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第25讲
晶体结构与性质 配合物
与超分子
1.能说出晶体与非晶体的区别;了解晶体中微粒的空间排布存在周期性,
认识简单的晶胞。
2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的
结构特点。
3.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,了解配位化合
物的存在与应用。
01
考点一 物质的聚集状态与晶体的常识
02
考点二 晶体类型和性质
03
考点三 典型晶体结构分析
04
考点四 配合物与超分子
05
经典真题·明考向
06
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一
物质的聚集状态与晶体的常识
1.物质的聚集状态
（1）物质三态间的相互转化
（2）等离子体和离子液体
①等离子体是由______、________和电中性粒子（分子或原子）组成
的整体上呈电中性的气态物质。
②离子液体是熔点不高的仅由______组成的液体物质。
电子
阳离子
离子
2.晶体与非晶体
（1）二者比较
晶体 非晶体
结构特征（本质区别） 内部粒子（原子、离子或分子）在三维空间里呈____________排列 内部原子或分子的排
列相对______
性质特征 自范性 ____ ____
熔点 ______ ________
周期性有序
无序
有
无
固定
不固定
晶体 非晶体
性质特征 某些物理性 质的各向异 性 __________ __________
能 不能（能发生散射）
各向异性
各向同性
续表
晶体 非晶体
举例 金刚石、食盐、 干冰等
续表
［微点拨］ ①物理性质的各向异性,即在不同的方向上表现出不同的
强度、导热性、光学性质,称之为晶体的各向异性。例如,在水晶柱面
上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡在不同
方向熔化的快慢不同,这是由于水晶导热性的各向异性造成的。
②可以用测熔点和射线衍射实验的方法区分晶体和非晶体， 射线衍
射实验是区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法。
（2）获得晶体的三条途径
熔融态
气态
析出
3.晶胞
（1）概念
晶胞是描述晶体结构的__________，是从晶体中“截取”出来具有代表
性的最小重复单元。
基本单元
（2）晶胞的特点
任何间隙
平行
取向
4.晶体结构的测定
（1）测定晶体结构最常用的仪器是_____________。
射线衍射仪
（2）晶体结构的测定原理
在晶体的射线衍射实验中，当单一波长的射线通过晶体时， 射线
和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生____________或者明锐
的________。
分立的斑点
衍射峰
（3）经过计算可以从衍射图形获得晶胞______和______、分子或原
子在微观空间有序排列呈现的______类型、原子在晶胞里的______和
______等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系等
晶体结构的信息。
形状
大小
对称
数目
位置
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）
（1）[2024·湖南卷] 由与 组成的离子液体常温下呈液态，与
其离子的体积较大有关( )
√
[解析] 当阴阳离子体积较大时，其电荷较为分散，导致它们之间的作
用力较弱，以至于熔点接近室温，正确。
（2）二氧化硅和干冰晶体熔化时所克服的作用力类型相同( )
×
（3）晶胞是晶体中最小的“平行六面体”( )
×
[解析] 晶胞也可以是其他形状，错误。
（4）[2024·湖南卷] 用玻璃棒摩擦烧杯内壁，可从明矾过饱和溶液中
快速析出晶体( )
√
（5）[2024·安徽卷] 鉴别水晶和玻璃： 射线衍射实验 ( )
√
（6）冰晶体中,分子之间存在两种相互作用力( )
√
题组一 物质的聚集状态
1.下列关于物质的聚集状态的叙述，不正确的是( )
A.固态物质由离子构成，气态和液态物质都由分子构成
B.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的
物质聚集体
C.等离子体具有良好的导电性和流动性，与其含有带电且能自由移动
的粒子有关
D.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，表现出类似晶体的各向异性
√
[解析] 固态物质可能由离子构成（如 ），也可能由分子构成
（如干冰）；
气态和液态物质不一定由分子构成，如等离子体，A错误。
2.准晶体里的原子排列有序，但不具备普通晶体的长程平移对称性，
而且原子位置之间有间隙（如图所示）。
下列说法中正确的是( )
A.与类似普通晶体相比，准晶体延展性较强
B.普通玻璃属于晶体，其成分中存在共价键
C.与类似普通晶体相比，准晶体密度较小
D.准晶体和晶体是固体物质的同一种存在形态，具有相同的性质
√
[解析] 准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性，延展性较差，原子
间有间隙，密度较小，A、D错误，C正确；
普通玻璃属于非晶体，其主要成分为硅酸盐，与 原子间形成共价键，
B错误。
【归纳总结】
（1）等离子体常被称为“超气态”,是一种电离的气体,是物质的一种奇
特的聚集状态,又被称为物质的第四态或等离子态。
（2）液晶在一定范围内既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性，
这是因为其内部分子沿分子长轴方向取向一致，但无位置序。
题组二 晶体与非晶体的区别
3.[2025·吉林白城统考] 固体分为晶体和非晶体，下列关于晶体的叙述
正确的是( )
A.块状固体一定是晶体，粉末状固体一定是非晶体
B.破损的晶体经过重结晶后能够变成规则的多面体，体现了晶体的自
范性
C.晶体和非晶体的本质区别是晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰
D.不能通过熔融态物质凝固的方式得到晶体
√
[解析] 晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否
呈现周期性的有序排列，不管固体的颗粒大小，只要组成粒子在三维
空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，A错误。
晶体的自范性是指在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规
则的多面体外形，B正确。
晶体和非晶体的本质区别是其内部粒子在空间上是否按一定规律呈周
期性重复排列，C错误。
得到晶体一般有三条途径：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，D错误。
4.[2024·河北邯郸十校联考] 玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着
广泛的用途，如图所示是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错
误的是( )
A.玻璃内部微粒排列是无序的
B.玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C.光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是 ，
二者都是非晶体
D.利用 射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
√
[解析] 根据玻璃的结构示意图可知，构成玻璃的粒子排列相对无序，
所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，A、B正确；
玻璃的主要成分为、和，光导纤维的主要成分为
，二者都是非晶体，C错误；
