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(共78張PPT)
第4講　晶體結構與性質
【復習目標】　1.知道晶體的類型，認識不同類型晶體中微粒結構、微粒間作用力的區別。2.知道分子晶體、離子晶體結構與性質的關系。3.了解共價晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等共價晶體的結構與性質的關系。4.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質。5.認識簡單的晶胞，能根據晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算。
知識梳理
01
提升訓練
02
目錄
CONTENTS
課時作業
04
真題演練
03
知識梳理
周期性有序
相對無序
有
無
固定
有
各向異性
各向同性
X射線衍射
熔融態物質凝固
溶質從溶液中析出
基本單元
間隙
4
X射線衍射儀
衍射峰
數目
位置
×
×
錯因
非晶體也可能具有規則的幾何外形，如玻璃。
冰中除存在范德華力外還存在氫鍵。
×
對固體進行X射線衍射實驗是區分晶體與非晶體最可靠的方法。
√
×
錯因
晶體在固態時不具有自范性。
立方晶胞中，頂點上的原子被8個晶胞共用。
×
4
六
2
4
2
12
Si
4
12
4
2
6
6
6
4
4
8
8
金屬鍵
8
價電子
所有原子
相對滑動
不變
定向移動
范德華力
3
sp2
垂直
重疊
平行
導電
分子
原子
陰、陽離子
范德華力
共價鍵
金屬鍵
離子鍵
較小
很大
很大
很小
較大
較低
很高
很高
很低
較高
×
×
錯因
AlCl3晶體由金屬元素和非金屬元素組成，但其為分子晶體。
金屬晶體由自由電子與金屬陽離子構成，則在晶體中有陽離子，不一定有陰離子。
×
×
錯因
共價晶體的熔點可能比金屬晶體的低，如鎢的熔點比硅的熔點高。
金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的高，如金屬汞在常溫下為液體，硫為固體。
√
提升訓練
答案
答案
(1)同一物質可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2和非晶體SiO2。
(2)晶體、非晶體與幾何外形無關。有著規則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體，例如：玻璃。晶體不一定都有規則的幾何外形，如瑪瑙。粉末狀固體也可能是晶體，例如：K2Cr2O7粉末、KNO3粉末。
(3)具有固定組成的物質也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。
題組二　分析與推測晶胞的組成
3.如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：
試寫出：
(1)甲晶體化學式(X為陽離子)為________。
(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數比是___________。
(3)丙晶體中每個D周圍結合E的個數是________。
(4)乙晶體中每個A周圍結合B的個數是________。
答案
X2Y
1∶3∶1
8
12
解析
答案
解析
立方體晶胞中微粒周圍其他微粒個數的判斷
①A周圍有4個B，B周圍有12個A
②A周圍有2個C，C周圍有6個A
③B周圍有6個D，D周圍有2個B
④B周圍有8個C，C周圍有8個B
⑤C周圍有12個D，D周圍有4個C
⑥A周圍有4個D，D周圍有4個A
答案
2.(1)金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色易揮發性液體Ni(CO)4，呈正四面體結構。試推測Ni(CO)4的晶體類型是________，Ni(CO)4易溶于________(填標號)。
A.水 B.四氯化碳
C.苯 D.硫酸鎳溶液
(2) 實驗測得鋁元素與氯元素形成化合物的實際組成為Al2Cl6，
其球棍模型如圖所示。已知Al2Cl6在加熱時易升華，Al2Cl6屬于
________晶體(填晶體類型)。Na[Al(OH)4]屬于________晶體(填晶
體類型)，存在的化學鍵有________________________________。
(3)磷化硼(BP)是一種有價值的耐磨硬涂層材料，它是在高溫(>750 ℃)氫氣氛圍下通過三溴化硼和三溴化磷反應制得的，可知BP為________晶體。
答案
分子晶體
BC
分子
離子
離子鍵、極性共價鍵、配位鍵
共價
晶體類型的判斷方法
(1)依據物質的類別判斷
①活潑金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽是離子晶體。
②由非金屬元素組成的物質(銨鹽、金剛石、石墨、晶體硅、SiO2、碳化硅、晶體硼等除外)是分子晶體。
③金屬單質或合金是金屬晶體。
(2)依據晶體的熔點判斷
①離子晶體的熔點多數較高。
②共價晶體熔點很高。
③分子晶體熔點低。常溫下為氣態或液態的物質，其晶體應屬于分子晶體(Hg除外)。
④金屬晶體多數熔點高，但也有少數熔點較低(如汞、銫)。
(3)依據導電性判斷
①熔融狀態時能導電的化合物為離子晶體。
②共價晶體一般為非導體。
③分子晶體為非導體。
④金屬晶體是電的良導體。
(4)依據硬度和機械性能判斷
①離子晶體硬度較大、硬而脆。
②共價晶體硬度大。
③分子晶體硬度小且較脆。
④金屬晶體多數硬度大，但也有較低的(如鈉、鉀等)，且具有延展性。
題組二　分析與判斷晶體熔、沸點的高低
3.下列排序不正確的是(　　)
A.熔點由高到低：Na>Mg>Al
B.硬度由大到小：金剛石>碳化硅>晶體硅
C.晶體熔點由低到高：COD.熔點由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI
答案
解析　金屬離子的電荷數越多，半徑越小，金屬鍵越強，其熔點越高，則熔點由高到低的順序為Al>Mg>Na，A錯誤；鍵長越短，共價鍵越強，硬度越大，鍵長C—C碳化硅>晶體硅，B正確；一般情況下，晶體熔點的高低順序為分子晶體<離子晶體<共價晶體，故熔點CO(分子晶體)NaCl>NaBr>NaI，D正確。
解析
4.(1)氯化鋁的熔點為190 ℃，而氟化鋁的熔點為1290 ℃，導致這種差異的原因為_________________________________________。
