 D．比较Fe和Mn的第三电离能，可得I3(Fe)小于I3(Mn)，原因是Mn2+的3d能级是半充满的相对稳定结构，较难失去电子 题型02 离子键的形成及离子晶体的性质 1.离子键是 、 之间通过 形成的化学键，静电作用包括 和 的平衡。 2.活泼 与活泼 化合时易形成离子键。 3.成键过程：金属 成阳离子，非金属 成阴离子。 4.离子键无方向性、无饱和性。 5.含有离子键的化合物一定是 。常见离子化合物：盐、强碱、活泼金属氧化物。 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。 7. 离子晶体的物理性质 ①较高的熔点和沸点， 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2】（24-25高二下·天津南开·期中）下列对一些实验事实的理论解释正确的是 选项 实验事实 理论解释 A CsCl晶体中阳离子和阴离子都有确定的配位数 离子键具有饱和性 B 环状分子结构如图 原子采取的杂化方式为 C 金刚石的熔点低于石墨 金刚石是分子晶体，石墨是原子晶体 D HF的沸点高于HCl HF的相对分子质量小于HCl A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】（24-25高二下·天津南开·期末）工业上通常利用反应(熔融)来获得单质铝，反应时还需要向(熔点2050℃)中添加冰晶石()以降低熔化温度。下列有关说法不正确的是 A．和熔化时会破坏离子键 B．制得的Al是金属晶体，由“自由电子”和之间强的相互作用而形成 C．电解过程将电能转化为化学能 D．可将该反应中的换成(熔点194℃)进行电解获得单质铝 【变式2-2】（24-25高二下·天津·期末）下列叙述错误的是 A．离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性 B．金属键的实质是在整块固态金属中不停运动的“自由电子”与金属阳离子相互作用，使得体系的能量大大降低 C．配位键在形成时，由成键双方各提供一个电子形成共用电子对 D．三种不同的非金属元素可以形成离子化合物 Ø题型03 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3】（2026·天津·二模 节选）①的电子式为___________。 ②与结构相似。从结构角度解释熔点()高于熔点()的原因：_______。 【变式3-1】（25-26高三上·天津·阶段检测 节选）晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，边长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如图。 ①与K原子紧邻的原子有________个。 ②阿伏加德罗常数为，该晶体的密度是________。 【变式3-2】（24-25高二下·天津南开·期末）有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-的个数为6 B．在CaF2晶体中，每个晶胞中Ca2+的个数为4 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目之比为1：2 D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE 【变式3-3】（24-25高二下·天津武清·阶段检测 节选）元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层，它与形成晶体的晶胞结构如图所示。 ①该晶体的阳离子与阴离子个数之比为___________。 ②晶体中每个被___________个等距离且最近的X包围。 Ø题型04 过渡晶体的概念及性质 1.过渡晶体是介于 和 之间的晶体，其化学键同时具有 和 ，性质也介于典型离子晶体和共价晶体之间。 2.成键元素 越小，共价性越强。 3.特点：熔沸点、硬度 高。导电性比离子晶体 ，部分可半导体导电。 常见例子：金属氧化物、金属卤化物中的一部分。 【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4】（25-26高三上·天津南开·阶段检测 节选）磷是人体必需的元素，主要参与骨骼形成、能量代谢及细胞功能调节。回答下列跟磷元素及其化合物有关的问题。 磷元素有白磷、红磷、黑磷等三种常见的单质。黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体有与石墨类似的层状结构，如下图所示。下列有关说法正确的是：_______。