区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行 射线衍射实验，D正确。
【归纳总结】
关于晶体与非晶体的认识误区
（1）同一物质可以是晶体,也可以是非晶体,如晶体
和非晶体
。
（2）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。
（3）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。
（4）晶体不一定都有规则的几何外形,如肉眼看不到晶体外形的固体
粉末。
题组三 晶胞中微粒数目的计算
5.[2024·天津东丽区质检] 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列
说法正确的是( )
A.钛元素在周期表中的位置为第四周期第 ⅡB族
B.每个晶胞中含有1个和1个
C.晶体中与距离最近的 有4个
D.该化合物的化学式为
√
[解析] 钛元素在周期表中的位置为第四周期第ⅣB族，A错误；
由图可知，与距离最近的有8个，C错误；
该晶胞中， 的个数为1，的个数为，的个数为
，则、 和的个数之比为，故该化合物的
化学式为 ，B错误，D正确。
6.（1）[2024·江苏卷节选] 铁酸铋晶胞如图
所示（图中有4个 原子位于晶胞体对角线
上， 原子未画出），其中原子数目比
_____。
[解析] 由铁酸铋晶胞结构示意图可知，晶
胞中体内有4个原子，面上有8个原子，根据均摊法可知， 原子
的数目为； 原子全部在晶胞的面上，其数目为
，因此其中原子数目比 。
（2）[2024·贵州卷节选] 的晶胞结构示意图如
图所示。每个晶胞中含有 的单元数有___个。
3
[解析] 由的晶胞图可知，每个晶胞中含有
的个数为，的个数为，
的个数为，即每个晶胞中 的
单元数有3个。
（3）[2024·广东卷节选] 一种含、、 元素的记忆合金的晶体结
构可描述为与交替填充在 构成的立方体体心，形成如图所示的
结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 _______，
其立方晶胞的体积为_____ 。
[解析] 合金的晶体结构可描述为与交替填充在 构成的立方体体
心，形成如题图所示的结构单元，则两种结构单元各4个交替排列形
成的大立方体为晶胞，故晶胞中、个数均为4， 个数为
，粒子个数最简比，晶胞棱长为 ，
故晶胞的体积为 。
【归纳总结】
晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法
（1）原理:晶胞中任意位置上的一个原子如果被
个晶胞所共有,则每
个晶胞对这个原子分得的份额就是
。
（2）方法
①平行六面体（正方体或长方体）晶胞不同位置的粒子对晶胞的贡献
②晶体结构中六棱柱不同位置的粒子对六棱柱的贡献
考点二
晶体类型和性质
1.几种常见晶体类型及性质对比
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
概念 分子间通过分 子间作用力结合 形成的晶体 原子通过共 价键形成的晶 体 金属原 子通过金 属键形成 的晶体 阴、阳离子
通过离子键形
成的晶体
构成 粒子 分子 原子 金属阳 离子、自 由电子 阴、阳离子
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
粒子 间的 相互 作用 力 范德华力 （某些也含氢 键） 共价键 金属键 离子键
续表
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
硬度 较小 很大 有的很 大，有的 很小 较大
续表
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
熔 点、 沸点 较低 很高 有的很 高，有的 很低 一般较高
溶解 性 相似相溶 一般难溶于 任何溶剂 难溶于 常见溶剂 大多数易溶
于水等极性溶
剂
续表
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
导 电、 传热 性 一般不导电， 有的溶于水后导 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
续表
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
物质 类别 及举 例
续表
［微点拨］ ①高硬度、高熔点是许多有共价键三维骨架结构的共价
晶体的特性。
②金属键的形成：晶体中金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶
体的“电子气”,被所有原子所共用,从而将所有的金属原子维系在一起;金
属键无饱和性、方向性。
2.过渡晶体
纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体。
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,因而通
常当作离子晶体来处理,如
等。同样,偏向共价晶体的过渡晶体则
当作共价晶体来处理,如
、
等。
3.混合型晶体
石墨晶体是一种混合型晶体。
（1）石墨不同于金刚石,它的碳原子呈____杂化,形成______________
结构。
（2）石墨晶体是______结构的,层间没有化学键相连,是靠__________
维系的。
平面六元并环
层状
范德华力
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）
（1）[2024· 黑吉辽卷] 的晶体类型：分子晶体( )
×
（2）[2023·江苏卷] 碳单质、晶体硅、 均为共价晶体 ( )
×
[解析] 晶体硅、 均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而
石墨为混合型晶体， 为分子晶体，错误。
（3）[2023·广东卷] “深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造
钻头用的金刚石为金属晶体( )
×
（4）[2024·安徽卷] 熔点： ( )
×
（5）[2023·湖北卷] 熔点：远高于升华 ，
与晶体类型有关( )
√
题组一 常见晶体类型判断
1.[2024·贵州卷改编] 我国科学家首次合成了化合物
。其阴离子 为全金
属富勒烯（结构如图），具有与富勒烯 相似的高对称性。下列说
法错误的是( )
A.富勒烯 是分子晶体
B.图示中的位于 形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯 互为同素异形体
D.全金属富勒烯属于金属晶体
√
[解析] 富勒烯是由 分子通过范德华力结合形成的分子晶体，
A正确；
由题图可知，从正前方向后投影，1个球压在了1个 球上，1个球
压在了1个球上，中心周围的12个 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；
全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与
富勒烯 不能互为同素异形体，C错误；
全金属富勒烯由、、 组成，属于合金，
故属于金属晶体，D正确。
2.现有四组物质及熔点数据：
Ⅰ组 Ⅱ组 Ⅲ组 Ⅳ组
回答下列问题：
（1）Ⅰ 组属于______晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
共价
共价键
[解析] Ⅰ组物质的熔点很高，属于共价晶体，是由原子通过共价键形成的。
（2）Ⅱ 组晶体共同的物理性质是__________（填序号）。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
①②③④
[解析] Ⅱ组都是碱金属，属于金属晶体，具有①②③④四条共性。
（3）Ⅲ 组中 的熔点反常，其原因是__________________________
______________________。
分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多
[解析] 中含有分子间氢键，故其熔点反常。
（4）Ⅳ 组晶体可能具有的性质是______（填序号）。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电