(2)CuO的熔點比CuS的高，原因是______________________________________
_________________。
(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸點與其相對分子質量的變化關系如圖所示，呈現這種變化關系的原因是_____________________________________________________________
_______________。
答案
AlCl3是分子晶體，而AlF3是離子晶體
氧離子半徑小于硫離子半徑，所以CuO的離子鍵強，熔點較高
同是分子晶體，硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強(或其他合理答案)
晶體熔、沸點高低的比較方法
(1)不同類型的晶體
①不同類型晶體的熔、沸點高低一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。
②金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。
②離子晶體
一般地說，離子所帶的電荷數越多(主要因素)，離子半徑越小，熔點越高，如熔點：Al2O3>NaCl>CsCl。
③分子晶體
a.組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔點越高，如熔點：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
具有氫鍵的分子晶體熔點反常地高。如熔點：H2O>H2Te>H2Se>H2S。
b.組成和結構不相似的物質(相對分子質量接近)，分子的極性越大，其熔點越高，如熔點：CO>N2。
c.對于有機物的同分異構體，支鏈越多，熔點越低。如熔點：
> > 。
④金屬晶體
金屬離子半徑越小，離子所帶的電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬熔點越高，如熔點：Na真題演練
答案
解析　Al和Ga均為第ⅢA族元素，N屬于第ⅤA族元素，AlN、GaN為結構相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga的，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錯誤。
答案
解析
3.(2022·湖北高考) 某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ca2＋的配位數為6
B.與F－距離最近的是K＋
C.該物質的化學式為KCaF3
D.若F－換為Cl－，則晶胞棱長將改變
答案
解析
4.(1) (2023·全國甲卷節選)如圖所示的幾種碳單質，它們互為__________，其中屬于原子晶體的是________，C60間的作用力是____________。
(2)(2023·浙江1月選考節選)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是___________，該化合物的化學式為_______。
答案
同素異形體
金剛石
范德華力
共價晶體
SiP2
解析
答案
HCON(CH3)2分子間只有一般的分子間作用力，HCONH2分子間存在氫鍵，破壞一般的分子間作用力更容易，所以沸點低
答案
CF4和SiF4都是分子晶體，結構相似，分子間作用力相差較小，所以熔點相差較小；BF3通過分子間作用力形成分子晶體，AlF3通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量較多，所以熔點相差較大
答案
解析　圖2代表的鐵單質中，以底面中心的鐵原子為例，上層、同層、下層各有4個緊鄰的鐵原子，故一個鐵原子周圍最多有12個緊鄰的鐵原子，故B錯誤。
解析
答案
解析
課時作業
[建議用時：40分鐘]
一、選擇題(每小題只有1個選項符合題意)
1.下列有關晶體的特征及結構的敘述中不正確的是(　　)
A.晶體一般都有各向異性
B.晶體有固定的熔點
C.固態物質不一定是晶體
D.粉末狀的固體肯定不是晶體
答案
答案
2.下列各組晶體物質中，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是(　　)
A.SiO2與SO3
B.C3N4(硬度大，熔點高)與SiC
C.CO2與Al
D.晶體氖與晶體氮
3.關于晶體的敘述中，正確的是(　　)
A.共價晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高
B.分子晶體中，分子間的作用力越大，該分子越穩定
C.分子晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高
D.某晶體溶于水后，可電離出自由移動的離子，該晶體一定是離子晶體
答案
4. (2023·北京市朝陽區高三期末質量檢測)NaCl的晶胞結構如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.NaCl屬于離子晶體
B.每個晶胞中平均含有4個Na＋和4個Cl－
C.每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和6個緊鄰的Na＋
D.Na＋和Cl－間存在較強的離子鍵，因此NaCl具有較高的熔點
答案
解析　每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和12個緊鄰的Na＋，C錯誤。
解析
5.(2023·山東濟寧高三期末檢測)已知C3N4晶體的硬度比金剛石大，原子間均以單鍵結合，下列關于C3N4晶體的說法錯誤的是(　　)
A.晶體中所有原子均采取sp3雜化
B.晶體中所有化學鍵均為極性鍵
C.晶體中C—N鍵的鍵長大于金剛石中C—C鍵的鍵長
D.第二周期中，第一電離能介于C和N之間的元素只有1種
答案
解析　因N的原子半徑比C的原子半徑小，則C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長要短，故C錯誤。
解析
6.下列有關說法不正確的是(　　)
