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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
性质 特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
异同表现 各向异性 各向同性
二者区 别方法 间接方法 看是否有固定的熔点
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：描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法。
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
A．正三棱柱晶胞中：
B．六棱柱晶胞中：
C．石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。
1.晶胞计算的思维方法
(1)晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。
(2)“均摊法”原理
特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，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、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。
②在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。
(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系
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)；1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，ρ为晶胞的密度)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
2.晶体与非晶体的几点理解
同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。
有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
考向1 认识各类晶胞
【典例1】（2024·山东·高三开学考试）硅、二氧化硅是现代信息技术的基础材料，α－SiO2和晶体硅晶胞结构如图所示，下列叙述正确的是
A．基态Si原子的原子核外的电子有14种空间运动状态
B．α－SiO2中Si－O的键长比晶体硅中Si－Si的长
C．1molα－SiO2中和1mol晶体硅中均含有2mol共价键
D．α－SiO2晶胞中A为O原子，每个晶胞拥有6个O原子
【变式练1】（2024·河北·高三统考开学考试）由铁及其化合物可制得、、等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。已知能被溶液吸收生成配合物。下列有关说法不正确的是
A．如图所示的晶胞中，铁原子的配位数为12
B．该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
C．基态的价电子排布式为
D．配离子中，配位原子只有氧原子
【变式练2】（2024·安徽·高三开学考试）钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构如图1所示，代表的原子分数坐标为(0，0，0)，B的为。设为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为。下列说法中错误的是
A．该晶胞含有3个 B．A与之间最近的距离为
C．该晶胞参数为 D．若沿轴向平面投影，则其投影图如图2所示
考向2 晶胞的密度及微粒间距离的计算
【典例2】（2024·河北·高三统考阶段练习）晶胞中原子的位置通常用原子分数坐标(将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数)表示。复杂结构的三维图表示往往难以在二维图上绘制和解释，可以从晶胞的一个轴的方向往下看，例如面心立方晶胞的投影图如图1所示。已知某硅的硫化物晶体的晶胞结构的投影图如图2所示，其晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．三种元素的第一电离能大小为
B．该硅的硫化物含有共价键
C．晶胞中原子的配位数为2
D．该硅的硫化物的密度为
【变式练3】（2024·湖南·高三校联考阶段练习）实验室制取HF的原理为，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：。的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A．氢化物的稳定性：
B．、、三者的中心原子价层电子对数相等
C．的晶体密度为(为阿伏加德罗常数的值)
D．晶体中与之间的最近距离为
【变式练4】（2024·黑龙江·模拟预测）CaC2晶体的晶胞结构与 NaCl 晶体的晶胞结构相似(如图所示)，但CaC2晶体中含有哑铃形的，使晶胞沿一个方向拉长，下列关于CaC2晶体的说法正确的是
A．每个 Ca2+ 周围距离最近且相等的的数目为 6
B．CaC2晶体，每个晶胞中含有 4 个 Ca2+ 和 4 个
C．6.4 gCaC2晶体中含有 0.2 mol 阴离子
D．每个 Ca2+周围距离最近且相等的 Ca2+有 12 个
1．（2024·湖南·高考真题）是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为，晶胞如图所示，下列说法错误的是
A．合成反应中，还原剂是和C
B．晶胞中含有的个数为4
C．每个周围与它最近且距离相等的有8个
D．为V型结构
2．（2023·山东·统考高考真题）石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中的键长比短
D．1mol(CF)x中含有2xmol共价单键
3．（2023·湖南·统考高考真题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与最近且距离相等的有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为
4．（2023·湖北·统考高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是
A．晶体中La的配位数为8
B．晶体中H和H的最短距离：
C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D．单位体积中含氢质量的计算式为
5．（2023·辽宁·统考高考真题）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1晶体密度为g cm-3 B．图1中O原子的配位数为6
C．图2表示的化学式为 D．取代产生的空位有利于传导
6．（2022·湖北·统考高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．的配位数为6 B．与距离最近的是
C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变
1．四类晶体的比较
类型 比较 分子晶体 共价晶体 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 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 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多数易溶于水等极性溶剂
导电、导热性 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 所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单质(如卤素X2)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
2．离子晶体的晶格能
(1)定义
气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(3)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。
1.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。
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、Na2O2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、石墨、晶体硅等)、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常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高。
②原子晶体的熔点很高。
③分子晶体的熔点低。
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水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
①离子晶体硬度较大、硬而脆。
②原子晶体硬度大。
③分子晶体硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
2.易混易错点
(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1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10 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，熔、沸点低(熔点190 ℃)。
(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。
3.分类比较晶体的熔、沸点
(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。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，金属晶体一般不参与比较。
(2)原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>石英>碳化硅>硅。
(3)离子晶体
一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)分子晶体
①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，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2＜Cl2＜Br2＜I2。
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，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3。
考向1 晶体类型的判断
【典例1】（2024·江苏·高三校联考开学考试）VA族元素及其化合物应用广泛。以合成氨为基础的化肥工业对粮食增产的贡献率占40%左右；肼(N2H4)的燃烧热为624kJ/mol，是常用的火箭燃料；白磷是制备含磷农药中间体的原料，用磷生产的一种化合物次磷酸(H3PO2)是一种一元酸；砷本身森性并不强，而砷的化合物、盐、有机化合物普遍毒性较强，比的毒性更强；Bi5+具有强氧化性，其碱性溶液能氧化得到BiAsO4沉淀而降低废水中的砷污染；我国探明的锑(Sb)储量据世界首位，锑与锡、铝、铜的合金强度高，极耐磨损，是制造轴承、轴衬及齿轮的绝好材料。下列说法不正确的是
A．As的基态电子排布式为[Ar]4s24p3
B． 和AsO的杂化类型相同
C．VA族元素单质的晶体类型不完全相同
D．P4的空间结构为正四面体，其键角为60°
【变式练1】（2024·北京·高三统考开学考试）有关下列晶体的说法正确的是
A．某晶体溶于水后可以导电，该晶体一定是离子晶体
B．含共价键，因此冰是共价晶体
C．一种化合物只能形成一种晶体结构
D．如图所示晶胞对应的化学式为
【变式练2】（2024·北京·高三开学考试）类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理不正确的是
A．为共价晶体，推测也是共价晶体
B．是直线型分子，推测也是直线型分子
C．的沸点高于，推测的沸点高于
D．甲苯能使酸性高锰酸钾褪色，推测乙苯也能使酸性高锰酸钾褪色
考向2 晶体熔、沸点的比较
【典例2】（2024·全国·高三专题练习）在20世纪90年代末，科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是
A．金刚石和石墨的熔点肯定比C60高
B．熔点：C60C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应
D．金刚石以非分子形式的粒子存在，属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形式的粒子存在，属于分子晶体；这些碳单质互为同素异形体
【变式练3】（2024·四川·高三阶段练习）下列物质的有关说法正确的是
A．HCl极易溶于水，是因为它是极性分子
B．H2O比H2S稳定，是因为水分之间有氢键
C．SiO2和CO2都是共价化合物，所以晶体类型相同
D．Na+的半径大于Mg2+，所以熔点Na2O>MgO
【变式练4】（2024·天津·统考一模）下列表述不正确的是
A．干冰和石英晶体类型不同
B．简单氢化物的沸点：
C．、HCN中碳原子的杂化方式相同
D．HCl比易溶于水可用“相似相溶”规律解释
1．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值M为NA，下列说法正确的是
A．Nb的配位数是6
B．Nb和O最短距离为anm
C．晶体密度
D．M的分数坐标为
2．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是
A．富勒烯C60是分子晶体
B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
3．（2021·辽宁·统考高考真题）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是
A．S位于元素周期表p区 B．该物质的化学式为
C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体
4．（2022·天津·统考高考真题）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是
A．金刚石比石墨稳定
B．两物质的碳碳键的键角相同
C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3
D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
5．（2022·天津·统考高考真题）利用反应可制备N2H4。下列叙述正确的是
A．NH3分子有孤电子对，可做配体
B．NaCl晶体可以导电
C．一个N2H4分子中有4个σ键
D．NaClO和NaCl均为离子化合物，他们所含的化学键类型相同
6．（2022·山东·高考真题）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是
A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同
7．（2021·天津·统考高考真题）下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
1．共价晶体(金刚石和二氧化硅)
(1)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109°28′，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。
(2)SiO2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 SiO2中含有4 mol Si—O键。
2．分子晶体
(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。
(2)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
(1)NaCl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－。
(2)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 12
特别提醒 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)：
每个面上有4个，共计12个。
(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。
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×。
(2)空间利用率＝。
(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，原子半径为r)
①面对角线长＝a。
②体对角线长＝a。
③体心立方堆积4r＝a
④面心立方堆积4r＝a。
考向1 强化记忆晶体结构
【典例1】（2024·河南·高三开学考试）下列有关晶体的说法不正确的是
A．上图所示的四种物质中，熔点最低的是冰
B．每个Cu晶胞中平均含有4个铜原子
C．在NaH晶体中，距离Na+最近且等距的Na+的个数为12
D．钛酸钡晶体中，Ba2+的配位数为4
【变式练1】已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。关于C3N4晶体的说法错误的是：
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的更牢固
B．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
C．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子
D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性共价键形成空间网状结构
【变式练2】有关晶体的下列说法中正确的是（ ）
A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．离子晶体中肯定不含非极性共价键
C．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
D．两种元素组成的分子晶体中一定只有极性共价键
考向2 晶胞中原子半径及空间利用率的计算
【典例2】（2024·全国·高三专题练习）某种合金的晶胞结构如图所示，已知金属原子半径r(Na)和r(K)，计算晶体的空间利用率： (假设原子是刚性球体)。(用代数式表示)
【变式练3】（2024·全国·高三专题练习）Ni的晶胞结构如图所示，晶体中镍原子的配位数是 ；若Ni的原子半径为d pm，Ni的密度计算表达式是 g cm 3；Ni原子空间利用率的计算表达式是 。(Ni的相对原子量用Mr表示)
【变式练4】SiC有两种晶态变体：α—SiC和β—SiC。其中β—SiC为立方晶胞，结构与金刚石相似，晶胞参数为434pm。针对β—SiC回答下列问题：
⑴C的配位数为 。
⑵C和Si的最短距离为 pm。
⑶假设C的原子半径为r，列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率 。（ π =3.14）
1．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是
A．I为金
B．Ⅱ中的配位数是12
C．Ⅲ中最小核间距
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、
2．（2023·湖北·统考高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
3．（2021·天津·统考高考真题）下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
4．（2024·福建·统考期末）2022年4月16日神舟13号载人飞行任务取得圆满成功，高性能金属材料铝合金、钛合金、镁合金、超强度钢等作用功不可没。回答下列问题：
(1)铁元素在周期表中的位置是 ，基态的价电于排布式为 。
(2)镁与同周期相邻的两种元素的第一电离能由大到小排列顺序为 。
(3)常温下，是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K。通过与铵盐反应可生成。
①的熔点低于的原因是 。
②中，的空间构型是 。
(4)是金红石的主要成分，其晶胞结构如图所示，设Ti和O原子半径分别为和(单位：pm)，晶胞的长宽高分别为a、b、c(单位：cm)，则晶胞中原子的空间利用率为 (列出计算表达式)。(空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比)
5．（2024·新疆·校考期中）I．下图是金属钨晶体中一个晶胞的结构示意图。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：
(1)钨的晶胞堆积方式为 ，每一个晶胞中均摊到 个钨原子，空间利用率为
(2)列式表达晶胞的边长a 。
(3)计算钨的原子半径r 。(用含a的代数式表达)
II．一种离子晶体的晶胞如图其中阳离子以A表示，阴离子以B表示。
(4)每个晶胞中含A离子的数目为 ，含B离子数目为 。
(5)若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是 ；
(6)阳离子周围距离最近的阴离子数为 ，阴离子周围距离最近的阳离子数 。
(7)已知A的离子半径为rcm，则该晶胞的体积是 cm3。
6．（2024·山东·统考期末）超导材料有非常良好的应用前景，科学家合成了由、、为组成元素的超导材料。回答下列问题：
(1)将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，金属锂溶于液氨时发生反应：，X的化学式为 。
(2)、P、N三种元素对应的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为 ，原因是 。
(3)该超导体的立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为apm，Li、、As原子半径分别为、、，其中Li和As分别位于晶胞体对角线上距离最近顶点处。
①该超导体的化学式为 。晶胞内形成的空间构型为 。沿x轴方向的投影图与沿z轴方向的投影图 (填“相同”或“不同”)。
②晶胞中金属元素的空间利用率为 (列出计算表达式)。
7．（2024·河南·统考模拟预测）一种新型碳单晶一单层聚合C60。它是典型的半导体，预示其在光、电半导体器件中具有潜在应用。回答下列问题：
(1)基态碳原子的价电子轨道表示式为 。
(2)下列有关单层聚合C60(准六方聚合C60的结构如图)的说法正确的是 (填字母)。
A．与金刚石、石墨烯互为同素异形体
B．与C60是同一种物质
C．所有的碳原子均为sp2杂化
D．它是一种共价化合物，不导电
E.它是由多个C60通过碳碳单键连接起来的
(3)石墨烯如图，分子中碳原子的杂化方式为 ，它具有很强的导电性，原因是 。
(4)C60的结构如图所示，它能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为 。
(5)金刚石晶胞的截面图如图所示(假设晶胞边长为dcm)，原子1的分数坐标为 ，金刚石晶胞的密度为 (列出计算式，已知阿伏加德罗常数的值为NA)。
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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
性质 特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
异同表现 各向异性 各向同性
二者区 别方法 间接方法 看是否有固定的熔点
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：描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法。
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
A．正三棱柱晶胞中：
B．六棱柱晶胞中：
C．石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。
1.晶胞计算的思维方法
(1)晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。
(2)“均摊法”原理
特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，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、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。
②在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。
(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系
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)；1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，ρ为晶胞的密度)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
2.晶体与非晶体的几点理解
同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。
有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
考向1 认识各类晶胞
【典例1】（2024·山东·高三开学考试）硅、二氧化硅是现代信息技术的基础材料，α－SiO2和晶体硅晶胞结构如图所示，下列叙述正确的是
A．基态Si原子的原子核外的电子有14种空间运动状态
B．α－SiO2中Si－O的键长比晶体硅中Si－Si的长
C．1molα－SiO2中和1mol晶体硅中均含有2mol共价键
D．α－SiO2晶胞中A为O原子，每个晶胞拥有6个O原子
【答案】D
【解析】A．基态Si原子的原子核外的电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据8个原子轨道，有8种空间运动状态，故A错误；
B．O的原子半径小于Si，所以α－SiO2中Si－O的键长比晶体硅中Si－Si的短，故B错误；
C．1molα－SiO2中含有4mol共价键，1mol晶体硅中均含有2mol共价键，故C错误；
D．Si形成4个共价键、O原子形成2个共价键，α－SiO2晶胞中A为O原子；根据均摊原则，每个晶胞中有Si原子数 ，所以拥有6个O原子，故D正确；
选D。
【变式练1】（2024·河北·高三统考开学考试）由铁及其化合物可制得、、等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。已知能被溶液吸收生成配合物。下列有关说法不正确的是
A．如图所示的晶胞中，铁原子的配位数为12
B．该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
C．基态的价电子排布式为
D．配离子中，配位原子只有氧原子
【答案】D
【解析】A．如图所示的晶胞中，铁位于面心和顶点，以顶点铁原子分析，每个横截面上距离该铁原子最近的有4个面心铁原子，三个横截面共12个，因此铁原子的配位数为12，故A正确；
B．该配合物中阴离子为硫酸根离子，其中心原子孤电子对数为，价层电子对数为，其空间构型为正四面体形，故B正确；
C．基态的价电子排布式为，故C正确；
D．配离子为，配体为和，氮的电负性小于氧，配位原子分别是N、O，故D错误。
综上所述，答案为D。
【变式练2】（2024·安徽·高三开学考试）钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构如图1所示，代表的原子分数坐标为(0，0，0)，B的为。设为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为。下列说法中错误的是
A．该晶胞含有3个 B．A与之间最近的距离为
C．该晶胞参数为 D．若沿轴向平面投影，则其投影图如图2所示
【答案】C
【解析】A．B代表Pb2+、C代表I-，中Pb2+、I-的个数比为1:3，Pb2+离子数为1，所以该晶胞含有3个，故A正确；
B．A位于顶点，C位于面心， A与之间最近的距离为面对角线的一半，为，故B正确；
C．的摩尔质量为620g/mol，根据均摊原则，1个晶胞中含有1个，晶胞的体积为 ，该晶胞参数为，故C错误；
D．若沿轴向平面投影，则其投影图如图2所示，中心为面心、体心的投影重叠，故D正确；
选C。
考向2 晶胞的密度及微粒间距离的计算
【典例2】（2024·河北·高三统考阶段练习）晶胞中原子的位置通常用原子分数坐标(将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数)表示。复杂结构的三维图表示往往难以在二维图上绘制和解释，可以从晶胞的一个轴的方向往下看，例如面心立方晶胞的投影图如图1所示。已知某硅的硫化物晶体的晶胞结构的投影图如图2所示，其晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．三种元素的第一电离能大小为
B．该硅的硫化物含有共价键
C．晶胞中原子的配位数为2
D．该硅的硫化物的密度为
【答案】C
【解析】A．已知同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故三种元素的第一电离能大小为，A错误；
B．如图1为面心立方晶胞的投影，说明S元素位于晶胞面心和顶点上，该晶胞中S原子个数=8×+6×=4，该晶胞中Si原子位于晶胞体对角线上，该晶胞中含有2个Si原子，所以Si、S原子个数之比为2：4=1：2，化学式为SiS2，1mol该硅的硫化物含有=4mol共价键，B错误；
C．由题干信息可知，与Si紧邻的4个S原子距离相等，根据阴阳离子的配位数之比等于离子所带的电荷数之比，则与S紧邻的2个Si原子距离相等，即晶胞中S原子的配位数为2，C正确；
D．已知该晶胞的体积=（a×10-7cm）3，该晶胞中相当于含有2个SiS2，晶胞密度ρ===，D错误；
故答案为：C。
【变式练3】（2024·湖南·高三校联考阶段练习）实验室制取HF的原理为，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：。的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A．氢化物的稳定性：
B．、、三者的中心原子价层电子对数相等
C．的晶体密度为(为阿伏加德罗常数的值)
D．晶体中与之间的最近距离为
【答案】D
【解析】A．非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：，故A正确；
B．、和的中心原子的价层电子时数均为4，故B正确；
C．由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个，8个，由晶胞结构可知其密度为故C正确；
D．晶体中为面心立方最密堆积，位于围成的正四面体的空隙中，与之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的，即为，故D错误；
答案选D。
【变式练4】（2024·黑龙江·模拟预测）CaC2晶体的晶胞结构与 NaCl 晶体的晶胞结构相似(如图所示)，但CaC2晶体中含有哑铃形的，使晶胞沿一个方向拉长，下列关于CaC2晶体的说法正确的是
A．每个 Ca2+ 周围距离最近且相等的的数目为 6
B．CaC2晶体，每个晶胞中含有 4 个 Ca2+ 和 4 个
C．6.4 gCaC2晶体中含有 0.2 mol 阴离子
D．每个 Ca2+周围距离最近且相等的 Ca2+有 12 个
【答案】B
【解析】A．根据题意可知，存在C使沿一个方向拉长，根据晶胞图可知，每个Ca2+周围距离最近且相等的C的数目为4，故A错误；
B．CaC2晶体中，每个晶胞中含有Ca2+数目为=4个，C的数目为=4，故B正确；
C．6.4gCaC2物质的量为0.1mol，CaC2中的阴离子为C，则含阴离子物质的量为0.1mol，故C错误；
D．该晶胞中沿一个方向拉长，导致晶胞的一个平面的长与宽不等，与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4个，故D错误；
答案为B。
1．（2024·湖南·高考真题）是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为，晶胞如图所示，下列说法错误的是
A．合成反应中，还原剂是和C
B．晶胞中含有的个数为4
C．每个周围与它最近且距离相等的有8个
D．为V型结构
【答案】D
【解析】A．LiH中H元素为-1价，由图中化合价可知， N元素为-3价，C元素为+4价，根据反应可知，H元素由-1价升高到0价，C元素由0价升高到+4价，N元素由0价降低到-3价，由此可知还原剂是和C，故A正确；
B．根据均摊法可知，位于晶胞中的面上，则含有的个数为，故B正确；
C．观察位于体心的可知，与它最近且距离相等的有8个，故C正确；
D．的中心原子C原子的价层电子对数为，且与CO2互为等电子体，可知为直线型分子，故D错误；
故答案选D。
2．（2023·山东·统考高考真题）石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中的键长比短
D．1mol(CF)x中含有2xmol共价单键
【答案】B
【解析】A．石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；
B．(CF)x中C原子的所有价键均参与成键，未有未参与成键的孤电子或者不饱和键，故与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强，B正确；
C．已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中的键长比长，C错误；
D．由题干结构示意图可知，在(CF)x 中C与周围的3个碳原子形成共价键，每个C-C键被2个碳原子共用，和1个F原子形成共价键，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键，D错误；
故答案为：B。
3．（2023·湖南·统考高考真题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与最近且距离相等的有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为
【答案】C
【解析】A．根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6，其中C个数：12×=6，故其最简化学式为，A正确；
B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，Ca2+位于体心，每个为8个晶胞共用，则晶体中与最近且距离相等的有8个，B正确；
C．根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；
D．根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确；
故选C。
4．（2023·湖北·统考高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是
A．晶体中La的配位数为8
B．晶体中H和H的最短距离：
C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D．单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【解析】A．由的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；
B．由晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；
C．由题干信息可知，在晶胞中，每个H结合4个H形成类似的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，且不是闭合的结构，故C错误；
D．1个晶胞中含有58=40个H原子，含H质量为g，晶胞的体积为(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，则单位体积中含氢质量的计算式为，故D正确；
答案选C。
5．（2023·辽宁·统考高考真题）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1晶体密度为g cm-3 B．图1中O原子的配位数为6
C．图2表示的化学式为 D．取代产生的空位有利于传导
【答案】C
【解析】A．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为g=g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为g÷(a3×10-30cm3)=g/cm3，A项正确；
B．图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；
C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；
D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确；
答案选C。
6．（2022·湖北·统考高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．的配位数为6 B．与距离最近的是
C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】A．配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，位于体心，F-位于面心，所以配位数为6，A正确；
B．与的最近距离为棱长的，与的最近距离为棱长的，所以与距离最近的是，B错误；
C．位于顶点，所以个数==1，F-位于面心，F-个数==3，位于体心，所以个数=1，综上，该物质的化学式为，C正确；
D．与半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确；
故选B。
1．四类晶体的比较
类型 比较 分子晶体 共价晶体 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 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 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多数易溶于水等极性溶剂
导电、导热性 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 所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单质(如卤素X2)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
2．离子晶体的晶格能
(1)定义
气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(3)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。
1.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。
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、Na2O2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、石墨、晶体硅等)、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常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高。
②原子晶体的熔点很高。
③分子晶体的熔点低。
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水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
①离子晶体硬度较大、硬而脆。
②原子晶体硬度大。
③分子晶体硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
2.易混易错点
(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1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10 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，熔、沸点低(熔点190 ℃)。
(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。
3.分类比较晶体的熔、沸点
(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。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，金属晶体一般不参与比较。
(2)原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>石英>碳化硅>硅。
(3)离子晶体
一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)分子晶体
①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，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2＜Cl2＜Br2＜I2。
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，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3。
考向1 晶体类型的判断
【典例1】（2024·江苏·高三校联考开学考试）VA族元素及其化合物应用广泛。以合成氨为基础的化肥工业对粮食增产的贡献率占40%左右；肼(N2H4)的燃烧热为624kJ/mol，是常用的火箭燃料；白磷是制备含磷农药中间体的原料，用磷生产的一种化合物次磷酸(H3PO2)是一种一元酸；砷本身森性并不强，而砷的化合物、盐、有机化合物普遍毒性较强，比的毒性更强；Bi5+具有强氧化性，其碱性溶液能氧化得到BiAsO4沉淀而降低废水中的砷污染；我国探明的锑(Sb)储量据世界首位，锑与锡、铝、铜的合金强度高，极耐磨损，是制造轴承、轴衬及齿轮的绝好材料。下列说法不正确的是
A．As的基态电子排布式为[Ar]4s24p3
B． 和AsO的杂化类型相同
C．VA族元素单质的晶体类型不完全相同
D．P4的空间结构为正四面体，其键角为60°
【答案】A
【解析】A．As的基态电子排布式为[Ar]3d104s24p3，选项A错误；
B．的As的价层电子对数为，的As的价层电子对数为，则和均为sp3杂化，选项B正确；
C．第VA族元素单质的晶体类型不相同，氮、磷、砷的单质为分子晶体，锑(Sb)、铋(Bi)的单质为金属晶体，选项C正确；
D．P4的空间结构为正四面体，其键角为60°，选项D正确；
答案选A。
【变式练1】（2024·北京·高三统考开学考试）有关下列晶体的说法正确的是
A．某晶体溶于水后可以导电，该晶体一定是离子晶体
B．含共价键，因此冰是共价晶体
C．一种化合物只能形成一种晶体结构
D．如图所示晶胞对应的化学式为
【答案】D
【解析】A．某晶体溶于水后可以导电，该晶体可能是离子晶体，也可能是分子晶体，故A错误；
B．含共价键，但是冰是分子晶体，故B错误；
C．一种化合物可能由于原子排列方式不同而成为不同的晶体，故C错误；
D．如图所示晶胞结构，计算可得：A：；B：1；X：，所以物质对应化学式：，故D正确；
答案选D。
【变式练2】（2024·北京·高三开学考试）类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理不正确的是
A．为共价晶体，推测也是共价晶体
B．是直线型分子，推测也是直线型分子
C．的沸点高于，推测的沸点高于
D．甲苯能使酸性高锰酸钾褪色，推测乙苯也能使酸性高锰酸钾褪色
【答案】A
【解析】A． 空间网状结构，属于共价晶体；为面心立方体，属于分子晶体，故A错误；
B．O和S是同族元素，故形成的CO2和CS2都是直线形分子，故B正确；
C．C和Si、Se和S均为同族元素，所形成的氢化物都为分子晶体，沸点取决于分子间相互作用力大小，在无氢键形成时，分子间相互作用力可根据相对分子质量判断，故C正确；
D．甲苯和乙苯都属于苯的同系物，都能被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色，故D正确；
答案选A。
考向2 晶体熔、沸点的比较
【典例2】（2024·全国·高三专题练习）在20世纪90年代末，科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是
A．金刚石和石墨的熔点肯定比C60高
B．熔点：C60C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应
D．金刚石以非分子形式的粒子存在，属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形式的粒子存在，属于分子晶体；这些碳单质互为同素异形体
【答案】C
【解析】A．金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，因此金刚石和石墨的熔点肯定比C60高，A正确；
B．分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，因此熔点：C60C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都能在中燃烧生成，C错误；
D．金刚石属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子分子晶体，这些碳单质互为同素异形体，D正确；
故选C。
【变式练3】（2024·四川·高三阶段练习）下列物质的有关说法正确的是
A．HCl极易溶于水，是因为它是极性分子
B．H2O比H2S稳定，是因为水分之间有氢键
C．SiO2和CO2都是共价化合物，所以晶体类型相同
D．Na+的半径大于Mg2+，所以熔点Na2O>MgO
【答案】A
【解析】A．水为极性分析，相似相溶，HCl极易溶于水，说明HCl为极性分子，A正确；
B．分子的稳定性与共价键有关，共价键键能越大，共价键越稳定，分子越稳定，所以H2O比H2S稳定，是因为水分子中H-O的键能大于H2S中H-S的键能，与氢键无关，B错误；
C．SiO2和CO2都是共价化合物，SiO2属于共价晶体，而CO2是分子晶体，二者晶体类型不相同，C错误；
D．Na2O和MgO均为离子晶体，Na+的半径大于Mg2+，且Na+所带正电荷比Mg2+少，电荷数多、核间距越小的晶格能大，所以熔点Na2O＜MgO，D错误；
故答案为：A。
【变式练4】（2024·天津·统考一模）下列表述不正确的是
A．干冰和石英晶体类型不同
B．简单氢化物的沸点：
C．、HCN中碳原子的杂化方式相同
D．HCl比易溶于水可用“相似相溶”规律解释
【答案】C
【解析】A．干冰是分子晶体，石英晶体是共价或原子晶体，两者晶体类型不同，故A正确；
B．水分子间能形成氢键，而CH4和SiH4不能形成氢键，水的沸点最高，分子晶体的相对分子质量越大其沸点越高，则沸点：，故B正确；
C．、HCN中碳原子的价层电子对个数前者是3、后者是2，根据价层电子对互斥理论知，前者C原子采用sp2杂化，后者C原子都采用sp杂化，所以杂化类型不相同，故C错误；
D．Cl2是非极性分子，HCl、H2O都是极性分子，HCl易溶于水可以用相似相溶原理解释，故D正确；
故选：C。
1．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值M为NA，下列说法正确的是
A．Nb的配位数是6
B．Nb和O最短距离为anm
C．晶体密度
D．M的分数坐标为
【答案】D
【解析】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故A错误；
B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故B错误；
C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为6×=3，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=，故C错误；
D．P的分数坐标为（0，0，0），M位于正方体的面心，M的分数坐标为（，，），故D正确；
故选：D。
2．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是
A．富勒烯C60是分子晶体
B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
【答案】C
【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；
B．由题图可知，中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确；
C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C错误；
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D正确；
故合理选项是C。
3．（2021·辽宁·统考高考真题）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是
A．S位于元素周期表p区 B．该物质的化学式为
C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体
【答案】D
【解析】A．S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；
B．由该物质形成晶体的晶胞可知：S个数为，H个数为：，故H、S原子个数比为3:1，故该物质的化学式为，B正确；
C．S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，C正确；
D．由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误；
故答案为：D。
4．（2022·天津·统考高考真题）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是
A．金刚石比石墨稳定
B．两物质的碳碳键的键角相同
C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3
D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
【答案】D
【解析】A．石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，故A错误；
B．金刚石是空间网状正四面体形，键角为109°28′，石墨是层内正六边形，键角为120°，因此碳碳键的键角不相同，故B错误；
C．金刚石是空间网状正四面体形，石墨是层内正六边形，层与层之间通过范德华力连接，1mol金刚石有2mol碳碳键，1mol石墨有1.5mol碳碳键，因此等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为3∶4，故C错误；
D．金刚石和石墨是两种不同的晶体类型，因此可用X射线衍射仪鉴别，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．（2022·天津·统考高考真题）利用反应可制备N2H4。下列叙述正确的是
A．NH3分子有孤电子对，可做配体
B．NaCl晶体可以导电
C．一个N2H4分子中有4个σ键
D．NaClO和NaCl均为离子化合物，他们所含的化学键类型相同
【答案】A
【解析】A．NH3中N原子的孤电子对数＝＝1，可以提供1对孤电子对，可以做配体，A正确；
B．导电需要物质中有可自由移动的离子或电子，NaCl晶体中没有自由移动的电子或者离子，故不能导电，B错误；
C．单键属于σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键；N2H4的结构式为 ，分子中含有5个σ键，C错误；
D．NaClO含有离子键和共价键，NaCl只含有离子键，都是离子化合物，但所含的化学键类型不同，D错误；
故选A。
6．（2022·山东·高考真题）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是
A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【分析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。
【解析】A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；
B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；
D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。
综上所述，本题选A。
7．（2021·天津·统考高考真题）下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
【答案】C
【解析】A．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；
B．I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B错误；
C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；
D．SiC为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误；
故选C。
1．共价晶体(金刚石和二氧化硅)
(1)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109°28′，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。
(2)SiO2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 SiO2中含有4 mol Si—O键。
2．分子晶体
(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。
(2)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
(1)NaCl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－。
(2)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 12
特别提醒 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)：
每个面上有4个，共计12个。
(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。
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×。
(2)空间利用率＝。
(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，原子半径为r)
①面对角线长＝a。
②体对角线长＝a。
③体心立方堆积4r＝a
④面心立方堆积4r＝a。
考向1 强化记忆晶体结构
【典例1】（2024·河南·高三开学考试）下列有关晶体的说法不正确的是
A．上图所示的四种物质中，熔点最低的是冰
B．每个Cu晶胞中平均含有4个铜原子
C．在NaH晶体中，距离Na+最近且等距的Na+的个数为12
D．钛酸钡晶体中，Ba2+的配位数为4
【答案】D
【解析】A．上图所示的四种物质中只有冰是分子晶体，熔点最低的是冰，A正确；
B．每个Cu晶胞中平均含有铜原子个数为，B正确；
C．在NaH晶体中，距离Na+最近且等距的Na+位于面心处，其个数为12个，C正确；
D．根据晶胞结构可知，晶体中与每个Ba2+紧邻且等距离的O2－有12个，D错误。
答案选D。
【变式练1】已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。关于C3N4晶体的说法错误的是：
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的更牢固
B．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
C．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子
D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性共价键形成空间网状结构
【答案】D
【解析】A．C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合，这说明该晶体属于原子晶体。由于碳原子半径大于氮原子半径，则其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固，A正确；
B．构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构，B正确；
C．碳最外层有4个电子，氮最外层有5个电子，则该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，C正确；
D．金刚石中只存在C-C键，属于非极性共价键，C3N4晶体中C、N之间以极性共价键结合，原子间以极性键形成空间网状结构，D错误；
答案选D。
【变式练2】有关晶体的下列说法中正确的是（ ）
A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．离子晶体中肯定不含非极性共价键
C．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
D．两种元素组成的分子晶体中一定只有极性共价键
【答案】C
【解析】A.分子晶体中分子间作用力只影响分子晶体的物理性质如熔沸点，不影响分子的稳定性，故A不选；
B.离子晶体中可能含有非极性共价键，如Na2O2，故B不选；
C.离子晶体熔化时，破坏的是离子键，分子晶体熔化时，破坏的是分子间作用力，故C选；
D.分子晶体H2O2中含有非极性共价键，故D不选。
故选C。
考向2 晶胞中原子半径及空间利用率的计算
【典例2】（2024·全国·高三专题练习）某种合金的晶胞结构如图所示，已知金属原子半径r(Na)和r(K)，计算晶体的空间利用率： (假设原子是刚性球体)。(用代数式表示)
【答案】
【解析】根据图知，该晶胞棱长=2[r(Na)+r(K)]，晶胞体积=[2r(Na)+2r(K)]]3，该晶胞中Na原子个数=12× =3、K原子个数=×8=1，原子总体积=3×π[r(Na)]3+1×π[r(K)]3，晶体的空间利用率=×100%=故答案为：。
【变式练3】（2024·全国·高三专题练习）Ni的晶胞结构如图所示，晶体中镍原子的配位数是 ；若Ni的原子半径为d pm，Ni的密度计算表达式是 g cm 3；Ni原子空间利用率的计算表达式是 。(Ni的相对原子量用Mr表示)
【答案】 12
【解析】镍晶体的晶胞为面心立方，配位数目是12；Ni的密度应由晶胞内Ni的质量除以晶胞体积计算，晶胞中Ni的个数有个，已知Ni原子的半径为d pm，晶胞棱长为pm，故晶胞密度为，空间利用率的计算表达式为；故答案为：12；；。
【变式练4】SiC有两种晶态变体：α—SiC和β—SiC。其中β—SiC为立方晶胞，结构与金刚石相似，晶胞参数为434pm。针对β—SiC回答下列问题：
⑴C的配位数为 。
⑵C和Si的最短距离为 pm。
⑶假设C的原子半径为r，列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率 。（ π =3.14）
【答案】 4 188 34%
【分析】
每个C周围有4个硅，C和Si的最短距离为体对角线的四分之一，先计算金刚石晶胞中碳的个数，再根据公式计算空间利用率。
【解析】
⑴每个C周围有4个硅，因此C的配位数为4；故答案为：4。
⑵C和Si的最短距离为体对角线的四分之一，因此；故答案为：188。
⑶金刚石晶胞中有个碳，假设C的原子半径为r，则金刚石晶胞参数为，金刚石晶体中原子的空间利用率；故答案为：34%。
1．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是
A．I为金
B．Ⅱ中的配位数是12
C．Ⅲ中最小核间距
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、
【答案】C
【解析】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为： ，I中Au和Cu原子个数比值为1:1，则Au的质量分数为： ，A正确；
B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确；
C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，的核间距为，的最小核间距也为 ，最小核间距，C错误；
D． I中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1:1；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点， 处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为；D正确；
故选C。
2．（2023·湖北·统考高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
【答案】B
【解析】A. 和在高温下发生反应生成和，因此，制备粗硅的反应方程式为，A说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为，B说法错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和应充分去除水和氧气 ，C说法正确；
D. ，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成的反应为熵减过程，D说法正确；
综上所述，本题选B。
3．（2021·天津·统考高考真题）下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
【答案】C
【解析】A．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；
B．I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B错误；
C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；
D．SiC为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误；
故选C。
4．（2024·福建·统考期末）2022年4月16日神舟13号载人飞行任务取得圆满成功，高性能金属材料铝合金、钛合金、镁合金、超强度钢等作用功不可没。回答下列问题：
(1)铁元素在周期表中的位置是 ，基态的价电于排布式为 。
(2)镁与同周期相邻的两种元素的第一电离能由大到小排列顺序为 。
(3)常温下，是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K。通过与铵盐反应可生成。
①的熔点低于的原因是 。
②中，的空间构型是 。
(4)是金红石的主要成分，其晶胞结构如图所示，设Ti和O原子半径分别为和(单位：pm)，晶胞的长宽高分别为a、b、c(单位：cm)，则晶胞中原子的空间利用率为 (列出计算表达式)。(空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比)
【答案】(1) 第四周期Ⅷ族 3d5
(2)Mg>Al>Na
(3) CaCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体 正四面体
(4)×100%
【解析】（1）Fe是26号元素，价电子电子排布式为3d64s2，处于周期表中第四周期Ⅷ族，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+，基态Fe3+的价电子排布式为3d5，故答案为：第四周期Ⅷ族；3d5；
（2）同主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但Mg元素原子2s能级为全充满稳定状态，其第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Mg＞Al＞Na，故答案为：Mg＞Al＞Na；
（3）①常温下，TiCl4是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K，可知TiCl4属于分子晶体，而CaCl2属于离子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体，TiCl4的熔点低于CaCl2，故答案为：CaCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体；
②铵根中N原子孤电子对为=0，价层电子对数为0+4=0，铵根的空间构型是正四面体形，故答案为：正四面体形；
（4）晶胞中，黑色球数目为1+8×=2，白色球数目为2+4×=4，结合化学式TiO2可知，黑色球为Ti、白色球为O，分子中原子总体积为4×π（rO×10-10cm）3+2×π（rTi×10-10cm）3，晶胞体积为abc cm3，晶胞中原子的空间利用率=×100＝×100%，故答案为：×100%。
5．（2024·新疆·校考期中）I．下图是金属钨晶体中一个晶胞的结构示意图。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：
(1)钨的晶胞堆积方式为 ，每一个晶胞中均摊到 个钨原子，空间利用率为
(2)列式表达晶胞的边长a 。
(3)计算钨的原子半径r 。(用含a的代数式表达)
II．一种离子晶体的晶胞如图其中阳离子以A表示，阴离子以B表示。
(4)每个晶胞中含A离子的数目为 ，含B离子数目为 。
(5)若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是 ；
(6)阳离子周围距离最近的阴离子数为 ，阴离子周围距离最近的阳离子数 。
(7)已知A的离子半径为rcm，则该晶胞的体积是 cm3。
【答案】(1) 体心立方 2 68%
(2)cm
(3)cm
(4) 4 8
(5)CaF2
(6) 8 4
(7)
【解析】（1）
由题干晶胞示意图可知，钨的晶胞堆积方式为体心立方，每一个晶胞中均摊到=2个钨原子，体心立方晶胞的空间利用率为68%，故答案为：体心立方；2；68%；
（2）
已知晶胞的密度为：19.30g·cm-3，钨的相对原子质量是183.9，由(1)分析可知，一个晶胞含有钨原子的个数为2，则一个晶胞的质量为：，晶胞的边长为a，则有：19.30a3=，解得a=cm，故答案为：cm；
（3）
体心立方晶胞中有4r=，结合(2)分析可知，钨的原子半径r=cm，故答案为：cm；
（4）
由题干晶胞示意图可知，A离子位于晶胞的8个顶点和6个面心，则每个晶胞中含A离子的数目为=4，B离子均在体内，即含B离子数目为8×1=8，故答案为：4；8；
（5）
由(4)分析可知，该晶胞中阳离子A和阴离子B的个数比为1:2，若A的核外电子排布与Ar相同则A为Ca2+，B的电子排布与Ne相同则B为F-，则该离子化合物的化学式是CaF2，故答案为：CaF2；
（6）
由题干晶胞示意图可知，以A为例，离它最近的B离子有8个，即阳离子周围距离最近的阴离子数为8，同理以B为例，离它最近的A离子有4个，即阴离子周围距离最近的阳离子数为4，故答案为：8；4；
（7）
已知A的离子半径为rcm，由题干晶胞示意图可知，该晶胞中面对角线等于A原子半径的4倍，即=4r，即a=，则该晶胞的体积是()3= cm3，故答案为：。
6．（2024·山东·统考期末）超导材料有非常良好的应用前景，科学家合成了由、、为组成元素的超导材料。回答下列问题：
(1)将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，金属锂溶于液氨时发生反应：，X的化学式为 。
(2)、P、N三种元素对应的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为 ，原因是 。
(3)该超导体的立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为apm，Li、、As原子半径分别为、、，其中Li和As分别位于晶胞体对角线上距离最近顶点处。
①该超导体的化学式为 。晶胞内形成的空间构型为 。沿x轴方向的投影图与沿z轴方向的投影图 (填“相同”或“不同”)。
②晶胞中金属元素的空间利用率为 (列出计算表达式)。
【答案】(1)
(2) 分子间可形成氢键，沸点最高 的相对分子质量比的大，范德华力大，沸点高
(3) 正四面体 不同
【解析】（1）
由，根据质量守恒定律：X的化学式为。故答案为：；
（2）
、P、N三种元素对应的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为分子间可形成氢键，沸点最高，原因是的相对分子质量比的大，范德华力大，沸点高。故答案为：分子间可形成氢键，沸点最高；的相对分子质量比的大，范德华力大，沸点高；
（3）
①晶胞中有4个Li，4个As，Fe为8×+8×+2×=4，该超导体的化学式为。晶胞内形成的空间构型为正四面体。 从z轴方向投影图中可以看出铁原子的位置在方形的正中心，沿x轴方向时，铁原子不出现在方形的正中心，只出现在两条边上，沿x轴方向的投影图与沿z轴方向的投影图不同(填“相同”或“不同”)。故答案为：；正四面体；不同；
②晶胞中有4个Li，4个Fe，体积分别为：×4、×4，晶胞体积为a3，晶胞中金属元素的空间利用率为(列出计算表达式)。故答案为：。
7．（2024·河南·统考模拟预测）一种新型碳单晶一单层聚合C60。它是典型的半导体，预示其在光、电半导体器件中具有潜在应用。回答下列问题：
(1)基态碳原子的价电子轨道表示式为 。
(2)下列有关单层聚合C60(准六方聚合C60的结构如图)的说法正确的是 (填字母)。
A．与金刚石、石墨烯互为同素异形体
B．与C60是同一种物质
C．所有的碳原子均为sp2杂化
D．它是一种共价化合物，不导电
E.它是由多个C60通过碳碳单键连接起来的
(3)石墨烯如图，分子中碳原子的杂化方式为 ，它具有很强的导电性，原因是 。
(4)C60的结构如图所示，它能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为 。
(5)金刚石晶胞的截面图如图所示(假设晶胞边长为dcm)，原子1的分数坐标为 ，金刚石晶胞的密度为 (列出计算式，已知阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】(1)
(2)AE
(3) sp2 石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性
(4)25NA
(5) (，，) g cm-3
【解析】（1）碳元素的原子序数为6，价电子排布式为2s22p2，价电子轨道表示式为 ，故答案为： ；
（2）A．单层聚合C60与金刚石、石墨烯都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故正确；
B．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，与C60的结构不同，是不同种物质，故错误；
C．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，则C60中碳原子的杂化方式为sp2杂化，单键碳原子的杂化方式为sp3杂化，故错误；
D．由题意可知，单层聚合C60是一种介于导体和绝缘体之间的半导体，一定条件下能导电，故错误；
E．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，故正确；
故选AE；
（3）由图可知，石墨烯分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性，故答案为：sp2；石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π键，因而具有优良的导电性；
（4）C60分子中含有60个碳碳单键和30个碳碳双键，由分子式可知，与氯气发生加成反应时，有5个碳碳双键变成碳碳单键，则C60Cl10分子中的双键数目为30—5=25个，所以1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为1mol×25×NAmol—1=25NA，故答案为：25NA；
（5）由金刚石晶胞的截面图可知，原子1位于晶胞体对角线的处，原子的分数坐标为(，，)，晶胞中位于顶点、面心和体内的碳原子个数为8×+6×+4=8，设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=d3ρ，解得ρ=，故答案为：(，，)； g cm-3。
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