④熔融状态能导电
②④
[解析] Ⅳ组物质都是碱金属形成的盐，属于离子晶体，具有②④两条
性质。
【方法技巧】
晶体类型的判断方法
（1）主要根据各类晶体的特征性质判断。
熔点、沸点低的物质一般为分子晶体；熔点、沸点较高，且在水溶液
里或熔融状态下能导电的化合物一般为离子晶体；熔点、沸点很高，
通常不导电，不溶于一般溶剂的物质为共价晶体；能导电、传热，具
有延展性的晶体为金属晶体。
（2）根据物质的类别判断。
活泼金属氧化物（如、等）、强碱（如、 等）和
绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（金刚石、石墨、晶
体硅、晶体硼等除外）、气态氢化物、大多数非金属氧化物、稀有气
体、几乎所有的酸、绝大多数有机物（有机盐除外）是分子晶体。常
见的共价晶体中,单质有金刚石、晶体硅、晶体硼、锗和灰锡
等,化合物有碳化硅、二氧化硅等。大多数金属单质与合金是金属晶体。
题组二 晶体熔沸点的比较
3.[2024·山东卷] 下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最
低的是( )
A.金刚石 B.单晶硅
C.金刚砂 D.氮化硼，立方相
[解析] 金刚石、单晶硅、金刚砂、立方氮化硼 都为
共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔点
越低，在这几种晶体中，键长 最长，所以熔点最低的为单晶硅。
√
4.第 ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
（1）碳的一种单质的结构如图所示。该单质的晶
体类型为____________，依据电子云的重叠方式，
原子间存在的共价键类型有____________，碳原
子的杂化轨道类型为____。
混合型晶体
键、 键
（2）、、 的熔点、沸点依次______（填“增大”或“减
小”），其原因是______________________________________________
________________________________________。
增大
三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点、沸点越高
（3）的熔点比 的高，其原因是__________________________
________。
为共价晶体，而为分子晶体
（4）四卤化硅的沸点和四卤化锡的熔点如下表所示。
四卤化硅
56.9 153 287.5
四卤化锡
705 31 144.5
①的沸点依、、、 次序升高的原因是___________________
____________________________________________________________
_________________________________。
四卤化硅均为分子晶体，、、、的相对原子质量逐渐增大，四卤化硅的相对分子质量增大，范德华力增大，沸点升高
②结合的熔点的变化规律，可推断：依、、、次序，
中的化学键的离子性______（填“增强”“不变”或“减弱”，下同）、共
价性______。请从原子结构角度解释所推断的结论：______________
____________________________________________________________
______________________________。
减弱
增强
、、、原子半径依次增大，对核外电子的引力依次减弱，导致其电负性依次减弱，和的电负性差值越来越小
考点三
典型晶体结构分析
典型晶体结构分析
晶体 晶体结构 晶体详解
共 价 晶 体 金 刚 石 ____________________________________________________
4
6
晶体 晶体结构 晶体详解
共 价 晶 体 _______________________________________________________
12
6
6
续表
晶体 晶体结构 晶体详解
分 子 晶 体 _______________________________________________________
12
续表
晶体 晶体结构 晶体详解
分 子 晶 体 _____________________________________________
4
2
续表
晶体 晶体结构 晶体详解
离 子 晶 体 ____________________________________________
12
4
4
续表
晶体 晶体结构 晶体详解
离 子 晶 体 ________________________________________________
6
8
续表
晶体 晶体结构 晶体详解
混 合 型 晶 体 石 墨 ________________________________________________ （1）石墨晶体是混合型晶体，呈层
状结构。同层内碳原子以________形成
平面六元并环结构，平均每个正六边形
拥有的碳原子个数是___，C原子采取
的杂化方式是____；
（2）层与层之间以__________结
合。所以石墨晶体熔点、沸点很高，但
硬度不大，有滑腻感，能导电
共价键
2
范德华力
续表
［微点拨］ 离子晶体中离子的配位数:指一个离子周围最邻近的异电
性离子的数目,晶体中阴离子、阳离子的配位数之比等于组成中的阴离
子与阳离子数目的反比。
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”,设 为阿伏伽德罗常数的值）
（1）[2024·湖北卷] 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，故冰的
密度小于干冰( )
√
[解析] 冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因
此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰晶体中水分子的空间利用率相
对较低，而干冰晶体中分子间作用力只是范德华力，呈现分子密堆积
形式，冰的密度小于干冰，正确。
（2）[2024·湖北卷] 石墨能导电的原因是未杂化的 轨道重叠使电子
可在整个碳原子平面内运动( )
√
[解析] 石墨属于混合型晶体，在石墨的二维结构平面内，每个碳原子
以 共价键与相邻的3个碳原子结合，形成六元环，碳原子有4个价
电子，而每个碳原子仅用3个价电子通过 杂化轨道与相邻的碳原子
形成共价键，还有1个电子处于碳原子的未杂化的 轨道上，层内碳
原子的这些轨道相互平行，相邻碳原子轨道相互重叠形成大 键，
这些 轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，正确。
（3）[2024·河北卷] 比的半径大，故晶体中与8个
配位，而晶体中与6个 配位( )
√
[解析] 离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小，离子半
径比越大，配位数越大，晶体中周围配位8个， 晶体中
周围配位6个，说明比 半径大，正确。
（4）[2024·浙江卷] 石墨呈层状结构，层间以范德华力结合，故石墨
可用作润滑剂( )
√
（5）[2024·浙江卷] 晶体硅用碳原子取代部分硅原子，导电性增强
( )
×
[解析] 碳的电负性大于硅，则用碳原子取代部分硅原子，晶体硅的导
电能力会下降，错误。
题组一 典型晶体结构分析
1.[2024·辽宁锦州四校联考] 我国科学家合成了富集 的非碳导热材
料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.氮化硼晶体有较高的熔点、沸点
B.该晶体具有良好的导电性
C.该晶胞中含有4个B原子、4个 原子
D.B原子周围等距且最近的B原子数为12
√
[解析] 氮化硼晶体为共价晶体，共价晶体具有较高的熔点、沸点，
A正确；
该晶体结构中无自由移动的离子和电子，不具有导电性，B错误；
由图可知，该晶胞含4个 原子，B原子位于晶胞的顶角和面心上，
故B原子的个数为 ，C正确；
B原子周围等距离且最近的B原子有
个，D正确。