A.水合銅離子的模型如圖1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2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3所示，H原子核外大多數電子在原子核附近運動
D.金屬銅的晶胞結構如圖4所示，每個Cu原子的配位數均為12
答案
7. 云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，也可用于制造仿銀飾品。鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.晶胞中銅原子與鎳原子的個數比為3∶1
B.鎳白銅是含有金屬鍵的化合物
C.Ni原子核外有2個未成對電子
D.鎳白銅具有較大的硬度
答案
解析　合金是兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬熔合而成的混合物，不是化合物，B錯誤。
解析
8.某些物質的熔點數據如下表，據此做出的下列判斷中錯誤的是(　　)
A.表中BCl3和CO2均是分子晶體
B.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體
C.只要由金屬元素和非金屬元素形成的晶體就一定是離子晶體
D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體
答案
Na2O NaCl AlF3 AlCl3
920 ℃ 801 ℃ 1291 ℃ 190 ℃
BCl3 SO2 CO2 SiO2
－107 ℃ －72.7 ℃ －57 ℃ 1723 ℃
9.(2023·河北唐山市高三一模) 鋰電池負極材料為Li嵌入兩層石墨層中，形成如圖所示的晶胞結構。下列說法中正確的是(　　)
A.該負極材料的摩爾質量為79
B.碳原子的雜化方式為sp3雜化
C.Li的配位數為8
D.晶胞中Li與C原子個數比為1∶6
答案
10. F、K和Ni三種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Ni位于元素周期表d區
B.該物質的化學式為K2NiF4
C.Ni的配位數為6
D.該晶體屬于分子晶體
答案
解析
11.(2023·廣東省佛山市順德區高三模擬)鈣是構成人體骨骼和牙齒的主要元素之一，下列說法不正確的是(　　)
A.工業上通過電解法制備Ca
B.CaCO3可用于海水提鎂，其陰離子空間結構為平面三角形
C.鈣鈦礦晶體中鈦離子周圍與它最近且距離相等的鈦離子個數為8
D.鈣鈦礦晶胞中氧、鈣、鈦的粒子個數比為3∶1∶1
答案
解析　鈣鈦礦晶體中鈦離子處于頂角位置，周圍與它最近且距離相等的鈦離子個數為6，C錯誤。
解析
12.(2023·浙南名校聯盟高三聯考)下列關于超分子和配合物的敘述不正確的是
(　　)
A.細胞和細胞器的雙分子膜具有自組裝性質
B.利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70
C.配位化合物中配位鍵強度都很大，因而配合物都很穩定
D.配離子[Fe(CN)5(NO)]2－的中心離子為Fe3＋，配位數為6，配位原子為C和N
答案
13.(2023·錦州市普通高中高三質量檢測)鈦鐵合金有儲氫功能，吸收氫氣后形成的晶胞如圖1所示(H未全部標出)，晶胞中每個氫原子位于4個鈦原子和2個鐵原子形成的八面體的中心。下列說法錯誤的是(　　)
A.鈦鐵合金屬于金屬晶體，主要作用力為金屬鍵
B.未吸收氫氣時，鈦鐵合金的晶胞示意圖為圖2
C.鈦鐵合金中每個Ti周圍距離最近且等距的Fe有8個
D.圖1中形成的金屬氫化物的化學式為TiFeH2
答案
二、非選擇題
14.氯化鈉是一種典型且極具魅力的晶體，我們通過學習氯化鈉可以更好地了解其他類似物質的結構。已知氯化鈉的晶胞如圖1所示。
(1)下列關于氯化鈉的說法正確的是________。
A.基態Na＋的電子有5種空間運動狀態
B.鈉是第一電離能最大的堿金屬元素
C.氯原子的價電子排布式可寫成[Ne]3s23p5
D.每個氯離子周圍與它最近且等距的氯離子有12個
答案
AD
答案
(2)已知NaCl的密度為ρ g·cm－3，NaCl的摩爾質量為M g·mol－1，阿伏加德羅常
數的值為NA，則在NaCl晶體里Na＋和Cl－的最短距離為________________pm。
(3)溫度升高時，NaCl晶體出現缺陷，如圖2所示，當圖中方格內填入Na＋時，恰好構成氯化鈉晶胞的1/8。NaCl晶體出現缺陷時，其導電性大大增強，原因是________________________________________________________________。
該晶體在通電時，鈉離子可在電場的作用下遷移到缺陷處，形成電流
(4)NiO、FeO的晶體類型與氯化鈉相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點：NiO________FeO(填“>”“<”或“＝”)。
(5)鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物BaO2晶體，其陰、陽離子的排布與氯化鈉相同，其中存在的化學鍵的類型為____________________________。
答案
>
離子鍵、非極性共價鍵
解析
答案
12
答案
答案 如圖
答案
CoAl2O4
八面體空隙
解析
解析
解析第4講　晶體結構與性質
【復習目標】　
1.知道晶體的類型，認識不同類型晶體中微粒結構、微粒間作用力的區別。
2.知道分子晶體、離子晶體結構與性質的關系。
3.了解共價晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等共價晶體的結構與性質的關系。
4.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質。
5.認識簡單的晶胞，能根據晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算。
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一、晶體與晶胞
1.晶體與非晶體
晶體 非晶體
結構特征 組成微粒周期性有序排列 組成微粒相對無序排列
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
區別二者的科學方法 對固體進行X射線衍射實驗
實例 冰、NaCl、Fe 玻璃、石蠟
