1、1第 3 讲 晶体结构与性质【2019备考】最新考纲：1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。4.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点一 晶体的常识和常见四种晶体性质(频数： 难度：)1晶体(1)晶体与非晶体晶体 非晶体结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列自范性 有 无熔点 固定
2、 不固定性质特征异同表现 各向异性 各向同性间接方法 看是否有固定的熔点二者区别方法 科学方法 对固体进行 X 射线衍射实验(2)晶胞概念：描述晶体结构的基本单元。晶体中晶胞的排列无隙并置a无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。b并置：所有晶胞平行排列、取向相同。(3)晶格能定义：气态离子形成 1 摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJmol 1 。2影响因素a离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。b离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。晶胞是从晶体中“截取”出
3、来具有代表性的“平行六面体” ，但不一定是最小的“平行六面体” 。2四种晶体类型的比较比较类型分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体构成粒子 分子 原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键 金属键 离子键硬度 较小 很大有的很大，有的很小较大熔、沸点 较低 很高有的很高，有的很低较高溶解性 相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO 2除外)、部分非金属单质(如
4、金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na 2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝3绝大多数有机物(有机盐除外)合物(如SiC、SiO 2)大部分盐(如NaCl)3.晶体熔沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。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)同种晶体类型熔、沸点的比较原子晶体： 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。离子晶体：a一般地说，阴、阳离子的电荷数越
5、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：MgOMgCl 2NaClCsCl。b衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。分子晶体：a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、沸点反常地高。如H2OH 2TeH 2SeH 2S。b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SnH4GeH 4SiH 4CH 4。c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CON 2，CH 3OHCH 3CH3。d同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如 CH3C
6、H2CH2CH2CH3CHCH3CH3CH2CH3CCH 3CH3CH3CH3。金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属阳离子与自由电子静电作用越强，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。4常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg 除外)。原子晶体中一定含有共价键，而分子晶体中不一定有共价键，如稀有气体的晶体。原子晶体熔化时，破坏共价键，分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，分子内的共价键不被破坏。1(RJ 选修 3P844 改编)下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )ASi 和 CO2 BNaBr 和 O2CCH 4和 H2O DHC
7、l 和 KCl解析 A 项，晶体类型不同；B 项，化学键和晶体类型均不同；D 项，化学键和晶体类型均不同。答案 C2(RJ 选修 3P848、9、10 整合)下列说法正确的是(双选)( )ANa 2O 和 SiO2熔化克服的作用力属于同种类型B氯化钠和 HCl 溶于水克服的作用力均是离子键CHF、HCl、HBr、HI 中的熔点 HF 反常高的原因是 HF 分子之间能形成氢键D某晶体的熔点为 112.8 ，溶于 CS2、CCl 4等溶剂，可推导该晶体可能为分子晶体解析 A 项，Na 2O 和 SiO2熔化克服的作用力分别为离子键和共价键；B 项，NaCl 和 HCl 溶于水克服的作用力分别是离子
8、键和共价键。答案 CD3(溯源题)(1)2017江苏化学，21(5)某 FexNy的晶胞如图 1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe，形成 Cu 替代型产物 Fe(x n)CunNy。Fe xNy转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图 2 所示，其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为_。图 1 FexNy晶 胞 结 构 示 意 图 图 2 转 化 过 程 的 能 量 变 化(2)2016课标全国，37(5)GaAs 的熔点为 1 238 ，密度为 gcm3 ，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga 与 As 以_键键合。5(3)2014课标理综，3
