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第57講　晶體結構與性質
[課程標準]　1.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結構微粒、微粒間作用力的區別。2.了解分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體結構與性質的關系。3.了解晶胞的概念，能根據晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算。
考點一　晶體與晶胞
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1．晶體與非晶體
晶體 非晶體
結構特征 結構微粒周期性有序排列 結構微粒無序排列
性質特征 自范性 有 無
熔點 固定 不固定
異同表現 各向異性 各向同性
二者區別方法 間接方法 看是否有固定的熔點
科學方法 對固體進行X 射線衍射實驗
2.獲得晶體的三條途徑
(1)熔融態物質凝固。
(2)氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)。
(3)溶質從溶液中析出。
3．晶胞
(1)晶胞：晶胞是描述晶體結構的基本單元。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置
①無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中粒子數目的計算——均攤法
如某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子有1/n屬于這個晶胞。
[正誤辨析]
(1)冰和碘晶體中相互作用力相同(　　)
(2)凡有規則外形的固體一定是晶體(　　)
(3)固體SiO2一定是晶體(　　)
(4)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變為完美的立方體塊(　　)
(5)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”(　　)
(6)區分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進行X 射線衍射實驗(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
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1．如圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導體的晶胞結構，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為 。
解析：　 R：8×＋1＝2
?G：8×＋8×＋4×＋2＝8
●Q：8×＋2＝4
R、G、Q的個數之比為1∶4∶2，則其化學式為RQ2G4。由于R為＋2價，G為－2價，所以Q為＋3價。
答案：　＋3
2.某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數之比是(　　)
A．3∶9∶4　　　　　　 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
B　[A粒子數為6×＝；B粒子數為6×＋3×＝2；C粒子數為1；故A、B、C粒子數之比為1∶4∶2。]
3．已知鑭鎳合金LaNin的晶胞結構如圖，則LaNin中n＝ 。
解析：　La：2×＋12×＝3
Ni：12×＋6×＋6＝15
所以n＝5。
答案：　5
4．(1)硼化鎂晶體在39 K時呈超導性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，如圖是該晶體微觀結構的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學式為 。
(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環狀等多種結構形式。如圖是一種鏈狀結構的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為 。
解析：　(1)每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學式為MgB2。(2)從圖可看出，每個單元中，都有一個B和一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別被兩個結構單元共用，所以N(B)∶N(O)＝1∶＝1∶2，化學式為BO。