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)概念
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形狀：一般而言晶胞都是平行六面體。
(3)實例——銅晶胞
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\405HXPZ101教.TIF" \* MERGEFORMAT
頂點：8×＝1　面心：6×＝3
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\405HXPZ102教.TIF" \* MERGEFORMAT
因此，金屬銅的一個晶胞的原子數為4。
4.晶體結構的測定
(1)測定晶體結構最常用的儀器是X射線衍射儀。
(2)晶體結構的測定原理
在晶體的X射線衍射實驗中，當單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，會在記錄儀上產生分立的斑點或者明銳的衍射峰。
(3)經過計算可以從衍射圖形獲得晶胞的形狀和大小，分子或原子在微觀空間有序排列呈現的對稱類型、原子在晶胞里的數目和位置等，以及結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系等晶體結構的有關信息。
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\易錯辨析教.TIF" \* MERGEFORMAT
判斷正誤。正確的打“√”，錯誤的打“×”并指明錯因。
(1)具有規則幾何外形的固體一定是晶體。(×)
錯因：非晶體也可能具有規則的幾何外形，如玻璃。
(2)冰和碘晶體中相互作用力完全相同。(×)
錯因：冰中除存在范德華力外還存在氫鍵。
(3)區分晶體和非晶體最可靠的方法是看固體是否具有固定的熔點。(×)
錯因：對固體進行X射線衍射實驗是區分晶體與非晶體最可靠的方法。
(4)固體SiO2不一定是晶體。(√)
錯因：________________________________________________________________________
(5)缺角的NaCl晶體久置會慢慢變為完美的立方體塊。(×)
錯因：晶體在固態時不具有自范性。
(6)立方晶胞中，頂點上的原子被4個晶胞共用。(×)
錯因：立方晶胞中，頂點上的原子被8個晶胞共用。
二、晶體的組成結構與性質
1.幾種常見的晶體模型
(1)共價晶體
①金剛石晶體中，每個C與另外4個C形成共價鍵，C—C鍵之間的夾角是109°28′，最小的環是六元環。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵有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個硅原子成鍵，最小的環是12元環，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2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冰的結構模型中，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)金屬晶體
①含義：金屬原子通過金屬鍵形成的晶體，金屬單質形成的晶體就是金屬晶體。
②金屬鍵的形成：晶體中金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子共用，從而將所有的原子維系在一起，形成“巨分子”。
③金屬鍵的實質是金屬陽離子與電子氣間的靜電作用。
④金屬晶體的物理性質及解釋
2.過渡晶體與混合型晶體
(1)過渡晶體
純粹的典型晶體是不多的，大多數晶體是四類典型晶體之間的過渡晶體。偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質上與純粹的離子晶體接近，因而通常當作離子晶體來處理，偏向共價晶體的過渡晶體則當作共價晶體來處理。
(2)混合型晶體
像石墨這樣的晶體是一種混合型晶體。石墨晶體是層狀結構，層與層之間靠范德華力維系。石墨的二維結構中，每個碳原子的配位數是3，呈sp2雜化，有一個未參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面。由于所有的p軌道相互平行而且相互重疊，使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動，因此石墨有類似金屬晶體的導電性。
3.四種典型晶體的比較
　 　 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 范德華力(某些含氫鍵) 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
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，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態導電
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判斷正誤。正確的打“√”，錯誤的打“×”并指明錯因。
(1)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體。(×)
錯因：AlCl3晶體由金屬元素和非金屬元素組成，但其為分子晶體。
(2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子。(×)
錯因：金屬晶體由自由電子與金屬陽離子構成，則在晶體中有陽離子，不一定有陰離子。
(3)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高。(×)
錯因：共價晶體的熔點可能比金屬晶體的低，如鎢的熔點比硅的熔點高。
(4)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低。(×)
錯因：金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的高，如金屬汞在常溫下為液體，硫為固體。
(5)離子晶體不一定都含有金屬元素。(√)
