第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体的常识
(时间：30分钟)
考查点一 晶体与非晶体
1．下列叙述中正确的是 ( )。
A．具有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
C．具有各向异性的固体一定是晶体
D．晶体、非晶体均具有固定的熔点
解析 晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒在空间是否按一定规律做周
期性重复排列，B项错误；晶体所具有的规则几何外形、各向异性是其内
微粒规律性排列的外部反映。有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外
形，但具有各向异性的固体一定是晶体，A项错误，C项正确；晶体具有固
定的熔点而非晶体不具有固定的熔点，D项错误。
答案 C
2．下列说法正确的是 ( )。
A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶体
B．水玻璃在空气中不可能变浑浊
C．水泥在空气和水中硬化
D．制光导纤维的重要原料是玻璃
解析 玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的混合物，是玻璃体不是晶
体，故A项错；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，在空气中发生反应：Na2SiO3
＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，故B项错；水泥的硬化是水泥的重要性
质，是复杂的物理变化和化学变化过程，故C项正确；制光导纤维的重要原
料是石英而不是玻璃，故D项错。
答案 C
3．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是 ( )。
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
解析 晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则
的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A
项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而
是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。
答案 B
4．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是 ( )。
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
解析 晶体有固定的熔点，由图a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸
收能量，这段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知，温度一直在升高，没有
一个温度是停留的，所以找不出固定的熔点，b为非晶体。
答案 A
5．下列物质中属于晶体的是 ( )。
A．橡胶 B．玻璃块 C．水晶 D．淀粉
解析 水晶是二氧化硅晶体。
答案 C
考查点二 晶胞
6．许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作由若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为 ( )。
A．Ca4TiO3 B．Ca4TiO6
C．CaTiO3 D．Ca8TiO12
解析 根据“均摊法”可知该晶胞中含Ca的数目为1；含Ti的数目为8×＝
1；含O的数目为12×＝3，所以该化合物的化学式可表示为CaTiO3。
答案 C
7．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为 ( )。
A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni
C．MgCNi2 D．MgCNi3
解析 由“均摊法”可知镁原子为正方体的顶角，故其个数为8×＝1，镍
原子位于面心，故其个数为6×＝3，碳原子位于中心，其个数为1，所以该
晶体的化学式为MgCNi3。
答案 D
8．化合物硼化镁超导转变温度高达39 K，该金属间化合物的晶体结构如图：则它的化学式为( )。
A．MgB B．Mg2B
C．MgB2 D．Mg2B3
解析 镁原子所处的位置在上下两面的面心和六棱柱的十二个顶点上，其中上下两面的面心上的镁原子被两个同样的晶胞共用，顶点上的镁原子被六个相同的晶胞共用，一个晶胞中镁原子的个数为：2×＋12×＝3。6个硼原子处于晶胞的中心，所以该晶体的化学式为MgB2。
答案 C
9．测知氯化钠晶体中相邻的Na＋与Cl－的距离为a cm，该晶体密度为 d g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为 ( )。
A. B.
C. D.
解析 一个NaCl的晶胞中所包含的Na＋与Cl－数目并
不是1个而是4个，即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na＋和4个Cl－共
同所占的体积。
由NaCl晶胞示意图可知1个Na＋与1个Cl－共同占有的体积为：V＝×(2a
cm)3＝2a3 cm3，由等式NA·d·V＝58.5可得NA＝。
答案 C
10．石墨的片层结构如图所示，试完成下列各题：
(1)平均________个碳原子构成一个正六边形。
(2)石墨晶体每一层内碳原子数与C—C化学键之比是
________。
(3)n g碳原子可构成________个正六边形。
解析 (1)方法一 利用点与面之间的关系，平均每个正六
边形需碳原子：6×＝2(个)。
方法二 每个碳原子提供的边数为3×＝1.5，
故＝2(个)。
(2)分析每一正六边形：①所占的碳原子数为6×＝2；
②所占的C—C键数为6×＝3，故答案为2∶3。
(3)n g碳的原子数为NA，故答案为。
答案 (1)2 (2)2∶3 (3)
11．氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为
_________________________________________________________________。
的沸点比高，原因是_______________________________
(3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中
H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为______________________
(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g·cm－3，
NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。
解析 本题考查物质结构与性质，意在考查考生对原子核外电子排布、化学
键、晶体等知识的理解和应用能力。(1)氧原子基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p4，2p轨道上有2个电子未成对。(2)氢键属于分子间作用力，比化学
键弱，但比范德华力强。(3)H3O＋中O原子为sp3杂化。(4)以1个晶胞为研究
对象，1个晶胞中含有4个Ca2＋、4个O2－，根据m＝ρ·V，则×4＝aV，
V＝。
答案 (1)2 (2)O—H键、氢键、范德华力 形成分子内氢
键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子
间作用力增大 (3)sp3 H2O中O原子有2对孤电子对，H3O＋中O原子只有
1对孤电子对，排斥力较小 (4)
12．已知NaCl晶体的晶胞如图所示，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同，Ni2＋与最邻近O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7 g·mol－1)。
解析 据NaCl的晶胞结构，隔离出一个小立方体如图
所示，立方体的每个顶点的离子为8个小立方体共用，
因此，小立方体中含O2－的数目为4×＝，含Ni2＋的
数目为4×＝，即每个小立方体中含有个(Ni2＋－
O2－)离子对。小立方体的密度等于：
ρ＝＝＝ g·cm－3。
答案 g·cm－3
第二节 分子晶体与原子晶体
(时间：30分钟)
考查点一 分子晶体
1．下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是( )。
A．Cl2＞I2
B．SiCl4 C．NH3＞PH3
D．C(CH3)4＞CH3CH2CH2CH2CH3
解析 A、B项中分子间无氢键，分子结构相似，相对分子质量大的熔沸点高；C选项属于分子结构相似的情况，但存在氢键的熔、沸点高；D项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链少的熔沸点高。
答案 C
2．下列有关物质的结构和性质的叙述，错误的是 ( )。
A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键
B．由极性键形成的分子可能是非极性分子
C．水和冰中都含有氢键
D．分子晶体中一定存在范德华力，可能有共价键
解析 水是一种稳定的化合物，是因为含有O—H共价键；CO2是由极性键
形成的非极性分子；分子晶体中也有无共价键的，如由稀有气体分子形成的
晶体。
答案 A
3．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是 ( )。
A．NH3、HD、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2
解析 A项HD属于单质；C项SiO2属于原子晶体；D项Na2S是由离子键
构成的离子晶体。
答案 B
4．下列说法中，正确的是 ( )。
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
解析 A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，故A项错误；
B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，
故B项正确；C项，分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小，
而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，所以C项错误，D项也错误。
答案 B
考查点二 原子晶体
5．下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 ( )。
A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子
B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2
C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角
解析 最小的环上，有6个Si原子和6个O原子，A、B项均错，C项正确；
存在四面体结构，但O处于4个顶角，Si处于中心，D项错误。
答案 C
6．关于SiO2晶体的叙述中，正确的是 ( )。
A．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常
数)
B．60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键
C．晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点
D．SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子
解析 (1)60 g SiO2晶体即1 mol SiO2，晶体中含有Si—O键数目为4 mol (每
个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成
Si—O共价键)，含4NA个Si—O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，
只是硅氧原子个数比为1∶2。(2)在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且
最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4
个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。
答案 C
7．氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，该晶体类型应该是________晶体。试根据物质结构推测，氮化碳晶体与金刚石相比较，硬度更大的应该是________晶体，熔点较低的应是________晶体。
解析 由于氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成的，因此该晶体应为
原子晶体，又因为C—C键的键长大于C—N键的键长，故C—N键的键能
大于C—C键，硬度更大的是氮化碳，熔点较低的为金刚石。
答案 原子 氮化碳 金刚石
8．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是 ( )。
①SiO2和SO3 ②晶体硼和HCl ③CO2和SO2 ④晶体硅和金刚石 ⑤晶
体氖和晶体氮 ⑥硫磺和碘
A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤
解析 本题中属于分子晶体的有SO3、HCl、SO2、CO2、晶体氖、晶体氮、
硫磺、碘。属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石。但晶体氖是
由稀有气体分子构成的，稀有气体分子间不存在化学键。
答案 C
9．溴化碘(IBr)是一种卤素互化物，具有很高的化学活性，有许多性质跟卤素单质相似，它在常温、常压下是深红色固体，熔点41℃，沸点116℃，则固体溴化碘是________晶体，含有________键。