答案：　(1)MgB2　(2)BO
5．已知如圖所示晶體的硬度很可能比金剛石大，且原子間以單鍵結合，試根據如圖確定該晶體的化學式為 。
答案：　B3A4
學生用書?第277頁
考點二　晶體的類型、結構與性質
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1．四類晶體的比較
　　類型比較　　 分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成粒子 分子 原子 金屬陽離子、自由電子 陰、陽離子
粒子間的相互作用力 分子間作用力 共價鍵 金屬鍵 離子鍵
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 難溶于常見溶劑 大多易溶于水等極性溶劑中
導電、傳熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態導電
2.常見晶體結構模型
(1)共價晶體
①金剛石晶體中，每個C與相鄰4個C形成共價鍵，C—C—C夾角是109°28′，最小的環是六元環。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵是2 mol。
②SiO2晶體中，每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與2個硅原子形成共價鍵，最小的環是十二元環，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2晶體中含有4 mol Si—O鍵。
(2)分子晶體
①干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。
②冰晶體中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O 的冰中，最多可形成2 mol氫鍵。
(3)離子晶體
①NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引6個Cl－，每個Cl－同時吸引6個Na＋，配位數為6。每個晶胞含4個Na＋和4個 Cl－。
②CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引8個 Cs＋，每個Cs＋吸引8個Cl－，配位數為8。
(4)混合型晶體
石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有2個碳原子，C原子采取sp2雜化方式。
3．過渡晶體
大多數晶體是這四種晶體類型之間的過渡晶體，以離子晶體和共價晶體之間的過渡為例，如 Na2O、Al2O3中既有離子鍵成分，也有共價鍵成分。
學生用書?第278頁
[正誤辨析]
(1)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(　　)
(2)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低(　　)
(3)離子晶體一定都含有金屬元素(　　)
(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體(　　)
(5)1 mol金剛石和1 mol SiO2中含有的共價鍵數目均為4NA(　　)
(6)氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離相等且最近的Na＋共有6個(　　)
(7)冰中包含的作用力有范德華力、氫鍵和共價鍵(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　
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1．下列有關晶體類型的判斷正確的是(　　)
A SiI4：熔點120.5 ℃，沸點271.5 ℃ 共價晶體
B B：熔點2 300 ℃，沸點2 550 ℃，硬度大 金屬晶體
C 銻：熔點630.74 ℃，沸點1 750 ℃，晶體導電 共價晶體
D FeCl3：熔點282 ℃，易溶于水，也易溶于有機溶劑 分子晶體
D　[A.SiI4的熔沸點比較低，屬于分子晶體，A錯誤；B.B是非金屬，熔沸點很高，硬度大，屬于共價晶體，B錯誤；C.Sb是金屬，屬于金屬晶體，C錯誤；D.FeCl3熔點比較低，易溶于水和有機溶劑，屬于分子晶體，D正確。]