(填字母) A．根据图示结构，红磷和白磷在空气中加热时能相互转化 B．1mol 中含有6mol P—P C．黑磷属于过渡型晶体 D．从结构上判断，白磷比黑磷性质更稳定 【变式4-1】（24-25高二下·天津宝坻·期中）随着科学的进步，人们对物质聚集状态的认识在不断提升。下列说法正确的是 A．20世纪前，人们把物质分为固态、液态和气态三种状态，所以所有物质都是由分子构成的 B．等离子体由阳离子和电中性粒子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，不具有导电性、导热性 D．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 【变式4-2】（24-25高二下·天津滨海新区·期末）下列晶体最能体现过渡晶体结构与性质的是 A．金刚石 B．CsCl C．Al2O3 D．KF Ø题型05 混合晶体石墨的结构及性质 混合晶体同时含有多种作用力和多种结构，层内作用力强，层间作用力 。典型代表： 。 【解题必备】 石墨晶体的性质要点： （1）熔点很 （层内碳原子之间全部为 ，共价键能大）； （2）质 （具滑腻感）（原因：层与层之间依靠 结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）； （3）易导 （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5】（25-26高二下·天津津南·期末）下列叙述正确的是 A．H2O是V形分子，属于非极性分子 B．离子晶体中一定含有金属阳离子 C．NH3的VSEPR模型为三角锥形 D．石墨是混合型晶体，熔点高、能导电 【变式5-1】（25-26高二下·天津河西·期中）氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示，下列说法错误的是 A．NaCl晶体中，每个周围紧邻且距离相等的有12个 B．金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 C．干冰晶体中每个周围紧邻12个 D．石墨晶体中C原子与C-C键个数比为 【变式5-2】（24-25高二下·天津南开·期中）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．石墨晶体中存在共价键、范德华力等多种作用力，属于混合晶体 【变式5-3】（25-26高三上·天津静海·阶段检测）化学键中离子键成分的百分数：。( ) Ø题型06 化学键类型与晶体类型间的关系 【解题必备】1.存在共价键、氢键、范德华力的一般为分子晶体，稀有气体属于分子晶体，但无化学键。 2.共价晶体中仅存在共价键，不存在分子间作用力，也没有分子式。 3.离子晶体中存在离子键，金属晶体中存在金属键。 【典例6】（25-26高二下·天津河西·期中）下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．金刚石和CO2 B．蔗糖和CS2 C．Na2O2和HCl D．MgCl2和SiO2 【变式6-1】（25-26高二下·天津宝坻·期末）下列物质以晶体形式存在时，所属晶体类型和所含化学键类型分别相同的是 A．Si和 B．NaCl和NaOH C．MgO和SiC D．和 【变式6-2】（23-24高二下·天津·期中）下列各组物质的晶体中，化学键类型、晶体类型都相同的是 A．CO2和SiO2 B．NaCl和HCl C．H2S和H2O D．Cu和Si 【变式6-3】（24-25高二下·天津·阶段检测）下列说法中正确的是 A．含阳离子的晶体一定是离子晶体 B．含共价键的晶体一定是分子晶体 C．只含极性键的分子可能不是极性分子 D．含非极性键的分子一定是非极性分子 Ø题型07 晶体熔沸点高低的比较 【解题必备】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： > > 。 (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 →键能越 →熔、沸点越 ，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 ，其离子晶体的熔、沸点就越 ，如熔点：MgO>NaCl>CsCl。