004km.cn

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考綱定位

1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。

2．了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

3．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(zhì)；了解金屬晶體常見的堆積方式。

4．了解晶體類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別。

5．了解晶胞概念，能根據(jù)晶胞確定晶體組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。

6．了解晶格能的概念及其對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響。

7．了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。

考點(diǎn)1|

晶體與晶胞

[基礎(chǔ)知識(shí)整合]

1．晶體與非晶體

(1)晶體與非晶體比較

晶體

非晶體

結(jié)構(gòu)特征

結(jié)構(gòu)微粒在三維空間里呈周期性有序排列

結(jié)構(gòu)微粒

無(wú)序排列

性質(zhì)

特征

自范性

有

無(wú)

熔點(diǎn)

固定

不固定

異同表現(xiàn)

各向異性

無(wú)各向異性

二者區(qū)

別方法

間接方法

看是否有固定的熔點(diǎn)

科學(xué)方法

對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)

(2)獲得晶體的途徑

①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。

②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。

③溶質(zhì)從溶液中析出。

2．晶胞

(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。

(2)晶體中晶胞的排列——無(wú)隙并置。

①無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙；

②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

(3)一般形狀為平行六面體。

(4)晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算——均攤法

晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是。

①長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算

②非長(zhǎng)方體：如三棱柱

[應(yīng)用體驗(yàn)]

下列是幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)，填寫晶胞中含有的粒子數(shù)。

A．NaCl(含________個(gè)Na＋，________個(gè)Cl－)

B．干冰(含________個(gè)CO2)

C．CaF2(含________個(gè)Ca2＋，________個(gè)F－)

D．金剛石(含________個(gè)C)

E．體心立方(含________個(gè)原子)

F．面心立方(含________個(gè)原子)

[提示]　A．4　4B．4　C．4　8D．8　E．2　F．4

[考點(diǎn)多維探究]

角度1　晶體的概念及其性質(zhì)

1．如圖是某固體的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)認(rèn)真觀察兩圖，判斷下列說(shuō)法正確的是()

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95812296】

A．兩種物質(zhì)在一定條件下都會(huì)自動(dòng)形成有規(guī)則幾何外形的晶體

B．Ⅰ形成的固體物理性質(zhì)有各向異性

C．Ⅱ形成的固體一定有固定的熔、沸點(diǎn)

D．二者的X－射線圖譜是相同的B　[Ⅰ會(huì)自動(dòng)形成規(guī)則幾何外形的晶體，具有各向異性，X－射線圖譜有明銳的譜線。Ⅱ不會(huì)形成晶體。]

2．(2014·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)準(zhǔn)晶體是一種無(wú)平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過(guò)________________________________________________

方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

[解析]　晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、分子或離子)在三維空間周期性地重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)，而非晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間無(wú)規(guī)律地排列，因此可以通過(guò)X-射線衍射的方法進(jìn)行區(qū)分，晶體能使X-射線發(fā)生衍射，而非晶體、準(zhǔn)晶體則不能。

[答案]　X-射線衍射

角度2　晶胞中粒子數(shù)及其晶體化學(xué)式的判斷

3．如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：

試寫出：(1)甲晶體化學(xué)式(X為陽(yáng)離子)為________。

(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是________。

(3)丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是________。

(4)乙晶體中每個(gè)A周圍結(jié)合B的個(gè)數(shù)為________。

[答案](1)X2Y(2)1∶3∶1(3)8(4)12

4．右圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為＋2價(jià)，G為－2價(jià)，則Q的化合價(jià)為________。

[解析]　R：8×＋1＝2

G：8×＋8×＋4×＋2＝8

Q：8×＋2＝4

R、G、Q的個(gè)數(shù)之比為1∶4∶2，則其化學(xué)式為RQ2G4。

由于R為＋2價(jià)，G為－2價(jià)，所以Q為＋3價(jià)。

[答案]?。?