2．(1)冰的熔點遠高于干冰，除因為H2O是極性分子、CO2是非極性分子外，還有一個重要的原因是 。
(2)NaF的熔點 (填“>”“＝”或“<”) BF的熔點，其原因是
。
(3)CO的熔點 (填“>”或“<”)N2的熔點，原因是 。
(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸點依次 (填“增大”或“減小”)，其原因是
。
(5)SiO2比CO2熔點高的原因是 。
答案：　(1)H2O分子間形成氫鍵
(2)>　兩者均為離子化合物，且陰、陽離子的電荷數均為1，但后者的離子半徑較大，離子鍵較弱，因此其熔點較低
(3)>　CO為極性分子而N2為非極性分子，CO分子間作用力較大
(4)增大　三種物質均為分子晶體，結構與組成相似，相對分子質量越大，范德華力越大，熔、沸點越高
(5)SiO2為共價晶體而CO2為分子晶體，共價晶體熔化破壞共價鍵需要消耗的能量更多
3．Cu與F形成的化合物的晶胞結構如圖所示，若晶體密度為a g·cm－3，則Cu與F最近距離為 pm。(NA表示阿伏加德羅常數的值，列出計算表達式，不用化簡：圖中為Cu，為F)
解析：　設晶胞的棱長為x cm，在晶胞中，Cu：8×＋6×＝4，F：4，其化學式為CuF。a·x3·NA＝4M(CuF)，x＝ 。最短距離為小立方體體對角線的一半，小立方體的體對角線為＝x。所以最短距離為x·＝·×1010pm。
答案：　· ×1010
4.用晶體的X射線衍射法對Cu的測定得到以下結果：Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如圖)，已知該晶體的密度為9.00 g·cm－3，晶胞中該原子的配位數為 ；Cu的原子半徑為 cm(阿伏加德羅常數為NA，要求列式計算)。
解析：　設晶胞的邊長為a cm，則a3·ρ·NA＝4×64，a＝ ，面對角線為a，面對角線的為Cu原子半徑r＝× cm＝1.28×10－8 cm。
答案：　12　× ≈1.28×10－8
晶體結構的相關計算
1．晶胞質量＝晶胞占有的微粒的質量＝晶胞占有的微粒數×。
2．空間利用率＝。
3．金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設棱長為a，原子半徑為r)
①面對角線長＝a。
②體對角線長＝a。
③體心立方堆積4r＝a。
④面心立方堆積4r＝a。 　　
(一)原子坐標參數
1．概念：原子分數坐標參數表示晶胞內部各原子的相對位置。
2．原子坐標的確定方法
(1)依據已知原子的坐標確定坐標系取向。
(2)一般以坐標軸所在正方體的棱長為1個單位。
(3)從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標軸上的截距即為該原子的坐標。
應用1.以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子坐標。圖中原子1的
學生用書?第279頁
坐標為，則原子2和3的坐標分別為 、 。
解析：　圖中原子1的坐標為，則坐標系是。從晶胞內的2、3點分別向x、y、z軸上作垂線，即可得出2、3兩點的原子分數坐標分別為，。
答案：　　
應用2.如圖所示為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為(0，0，0)，B為，C為。則D原子的坐標參數為 。
解析：　Ge單晶的晶胞中，原子的堆積方式為面心立方最密堆積。由B、C兩原子的坐標參數可知，B、C兩原子分別處于立方體中xz、xy方向上兩個面的中心，晶胞的邊長為1。A、B、C與yz方向上的面心原子圍成以D原子為中心、邊長為的正四面體結構，將晶胞拆解為8個小立方的正四面體結構，則小立方體的邊長為，參照立方體中互不相鄰的四個頂點圍成的空間構型為正四面體結構，確定D的坐標參數為。
答案：　
應用3.某金屬晶體中原子的堆積方式如圖所示，已知該金屬的原子半徑為a cm，晶胞的高為b cm，A、C、D三點原子的坐標參數分別為A(0，0，0)、C(2a，0，0)、D(0，0，b)，則B點原子的坐標參數為 。
解析：　該金屬晶體中原子的堆積方式為六方最密堆積，結構呈六棱柱型。結合A、C、D三點原子坐標系參數，六棱柱中以A為原點所建立的三維坐標系如圖所示。圖中A、C、E三點構成邊長為a的正三角形，該正三角形的高為a。結合A、C兩點的原子坐標參數，可以確定E點的原子坐標參數為(a，a，0)。根據原子的堆積方式可知，B點x軸坐標參數為a，z軸參數為。B點的z軸投影點位于A、C、E三點組成的正三角形的中心，由正三角形的高為a，可確定投影點的y軸參數為，因此B點的原子坐標參數為。
答案：　
(二)晶體密度與晶胞參數的關系