錯因：________________________________________________________________________
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\提升訓練教.TIF" \* MERGEFORMAT
考點1　晶體與晶胞
題組一　認知與識別晶體和非晶體
1.下列關于晶體的敘述正確的是(　　)
A.晶體中只要有陽離子就一定有陰離子
B.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
C.分子晶體中共價鍵鍵能越大熔點和沸點越高
D.金屬晶體發生形變時，內部金屬離子與“自由電子”的相互作用消失
答案　B
2.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
答案　A
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\名師點撥教.TIF" \* MERGEFORMAT (1)同一物質可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2和非晶體SiO2。(2)晶體、非晶體與幾何外形無關。有著規則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體，例如：玻璃。晶體不一定都有規則的幾何外形，如瑪瑙。粉末狀固體也可能是晶體，例如：K2Cr2O7粉末、KNO3粉末。(3)具有固定組成的物質也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。
題組二　分析與推測晶胞的組成
3.如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：
試寫出：
(1)甲晶體化學式(X為陽離子)為________。
(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數比是________。
(3)丙晶體中每個D周圍結合E的個數是________。
(4)乙晶體中每個A周圍結合B的個數是________。
答案　(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8　(4)12
解析　(3)丙中每個D周圍的E的個數與每個E周圍D的個數相同，每個E周圍有8個D，所以每個D周圍結合8個E。
(4)乙晶體中每個A周圍結合B的個數是3×8×＝12。
4.某晶體的晶胞結構如圖所示，X()位于立方體的頂點，Y()位于立方體的體心。
設該晶體的摩爾質量為M g·mol－1，晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶體中兩個距離最近的X之間的距離為________cm。
答案　
解析　由題意知，該晶胞中含有個XY2(或Y2X)，設晶胞的邊長為a cm，則有ρa3NA＝M，a＝，則晶體中兩個距離最近的X之間的距離為 cm。
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\規律方法教.TIF" \* MERGEFORMAT 立方體晶胞中微粒周圍其他微粒個數的判斷①A周圍有4個B，B周圍有12個A②A周圍有2個C，C周圍有6個A③B周圍有6個D，D周圍有2個B④B周圍有8個C，C周圍有8個B⑤C周圍有12個D，D周圍有4個C⑥A周圍有4個D，D周圍有4個A
考點2　晶體的組成結構與性質
題組一　認知與識別晶體的類型
1.下列各組物質的晶體中，化學鍵類型相同、晶體類型、物質發生狀態變化所克服的粒子間的相互作用也相同的是(　　)
A.SO3和HCl B.KCl和Mg
C.NaCl和H2O D.CCl4和SiO2
答案　A
2.(1)金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色易揮發性液體Ni(CO)4，呈正四面體結構。試推測Ni(CO)4的晶體類型是________，Ni(CO)4易溶于________(填標號)。
A.水 B.四氯化碳
C.苯 D.硫酸鎳溶液
(2)實驗測得鋁元素與氯元素形成化合物的實際組成為Al2Cl6，其球棍模型如圖所示。已知Al2Cl6在加熱時易升華，Al2Cl6屬于________晶體(填晶體類型)。Na[Al(OH)4]屬于________晶體(填晶體類型)，存在的化學鍵有______________________。
(3)磷化硼(BP)是一種有價值的耐磨硬涂層材料，它是在高溫(>750 ℃)氫氣氛圍下通過三溴化硼和三溴化磷反應制得的，可知BP為________晶體。
答案　(1)分子晶體　BC　
(2)分子　離子　離子鍵、極性共價鍵、配位鍵
(3)共價
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\方法技巧教.TIF" \* MERGEFORMAT 晶體類型的判斷方法(1)依據物質的類別判斷①活潑金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽是離子晶體。②由非金屬元素組成的物質(銨鹽、金剛石、石墨、晶體硅、SiO2、碳化硅、晶體硼等除外)是分子晶體。③金屬單質或合金是金屬晶體。(2)依據晶體的熔點判斷①離子晶體的熔點多數較高。②共價晶體熔點很高。③分子晶體熔點低。常溫下為氣態或液態的物質，其晶體應屬于分子晶體(Hg除外)。④金屬晶體多數熔點高，但也有少數熔點較低(如汞、銫)。(3)依據導電性判斷①熔融狀態時能導電的化合物為離子晶體。②共價晶體一般為非導體。③分子晶體為非導體。④金屬晶體是電的良導體。(4)依據硬度和機械性能判斷①離子晶體硬度較大、硬而脆。②共價晶體硬度大。③分子晶體硬度小且較脆。④金屬晶體多數硬度大，但也有較低的(如鈉、鉀等)，且具有延展性。
題組二　分析與判斷晶體熔、沸點的高低
3.下列排序不正確的是(　　)
A.熔點由高到低：Na>Mg>Al
B.硬度由大到小：金剛石>碳化硅>晶體硅
C.晶體熔點由低到高：COD.熔點由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI
答案　A
解析　金屬離子的電荷數越多，半徑越小，金屬鍵越強，其熔點越高，則熔點由高到低的順序為Al>Mg>Na，A錯誤；鍵長越短，共價鍵越強，硬度越大，鍵長C—C碳化硅>晶體硅，B正確；一般情況下，晶體熔點的高低順序為分子晶體<離子晶體<共價晶體，故熔點CO(分子晶體)NaCl>NaBr>NaI，D正確。