5．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()

A．3∶9∶4

B．1∶4∶2

C．2∶9∶4

D．3∶8∶4

B　[A粒子數(shù)為6×＝；B粒子數(shù)為6×＋3×＝2；C粒子數(shù)為1；故A、B、C粒子數(shù)之比為1∶4∶2。]

6．Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如下圖所示。則該化合物的化學(xué)式為________。

[解析]　Cu個(gè)數(shù)：12×＋2×＋3＝6，H個(gè)數(shù)：6×＋4＝6。

[答案]　CuH

7．石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu)，每層內(nèi)每個(gè)六邊形含有________個(gè)碳原子，________個(gè)C—C鍵。

[解析]　C個(gè)數(shù)：6×＝2，C—C鍵數(shù)：6×＝3。

[答案]　2　3

1．晶胞是從晶體中“截取”出來(lái)具有代表性的“平行六面體”，但不一定是最小的“平行六面體”。

2．在使用均攤法計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。

角度3　利用晶胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行晶體密度的有關(guān)計(jì)算

8．(2016·全國(guó)丙卷節(jié)選)GaAs的熔點(diǎn)為1

238

℃，密度為ρ

g·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAs

g·mol－1，原子半徑分別為rGa

pm和rAs

pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。

[解析]　GaAs的熔點(diǎn)為1

238

℃，其熔點(diǎn)較高，據(jù)此推知GaAs為原子晶體，Ga與As原子之間以共價(jià)鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)，4個(gè)Ga原子處于晶胞體內(nèi)，8個(gè)As原子處于晶胞的頂點(diǎn)、6個(gè)As原子處于晶胞的面心，結(jié)合“均攤法”計(jì)算可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子，含有As原子個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4(個(gè))，Ga和As的原子半徑分別為rGa

pm＝rGa×10－10cm，rAs

pm＝rAs×10－10cm，則原子的總體積為V原子＝4×π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3。又知Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa

g·mol－1和MAs

g·mol－1，晶胞的密度為ρ

g·cm－3，則晶胞的體積為V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNA

cm3，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為

×100%＝×100%＝

×100%。

[答案]　原子晶體　共價(jià)

×100%

9．(2016·全國(guó)甲卷節(jié)選)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。

(2)若合金的密度為d

g·cm－3，晶胞參數(shù)a＝________nm。

[解析](1)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，Ni原子處于立方晶胞的頂點(diǎn)，Cu原子處于立方晶胞的面心，根據(jù)均攤法，每個(gè)晶胞中含有Cu原子的個(gè)數(shù)為6×＝3，含有Ni原子的個(gè)數(shù)為8×＝1，故晶胞中Cu原子與Ni原子的數(shù)量比為3∶1。

(2)根據(jù)m＝ρV可得，1

mol晶胞的質(zhì)量為(64×3＋59)g＝a3×d

g·cm－3×NA，則a＝cm＝×107

nm。

[答案](1)3∶1(2)×107

或×107

10．(2014·海南高考節(jié)選)金剛石晶胞含有________個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率_________________________(不要求計(jì)算結(jié)果)。

[解析]　金剛石晶胞中各個(gè)頂點(diǎn)、面上和體內(nèi)的原子數(shù)目依次為8、6、4，然后依據(jù)晶胞計(jì)算確定在晶體中碳原子數(shù)目，碳原子數(shù)目為n＝8×1/8＋6×1/2＋4＝8；根據(jù)硬球接觸模型可以確定，體對(duì)角線四分之一處的原子與頂點(diǎn)上的原子緊貼，因此有·(a)＝2r，則r＝a；然后可以確定原子的占有率為(8×πr3)/a3＝。

[答案]　8　?。?/p>

11．(2015·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566

nm，F(xiàn)的化學(xué)式為__________；晶胞中A原子的配位數(shù)為____________；列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm－3)________。(已知A為O元素，B為Na元素)

[解析]　O2－半徑大于Na＋半徑，由F的晶胞結(jié)構(gòu)可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每個(gè)晶胞中含有O2－個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4，含有Na＋個(gè)數(shù)為8，故O2－、Na＋離子個(gè)數(shù)之比為4∶8＝1∶2，從而推知F的化學(xué)式為Na2O。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)O原子周圍有8個(gè)Na原子，故O原子的配位數(shù)為8。晶胞參數(shù)a＝0.566

nm＝0.566×10－7cm，則晶胞的體積為(0.566×10－7cm)3，從而可知晶體F的密度為

≈2.27

g·cm－3。

[答案]　Na2O　8

≈2.27

g·cm－3

晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算

(1)晶胞計(jì)算公式(立方晶胞)

a3ρNA＝nM(a：棱長(zhǎng)，ρ：密度，NA：阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，n：1

mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量，M：組成的摩爾質(zhì)量)。

(2)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)