解析 溴化碘(IBr)熔、沸点较低，由分子晶体的特性可知应为分子晶体，是
由两种不同的非金属元素构成的共价化合物，所含有的化学键为极性共价键。
答案 分子 极性共价
10．Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是金属元素，Q、W、Z是非金属元素。五种元素核电荷数之和为54，对应原子最外层电子数之和为20。W、Z最外层电子数相同，但Z的核电荷数是W的2倍。
(1)X、Y各自的最高价氧化物对应的水化物可以发生反应生成盐和水，该反
应的离子方程式为__________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)X与W可形成X2W和X2W2两种化合物，X2W2的电子式为_____________。
(3)Q与W可形成化合物QW2，这种化合物固态时属于________晶体。
(4)Y的硝酸盐水溶液显________性，用离子方程式解释原因_____________
_________________________________________________________________。
(5)Z的氢化物与W的氢化物发生反应生成Z的单质和水，其化学方程式为
_________________________________________________________________。
(6)W、X、Y、Z四种元素原子半径由大到小的顺序是：________(用元素符
号表示)。
(7)0.5 mol Q的单质与足量的W单质完全反应，放出196.75 kJ的热量。写出
该反应的热化学方程式：____________________________________________。
解析 W、Z最外层电子数相同，但Z的核电荷数是W的2倍，短周期元素
中只有O、S符合。X、Y各自的最高价氧化物对应的水化物可以发生反应生
成盐和水，因Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y
是金属元素，所以X是钠，Y是铝。根据五种元素核电荷数之和为54，对应
原子最外层电子数之和为20，Q应是碳元素。
答案 (1)Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
(2)Na＋[······]2－Na＋ (3)分子
(4)酸 Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋
(5)H2S＋H2O2===S↓＋2H2O
(6)Na＞Al＞S＞O
(7)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
11．四种短周期元素的性质或结构信息如下表，请根据信息回答下列问题。
元 素
A
B
C
D
性质或
结构信
息
单质常温下为固体，难溶于水易溶于CS2。能形成两种二元含氧酸
原子的M层有1个未成对的p电子。核外p电子总数大于7
单质曾被称为“银色的金子”。与锂形成的合金常用于航天飞行器。单质能溶于强酸和强碱
原子核外电子层上s电子总数比p电子总数少2个。单质和氧化物均为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点
(1)A原子的最外层电子排布式_____________________________________，
D原子共有________种不同运动状态的电子。
(2)写出C单质与强碱反应的离子方程式____________，B与C形成的化合物
溶于水后，溶液的pH________7(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)A、B两元素的氢化物分子中键能较小的是________(填分子式)；分子较稳
定的是________(填分子式)。
(4)E、D同主族，位于短周期。它们的最高价氧化物中熔点较低的是________，
原因是____________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析 常温下为固体，难溶于水，易溶于CS2，能形成两种二元含氧酸的元
素是硫。M层有1个未成对的p电子，核外p电子总数大于7，电子排布式
应是1s22s22p63s23p5，是氯。单质能溶于强酸和强碱的是铝。原子核外电子
层上s电子总数比p电子总数少2个，电子排布式应是1s22s22p63s23p2，是硅。
答案 (1)3s23p4 14
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑ 小于
(3)H2S HCl
(4)CO2 CO2属于分子晶体，SiO2属于原子晶体
12．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表前四周期的元素，它们的核电荷数：B＜A＜C＜D＜E＜F。B、C两种元素都能引起水体富营养化。E原子得到一个电子后3p轨道全充满。A＋比E原子形成的离子少1个电子层。D可以形成两种氧化物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一。F的原子序数为26。请回答下列问题：
(1)C、D、E的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(2)写出B的氢化物与水反应的离子方程式：________________，B的氢化物
极易溶于水的原因是________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)化合物BE3的分子空间构型为________________。
(4)F元素原子的核外电子排布式为________。F的一种常见化合物F(CO)5在
常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，则F(CO)5
的晶体类型为__________________。
(5)将FE3的饱和溶液滴入沸水中，请写出有关反应的离子方程式：_________
_________________________________________________________________。
(6)比较B、C两种元素的氢化物稳定性并说明理由： ____________________。
解析 能引起水体富营养化的元素为N、P，由题意可知B为氮元素，C为
磷元素。同时可以确定A为钠元素，E为氯元素。由“D可以形成两种氧化
物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一”可推出D为硫元素。由“F
的原子序数为26”可知F为铁元素。
答案 (1)S＜P＜Cl
(2)NH3＋H2O??NH3·H2O??NH4＋＋OH－ NH3与H2O之间能形成氢
键；NH3和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，NH3在H2O中的溶
解度较大
(3)三角锥形
(4)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 分子晶体
(5)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋
(6)稳定性：NH3＞PH3，键长越短，键能越大，化合物越稳定
第三节 金属晶体
(时间：30分钟)
考查点一 金属键
1．下列关于金属键的叙述中，不正确的是 ( )。
A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互
作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用
B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所
以与共价键类似，也有方向性和饱和性
C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键
无饱和性和方向性
D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动
解析 从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性
作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在
整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个
角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无
方向性和饱和性。
答案 B
2．不能用金属键理论解释的是 ( )。
A．导电性 B．导热性
C．延展性 D．锈蚀性
解析 金属键是金属阳离子与自由电子之间的静电作用，它决定了金属晶体
的一些性质，可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等金属晶体的物
理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性。
答案 D
3．下列对各组物质性质的比较中，正确的是 ( )。
A．熔点：Li＜Na＜K
B．导电性：Ag＞Cu＞Al＞Fe
C．密度：Na＞Mg＞Al
D．空间利用率：体心立方堆积＜六方最密堆积＜面心立方最密堆积
解析 同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电
子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，所以A选项不对；Na、
Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，故C项错误；不同堆积方式
的金属晶体空间利用率分别是：简单立方堆积52%，体心立方最密堆积68%，
六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%，因此D项错误；常用的金属导
体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，所以B选项正确。
答案 B
考查点二 金属晶体
4．下列叙述正确的是 ( )。
A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较
强的作用
B．通常情况下，金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流
C．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D．金属的导电性随温度的升高而减弱
解析 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属晶体中金属
阳离子与自由电子存在较强作用各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来
的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外力作用下才能发生定
向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离
子将能量进行传递，故C项不正确。
答案 D
5．金属原子在二维空间里的放置如图所示的两种方式，下列说法中正确的是 ( )。
A．图(a)为非密置层，配位数为6
B．图(b)为密置层，配位数为4
C．图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积
D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方
解析 金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是
非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层
的配位数较密置层小，为4。由此可知，上图中(a)为密置层，(b)为非密置层。
密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模
型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方堆积两种堆积模型。
所以，只有C选项正确。
答案 C
6．只有阳离子而没有阴离子的晶体是 ( )。
A．金属晶体 B．原子晶体
C．离子晶体 D．分子晶体
解析 分子晶体和原子晶体中不存在离子，所以不能选择B、D两项；离子
晶体的构成粒子是阴离子和阳离子，C项也不符合题意；金属晶体的构成粒
子是金属阳离子和自由电子，没有阴离子，因此应该选择A项。
答案 A
7．下列有关金属晶体的说法中不正确的是 ( )。
A．金属晶体是一种“巨型分子”
B．“电子气”为所有原子所共有
C．简单立方堆积的空间利用率最低
D．体心立方堆积的空间利用率最高
解析 根据金属晶体的“电子气理论”，A、B选项都是正确的。金属晶体
的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方堆积52%，体心立方堆积68%，
六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%。因此简单立方堆积的空间利用
率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高，因此应选择
D项。
答案 D
8． 在核电荷数1～18的元素中，其单质属于金属晶体的有____________________；金属中，密度最小的是________，地壳中含量最多的金属元素是________，熔点最低的是________，既能与酸反应又能碱反应的是________，单质的还原性最强的是________。
解析 金属元素在元素周期表中的位置，一般可根据周期、族和主族序数来
推断。凡是周期序数(原子的电子层数)大于主族序数(原子的最外层电子数)
的元素，均为金属元素；若两序数相等的元素一般为既能与酸反应又能与碱
反应的金属元素(H例外)，但其单质仍为金属晶体，如Be、Al；周期序数小
于主族序数的元素一般为非金属元素。
答案 Li、Be、Na、Mg、Al Li Al Na Be、Al Na
9．Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能(I)数据列于下表：
元 素
Mn
Fe
电离能