9、7(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。答案 (1)Fe 3CuN (2)原子晶体 共价 (3)X射线衍射探源：本高考题组源于教材 RJ 选修 3 P62“科学视野” 、P 65“2 分子晶体与原子晶体” 、P78“4 离子晶体”及其拓展，对晶体类型的判断及其熔、沸点高低的比较进行了考查。题组一 晶体类型的判断1下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是( )A分子晶体中一定含有共价键B原子晶体中共价键越强，熔点越高C离子晶体中含有离子键，不含有共价键D金属阳离子只能存在于离子晶体中答案 B2现有几组物质的熔点()数据：A 组 B 组
10、C 组 D 组金刚石：3 550 Li：181 HF：83 NaCl：801 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：115 KCl：776 硼晶体：2 300 K：64 HBr：89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：51 CsCl：645 据此回答下列问题：(1)A 组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)B 组晶体共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽 导电性 导热性 延展性(3)C 组中 HF 熔点反常是由于_。(4)D 组晶体可能具有的性质是_(填序号)。6硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电(5)D 组晶体的熔点由高到低的顺序为
11、NaClKClRbClCsCl，其原因为_。解析 (1)A 组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B 组为金属晶体，具有四条共性。(3)HF 中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D 组属于离子晶体，具有两条性质。(5)D 组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。答案 (1)原子 共价键 (2)(3)HF 分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出 HF 分子间能形成氢键即可) (4)(5)D 组晶体都为离子晶体， r(Na ) r(K ) r(Rb ) r(Cs )，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高3在下列物质中：NaCl、NaOH、N
12、a 2S、H 2O2、Na 2S2、(NH 4)2S、CO 2、CCl 4、C 2H2、SiO 2、SiC、晶体硅、金刚石。(1)其中只含有离子键的离子晶体是_；(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_；(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_；(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_；(5)其中含有极性共价键的非极性分子是_；(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是_；(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_。(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_。答案 (1)NaCl、Na 2S (2)NaOH、(NH 4)2S(3)(
13、NH4)2S (4)Na 2S2 (5)CO 2、CCl 4、C 2H2(6)C2H2 (7)H 2O2 (8)SiO 2、SiC【规律总结】晶体类型的 5 种判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。7(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2依据物质的分类判断(1)金属氧化物(如 K2O 等)、强碱(NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质(除金刚石、石
14、墨、晶体硅、晶体硼等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除 SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质(注：汞在常温为液体)与合金是金属晶体。3依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断(1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非
15、导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。(4)金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。注意：(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg 除外)。(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为 1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为 1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点 190