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越 ；具有氢键的分子晶体熔、沸点 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 ，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 ，其熔、沸点越高，如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越 ，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 ，离子电荷数越多，其金属键越 ，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点:Na<Mg<Al。 【典例7】（25-26高二下·天津北辰·期末）下列晶体中熔点最高的是 A．金刚石 B．干冰 C．钠 D．NH4Cl 【变式7-1】（25-26高二下·天津蓟州·期末）下列物质熔点的比较错误的是 A．金刚石>晶体硅 B．乙醇>乙烷 C． D． 【变式7-2】（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 【变式7-3】（24-25高二下·天津武清·阶段检测）晶体具有多种性质，下列关于晶体的说法错误的是 A．一般情况下，共价晶体的熔点大于分子晶体 B．某固体是否是晶体，可利用X射线衍射判断 C．没有固定熔点的物质一定是非晶体 D．破损的晶体放入饱和溶液中会自动变成规则的多面体 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第三节 金属晶体与离子晶体 目录导航 >题型01金属键的形成与金属晶体的物理性质 >题型02离子键的形成及离子晶体的性质 >题型03有关离子晶体的计算 >题型04过渡晶体的概念与性质 >题型05混合晶体石墨的结构及性质 >题型06化学键类型与晶体类型间的关系 >题型07晶体熔沸点高低的比较 >题型01 金属键的形成与金属晶体的物理性质 典例精讲 【典例1)C 举一反三 【变式1-1】D 【变式1-2)】A >题型02离子键的形成及离子晶体的性质 典例精讲 【典例2】B 举一反三 【变式21】D 【变式2-2】C >题型03有送离子晶体的计算 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精讲 Li[:N:H] 【典例3】① H ②二者均为离子晶体，锂离子半径小于钠离子半径，离子键更强 举一反目 214 【变式3-1】①12 ② Na×(axl0)3 【变式32】D 【变式33】①3：1 ②6 >题型04过渡晶体的概念与性质 典例精讲 【典例4】B 举一反三 【变式41)】D 【变式42】C >题型05 混合晶体石墨的结构及性质 典例精讲 【典例5】D 举一反三 【变式51】D 【变式52】C 【变式53】正确 >题型06 化学键类型与晶体类型间的关系 213 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精讲 【典例6】B 举一反三 》 【变式61】D 【变式62】C 【变式6-3】C >题型07 晶体熔沸点高低的比较 典例精讲 【典例7)】A 举一反目 【变式7-1】C 【变式7-2】B 【变式7-3】c 313 第三节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键的形成与金属晶体的物理性质 题型02 离子键的形成及离子晶体的性质 题型03 有关离子晶体的计算 题型04 过渡晶体的概念与性质 题型05 混合晶体石墨的结构及性质 题型06 化学键类型与晶体类型间的关系 题型07 晶体熔沸点高低的比较 题型01 金属键的形成与金属晶体的物理性质 金属键是金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。 金属原子易失去价电子，形成金属阳离子，释放出的电子为自由电子。 自由电子不专属某一个离子，可在整个晶体中自由移动。 金属键没有方向性和饱和性，这是与共价键的重要区别。 金属键存在于金属单质和合金中。 金属键本质属于静电作用，即金属阳离子和自由电子之间的静电作用，是吸引与排斥达到平衡的结果。 金属键强弱主要取决于离子半径和价电子数，离子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 【解题必备】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1】（2026·天津河东·二模）对下列物质性质的解释错误的是 选项 物质性质 解释 A K与Na的化学性质有差异 最外层电子能量 B 晶体熔点714℃、晶体熔点192℃ 晶体类型 C 金属有良好的延展性 离子键 D 的沸点高于 分子间作用力 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．