(kJ·mol－1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
回答下列问题：
(1)Mn元素价电子层的电子排布式为____________，比较两元素的I2、I3可
知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的
解释是___________________________________________________________。
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成
配合物，则与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是
__________________________。
(3)三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。
易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为
____________晶体。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心
立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
解析 本题难度较小。(2)可以利用教材知识直接得出；
(3)是利用晶体性质对晶体类型的判定，比较简单；(4)是对晶体中原子分摊的
考查，在面心立方中，铁原子数为8×＋6×＝4个，体心立方中铁原子数
为8×＋1＝2个，所以个数比为2∶1。
答案 (1)3d54s2 由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状
态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状
态转变为较稳定的3d5半充满状态) (2)具有孤对电子 (3)分子 (4)2∶1
10．(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层，在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A属于________层，配位数是________；B属于________层，配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图2所示的一种金属晶
体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是
________，平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式，钋位于
元素周期表的第________周期第__________族，元素符号是________，最外
电子层的电子排布式是________。
答案 (1)非密置 4 密置 6 (2)6 1 (3)六 ⅥA Po 6s26p4
11．结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题：
(1)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是________。
A．由分子间作用力形成，熔点很低
B．由共价键结合形成网状晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、传热性和延展性
(2)下列关于金属晶体的叙述正确的是________。
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变
而消失
C．钙的熔、沸点高于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
解析 (1)A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的通性。
(2)常温下，Hg为液态，A项错误；因为金属键无方向性，故金属键在一定
范围内不因形变而消失，B项正确；钙的金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，
C项正确；温度升高，金属的导电性减弱，D项错误。
答案 (1)C (2)BC
12．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示金的相对原子质量。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定________。
(3)一个金晶胞的体积是多少？
(4)金晶体的密度是多少？
解析 (1)由题中对金晶胞的叙述，可求出每个晶胞中所拥有的金原子个数，即为8×＋6×＝4。
(2)金原子的排列是紧密堆积的，因此面上金原子间要相互接触。
(3)如图是取金晶胞中某一面的平面部分，AC为2倍金原子的直径，AB为立方体的棱长，由图可得，立方体的棱长为d cm，所以晶胞的体积为(d)3 ＝2d3(cm3) 。
(4)密度＝，质量用晶胞中4个金原子的质量，
体积用晶胞的体积，即密度为
ρ＝＝(g·cm－3)。
答案 (1)4
(2)在立方体各个面的对角线上的三个金原子彼此两两相切
(3)V＝(d)3＝2d3(cm3)
(4)ρ＝＝＝＝(g·cm－3)
第四节 离子晶体
(时间：30分钟)
考查点一 离子键
1．离子晶体中一定不会存在的相互作用是 ( )。
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．范德华力
解析 离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键，主要是OH－和含氧酸根中的极性共价键，还有O22－中的非极性共价键。只有分子晶体中才含有范德华力，离子晶体中一定不会有范德华力。因此选D项。
答案 D
2．下列说法错误的是 ( )。
A．非金属元素的两原子之间不可能形成离子键
B．离子化合物不可能全部由非金属元素组成
C．含有非极性键的分子不一定是共价化合物
D．离子化合物中一定含有离子键
解析 离子化合物是阴、阳离子通过离子键形成的一类化合物。非金属元素的
电负性差别不大，所以两个非金属元素的原子之间可以形成共价键但不会形成离子键，但是，离子化合物却可以全部由非金属元素组成，例如铵盐。含有非极性键的分子可能是非金属单质，如氢气、氧气、氮气，也可以是共价化合物，如H2O2。
答案 B
3．NaF、NaI、和MgO均为离子晶体，有关数据如下表：
物 质
①NaF
②NaI
③MgO
离子电荷数
1
1
2
键长(10－10m)
2.31
3.18
2.10
试判断，这三种化合物熔点由高到低的顺序是 ( )。
A．①＞②＞③ B．③＞①＞②
C．③＞②＞① D．②＞①＞③
解析 NaF、NaI、MgO均为离子晶体，它们熔点高低由离子键强弱决定，而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关，MgO中键长最短，离子电荷数最高，故离子键最强，熔点最高。
答案 B
考查点二 离子晶体
4．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中错误的是 ( )。
A．都可采取“紧密堆积”结构 B．都含离子
C．一般具有较高的熔点和沸点 D．都能导电
解析 金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积，离子晶体的熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但是大多数的熔、沸点还是比较高的。所以，A、 C两选项的叙述是正确的；金属晶体由金属阳离子和自由电子组成，离子晶体由阳离子和阴离子组成，所以二者都含有离子，因此B选项也是正确；金属晶体中有自由电子，可以在外加电场的作用下定向移动，而离子晶体的阴、阳离子不能自由移动，因此不具有导电性，所以应该选择D选项。
答案 D
5．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是 ( )。
①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2 ③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析 ①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③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③错；④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④正确。
答案 D
6．高温下，超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是 ( )。
A．KO2中只存在离子键
B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K＋和1个O2－
C．晶体中与每个K＋距离最近的O2－有6个
D．晶体中，所有原子之间都以离子键相结合
解析 根据题给信息，超氧化钾晶胞是面心立方晶胞，超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为K＋、O2－，晶体中K＋与O2－间形成离子键，O2－中O—O键为共价键。作为面心立方晶胞，每个晶胞中含有8×＋×6＝4个K＋，1＋×12＝4个O2－，晶胞中与每个K＋距离最近的O2－有6个。
答案 C
7．NaCl晶体模型如图所示，在NaCl晶NaCl的晶体结构体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋；在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。
解析 在氯化钠晶体中，一个Na＋位于晶胞的中心，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个，因此一个晶胞中共含有4个Na＋；8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它距离最近且距离相等的Cl－也共有12个。
答案 6 6 4 4 12
8．下列7种物质：①白磷(P4) ②水晶 ③氯化铵 ④氢氧化钙 ⑤氟化钠 ⑥过氧化钠 ⑦石墨，固态下都为晶体，回答下列问题(填写序号)：
(1)不含金属离子的离子晶体是________，只含离子键的离子晶体是________，既有离子键又有非极性键的离子晶体是________，既有离子键又有极性键的离子晶体是________。
(2)既含范德华力又有非极性键的晶体是________，熔化时既要克服范德华力又要破坏化学键的是________，熔化时只破坏共价键的是________。
解析 (1)属于离子晶体的有③④⑤⑥，其中③只含非金属元素，NaF中只含离子键，Na2O2中有离子键和非极性共价键，NH4Cl和Ca(OH)2有离子键和极性共价键。
(2)分子晶体中含范德华力，只有白磷、石墨晶体中既有范德华力又有共价键，水晶中只含共价键。
答案 (1)③ ⑤ ⑥ ③和④ (2)①⑦ ⑦ ②
9．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，且原子序数依次增大，其中A原子核外有三个未成对电子；A与B可形成离子化合物B3A2；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D原子核外的M层中有两对成对电子；E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满。请根据以上信息，回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)：
(1)比E核外电子数少5的元素的原子核外电子排布式是________________，A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为________________。
(2)B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点，理由是
________________________________。
(3)A的氢化物属于________(填“极性”或“非极性”)分子，D的低价氧化物分子的空间构型是_____________________________________________。
(4)A、E形成的某种化合物的晶胞结构如图所示，则其
化学式为__________(每个球均表示1个原子)。
解析 A原子核外有三个未成对电子，可以推断为N；A与B可形成离子化合物B3A2，可以推断B为Mg；C元素是地壳中含量最高的金属元素，即为Al；D原子核外的M层中有两对成对电子，可以推断D为S；E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满，可以推断E为Cu，Cu的核外电子数为29，比其核外电子数少5的是Cr元素。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
Al(2)MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体
(3)极性 V形
(4)CuN3
10．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl 4种元素的一种或几种形成，对这3种晶体进行实验，结果如下表：
熔点/℃
硬度
水溶性
导电性
水溶液与Ag＋反应
A
811
较大
易溶
水溶液或熔融导电
白色沉淀
B
3 550
很大
不溶
不导电
不反应
C
－114.2
很小
易溶
液态不导电
白色沉淀
(1)晶体的化学式分别为：A________、B________、C________。
(2)晶体的类型分别是：A________、B________、C________。
(3)晶体中微粒间的作用力分别是：A________________、B________________、
C________________。
解析 根据A、B、C所述晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。
答案 (1)NaCl C HCl (2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力
