1、1第三单元 晶体的结构与性质1理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 2.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。 3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 4.了解分子晶体结构与性质的关系。 5.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。 6.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。 7.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。晶体的组成与性质知识梳理一、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
2、有 无熔点 固定 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区别方法 科学方法 对固体进行 X 射线衍射实验2.得到晶体的途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3晶胞(1)概念：描述晶体结构特征的基本重复单位。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。4晶格能(1)定义：拆开 1 mol 离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量，通常2取正值，单位：kJmol 1 。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。离子的半径：离子半径
3、越小，晶格能越大。二、四种类型晶体的比较类型比较 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体构成微粒 分子 原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子微粒间的相互作用力分子间作用力 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常见溶剂难溶(有的能发生反应)大多易溶于水等极性溶剂导电、导热性固态、熔融态一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融状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)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅
4、、晶体硼)、部分非金属化合物(如 SiC、SiO 2)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)、绝大部分盐(如NaCl)三、晶体熔、沸点的比较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：原子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)原子晶体3 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)离子晶体一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则
5、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。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。(3)分子晶体分子间作用力越大，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。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。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。同分异构体物质中支链越多，熔、沸点越低。例如：CH 3CH2CH2CH
6、2CH3(4)金属晶体金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。自我检测判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(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 X 射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。( )(2)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。( )(3)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。( )(4)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。( )(5)离子晶体一定都含有金属元素。( )(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。( )(7)固态物质一定是晶体。( )(8)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。(
7、)4(9)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6)(7) (8) (9)(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如 NH4Cl 是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如 AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含有阴离子，如金属晶体。(3)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如 Na 的熔点为 98 ，尿素的熔点为 132.7 。(1) 2015高考全国卷，37(2)O 和 Na 的氢化物所属的晶体类型分别为_
8、和_。(2)2015高考全国卷，37(4)CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为 376 K，其固体属于_晶体。(3)(2015高考四川卷)Mg、Si、Cl 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 (1)H 2O、H 2O2均属于分子晶体而 NaH 属于离子晶体。(2)Fe(CO) 5的熔、沸点低，为分子晶体。(3)硅属于原子晶体、Mg 属于金属晶体、Cl 2为分子晶体，因此熔点由高到低的排列顺序是 Si、Mg、Cl 2。答案 (1)分子晶体 离子晶体 (2)分子 (3)Si、Mg、Cl 2下列物质：水晶 冰醋酸 氧化钙 白磷晶体