Na和K同为碱金属元素，最外层电子数相同，但原子半径不同，导致K原子核对最外层电子的吸引力更弱，更容易失电子，因此两种元素化学性质有所不同，A正确； B．是分子晶体，分子间作用力只有范德华力，是离子晶体，与间作用力为离子键，熔化过程中，范德华力更容易克服，因此的熔点低于，B正确； C．根据“电子气理论”，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层间会发生相对滑动，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，金属的该性质与离子键无关，C错误； D．分子量大于，分子间作用力更强，因此沸点更高，D正确； 故答案选C。 【变式1-1】（25-26高二下·天津南开·期末）下列叙述中，正确的是 A．玻璃具有自范性 B．等离子体和离子液体聚集状态相同 C．晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子 D．液晶既有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性 【答案】D 【详解】A．自范性是晶体的特征性质，玻璃属于非晶体，不具有自范性，A错误； B．等离子体是由带电粒子、中性粒子组成的气态聚集态，离子液体是液态聚集态，二者聚集状态不同，B错误； C．金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，含有阳离子但无阴离子，因此晶体有阳离子不一定有阴离子，C错误； D．液晶是介于液态和晶态之间的聚集状态，既有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性，D正确； 故选D。 【变式1-2】（2025·天津南开·三模）元素周期表中第四周期某些过渡元素(如Ti、Mn等)在生产生活中有着广泛的应用。如钛的应用越来越受到人们的关注，锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一，下列有关说法错误的是 A．钛比钢轻、比铝硬，是一种新的结构材料。钛硬度比铝大的原因是Ti的相对原子质量大，分子间作用更强 B．第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有Ni、Ge、Se C．已知三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]是一种很好的有机反应氧化剂。三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子的价层电子排布式中电子的自旋状态相同 D．比较Fe和Mn的第三电离能，可得I3(Fe)小于I3(Mn)，原因是Mn2+的3d能级是半充满的相对稳定结构，较难失去电子 【答案】A 【详解】A．钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强，A错误； B．Ti是22号元素，有2个未成对电子，在第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有28号的Ni，32号Ge，34号Se元素三种元素，B正确； C．在Mn是25号元素，三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子Mn3+的价层电子排布式是3d4。3d轨道有5个，原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子的能量低，比较稳定，故Mn3+的4个价电子的自旋状态相同，C正确； D．Fe3+的价电子排布式是3d5，处于轨道的半充满的稳定状态；而Mn2+的3d能级是半充满的相对稳定结构，再失去1个电子变为Mn3+时是3d4的不稳定状态，因此Mn2+较难失去电子，故第三电离能： I3 (Fe)小于I3(Mn)，D正确； 故合理选项是A。 题型02 离子键的形成及离子晶体的性质 1.离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，静电作用包括静电吸引和静电排斥的平衡。 2.活泼金属与活泼非金属化合时易形成离子键。 3.成键过程：金属失电子成阳离子，非金属得电子成阴离子。 4.离子键无方向性、无饱和性。 5.含有离子键的化合物一定是离子化合物。常见离子化合物：盐、强碱、活泼金属氧化物。 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。 7. 