11．纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等，铜能形成＋1价和＋2价的化合物。
(1)写出基态Cu＋的核外电子排布式___________________________________。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图，该氧化物的化学式为________。
(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀，该物质中的NH3通过________键与中心离子Cu2＋结合，NH3分子中N原子的杂化方式是____。与NH3分子互为等电子体的一种微粒是________。
(4)CuO的熔点比CuCl的熔点____(填“高”或“低”)。
解析 (1)Cu价电子构型是3d104s1，失电子时先失去最外层的1个电子，故基态Cu＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。
(2)铜离子半径大于氧离子半径，故A为氧离子，B为铜离子，晶胞中Cu离子有8个在顶角，4个在棱边上，有2个分别处于上、下面心上，有1个在体心，则1个晶胞中铜离子数为：1＋2×＋4×＋8×＝4，O离子全部在晶胞内部，1个晶胞中含有4个，故其化学式为CuO。
(3)Cu2＋与外界的SO42－以离子键相结合，与NH3以配位键相结合；NH3中N原子的杂化方式是sp3杂化；与NH3分子互为等电子体的微粒有H3O＋、PH3、CH3－等。
(4)CuO中氧离子半径小于CuCl中Cl－半径，Cu2＋半径小于Cu＋半径，故CuO的晶格能大于CuCl的晶格能，则CuO的熔点比CuCl的熔点高。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(2)CuO
(3)配位 sp3 H3O＋或PH3等
(4)高
12．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________，1 mol Y2X2含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是________。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是________。
(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯
化物的化学式是________，它可与浓盐酸发生非氧化还
原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为
_________________________________。
解析 本题考查杂化类型、化学键的判断，根据晶胞写化学式及物质沸点高低比较等知识，意在考查考生综合运用物质结构原理的能力。X是形成化合物种类最多的元素，则为H元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则Y为C元素；由Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，推出Z为N元素，W的原子序数为29，则为Cu元素。
C2H2中C原子轨道的杂化类型是sp杂化；1 mol C2H2中含有3 mol σ键，
2 mol π键。
(2)NH3的沸点比CH4高的原因是NH3分子间存在氢键，而氢键的作用力比范
德华力强。
(4)根据晶胞示意图，Cu为4个，Cl为8×＋6×＝4(个)，则化学式为CuCl，
其与浓盐酸发生非氧化还原反应生成HnCuCl3，由于Cu显＋1价，推出n＝2，
则反应的化学方程式为：2HCl＋CuCl===H2CuCl3。
答案 (1)sp杂化 3 NA或3×6.02×1023个
(2)NH3分子间存在氢键
(3)N2O
(4)CuCl CuCl＋2HCl===H2CuCl3(或CuCl＋2HCl===H2[CuCl3])
课件24张PPT。第一节 晶体的常识纯净物具有固定的熔、沸点，混合物没有固定的熔、沸点，这句话对吗？请举例说明。
提示 正确，比如水是纯净物，标准大气压下其沸点为100℃；沥青和玻璃都是混合物，它们没有固定的熔、沸点。
食盐、铜和干冰分别是由哪些微粒直接构成的？
提示 食盐是由Na＋和Cl－直接构成的，金属铜是由铜原子直接构成的，干冰是由CO2分子直接构成的。1．2．1．了解晶体的特征和性质，理解晶胞的含义。(重点)
2．了解均摊法确定晶体组成的方法，通过练习掌握晶胞
中微粒个数的求法。(重点、难点)固体分为_____和_______，晶体的自范性即___________
_________________的性质。晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里______________________的宏观表象。晶体呈自范性的条件之一是___________________。
晶体与非晶体的本质差异
主要看是否有_____性，原子空间排列是否_________。
笃学一 晶体与非晶体1.晶体非晶体晶体能自发地呈现多面体外形呈现周期性的有序排列晶体生长的速率适当2．自范相对有序得到晶体的三条途径
(1)_______物质凝固；
(2)_____物质冷却不经液态，直接凝固(凝华)；
(3)溶质从溶液中析出。
熔融态的SiO2快速冷却形成_____，缓慢冷却形成_____。
晶体的特点：①_______________排列的高度有序性；②_________；③晶体的_____固定。
3．熔融态气态玛瑙水晶4．外形和内部质点各向异性熔点晶胞是_____________的基本单元，习惯采用的，晶胞都是___________。整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所谓“无隙”是指_______________
___任何间隙，所谓“并置”是指所有晶胞都是_________
_____________。
对于一个平行六面体的晶胞来说，晶胞顶角上的原子是__
个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是___个晶胞共用的，晶胞面上的原子是___个晶胞共用的，晶胞内部的原子则
_______________。笃学二 晶胞1.描述晶体结构平行六面体相邻晶胞之间没有平行排列的，取向相同2．842完全属于该晶胞 列表对比晶体与非晶体
提示
【慎思1】 晶体与晶胞有什么关系？
提示 (1)晶胞是描述晶体结构的基本单元。
一般来说，晶胞都是平行六面体，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下、左右、前后，无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
(2)晶体和晶胞的关系
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成，所谓无隙是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓并置，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。【慎思2】晶体与非晶体的本质差异(如下表所示)
要点一 | 晶体与非晶体1．晶体呈现自范性的条件
晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
晶体具有自范性的原因
晶体中粒子在微观空间里呈周期性的有序排列。非晶体中粒子的排列则相对无序，因而无自范性。
晶体的特点
(1)晶体的外形和内部质点的排列高度有序。
(2)晶体表现出各向异性。
(3)晶体的熔、沸点固定。
2.3．4．(4)当单一波长的X-射线通过晶体时，不同的晶体会得到不同的X-射线衍射图谱。如图所示。
普通玻璃和水晶的根本区别在于 ( )。
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规则排列，水晶的基本构
成微粒按一定规律呈周期性重复排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
解析 普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律呈周期性重复排列，即是否具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其内部结构不同的体现。故选B。
答案 B
【例1】?结构决定性质，性质决定用途。性质和用途的差异不是晶体和非晶体的本质区别。
下列说法错误的是 ( )。
A．同一物质有时可以是晶体，有时可以是非晶体
B．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固
定熔点
C．雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D．溶质从溶液中析出可以得到晶体
解析 本题考查晶体获得的途径及区别晶体和非晶体的方法。A项正确，如晶态SiO2和非晶态SiO2；B项错误，最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验。
答案 B
【体验1】?
长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(如下图)
要点二 | 晶体中粒子数的求算方法1．2． 根据晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是( )。
【例2】?
答案 C
已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 ( )。
A．ZXY3 B．ZX2Y6
C．ZX4Y8 D．ZX8Y12
?
【体验2】?
答案 A
实验探究六 利用均摊法求算晶体的相对分子质
量或组成晶胞的微粒之间的距离
【探究原理】食盐晶体是由钠离子和氯离子组成的，如图所示，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023·mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离最接近于
【问题探究】A．3.0×10－8cm B．3.5×10－8cm
C．4.0×10－8cm D．5.0×10－8cm
( )。
根据晶胞结构图知，距离最近的钠离子之间的距离为晶胞的一个面的面心和顶点之间的距离，设为x，则有：
x2＝2a2，解得x≈4.0×10－8 cm。故选C。
答案 C
课件26张PPT。第二节 分子晶体与原子晶体什么叫(1)共价键；(2)范德华力；(3)氢键？
提示 (1)原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键；
(2)分子之间存在的一种把分子聚集在一起的作用力叫范德华力；
(3)由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中(或同分子中)电负性很强的原子之间的作用力。
金刚石、二氧化硅、NH3、CO2等物质的熔、沸点有什么特点？
提示 金刚石、二氧化硅的熔、沸点很高；NH3、CO2的熔、沸点很低。1．2．1．了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的
一般特点。
2．理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。
3．了解分子间作用力对物质物理性质的影响。
4．了解氢键及其对物质物理性质的影响。分子晶体：由_____构成，相邻分子的相互作用靠_______
_______相互吸引。
分子晶体特点：___熔点、___升华。
构成分子晶体的作用力包括_________和_____。
分子晶体的结构特点
(1)___个紧邻的分子密堆积，如O2和C60。
(2)冰的晶体：构成晶体的作用力是_____，每个水分子周围只有___个紧邻的水分子，呈_________形。
笃学一 分子晶体1.分子分子间作用力2．低易3．范德华力氢键4．12氢键4正四面体特点：____密度最大。
(3)干冰：CO2的晶体。分子间存在_________，性质特点是：______________，工业上用作_______。
4℃范德华力熔点低、易升华制冷剂原子晶体：原子都以_______相结合，是三维的共价键
_____结构。
金刚石结构：_____________网状结构，C—C—C夹角为_________，____杂化。
特点：①________________；②_______(填“溶于”或“不溶于”)一般的溶剂；③不能导电。
3．SiO2原子晶体：制_____、玻璃、宝石、_______、硅光电池、芯片和_________等。笃学二 原子晶体1.共价键网状2．正四面体空间109°28′sp3硬度最大、熔点高不溶于水泥单晶硅光导纤维 常见分子晶体可分为哪几类？
提示 (1)所有非金属的氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧气、硫(S8)、氮、白磷(P4)、C60等。
(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。
(4)几乎所有的酸。
(5)绝大多数有机物的晶体。
【慎思1】 常见的原子晶体有哪几类？
提示 (1)某些非金属单质，如硼、硅、锗、金刚石。
(2)某些非金属化合物，如碳化硅、氮化硼。
(3)某些氧化物，如水晶。【慎思2】要点一 | 原子晶体与分子晶体比较 有下列物质：①水晶、②冰醋酸、③氧化钙、④白磷、⑤晶体氩、⑥氢氧化铝、⑦铝、⑧金刚石、⑨过氧化钠、⑩碳化钙、?碳化硅、?干冰、?过氧化氢。根据要求填空。
(1)属于原子晶体的化合物是________。
(2)直接由原子构成的分子晶体是________。
(3)由极性分子构成的晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
(4)在一定条件下，能导电且不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，受热熔化需克服共价键的是________。
【例1】?解析 本题考查的是原子晶体、分子晶体的辨别及晶体内作用力类型的分析。属于原子晶体的有：金刚石、碳化硅和水晶；属于分子晶体的有：氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；金属导电过程不发生化学变化；晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。
答案 (1)①? (2)⑤ (3)②? ④⑤ (4)⑦ ②④⑤?? ①⑧?