16、 )。8(4)合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。题组二 晶体熔、沸点的判断4下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )O 2、I 2、Hg CO、KCl、SiO 2 Na、K、Rb Na、Mg、AlA B C D解析 中 Hg 在常温下为液态，而 I2为固态，故错；中 SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO 是分子晶体，其熔点最低，故正确；中 Na、K、Rb 价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故错；中 Na、Mg、Al 价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故正确。答案 D5(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有
17、类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：晶体硅 硝酸钾 金刚石 碳化硅 干冰 冰，它们的熔点由高到低的顺序是_(填序号)。(2)继 C60后，科学家又合成了 Si60、N 60。请解释如下现象：熔点 Si60N 60C 60，而破坏分子所需要的能量 N60C 60Si 60，其原因是_。解析 (1)这些晶体属于原子晶体的有、离子晶体的有、分子晶体的有。一般来说，原子晶体的熔点离子晶体的熔点分子晶体的熔点；对于原子晶体，键长 SiSiSiCCC，相应键能 SiSiSiCCC，故它们的熔点：金刚石碳化硅晶体硅。(2)熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共
18、价键。答案 (1)(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si 60N 60C 60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为 N60C 60Si 60【方法规律】分类比较晶体的熔、沸点首先看物质的状态，一般情况下固体液体气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体离子晶体分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根9据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路为：原子晶体共价键键能键长原子半径；分子晶体分子间作用力相对分子质量；离子晶体
19、离子键强弱离子所带电荷数、离子半径。考点二 五类常见晶体模型与晶胞计算(频数： 难度：)1典型晶体模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)金刚石晶体中，每个 C 与另外 4 个 C 形成共价键，C C 键之间的夹角是 10928，最小的环是六元环。含有 1 mol C 的金刚石中，形成的共价键有 2 mol。SiO 2晶体中，每个 Si 原子与 4 个 O 成键，每个 O 原子与 2 个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是 Si 原子，1 mol SiO 2中含有 4 mol SiO 键。(2)分子晶体干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻的 CO2分子有 12
20、个。冰的结构模型中，每个水分子与相邻的 4 个水分子以氢键相连接，含 1 mol H2O 的冰中，最多可形成 2 mol“氢键” 。(3)离子晶体10NaCl 型：在晶体中，每个 Na 同时吸引 6 个 Cl ，每个 Cl 同时吸引 6 个 Na ，配位数为 6。每个晶胞含 4 个 Na 和 4 个 Cl 。CsCl 型：在晶体中，每个 Cl 吸引 8 个 Cs ，每个 Cs 吸引 8 个 Cl ，配位数为 8。(4)石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 2，C 原子采取的杂化方式是 sp2。(5)常见金属晶体的原子堆积模型结构型式 常见金
21、属 配位数 晶胞面心立方最密堆积 Cu、Ag、Au 12体心立方堆积 Na、K、Fe 8六方最密堆积 Mg、Zn、Ti 122.晶胞中微粒的计算方法均摊法(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被 n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n11(3)图示：在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有。3几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目ANaCl(含 4 个 Na ，4 个 Cl )B干冰(含 4 个 CO2)CC
22、aF 2(含 4 个 Ca2 ，8 个 F )D金刚石(含 8 个 C)E体心立方(含 2 个原子)12F面心立方(含 4 个原子)4有关晶胞各物理量的关系对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算： a3 NA nM， a 表示晶胞的棱长， 表示密度， NA表示阿伏加德罗常数的值， n 表示 1 mol 晶胞中所含晶体的物质的量， M 表示摩尔质量， a3 NA表示 1 mol 晶胞的质量。1基础知识正误判断(1)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。( )(2)在分子晶体中一定有范德华力和化学键。( )(3)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的原子有 6 个。( )(4)在