2.如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是、 、干冰、
金刚石、石墨晶体结构中的某一种的某一部分。
（1）其中代表金刚石的是___（填字母），其中每个碳原子与___个
碳原子最近且距离相等。金刚石属于______晶体。
D
4
共价
[解析] 在金刚石晶体中，每个碳原子与周围4个碳原子以共价键结合，
形成正四面体结构，体心有一个碳原子，所以图D代表金刚石，每个
碳原子与周围4个碳原子最近且距离相等；金刚石有共价键三维骨架
结构，属于共价晶体。
（2）其中代表石墨的是___（填字母），其中每个正六边形占有碳原
子数平均为___个。
2
[解析] 石墨是层状结构，在层与层之间以范德华力相互作用，在层内
碳原子与碳原子以共价键结合，形成正六边形，所以图E代表石墨，
每个正六边形占有的碳原子数平均为 个。
（3）其中代表晶体的是___（填字母），每个 周围与它最近
且距离相等的 有____个。
A
12
[解析] 在 晶胞中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周
围也有6个钠离子，所以图A代表 晶体，根据晶胞的结构，每个钠
离子周围与它最近且距离相等的钠离子有12个。
（4）代表晶体的是___（填字母），它属于______晶体，每个
与___个 紧邻且距离相等。
C
离子
8
[解析] 的晶胞中铯离子和氯离子的配位数都是8，即每个铯离子
周围有8个氯离子，每个氯离子周围也有8个铯离子，所以图C代表
晶体，属于离子晶体。
（5）代表干冰晶体的是___（填字母），它属于______晶体，每个
分子与____个 分子紧邻且距离相等。
B
分子
12
[解析] 干冰是分子晶体， 分子位于立方体的顶角和面心上，以顶
角上的分子为例，与它距离最近的 分子分布在与该顶角相连的
12个面的面心上，所以图B代表干冰晶体。
【归纳总结】
判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。
如
晶体中，
周围的
数目
用“ ”表示
：
每个面上有4个与中心 距离最近，共计12个。
题组二 晶胞参数计算
3.[2024·河北卷] 金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。
如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中、、、 点的截面图，
晶胞的边长为, 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
( )
A.该铋氟化物的化学式为
B.粒子、之间的距离为
C.该晶体的密度为
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
√
[解析] 根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有
个，含有个 ，故该铋氟化物的
化学式为，A正确；
将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中 、、、点的截面图可知，
晶胞体内的8个 位于8个小立方体的体心，以为原点建立坐标系，令
的原子分数坐标为，与、 均在同一条棱上的的原子分数坐
标为，则 的原子分数坐标为，的原子分数坐标为
，所以粒子、 之间的距离
为
，故B正确；
由A项分析可知，每个晶胞中有4个、12个 ，晶胞体积为
，则晶体密度为
，故C正确；
以晶胞体心处铋离子为分析对象，其与面心氟离子的距离为 ，其
与体内氟离子的距离为 ，则距离其
最近且等距的氟离子位于晶胞体内，为将晶胞均分为8个小立方体后，
每个小立方体的体心的氟离子，即有8个，故D错误。
4.（1）与 形成的某化合物的晶胞结构如图甲所
示，若晶体密度为，则与 的最近距离
为_ ______________（设 表示阿伏伽德罗常数
的值，列出计算表达式，不用化简；图中 为 ，
为，的相对原子质量是64， 的相对原子质量是19）。
[解析] 在晶胞中，原子个数为，
原子个数为4，其化学式为。
设晶胞棱长为 ，则
，则晶胞棱长为
。与的最短距离为晶胞体对角线的 ，晶胞体对角线长度
为，所以与的最短距离为 。
（2）萤石（化学式为 ）是唯一一种可以提炼大
量氟元素的矿物，晶胞结构如图乙所示。已知晶胞参
数为，设阿伏伽德罗常数的值为 ，则萤
石的密度为_ _____________ （列出计算式）。
[解析] 萤石的化学式为，即晶胞中钙离子
与氟离子个数比为 ，从晶胞示意图看，每个
晶胞中实际占有黑球的个数 ，
晶胞中实际占有白球的个数为8，据此可知黑球
代表 ，白球代表。
萤石的一个晶胞中实际占有4个和8个 。
1个晶胞的质量为 ，则萤石的密度
。
【归纳总结】
1.晶胞参数
晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长
、
、
和3组棱相互间的夹角
、
、
，即晶格特征参数，简称晶胞参数。
2.（1）计算晶体密度的思维流程
其中关于晶胞参数单位换算也需注意:
（2）计算晶体中微粒间距离的方法
晶胞的体积为微粒的相对“分子”质量 。
考点四
配合物与超分子
1.配位键
（1）概念
____________由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用的共价键,即
“电子对给予—接受”键,是一类特殊的______键。
如在 中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供
__________给予铜离子,铜离子接受水分子的孤电子对形成的。
共用电子对
共价
孤电子对
（2）表示
例如，中的给出孤电子对， 接受电子对，其
结构为 。
2.配位化合物
（1）定义
通常把________________（称为中心离子或原子）与某些____________
（称为______________）以________结合形成的化合物,简称配合物。
金属离子或原子
分子或离子
配体或配位体
配位键
（2）配合物的组成及形成条件
①配合物的组成
内界
外界
中心离子
配体
配体：含有孤电子对的分子或离子，如、、、、 、
等。
中心离子（或原子） 一般是金属离子，特别是过渡金属离子，如
、 等。
配位数：直接同中心原子（或离子）配位的含有孤电子对的原子数目。
中心原子（或离子）的配位数一般为2、4、6、8等。
②形成条件
（3）配合物的形成举例
实验操作 实验现象 有关离子方程式
_____________________________________________ 滴加氨水后,试管中首 先出现__________,氨水 过量后沉淀逐渐______, 得到______色的透明溶 液;滴加乙醇后并用玻璃 棒摩擦试管壁，析出 ____________
蓝色沉淀
溶解
深蓝
深蓝色晶体
实验操作 实验现象 有关离子方程式
白色
无色
续表
3.超分子
（1）定义
由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的____________。
其中的分子是广义的,包括离子。
分子聚集体
（2）超分子内分子间的作用力
多数人认为，超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括______、
静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的__________等。
氢键
弱配位键
（3）重要特征
①__________;
②________。
分子识别
自组装
题组一 配位键和配合物
1.已知 可二聚为下图的二聚体：
（1）该二聚体中存在的化学键类型为___。
A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键
[解析] 从图中可知，该二聚体中和 之间以极性键相连，该二聚体
中存在的化学键为极性键。
√
（2）将该二聚体溶于 生成
（结构如图所
示），已知其配离子为四面体形，
14
[解析] 该配离子中，中心原子形成4条单键，杂化方式为 杂化；
其中原子提供孤电子对，配体为 ；该配合物中含有12条单键，
2条碳氮三键，其中碳氮三键中有1条 键，因此 该配合物中有
键。