解答该类题目的关键是熟练掌握常见物质的晶体类型，分子晶体的构成微粒必为分子(稀有气体为单原子分子)，原子晶体是由原子通过共价键直接形成的，其构成微粒为原子。
下列属于分子晶体的性质的是 ( )。
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点10.31 ℃，液体不导电，水溶液能导电
C．熔点97.81 ℃，质软，能导电，密度是0.97 g·cm－3
D．熔点63.65 ℃，熔化时能导电，水溶液也能导电
解析 分子晶体的特点是熔、沸点低、硬度小、熔融状态不导电，其水溶液有些可以导电。A项中熔点太高，C项中能导电的说法不正确，D项中熔化时能导电的说法也错误。
答案 B
【体验1】?对于不同类型的晶体来说，熔沸点的高低顺序为：原子晶体＞分子晶体。
对于同属于分子晶体的不同晶体
(1)分子间作用力越大，物质的熔沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔沸点比同族元素的氢化物反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
(2)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。例如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
(3)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。例如，CO＞H2，CH3OH＞CH3CH3。
要点二 | 不同晶体熔沸点高低的比较2．1．(4)同分异构体的支链越多，熔沸点越低。如：
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞
(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加，熔沸点升高。如：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
对于同属于原子晶体的不同晶体
(1)晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。
(2)若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越牢固，破坏化学键需要的能量就越大，故晶体的熔点就越高。例如，比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：
原子半径：C＜Si，则键长：C—C＜C—Si＜Si—Si，故键能：C—C＞C—Si＞Si—Si，熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。
3． 碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似于金刚石的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体：①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 ( )。
A．①③② B．②③①
C．③①② D．②①③
【例2】?解析 本题考查的是不同原子晶体熔沸点高低的比较。C与Si同为ⅣA族元素，它们的相似性表现在金刚石是原子晶体，晶体硅、碳化硅也是原子晶体。从碳到硅原子半径逐渐增大，形成共价键的键能逐渐减弱。可推断碳化硅的熔点应在Si与C之间。三种原子晶体空间结构相似，熔点决定于它们的键长与键能，故熔点从高到低分别是金刚石、碳化硅、晶体硅。故正确答案为A。
答案 A
比较晶体的熔沸点高低，首先弄清晶体属于哪种类型，然后根据不同晶体的规律进行判断。分子晶体的熔沸点由分子间作用力大小决定，同时注意含氢键物质的反常；原子晶体则比较共价键的强弱。
(1)图为干冰的晶胞结构，观察图形，确定在干冰中每个CO2分子周围有________个与之紧邻且等距离的CO2分子。在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，有黑色物质生成，反应的【体验2】?化学方程式是___________________________________。
(2)下列三种晶体①CO2 ②CS2 ③SiO2的熔点由高到低的顺序是________＞________＞________(用序号填空)，其原因是________________________________________。
(2)一般来说，原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点，因为原子晶体熔化时要破坏共价键，而分子晶体熔化时只是克服分子间作用力，分子间作用力比共价键弱得多。如果同为分子晶体，当分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。
(2)③ ② ① SiO2是原子晶体，CO2、CS2是分子晶体，所以SiO2熔点最高；CO2和CS2组成和结构相似，且CS2的相对分子质量大于CO2的相对分子质量，所以CS2的熔点高于CO2
实验探究七 非金属单质是原子晶体还是分子晶
体的判断方法
(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：构成原子晶体的粒子是原子，质点间的作用是共价键；构成分子晶体的粒子是分子，质点间的作用是分子间作用力。
(2)依据晶体的熔、沸点判断：原子晶体的熔、沸点高，常在1 000 ℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下甚至更低的温度。
【探究原理】(3)依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗是半导体。
(4)依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。
注意 原子晶体的微观结构与分子晶体的区别主要体现在：①构成微粒不同，原子晶体中只存在原子，没有分子；②相互作用不同，原子晶体中原子间的相互作用是共价键，而分子晶体中分子间的相互作用是分子间作用力。
现有几种物质的熔点数据如下表所示：
根据上表回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是________。
【问题探究】(2)B组晶体的共同物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于_________________________
________________________________________________。
思路点拨 A组由于熔点都很高，所以为原子晶体，原子晶体熔化时破坏的是共价键；B组均为金属晶体，故具有金属的物理通性；C组都是分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，熔点越高，HF相对分子质量最小，熔点却比HCl高，分子晶体中熔点的反常可以联想到氢键，HF熔化时，除了破坏分子间作用力外还要破坏氢键，所需能量更多，导致熔点高。
答案 (1)原子 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多
课件27张PPT。第三节 金属晶体分子晶体中一定有共价键吗？分子晶体熔化时破坏共价键吗？
提示 不一定，如稀有气体晶体中只有分子间作用力而无化学键。分子晶体熔化时只破坏分子间用力，不破坏共价键。
含有共价键的晶体叫做原子晶体，这种说法对吗？为什么？
提示 不对，如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。1．2．1．知道金属键的含义。
2．能用金属键理论解释金属的物理性质。
3．能列举金属晶体的基本堆积模型。
4．了解金属晶体性质的一般特点。
5．理解金属晶体的类型与性质的关系。金属键的定义
在金属晶体内部，金属原子脱落下来的_______形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这种作用称为金属键。
金属键的本质——“电子气”理论
笃学一 金属键1.2．价电子金属键的作用
金属晶体硬度的大小，熔沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔沸点越____，硬度越___。
影响金属键的因素
金属元素原子半径越___，单位体积内自由移动电子数目越___，金属键越强。
3．4．高大小多二维空间模型
金属原子的二维平面放置有_________和_______两种，其配位数分别为___、___。
三维空间模型
(1)简单立方堆积
相邻非密置层原子的原子核在一条直线上堆积，形成的晶胞是一个_______，每个晶胞含___个原子。这种堆积方式空间利用率低。只有金属___是这种堆积方式。
(2)体心立方堆积
它是另一种非密置层堆积方式，将上层金属填入下层金属笃学二 金属晶体的原子堆积模型1.2．非密置层密置层46立方体1钋原子形成的凹穴中。这种堆积方式比_____________空间利用率高。如_______就是这种堆积方式。
(3)六方最密堆积
它属于_______原子按体心立方堆积方式堆积。
方式为__________。配位数为____，空间利用率约为
_____。
(4)面心立方最密堆积
它属于密置层原子按体心立方堆积的另一种堆积方式。
方式为______________
简单立方堆积碱金属密置层ABABAB1274%ABCABCABC 试分析比较金属键和共价键、离子键的异同点。
提示 相同点：三种化学键都是微粒间的电性作用。
不同点：共价键是相邻两原子间的共用电子对，离子键是原子得失电子，形成阴、阳离子，阴、阳离子间产生静电作用。金属键是金属离子与自由电子的静电作用，金属离子之间的电性斥力的综合作用。
【慎思1】 (1)金属晶体都是纯净物吗？
(2)金属导电与电解质溶液导电有什么区别？
提示 (1)金属晶体包括金属单质及其合金。
(2)金属导电一般为物理变化，仅仅是自由电子的定向移动，而电解质溶液导电的过程就是其被电解的过程，是化学变化。
【慎思2】 金属晶体采用密堆积的原因是什么？
提示 由于金属键没有饱和性和方向性，金属原子能从各个方向互相靠近，从而导致金属晶体最常见的结构形式是堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间。
【慎思3】 金属原子在二维平面中放置有两种方式(如图)，这两种方式分别叫什么？
金属原子排列在平面上有两种放置方式
提示 非密置层(左)和密置层(右)。
【慎思4】金属元素原子半径越小，单位体积内自由移动电子数目越大，金属键越强。金属单质硬度的大小，熔、沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。
一般来说，金属的原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。如对Na、Mg、Al而言，由于价电子数：Al＞Mg＞Na，原子半径：Na＞Mg＞Al，故金属键由强到弱为：Al＞Mg＞Na，故熔点：Na＜Mg＜Al(97.81 ℃＜645 ℃＜660.4 ℃)，硬度：Na＜Mg＜Al。
要点一 | 影响金属键的因素1．2．又如ⅠA族中，Li、Na、K、Rb、Cs的价电子数均为1，但原子半径从Li至Cs依次递增，故其熔点依次递减(180.5 ℃＞97.81 ℃＞63.65 ℃＞38.89 ℃＞28.40 ℃)。
金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高，且据研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数目越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是( )。
A．镁的硬度小于铝
B．镁的熔、沸点低于钙
C．镁的硬度大于钾
D．钙的熔、沸点高于钾
【例1】?解析
答案 B
本题考查金属键强弱的判断，解题的关键是明确金属键的强弱与金属物理性质的关系。一般情况下(同类型的金属晶体)，金属晶体的熔点由金属阳离子的半径、所带的电荷数共同决定。
下列物质的熔、沸点依次升高的是 ( )。
A．Na、Mg、Al B．Na、Rb、Cs
C．Mg、Na、K D．铝、硅铝合金、单晶硅
解析 金属键的强弱与原子半径及价电子数有关，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强，A、B、C中只有A组熔点依次升高；合金的熔点应比单组分都低，D错。故选A。
答案 A
【体验1】?要点二 金属晶体的四种堆积模型对比(如下表) 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是 ( )。
A．①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2
个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
【例2】?