①面對(duì)角線長(zhǎng)＝a。

②體對(duì)角線長(zhǎng)＝a。

③體心立方堆積4r＝a(r為原子半徑)。

④面心立方堆積4r＝a(r為原子半徑)。

(3)空間利用率＝。

考點(diǎn)2|

常見晶體模型的微觀結(jié)構(gòu)分析

[基礎(chǔ)知識(shí)整合]

1．原子晶體——金剛石與SiO2

(1)金剛石晶體中，每個(gè)C與另外4個(gè)C形成共價(jià)鍵，碳原子采取sp3雜化，C—C鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是6元環(huán)。含有1

mol

C的金剛石中，形成的共價(jià)鍵有

mol。每個(gè)晶胞含有8個(gè)C原子。

(2)SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與4個(gè)O成鍵，每個(gè)O原子與2個(gè)硅原子成鍵，最小的環(huán)是12元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是硅原子。1

mol

SiO2晶體中含Si—O鍵數(shù)目為4NA，在SiO2晶體中Si、O原子均采取sp3雜化。

2．分子晶體——干冰和冰

(1)干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)，屬于分子密堆積。晶胞中含有4個(gè)CO2分子。同類晶體還有晶體I2、晶體O2等。

(2)冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)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。晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似，含有8個(gè)H2O。

3．金屬晶體

(1)“電子氣理論”要點(diǎn)

該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有金屬原子維系在一起。

(2)金屬鍵的實(shí)質(zhì)是金屬陽(yáng)離子與電子氣間的靜電作用。

(3)金屬晶體的常見堆積

結(jié)構(gòu)型式

常見金屬

配位數(shù)

晶胞

面心立方

最密堆積

(銅型)

Cu、Ag、Au

體心立方

堆積

Na、K、Fe

六方最密

堆積

(鎂型)

Mg、Zn、Ti

簡(jiǎn)單立方

堆積

Po

說(shuō)明：六方最密堆積是按ABABAB……的方式堆積，面心立方最密堆積是按ABCABCABC……的方式堆積。

4．離子晶體

(1)NaCl型：在晶體中，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引6個(gè)Na＋，配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞含4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－。

(2)CsCl型：在晶體中，每個(gè)Cl－吸引8個(gè)Cs＋，每個(gè)Cs＋吸引8個(gè)Cl－，配位數(shù)為8。

(3)CaF2型：在晶體中，F(xiàn)－的配位數(shù)為4，Ca2＋的配位數(shù)為8，晶胞中含4個(gè)Ca2＋，含8個(gè)F－。

5.石墨晶體——混合型晶體

(1)石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是范德華力。

(2)平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。

(3)每層中存在σ鍵和π鍵，還有金屬鍵，(4)C—C的鍵長(zhǎng)比金剛石的C—C鍵長(zhǎng)短，熔點(diǎn)比金剛石的高。

(5)能導(dǎo)電。

[應(yīng)用體驗(yàn)]

1．在金剛石晶體中最小碳環(huán)含有________個(gè)C原子；每個(gè)C原子被________個(gè)最小碳環(huán)共用。

(2)在干冰中粒子間作用力有________。

(3)含1

mol

H2O的冰中形成氫鍵的數(shù)目為________。

(4)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍有________個(gè)距離最近且相等的Na＋，每個(gè)Na＋周圍有________個(gè)距離最近且相等的Cl－，在空間構(gòu)成的構(gòu)型為________。

(5)在CaF2晶體中，每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且等距離的F－有________個(gè)，在空間構(gòu)成的構(gòu)型為________；每個(gè)F－周圍距離最近且等距離的Ca2＋有________個(gè)，在空間構(gòu)成的構(gòu)型為________。

[提示](1)6　12(2)共價(jià)鍵、范德華力(3)2NA(4)12　6　正八面體形(5)8　正方體形　4　正四面體形

[考點(diǎn)多維探究]

角度　晶體的結(jié)構(gòu)分析

1．高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價(jià)部分為0，部分為－2。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞，則下列說(shuō)法正確的是()

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95812297】

A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有4個(gè)K＋和4個(gè)O

B．晶體中每個(gè)K＋周圍有8個(gè)O，每個(gè)O周圍有8個(gè)K＋

C．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的K＋有8個(gè)