中心原子杂化方式为____，其中配体是_______， 该配合物中有
键____ 。
2.（1）硼元素的简单氢化物 不能游离存在，常倾向于形成较稳定
的 或与其他分子结合。
① 分子的空间结构如图所示，则B原子的杂化方式为____。
[解析] 根据 分子的空间结构知，
B原子的轨道向4个方向延伸，则其
杂化方式为 。
②氨硼烷 被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存
在配位键，提供孤电子对的成键原子是___。
[解析] 氨硼烷 中氮原子存在孤电子对，所以提供孤电子对
的成键原子是 。
（2）可形成两种钴的配合物，已知 的配位数为6，
为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种
配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，则第一种配合物的配体
为__________。在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉
淀，则第二种配合物的配体为___________。
、
、
[解析] 在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀，白色沉淀
是硫酸银，说明配体不是， 是外界的离子，则第一种配合物
的配体为、 ；
在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，沉淀为溴化
银，则配体不可能是 ，即第二种配合物的配体为、 。
【归纳总结】
判断配体及配位原子的方法
（1）分析配合物的内界，提供孤电子对的离子或分子为配体，可以
是中性分子或阴离子，如
、
、
、
等。
（2）分析配体的组成元素，一般是电负性较小的原子提供孤电子对。
配位原子必须是含有孤电子对的原子，通常是第 ⅤA族、第
族、
第
族元素的原子，例如
中的
原子、
中的
原子等。
题组二 配合物的性质
3.[2024·北京海淀区统考] 已知：铜离子的配位数通常为4，
和 均为深蓝色。某化学小组设计如下实验制
备铜的配合物。
下列说法不正确的是( )
A.中得到配合物，其配体为
B.硫酸铜溶液呈蓝色是 的颜色所致
C.由实验可知，的配位能力比 弱
D.加热 中溶液有可能得到蓝色浑浊液
√
[解析] 和均为深蓝色，加入 的氢
氧化钠溶液得到中的配合物 ，由化学式可知，其配体
为 ，A正确；
水分子中氧原子可以提供孤电子对，能和铜离子形成配离子，硫酸铜
溶液呈蓝色是 的颜色所致，B正确；
由实验、可知，的配位能力比强，C错误；
加热 中溶液，会促进的电离平衡正向移动，使得
浓度减小，导致 转化为氢氧化铜沉淀，故有可能得到蓝
色浑浊液，D正确。
4.[2024·湖北黄冈中学调研] 由于核外有空的 轨道，可与一些配
体形成配位数为6的配离子。某同学将淡紫色的 晶体
溶于水后再依次加溶液和 溶液，发现溶液出现下列变化：
已知：为浅紫色，为红色， 为无色。
下列说法错误的是( )
A. 晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色，是因为
水解生成
B.与形成配位键时， 原子提供孤电子对
C.溶液 Ⅱ 加后溶液由红色变为无色，说明与 配位键强
度不及与 配位键强度
D.焰色试验中可用无锈铁丝替
代铂丝，说明铁灼烧时无焰色
且不会产生发射光谱
√
[解析] 为浅紫色，将 晶体溶于水后溶液
不是浅紫色而是黄色，是因为水解生成 的红褐色与紫色
共同作用，A正确；
的原子半径大于，中、 都含有孤电子对，电负性，故
与形成配位键时， 原子提供孤电子对，B正确；
溶液Ⅱ加后溶液由红色变为无色，即 变为,说
明与配位键强度不及与 配位键强度，C正确；
铁灼烧时产生发射光谱，但无特殊焰色，故焰色试验中可用无锈铁丝
替代铂丝，D错误。
【归纳总结】
配合物的稳定性及影响因素
（1）配合物的稳定性与配位键的强弱有关，配位键越强，配合物越稳定。
（2）当中心离子相同时，配合物的稳定性与配体中提供孤电子对的
原子对应元素的电负性强弱有关。
例如，电负性：
，则配位键的牢固程度：
，故加热配合物
时，
首先失去
。
题组三 超分子
5.[2024·河北邯郸模拟] “超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于
超分子的说法正确的是( )
甲
乙
丙
丁
A.冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，图甲中
与冠醚形成离子键
B.“杯酚”具有“分子识别”特征，图乙中“杯酚”与 形成氢键
C.可燃冰（图丙）可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分
子，硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼
D.烷基磺酸钠在水中聚集形成胶束（图丁），这反映了超分子的“自组装”特征
√
甲
乙
丙
丁
[解析] 冠醚有空穴，不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，对
离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂；离子键为离子间的强相
互作用力，图甲中 与冠醚没有形成离子键，A错误。
当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子（如氟、氧、氮）上时，
可以形成氢键；“杯酚”具有“分子识别”特征，但是图乙中“杯酚”与
没有形成氢键，B错误。
甲
乙
水分子间能形成氢键，可燃冰（图丙）可看作由水和甲烷等分子通过
非共价键形成的超分子；硫化氢分子间不能形成氢键，故不能通过与
水分子间类似的相互作用形成分子笼，C错误。
超分子自组装是分子通过分子间相互作用形成具有有序结构的聚集体，
烷基磺酸钠在水中聚集形成胶束（图丁），这反映了超分子的“自组装”
特征，D正确。
丙
丁
6.[2024·湖南永州三模] 通过给电子主体和吸电子客体 作用，可制备
一种延迟荧光材料的通用超分子主客体共晶，制备路线如图所示。下
列说法错误的是( )
A.与足量 加成所得产物中含有4个手性碳原子
B.中所含元素的第一电离能：
C.与 通过分子间相互作用和尺寸匹配形成超分子
D.该超分子材料发射荧光的原理与原子核外电子跃迁有关
√
[解析] 与足量 反应后，所得产物中的手性碳原子如
图： ，共4个，A正确；
中含有的元素有、C、、 ，第一电离能： ，B错误；
超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚
集体，与 通过分子间相互作用和尺寸匹配形成超分子，C正确；
电子由激发态跃迁到基态会释放能量，该超分子材料发射荧光的原理
与原子核外电子跃迁释放能量有关，D正确。
经典真题·明考向
1.[2024·湖北卷] 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、、
√
[解析] 金的质量分数为，则 金的
质量分数为，Ⅰ中和原子
个数比为，则 的质量分数为
，A正确。
Ⅱ中处于立方体的八个顶角， 处于晶胞面
心，则的配位数为 ，B正确。
设Ⅲ的晶胞参数为，的核间距为，的最小核间距
也为 ，二者最小核间距相等，C错误。
Ⅰ中，处于内部， 处于晶胞的八个顶角，与原子个数比为；
Ⅱ中，处于晶胞的八个顶角， 处于面心，与原子个数比为
；
Ⅲ中， 处于晶胞的面心，处于顶角，与 原子个数比为
，D正确。
2.[2024·湖南卷] 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 形结构
√
[解析] 中元素为价，中元素为价，
C元素为 价，根据反应
可知，元素由 价
升高到0价，C元素由0价升高到价，元素由0价
降低到 价，由此可知还原剂是和C，故A正确；
根据均摊法可知，晶胞中 位于顶角和体内，个
数为，由化学式可知，晶胞中有4个，
则 位于晶胞的面上，故B正确；
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；
的中心C原子的价层电子对数为，
可知 为直线形分子，故D错误。
3.[2024· 黑吉辽卷] 环六糊精吡喃葡萄糖缩合物 具有空腔结构，
腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图甲、
图乙和图丙分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列
说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图乙中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
√
[解析] 糖水解后能产生 单糖的称为寡糖或低聚糖，环
六糊精是葡萄糖的缩合物，属于寡糖，A正确；
环六糊精包合某些分子形成超分子，该分子的直径必须要匹配环六糊
精的空腔尺寸，故不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包合形成
超分子，B错误；
由于环六糊精腔内极性较小，可以将苯环包合在其中，腔外极性较大，
故将极性基团甲氧基暴露在反应环境中，由图丙反应可知，甲氧基对
位也暴露在反应环境中，C正确；
环六糊精空腔外有多个羟基，可以和水形成分子间氢键，故环六糊精
能溶解在水中，而氯代苯甲醚不溶于水，可以选择水作为萃取剂分离
环六糊精和氯代苯甲醚，D正确。
4.[2024·湖北卷] 科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装
载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数（值越大越稳
定）见表。下列说法错误的是( )
芳烃 芘 并四苯 蒄
结构 ________________________ _________________________________________ __________________________________
结合常数 385 3764 176 000
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D.芳烃 电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
√
[解析] “分子客车”能装载多种稠环芳香烃，故芳烃与“分子客车”通过
分子间相互作用形成分子聚集体——超分子，A项正确；
“分子客车”的长为、高为 ，从长的方向观察，有与并四
苯分子适配的结构，从高的方向观察则缺少合适结构，故平躺装载的
稳定性大于直立装载的稳定性，B项错误；
芳烃 芘 并四苯 蒄
结构 ________________________ _________________________________________ __________________________________
结合常数 385 3764 176 000
“分子客车”从长度来看，内部有6个六元环和2个五元环的长度，而芘
的长度小于3个六元环的长度，故从分子大小看“分子客车”可装载2个
芘，C项正确；
芘、并四苯、蒄中 电子数逐渐增多，与“分子客车”的结合常数逐渐
增大，而结合常数越大越稳定，故芳烃 电子数越多越有利于和“分子
客车”结合，D项正确。
芳烃 芘 并四苯 蒄
结构 ________________________ _________________________________________ __________________________________
结合常数 385 3764 176 000
5.（1）[2024·全国甲卷节选] 结晶型 可作为放射性
探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中 的配
位数为___。设 为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体
密度为_ ___________（列出计算式， 的相对
原子质量为207）。
6
[解析] 由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个 ，距离每个原
子周围最近的另一种原子数均为6，因此的配位数为6。设 为阿伏
伽德罗常数的值，则晶胞的质量为 ，晶胞的体积为
，因此该晶体密度为 。
（2）[2024· 全国新课标卷节选] 镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶
胞体积为 ，镍原子半径为_ ____。
[解析] 铜晶胞示意图为 ，镍的晶胞结构类型与铜的相同，
面心镍原子与其同面的4个镍原子相切，则镍原子半径为晶胞面对角
线长度的，因为晶胞体积为，所以晶胞棱长为 ，面对角线长度为
，则镍原子半径为 。
（3）[2024· 黑吉辽卷节选] 负载在上的
催化活性高，稳定性强。和 的晶体结构均
可用右图表示，二者晶胞体积近似相等， 与
的密度比为，则 的相对原子质量为_____
（精确至1）。
101
[解析] 由于二者的晶体结构相似，晶胞体积近似相等，则其密度之比
等于摩尔质量之比，故，解得
，则 的相对原子质量为101。
1.单质硫和氢气在低温高压下可形成一种
新型超导材料，其晶胞如图所示。下列说
法错误的是( )
A.位于元素周期表 区
B.该物质的化学式为
C.位于 构成的八面体空隙中
D.该晶体属于分子晶体
√
[解析] 基态原子的价层电子排布为，故
位于元素周期表 区，A项正确；
由该物质形成晶体的晶胞可知： 原子个数为
，原子个数为，
则原子、 原子个数比为，故该物质的化学
式为，B项正确；
位于 构成的八面体空隙中，如图所示 ，C项正确；
由于该晶体是一种新型超导材料，由晶胞结构可知，不存在简单分子，
故该晶体不属于分子晶体，D项错误。
2.[2024·广东梅州四校联考]
（相对原子质量为70）和
（相对原子质量为75）均位于元素周
期表第四周期，砷化镓 是优良
的半导体材料，可用于制作微型激光
器或太阳能电池的材料等，其晶胞结构如图所示，其中原子1的坐标
为，原子2的坐标为 。下列有关说法中错误的是( )
A.原子3的坐标为
B.根据元素周期律，原子半径：
C.的熔点为 ，硬度大，故晶体类型为共价晶体
D.若晶胞边长为，阿伏伽德罗常数的值为，则 晶体的密
度为
√
[解析] 由图可知，原子3的坐标为 ，A错误；
电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子
半径越小，原子半径，B正确；
的熔点为 ，硬度大、熔点高，故晶体类型为共价晶体，
C正确；
据“均摊法”，晶胞中 原子个数为、原子个数为4，
1个晶胞中含有4个 ，则晶体密度为
，D正确。
3.[2022·广东卷节选] 我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材
料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料
的研发进程。化合物 是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其
晶胞结构如图甲，沿、、 轴方向的投影均为图乙。
（1） 的化学式为_________。
[解析] 根据晶胞结构得到有8个， 有个，则
的化学式为 。
（2）设的最简式的式量为，晶体密度为，则中相邻
之间的最短距离为_ ______________（列出计算式， 为阿伏伽德
罗常数的值）。
[解析] 设的最简式的式量为，晶体密度为 ，设晶胞参数
为，得到，解得 ，
中相邻之间的最短距离为晶胞参数的一半，即 。
Exercise
作业手册
考点一 晶体常识 晶体类型与性质
1.[2024·广东六校联盟联考] 四氯化锗 是光导纤维的常用掺杂
剂，在常温下呈液态，锗与硅同族。下列说法不正确的是( )
A.基态原子的价层电子排布为
B.的熔点比 低
C. 所属晶体类型是分子晶体
D.第一电离能大小：
√
[解析] 是32号元素，基态原子的价层电子排布为 ，A正确；
在常温下呈液态，则其熔点较低，与 晶体都属于分子
晶体，的相对分子质量大， 晶体分子间作用力大，则
的熔点比 高，B错误，C正确；
同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下第
一电离能逐渐减小，则第一电离能大小： ，D正确。
2.[2024·北京师大附中统考] 下列关于沸点的比较中，不正确的是
( )
A.