答案 B
已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为 ( )。
A．14、6 B．14、8
C．4、8 D．4、12
答案 D
【体验2】?实验探究八 石墨晶体的结构
结构
石墨晶体中每个碳原子采取sp2杂化，形成三个sp2杂化轨道，分别与相邻的三个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成σ键。六个碳原子在同一平面上形成了正六边形的环，伸展形成无限的平面网状结构。这里C—C键的键长为0.142 nm，键角为120°；每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形
?
【探究原理】1．成遍及整个平面的大π键。这些网络状的平面结构以范德华力结合形成层状的结构，层与层之间的距离为0.335 nm，如图所示。
因此，石墨晶体不是原子晶体，也不是分子晶体，而是混合键型晶体。
晶体微粒间的作用
碳原子间有共价键，层与层间有范德华力。
性质
(1)导电性、导热性：石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属中的自由电子，类似金属键的性质，所以石墨能导电、导热，并且沿层的平行方向导电性强，这也是晶体各向异性的表现。
(2)润滑性：石墨层间为范德华力，结合力弱，层与层间可以相对滑动，使之具有润滑性。因而可用作润滑剂、铅笔芯等。
2．3．下表列出了前20号元素的某些元素性质的有关数据：
【问题探究】试回答下列问题：
(1)以上10种元素的原子中，失去核外第一个电子所需能量最少的是________(填写编号)。
(2)上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每个原子都满足最外层为8电子稳定结构的物质可能是________(写分子式)。某元素R的原子半径为1.02×10－10 m，该元素在元素周期表中位于________；若物质Na2R3是一种含有非极性共价键的离子化合物，请写出该化合物的电子式__________________________________。
(3)元素⑤的某种单质具有平面层状结构，同一层中的原子构成许许多多的正六边形，此单质与熔融的②的单质相互作用，形成某种青铜色的物质(其中元素②用“●”
表示)，原子分布如图所示，该物质的化学式为_______。
思路点拨 解本题的关键是对表格中数据的解读：①、②、⑧无负价，最高价态为＋1价，则为碱金属元素，由原子半径大小可知①为Li，②为K，⑧为Na。结合化合价与原子半径的大小可以推出各编号所代表的元素；③为O，④为Al，⑤为C，⑥为P，⑦为Cl，⑨为N，⑩为F。对于所给的K和C的化合物的结构而言，主要是找出它的重复单元。
课件25张PPT。第四节 离子晶体1．什么是离子键？离子键的本质是什么？
提示 阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键称
为离子键。离子键的实质是静电作用。
2．什么样的化合物属于离子化合物？举例说明。
提示 离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合
而成的晶体。如氯化钠、碳酸氢铵等。
3．离子化合物中只存在离子键吗？
提示 离子化合物中除存在离子键外，还可能存在共
价键、配位键等。1．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征
解释其物理性质。
2．知道离子化合物的热稳定性与阴、阳离子的半径和电
荷有关。
3．了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子
晶体中离子键的强弱。
4．能说出分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的
结构单元以及物理性质方面的主要区别。1．离子晶体的概念：由_______和______通过____键结合
而成的晶体。
2．构成离子晶体的微粒是： _______、 _______。
3．构成离子晶体的微粒之间的作用力： _______。笃学一 离子晶体阳离子阴离子离子阳离子阴离子离子键配位数越多电荷键性5．离子晶体的性质
(1)离子晶体的熔沸点_____，难于挥发。
(2)离子晶体有较高的_____，难于压缩，质地较__，不
易进行机械加工。
(3)离子晶体不导电，但是____的离子晶体和它的______
有良好的导电性能。较高水溶液脆硬度熔融1．概念：_________形成_____离子晶体_____的能量，通
常取正值。
2．晶格能与离子化合物的物理性质
晶格能越大，离子键越牢固，晶体的熔沸点_____，硬
度_____，稳定性_____。笃学二 晶格能气态离子1 mol释放越大越高越强 (1)离子晶体中存在共价键吗？
(2)晶体中只要有阳离子，一定有阴离子吗？
提示 (1)有些离子晶体如NaOH、NH4Cl、Na2SO4中存在共价键，有些离子晶体中不存在共价键如NaCl、MgO等。
(2)晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体是由金属阳离子与自由电子构成，但若有阴离子必然有阳离子。
【慎思1】 NaCl与KCl，NaCl与MgCl2哪一个晶格能更大？
提示 r(Na＋)＜r(K＋)，所以NaCl的晶格能大于KCl；Na＋所带的电荷数少于Mg2＋，且r(Mg2＋)＜r(Na＋)，所以MgCl2的晶格能大于NaCl。
【慎思2】1．离子晶体具有较高的熔沸点和难挥发的性质
一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越
小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高，如Al2O3
＞MgO；NaCl＞CsCl等。
2．离子晶体硬而且脆。离子晶体中，阴、阳离子间有较
强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受
到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破
碎。要点一 | 离子晶体的物理性质3．离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体
中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自
由移动的离子，因此，离子晶体不导电。当熔融时，
阴、阳离子获得足够能量，克服了离子间的相互作
用，成了自由移动的离子，在外加电场作用下，离子
定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子
受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，
在外加电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。
难溶于水的强电解质，如BaSO4、CaCO3等溶于水时，
由于浓度极小，故导电性极差。通常情况下，我们说它
们的水溶液不导电。4．大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非
极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放在
水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引
力，使晶体中的离子克服离子间的作用力而离开晶
体，变成在水中自由移动的离子。
5．离子晶体中不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子
晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。 下列性质中，可以说明某晶体是离子晶体的是
( )。
A．具有较高的熔点
B．固态不导电，水溶液能导电
C．可溶于水
D．固态不导电，熔融状态能导电
解析 A选项，原子晶体熔点也较高；B选项，有些分子晶体如HCl的水溶液也能导电；C选项，有些分子晶体也溶于水；D选项，分子晶体在液态时不导电，金属晶体固态时导电，离子晶体在熔融时可导电。
答案 D【例1】? 下列性质适合于离子晶体的是 ( )。
①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃
④熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3
⑤熔点－218 ℃，难溶于水
⑥熔点3 900 ℃，硬度很大，不导电
⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱
⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电
?A．①⑧ B．②③⑥ C．①④⑦ D．②⑤【体验1】?解析 离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥中熔点达3 900 ℃，硬度很大应是原子晶体。故只有①⑧符合题意。
答案 A
1．晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。
晶格能越大，表示离子晶体越稳定，破坏其晶体耗能
越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引
力，因此，晶格能本质上是离子间静电引力大小的量
度。
2．晶格能的影响因素
离子晶体中电荷数越多，核间距越小，晶格能越大。
3．岩浆晶出规则的影响因素
(1)晶格能(主要)：晶格能越大，越早析出晶体。
(2)浓度：越早达到饱和，越易析出。要点二 | 晶格能 试根据你学过的知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是 ( )。
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
解析 (1)离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大，阴、阳离子的离子半径越小，其间距越小，晶格能越大。
(2)晶格能越大，晶体的熔点越高。
答案 C【例2】? 已知硅酸盐和石英的晶格能如下表：【体验2】?回答下列问题：
(1)橄榄石和云母晶出的顺序是______________________
________________________________________________。
(2)石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是________
__________________________________________________
________________________________________________。
(3)推测云母和橄榄石的熔点顺序为________，硬度大小顺序为________。解析 根据岩浆晶出规则，分析表中晶格能数据可知，橄榄石的晶格能大于云母的晶格能，所以橄榄石先析出。石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出，主要原因是石英晶格能较小，同时它不容易在岩浆中达到饱和浓度，所以只有当各种金属离子以硅酸盐的形式析出后，石英的浓度才达到饱和。云母的晶格能不如橄榄石的大，故橄榄石的熔点高于云母，硬度大于云母。
答案 (1)橄榄石先晶出，云母后晶出 (2)石英晶格能较小，同时它不容易在岩浆中达到饱和浓度
(3)橄榄石高于云母 橄榄石大于云母
晶体的类型直接决定晶体的物理性质，如熔、沸点，硬度，导电性，延展性，水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间的作用力决定的，通常可以由晶体的特征性质来判断晶体所属类型。下表对四种晶体类型进行了对比。【探究原理】实验探究九 晶体的基本类型与性质比较有下列八种晶体：A.SiO2(水晶)；B.冰醋酸；C.氧化镁；D.白磷；E.晶体氩；F.氯化铵；G.铝；H.金刚石。
用序号回答下列问题：
(1)属于原子晶体的化合物是________，直接由原子构成的晶体是________，直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)由极性分子构成的晶体是________，含有共价键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