4.(1)氯化鋁的熔點為190 ℃，而氟化鋁的熔點為1290 ℃，導致這種差異的原因為__________________________。
(2)CuO的熔點比CuS的高，原因是______________________________________________。
(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸點與其相對分子質量的變化關系如圖所示，呈現這種變化關系的原因是__________________________________________________________。
答案　(1)AlCl3是分子晶體，而AlF3是離子晶體
(2)氧離子半徑小于硫離子半徑，所以CuO的離子鍵強，熔點較高
(3)同是分子晶體，硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強(或其他合理答案)
晶體熔、沸點高低的比較方法(1)不同類型的晶體①不同類型晶體的熔、沸點高低一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。②金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。→→→如熔點：金剛石>碳化硅>硅。②離子晶體一般地說，離子所帶的電荷數越多(主要因素)，離子半徑越小，熔點越高，如熔點：Al2O3>NaCl>CsCl。③分子晶體a.組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔點越高，如熔點：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。具有氫鍵的分子晶體熔點反常地高。如熔點：H2O>H2Te>H2Se>H2S。b.組成和結構不相似的物質(相對分子質量接近)，分子的極性越大，其熔點越高，如熔點：CO>N2。c.對于有機物的同分異構體，支鏈越多，熔點越低。如熔點： > > 。④金屬晶體金屬離子半徑越小，離子所帶的電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬熔點越高，如熔點：NaINCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\真題演練教.TIF" \* MERGEFORMAT
1.(2022·湖北高考)C60在高溫高壓下可轉變為具有一定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(　　)
A.具有自范性
B.與C60互為同素異形體
C.含有sp3雜化的碳原子
D.化學性質與金剛石有差異
答案　A
解析　自范性是晶體性質，碳玻璃為非晶態，所以沒有自范性，A錯誤。
2.(2022·山東高考)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
答案　A
解析　Al和Ga均為第ⅢA族元素，N屬于第ⅤA族元素，AlN、GaN為結構相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga的，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錯誤。
3.(2022·湖北高考)某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ca2＋的配位數為6
B.與F－距離最近的是K＋
C.該物質的化學式為KCaF3
D.若F－換為Cl－，則晶胞棱長將改變
答案　B
解析　F－與K＋的最近距離為棱長的，F－與Ca2＋的最近距離為棱長的，所以與F－距離最近的是Ca2＋，B錯誤。
4.(1)(2023·全國甲卷節選)如圖所示的幾種碳單質，它們互為________，其中屬于原子晶體的是________，C60間的作用力是____________。
(2)(2023·浙江1月選考節選)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是________，該化合物的化學式為______________。
答案　(1)同素異形體　金剛石　范德華力
(2)共價晶體　SiP2
解析　(2)該晶體為空間網狀結構，晶體類型為共價晶體，Si位于晶胞的頂點和面心，個數為8×＋6×＝4，P位于晶胞的體內，個數為8，Si、P個數比為4∶8＝1∶2，則該化合物的化學式為SiP2。
5.(2022·浙江1月選考)(1)兩種有機物的相關數據如下表：
物質 HCON(CH3)2 HCONH2
相對分子質量 73 45
沸點/℃ 153 220
HCON(CH3)2的相對分子質量比HCONH2的大，但其沸點反而比HCONH2的低，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)四種晶體的熔點數據如下表：
物質 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔點/℃ －183 －90 －127 >1000
CF4和SiF4熔點相差較小，BF3和AlF3熔點相差較大，原因是__________________________
______________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)HCON(CH3)2分子間只有一般的分子間作用力，HCONH2分子間存在氫鍵，破壞一般的分子間作用力更容易，所以沸點低
(2)CF4和SiF4都是分子晶體，結構相似，分子間作用力相差較小，所以熔點相差較小；BF3通過分子間作用力形成分子晶體，AlF3通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量較多，所以熔點相差較大
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\高考預測教.TIF" \* MERGEFORMAT
1.因生產金屬鐵的工藝和溫度等因素不同，產生的鐵單質的晶體結構也不同。兩種鐵晶胞(均為立方體，邊長分別為a nm和1.22a nm)的結構示意圖如下。
下列說法不正確的是(　　)
A.用X射線衍射可測定鐵晶體的結構