B.邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛
C.
D.金刚石 碳化硅 硅晶体
√
[解析] 、、 都是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，
分子间作用力越大，沸点越高，故沸点顺序为 ，A正确；
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，而对羟基苯甲醛存在分子间氢键，分
子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高，因此沸点顺序：邻羟基苯
甲醛 对羟基苯甲醛，B错误；
有机物链状同系物中随碳原子数递增，沸点升高，故沸点顺序为
，C正确；
金刚石、碳化硅、硅晶体都为共价晶体，半径越小，共价键越短，键
能越大，沸点越高，键长： ，故沸点顺序：金
刚石 碳化硅 硅晶体，D正确。
3.依据表中①~④四种物质的性质，固态时其晶体类型依次属于离子晶
体、共价晶体、分子晶体及金属晶体的是( )
编号 ① ② ③ ④
分类 化合物 化合物 单质 单质
主要 性质
A.②③①④ B.②③④① C.③②④① D.③②①④
√
[解析] 化合物①熔点为 ，不导电，易溶于氯仿，则①是分子
晶体；
化合物②熔点为 ，固体不导电，熔化时能导电，则②是离子晶体；
单质③熔点为 ，不导电，硬度大，则③是共价晶体；
单质④熔点为 ，易导电，则④是金属晶体。
4.[2025·广东东莞七校联考] 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
√
[解析] 的配位数为与其距离最近的的个数,由题图可知, 位
于体心,位于面心,则的配位数为6,A正确；
与 的最近距离为棱长的,与的最近距离为棱长的,与
的最近距离为棱长的,则与距离最近的是,B错误；
位于顶角,所以晶胞中 个数为,位于面心,晶胞中个数
为, 位于体心,故晶胞中个数为1,该物质的化学式为
,C正确；
与 半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D正确。
5.[2024·湖南雅礼中学模拟] 锰族元素铼的三氧化物 具有超低电
阻率，可由还原 制得，其晶体结构与钙钛矿（如图）相似，
占据了的位置， 的位置为空位。下列说法错误的是( )
A.基态原子的价层电子排布为
B. 的配位数为6
C.位于体心时， 位于面心
D. 不能发生歧化反应
√
[解析] 处在第六周期第族，基态
原子的价层电子排布为，A正确；
在晶胞的顶角，占据的位置，则
在顶角处，离最近且等距离的有6个，
则的配位数为6，B正确；
若 在体心，则根据和在晶胞中的位置关系可知，位于面心，C正确；
的最高价为价，中元素为价，单质为0价，则 中
元素的化合价既可以升高，又可以降低，能发生歧化反应，D错误。
6.[2024·辽宁丹东六校联考] 我国科研工作者利用冷冻透射电子显微镜
同步辐射等技术，在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生
成的某二维晶体，其结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.该二维晶体的化学式为
B.的键角为
C.和 的配位数均为3
D.该晶体可由钙在氯气中燃烧制得
√
[解析] 由俯视图和侧视图可知，一个钙离
子形成键结合3个氯离子，同样一个氯离子
形成键结合3个钙离子，则该二维晶体的
化学式为，A错误；
结合侧视图可知，、 构成的六元环为非平面六边形，其
的键角不是 ，B错误；
、 周围最近的相反离子数均为3，故配位数均为3，C正确；
钙在氯气中燃烧生成 ，不能得到该晶体，D错误。
7.[2024·辽宁沈阳二中模拟] 卤化钠 和四卤化钛 的熔点如
图所示，下列判断不正确的是( )
A. 的熔点反常升高是因为其共价键的键能较大
B. 均为离子晶体
C.随半径的增大， 的离子键减弱，
熔点逐渐降低
D.、、 的相对分子质量依
次增大，范德华力增大，熔点逐渐升高
√
[解析] 由于电负性：，则 形成离子晶体，而
、、形成分子晶体，的熔点反常升高是因为 形
成离子晶体，而、、形成分子晶体，不是因为 中共
价键的键能较大，A错误；
熔点较高，只含有离子键，
则 均为离子化合物，均形
成离子晶体，B正确；
是离子晶体，离子键越强、熔点越高，电子层数越多，离子半
径越大，离子键越弱，则随 半径的增大，的离子键强度减弱，
熔点逐渐降低，C正确；
、、 均为分子晶体，
故随着相对分子质量依次增大，
范德华力增大，熔点逐渐升高，
D正确。
考点二 典型晶体模型结构分析
8.[2024·湖南师大附中模拟] 晶体的晶胞示意图如下。每个 原
子位于原子构成的四面体的中心，已知的晶胞边长为 ，阿
伏伽德罗常数的值为 。下列说法中不正确的是( )
A.每个晶胞中含有4个 原子
B.每个 原子周围距离最近的镁原子有8个
C.另一种晶胞的表示中， 原子均位
于晶胞内，则 原子处于顶角和体心
D.晶体的密度为
√
[解析] 依据均摊法计算，晶胞中的个数为， 的
个数为8，A正确；
1个原子周围有8个紧邻的 原子，B正确；
图示中原子被 原子围绕在晶胞内部，不可能存在一种晶胞的表示
中，原子均位于晶胞内， 原子处于顶角和体心，C错误；
由A项可知，晶胞中含有，
故 晶体的密度为
，D正确。
9.[2024·江西南昌三校联考] 一种氧化锌 的立方晶胞
结构如图所示（用 表示阿伏伽德罗常数的值），下列说法错误的是
( )
A.晶胞的质量为
B.锌离子间的最短距离为
C.基态氧原子的核外电子有5种运动状态
D.是区元素，是 区元素
√
[解析] 根据晶胞图，1个晶胞中有4个和4个 ，晶胞的质量为
，A正确；
锌离子间的最短距离为面心到顶角的距离，已知晶胞参数为，则
其面心到顶角的距离为 ，B正确；
氧元素原子序数为8，基态氧原子核外有8个电子，每个电子的运动状
态均不同，共有8种运动状态，C错误；
为过渡元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅡB族，属于区元素，
位于 区，D正确。
10.[2024·湖南长沙长郡中学模拟] 钛酸钡是太阳能电池材料。经 射线
衍射分析测定，钛酸钡的晶胞结构如图所示（、均与 接
触），已知晶胞边长为，的半径为， 为阿伏伽德罗常
数的值。下列叙述错误的是( )
A.与等距离且最近的 有8个
B.半径为
C.钛酸钡的化学式为
D.该晶体密度为
√
[解析] 观察晶胞图示，位于体心，8个位于顶角的与 距