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2】（24-25高二下·天津南开·期中）下列对一些实验事实的理论解释正确的是 选项 实验事实 理论解释 A CsCl晶体中阳离子和阴离子都有确定的配位数 离子键具有饱和性 B 环状分子结构如图 原子采取的杂化方式为 C 金刚石的熔点低于石墨 金刚石是分子晶体，石墨是原子晶体 D HF的沸点高于HCl HF的相对分子质量小于HCl A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．离子键没有方向性和饱和性，与离子晶体中配位键无关，而共价键有方向性和饱和性，A错误； B．由图可知，每个S形成S-S键，且S上有2对孤对电子，则S原子采用的杂化方式为sp3杂化，B正确； C．金刚石为原子晶体，而石墨为混合型晶体，则金刚石的熔点低于石墨，C错误； D．HF分子间含氢键，则HF的沸点高于HCl，不能由相对分子质量大小确定沸点大小，D错误。 故答案选B。 【变式2-1】（24-25高二下·天津南开·期末）工业上通常利用反应(熔融)来获得单质铝，反应时还需要向(熔点2050℃)中添加冰晶石()以降低熔化温度。下列有关说法不正确的是 A．和熔化时会破坏离子键 B．制得的Al是金属晶体，由“自由电子”和之间强的相互作用而形成 C．电解过程将电能转化为化学能 D．可将该反应中的换成(熔点194℃)进行电解获得单质铝 【答案】D 【详解】A．和是离子化合物，熔化时会破坏离子键，故A正确； B．通过“电子气理论”理解，Al是金属晶体，由“自由电子”和Al3+之间强的相互作用而形成，故B正确； C．电解过程是将电能转化为化学能，故C正确； D．AlCl3是共价化合物，熔融时不能电离，所以不能将Al2O3换成AlCl3，故D错误； 故选D。 【变式2-2】（24-25高二下·天津·期末）下列叙述错误的是 A．离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性 B．金属键的实质是在整块固态金属中不停运动的“自由电子”与金属阳离子相互作用，使得体系的能量大大降低 C．配位键在形成时，由成键双方各提供一个电子形成共用电子对 D．三种不同的非金属元素可以形成离子化合物 【答案】C 【详解】A．离子键通过阴阳离子之间的相互作用形成，离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性，故A正确； B．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，使得体系的能量大大降低，故B正确； C．配位键在形成时，由成键原子的一方提供孤电子对，另一方提供空轨道，故C错误； D．NH4Cl是不含金属元素的离子化合物且是由三种不同的非金属元素组成的，D正确； 故选C。 Ø题型03 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3】（2026·天津·二模 节选）①的电子式为___________。 ②与结构相似。从结构角度解释熔点()高于熔点()的原因：_______。 【答案】 ① ②二者均为离子晶体，锂离子半径小于钠离子半径，离子键更强 【详解】①是由锂离子和离子构成的，电子式为。 ②二者均为离子晶体，锂离子半径小于钠离子半径，离子键更强，导致熔点()高于熔点()； 【变式3-1】（25-26高三上·天津·阶段检测 节选）晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，边长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如图。 ①与K原子紧邻的原子有________个。 ②阿伏加德罗常数为，该晶体的密度是________。 【答案】 ①12 ② 【详解】 ①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钾原子与位于面心的氧原子的距离最近，共有12个； ②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钾原子的个数为： 8×=1，位于体心的碘原子的个数为1，位于面心的氧原子的个数为： 6×=3，设晶体的密度为d g/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-7)3d，解得：d=。 【变式3-2】（24-25高二下·天津南开·期末）有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-的个数为6 B．