23、 NaCl 晶体中，每个 Na 周围与其距离最近的 Na 有 12 个。( )(5)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。( )(6)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。( )(7)离子晶体一定都含有金属元素。( )解析 (1)金属晶体中存在金属阳离子，但不存在阴离子。(2)稀有气体为单原子分子，形成的晶体为分子晶体，晶体中不存在化学键。(3)金属镁为六方最密堆积模型，每个镁原子周围与其距离最近的原子有 12 个。(4)在 NaCl 晶体中，所有的 Na 呈面心立方最密堆积，因此每个 Na 周围与其距离最近的 Na 有 12 个。(5)有些金属晶体的熔点高于某些原子晶体，如钨的熔点高于 SiO2。(
24、6)像硫单质、碘单质等常温下为固态，金属汞常温下为液态，因此硫、碘等分子晶体的熔点高于金属汞晶体。(7)铵盐如 NH4Cl 形成离子晶体，不含金属元素。答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)2(RJ 选修 3P776 改编)请列表比较金属晶体的简单立方、体心立方、六方和面心立方四种堆积模型的配位数，原子空间利用率、堆积方式和晶胞的区别以及列举代表物。答案 堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率 配位数 晶胞13简单立方堆积Po(钋) 52% 6体心立方堆积Na、K、Fe 68% 8六方最密堆积Mg、Zn、Ti 74% 12面心立方最密堆积Cu、Ag、Au 74% 123
25、.(溯源题)(1)2017课标全国，35(4)R 的晶体密度为 d gcm3 ，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有 y 个(N 5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为 M，则 y 的计算表达式为_。(2)2016课标全国，37(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为 Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数 A 为(0，0，0)；B 为( ，0， )；C( ，0)。则 D 原子的坐标参数为12 12 1212_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知 Ge 单晶的晶胞参数 a565.76 pm，其密度为_ gcm3 (列出计算式即可)。答案 (
26、1)d（ a10 7） 3NAM(2)( ， ) 1071414 14 8736.02565.763探源：该高考题组源于教材 RJ 选修 3 P76“资料卡片”及其拓展，考查的是对晶胞的分析和计算。14题组一 晶胞中原子个数的计算1.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中 A、B、C 三种粒子数之比是( )A394 B142C294 D384解析 A 粒子数为 6 ；B 粒子数为 6 3 2，C 粒子数为 1；故 A、B、C 粒子112 12 14 16数之比为 142。答案 B2已知镧镍合金 LaNin的晶胞结构如下图，则 LaNin中 n_。解析 La：2 12 312 16Ni：12 6 6
27、1512 12所以 n5。答案 53Cu 元素与 H 元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为_。解析 根据晶胞结构可以判断：Cu()：2 12 36；H()：6 136，所12 16 13以化学式为 CuH。答案 CuH4(1)硼化镁晶体在 39 K 时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，15下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上，则硼化镁的化学式为_。(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_。解析 (1)每个 Mg 周围有 6 个 B，而每个 B 周
28、围有 3 个 Mg，所以其化学式为 MgB2。(2)从图可看出，每个 单元中，都有一个 B 和一个 O 完全属于这个单元，剩余的 2 个 O 分别被两个结构单元共用，所以 N(B) N(O)1(12/2)12，化学式为 BO。 2答案 (1)MgB 2 (2)BO 2题组二 晶胞密度、原子半径及空间利用率质量的计算5用晶体的 X 射线衍射法对 Cu 的测定得到以下结果：Cu 的晶胞为面心立方最密堆积(如右图)，已知该晶体的密度为 9.00 gcm3 ，晶胞中该原子的配位数为_；Cu 的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数的值为 NA，要求列式计算)。解析 设晶胞的边长为 a cm，则 a3 NA4
29、64a ，面对角线为 a，面对角线的 为 Cu 原子半径，则 r 3464 NA 2 14 24cm1.2710 8 cm。3 4649.006.021023答案 12 1.2710 824 3 4649.006.021023166Cu 与 F 形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为 a gcm3 ，则 Cu 与 F 最近距离为_ pm。(阿伏加德罗常数用 NA表示，列出计算表达式，不用化简；图中为 Cu，为 F)解析 设晶胞的棱长为 x cm，在晶胞中，Cu：8 6 4；F：4，其化学式为18 12CuF。 ax3NA4 M(CuF)， x 。最短距离为小立方体对角线的一半，小立方3