D．晶體中與每個(gè)K＋距離最近的K＋有6個(gè)

A　[B項(xiàng)，晶體中每個(gè)K＋周圍有6個(gè)O，每個(gè)O周圍有6個(gè)K＋。C、D項(xiàng)，晶體中每個(gè)K＋周圍最近的K＋有12個(gè)。]

2．(2016·全國(guó)乙卷節(jié)選)原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為；C為。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。

[解析]　根據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。

[答案]

3．(2015·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：

(1)在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有________個(gè)C原子。

(2)在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有________個(gè)C原子在同一平面。

[解析](1)由石墨烯的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為×6＝2。

(2)由金剛石的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)C可參與形成4條C—C鍵，其中任意兩條邊(共價(jià)鍵)可以構(gòu)成2個(gè)六元環(huán)。根據(jù)組合知識(shí)可知四條邊(共價(jià)鍵)任選其中兩條有6組，6×2＝12。因此每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)。六元環(huán)中C原子采取sp3雜化，為空間六邊形結(jié)構(gòu)，最多有4個(gè)C原子位于同一平面。

[答案](1)3　2(2)12　4

立方體中粒子周圍粒子的個(gè)數(shù)判斷

考點(diǎn)3|

四種晶體的性質(zhì)與判斷

[基礎(chǔ)知識(shí)整合]

1．四種晶體類型比較

類型

比較

分子晶體

原子晶體

金屬晶體

離子晶體

構(gòu)成粒子

分子

原子

金屬陽(yáng)離子

和自由電子

陰、陽(yáng)離子

粒子間的相互作用力

分子間作用力

共價(jià)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(diǎn)

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

常見溶

劑難溶

大多易溶

于水等極

性溶劑

導(dǎo)電、傳熱性

一般不導(dǎo)

電，溶于水

后有的導(dǎo)電

一般不具有

導(dǎo)電性

電和熱的良

導(dǎo)體

晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔

融態(tài)導(dǎo)電

2.晶格能

(1)定義

氣態(tài)離子形成1

mol離子晶體釋放的能量，單位kJ/mol，通常取正值。

(2)大小及與其他量的關(guān)系

①晶格能是最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。

②在離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，則晶格能越大。

③晶格能越大，形成的離子晶體就越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)越高，硬度越大。

[應(yīng)用體驗(yàn)]

1．在下列物質(zhì)中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石。

(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是____________________________；

(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是________；

(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵和配位鍵的離子晶體是________；

(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵的離子晶體是________；

(5)其中含有極性共價(jià)鍵的原子晶體是___________________________；

(6)其中屬于分子晶體的是_____________________________________。

[提示](1)NaCl、Na2S(2)NaOH、(NH4)2S

(3)(NH4)2S(4)Na2S2(5)SiO2、SiC(6)H2O2、CO2、CCl4、C2H2

2．比較下列晶格能大小

(1)NaCl________KCl

(2)CaF2________MgO

(3)Na2S________Na2O

(4)CaO________KCl

[提示](1)>(2)<(3)<(4)>

[考點(diǎn)多維探究]

角度1　晶體類型判斷

1．(1)(2015·全國(guó)卷Ⅰ)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253

K，沸點(diǎn)為376

K，其固體屬于_____________________________晶體。

(2)(2015·全國(guó)卷Ⅱ)O和Na的氫化物所屬的晶體類型分別為________和________。

(3)(2013·福建高考)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到：

4NH3＋3F2NF3＋3NH4F

上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有________(填序號(hào))。

a．離子晶體

B．分子晶體

c．原子晶體

D．金屬晶體

[答案](1)分子(2)分子晶體　離子晶體(3)abd

2．(2017·揭陽(yáng)模擬)下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)，有關(guān)的判斷錯(cuò)誤的是()

Na2O

Na

AlF3

AlCl3

Al2O3

BCl3

CO2

SiO2

920

℃

97.8

℃

291

℃

190

℃

073

℃

－107

℃

－57

℃

723

℃

A.含有金屬陽(yáng)離子的晶體不一定是離子晶體

B．在共價(jià)化合物中各原子都形成8電子結(jié)構(gòu)