在CaF2晶体中，每个晶胞中Ca2+的个数为4 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目之比为1：2 D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE 【答案】D 【详解】A．在NaCl晶体中，一个Na+周围最近的Cl-为6个，一个Cl-周围最近的Na+为6个，A正确； B．在CaF2晶体中，Ca2+位于晶胞的顶角和面心，每个晶胞中Ca2+的个数为8×4，B正确； C．在金刚石晶体中，每个碳原子周围有4个碳碳键，一个碳碳键被两个碳原子共有，碳原子与碳碳键数目之比为1：2，C正确； D．E原子和F原子构成的气态团簇分子，分子式为E4F4或F4E4，D错误； 答案选D。 【变式3-3】（24-25高二下·天津武清·阶段检测 节选）元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层，它与形成晶体的晶胞结构如图所示。 ①该晶体的阳离子与阴离子个数之比为___________。 ②晶体中每个被___________个等距离且最近的X包围。 【答案】①3:1 ②6 【详解】①根据晶胞结构图，利用均摊法计算晶胞中离子的个数：阴离子位于晶胞的8个顶点，其个数为；阳离子位于晶胞的12条棱的中心，其个数为。因此，该晶体的阳离子与阴离子个数之比为 3:1。 ②以晶胞顶点的为例，与其等距离且最近的位于经过该顶点的棱的中心。在空间结构中，一个顶点连接着三维方向上的6条棱（即上下、左右、前后各2条），因此每个被6个等距离且最近的包围。 Ø题型04 过渡晶体的概念及性质 1.过渡晶体是介于离子晶体和共价晶体之间的晶体，其化学键同时具有离子性和共价性，性质也介于典型离子晶体和共价晶体之间。 2.成键元素电负性差值越小，共价性越强。 3.特点：熔沸点、硬度不如典型共价晶体高。导电性比离子晶体复杂，部分可半导体导电。 常见例子：金属氧化物、金属卤化物中的一部分。 【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4】（25-26高三上·天津南开·阶段检测 节选）磷是人体必需的元素，主要参与骨骼形成、能量代谢及细胞功能调节。回答下列跟磷元素及其化合物有关的问题。 磷元素有白磷、红磷、黑磷等三种常见的单质。黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体有与石墨类似的层状结构，如下图所示。下列有关说法正确的是：_______。(填字母) A．根据图示结构，红磷和白磷在空气中加热时能相互转化 B．1mol 中含有6mol P—P C．黑磷属于过渡型晶体 D．从结构上判断，白磷比黑磷性质更稳定 【答案】B 【详解】A．白磷和红磷的转化需要特定条件，在空气中加热均会被氧气氧化，A错误； B．白磷是正四面体结构，有键，B正确； C．黑磷是层状结构，属于混合型晶体，C错误； D．结构越稳定能量越低，由于白磷存在较大角张力，能量较高；从表面上看黑磷像石墨，黑磷的结构使其原子间结合更为稳定，能量较低，黑磷的层状结构比白磷的正四面体结构更稳定，D错误； 故选B。 【变式4-1】（24-25高二下·天津宝坻·期中）随着科学的进步，人们对物质聚集状态的认识在不断提升。下列说法正确的是 A．20世纪前，人们把物质分为固态、液态和气态三种状态，所以所有物质都是由分子构成的 B．等离子体由阳离子和电中性粒子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，不具有导电性、导热性 D．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 【答案】D 【详解】A．20世纪前已知物质三态，但并非所有物质由分子构成（如离子晶体、共价晶体），A错误； B．等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成，整体电中性，B错误； C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，同时具备导热性，C错误； D．若氧化镁离子键百分数为50%，说明其结构介于离子与共价晶体之间，属于过渡晶体，D正确； 答案选D。 【变式4-2】（24-25高二下·天津滨海新区·期末）下列晶体最能体现过渡晶体结构与性质的是 A．金刚石 B．CsCl C．Al2O3 D．KF 【答案】C 【详解】A．金刚石由C原子构成，C原子以sp3杂化的方式形成共价键三维骨架结构，是典型的共价晶体，A不符合题意； B．Cs的金属性很强，Cl的非金属性强，二者形成的CsCl晶体中Cs+与Cl-以离子键的形式结合，是典型的离子晶体，B不符合题意； C．