30、4M（ CuF）aNA体的体对角线为 x。所以最短距离为（ x2） 2 （ x2） 2 （ x2） 2 32x 1010 pm。32 12 34 3483aNA答案 1010343483aNA【练后反思】晶体结构的相关计算1晶胞质量晶胞占有的微粒的质量晶胞占有的微粒数 。MNA2空间利用率 。晶 胞 占 有 的 微 粒 体 积晶 胞 体 积3金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为 a)(1)面对角线长 a。2(2)体对角线长 a。3(3)体心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。3(4)面心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。2试题分析(2015全国卷，37)碳及其化合物
31、广泛存在于自然界中，回答下列问题：(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态 14C 原子中，核外存在_对自旋相反的电子。(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。17(3)CS2分子中，共价键的类型有_，C 原子的杂化轨道类型是_，写出两个与 CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_。(4)CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO)5，该化合物熔点为 253 K，沸点为 376 K，其固体属于_晶体。(5)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：在石墨烯晶体中，每个 C 原子连接_个六元环，每个六元环占有_个 C 原
32、子。在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每个 C 原子连接_个六元环，六元环中最多有_个 C 原子在同一平面。解题思路： 我的答案： 考查意图：以典型物质的性质和结构为载体，考查学生对原子、分子、晶体结构、结构与性质关系的理解应用能力，以及空间想象能力。难度系数约为 0.51，对于信息量大，考查点多，考查角度不同的综合题，应加强思维转化训练；另外对于排布式、电离能电负性变化特点及原因、杂化、晶体结构(除计算晶胞外，还要关注离子所占空间比及晶胞体积)等重点知识应加强落实。解题思路：(1)电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布的形象化的描述；C 原子的核外有
33、6 个电子，电子排布为 1s22s22p2，其中 1s、2s 上的 2 对电子的自旋方向相反，而 2p 轨道的电子的自旋方向相同；(2)在原子结构中，最外层电子小于 4 个的原子易失去电子，而 C 原子的最外层是 4 个电子，且 C 原子的半径较小，则难以通过得或失电子达到稳定结构，所以通过共用电子对的方式即形成共价键来达到稳定结构；(3)CS2分子中，C 与 S 原子形成双键，每个双键都是含有 1 个 键和 1 个 键，分子空间构型为直线型，则含有的共价键类型为 键和 键；C 原子的最外层形成 2 个 键，18无孤对电子，所以为 sp 杂化；O 与 S 同主族，所以与 CS2具有相同空间构型
34、和键合形式的分子为 CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有 SCN ，所以 SCN 的空间构型与键合方式与CS2相同；(4)该化合物熔点为 253 K，沸点为 376 K，说明熔沸点较低，所以为分子晶体；(5)根据均摊法来计算。石墨烯晶体中，每个 C 原子被 3 个 6 元环共有，每个六元环占有的 C 原子数是 61/32；每个 C 原子周围形成 4 个共价键，每 2 个共价键即可形成 1 个六元环，则可形成 6 个六元环，每个共价键被 2 个六元环共用，所以一个 C 原子可连接 12 个六元环；根据数学知识，3 个 C 原子可形成一个平面，而每个 C 原子都可构成 1 个正四面体，所以六元环
35、中最多有4 个 C 原子共面。正确答案：(1)电子云 2 (2)C 有 4 个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构 (3) 键和 键 sp CO 2、SCN (或 COS 等) (4)分子 (5)3 2 12 4真题演练12016全国卷，37(4)GaF 3的熔点高于 1 000 ，GaCl 3的熔点为 77.9 ，其原因是_。解析 根据晶体类型比较熔点。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。答案 GaF 3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体2(2015四川理综)X、Z、Q、R、T、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X 和 R属同族元素；Z 和 U 位于第A 族；X
36、和 Z 可形成化合物 XZ4；Q 基态原子的 s 轨道和 p 轨道的电子总数相等；T 的一种单质在空气中能够自燃。请回答下列问题：X 所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是_(填化学式)；Z 和 U的氢化物中沸点较高的是_(填化学式)；Q、R、U 的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是_(填化学式)。解析 X 位于第二周期，该周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HNO3；HF 分子间存在氢键，所以 HF 的沸点高于 HCl 的；Mg 为金属单质，Si 单质为原子晶体，Cl 2为分子晶体，故熔点 SiMgCl 2。答案 HNO 3 HF Si、Mg、Cl 23201