(3)在一定条件下，能导电并不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，需克服共价键的是________。【问题探究】思路点拨 在选项中属于原子晶体的是：金刚石和水晶(由Si原子和O原子构成)；属于分子晶体的是：冰醋酸、白磷和晶体氩；属于离子晶体的是：MgO(由Mg2＋和O2－组成)、NH4Cl(由NH4＋和Cl－组成)；而Al属于金属晶体。金属导电是靠自由电子的定向移动，并不发生化学变化，但金属熔化时金属键会被破坏。分子晶体熔化时只需要克服分子间作用力，而原子晶体、离子晶体熔化时分别需要克服共价键、离子键的作用。
答案 (1)A A、E、H E (2)B F D、E (3)G B、D、E A、H课件62张PPT。请分别用一句话表达下列关键词：
晶体 晶胞 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 晶格能
提示 晶体：内部微粒(原子、离子和分子)在三维空间按一定规律做周期性有序排列构成的固体物质，叫晶体。
晶胞：描述晶体结构的基本单元；一般都是平行六面体。
分子晶体：由分子构成，相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
原子晶体：原子间都以共价键相结合，是三维的空间网状结构。章 末 归 纳 整 合金属晶体：通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。
离子晶体：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
晶格能：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值。
一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体
由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单
个分子存在。阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，
使整个晶体不显电性且能量最低。离子的配位数分析
如下：1．氯化钠晶体中每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围
有6个Na＋，与一个Na＋距离最近且相等的Cl－围成的
空间构型为正八面体。每个Na＋周围与其最近且距离
相等的Na＋有12个。如图。因此CsCl的一个晶胞中含有1个CsCl(1个Cs＋和1个Cl－)。二、金刚石、二氧化硅——原子晶体 金刚石晶体C原子数∶C—C键键数＝1∶2；C原子数∶ 六元环数＝1∶2。2．二氧化硅晶体结构与金刚石相似，C被Si代替，C与C
之间插氧，即为SiO2晶体，则SiO2晶体中最小环为12
环(6个Si，6个O)，即Si ∶ O＝1∶2，用SiO2表示。
在SiO2晶体中每个Si原子周围有4个氧原子，同时每个氧原子结合2个硅原子。一个Si原子可形成4个Si—O键，1 mol Si原子可形成4 mol Si—O键。但是由此有许多学生认为二氧化硅晶体结构中一个最小的环是由8个原子构成的。实际上，在二氧化硅晶体中每个硅原子与周围的4个氧原子的成键情况与金刚石晶体中的碳原子与周围的其他碳原子连接的情况是相同的。即每个硅原子与周围的4个氧原子构成一个正四面体。只是每个氧原子又处在由另一个硅原子为中心的一个正四面体上。即每个氧原子为两个硅氧四面体共用。如上图所示。从此图中可以明确看出，构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成的椅式环，注意图中O－Si－O夹角为109°28′。三、干冰——分子晶体
干冰晶体是一种立方面心结构，立方体的8个顶角及6
个面的中心各排布一个CO2分子，晶胞是一个面心立
方。一个晶胞实际拥有的CO2分子数为4个(均摊法)，
每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12
个。分子间由分子间作用力形成晶体。每个CO2分子
内存在共价键，因此晶体中既有分子间作用力，又有
化学键，但熔、沸点的高低由分子间的作用力决定，
重要因素是相对分子质量，因此当晶体熔化时，分子
内的化学键不发生变化。四、石墨——混合型晶体
石墨晶体是层状结构，在每一层内有无数个正六边
形，同层碳原子间以共价键结合，晶体中C—C的夹
角为120°，层与层之间的作用力为范德华力，每个C
原子被6个棱柱共用，每6个棱柱实际占有的C原子数
为2个。石墨的独特结构决定了它的独特性质，该晶体实际介于原子晶体、分子晶体、金属晶体之间，因此具有各种晶体的部分性质特点，是一种混合型晶体。如熔点高、硬度小、能导电等。五、固态金属单质——金属晶体
金属(除金属汞外)在常温下都是晶体，在金属中，金
属原子好像许多硬球一样一层一层紧密地堆积着。每
个金属原子周围都有许多相同的金属原子围绕着。其
实由于金属原子的最外层电子都较少，故金属原子容
易失去电子变成金属离子。金属原子释放电子后形成
的离子按一定规律堆积，释放的电子则在这个晶体里
由运动，这就是自由电子。在金属晶体的内部，金属
离子和自由电子之间存在较强的相互作用力，这个作
用力便是金属键。因此有人形象地将金属键比喻为金
属阳离子沉浸在自由电子的海洋里。 现有四种晶体，其离子排列方式如下图所示，其中化学式正确的是 ( )。【例1】答案 CD NaCl的晶胞如图，每个NaCl晶胞中含有的Na＋离子和Cl－离子的数目分别是 ( )。
A. 14，13 B. 1，1 C. 4，4 D. 6，6【例2】 答案 C 下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 ( )。
A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子
B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2
C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角
解析 二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于4个顶角，在SiO2晶体中，每6个Si和6个O形成一个12元环(最小环)，所以C选项正确，A、B、D选项均错误。
答案 C【例3】 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料
(结构示意图如下)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 ( )。
A．石墨烯与石墨互为同位素
B．0.12 g石墨烯中含有6.02×1022个碳原子
C．石墨烯是一种有机物
D．石墨烯中的碳原子间以共价键结合【例4】 解析 同位素的研究对象是原子，A选项错误；0.12 g石墨烯的物质的量为0.01 mol，所含碳原子个数为0.01 NA，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，C选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，D选项正确。
答案 D 乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
(1) CaC2中C22－与O22＋互为等电子体，O22＋的电子式可表示为________；1 mol O22＋中含有的π键数目为________。
(2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu＋基态核外电子排布式为____________________________。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C===CH—C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为________。【例5】 (4) CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如右图所示)，但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22－数目为________。解析 (1)根据等电子体原理可知，O22＋的电子式[··O??O··]2＋，在1 mol三键含有2 mol的π键和1 mol的σ键，故1 mol O22＋中，含有2NA个π键
(2)Cu为29号元素，要注意3d轨道写在4s轨道的前面同时还有就是它的3d结构，Cu＋的基本电子排布式为1s22s22p63s23p63d10(3)通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化，同一直线上有3个原子。
(4)依据晶胞示意图可以看出，从晶胞结构图中可以看出，1个Ca2＋周围距离最近的C22－有4个，而不是6个，要特别注意题给的信息。答案 (1)[··O??O··]2＋ 2NA (2)1s22s22p63s23p63d10
(3)sp杂化 sp2杂化 3 (4)4 铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为________。
(2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。【例6】 (3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是________(填字母)。
A. 在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化
B. 在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
C. 胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
(4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是___________________。
(5)Cu2O的熔点比Cu2S的________(填“高”或“低”)，请解释原因______________________________________。解析 (1)Cu(电子排布式为：[Ar]3d104s1)→Cu2＋的过程中，参与反应的电子是最外层的4s及3d上各一个电子，故Cu2＋离子的电子是为：[Ar]3d9 或1s22s22p63s23p63d9；(2)从图中可以看出阴离子在晶胞有四类：顶角(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个)，根据立方体的分摊法，可知该晶胞中有4个阴离子；(3)胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子化合物，C不正确；(4)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子；(5)由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。答案 (1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)4个 (3)B、D (4)N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2＋形成配位键 (5)高 Cu2O与Cu2S相比阳离子相同，阴离子所带的电荷数也相同，但O2－半径比S2－半径小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高 在NaCl晶体中，Na＋和Cl－的最短平均距离为a cm，NaCl晶体的密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为 ( )。【例7】 答案 B
点拨 灵活运用解题策略处理复杂、抽象、一般性的问题，往往可以使问题变得简单、具体、特殊，而易于形成解题思路。 最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是：
A．TiC B．Ti6C7 C．Ti14C13 D．Ti13C14【例8】 解析 由于是构成的气态团簇分子结构，而非晶胞结构，故只需数出 Ti和C的数目，即可得它的化学式。