B.圖2代表的鐵單質中，一個鐵原子周圍最多有4個緊鄰的鐵原子
C.圖1與圖2代表的鐵單質中，原子之間以金屬鍵相互結合
D.圖1與圖2代表的鐵單質的密度不同
答案　B
解析　圖2代表的鐵單質中，以底面中心的鐵原子為例，上層、同層、下層各有4個緊鄰的鐵原子，故一個鐵原子周圍最多有12個緊鄰的鐵原子，故B錯誤。
2.某種新型儲氫材料的晶胞如圖，八面體中心為M金屬離子，頂點均為NH3配體；四面體中心為硼原子，頂點均為氫原子，其摩爾質量為188 g·mol－1，下列說法正確的是(　　)
A.金屬離子M與硼原子的配位數之比為2∶1
B.金屬離子的價層電子排布式為3d5
C.化學式為[Fe(NH3)6](BH4)2
D.該化合物中存在金屬鍵、離子鍵、極性鍵和配位鍵
答案　C
解析　八面體位于晶胞的頂點和面心，個數為8×＋6×＝4，四面體位于晶胞的內部，個數為8，晶胞中八面體和四面體個數比為1∶2，則該晶體的化學式可表示為[M(NH3)6](BH4)2，該化合物的摩爾質量為188 g·mol－1，則Mr(M)＋17×6＋15×2＝188，解得Mr(M)＝56，即M為Fe元素，其化學式為[Fe(NH3)6](BH4)2。金屬離子M與6個NH3形成八面體，則金屬離子M的配位數為6，硼原子與4個氫原子形成四面體，則硼原子的配位數為4，因此金屬離子M與硼原子的配位數之比為3∶2，A錯誤；根據分析可知金屬離子M為Fe2＋，其價層電子排布式為3d6，B錯誤；該化合物中沒有金屬鍵，D錯誤。
課時作業
[建議用時：40分鐘]
一、選擇題(每小題只有1個選項符合題意)
1.下列有關晶體的特征及結構的敘述中不正確的是(　　)
A.晶體一般都有各向異性
B.晶體有固定的熔點
C.固態物質不一定是晶體
D.粉末狀的固體肯定不是晶體
答案　D
2.下列各組晶體物質中，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是(　　)
A.SiO2與SO3
B.C3N4(硬度大，熔點高)與SiC
C.CO2與Al
D.晶體氖與晶體氮
答案　B
3.關于晶體的敘述中，正確的是(　　)
A.共價晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高
B.分子晶體中，分子間的作用力越大，該分子越穩定
C.分子晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高
D.某晶體溶于水后，可電離出自由移動的離子，該晶體一定是離子晶體
答案　A
4.(2023·北京市朝陽區高三期末質量檢測)NaCl的晶胞結構如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.NaCl屬于離子晶體
B.每個晶胞中平均含有4個Na＋和4個Cl－
C.每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和6個緊鄰的Na＋
D.Na＋和Cl－間存在較強的離子鍵，因此NaCl具有較高的熔點
答案　C
解析　每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和12個緊鄰的Na＋，C錯誤。
5.(2023·山東濟寧高三期末檢測)已知C3N4晶體的硬度比金剛石大，原子間均以單鍵結合，下列關于C3N4晶體的說法錯誤的是(　　)
A.晶體中所有原子均采取sp3雜化
B.晶體中所有化學鍵均為極性鍵
C.晶體中C—N鍵的鍵長大于金剛石中C—C鍵的鍵長
D.第二周期中，第一電離能介于C和N之間的元素只有1種
答案　C
解析　因N的原子半徑比C的原子半徑小，則C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長要短，故C錯誤。
6.下列有關說法不正確的是(　　)
A.水合銅離子的模型如圖1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2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3所示，H原子核外大多數電子在原子核附近運動
D.金屬銅的晶胞結構如圖4所示，每個Cu原子的配位數均為12
答案　C
7.云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，也可用于制造仿銀飾品。鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.晶胞中銅原子與鎳原子的個數比為3∶1
B.鎳白銅是含有金屬鍵的化合物
C.Ni原子核外有2個未成對電子
D.鎳白銅具有較大的硬度
答案　B
解析　合金是兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬熔合而成的混合物，不是化合物，B錯誤。
8.某些物質的熔點數據如下表，據此做出的下列判斷中錯誤的是(　　)
Na2O NaCl AlF3 AlCl3
920 ℃ 801 ℃ 1291 ℃ 190 ℃
BCl3 SO2 CO2 SiO2
－107 ℃ －72.7 ℃ －57 ℃ 1723 ℃
A.表中BCl3和CO2均是分子晶體
B.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體
C.只要由金屬元素和非金屬元素形成的晶體就一定是離子晶體
D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體
答案　C
9.(2023·河北唐山市高三一模)鋰電池負極材料為Li嵌入兩層石墨層中，形成如圖所示的晶胞結構。下列說法中正確的是(　　)
A.該負極材料的摩爾質量為79
B.碳原子的雜化方式為sp3雜化
C.Li的配位數為8
D.晶胞中Li與C原子個數比為1∶6
答案　D
10.F、K和Ni三種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ni位于元素周期表d區
B.該物質的化學式為K2NiF4
C.Ni的配位數為6
D.該晶體屬于分子晶體
答案　D
解析　Ni是28號元素，位于元素周期表d區，A正確；晶胞中K的個數為8×＋2＝4，F的個數為16×＋4×＋2＝8，Ni的個數為8×＋1＝2，所以該物質的化學式為K2NiF4，B正確；由圖像可知，每個Ni周圍距離最近的F有6個，故Ni的配位數為6，C正確；該晶體由陽離子和陰離子構成，屬于離子晶體，D錯誤。