37、6全国卷，37(5)Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol1 和 MAs gmol1 ，原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 NA，则 GaAs 晶胞中原子的体积占19晶胞体积的百分率为_。解析 根据晶胞结构示意图可以看出，As 原子与 Ga 原子形成了空间网状结构的晶体，结合 GaAs 的熔点知 GaAs 是原子晶体。首先用均摊法计算出 1 个晶胞中含有 As 原子的个数：81/861/24，再通过观察可知 1 个晶胞中含有 4 个 Ga 原子。4 个 As 原子和 4 个 Ga原子的总体积 V14( 10 30 r 10 30 r )cm3；1 个
38、晶胞的质量为 4 个43 3As 43 3GaAs 原子和 4 个 Ga 原子的质量之和，即( )g，所以 1 个晶胞的体积4MAsNA 4MGaNAV2 (MAs MGa)cm3。最后由 V1/V2即得结果。4 NA答案 100%42015新课标全国理综，37(5)氧和钠能够形成化合物 F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数 a0.566 nm，F 的化学式为_；晶胞中氧原子的配位数为_；列式计算晶体 F 的密度(gcm 3 )_。解析 由晶胞图知，小黑球有 8 个，大灰球有 81/861/24，所以化学式为 Na2O。小黑球为 Na，大灰球为 O。由晶胞结构知，面心上的 1 个 O 连有 4 个
39、钠，在相邻的另 1 个晶胞中，O 也连有 4 个钠，故 O 的配位数为 8。1 个晶胞中含有 4 个 Na2O，根据密度公式有 gcm3 gcm3 2.27 mV 462NAa3 4626.021023（ 0.56610 7） 3gcm3 。答案 Na 2O 8 2.27 gcm 3462 gmol 1（ 0.56610 7 cm） 36.021023 mol 120一、选择题1下列排序正确的是( )A酸性：H 2CO3C 6H5OHCH 3COOHB碱性：Ba(OH) 2Ca(OH) 2KOHC熔点：MgBr 2SiCl 4BND沸点：PH 3NH 3H 2O解析 A 项，酸性应为 CH3C
40、OOHH 2CO3C 6H5OH，错误。B 项，碱性应为 Ba(OH)2KOHCa(OH) 2，错误。C 项，熔点：原子晶体离子晶体分子晶体，即BNMgBr 2SiCl 4，错误。D 项，由于 NH3、H 2O 分子间形成氢键，所以沸点：H2ONH 3PH 3，正确。答案 D2下面有关晶体的叙述中，不正确的是( )A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6 个碳原子B氯化钠晶体中，每个 Na 周围距离相等且紧邻的 Na 共有 6 个C氯化铯晶体中，每个 Cs 周围紧邻 8 个 ClD干冰晶体中，每个 CO2分子周围紧邻 12 个 CO2分子解析 氯化钠晶体中每个 Na 周围
41、距离相等且紧邻的 Na 共有 12 个，B 项错误。答案 B3下列关于晶体的说法正确的组合是( )分子晶体中都存在共价键在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子金刚石、SiC、H 2O、H 2S 晶体的熔点依次降低离子化合物中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键CaTiO 3晶体中(晶胞结构如图所示)每个 Ti4 和 12 个 O2 相紧邻CaTiO3的晶体结构模型(图中 Ca2 、O 2 、Ti 4 分别位于21立方体的体心、面心和顶点)SiO 2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合晶体中分子间作用力越大，分子越稳定氯化钠溶于水时离子键被破坏A BC D答案 D4下列说法不正确的是
42、( )A离子晶体的晶格能越大，离子键越强B阳离子的半径越大则可同时吸引的阴离子越多C通常阴、阳离子的半径越小、电荷越多，该阴、阳离子组成的离子化合物的晶格能越大D拆开 1 mol 离子键所需的能量叫该离子晶体的晶格能解析 A 项，在离子晶体中，离子之间的离子键越强，断裂消耗的能量就越高，离子的晶格能就越大，正确；B 项，在离子晶体中，阳离子的半径越大则周围的空间就越大，所以就可同时吸引更多的阴离子，正确；C 项，通常情况下，阴、阳离子的半径越小、电荷越多，则离子之间的作用力就越强，该阴、阳离子组成的离子化合物的晶格能越大，正确；D 项，气态离子形成 1 mol 的离子晶体时所释放的能量叫该离子
43、晶体的晶格能，错误。答案 D5北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与 C60形成的球碳盐 K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于 K3C60的组成和结构的分析中正确的是( )AK 3C60晶体中既有离子键又有极性键BK 3C60晶体的熔点比 C60晶体的熔点低C该晶体熔化时能导电DC 60分子中碳原子是采用 sp3杂化的解析 该晶体为离子晶体，故熔化时能导电，C 项正确；C 60内部为非极性键，A 项错误；离子晶体 K3C60比分子晶体 C60的熔点高，B 项错误；C 60中每个碳形成四条键，其中有一个为双键，故应为 sp2杂化，D 项错误。答案 C6(
44、2018大连调研)关于晶体的叙述中，正确的是( )22A原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体解析 B 项，分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱，与分子间作用力无关；C 项，分子晶体熔、沸点高低，取决于分子间作用力的大小；D 项，也可能是分子晶体，如 HCl。答案 A7高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为 0 价，部分为2 价。如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )A超氧化钾的化学式为 KO2，每个晶胞含有 4 个 K 和 4 个 O 2B晶体中每个 K 周围有 8 个 O ，每个 O 周围有 8 个 K 2 2C晶体中与每个 K