C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體

D．金屬晶體的熔點(diǎn)不一定比分子晶體的高

B　[A項(xiàng)，金屬晶體也含有金屬陽(yáng)離子；B項(xiàng)，BCl3不屬于8電子結(jié)構(gòu)；C項(xiàng)，CO2為分子晶體，SiO2為原子晶體；D項(xiàng)，Na為金屬晶體，熔點(diǎn)比分子晶體AlCl3的低。]

三角度判斷晶體類型

(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷

①離子晶體的構(gòu)成微粒是陰、陽(yáng)離子，微粒間的作用力是離子鍵。

②原子晶體的構(gòu)成微粒是原子，微粒間的作用力是共價(jià)鍵。

③分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，微粒間的作用力為分子間作用力。

④金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子，微粒間的作用力是金屬鍵。

(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷

①金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強(qiáng)堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。

②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。

③常見的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的化合物類原子晶體有碳化硅、二氧化硅等。

④金屬單質(zhì)是金屬晶體。

(3)根據(jù)各類晶體的特征性質(zhì)判斷

一般來(lái)說(shuō)，低熔、沸點(diǎn)的化合物屬于分子晶體；熔、沸點(diǎn)較高，且在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物為離子晶體；熔、沸點(diǎn)很高，不導(dǎo)電，不溶于一般溶劑的物質(zhì)屬于原子晶體；能導(dǎo)電、傳熱、具有延展性的晶體為金屬晶體。

角度2　晶體的主要性質(zhì)(熔、沸點(diǎn)、硬度等)

3．下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律，與共價(jià)鍵的鍵能大小有關(guān)的是()

A．F2、Cl2、Br2、I2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高

B．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)順序?yàn)镠F>HI>HBr>HCl

C．金剛石的硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都高于晶體硅

D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低

C　[A項(xiàng)、B項(xiàng)中分子晶體熔、沸點(diǎn)高低與分子間的作用力有關(guān)，含有氫鍵時(shí)會(huì)出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，與分子內(nèi)共價(jià)鍵無(wú)關(guān)。D項(xiàng)離子晶體內(nèi)存在的是離子鍵。]

4．(2015·浙江高考改編)下列有關(guān)性質(zhì)的比較，正確的是________。

A．第一電離能：O＞N

B．水溶性：CH3CH2OH＞CH3CH2OCH2CH3

C．沸點(diǎn)：HCl＞HF

D．晶格能：NaCl＞MgO

E．硬度：MgO>CaO>BaO

F．熔點(diǎn)：NaF>MgF2>AlF3

G．沸點(diǎn)：H2O>HF>NH3

H．熔點(diǎn)：金剛石>晶體硅>碳化硅

I．熔點(diǎn)：二氧化硅>NaCl>I2>冰

[答案]　BEGI

5．(1)冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰，除因?yàn)镠2O是極性分子、CO2是非極性分子外，還有一個(gè)重要的原因是__________________________________________

_________________________________________________________________。

(2)NaF的熔點(diǎn)________(填“>”“＝”或“<”)BF的熔點(diǎn)，其原因是________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

(3)CO熔點(diǎn)________(填“>”或“<”)N2的熔點(diǎn)，原因是___________________

_______________________________________________________________________________________________________________。

(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸點(diǎn)依次________(填“增大”或“減小”)，其原因是___________________________________________________________

_________________________________________________________________。

(5)SiO2比CO2熔點(diǎn)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(yáng)離子的電荷數(shù)均為1，但后者的離子半徑較大，離子鍵較弱，因此其熔點(diǎn)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(zhì)均為分子晶體，結(jié)構(gòu)與組成相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高

(5)SiO2為原子晶體而CO2為分子晶體

熔、沸點(diǎn)的比較方法

(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律為：原子晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體。

(2)同種類型晶體，晶體內(nèi)粒子間的作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。

①離子晶體：一般地說(shuō)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子晶格能越大，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。

②原子晶體：原子半徑越小、鍵長(zhǎng)越短、鍵能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅。

③分子晶體

a．分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點(diǎn)反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

b．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。

d．同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。

如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>

CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3。

④金屬晶體：一般來(lái)說(shuō)，金屬陽(yáng)離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：Na

[課堂小結(jié)·反饋達(dá)標(biāo)1＋1]　　　　　　全新理念　探究高考　明確考向

1．一組判斷，展示高考易誤點(diǎn)

(1)只要有規(guī)則外形的固體就是晶體。()

(2)分子晶體和離子晶體中分別只有分子間作用力和離子鍵。()

(3)冰的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似。()

(4)在晶體中只要有金屬陽(yáng)離子一定有陰離子。()

(5)干冰、晶體O2和晶體I2的晶胞結(jié)構(gòu)相似，均屬于分子密堆積。()

(6)金屬晶體的熔點(diǎn)可能高于分子晶體也可能低于分子晶體。()

(7)AlCl3不是離子晶體的事實(shí)是熔化時(shí)不導(dǎo)電。()

(8)在石墨晶體中有共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力，故石墨晶體為混合型晶體。

()

(9)石墨與金剛石晶體中碳原子均采用sp3雜化。()

(10)離子晶體中離子間距越小，帶的電荷越多，晶格能越大，熔點(diǎn)越高。

()

(11)AB型離子晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)相同。()

(12)石墨晶體中碳碳鍵長(zhǎng)比金剛石中碳碳鍵長(zhǎng)短，故石墨熔點(diǎn)比金剛石的高。()

[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√(7)√(8)√(9)×(10)√(11)√(12)√

2．一題串知，覆蓋高考考什么

(1)(2016·全國(guó)乙卷)①比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因_________________________________________________________________

_________________________________________________________________，這些晶體類型為________。

GeCl4

GeBr4

GeI4

熔點(diǎn)/℃

－49.5

146

沸點(diǎn)/℃

83.1

186

約400

[考查晶體類型判斷和性質(zhì)]

②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76

pm，其密度為________g·cm－3(列出計(jì)算式即可)。[考查晶體密度計(jì)算]

(2)(2014·全國(guó)卷Ⅰ)①Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有________個(gè)銅原子。[考查晶胞結(jié)構(gòu)粒子數(shù)的計(jì)算]

②Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405

nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度________g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果)。[考查晶胞粒子配位數(shù)和密度有關(guān)計(jì)算]

(3)(2013·全國(guó)卷Ⅱ)A、B和D三種元素組成的一個(gè)化合物的晶胞如圖所示。(已知A、B、D分別為F、K、Ni元素)

①該化合物的化學(xué)式為________；D的配位數(shù)為________；

[考查晶體結(jié)構(gòu)與組成]

②列式計(jì)算該晶體的密度___________________________________________

____________________________________________g·cm－3。[考查晶體密度計(jì)算]

[解析](1)①由鍺鹵化物的熔沸點(diǎn)由Cl到I呈增大的趨勢(shì)且它們的熔沸點(diǎn)較低，可判斷它們均為分子晶體，而相同類型的分子晶體，其熔沸點(diǎn)取決于相對(duì)分子質(zhì)量的大小，因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量越大，分子間的作用力就越大，熔沸點(diǎn)就越高。

②每個(gè)晶胞中含有鍺原子8×1/8＋6×1/2＋4＝8(個(gè))，每個(gè)晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度為。

(2)①Cu2O立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則一個(gè)Cu2O晶胞含有氧原子個(gè)數(shù)為4＋×6＋×8＝8，那么該晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)為16。

②Al單質(zhì)為面心立方晶體，則晶胞中Al原子的配位數(shù)為12。每個(gè)晶胞中含有Al原子個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4個(gè)，晶胞參數(shù)a＝0.405

nm＝0.405×10－7

cm，晶胞的體積為(0.405×10－7

cm)3，因此晶胞的密度可表示為g·cm－3。

(3)①在該化合物中F原子位于棱、面心以及體內(nèi)，故F原子個(gè)數(shù)為×16＋×4＋2＝8個(gè)，K原子位于棱和體內(nèi)，故K原子個(gè)數(shù)為×8＋2＝4個(gè)，Ni原子位于8個(gè)頂點(diǎn)上和體內(nèi)，故Ni原子個(gè)數(shù)為×8＋1＝2個(gè)，K、Ni、F原子的個(gè)數(shù)比為4∶2∶8＝2∶1∶4，所以化學(xué)式為K2NiF4；由圖示可看出在每個(gè)Ni原子的周圍有6個(gè)F原子，故配位數(shù)為6；

②結(jié)合解析①，根據(jù)密度公式可知ρ＝＝

g·cm－3≈3.4

g·cm－3。

[答案](1)①GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是該類晶體為分子晶體，分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)　分子晶體

②×107

(2)①16　②12

(3)①K2NiF4　6

②≈3.4