答案 C 生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式__________________________。
(2)根据等电子原理，写出CO分子结构式_____________。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为____________________。【例9】 ②甲醛分子的空间构型是________；1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu原子数目为________。解析 (1)Zn的原子序数为30，注意3d轨道写在4s轨道的前面；(2)依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为：N≡N；互为等电子体分子的结构相似，可写出CO的结构式；(3)甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；分子的空间构型为平面型；1 mol甲醛分子中含有2 mol碳氢σ键，1 mol碳氧σ键，故含有σ键的数目为 3NA；依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部，所包含的Cu原子数目为4。答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s2 或[Ar]3d10 4s2 (2)C≡O
(3)①甲醇分子之间形成氢键 sp2杂化 ②平面三角形 3NA ③4
点拨 本题主要考查核外电子排布式、等电子体原理、分子间作用力、杂化轨道、共价键类型、分子的平面构型。
硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：【例10】 (1)在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。
(2)硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。
A．离子键 B．共价键
C．金属键 D．范德华力
E．氢键 解析 (1)由球棍模型可知，硼原子能形成3条、4条共价键则B原子为sp2、sp3杂化；B原子提供空轨道，O原子提供孤电子对，故4,5原子之间形成配位键；由阴离子的组成可知，Xm－为[H4B4O9]m－，得出m＝2；(2)Na＋与Xm－间存在离子键，H2O分子间存在氢键和范德华力。
答案 (1)sp2、sp3 4,5(或5,4) 2 (2)A、D、E 单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据：【例11】 (1)晶体硼的晶体类型属于________晶体，理由是_____________________。
(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示)，其中含有二十个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子。通过观察图形及计算确定：①该基本结构单元是由________个硼原子构成的；其中B—B键的键角为________；所含B—B键的的数目是________。
②若将晶体硼结构单元中的每一个顶角均削去，余下的部分就和C60晶体的结构相同，据此确定：C60是由________个正六边形和________个正五边形构成。
③硼酸分子的结构式为 和Al(OH)3的结构相
似，已知0.01 mol硼酸与20 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液反应的化学方程式为________。答案 (1)原子 晶体硼的熔点、沸点都很高，硬度也很大
(2)①12 60° 30 ②20 12 ③B(OH)3＋NaOH===NaBO2＋2H2O
点拨 物质的分子有各种几何构型，应用数学中的几何思想，分析分子结构，能使抽象的变为具体的，枯燥的变为美好的，因此在化学学习过程中，要把数学知识渗透其中，达到相互融合，互相促进，形成立体化知识结构，有利于发散思维、创新思维的形成，解题是为了培养我们的能力，在解题过程中学会学习、学会思考、学会创新。 镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有____________________________________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如右图所示，请改正图中错误：______。【例12】 (3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：__________________________________。
(4)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见表：解释表中氟化物熔点差异的原因：_____________。(5)人工模拟是当前研究的热点。有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当其结合NNOOR′H或Cu(I)(I表示化合价为＋1)时，分别形成a和b：①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有________键的特性。
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用力的差异：________。
答案 (1)增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性(2)⑧应为黑色
(3)原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。燃烧时，电子获得能量，从内侧轨道跃迁到外侧的另一条轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态，它随即就会跳回原来轨道，并向外界释放能量(光能)(4)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点大于NaF
(5)①σ ②a中微粒间的相互作用为氢键，b中微粒间的相互作用为配位共价键1．根据物质在相同条件下的状态不同
提示 一般熔、沸点：固＞液＞气，如：碘单质＞汞＞
CO2
2．由周期表看主族单质的熔、沸点
提示 同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐
低；而非金属单质熔点、沸点渐高。但碳族元素特殊，
即C，Si，Ge，Sn越向下，熔点越低，与金属族相似；
还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低；ⅣA族的锡熔点比铅
低。3．同周期中的几个区域的熔点规律
提示 ①高熔点单质 C，Si，B三角形小区域，因其为原子
晶体，故熔点高，金刚石和石墨的熔点最高大于3 550 ℃。
金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部，其最高熔
点为钨(3 410 ℃)。
②低熔点单质 非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上
方，另有ⅠA的氢气。其中稀有气体熔、沸点均为同周期的
最低者，如氦的熔点(－272.2 ℃，26×105Pa)、沸点
(268.9 ℃)最低。
金属的低熔点区有两处：ⅠA、ⅡB族Zn，Cd，Hg及ⅢA族
中Al，Ge，Th；ⅣA族的Sn，Pb；ⅤA族的Sb，Bi，呈三角
形分布。最低熔点是Hg(－38.87 ℃)，近常温呈液态的镓
(29.78 ℃)、铯(28.4 ℃)，体温即能使其熔化。4．从晶体类型看熔、沸点规律
提示 晶体纯物质有固定熔点：不纯物质凝固点与成
分有关(凝固点不固定)。非晶体物质，如玻璃、水
泥、石蜡、塑料等，受热变软，渐变流动性(软化过
程)直至液体，没有熔点。
①原子晶体的熔、沸点高于离子晶体，又高于分子晶
体。
在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大，则
熔点越高。判断时可由原子半径推导出键长、键能再比
较。如
键长：金刚石(C—C)＞碳化硅(Si—C)＞晶体硅(Si—Si)。
熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅②在离子晶体中，化学式与结构相似时，阴阳离子半径之和越小，离子键越强，熔沸点越高。反之越低。
如KF＞KCl＞KBr＞KI，CaO＞KCl。
③分子晶体的熔沸点由分子间作用力而定，分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高，反之越低。(具有氢键的分子晶体，熔沸点反常地高，如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，C2H5OH＞CH3—O—CH3)。对于分子晶体而言又与极性大小有关，其判断思路大体是：
ⅰ组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔沸点越高。如：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。ⅱ组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近)，分子极性越大，其熔沸点就越高。如：CO＞N2，CH3OH＞CH3—CH3。
ⅲ在高级脂肪酸形成的油脂中，不饱和程度越大，熔沸点越低。如C17H35COOH(硬脂酸)＞C17H33COOH(油酸)；
ⅳ烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加，熔沸点升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
ⅴ同分异构体：链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多，熔沸点降低。如：CH3(CH2)3CH3(正)＞CH3CH2CH(CH3)2(异)＞((CH3)4C)(新)。芳香烃的异构体有两个取代基时，熔点按对、邻、间位降低。(沸点按邻、间、对位降低)④金属晶体：金属单质和合金属于金属晶体，其中熔、沸点高的比例数很大，如钨、铂等(但也有低的如汞、铯等)。在金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低。如Na＜Mg＜Al。
合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金＜纯铝(或纯硅)。
5．某些物质熔沸点高、低的规律性
提示 ①同周期主族(短周期)金属熔点。如Li＜Be，
Na＜Mg＜Al
②碱土金属氧化物的熔点均在2 000 ℃以上，比其他族
氧化物显著高，所以氧化镁、氧化铝是常用的耐火材
料。
③卤化钠(离子型卤化物)熔点随卤素的非金属性渐弱而
降低。如NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI。
通过查阅资料我们发现影响物质熔沸点的有关因素有：
①化学键，分子间力(范德华力)、氢键；②晶体结构，
有晶体类型、三维结构等，好像石墨跟金刚石就有点不
一样；③晶体成分，例如分子筛的硅铝比；④杂质影响：一般纯物质的熔点等都比较高。但是，分子间力又与取向力、诱导力、色散力有关，所以物质的熔沸点的高低不是一句话可以讲清的。我们在中学阶段只需掌握以上的比较规律。晶体中原子空间利用率的计算，实质是考查同学们的空间想象能力和几何计算能力。此类题目要运用数形结合的分析方法，一般要先画出金属晶体的侧面图，再用勾股定理计算。
(1)计算每个晶胞含有几个原子。
(2)找出原子半径r与晶胞边长a的关系。学科思想培养六 数形结合思想计算晶体空间利用率 某些晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以画出一个立方体的结构单元，金属原子处于立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体原子的空间利用率。
【例1】?答案 该类金属晶体原子的空间利用率为74% 下图为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本粒子组成。试根据图示判断，该晶体的化学式是 ( )。
A．A6B8C B．A2B4C
C．A3BC D．A3B4C【例2】?答案 C