9、氩 氢氧化钠 铝 金刚石 过氧化钠碳化钙 碳化硅 干冰 过氧化氢(1)属于原子晶体的化合物：_。(2)直接由原子构成的晶体：_。(3)直接由原子构成的分子晶体：_。(4)由极性分子构成的晶体是_，含有非极性键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。答案：(1) (2) (3)(4) 5对于物质熔、沸点的判断，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，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同再根据相应规律进行判断。同类型晶体熔、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：离子键强
10、弱离子所带电荷数、离子半径。 晶体类型的判断1下列数据是对应物质的熔点()，据此作出的下列判断中错误的是( )Na2O NaCl AlF3 AlCl3920 801 1 291 190BCl3 Al2O3 CO2 SiO2107 2 073 57 1 723A铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体B表中只有 BCl3和干冰是分子晶体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解析：选 B。从表中各物质的熔点可以看出，AlCl 3、BCl 3、CO 2形成的晶体均是分子晶体。2现有几组物质的熔点()数据：A 组 B 组 C 组 D 组金刚石：3 550 Li：18
11、1 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)。硬度小 水溶液能导电6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 NaClKClRbClCsCl，其原因为_。解析
12、：(1)根据表中数据知 A 组熔点很高，属原子晶体，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 中存在分子间氢键，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，其熔化时需要消耗更多能量(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 )SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl 2MgOCMgBr 2SiCl 4BND金刚石晶体硅钠解析：选 D。A 项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大
13、小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力也越大，故 A 项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B 项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故 B 项各物质熔点也应为升高顺序；C 项 SiCl4为分子晶体，MgBr 2为离子晶体，BN 为原子晶体，故SiCl4的熔点最低；D 项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，键能与键长成反比，金刚石 CC 键的键长更短些，所以金刚石的熔点比晶体硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，则金刚石和晶体硅的熔点比钠的高。4(1)NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠
14、的相同，Ni 2 和 Fe2 的离子半径分别为69 pm 和 78 pm，则熔点 NiO_FeO(填“”或“”)。(2)硅烷(Si nH2n2 )的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是_。7解析：(1)NiO、FeO 都为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于晶格能，离子半径越大，晶格能越小，熔点越低。(2)硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。答案：(1) (2)硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高(1)判断晶体类型的五个依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力。物质的类别。晶体的熔点。物质的导电性。硬度和机械性能。(2)判断晶体类型的注
15、意事项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)。石墨属于混合型晶体，但因每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。AlCl 3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 )。合金的硬度比各成分金属大，但熔、沸点比各成分金属低。 典型晶体模型及晶胞计算知识梳理1典型晶体模型晶体 晶体结构 晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻 4 个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为 109.5(3)最小碳环由 6 个 C 原子组成且 6 个原子不在同一平面
16、内8(4)每个 C 参与 4 个 CC 键的形成，C 原子数与 CC 键数之比为 12SiO2(1)每个 Si 与 4 个 O 以共价键结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有 1 个Si，4 个“ O”， n(Si) n(O)1212(3)最小环上有 12 个原子，即 6 个 O，6 个 Si分子晶体干冰(1)每 8 个 CO2分子构成立方体且在 6 个面心又各占据 1个 CO2分子(2)每个 CO2分子周围等距且紧邻的 CO2分子有 12 个NaCl 型(1)每个 Na (Cl )周围等距且紧邻的 Cl (Na )有 6 个，每个 Na 周围等距且紧邻的Na 有 12 个(2)每个晶胞
17、中含 4 个 Na 和4 个 Cl离子晶体CsCl 型(1)每个 Cs 周围等距且紧邻的 Cl 有 8 个，每个Cs (Cl )周围等距且紧邻的Cs (Cl )有 6 个(2)如图为 8 个晶胞，每个晶胞中含 1 个 Cs 、1 个 Cl简单立方堆积典型代表 Po，配位数为 6，空间利用率 52%金属晶体面心立方最密堆积典型代表 Cu、Ag、Au，配位数为 12，空间利用率 74%9体心立方堆积典型代表 Na、K、Fe，配位数为 8，空间利用率 68%六方最密堆积典型代表 Mg、Zn、Ti，配位数为 12，空间利用率 74%2.晶胞中微粒的计算方法均摊法均摊法原 则 ： 晶 胞 任 意 位 置