Al2O3中离子键成分的百分数为41%，不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体，是介于两者之间的过渡晶体，能体现过渡晶体结构与性质，C符合题意； D．K的金属性强，F的非金属性很强，二者形成的KF晶体中K+与F-以离子键的形式结合，是典型的离子晶体，D不符合题意； 故选C。 Ø题型05 混合晶体石墨的结构及性质 混合晶体同时含有多种作用力和多种结构，层内作用力强，层间作用力较弱。典型代表：石墨。 【解题必备】 石墨晶体的性质要点： （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5】（25-26高二下·天津津南·期末）下列叙述正确的是 A．H2O是V形分子，属于非极性分子 B．离子晶体中一定含有金属阳离子 C．NH3的VSEPR模型为三角锥形 D．石墨是混合型晶体，熔点高、能导电 【答案】D 【详解】A．为V形分子，但其正、负电中心不重合，属于极性分子，A错误； B．离子晶体中不一定含有金属阳离子，如等铵盐属于离子晶体，阳离子为铵根离子，B错误； C．中心原子的价层电子对数为4（3个键电子对+1对孤电子对），VSEPR模型为四面体形，三角锥形是其实际空间构型，C错误； D．石墨是层状结构的混合型晶体，层内碳原子间以强共价键结合故熔点高，同层内有可自由移动的离域电子故能导电，D正确； 故选D。 【变式5-1】（25-26高二下·天津河西·期中）氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示，下列说法错误的是 A．NaCl晶体中，每个周围紧邻且距离相等的有12个 B．金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 C．干冰晶体中每个周围紧邻12个 D．石墨晶体中C原子与C-C键个数比为 【答案】D 【详解】A. 在氯化钠晶体中，以一个为中心，在每个坐标平面的对角线方向各有4个，共个，所以每个周围紧邻且距离相等的有12个，A正确； B. 金刚石是共价晶体，为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子，B正确； C. 干冰是分子晶体，晶胞为面心立方堆积，配位数为12，即每个周围紧邻12个，C正确； D. 石墨是混合型晶体，在层内，每个碳原子与周围3个碳原子形成3个共价键，每个共价键为2个碳原子所共用，则平均每个碳原子占有个共价键，所以C原子与C-C键个数比为，D错误。 【变式5-2】（24-25高二下·天津南开·期中）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．石墨晶体中存在共价键、范德华力等多种作用力，属于混合晶体 【答案】C 【详解】A．液晶具有液体的流动性和类似晶体的各向异性，描述正确，A正确； B．氧化镁晶体离子键占50%，共价键占50%，说明其结构介于离子晶体和共价晶体之间，属于过渡晶体，B正确； C．金属导电是因自由电子在外加电场下定向运动，而非“产生”自由电子，C错误； D．石墨层内为共价键，层间为范德华力，属于混合晶体，D正确； 故选C。 【变式5-3】（25-26高三上·天津静海·阶段检测）化学键中离子键成分的百分数：。( ) 【答案】正确 【详解】离子键成分的百分数主要由成键原子间的电负性差异决定，电负性差异越大，离子键成分越高；同主族元素从上至下电负性逐渐减弱，钙（）的电负性小于镁（）的电负性，的电负性差异大于的电负性差异，导致中离子键成分百分数高于，题干陈述正确，该说法正确。 Ø题型06 化学键类型与晶体类型间的关系 【解题必备】1.存在共价键、氢键、范德华力的一般为分子晶体，稀有气体属于分子晶体，但无化学键。 2.共价晶体中仅存在共价键，不存在分子间作用力，也没有分子式。 3.离子晶体中存在离子键，金属晶体中存在金属键。 【典例6】（25-26高二下·天津河西·期中）下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．金刚石和CO2 B．蔗糖和CS2 C．Na2O2和HCl D．MgCl2和SiO2 【答案】B 【详解】A．金刚石属于共价（原子）晶体，CO2固态为干冰，属于分子晶体，二者晶体类型不同，A错误； B．蔗糖属于分子晶体，CS2属于分子晶体，二者晶体类型相同，B正确； C．Na2O2由阴阳离子构成，属于离子晶体，HCl由分子构成，属于分子晶体，二者晶体类型不同，C错误； D．MgCl2由阴阳离子构成，属于离子晶体，SiO2属于共价（原子）晶体，二者晶体类型不同，D错误； 故答案选B。 