應用4.如圖是Fe單質的晶胞模型。已知晶體密度為d g·cm－3，鐵原子的半徑為 nm(用含有d、 NA的代數式表示)。
解析：　由Fe單質的晶胞圖可知，晶胞中含鐵原子個數為2，晶胞的質量為 g，晶胞體積為 cm3，則晶胞邊長為 cm，設Fe原子的半徑為r，則4r＝× cm，r＝× ×107 nm。
答案：　× ×107
應用5.CsSiB3O7屬于正交晶系(長方體形)，晶胞參數為a nm、b nm和c nm。如圖為沿y軸投影的晶胞中所有Cs原子的分布圖和原子坐標。
據此推斷該晶胞中 Cs原子的數目為 ；CsSiB3O7的摩爾質量為M g·mol－1，設NA為阿伏加德羅常數的值，則 CsSiB3O7晶體的密度為 g·cm－3(用含字母的代數式表示)。
解析：　原子分數坐標為(0.5，0.2，0.5)的Cs原子位于晶胞體內，原子分數坐標為(0，0.3，0.5)及(1.0，0.3，0.5)的Cs原子分別位于晶胞的左側面、右側面上，原子分數坐標為(0.5，0.8，1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子分別位于晶胞的上底面、下底面，原子分數坐標為(0，0.7，1.0)及(1.0，0.7，1.0)(0，0.7，0)及(1.0，0.7，0)的Cs原子位于晶胞平行于y軸的棱上，則晶胞中Cs原子數目為：1＋4×＋4×＝4，由化學式CsSiB3O7可知，每個晶胞相當于含有4個“CsSiB3O7”，故晶胞的質量＝4× g，則晶體密度＝＝×1021 g·cm－3。
答案：　4　×1021
應用6.S與Zn所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。
在該晶胞中，Zn的配位數為 。原子坐標參數可表示晶胞內部各原子的相對位置。如圖晶胞中，原子坐標參數a為(0，0，0)；b為；c為。則d的坐標參數為 。已知該晶胞的密度為ρ g·cm－3，則其中兩個S原子之間的距離為 pm(列出計算式即可)。
解析：　該晶胞中Zn的原子個數為8×＋6×＝4，S的原子個數為4，故Zn、S的配位數相同，根據S的配位數為4，可知Zn的配位數為4；根據d的位置，可知其坐標參數為；根據S原子的位置可知，兩個S原子之間的距離為晶胞邊長的，設晶胞邊長為a pm，則該晶胞的質量為 g＝ρ g·cm－3×(a×10－10 cm)3，解得a＝ ×1010，故兩個S原子之間的距離為× ×1010 pm。
答案：　4　　× ×1010
真題演練　明確考向
1．(2022·山東等級考，5)AlN、GaN屬于第三代半導體材料，二者成鍵結構與金剛石相似，晶體中只存在N—Al鍵、N—Ga鍵。下列說法錯誤的是(　　)
A．GaN的熔點高于AlN
B．晶體中所有化學鍵均為極性鍵
C．晶體中所有原子均采取sp3雜化
D．晶體中所有原子的配位數均相同
A　[A.因為AlN、GaN為結構相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長小于N—Ga的，則N—Al的鍵能較大，鍵能越大則其對應的共價晶體的熔點越高，故GaN的熔點低于AlN，A說法錯誤；B.不同種元素的原子之間形成的共價鍵為極性鍵，故兩種晶體中所有化學鍵均為極性鍵，B說法正確；C.金剛石中每個C原子形成4個共價鍵(即C原子的價層電子對數為4)，C原子無孤電子對，故C原子均采取sp3雜化，由于AlN、GaN與金剛石互為等電子體，則其晶體中所有原子均采取sp3雜化，C說法正確；D.金剛石中每個C原子與其周圍4個C原子形成共價鍵，即C原子的配位數是4，由于AlN、GaN與金剛石互為等電子體，則其晶體中所有原子的配位數也均為4，D說法正確。]
2．[2021·浙江1月選考，26(2)]金屬鎵(Ga)位于元素周期表中第4周期ⅢA族，其鹵化物的熔點如下表：
GaF3 GaCl3 GaBr3
熔點/℃ >1 000 77.75 122.3
GaF3熔點比GaCl3熔點高很多的原因是 。
解析：　F的非金屬性比Cl強，比較GaF3和GaCl3的熔點可知，GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體中影響熔點的主要的作用為離子鍵，分子晶體中影響熔點的主要的作用為分子間作用力，離子鍵強于分子間作用力，故GaF3的熔點高于GaCl3。
答案：　 GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體；離子鍵強于分子間作用力
學生用書?第280頁
3.(雙選)(2022·山東等級考，15)Cu2－xSe是一種鈉離子電池正極材料，充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示，晶胞內未標出因放電產生的0價Cu原子。下列說法正確的是(　　)
A．每個Cu2－xSe晶胞中Cu2＋個數為x
B．每個Na2Se晶胞完全轉化為Cu2－xSe晶胞，轉移電子數為8
C．每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數為1－x
D．當NayCu2－xSe轉化為NaCuSe時，每轉移(1－y) mol電子，產生(1－x) mol Cu原子
BD　[A.由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×＋6×＝4，位于體內的銅離子和亞銅離子的個數之和為8，設晶胞中的銅離子和亞銅離子的個數分別為a和b，則a＋b＝8－4x，由化合價代數和為0可得2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A錯誤；B.由題意可知，Na2Se轉化為Cu2－xSe的電極反應式為Na2Se－2e－＋(2－x)Cu===Cu2－xSe＋2Na＋，由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×＋6×＝4，則每個晶胞中含有4個Na2Se，轉移電子數為8，故B正確；C.由題意可知，Cu2－xSe轉化為NaCuSe的電極反應式為Cu2－xSe＋e－＋Na＋===NaCuSe＋(1－x)Cu，由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×＋6×＝4，則每個晶胞中含有4個NaCuSe，晶胞中0價銅的個數為(4－4x)，故C錯誤；D.由題意可知，NayCu2－xSe轉化為NaCuSe的電極反應式為NayCu2－xSe＋(1－y) e－＋(1－y) Na＋===NaCuSe＋(1－x)Cu，所以每轉移(1－y) mol電子，產生(1－x) mol銅原子，故D正確。]
4．[2022·湖南選擇考，18(4)]鉀、鐵、硒可以形成一種超導材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：
①該超導材料的最簡化學式為 ；
②Fe原子的配位數為 ；
③該晶胞參數a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為 g·cm－3(列出計算式)。
解析：　①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點和體心的鉀原子個數為8×＋1＝2，鐵原子位于面心，原子個數為8×＝4，位于棱上和體心的硒原子的個數為8×＋2＝4，則超導材料最簡化學式為KFe2Se2；②由平面投影圖可知，位于面心的鐵原子與位于棱上的硒原子的距離最近，所以鐵原子的配位數為4；③設晶體的密度為d g/cm3，由晶胞的質量公式可得：＝abc×10－21×d，解得d＝。
答案：　①KFe2Se2　②4 ③
5. [2021·河北選擇考，17(7)]分別用、表示H2PO和K＋，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：
①若晶胞底邊的邊長均為a pm、高為c pm，阿伏加德羅常數的值為NA，晶體的密度 g·cm－3(寫出表達式)。
②晶胞在x軸方向的投影圖為 (填標號)。
解析：　①由晶胞結構可知，H2PO位于晶胞的頂點、面上和體心，頂點上有8個、面上有4個，體心有1個，故晶胞中H2PO的數目為8×＋4×＋1＝4；K＋位于面上和棱上，面上有6個，棱上4個，故晶胞中K＋的數目為6×＋4×＝4。因此，平均每個晶胞中占有的H2PO和K＋的數目均為4，若晶胞底邊的邊長均為a pm、高為c pm，則晶胞的體積為10－30a2c cm3，阿伏加德羅常數的值為NA，晶體的密度為 g·cm－3。
②由圖(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x軸方向的投影圖為，選B。
答案：　①　②B
6．[2021·山東等級考，16(4)]XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有 個XeF2分子。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分數坐標，如A點原子的分數坐標為。已知Xe－F鍵長為r pm，則B點原子的分數坐標為 ；晶胞中A、B間距離d＝ pm。
解析：　圖中大球的個數為8×＋1＝2，小球的個數為8×＋2＝4，根據XeF2的原子個數比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個XeF2分子；由A點坐標知該原子位于晶胞的中心，且每個坐標系的單位長度都記為1，B點在棱的處，其坐標為(0，0，)；圖中y是底面對角線的一半，y＝a，x＝－r，所以d＝＝ pm。
答案：　2　(0，0，)　
課時精練(五十七)　晶體結構與性質
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
1．如圖是a、b兩種不同物質的熔化曲線，下列說法中正確的是(　　)
①a是晶體　②a是非晶體　③b是晶體　④b是非晶體
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
A　[晶體有固定的熔點，由圖a來分析，中間有一段溫度不變但一直在吸收能量，這段就代表a晶體在熔化；由b曲線可知，溫度一直在升高，沒有一個溫度是停留的，所以找不出固定的熔點，b為非晶體。]
2．下列晶體分類中正確的一組是(　　)
選項 離子晶體 共價晶體 分子晶體
A NaOH Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C CH3COONa 水晶
D Ba(OH)2 金剛石 玻璃
C　[A項中固態Ar為分子晶體；B項中H2SO4為分子晶體、石墨是混合型晶體；D項中玻璃是非晶體。]
3．下列數據是對應物質的熔點(℃)：
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723
據此做出的下列判斷中錯誤的是(　　)
A．鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體
C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體
D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體
B　[A.由表中數據可知，Al2O3為離子晶體，故A正確；B.AlCl3熔沸點較低，也屬于分子晶體，故B錯誤；C.碳與硅為同主族元素，二氧化碳為分子晶體，二氧化硅為共價晶體，故C正確；D.鈉、鋁為不同主族元素，對應氧化物Na2O、Al2O3都是離子晶體，故D正確；故選：B。]
4．下列變化需克服相同類型作用力的是(　　)
A．碘和干冰的升華
B．Na2O2和C60的熔化
C．氯化氫和氯化鉀的溶解
D．溴的汽化和NH4Cl加熱分解
A　[A項的變化克服的都是分子間作用力，正確；Na2O2和C60的熔化分別克服的是離子鍵和分子間作用力，B項錯誤；氯化氫和氯化鉀的溶解分別克服的是共價鍵和離子鍵，C項錯誤；溴的汽化克服的是分子間作用力，NH4Cl分解破壞的是離子鍵和共價鍵。]
5．下列關于物質結構與性質的說法中，錯誤的是(　　)
A．由玻璃制成規則的玻璃球體現了晶體的自范性
B．晶體由于內部質點排列的高度有序性導致其許多物理性質表現出各向異性
C．等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體
D．若MgO中離子鍵的百分數為50%，則MgO可看作離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體
A　[A.玻璃是非晶體，故A錯誤；B.晶體由于內部質點排列的高度有序性導致其許多物理性質表現出各向異性，故B正確；C.等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子組成，在整體上表現為近似電中性的物質聚集體，故C正確；D.離子鍵、共價鍵之間并非嚴格區分，若MgO中離子鍵的百分數為50%，則MgO可看作離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體，故D正確。]
6．下列有關離子晶體的數據大小比較不正確的是(　　)
A．熔點：NaF>MgF2>AlF3
B．熔沸點：NaF>NaCl>NaBr
C．陰離子的配位數：CsCl>NaCl>CaF2
D．硬度：MgO>CaO>BaO
A　[由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所帶電荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的離子鍵依次增強，晶格能依次增大，故熔點依次升高。r(F－)7．下列有關說法不正確的是(　　)
A．水合銅離子的模型如圖甲所示，1個水合銅離子中有4個配位鍵
B．CaF2晶體的晶胞如圖乙所示，每個CaF2晶胞平均占有4個Ca2＋
C．H原子的電子云圖如圖丙所示，H原子核外大多數電子在原子核附近運動
D．金屬Cu中Cu原子堆積模型如圖丁所示，為最密堆積，每個Cu原子的配位數均為12
答案：　C
8. 鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，結構如圖所示。有關說法不正確的是(　　)
A．該晶體屬于離子晶體
B．該晶體的化學式為Ba2O2
C．該晶體的晶胞結構與NaCl相似
D．與每個Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個
B　[由晶胞結構及“均攤法”計算，一個晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4(個)，含O：12×＋1＝4(個)，故晶體的化學式是BaO2，B項錯誤。]
9．氮化硼中硼原子和氮原子的成鍵方式不同，會形成多種異構氮化硼晶體，如圖所示為六方相氮化硼和立方相氮化硼等，其中六方相氮化硼的結構與石墨相似。
下列關于氮化硼的說法錯誤的是(　　)
A．六方相氮化硼可用作高強度潤滑劑
B．六方相氮化硼的熔點較立方相氮化硼的高
C．立方相氮化硼屬于共價晶體
D．六方相氮化硼中B和N的雜化方式均為sp3
D　[A.如圖所示，六方相氮化硼具有層狀結構，與石墨相似，可用作高強度潤滑劑，A正確；B.六方相氮化硼層內除了N—B鍵還有大π鍵，其熔點較全部是N—B鍵的立方相氮化硼的高，B正確；C.依圖示可知立方相氮化硼，原子之間通過共價鍵形成空間網狀結構，屬于共價晶體，C正確；D.六方相氮化硼中N、B原子均形成3個σ鍵，沒有孤電子對，都是sp2雜化，立方相氮化硼中N、B原子均形成4個σ鍵，沒有孤電子對，都是sp3雜化，D錯誤。]
10．下圖為幾種常見的晶體結構或晶胞，下列描述中不正確的是(　　)
A．石墨為層狀結構，其晶體在各個方向上的導電能力相同
B．MgO的晶體結構與NaCl類似，但其離子鍵更強，熔點更高
C．CaCl2中Ca2＋的配位數為8，Cl－的配位數為4
D．干冰晶胞中共有4種空間取向不同的CO2分子
A　[A.石墨層間存在分子間作用力、層內存在金屬鍵，說明其晶體在各個方向上的導電能力不同，A錯誤；B.電荷越多、半徑越小，離子鍵越強，熔點越高，晶體的熔點：MgO>NaCl，B正確；C.在氯化鈣晶胞中，每個鈣離子連接8個氯離子，鈣離子的配位數為8，每個氯離子連接4個鈣離子，氯離子的配位數為4，C正確；D.干冰晶胞中頂點的8個二氧化碳分子空間取向相同，上下兩面心的2個二氧化碳分子空間取向相同，左右兩面心的2個二氧化碳分子空間取向相同，前后兩面心的2個二氧化碳分子空間取向相同，共有4種空間取向不同的二氧化碳分子，D正確。]
11．(1)立方BP(磷化硼)的晶胞結構如圖1所示，晶胞中含B原子數目為 。
(2)科學家把C60和K摻雜在一起制造出的化合物具有超導性能，其晶胞如圖2所示。該化合物中的K原子和C60分子的個數比為 。
(3)鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為 ，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為 。
解析：　(1)晶胞中B原子位于頂點和面心，數目為8×＋6×＝4。(2)晶胞中K原子數目＝2×6×＝6、C60分子數目＝1＋8×＝2，故晶胞中K原子、C60分子數目之比為3∶1。(3)利用均攤法計算得γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為8×＋6×＝4；根據晶胞的結構可知，δ晶胞中以頂點鐵原子為例，與之距離最近的鐵原子是體心上的鐵原子，這樣的原子有8個，所以鐵原子的配位數為8，α晶胞中以頂點鐵原子為例，與之距離最近的鐵原子是與之相連的頂點上的鐵原子，這樣的原子有6個，所以鐵原子的配位數為6，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為4∶3。
答案：　(1)4　(2)3∶1　(3)4　4∶3
12.銅鎳合金的立方晶胞結構如圖所示，其中原子A的坐標參數為(0，1，0)。
(1)原子B的坐標參數為 ；
(2)若該晶體密度為d g·cm－3，則銅鎳原子間最短距離為 pm。
解析：　(1)根據A點的坐標，可以判斷晶胞底面的面心上的原子B的坐標參數為。(2)處于面對角線上的Ni、Cu原子之間距離最近，設二者之間距離為a pm，晶胞面對角線長度等于Ni、Cu原子距離的2倍，而面對角線長度等于晶胞棱長的倍，故晶胞棱長＝2a pm×＝a pm，晶胞質量＝ g，故( a×10－10 cm)3×d g·cm－3＝ g，解得a＝× ×1010。
答案：　(1)　(2)× ×1010
學生用書?第281頁

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