18、 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 1n方法（ 1） 长 方 体 （ 包 括 立 方 体 ） 晶 胞 中 不 同 位 置 的 粒子 数 的 计 算粒 子 位 于 顶 角 同 为 8个 晶 胞 所 共 有 ， 位 于 棱 上 同 为 4个 晶 胞 所 共 有 ， 位 于 面 上 同 为 2个 晶 胞 所 共 有 ， 位 于 内 部 整 个 粒 子 都 属 于 该 晶 胞图 示 ：（ 2） 非 长 方 体 晶 胞 中 粒 子 视 具 体 情 况 而 定 ， 如 石 墨 晶胞 每 一 层 内
19、 碳 原 子 排 成 六 边 形 ， 其 顶 角 （ 1个 碳原 子 ） 被 三 个 六 边 形 共 有 ， 每 个 六 边 形 占 13 )自我检测下图为三种离子晶体晶胞示意图(阳离子， 阴离子)，以 M 代表阳离子，以 N 表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A_、B_、C_。解析：在 A 中，含 M、N 的个数相等，故组成表达式为 MN；在 B 中，含M： 41 (个)，含 N： 424 (个)， N(M) N(N) 13，故组成表18 32 12 18 92 32 92达式为 MN3；在 C 中，含 M： 4 (个)，含 N 为 1 个，故组成表达式为 MN2。18 12答案：MN
20、 MN 3 MN 2(1)在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞都使用上述计算方法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 个晶胞共用。(2)判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。例如：NaCl晶体中，Na 周围等距且紧邻的 Na 数目(Na 用“。”表示)：10每个面上都有 4 个，共计 12 个。(1)2017高考全国卷，35(4)(5)KIO 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为 a0.446 nm，晶胞中 K、I
21、、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与 O 间的最短距离为_nm，与 K 紧邻的 O 个数为_。在 KIO3晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则 K 处于_位置，O 处于_位置。(2)2016高考全国卷，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 为( ， ，0)。则 D 原子的坐标参数为12 12 12 12_。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)。(3)2015高
22、考全国卷，37(5)O 和 Na 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 O 原子的配位数为_；列式计算晶体 F 的密度(gcm 3 )_ _。11(4)2015高考全国卷，37(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：石墨烯晶体金刚石晶体在石墨烯晶体中，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。解析 (1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即 0.446 nm0.315 2
23、2nm。与钾紧邻的氧原子有 12 个。想象 4 个晶胞紧密堆积，则 I 处于顶角，O 处于棱心，K 处于体心。(2)对照晶胞图示、坐标系以及 A、B、C 点坐标，选 A 点为参照点，观察 D点在晶胞中位置(体对角线 处)，由 B、C 点坐标可以推知 D 点坐标。类似金刚石晶胞，141 个晶胞含有 8 个锗原子， 107 gcm3 。(3)该晶胞中含有 8 个8736.02565.763Na 、4 个 O2 ，故化学式为 Na2O，O 原子的配位数为 8；一个晶胞的质量为 62 g，故4NA密度为 gcm3 2.27 gcm3 。(4)由图中石墨烯的结构462NA（ 0.56610 7） 3可知
24、，每个碳被 3 个六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为 6 2。金刚石晶13体中每个碳原子被 12 个六元环所共有。六元环中 C 原子采取 sp3杂化，为空间六边形结构，最多有 4 个 C 原子共平面。答案 (1)0.315 12 体心 棱心(2) (14， 14， 14) 1078736.02565.763(3)Na2O 8 gcm3 2.27 gcm 3462NA（ 0.56610 7） 312(4)3 2 12 4金刚石晶胞(如图)含有_个碳原子。若碳原子半径为 r，金刚石晶胞的边长为 a，根据硬球接触模型，则 r_ a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率：_(不要求计算结果)。答案
25、：8 38 843 r3a3 316晶体的密度及微粒间的距离的计算若 1 个晶胞中含有 x 个微粒，则 1 mol 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)；又 1 个晶胞的质量为 a 3 g(a3为晶胞的体积)，则 1 mol 晶胞的质量为 a 3NA g，因此有 xM a 3NA，即 。 xMa3NA晶胞的结构1(1) 石墨烯可转化为富勒烯(C 60)，某金属 M 与 C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M 原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M 原子的个数为_，该材料的化学式为_。(2)Mg 与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与
26、阳离子的个数比是_。(3)Cu2O 在稀硫酸中生成 Cu 和 CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_。解析：(1)一个晶胞中 M 原子的个数为 12 912；一个晶胞中 C60的个数为148 6 4，M 与 C60的个数比为 31，故该材料的化学式为 M3C60。(3)根据晶胞可知，18 1213铜晶体是面心立方结构，顶点离面心的铜原子距离最近，一个晶胞中，一个顶点离它最近的面心铜原子有 3 个，经过一个顶点的晶胞有 8 个，共 24 个面心铜原子，1 个面心铜原子由 2 个晶胞共有，故每个铜原子周围距离最近的铜原子有 12 个。答案：(1)12 M 3
27、C60 (2)21 (3)122(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有 8 个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(2)利用“卤化硼法”可合成含 B 和 N 两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有 B 原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。(3) 元素 X 位于第 4 周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为 2。元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。X 与 Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在 1 个晶胞中，X 离子的数目为_。该化合物的化学式为_。解析：(1)单质硅与金刚石都属于原子晶体，其中原子
28、与原子之间以共价键结合，其晶胞中共有 8 个原子，其中在面心位置贡献 6 3 个原子。12(2)B 原子半径大于 N 原子半径，所以白球是 B 原子，黑球是 N 原子。其中 B 原子的个数是 18 2，N 原子的个数是 14 2。所以该物质的化学式是 BN。18 14(3)X 的核外电子排布式为Ar3d 104s2，则 X 为锌，Y 的核外电子排布式为Ne3s23p4，则 Y 为硫。1 个晶胞中 X 离子数目为 8 6 4，Y 的离子数目为 4，X 与 Y 的18 12离子数目比为 11，则该化合物的化学式为 ZnS。答案：(1)共价键 3 (2)2 BN (3)4 ZnS晶胞的计算3(1)C
29、u 2O 为半导体材料，在其立方晶胞内部有 4 个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。Al 单质为面心立方晶体，其晶胞参数 a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示 Al 单质的密度_gcm 3 (不必计算出结果)。14(2) 前四周期原子序数依次增大的元素 A、B、C、D 中，A 和B 的价电子层中未成对电子均只有 1 个，并且 A 和 B 的电子数相差为 8；与 B 位于同一周期的 C 和 D，它们价电子层中的未成对电子数分别为 4 和 2，且原子序数相差为 2。A、B 和 D 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；D 的配位数为
30、_；列式计算该晶体的密度：_gcm 3 。(3) 立方 ZnS 晶体结构如图所示，其晶胞边长为 540.0 pm，密度为_gcm 3 (列式并计算)，a 位置S2 与 b 位置 Zn2 之间的距离为_pm(列式表示)。解析：(1)面心立方晶体中，铝原子的配位数为 12；该晶胞中含有 Al 原子数目为 8 64，根据18 12(0.405107 )3 27 ，解得 4NA(gcm3 )。(2) 由题意可知：A 为 F 元素，B 为 K4276.021023（ 0.40510 7） 3元素，C 为 Fe 元素，D 为 Ni 元素。根据晶胞结构可知：F 原子个数为16 4 28，K 原子个数为 8
31、24，Ni 原子个数为 8 12，则化学式为14 12 14 18K2NiF4。由图示可看出在每个 Ni 原子的周围有 6 个 F 原子，故 Ni 的配位数为 6。该晶体的密度为 3.4 (gcm3 )。(3)用均摊法算出每394 592 1986.02102340021 30810 30个晶胞中含 4 个 Zn2 和 4 个 S2 ，其质量为 4 g，其体积是(540.010 10 65 326.021023cm)3，所以其密度为 4.1 (gcm3 )。若把该晶胞均分为 8 个小立4 65 326.021023（ 540.010 10） 3方，则 b(Zn2 )处于小立方体的正中心，它与顶
32、点 a(S2 )的距离为晶胞体对角线的 ，即14(540.0 pm )/4135 pm。3 3答案：(1)16 12 4276.021023（ 0.40510 7） 3(2)K 2NiF4 6 3.4394 592 1986.02102340021 30810 3015(3) 4.1 1354（ 65 32）6.021023（ 540.010 10） 3 3晶体结构的相关计算(1)晶胞质量晶胞含有的微粒的质量晶胞含有的微粒数 。MNA(2)空间利用率 100%。晶 胞 含 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)面对角线长 a；
33、2体对角线长 a；3体心立方堆积 4r a(r 为原子半径)；3面心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。 2课后达标检测一、选择题1(2015高考上海卷)某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是( )A不可能有很高的熔沸点B不可能是单质C可能是有机物D可能是离子晶体解析：选 A。A.在 SiO2晶体中含有极性共价键 SiO 键，由于该晶体是原子晶体，原子之间通过共价键结合，断裂需要吸收很高的能量，因此该物质的熔沸点很高，错误。B.同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键，不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键，因此含有极性键的物质不可能是单质，正确。C.若该极性键存在于含有 C 元素的
34、化合物中，如 CH4、CH 3CH2OH 等，则相应的物质是有机物，正确。D.离子化合物中一定含有离子键，可能含有极性共价键，如 NaOH，也可能含有非极性共价键，如 Na2O2，因此含有极性键的化合物可能是离子晶体，正确。2下列性质适合于某种原子晶体的是( )A熔点 1 070 ，易溶于水，水溶液导电B熔点 10.32 ，液态不导电，水溶液导电C能溶于 CS2，熔点 112 ，沸点 444.6 D熔点 3 550 ，很硬，不溶于水，不导电解析：选 D。由原子晶体所具有的一般特点：熔、沸点高，硬度大，不溶于水等性质，可以推断 D 项描述的晶体是原子晶体。163下面有关晶体的叙述中，不正确的是(
35、 )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 周围等距且紧邻 8 个 ClD干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻 12 个 CO2分子解析：选 B。氯化钠晶体中，每个 Na 周围距离相等且紧邻的 Na 共有 12 个，距离相等且紧邻的 Cl 共有 6 个。4下列说法正确的是( )A原子晶体中只存在非极性共价键B因为 HCl 的相对分子质量大于 HF，所以 HCl 的沸点高于 HFC液氮汽化时，分子内共价键不会发生断裂D凡有规则外形的固体一定是晶体解析：选 C。A
36、项 SiO2中存在极性键；B 项 HF 分子间存在氢键，故 HF 的沸点高。5下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是( )A两种元素组成的分子中一定只有极性键B离子化合物的熔点一定比共价化合物的高C非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D只要含有离子键就是离子晶体解析：选 D。本题可用举例法判断，选项 A 中如 H2O2和 C2H6分子中既含有极性键又含有非极性键，A 错。有的共价化合物在固态时形成分子晶体，熔点较低，有的共价化合物在固态时形成原子晶体，熔点很高，B 错。对于选项 C 可考虑铵盐，常见的铵盐如 NH4NO3只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C 错。6下面的排序不正确的是(
37、)A晶体熔点由低到高：CF 4碳化硅晶体硅C熔点由高到低：NaMgAlD晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI解析：选 C。选项 A 中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，选项 A 正确；选项 B 中硬度与共价键的键能有关，由于 SiSi 键的键长CSi 键的键长C C 键的键长，键长越长，键能越小，选项 B 正确；选项 C 中熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，因此正确的顺序为 AlMgNa，选项 C 错误；选项D 中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷数有关，选项 D 正确。7如图为冰晶体的结构模型，大球代表 O 原子，小球代表 H 原子，下列
38、有关说法正确的是( )17A冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体C水分子间通过 HO 键形成冰晶体D冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大解析：选 A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C 错误；水结冰时体积膨胀，D 错误。8下列关于晶体的说法一定正确的是( )A分子晶体中都存在共价键BCaTiO 3晶体中每个 Ti4 与 12 个 O2 相邻CSiO 2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高解析：选 B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A 错；因在晶体中 Ti4 位于顶点而
39、O2 位于面心，所以 CaTiO3晶体中每个 Ti4 与 12 个 O2 相邻，B 正确；SiO 2晶体中每个 Si 原子与 4 个 O 原子以共价键结合，C 错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D 错。9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 距离最近的 K 有 8 个18D晶体中与每个 K 距离最近的 K 有
40、 6 个解析：选 A。由题中的晶胞结构知：有 8 个 K 位于顶点，6 个 K 位于面心，则晶胞中含有的 K 数为 8 6 4 个；有 12 个 O 位于棱上，1 个 O 处于中心，则晶胞中18 12 2 2含有 O 数为 12 14 个，所以超氧化钾的化学式为 KO2；每个 K 周围有 6 个 O ， 214 2每个 O 周围有 6 个 K ，与每个 K 距离最近的 K 有 12 个。 2二、非选择题10下图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题：(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是_。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl 2、干冰 5 种晶体的熔点由高到低的顺序为_。(3)
41、NaCl 晶胞与 MgO 晶胞相同，NaCl 晶体的晶格能_(填“大于”或“小于”)MgO 晶体，原因是_。(4)每个 Cu 晶胞中实际占有_个 Cu 原子，CaCl 2晶体中 Ca2 的配位数为_。(5)冰的熔点远高于干冰，除 H2O 是极性分子、CO 2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_。答案：(1)金刚石晶体(2)金刚石、MgO、CaCl 2、冰、干冰(3)小于 MgO 晶体中离子所带的电荷数大于 NaCl 晶体中离子所带的电荷数；且r(Mg2 ) r(Na )、 r(O2 ) r(Cl )(4)4 8 (5)H 2O 分子之间能形成氢键11氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化
42、硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。19(1)基态硼原子的电子排布式为_。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是_(填序号)。a立方相氮化硼含有 键和 键，所以硬度大b六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c两种晶体中的 BN 键均为共价键d两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_，其结构与石墨相似却不导电，原因是_。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为_。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约 300 km 的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实
43、验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_。(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH 4BF4含有_mol配位键。解析：(1)B 的原子序数为 5，故其基态原子的电子排布式为 1s22s22p1。(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有 键和 键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a 错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b 正确；B 和 N 都是非金属元素，两种晶体中的 BN 键都是共价键，c 正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶体，
44、立方相氮化硼晶体为原子晶体，d 错误。(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1 个 B 原子与 3 个 N 原子相连，故为平面三角形结构；由于 B最外层有 3 个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似，故 B 原子为 sp3杂化；该晶体存在地下约300 km 的古地壳中，因此制备需要的条件是高温、高压。(5)NH 中有 1 个配位键，BF 中有 1 个配位键，故 1 mol NH4BF4含有 2 mol 配位键。 4 420答案：(1)1s 22s22p1 (2)bc (3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 (4)sp3 高温、高压 (5)212