【变式6-1】（25-26高二下·天津宝坻·期末）下列物质以晶体形式存在时，所属晶体类型和所含化学键类型分别相同的是 A．Si和 B．NaCl和NaOH C．MgO和SiC D．和 【答案】D 【详解】A．Si属于共价晶体，含共价键；属于分子晶体，含共价键，二者晶体类型不同，A错误； B．NaCl属于离子晶体，只含离子键；NaOH属于离子晶体，含有离子键和O与H之间的共价键，二者化学键类型不完全相同，B错误； C．MgO属于离子晶体，含离子键；SiC属于共价晶体，含共价键，二者晶体类型和化学键类型均不同，C错误； D．和都属于分子晶体，都只含非极性共价键，二者晶体类型和化学键类型均相同，D正确； 【变式6-2】（23-24高二下·天津·期中）下列各组物质的晶体中，化学键类型、晶体类型都相同的是 A．CO2和SiO2 B．NaCl和HCl C．H2S和H2O D．Cu和Si 【答案】C 【详解】A．CO2为分子晶体，其C和O之间由共价键结合；SiO2为共价晶体，其Si和O之间由共价键结合；二者晶体类型不同，A不符合题意； B．NaCl为离子晶体，Na+和Cl-之间由离子键结合；HCl为分子晶体，H和Cl之间由共价键结合；二者化学键类型和晶体类型均不相同，B不符合题意； C．H2S为分子晶体，H和S之间由共价键结合；H2O为分子晶体，H和O之间由共价键结合；二者化学键类型和晶体类型均相同，C符合题意； D．Cu为金属晶体，金属离子和自由电子之间由金属键结合；Si为共价晶体，Si之间由共价键结合；二者化学键类型和晶体类型均不相同，D不符合题意； 故答案选C。 【变式6-3】（24-25高二下·天津·阶段检测）下列说法中正确的是 A．含阳离子的晶体一定是离子晶体 B．含共价键的晶体一定是分子晶体 C．只含极性键的分子可能不是极性分子 D．含非极性键的分子一定是非极性分子 【答案】C 【详解】A．金属晶体含有阳离子，A 错误； B．含共价价的晶体可能为共价晶体、分子晶体或离子晶体，B错误； C．CH4中只含有极性键，但为非极性分子，C正确； D．全是非极性键的分子为非极性分子，H2O2中含有非极性键，但属于极性分子，D错误； 答案为：C。 Ø题型07 晶体熔沸点高低的比较 【解题必备】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。 (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7】（25-26高二下·天津北辰·期末）下列晶体中熔点最高的是 A．金刚石 B．干冰 C．钠 D．NH4Cl 【答案】A 【详解】A．金刚石属于共价晶体，内部碳原子间以强共价键结合，断裂共价键需要吸收大量能量，熔点极高，A正确； B．干冰是固态，属于分子晶体，分子间仅靠微弱的范德华力作用，熔点很低，常温下即可升华，B错误； C．钠属于金属晶体，其金属键强度较低，熔点仅约97.8℃，熔点较低，C错误； D．属于离子晶体，离子键强度弱于共价晶体的共价键，熔点通常为数百摄氏度，低于金刚石，D错误； 故选A。 【变式7-1】（25-26高二下·天津蓟州·期末）下列物质熔点的比较错误的是 A．金刚石>晶体硅 B．乙醇>乙烷 C． D． 【答案】C 【详解】A．金刚石和晶体硅均为共价晶体，C-C键键长小于Si-Si键，键能更大，因此熔点金刚石>晶体硅，A正确； B．乙醇分子间存在氢键，乙烷分子间仅存在范德华力，氢键作用力强于范德华力，因此熔点乙醇>乙烷，B正确； C．为分子晶体，熔点较低，为离子晶体，熔点较高，熔点应为，C错误； D．和均为金属晶体，的价电子数更多，阳离子半径更小，金属键更强，因此熔点，D正确。 【变式7-2】（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。 【变式7-3】（24-25高二下·天津武清·阶段检测）晶体具有多种性质，下列关于晶体的说法错误的是 A．一般情况下，共价晶体的熔点大于分子晶体 B．某固体是否是晶体，可利用X射线衍射判断 C．没有固定熔点的物质一定是非晶体 D．破损的晶体放入饱和溶液中会自动变成规则的多面体 【答案】C 【详解】A．共价晶体熔化需要破坏键能较大的共价键，分子晶体熔化仅破坏较弱的分子间作用力，因此一般情况下共价晶体熔点高于分子晶体，A正确； B．晶体内部微粒呈周期性有序排列，会产生特征的X射线衍射图谱，非晶体无此特征，因此可用X射线衍射判断固体是否为晶体，B正确； C．没有固定熔点的物质不一定是非晶体，例如两种晶体组成的混合物也没有固定熔点，C错误； D．晶体具有自范性，破损的晶体放入饱和溶液中会自发呈现规则的多面体外形，D正确； 故答案选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $