第三节 金属晶体与离子晶体
1.（2024·绵阳高二检测）下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是（ ）
A.用铁制品做炊具
B.铁易生锈
C.用铂金做首饰
D.金属铝制成导线
2.（2024·嘉兴高二检测）下列关于晶体的叙述正确的是（ ）
A.晶体是具有一定几何外观的，所以铁粉不属于金属晶体
B.金属导电和熔融电解质（或电解质溶液）导电的原理一样
C.金属晶体由金属阳离子和阴离子构成
D.离子晶体都是化合物
3.（2024·天津滨海新区高二检测）下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是（ ）
A.熔点很高
B.能溶于水，且水溶液能导电
C.固态时不导电而熔化时能导电
D.有固定熔点且晶态时表现各向异性
4.泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是（ ）
①NaI晶体是过渡晶体
②离子晶体可能含有共价键
③NaI晶体中既有离子键，又有共价键
④共价键和离子键没有明显的界线
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
5.石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A.石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3
B.石墨烯中每个六元碳环平均占有3个碳原子
C.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D.石墨烯具有导电性
6.（2024·宜春高二检测）有关某些晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体 B.铜晶体为面心立方最密堆积，铜原子的配位数为4 C.在6 g二氧化硅晶体中，硅氧键个数为0.4 NA D.该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
7.（2024·邯郸高二检测）金属钾、铜的部分结构和性质的数据如表所示，则下列说法错误的是（ ）
金属 K Cu
原子价层电子排布式 4s1 3d104s1
原子半径/pm 255 128
原子化热/（kJ·mol－1） 90.0 339.3
熔点/℃ 63.4 1 083
A.单位体积内自由电子数目：K＜Cu
B.金属键强弱顺序为K＜Cu
C.金属的硬度大小顺序为K＜Cu
D.两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径大小
8.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是（ ）
A.该晶体属于离子晶体
B.该晶胞中Zn2＋和S2－数目不相等
C.阳离子的配位数为6
D.氧化锌的离子键键能小于硫化锌
9.（2024·海口高二检测）Al-Mn-Cu合金晶胞如图所示，该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。设晶体密度为ρ g·cm－3，该合金最简式的式量为Mr，下列说法正确的是（ ）
A.Cu原子周围等距且最近的Cu原子有12个
B.Mn和Al的最短距离为· cm
C.Al-Mn-Cu合金化学式可表示为AlMnCu4
D.沿晶胞对角面的切面图为
10.CaF2俗称萤石，它的晶胞如图所示，晶胞参数为a nm。据此回答下面问题：
（1）一个CaF2的晶胞中有 个CaF2，一个F－距离其最近且相等的F－有 个，这些F－在空间围成的几何图形是 （填“正方体”或“八面体”或“长方体”）。
（2）已知金属钙三维空间采用面心立方最密堆积，钙晶体中钙的配位数是 。
（3）CaF2晶体中，Ca2＋的配位数是 ，钙离子与距离其最近的钙离子的核间距为 nm，密度为 g·cm－3（列式即可）。提示：阿伏加德罗常数的值用NA表示；Ca的相对原子质量为40，F的相对原子质量为19。
11.（2024·沧州高二检测）硫化钾（K2S）主要用作分析试剂、脱毛剂，也可用于医药工业。其晶体具有如图所示的反萤石结构，已知晶胞参数为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（ ）
A.图中X代表的是K＋
B.S2－之间的最短距离为 a pm
C.硫化钾的密度为 g·cm－3
D.K＋填充在S2－构成的正四面体空隙中
12.（2024·长沙高二检测）中国科学院物理研究所合成了基于铁基超导体系掺杂调控的新型稀磁半导体LiZnqMnpAs（图乙），该材料是LiZnAs晶体（如图甲所示立方晶胞）中部分Zn原子被Mn原子代替后制成的。已知a点原子的分数坐标为（，，），图甲晶体的密度为d g·cm－3，晶胞参数为c pm。下列说法错误的是（ ）
A.b点As原子的分数坐标为
B.图乙晶体的最简化学式为LiZn0.75Mn0.25As
C.图乙晶胞结构中的As位于Zn、Mn形成的正四面体空隙中
D.阿伏加德罗常数的值NA＝
13.（2024·南宁高二检测）回答下列问题：
氯化亚铜（CuCl）广泛应用于冶金工业，也用作催化剂和杀菌剂。CuCl晶胞如图1所示，图2为晶胞沿y轴的投影1∶1平面图。注：a pm表示两个原子在投影平面上的核间距离，而非实际距离。
（1）晶胞中Cl的配位数为 。
（2）从核外电子排布角度解释高温下CuCl比CuCl2更稳定的原因 。
（3）原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图中b位置原子的坐标参数为（，，），则d位置原子的坐标参数为 。
（4）晶胞中最近的两个Cu之间的距离为 pm（用a来表示）。
第三节 金属晶体与离子晶体
1.B 铁易生锈，是由于其易失去电子，与金属键无关，B符合题意。
2.D 晶体能自发地呈现多面体外形，铁粉用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，说明铁粉仍属于金属晶体，A项错误；金属导电是自由电子在电场作用下发生定向移动而导电，而熔融电解质（或电解质溶液）导电是阴、阳离子在电流作用下的定向移动而导电，熔融电解质（或电解质溶液）导电时在阴、阳两极上分别发生还原反应、氧化反应，有新物质生成，是化学变化，金属导电和熔融电解质（或电解质溶液）导电的原理不一样，B项错误；金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，C项错误；离子晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体，离子晶体是至少含有两种元素的纯净物，离子晶体都是化合物，D项正确。
3.C 熔点很高的晶体可能是离子晶体，也可能是金属晶体或共价晶体，A不符合题意；能溶于水，且水溶液能导电的晶体可能是离子晶体，也可能是分子晶体，B不符合题意；固态时不导电而熔化时能导电的晶体，说明晶体是由离子构成的，一定是离子晶体，C符合题意；有固定熔点且晶态时表现各向异性是晶体的特性，也可能为共价晶体等，不能说明晶体一定是离子晶体，D不符合题意。
4.A NaI晶体中的化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，共价键和离子键没有明显的界线。
5.D 石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2，A错误；石墨烯中每个六元碳环平均占有2个碳原子，B错误；从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，C错误；石墨烯中每个碳原子有1个与平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，形成遍及整个平面的大π键，这些电子可以在整个平面上运动，该大π键具有类似金属键的性质，所以石墨烯具有导电性，D正确。
6.B 在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－是在Na＋的上下、前后、左右，六个Cl－形成正八面体，A正确；铜晶体为面心立方最密堆积，以顶角上铜原子为例分析，每个横截面上有4个铜原子最近且等距离，共有3个横截面，因此铜原子的配位数为12，B错误；1 mol二氧化硅有4 mol硅氧键，6 g二氧化硅的物质的量为0.1 mol，因此硅氧键个数为0.4NA，C正确；根据气态团簇分子的结构得到气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，D正确。
7.D 金属单位体积内自由电子的数目取决于金属的价层电子数目，Cu的价层电子比K多，故单位体积内自由电子数目：K＜Cu，A正确；决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，Cu的原子半径比K小，单位体积内自由电子数目比K多，金属键强弱顺序为K＜Cu，金属的硬度大小顺序为K＜Cu，B、C正确；决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和原子半径的大小，自由电子的数目则取决于金属的价层电子数目，而不是金属的最外层电子数目，D错误。
8.A B项，从晶胞图分析，属于该晶胞的Zn2＋数目为8×＋6×＝4，S2－数目也为4，所以化合物中Zn2＋与S2－个数比为1∶1，Zn2＋与S2－的数目相等；C项，在ZnS晶胞中，Zn2＋的配位数为4；D项，ZnO和ZnS中，r（O2－）小于r（S2－），离子所带的电荷数相等，所以ZnO的离子键键能大于ZnS。
9.D 由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞共包括4个Mn和4个Al，1个晶胞共分摊Cu：8×＋12×＋6×＋1×1＝8个，Cu∶Al∶Mn＝8∶4∶4＝2∶1∶1，化学式为AlMnCu2。Cu位于面心、顶角、棱心和体心，以体心Cu为观察对象，与其距离最近且等距的Cu位于面心，共有6个，A错误；晶胞的边长为 cm，Mn和Al的最短距离为边长的一半，即· cm，B错误；据分析，化学式为AlMnCu2，C错误；沿穿过A、C的对角面切开晶胞，刚好经过上面的2个Al和下面的2个Mn，所以切面图如图所示，D正确。
10.（1）4 6 八面体 （2）12 （3）8 a
解析：（1）根据晶胞的结构，Ca2＋在顶角和面心，个数为8×＋6×＝4，F－在内部，为8个，所以一个CaF2的晶胞中有4个CaF2；一个F－距离其最近且相等的F－有6个；这些F－在空间围成的几何图形是八面体。（2）金属钙三维空间采用面心立方最密堆积，钙晶体中钙的配位数是12。（3）CaF2晶体中，Ca2＋的配位数是8，钙离子与距离其最近的钙离子的核间距为面对角线长的一半，为a nm，密度为ρ＝ g·cm－3。
11.B K2S中，K＋和S2－个数比为2∶1，晶胞中X个数为8×＋6×＋12×＋1＝8，晶胞中Y的个数为4，因此X代表K＋，Y代表S2－，A正确；S2－之间的最短距离为面对角线长的一半，等于a pm，B错误；晶胞中有4个K2S，质量为 g，体积为（a×10－10）3cm3，密度为 g·cm－3，C正确；S2－围成1个正四面体，K＋处于正四面体的中心，K＋填充在S2－构成的正四面体空隙中，D正确。
12.C 由图甲晶胞结构及a点分数坐标可知，4个As位于Zn原子形成的四面体空隙中，则b点原子的分数坐标为，A正确；由图乙晶胞可知，4个Mn原子位于顶角，1个Mn原子位于面心，平均下来属于1个晶胞的Mn原子数为4×＋1×＝1个，因图甲晶胞中含4个Zn，故LiZnqMnpAs中p＝＝0.25，则q＝0.75，B正确；Zn原子与Mn原子的半径不相等，故其形成的四面体不是正四面体，C错误；图甲晶胞的质量m＝ g＝ g，晶胞的体积V＝c3pm3＝c3×10－30cm3，则晶体的密度d g·cm－3＝＝ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值NA＝，D正确。
13.（1）4 （2）Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10，Cu2＋的核外电子排布式为[Ar]3d9，Cu＋处于全满稳定结构 （3）（，，） （4）2a
解析：（1）由晶胞结构可知Cu位于Cl围着的正四面体的体心处，则Cu的配位数为4，结合化学式CuCl可知Cl的配位数也为4。（2）Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10，Cu2＋的核外电子排布式为[Ar]3d9，Cu＋处于全满稳定结构，导致其与氯离子结合形成的CuCl比CuCl2更稳定。（3）原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图中b位置原子的坐标参数为（，，），则d位置原子的坐标参数为（，，）。（4）由CuCl晶胞以及晶胞沿y轴的投影1∶1平面图可知，晶胞中最近的两个Cu之间的距离为晶胞面对角线长的一半，应为2a pm。
4 / 4第三节 金属晶体与离子晶体
课程 标准 1.能借助金属晶体和离子晶体等模型认识金属晶体和离子晶体的结构特点，说明金属晶体和离子晶体中的粒子及粒子间的相互作用力。 2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 3.能结合金属晶体和离子晶体的实例描述金属晶体和离子晶体中粒子排列的周期性规律
分点突破（一） 金属键与金属晶体
1.金属键
概念 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用
成键 粒子 和
本质 金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，从而把所有的 维系在一起
特征 “电子气”被所有的金属原子所共用，所以金属键 方向性及饱和性
影响因素 金属元素的原子半径 一般而言，金属元素的原子半径越小，金属键越强
金属原子价电子数 一般而言，金属元素的价电子数越多，金属键越强
对物 质性 质的 影响 由于形成的金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。如金属钠的熔点 、硬度 ，而 是熔点最高的金属、 是硬度最大的金属
2.金属晶体
（1）概念：金属阳离子与自由电子（“电子气”）之间通过 形成的晶体叫做金属晶体。
（2）构成粒子及作用：构成粒子是金属阳离子和自由电子；粒子间作用是金属键。
（3）通性：金属晶体有优良的 性、 性和 性。
（4）用“电子气理论”解释金属的性质
3.金属晶体熔、沸点和硬度的判断
（1）熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。
①金属晶体熔点变化差别较大。如汞在常温下是液体，熔点很低（－38.9 ℃），而钨的熔点高达3 410 ℃。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力强弱不同而造成的差别。
②一般情况下（同类型的金属晶体），金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少决定。
a.同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔、沸点升高。
b.同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔、沸点降低。
c.合金的熔点比其各成分金属的熔点低。
（2）硬度：金属键越强，金属晶体的硬度越大。
提醒
（1）金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。
（2）金属导电的粒子是自由电子，电解质溶液导电的粒子是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。
1.如图为金属晶体的“电子气理论”示意图：
金属为什么具有一定的导电性、导热性和延展性呢，应怎样从金属晶体结构的角度理解这些性质？
2.已知金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量，金属的原子化热是指1 mol金属固体完全汽化成相互远离的气态原子时吸收的能量。仔细分析表中部分金属的相关数据：
金属 Na Mg Al Cr
原子价层电子排布式 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1
原子半径/pm 186 160 143.1 124.9
原子化热/（kJ·mol－1） 108.4 146.4 326.4 379.5
熔点/℃ 97.5 650 660 1 900
试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
1.判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）晶体中有阳离子时一定有阴离子。（ ）
（2）金属受外力作用而发生形变时，金属键被破坏。（ ）
（3）金属的导电性随温度升高而降低。（ ）
（4）金属原子半径越小、价层电子数越多，硬度越大。（ ）
（5）金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高。（ ）
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.金属键在一定外力作用下，会因形变而消失
C.钙的熔、沸点低于钾
D.温度越高，金属的导电性越弱
3.（2024·宝鸡高二检测）下列有关金属的说法正确的是（ ）
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是“自由电子”
B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C.金属原子的价电子数越多，其金属性就越强
D.自由电子在运动时与金属原子碰撞，引起两者能量交换，从而使金属具有导热性
4.（2024·昆明高二检测）下列物质的熔点依次升高的是（ ）
A.Mg、Na、K B.Na、Mg、Al
C.Na、Rb、Ca D.铝、铝硅合金、单晶硅
分点突破（二） 离子晶体
1.离子键
（1）概念：阴、阳离子之间通过 作用形成的化学键。
（2）特征：离子键没有方向性和饱和性。因此，以离子键结合的化合物倾向于使每一个离子周围尽可能多的排列带相反电荷的离子，从而达到稳定结构。
（3）影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越 。
2.离子晶体
（1）概念：由 和 相互作用而形成的晶体。
（2）结构特点
①构成粒子： 和 。
②粒子间的作用力： 。
（3）典型离子晶体的结构
晶体 晶胞 结构特点
NaCl ①在NaCl晶体中，Na＋的配位数为 ，Cl－的配位数为 ； ②与Na＋（Cl－）等距离且最近的Na＋（Cl－）有12个； ③每个晶胞中有 个Na＋和 个Cl－； ④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体形结构
CsCl ①在CsCl晶体中，Cs＋的配位数为 ，Cl－的配位数为 ； ②每个晶胞中有 个Cs＋和 个Cl－； ③每个Cs＋与 个Cs＋等距离且最近，每个Cs＋与 个Cl－等距离且最近
晶体 晶胞 结构特点
CaF2 ①每个Ca2＋周围最邻近的F－有8个，即Ca2＋的配位数为8；每个F－周围最邻近的Ca2＋有4个，即F－的配位数为4； ②在CaF2晶体中，Ca2＋和F－个数比是1∶2。Ca2＋位于大立方体的顶角和面心，8个F－在大立方体内构成一个小立方体； ③Ca2＋与F－之间的最短距离为晶胞体对角线长的
3.离子晶体的性质
（1）一般熔、沸点较 ，硬度较 ；离子晶体中，离子键越强，熔、沸点越 ，硬度越 。
（2）离子晶体固态时不导电，但熔融状态或溶于水后 导电。
（3）大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
4.离子晶体的判断
（1）利用物质的类别判断
金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物（如Na2O和Na2O2），活泼金属的氢化物（如NaH）等都是离子晶体。
（2）利用元素性质和种类判断
如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素（特别是活泼的金属元素，如第ⅠA族、第ⅡA族金属元素）与非金属元素（特别是活泼的非金属元素，如 第ⅥA族、第ⅦA族元素）组成的绝大部分化合物是离子晶体。
（3）利用物质的性质判断
离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融状态或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。
提醒
（1）离子晶体中除离子键外还可能含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。
（2）由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是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。
（3）含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。
1.如图是NaCl、CsCl、CaF2三种离子晶体的晶胞结构：
（1）NaCl、CsCl、CaF2表示的是分子式吗？
（2）已知晶体中晶胞的边长是b pm，则晶体的密度是多少？（NA为阿伏加德罗常数的值）
2.如何比较MgO和NaCl熔、沸点的高低？
1.（2024·惠州高二检测）下列叙述不正确的是（ ）
A.离子晶体中一定含有阴、阳离子
B.离子晶体都是化合物
C.固态不导电、溶于水能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体
D.离子晶体一般具有较高的熔点
2.（2024·济宁高二检测）离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子间离子键的强弱，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是（ ）
A.KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B.NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C.CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
D.CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
3.某离子晶体的晶胞结构示意图如图，晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。则下列说法错误的是（ ）
A.晶体中与每个A＋距离最近且相等的A＋有12个
B.晶体中，阴离子与阳离子个数之比为1∶1
C.该离子晶体化学式为A2O2
D.晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
4.氟元素在自然界中常以CaF2的形式存在。下列有关CaF2的表述正确的是（ ）
A.Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B.F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
C.阴、阳离子数目比为2∶1的物质，均与CaF2晶体结构相同
D.CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2固体能导电
分点突破（三） 过渡晶体与混合型晶体
1.过渡晶体
（1）四种典型晶体是指 晶体、 晶体、 晶体和 晶体。
（2）概念：介于典型晶体之间的晶体。
（3）特点：（以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例）晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键。
①离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，通常作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
②Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7，从左到右七种氧化物中，离子键成分的百分数越来越 ，其中作为离子晶体处理的是 ；作为共价晶体处理的是 ；作为分子晶体处理的是 。
（4）存在：四类晶体都有过渡型。
（5）性质：与偏向的典型晶体的许多性质接近。
2.混合型晶体
（1）含义：原子间在不同方向上作用力类型不同的晶体。
（2）特点：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有多种晶体的结构和性质。
（3）典型混合型晶体——石墨
①结构特点——层状结构
a.同层内碳原子采取 杂化，以 结合，形成 结构。
b.层与层之间靠 结合。
c.石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面而相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。
②晶体中的作用力
石墨晶体中，既有共价键，又有类似金属键的作用力和范德华力，因此属于混合型晶体。
（4）晶体的性质
①一般性质
质软、易导电等。
②特殊性质
石墨的典型物理性质是润滑性和高熔、沸点，其熔点比金刚石的还高。
（5）晶体中碳键比
石墨晶体中C原子数与碳碳共价键数之比为2∶3，即12 g石墨晶体中含1.5NA个碳碳共价键。
石墨的结构模型：
【交流讨论】
1.石墨晶体为什么能作润滑剂？
2.为什么石墨晶体能导电？
3.石墨和金刚石同样是由碳原子构成的，为什么石墨的熔点比金刚石还高？
1.石墨晶体是层状结构（如图）的。下列有关石墨晶体的说法正确的一组是（ ）
①石墨中存在两种作用力 ②石墨是混合型晶体 ③石墨中的C为sp2杂化 ④石墨熔、沸点都比金刚石低 ⑤石墨中碳原子数和碳碳共价键数之比为1∶2 ⑥石墨和金刚石的硬度相同 ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同 ⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2
A.全部 B.除⑤外
C.除①④⑤⑥外 D.除⑥⑦⑧外
2.（2024·衢州高二检测）下列说法不正确的是（ ）
A.Na2O中离子键的百分数为62％，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B.Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近
C.Al2O3是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理
D.分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
3.（2024·武汉高二检测）氮化硼（BN）晶体有多种结构，六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，有白色石墨之称，具有电绝缘性，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。它们的晶体结构如图所示，下列关于两种晶体的说法错误的是（ ）
A.六方相氮化硼属于混合型晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软
B.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
C.六方相氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子
D.相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同
晶胞中原子分数坐标的确定（归纳与论证）
【典例1】 （2022·河北高考17题节选）如图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。例如图中A原子的坐标为，则B原子的坐标为 。
【典例2】 （2021·重庆高考18题节选）研究发现纳米CeO2可催化分解，CeO2晶体属立方CaF2型晶体，结构如图所示。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置，称作原子分数坐标。A离子的坐标为，则B离子的坐标为 。
【规律方法】
1.原子分数坐标
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。
2.原子分数坐标的意义
通过原子分数坐标既能确定晶胞中原子的相对位置，又可以计算各原子间的距离，进而可以计算晶胞的体积及晶体的密度。
3.原子分数坐标的确定方法
（1）依据已知原子的坐标确定坐标系取向。
（2）一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。
（3）从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。
（4）实例
如位于晶胞原点（顶点）的原子的分数坐标为（0，0，0）；位于晶胞体心的原子的分数坐标为（，，）；位于xOz面心的原子的分数坐标为等（如图所示）。
【迁移应用】
1.（2024·茂名高二检测）BP晶体超硬、耐磨，是耐高温飞行器的红外增透的理想材料，其合成途径之一为BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr。BP立方晶胞结构如图所示。（已知：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标）
下列说法正确的是（ ）
A.BBr3是由极性键构成的极性分子
B.PBr3分子的空间结构是平面三角形
C.BP属于分子晶体
D.图中若原子1的分数坐标为（，，），则原子2的分数坐标为（，，）
2.（2024·盐城高二检测）ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a nm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为（0，0，0），3号原子的坐标为（1，1，1）。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A.可以用质谱仪测定ZnS晶体结构
B.97 g ZnS晶体含有的晶胞数目为NA
C.2号和3号原子之间的距离为 nm
D.2号原子的坐标为（，，）
3.（2024·合肥高二检测）氮化镓是新型半导体材料，其晶胞如图所示，A原子坐标为，晶胞参数为c nm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是（ ）
A.晶体最简化学式为Ga2N7
B.B原子坐标为
C.N形成的正四面体空隙中Ga的填充率为100％
D.该氮化镓晶体的密度为 g·cm－3
4.（1）硒化锌晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a pm。
已知原子分数坐标：A点为（0，0，0），B点为（1，1，1），则C点的原子分数坐标为 。
（2）ZnGeP2晶胞结构如图所示。
原子分数坐标，即将晶胞参数a、b、c均看作1所得出的三维空间坐标，已知1号Ge原子的分数坐标为（，0，），则晶胞图中2号P原子的分数坐标为 。
1.下列说法不正确的是（ ）
A.离子晶体可能全部由非金属元素组成
B.离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键
C.金属元素与非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体
D.熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
2.（2024·驻马店高二检测）下列有关金属键的叙述错误的是（ ）
A.金属能导热是因为自由电子自身与金属阳离子发生碰撞实现的
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C.金属键中的电子属于整个金属
D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
3.下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（ ）
A.每个晶胞含有6个Na＋和6个Cl－
B.晶体中每个Na＋周围有8个Cl－，每个Cl－周围有8个Na＋
C.晶体中与每个Na＋最近的Na＋有8个
D.将晶胞沿体对角线AB作投影，C、D两原子的投影将相互重合
4.下列有关性质可能为金属晶体性质的是（ ）
A.由分子间作用力结合而成，熔点低
B.固体或熔融后易导电，熔点在1 000 ℃左右
C.形成共价键三维骨架结构，熔点高
D.固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
5.（2024·抚顺高二检测）3种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，其配位数（即一个原子周围最邻近且等距离的原子数）分别为（ ）
A.6、6、8 B.6、8、8
C.6、6、12 D.6、8、12
6.（2024·兰州高二检测）Fe、Co、Ni均位于第四周期第Ⅷ族，属于副族元素。某Co-Ni合金的立方晶胞结构如图所示，已知其晶胞参数为a nm。下列说法错误的是（ ）
A.单质Fe中含有金属键
B.基态Fe原子核外电子排布式为3d64s2
C.晶体中，Co原子与Ni原子个数比为3∶1
D.Co与Ni之间的最短距离为a nm
7.如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、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
（3）NaCl晶胞与MgO晶胞的结构相同，NaCl晶体的离子键强度 （填“大于”或“小于”）MgO晶体的离子键强度，原因是 。
（4）CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为 。
第三节 金属晶体与离子晶体
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.金属阳离子 自由电子 价电子 电子气 金属原子 没有 较低 较小 钨 铬 2.（1）金属键 （3）导电 导热 延展 （4）不变 “电子气” 定向移动 降低 自由电子
探究活动
1.提示：金属中存在自由电子，自由电子被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，当金属受到外力作用时，各原子层发生相对滑动而具有良好的延展性；在外加电场作用下，自由电子会发生定向移动而导电；自由电子在运动时会与金属原子发生碰撞而传递热量。
2.提示：Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
自主练习
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√ （5）×
2.D 常温下，Hg为液态，A错误；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错误；钙的金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C错误；温度升高，自由电子的能量增大，无规则运动加剧，影响了自由电子的定向移动，金属的导电性减弱，D正确。
3.D 因金属元素的电负性和电离能较小，则金属原子中的价电子容易脱离原子核的束缚成为晶体中的“自由电子”，A错误；金属导电的实质是“自由电子”在外电场的作用下，定向移动而产生电流，B错误；金属性的强弱与价电子数的多少无必然联系，C错误；自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，D正确。
4.B 镁和钠都是金属晶体，镁离子的电荷数大于钠离子，离子半径小于钠离子，所以镁晶体中镁离子与自由电子形成的金属键强于钠晶体中钠离子与自由电子形成的金属键，熔点高于钠晶体，A错误；钠、镁、铝都是金属晶体，钠离子、镁离子、铝离子的电荷数依次增大，离子半径依次减小，所以晶体中金属阳离子与自由电子形成的金属键依次增强，晶体的熔点依次升高，B正确；钠和铷都是金属晶体，钠离子和铷离子的电荷数相同，钠离子的离子半径小于铷离子，所以钠晶体中钠离子与自由电子形成的金属键强于铷晶体中铷离子与自由电子形成的金属键，熔点高于铷晶体，C错误；合金的熔点一般情况下小于各组分的熔点，则铝的熔点高于铝硅合金，D错误。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）静电 （3）强 2.（1）阳离子 阴离子 （2）①阳离子 阴离子 ②离子键 （3）6 6 4 4 8 8 1 1 6 8 3.（1）高 大 高 大 （2）能
探究活动
1.（1）提示：不是，NaCl、CsCl和CaF2都是离子晶体，不存在分子，只表示晶体中阴、阳离子个数比，是化学式。
（2）提示：每个CaF2晶胞中含4个CaF2，则ρ＝ g·cm－3＝×1030 g·cm－3。
2.提示：由于Mg2＋所带正电荷数比Na＋多，而离子半径比Na＋小，O2－所带负电荷数比Cl－多，而离子半径比Cl－小，故MgO中离子键强于NaCl中的离子键，所以MgO的熔、沸点高于NaCl。
自主练习
1.C 某些分子晶体，固态不导电但溶于水也可导电，C错误。
2.D 对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子间的核间距离越小，离子键越强，熔点越高。一般在阴、阳离子的核间距离相当时首先看离子所带电荷数，CaO、BaO中阴、阳离子所带电荷数都大于KCl、NaCl，所以CaO、BaO的熔点大于KCl、NaCl；其次在电荷数相当时，看阴、阳离子的核间距离，r（Ba2＋）＞r（Ca2＋），熔点：CaO＞BaO，r（K＋）＞r（Na＋），熔点：NaCl＞KCl。
3.C 根据题图可知，每个A＋周围距离最近且相等的A＋有12个，A正确；根据题图可知，每个A＋周围有6个距离最近且相等，每个周围有6个A＋距离最近且相等，所以该晶体中，阴离子与阳离子个数之比为1∶1，该离子晶体的化学式为AO2，B正确，C错误；该晶体中0价氧原子和－2价氧原子的个数比为3∶1，D正确。
4.B CaF2为离子化合物，Ca2＋与F－间既有静电吸引作用，又有静电排斥作用，A项错误；离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2的熔点，B项正确；阴、阳离子数目比为2∶1的物质，其晶体结构还与阳离子与阴离子的半径比有关，C项错误；CaF2中的化学键为离子键，含有Ca2＋和F－，但固态时，阴、阳离子不能自由移动，因此CaF2固体不能导电，D项错误。
分点突破（三）
师生互动
1.（1）分子 共价 金属 离子 （3）②小 Na2O、MgO Al2O3、SiO2 P2O5、SO3、Cl2O7 2.（3）①a.sp2 共价键（σ键） 平面六元环 b.范德华力
探究活动
交流讨论
1.提示：石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，由于范德华力较弱，层与层之间能发生相对滑动，故石墨具有润滑性，如图2所示。
2.提示：石墨晶体中的碳原子采用sp2杂化，每个碳原子都有一个电子处于未参与杂化的2p轨道上，它的原子轨道垂直于碳原子平面（如图3所示），这些电子在整个碳原子平面中运动，相当于金属晶体中的自由电子，故石墨晶体能导电。
3.提示：石墨中，同一层内碳原子之间以共价键结合，每一个碳原子与周围三个碳原子形成3个共价键，并且在层内形成大π键，使原子之间离得更近，键长变短，电子云重叠程度增大，键能增大，故其熔点高于金刚石。
自主练习
1.C 石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一种是共价键，还有一种是类似金属键的作用力，①不正确；石墨是混合型晶体，②正确；石墨中的C为sp2杂化，③正确；石墨的熔、沸点比金刚石高，④不正确；石墨中碳原子数和碳碳共价键数之比为2∶3，⑤不正确；石墨质软，金刚石的硬度大，⑥不正确；石墨的导电性只能沿石墨平面的方向，⑦正确；每个六元环完全占有的碳原子数是6×＝2，⑧正确。
2.B Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，是过渡晶体而不是非过渡晶体，B错误。
3.B 立方相氮化硼中只含有σ键，不含π键，B错误。
【关键能力·细培养】
【典例1】
解析：若将晶胞先分为上下两个相等的大正方体后，再将每个大正方体继续分为8个相等的小正方体，则B原子位于上面的大正方体分割成的8个小立方体中位于右下后方的小立方体的体心，由A原子的坐标为可知，B原子的坐标为。
【典例2】
解析：A离子位于晶胞左侧面心，坐标为，B离子位于由上侧面心、后侧面心、右侧面心、右侧上后顶点的Ce4＋构成的正四面体的中心，则B离子的坐标为。
迁移应用
1.D BBr3为平面正三角形分子，空间结构对称，属于非极性分子，A错误；PBr3中心原子上有3个σ键和一个孤电子对，分子的空间结构是三角锥形，B错误；BP晶体超硬、耐磨，类似于金刚石，属于共价晶体，C错误；题图中原子1的分数坐标为（，，），则原子2的分数坐标为（，，），D正确。
2.C 晶体结构通常用X射线衍射仪测定，A错误；在该晶胞中含有白球的数目是8×＋6×＝4，含有黑球的数目是4，则1个晶胞中含有4个ZnS，97 g ZnS晶体中含有ZnS的物质的量是1 mol，因此含有的晶胞数目为NA，B错误；根据图示2号和3号原子的相对位置，可知两个原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的，晶胞参数是a nm，则该晶胞体对角线长度为a nm，故2号和3号原子之间的最短距离为 nm，C正确；根据晶胞中1号、3号原子的坐标及2号原子处于体对角线的位置处，可知2号原子的坐标为（，，），D错误。
3.D 根据晶胞结构，晶胞中含有N原子个数为8×＋6×＝4，Ga原子个数为4，所以晶体最简化学式为GaN；A原子坐标为，所以B原子坐标为；由于N原子可以形成8个正四面体空隙，但只有4个Ga原子位于四面体空隙，故Ga的填充率为50％；根据ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3，选D。
4.（1） （2）
解析：（1）根据硒化锌晶胞中相邻的Se2－与Zn2＋之间的距离为晶胞体对角线长度的四分之一分析，A点的坐标为（0，0，0），B点的坐标为（1，1，1），则C点的坐标为。（2）若把晶胞从上到下平分为2份，再把下方平分为8个小立方体，则2号P原子位于左下前方的小立方体的体心。若将晶胞参数a、b、c均看作1，已知1号Ge原子的分数坐标为（，0，），则晶胞中2号P原子的坐标为。
【教学效果·勤检测】
1.D 离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体，A项正确；离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如铵盐、NaOH、Na2O2等离子晶体中还存在共价键，B项正确；金属元素与非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3为分子晶体，C项正确；熔融状态下能导电的晶体可能是金属晶体或离子晶体，D项错误。
2.B 金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用，既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用。
3.D 如题图所示，利用均摊法计算，晶胞中白球个数：12×＋1＝4，灰球个数：8×＋6×＝4，则一个晶胞里含有4个Na＋和4个Cl－，A错误；在氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个最近且等距离的氯离子，每个氯离子周围有6个最近且等距离的钠离子，B错误；每个钠离子周围与它最近且等距离的钠离子有12个，C错误；将晶胞分成8个小正方体，CD为右上后方小正方体的体对角线，与AB平行，若将晶胞沿体对角线AB作投影，则C、D两原子的投影相互重合，D正确。
4.B 由分子间作用力结合而成、熔点低是分子晶体的性质，A不符合题意；固体或熔融后易导电是金属晶体的特性，B符合题意，D不符合题意；形成共价键三维骨架结构，熔点高为共价晶体的性质，C不符合题意。
5.D ①该晶胞是简单立方堆积，离顶角原子距离最近且等距离的原子处在该原子的上下、左右、前后，共6个，故配位数为6；②该晶胞是体心立方堆积，离体心原子最近且等距离的原子处在晶胞的8个顶角，故配位数为8；③该晶胞是面心立方最密堆积，离顶角原子最近且等距离的原子处在相邻的面心上，一个晶胞中有3个等距离的原子，顶角原子周边可以堆积8个相同的晶胞，周边等距离的原子共3×8个，由于面心原子被两个晶胞均分，计算两次，故离顶角原子最近且等距离的原子有3×8÷2＝12个，配位数为12。
6.B 单质Fe是金属晶体，含有金属键，A正确；Fe是26号元素，基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，B错误；根据均摊法可知，该晶体中Co原子的个数为6×＝3，Ni原子的个数为8×＝1，Co原子与Ni原子个数比为3∶1，C正确；由晶胞结构可知，Co与Ni之间的最短距离为面对角线长的一半，即a nm，D正确。
7.（1）金刚石晶体 （2）金刚石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰 （3）小于 MgO晶体中离子所带电荷数大于NaCl晶体中离子所带电荷数，且r（Mg2＋）＜r（Na＋）、r（O2－）＜r（Cl－）
（4）8
解析：（2）离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子晶体熔点越高，故MgO的熔点高于CaCl2；金刚石是共价晶体，熔点最高；冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。（4）氯化钙晶胞中，Ca2＋的配位数为8，Cl－的配位数为4。
11 / 11(共121张PPT)
第三节 金属晶体与离子晶体
课
程 标
准 1.能借助金属晶体和离子晶体等模型认识金属晶体和离子晶体
的结构特点，说明金属晶体和离子晶体中的粒子及粒子间的相
互作用力。
2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在
的。
3.能结合金属晶体和离子晶体的实例描述金属晶体和离子晶体
中粒子排列的周期性规律
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 金属键与金属晶体
1. 金属键
概念 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用
成键
粒子 和
本质 金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“
”，被所有原子共用，从而把所有的 维
系在一起
特征 “电子气”被所有的金属原子所共用，所以金属键
方向性及饱和性
金属阳离子
自由电子
价电子
电
子气
金属原子
没有
概念 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用
影响
因素 金属元素的原子
半径 一般而言，金属元素的原子半径越小，金
属键越强
金属原子价电子
数 一般而言，金属元素的价电子数越多，金
属键越强
对物
质性 质的
影响 由于形成的金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。如
金属钠的熔点 、硬度 ，而 是熔点最
高的金属、 是硬度最大的金属
较低
较小
钨
铬
2. 金属晶体
（1）概念：金属阳离子与自由电子（“电子气”）之间通过
形成的晶体叫做金属晶体。
（2）构成粒子及作用：构成粒子是金属阳离子和自由电子；粒子
间作用是金属键。
（3）通性：金属晶体有优良的 性、 性和
性。
金
属键
导电
导热
延
展
（4）用“电子气理论”解释金属的性质
3. 金属晶体熔、沸点和硬度的判断
（1）熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。
①金属晶体熔点变化差别较大。如汞在常温下是液体，熔点
很低（－38.9 ℃），而钨的熔点高达3 410 ℃。这是由于金
属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力强弱
不同而造成的差别。
②一般情况下（同类型的金属晶体），金属晶体的熔点由金
属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少决定。
a.同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔、沸
点升高。
b.同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔、沸点降低。
c.合金的熔点比其各成分金属的熔点低。
（2）硬度：金属键越强，金属晶体的硬度越大。
提醒
（1）金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。
（2）金属导电的粒子是自由电子，电解质溶液导电的粒子是自由移
动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理
变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二
者导电的本质不同。
1. 如图为金属晶体的“电子气理论”示意图：
金属为什么具有一定的导电性、导热性和延展性呢，应怎样从金属
晶体结构的角度理解这些性质？
提示：金属中存在自由电子，自由电子被所有原子共用，从而把所
有金属原子维系在一起，当金属受到外力作用时，各原子层发生相
对滑动而具有良好的延展性；在外加电场作用下，自由电子会发生
定向移动而导电；自由电子在运动时会与金属原子发生碰撞而传递
热量。
2. 已知金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量，金属的原子化热
是指1 mol金属固体完全汽化成相互远离的气态原子时吸收的能
量。仔细分析表中部分金属的相关数据：
金属 Na Mg Al Cr
原子价层电子排布式 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1
原子半径/pm 186 160 143.1 124.9
原子化热/（kJ·mol－1） 108.4 146.4 326.4 379.5
熔点/℃ 97.5 650 660 1 900
试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
提示：Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金
属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
1. 判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）晶体中有阳离子时一定有阴离子。 （ × ）
（2）金属受外力作用而发生形变时，金属键被破坏。 （ × ）
（3）金属的导电性随温度升高而降低。 （ √ ）
（4）金属原子半径越小、价层电子数越多，硬度越大。
（ √ ）
（5）金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高。 （ × ）
×
×
√
√
×
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. 金属键在一定外力作用下，会因形变而消失
C. 钙的熔、沸点低于钾
D. 温度越高，金属的导电性越弱
解析： 常温下，Hg为液态，A错误；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错误；钙的金属键强于钾，故
熔、沸点高于钾，C错误；温度升高，自由电子的能量增大，无规
则运动加剧，影响了自由电子的定向移动，金属的导电性减弱，D
正确。
3. （2024·宝鸡高二检测）下列有关金属的说法正确的是（ ）
A. 金属原子的核外电子在金属晶体中都是“自由电子”
B. 金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C. 金属原子的价电子数越多，其金属性就越强
D. 自由电子在运动时与金属原子碰撞，引起两者能量交换，从而使
金属具有导热性
解析： 因金属元素的电负性和电离能较小，则金属原子中的价
电子容易脱离原子核的束缚成为晶体中的“自由电子”，A错误；
金属导电的实质是“自由电子”在外电场的作用下，定向移动而产
生电流，B错误；金属性的强弱与价电子数的多少无必然联系，C
错误；自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，
传递了能量，故金属有良好的导热性，D正确。
4. （2024·昆明高二检测）下列物质的熔点依次升高的是（ ）
A. Mg、Na、K B. Na、Mg、Al
C. Na、Rb、Ca D. 铝、铝硅合金、单晶硅
解析： 镁和钠都是金属晶体，镁离子的电荷数大于钠离子，离
子半径小于钠离子，所以镁晶体中镁离子与自由电子形成的金属键
强于钠晶体中钠离子与自由电子形成的金属键，熔点高于钠晶体，
A错误；钠、镁、铝都是金属晶体，钠离子、镁离子、铝离子的电
荷数依次增大，离子半径依次减小，所以晶体中金属阳离子与自由
电子形成的金属键依次增强，晶体的熔点依次升高，B正确；
钠和铷都是金属晶体，钠离子和铷离子的电荷数相同，钠离子的离子
半径小于铷离子，所以钠晶体中钠离子与自由电子形成的金属键强于
铷晶体中铷离子与自由电子形成的金属键，熔点高于铷晶体，C错误；
合金的熔点一般情况下小于各组分的熔点，则铝的熔点高于铝硅合金，
D错误。
分点突破（二） 离子晶体
1. 离子键
（1）概念：阴、阳离子之间通过 作用形成的化学键。
（2）特征：离子键没有方向性和饱和性。因此，以离子键结合的
化合物倾向于使每一个离子周围尽可能多的排列带相反电荷
的离子，从而达到稳定结构。
（3）影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键
越 。
静电
强
2. 离子晶体
（1）概念：由 和 相互作用而形成的晶体。
（2）结构特点
①构成粒子： 和 。
②粒子间的作用力： 。
阳离子
阴离子
阳离子
阴离子
离子键
（3）典型离子晶体的结构
晶体 晶胞 结构特点
NaCl
①在NaCl晶体中，Na＋的配位数为 ，Cl－的配位数为 ；
②与Na＋（Cl－）等距离且最近的Na＋（Cl－）有12个；
③每个晶胞中有 个Na＋和 个Cl－；
④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体形结构
6
6
4
4
晶体 晶胞 结构特点
CsCl
①在CsCl晶体中，Cs＋的配位数为 ，Cl－的配位数为 ；
②每个晶胞中有 个Cs＋和 个Cl－；
③每个Cs＋与 个Cs＋等距离且最近，每个Cs＋与 个Cl－等距离且最近
8
8
1
1
6
8
晶体 晶胞 结构特点
CaF2
①每个Ca2＋周围最邻近的F－有8个，即Ca2＋的配位数为8；每个F－周围最邻近的Ca2＋有4个，即F－的配位数为4；
②在CaF2晶体中，Ca2＋和F－个数比是1∶2。Ca2＋位于大立方体的顶角和面心，8个F－在大立方体内构成一个小立方体；
③Ca2＋与F－之间的最短距离为晶胞体对角线长的
3. 离子晶体的性质
（1）一般熔、沸点较 ，硬度较 ；离子晶体中，离子
键越强，熔、沸点越 ，硬度越 。
（2）离子晶体固态时不导电，但熔融状态或溶于水后 导
电。
（3）大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
高
大
高
大
能
4. 离子晶体的判断
（1）利用物质的类别判断
金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金
属的氧化物和过氧化物（如Na2O和Na2O2），活泼金属的氢
化物（如NaH）等都是离子晶体。
（2）利用元素性质和种类判断
如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素（特别是
活泼的金属元素，如第ⅠA族、第ⅡA族金属元素）与非金属元
素（特别是活泼的非金属元素，如 第ⅥA族、第ⅦA族元
素）组成的绝大部分化合物是离子晶体。
（3）利用物质的性质判断
离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体
不导电，但熔融状态或溶于水时能导电，大多数离子晶体易
溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。
提醒
（1）离子晶体中除离子键外还可能含其他化学键，如NaOH晶体中还
含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。
（2）由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是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。
（3）含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有
金属阳离子。
1. 如图是NaCl、CsCl、CaF2三种离子晶体的晶胞结构：
（1）NaCl、CsCl、CaF2表示的是分子式吗？
提示：不是，NaCl、CsCl和CaF2都是离子晶体，不存在分
子，只表示晶体中阴、阳离子个数比，是化学式。
（2）已知晶体中晶胞的边长是 b pm，则晶体的密度是多少？（ NA
为阿伏加德罗常数的值）
提示：每个CaF2晶胞中含4个CaF2，则ρ＝ g·cm－3
＝ ×1030 g·cm－3。
2. 如何比较MgO和NaCl熔、沸点的高低？
提示：由于Mg2＋所带正电荷数比Na＋多，而离子半径比Na＋小，
O2－所带负电荷数比Cl－多，而离子半径比Cl－小，故MgO中离子
键强于NaCl中的离子键，所以MgO的熔、沸点高于NaCl。
1. （2024·惠州高二检测）下列叙述不正确的是（ ）
A. 离子晶体中一定含有阴、阳离子
B. 离子晶体都是化合物
C. 固态不导电、溶于水能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子
晶体
D. 离子晶体一般具有较高的熔点
解析：某些分子晶体，固态不导电但溶于水也可导电，C错误。
2. （2024·济宁高二检测）离子晶体熔点的高低取决于阴、阳离子间
离子键的强弱，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体
熔点的高低顺序是（ ）
A. KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B. NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C. CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
D. CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
解析： 对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子
间的核间距离越小，离子键越强，熔点越高。一般在阴、阳离子的
核间距离相当时首先看离子所带电荷数，CaO、BaO中阴、阳离子
所带电荷数都大于KCl、NaCl，所以CaO、BaO的熔点大于KCl、
NaCl；其次在电荷数相当时，看阴、阳离子的核间距离， r （Ba2
＋）＞ r （Ca2＋），熔点：CaO＞BaO， r （K＋）＞ r （Na＋），熔
点：NaCl＞KCl。
3. 某离子晶体的晶胞结构示意图如图，晶体中氧的化合价可看作部分
为0价，部分为－2价。则下列说法错误的是（ ）
A. 晶体中与每个A＋距离最近且相等的A＋有12个
B. 晶体中，阴离子与阳离子个数之比为1∶1
C. 该离子晶体化学式为A2O2
D. 晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
解析： 根据题图可知，每个A＋周围距离最近且相等的A＋有12
个，A正确；根据题图可知，每个A＋周围有6个 距离最近且相
等，每个 周围有6个A＋距离最近且相等，所以该晶体中，阴离
子与阳离子个数之比为1∶1，该离子晶体的化学式为AO2，B正
确，C错误；该晶体中0价氧原子和－2价氧原子的个数比为3∶1，
D正确。
4. 氟元素在自然界中常以CaF2的形式存在。下列有关CaF2的表述正确
的是（ ）
A. Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B. F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
C. 阴、阳离子数目比为2∶1的物质，均与CaF2晶体结构相同
D. CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2固体能导电
解析： CaF2为离子化合物，Ca2＋与F－间既有静电吸引作用，又
有静电排斥作用，A项错误；离子半径越小，离子所带电荷数越
多，离子键越强，离子晶体的熔点越高，故CaF2的熔点高于CaCl2
的熔点，B项正确；阴、阳离子数目比为2∶1的物质，其晶体结构
还与阳离子与阴离子的半径比有关，C项错误；CaF2中的化学键为
离子键，含有Ca2＋和F－，但固态时，阴、阳离子不能自由移动，
因此CaF2固体不能导电，D项错误。
分点突破（三） 过渡晶体与混合型晶体
1. 过渡晶体
（1）四种典型晶体是指 晶体、 晶体、
晶体和 晶体。
（2）概念：介于典型晶体之间的晶体。
（3）特点：（以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例）晶体中的
化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键。
分子
共价
金属
离子
①离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的
百分数。离子键成分的百分数大，通常作为离子晶体处理，
离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
②Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7，从左到右
七种氧化物中，离子键成分的百分数越来越 ，其中作
为离子晶体处理的是 ；作为共价晶体处理的
是 ；作为分子晶体处理的是
。
小
Na2O、MgO
Al2O3、SiO2
P2O5、SO3、
Cl2O7
（4）存在：四类晶体都有过渡型。
（5）性质：与偏向的典型晶体的许多性质接近。
2. 混合型晶体
（1）含义：原子间在不同方向上作用力类型不同的晶体。
（2）特点：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有多种晶体
的结构和性质。
（3）典型混合型晶体——石墨
①结构特点——层状结构
a.同层内碳原子采取 杂化，以 结
合，形成 结构。
b.层与层之间靠 结合。
c.石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个
未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面而相
互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。
sp2
共价键（σ键）
平面六元环
范德华力
②晶体中的作用力
石墨晶体中，既有共价键，又有类似金属键的作用力和范德
华力，因此属于混合型晶体。
（4）晶体的性质
①一般性质
质软、易导电等。
②特殊性质
石墨的典型物理性质是润滑性和高熔、沸点，其熔点比金刚
石的还高。
（5）晶体中碳键比
石墨晶体中C原子数与碳碳共价键数之比为2∶3，即12 g石墨
晶体中含1.5 NA个碳碳共价键。
石墨的结构模型：
【交流讨论】
1. 石墨晶体为什么能作润滑剂？
提示：石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，由于范德华
力较弱，层与层之间能发生相对滑动，故石墨具有润滑性，如图2
所示。
2. 为什么石墨晶体能导电？
提示：石墨晶体中的碳原子采用sp2杂化，每个碳原子都有一个电
子处于未参与杂化的2p轨道上，它的原子轨道垂直于碳原子平面
（如图3所示），这些电子在整个碳原子平面中运动，相当于金属
晶体中的自由电子，故石墨晶体能导电。
3. 石墨和金刚石同样是由碳原子构成的，为什么石墨的熔点比金刚石
还高？
提示：石墨中，同一层内碳原子之间以共价键结合，每一个碳原子
与周围三个碳原子形成3个共价键，并且在层内形成大π键，使原子
之间离得更近，键长变短，电子云重叠程度增大，键能增大，故其
熔点高于金刚石。
1. 石墨晶体是层状结构（如图）的。下列有关石墨晶体的说法正确的一组是（ ）
①石墨中存在两种作用力 ②石墨是混合型晶体
③石墨中的C为sp2杂化 ④石墨熔、沸点都比金刚石低
⑤石墨中碳原子数和碳碳共价键数之比为1∶2 ⑥石墨和金刚石的硬度相同 ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同 ⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2
A. 全部 B. 除⑤外
C. 除①④⑤⑥外 D. 除⑥⑦⑧外
解析： 石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一种是共价
键，还有一种是类似金属键的作用力，①不正确；石墨是混合型晶
体，②正确；石墨中的C为sp2杂化，③正确；石墨的熔、沸点比金
刚石高，④不正确；石墨中碳原子数和碳碳共价键数之比为2∶3，
⑤不正确；石墨质软，金刚石的硬度大，⑥不正确；石墨的导电性
只能沿石墨平面的方向，⑦正确；每个六元环完全占有的碳原子数
是6× ＝2，⑧正确。
2. （2024·衢州高二检测）下列说法不正确的是（ ）
A. Na2O中离子键的百分数为62％，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是
离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B. Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的非过
渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近
C. Al2O3是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；SiO2是
偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理
D. 分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
解析： Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子
晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，是过渡晶
体而不是非过渡晶体，B错误。
3. （2024·武汉高二检测）氮化硼（BN）晶体有多种结构，六方相氮
化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，有白色石
墨之称，具有电绝缘性，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材
料，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。它们的晶体结构
如图所示，下列关于两种晶体的说法错误的是（ ）
A. 六方相氮化硼属于混合型晶体，其层间是靠范德华力维系，所以
质地软
B. 立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
C. 六方相氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子
D. 相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同
解析： 立方相氮化硼中只含有σ键，不含π键，B错误。
2
关键能力·细培养
互动探究 深化认知
晶胞中原子分数坐标的确定（归纳与论证）
【典例1】 （2022·河北高考17题节选）如图是CZTS四元半导体化合
物的四方晶胞。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，
称作原子分数坐标。例如图中A原子的坐标为 ，则B原子
的坐标为 。
解析：若将晶胞先分为上下两个相等的大正方体后，再将每个大正方
体继续分为8个相等的小正方体，则B原子位于上面的大正方体分割成
的8个小立方体中位于右下后方的小立方体的体心，由A原子的坐标为
可知，B原子的坐标为 。
【典例2】 （2021·重庆高考18题节选）研究发现纳米CeO2可催化
分解，CeO2晶体属立方CaF2型晶体，结构如图所示。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置，称
作原子分数坐标。A离子的坐标为 ，则B离子的坐标
为 。
解析：A离子位于晶胞左侧面心，坐标为 ，B离子位于由
上侧面心、后侧面心、右侧面心、右侧上后顶点的Ce4＋构成的正四面
体的中心，则B离子的坐标为 。
【规律方法】
1. 原子分数坐标
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位
置，称为原子分数坐标。
2. 原子分数坐标的意义
通过原子分数坐标既能确定晶胞中原子的相对位置，又可以计算各
原子间的距离，进而可以计算晶胞的体积及晶体的密度。
3. 原子分数坐标的确定方法
（1）依据已知原子的坐标确定坐标系取向。
（2）一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。
（3）从原子所在位置分别向 x 、 y 、 z 轴作垂线，所得坐标轴上的
截距即为该原子的分数坐标。
（4）实例
如位于晶胞原点（顶点）的原子的分数坐标为（0，0，0）；
位于晶胞体心的原子的分数坐标为（ ， ， ）；位于 xOz
面心的原子的分数坐标为 等（如图所示）。
【迁移应用】
1. （2024·茂名高二检测）BP晶体超硬、耐磨，是耐高温飞行器的红
外增透的理想材料，其合成途径之一为BBr3＋PBr3＋3H2 BP
＋6HBr。BP立方晶胞结构如图所示。（已知：以晶胞参数为单位
长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐
标）
A. BBr3是由极性键构成的极性分子
B. PBr3分子的空间结构是平面三角形
C. BP属于分子晶体
D. 图中若原子1的分数坐标为（ ， ， ），则原子2的分数坐标为
（ ， ， ）
下列说法正确的是（ ）
解析： BBr3为平面正三角形分子，空间结构对称，属于非极性
分子，A错误；PBr3中心原子上有3个σ键和一个孤电子对，分子的
空间结构是三角锥形，B错误；BP晶体超硬、耐磨，类似于金刚
石，属于共价晶体，C错误；题图中原子1的分数坐标为（ ， ，
），则原子2的分数坐标为（ ， ， ），D正确。
2. （2024·盐城高二检测）ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为 a
nm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为（0，0，0），3号
原子的坐标为（1，1，1）。设 NA为阿伏加德罗常数的值，下列说
法正确的是（ ）
A. 可以用质谱仪测定ZnS晶体结构
B. 97 g ZnS晶体含有的晶胞数目为 NA
C. 2号和3号原子之间的距离为 nm
D. 2号原子的坐标为（ ， ， ）
解析： 晶体结构通常用X射线衍射仪测定，A错误；在该晶胞
中含有白球的数目是8× ＋6× ＝4，含有黑球的数目是4，则1个
晶胞中含有4个ZnS，97 g ZnS晶体中含有ZnS的物质的量是1 mol，
因此含有的晶胞数目为 NA，B错误；根据图示2号和3号原子的相
对位置，可知两个原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的 ，晶
胞参数是 a nm，则该晶胞体对角线长度为 a nm，故2号和3号原
子之间的最短距离为 nm，C正确；根据晶胞中1号、3号原子的坐标及2号原子处于体对角线的 位置处，可知2号原子的坐标为（ ， ， ），D错误。
3. （2024·合肥高二检测）氮化镓是新型半导体材料，其晶胞如图所
示，A原子坐标为 ，晶胞参数为 c nm，阿伏加德罗常数
的值为 NA。下列说法正确的是（ ）
A. 晶体最简化学式为Ga2N7
B. B原子坐标为
C. N形成的正四面体空隙中Ga的填充率为100％
D. 该氮化镓晶体的密度为 g·cm－3
解析： 根据晶胞结构，晶胞中含有N原子个数为8× ＋6× ＝
4，Ga原子个数为4，所以晶体最简化学式为GaN；A原子坐标为
，所以B原子坐标为 ；由于N原子可以形成
8个正四面体空隙，但只有4个Ga原子位于四面体空隙，故Ga的填
充率为50％；根据ρ＝ ＝ g·cm－3＝ g·cm－3，
选D。
4. （1）硒化锌晶胞结构如图所示，其晶胞参数为 a pm。
已知原子分数坐标：A点为（0，0，0），B点为（1，1，1），则
C点的原子分数坐标为 。
解析：根据硒化锌晶胞中相邻的Se2－与Zn2＋之间的距离为晶胞体对角线长度的四分之一分析，A点的坐标为（0，0，0），B点的坐标为（1，1，1），则C点的坐标为 。
（2）ZnGeP2晶胞结构如图所示。
原子分数坐标，即将晶胞参数 a 、 b 、 c 均看作1所得出的三
维空间坐标，已知1号Ge原子的分数坐标为（ ，0， ），则
晶胞图中2号P原子的分数坐标为 。
解析：若把晶胞从上到下平分为2份，再把下方平分为8
个小立方体，则2号P原子位于左下前方的小立方体的体心。
若将晶胞参数 a 、 b 、 c 均看作1，已知1号Ge原子的分数坐标
为（ ，0， ），则晶胞中2号P原子的坐标为 。
3
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 离子晶体可能全部由非金属元素组成
B. 离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键
C. 金属元素与非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体
D. 熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
解析： 离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体，A项
正确；离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如铵
盐、NaOH、Na2O2等离子晶体中还存在共价键，B项正确；金属元
素与非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3为分子晶
体，C项正确；熔融状态下能导电的晶体可能是金属晶体或离子晶
体，D项错误。
2. （2024·驻马店高二检测）下列有关金属键的叙述错误的是（ ）
A. 金属能导热是因为自由电子自身与金属阳离子发生碰撞实现的
B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C. 金属键中的电子属于整个金属
D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
解析： 金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用，
既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子
之间及自由电子之间的静电排斥作用。
3. 下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（ ）
A. 每个晶胞含有6个Na＋和6个Cl－
B. 晶体中每个Na＋周围有8个Cl－，每个Cl－周围有8个
Na＋
C. 晶体中与每个Na＋最近的Na＋有8个
D. 将晶胞沿体对角线AB作投影，C、D两原子的投影将
相互重合
解析： 如题图所示，利用均摊法计算，晶胞中白球个数：12×
＋1＝4，灰球个数：8× ＋6× ＝4，则一个晶胞里含有4个Na＋
和4个Cl－，A错误；在氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个最近
且等距离的氯离子，每个氯离子周围有6个最近且等距离的钠离
子，B错误；每个钠离子周围与它最近且等距离的钠离子有12个，
C错误；将晶胞分成8个小正方体，CD为右上后方小正方体的体对
角线，与AB平行，若将晶胞沿体对角线AB作投影，则C、D两原
子的投影相互重合，D正确。
4. 下列有关性质可能为金属晶体性质的是（ ）
A. 由分子间作用力结合而成，熔点低
B. 固体或熔融后易导电，熔点在1 000 ℃左右
C. 形成共价键三维骨架结构，熔点高
D. 固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
解析： 由分子间作用力结合而成、熔点低是分子晶体的性质，
A不符合题意；固体或熔融后易导电是金属晶体的特性，B符合题
意，D不符合题意；形成共价键三维骨架结构，熔点高为共价晶体
的性质，C不符合题意。
5. （2024·抚顺高二检测）3种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所
示，其配位数（即一个原子周围最邻近且等距离的原子数）分别为
（ ）
A. 6、6、8 B. 6、8、8
C. 6、6、12 D. 6、8、12
解析： ①该晶胞是简单立方堆积，离顶角原子距离最近且等距
离的原子处在该原子的上下、左右、前后，共6个，故配位数为6；
②该晶胞是体心立方堆积，离体心原子最近且等距离的原子处在晶
胞的8个顶角，故配位数为8；③该晶胞是面心立方最密堆积，离顶
角原子最近且等距离的原子处在相邻的面心上，一个晶胞中有3个
等距离的原子，顶角原子周边可以堆积8个相同的晶胞，周边等距
离的原子共3×8个，由于面心原子被两个晶胞均分，计算两次，故
离顶角原子最近且等距离的原子有3×8÷2＝12个，配位数为12。
6. （2024·兰州高二检测）Fe、Co、Ni均位于第四周期第Ⅷ族，属
于副族元素。某Co-Ni合金的立方晶胞结构如图所示，已知其晶胞
参数为 a nm。下列说法错误的是（ ）
A. 单质Fe中含有金属键
B. 基态Fe原子核外电子排布式为3d64s2
C. 晶体中，Co原子与Ni原子个数比为3∶1
D. Co与Ni之间的最短距离为 a nm
解析： 单质Fe是金属晶体，含有金属键，A正确；Fe是26号元
素，基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，B错误；根据均摊
法可知，该晶体中Co原子的个数为6× ＝3，Ni原子的个数为8×
＝1，Co原子与Ni原子个数比为3∶1，C正确；由晶胞结构可知，
Co与Ni之间的最短距离为面对角线长的一半，即 a nm，D正确。
7. 如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 。
金刚石晶体
（2）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的
顺序为 。
金刚石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰
解析：离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子晶体熔点越高，故MgO的熔点高于CaCl2；金刚石是共价晶体，熔点最高；冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。
（3）NaCl晶胞与MgO晶胞的结构相同，NaCl晶体的离子键强
度 （填“大于”或“小于”）MgO晶体的离子键强
度，原因是
。
小于
MgO晶体中离子所带电荷数大于NaCl晶体中离
子所带电荷数，且 r （Mg2＋）＜ r （Na＋）、 r （O2－）＜ r
（Cl－）
（4）CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为 。
解析：氯化钙晶胞中，Ca2＋的配位数为8，Cl－的配位数为4。
8
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. （2024·绵阳高二检测）下列生活中的问题，不能用金属键理论知
识解释的是（ ）
A. 用铁制品做炊具 B. 铁易生锈
C. 用铂金做首饰 D. 金属铝制成导线
解析： 铁易生锈，是由于其易失去电子，与金属键无关，B符
合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2. （2024·嘉兴高二检测）下列关于晶体的叙述正确的是（ ）
A. 晶体是具有一定几何外观的，所以铁粉不属于金属晶体
B. 金属导电和熔融电解质（或电解质溶液）导电的原理一样
C. 金属晶体由金属阳离子和阴离子构成
D. 离子晶体都是化合物
解析： 晶体能自发地呈现多面体外形，铁粉用肉眼看不到晶体
外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，
说明铁粉仍属于金属晶体，A项错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
金属导电是自由电子在电场作用下发生定向移动而导电，而熔融电解
质（或电解质溶液）导电是阴、阳离子在电流作用下的定向移动而导
电，熔融电解质（或电解质溶液）导电时在阴、阳两极上分别发生还
原反应、氧化反应，有新物质生成，是化学变化，金属导电和熔融电
解质（或电解质溶液）导电的原理不一样，B项错误；金属晶体由金
属阳离子和自由电子构成，C项错误；离子晶体是由阳离子和阴离子
相互作用而形成的晶体，离子晶体是至少含有两种元素的纯净物，离
子晶体都是化合物，D项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3. （2024·天津滨海新区高二检测）下列性质中，能充分说明某晶体
一定是离子晶体的是（ ）
A. 熔点很高
B. 能溶于水，且水溶液能导电
C. 固态时不导电而熔化时能导电
D. 有固定熔点且晶态时表现各向异性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 熔点很高的晶体可能是离子晶体，也可能是金属晶体或
共价晶体，A不符合题意；能溶于水，且水溶液能导电的晶体可能
是离子晶体，也可能是分子晶体，B不符合题意；固态时不导电而
熔化时能导电的晶体，说明晶体是由离子构成的，一定是离子晶
体，C符合题意；有固定熔点且晶态时表现各向异性是晶体的特
性，也可能为共价晶体等，不能说明晶体一定是离子晶体，D不符
合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4. 泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为
1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价
键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是（ ）
①NaI晶体是过渡晶体 ②离子晶体可能含有共价键 ③NaI晶体中
既有离子键，又有共价键 ④共价键和离子键没有明显的界线
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
解析： NaI晶体中的化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的
共价键，共价键和离子键没有明显的界线。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. 石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚
度的二维晶体。其结构如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A. 石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3
B. 石墨烯中每个六元碳环平均占有3个碳原子
C. 从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D. 石墨烯具有导电性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2，A错误；
石墨烯中每个六元碳环平均占有2个碳原子，B错误；从石墨中剥
离石墨烯需要破坏分子间作用力，C错误；石墨烯中每个碳原子有
1个与平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，形
成遍及整个平面的大π键，这些电子可以在整个平面上运动，该大π
键具有类似金属键的性质，所以石墨烯具有导电性，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. （2024·宜春高二检测）有关某些晶体的结构如图所示，下列说法
不正确的是（ ）
A. 在NaCl晶体
中，距Na＋最近
的Cl－形成正八
面体 B. 铜晶体为面
心立方最密堆
积，铜原子的配
位数为4 C. 在6 g二氧化
硅晶体中，硅氧
键个数为0.4 NA D. 该气态团簇
分子的分子式为
E4F4或F4E4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－是在Na＋的上下、前
后、左右，六个Cl－形成正八面体，A正确；铜晶体为面心立方最
密堆积，以顶角上铜原子为例分析，每个横截面上有4个铜原子最
近且等距离，共有3个横截面，因此铜原子的配位数为12，B错
误；1 mol二氧化硅有4 mol硅氧键，6 g二氧化硅的物质的量为0.1
mol，因此硅氧键个数为0.4 NA，C正确；根据气态团簇分子的结构
得到气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. （2024·邯郸高二检测）金属钾、铜的部分结构和性质的数据如表
所示，则下列说法错误的是（ ）
金属 K Cu
原子价层电子排布式 4s1 3d104s1
原子半径/pm 255 128
原子化热/（kJ·mol－1） 90.0 339.3
熔点/℃ 63.4 1 083
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 单位体积内自由电子数目：K＜Cu
B. 金属键强弱顺序为K＜Cu
C. 金属的硬度大小顺序为K＜Cu
D. 两者最外层电子数目相等，因此其金属键的强弱取决于原子半径
大小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 金属单位体积内自由电子的数目取决于金属的价层电子
数目，Cu的价层电子比K多，故单位体积内自由电子数目：K＜
Cu，A正确；决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数目和
原子半径的大小，Cu的原子半径比K小，单位体积内自由电子数目
比K多，金属键强弱顺序为K＜Cu，金属的硬度大小顺序为K＜
Cu，B、C正确；决定金属键强弱的因素是单位体积内自由电子数
目和原子半径的大小，自由电子的数目则取决于金属的价层电子数
目，而不是金属的最外层电子数目，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8. 锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是
（ ）
A. 该晶体属于离子晶体
B. 该晶胞中Zn2＋和S2－数目不相等
C. 阳离子的配位数为6
D. 氧化锌的离子键键能小于硫化锌
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： B项，从晶胞图分析，属于该晶胞的Zn2＋数目为8× ＋
6× ＝4，S2－数目也为4，所以化合物中Zn2＋与S2－个数比为
1∶1，Zn2＋与S2－的数目相等；C项，在ZnS晶胞中，Zn2＋的配位
数为4；D项，ZnO和ZnS中， r （O2－）小于 r （S2－），离子所带
的电荷数相等，所以ZnO的离子键键能大于ZnS。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. （2024·海口高二检测）Al-Mn-Cu合金晶胞如图所示，该晶胞可视
为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。设晶体密度为ρ g·cm－
3，该合金最简式的式量为 Mr，下列说法正确的是（ ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. Cu原子周围等距且最近的Cu原子有12个
B. Mn和Al的最短距离为 · cm
C. Al-Mn-Cu合金化学式可表示为AlMnCu4
D. 沿晶胞对角面的切面图为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞共包括4个Mn和4个Al，1个晶胞共分摊Cu：8× ＋12× ＋6× ＋1×1＝8个，Cu∶Al∶Mn＝8∶4∶4＝2∶1∶1，化学式为AlMnCu2。Cu位于面心、顶角、棱心和体心，以体心Cu为观察对象，与其距离最近且等距的Cu位于面心，共有6个，A错误；晶胞的边长为 cm，Mn和Al的最短距离为边长的一半，即 · cm，B错误；据分析，化学式为AlMnCu2，C错误；沿穿过A、C的对角面切开晶胞，刚好经过上面的2个Al和下面的2个Mn，所以切面图如图所示，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10. CaF2俗称萤石，它的晶胞如图所示，晶胞参数为 a nm。据此回答
下面问题：
（1）一个CaF2的晶胞中有 个CaF2，一个F－距离其最近且相等
的F－有 个，这些F－在空间围成的几何图形是
（填“正方体”或“八面体”或“长方体”）。
4
6
八面体
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：根据晶胞的结构，Ca2＋在顶角和面心，个数为8× ＋6× ＝4，F－在内部，为8个，所以一个CaF2的晶胞中有4个CaF2；一个F－距离其最近且相等的F－有6个；这些F－在空间围成的几何图形是八面体。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（2）已知金属钙三维空间采用面心立方最密堆积，钙晶体中钙的
配位数是 。
解析：金属钙三维空间采用面心立方最密堆积，钙晶体中钙的配位数是12。
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（3）CaF2晶体中，Ca2＋的配位数是 ，钙离子与距离其最近的
钙离子的核间距为 a nm，密度为 g·cm－3（列式即可）。提示：阿伏加德罗常数的值用 NA表示；Ca的相对原子质量为40，F的相对原子质量为19。
8
a
解析：CaF2晶体中，Ca2＋的配位数是8，钙离子与距离其最近的钙离子的核间距为面对角线长的一半，为 a nm，密度为ρ＝ g·cm－3。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. （2024·沧州高二检测）硫化钾（K2S）主要用作分析试剂、脱毛
剂，也可用于医药工业。其晶体具有如图所示的反萤石结构，已
知晶胞参数为 a pm， NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的
是（ ）
A. 图中X代表的是K＋
B. S2－之间的最短距离为 a pm
C. 硫化钾的密度为 g·cm－3
D. K＋填充在S2－构成的正四面体空隙中
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： K2S中，K＋和S2－个数比为2∶1，晶胞中X个数为8×
＋6× ＋12× ＋1＝8，晶胞中Y的个数为4，因此X代表K＋，Y
代表S2－，A正确；S2－之间的最短距离为面对角线长的一半，等
于 a pm，B错误；晶胞中有4个K2S，质量为 g，体积为（ a
×10－10）3cm3，密度为 g·cm－3，C正确；S2－围成1个正
四面体，K＋处于正四面体的中心，K＋填充在S2－构成的正四面体
空隙中，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. （2024·长沙高二检测）中国科学院物理研究所合成了基于铁基超
导体系掺杂调控的新型稀磁半导体LiZn q Mn p As（图乙），该材料
是LiZnAs晶体（如图甲所示立方晶胞）中部分Zn原子被Mn原子
代替后制成的。已知a点原子的分数坐标为（ ， ， ），图甲晶
体的密度为 d g·cm－3，晶胞参数为 c pm。下列说法错误的是（ ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. b点As原子的分数坐标为
B. 图乙晶体的最简化学式为LiZn0.75Mn0.25As
C. 图乙晶胞结构中的As位于Zn、Mn形成的正四面体空隙中
D. 阿伏加德罗常数的值 NA＝
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 由图甲晶胞结构及a点分数坐标可知，4个As位于Zn原
子形成的四面体空隙中，则b点原子的分数坐标为 ，A
正确；由图乙晶胞可知，4个Mn原子位于顶角，1个Mn原子位于
面心，平均下来属于1个晶胞的Mn原子数为4× ＋1× ＝1个，
因图甲晶胞中含4个Zn，故LiZn q Mn p As中 p ＝ ＝0.25，则 q ＝
0.75，B正确；Zn原子与Mn原子的半径不相等，故其形成的四面
体不是正四面体，C错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图甲晶胞的质量 m ＝ g＝ g，晶胞的体积 V ＝ c3pm3＝
c3×10－30cm3，则晶体的密度 d g·cm－3＝ ＝ g·cm－3，则阿伏
加德罗常数的值 NA＝ ，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. （2024·南宁高二检测）回答下列问题：
氯化亚铜（CuCl）广泛应用于冶金工业，也用作催化剂和杀
菌剂。CuCl晶胞如图1所示，图2为晶胞沿 y 轴的投影1∶1平面
图。注： a pm表示两个原子在投影平面上的核间距离，而非实
际距离。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（1）晶胞中Cl的配位数为 。
解析：由晶胞结构可知Cu位于Cl围着的正四面体的体心处，则Cu的配位数为4，结合化学式CuCl可知Cl的配位数也为4。
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（2）从核外电子排布角度解释高温下CuCl比CuCl2更稳定的原
因
。
解析：Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10，Cu2＋的核外电子排布式为[Ar]3d9，Cu＋处于全满稳定结构，导致其与氯离子结合形成的CuCl比CuCl2更稳定。
Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10，Cu2＋的核外电子排
布式为[Ar]3d9，Cu＋处于全满稳定结构
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（3）原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图中b位置
原子的坐标参数为（ ， ， ），则d位置原子的坐标参数
为 。
解析：原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图中b位置原子的坐标参数为（ ， ， ），则d位置原子的坐标参数为（ ， ， ）。
（ ， ， ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（4）晶胞中最近的两个Cu之间的距离为 pm（用 a 来表示）。
解析：由CuCl晶胞以及晶胞沿 y 轴的投影1∶1平面图可知，晶胞中最近的两个Cu之间的距离为晶胞面对角线长的一半，应为2 a pm。
2 a
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