11.(2023·廣東省佛山市順德區高三模擬)鈣是構成人體骨骼和牙齒的主要元素之一，下列說法不正確的是(　　)
A.工業上通過電解法制備Ca
B.CaCO3可用于海水提鎂，其陰離子空間結構為平面三角形
C.鈣鈦礦晶體中鈦離子周圍與它最近且距離相等的鈦離子個數為8
D.鈣鈦礦晶胞中氧、鈣、鈦的粒子個數比為3∶1∶1
答案　C
解析　鈣鈦礦晶體中鈦離子處于頂角位置，周圍與它最近且距離相等的鈦離子個數為6，C錯誤。
12.(2023·浙南名校聯盟高三聯考)下列關于超分子和配合物的敘述不正確的是(　　)
A.細胞和細胞器的雙分子膜具有自組裝性質
B.利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70
C.配位化合物中配位鍵強度都很大，因而配合物都很穩定
D.配離子[Fe(CN)5(NO)]2－的中心離子為Fe3＋，配位數為6，配位原子為C和N
答案　C
13.(2023·錦州市普通高中高三質量檢測)鈦鐵合金有儲氫功能，吸收氫氣后形成的晶胞如圖1所示(H未全部標出)，晶胞中每個氫原子位于4個鈦原子和2個鐵原子形成的八面體的中心。下列說法錯誤的是(　　)
A.鈦鐵合金屬于金屬晶體，主要作用力為金屬鍵
B.未吸收氫氣時，鈦鐵合金的晶胞示意圖為圖2
C.鈦鐵合金中每個Ti周圍距離最近且等距的Fe有8個
D.圖1中形成的金屬氫化物的化學式為TiFeH2
答案　D
二、非選擇題
14.氯化鈉是一種典型且極具魅力的晶體，我們通過學習氯化鈉可以更好地了解其他類似物質的結構。已知氯化鈉的晶胞如圖1所示。
(1)下列關于氯化鈉的說法正確的是________。
A.基態Na＋的電子有5種空間運動狀態
B.鈉是第一電離能最大的堿金屬元素
C.氯原子的價電子排布式可寫成[Ne]3s23p5
D.每個氯離子周圍與它最近且等距的氯離子有12個
(2)已知NaCl的密度為ρ g·cm－3，NaCl的摩爾質量為M g·mol－1，阿伏加德羅常數的值為NA，則在NaCl晶體里Na＋和Cl－的最短距離為________pm。
(3)溫度升高時，NaCl晶體出現缺陷，如圖2所示，當圖中方格內填入Na＋時，恰好構成氯化鈉晶胞的1/8。NaCl晶體出現缺陷時，其導電性大大增強，原因是_____________________
_________________________________。
(4)NiO、FeO的晶體類型與氯化鈉相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點：NiO________FeO(填“>”“<”或“＝”)。
(5)鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物BaO2晶體，其陰、陽離子的排布與氯化鈉相同，其中存在的化學鍵的類型為______________________________________________________。
答案　(1)AD　(2) ×1010
(3)該晶體在通電時，鈉離子可在電場的作用下遷移到缺陷處，形成電流
(4)>　(5)離子鍵、非極性共價鍵
解析　(2)由晶胞結構可知鈉離子位于頂點和面心，個數為8×＋6×＝4，氯離子位于體心和棱心，個數為1＋12×＝4，則晶胞的質量為 g，NaCl的密度為ρ g/cm3，則晶胞的體積為 cm3，晶胞的邊長為 cm，則在NaCl晶體里Na＋和Cl－的最短距離為邊長的一半，即 cm＝ ×1010 pm。
INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\課件\\405化學（一輪書（創新版\\素養提升題.TIF" \* MERGEFORMAT
15.(1)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似，如圖1所示，該晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm，則該氮化鈦的密度為________ g·cm－3(NA為阿伏加德羅常數的值，只列計算式)。該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有________個。
(2)某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖2所示(“”表示V，“”表示S)，該晶胞的化學式為VS。圖3為該晶胞的俯視圖。
①請在圖2中用標出V原子的位置。
②已知晶胞的密度為d g·cm－3，計算晶胞參數h＝____________(列出計算式即可)。
(3)鈷藍晶體結構如圖4，該立方晶胞由如圖5所示的4個Ⅰ型和4個Ⅱ型小立方體構成，其化學式為________，晶體中Al3＋占據O2－形成的________________(填“四面體空隙”或“八面體空隙”)。NA為阿伏加德羅常數的值，鈷藍晶體的密度為________________g·cm－3(列計算式)。
答案　(1)　12　
(2)①如圖
②　(3)CoAl2O4　
八面體空隙　
解析　(1)根據均攤法，可知該晶胞中N原子個數為6×＋8×＝4，Ti原子個數為1＋12×＝4，所以晶胞的質量m＝ g，晶胞參數為N、Ti之間最短距離的2倍，為2a pm，則晶胞的體積V＝(2a×10－10)3 cm3，所以晶體的密度ρ＝ g·cm－3。以晶胞頂點N原子為研究對象，與之距離相等且最近的N原子處于面心位置，每個頂點為8個晶胞共用，每個面為2個晶胞共用，故與之距離相等且最近的N原子數目為＝12。
(2)①該晶胞的化學式為VS，結合該晶胞的俯視圖和晶胞結構可知，一個晶胞中含有2個V原子、2個S原子，因此V原子的位置是晶胞中8個頂點各一個，4條棱上各一個。②因為一個該晶胞中有2個VS，所以晶胞質量為2×(32＋51)× g，根據圖3得到晶胞底面積為a×a nm2，所以晶胞的體積為a×ah nm3＝a2h×10－21 cm3，根據ρ＝可得，d＝，所以h＝。
(3)根據鈷藍晶體晶胞結構分析，一個晶胞中含有的Co、Al、O個數分別為4×＝8、4×4＝16、8×4＝32，所以化學式為CoAl2O4；根據結構觀察，與Al3＋距離最近且相等的O2－有6個，故晶體中Al3＋占據O2－形成的八面體空隙；該晶胞的體積為(2a×10－7)3 cm3，該晶胞的質量為 g，所以密度為 g·cm－3。
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