离最近，A正确；
已知与均与接触，晶胞边长为 ，的半径为 ，
根据图示，晶胞边长，则
，B正确；
根据晶胞图示，位于晶胞的顶角， 的数目为，
位于晶胞的内部，数目为1， 位于晶胞的棱上，其数目为
，则钛酸钡的化学式为 ，C正确；
该晶胞为立方体，晶体密度 ，D错误。
11.[2024· 黑吉辽卷] 某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫
化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结
构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为
B.晶胞2中与的最短距离为
C.晶胞2中距最近的 有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
√
[解析] 由均摊法得，结构1中含有的数目为，含有
的数目为，与的原子个数比为 ，因此结构1钴硫
化物的化学式为，故A正确；
由图可知，晶胞2中与 的最短距离为面对角线的一半，晶胞边长为，
即与的最短距离为 ，故B错误；
如图： ，以图中画圈的为例，与其最近的 共4个，故C正确；
当2个晶胞2放在一起时，如图： ，中间部分就是晶
胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确。
考点三 配合物和超分子
12.[2024·广东东莞七校联考] 绿矾 结构如图所示，下列
说法不正确的是( )
A.中心离子的配体是
B.的价层 轨道参与了杂化
C.绿矾中存在的化学键有共价键、
配位键、氢键、离子键
D.绿矾受热分解产生红棕色固体的同时可能生成
√
[解析] 由图可知，中心离子亚铁离子的配体是 分子，A正确；
由图可知，中心离子亚铁离子的配位数为6，则的价层 轨道参与
了杂化，B正确；
水分子中存在共价键 ，亚铁离子和水分子间存在配位键，亚铁
离子和硫酸根离子间存在离子键，但氢键不属于化学键，C错误；
绿矾受热分解发生氧化还原反应，产生
红棕色固体 的同时可能生成 ，
D正确。
13.[2024·江苏南京师大附中统考] 氮气经过一系列的变化可以合成氨、
氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；能被 溶液吸收生成配
合物 ，减少环境污染。下列说法正确的是( )
A. 提供孤电子对用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为三角锥形
C.配离子为 ，中心离子的配位数为6
D.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表的 区
√
[解析] 是中心离子，配合物中中心离子提供空轨道，配体提供孤
电子对，A错误；
该配合物中阴离子为 ，其空间结构为正四面体形，B错误；
的中心离子的配体有两种：、 ，故中心离子
的配位数为6，C正确；
该配合物中所含非金属元素有 、、、，位于区，、、位于
区，D错误。
14.[2024·辽宁凌源三模] 硫酸四氨合铜晶体 常
用作杀虫剂、媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在
工业上用途广泛。实验室制备 的流程如图所示。
已知： 的空间结构为平面四边形。下列说法正确的是
( )
A. 晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子
键和氢键
B.过程③加入 乙醇的作用是增大溶剂极性，减小硫酸四氨合铜的
溶解度
C.根据上述实验现象可知，与结合能力：
D.若中两个被两个 取代，只有一种结构
√
[解析] 氢键不是化学键，A错误；
乙醇的极性较小，加入 乙醇可以降低溶液的极性，B错误；
硫酸铜溶液中存在的是，不断加入氨水的过程中先生成
，最后生成，说明与 结合能力由弱到强的
顺序为，C正确；
的空间结构为平面四边形，两个取代两个 ，有两
种结构，D错误。
15.[2025·山东青岛调研] 许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。
下列说法正确的是( )
A.二乙二胺合铜配离子
的结构如图所示，
可知 配位数和配体数均为4
B.配合物中含有 配位键
C.配合物 中的配位原子是C
D.配合物 中心离子
为，该配合物与 溶液作用，
生成
√
[解析] 与4个原子形成配位键， 的配位数为4，乙二胺中有
2个原子，与2个乙二胺配位，配体数为2，A错误；
与 形成5个配位键， 分子中氧原子提供1对电子与C原子形成1个
配位键，1个分子含有10个配位键，分子含有
配位键，B错误；
配合物中的配位体是，电负性 ，故碳原子上的
1个孤电子对与亚铁离子形成配位键，C正确；
内界配体不与反应，外界配体与反应，在 该配合
物中加入溶液可以得到 沉淀，D错误。
考点四 晶体与配合物综合考查
16.[2024·山东济南一模] 含氮物质在工业上
应用非常广泛。将单质钡、铼 以一
定比例混合，于特制容器中加热，依次通入
、 可制得某黑色晶体，该晶体的晶胞结
构如图所示，含有多个由、、
和 组成的八面体与平面三角形，括号中为其化合价。
回答下列问题：
（1）基态原子的简化电子排布式为________，、、 简单氢化
物的沸点由高到低的顺序为___________________（填化学式）。
中 原子的杂化方式为____。
[解析] 钡元素的原子序数为56，其基态原子的简化电子排布式为 ；
氢化钡是沸点较高的离子晶体，氨分子和水分子是沸点低的分子晶体，
常温下水是液体，氨是气体，水分子沸点高于氨分子，故简单氢化物
的沸点由高到低的顺序为。
中氮原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0，氮原子的杂化方式为 。
（2）苯胺（ ）中原子与苯环形成 共
轭， 、 、 的碱性随 原子电子
云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是_ _______。
[解析] 分子中甲基为推电子基团，会使氨基中氮原子电
子云密度大于 ，碱性强于 ；
分子中氮原子不能与苯环形成 共轭，氨基中氮原子
电子云密度大于 ，碱性强于 ，所以碱性最弱的为 。
（3）该晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为_____，晶体的
化学式为_____________。
[解析] 由晶胞结构可知，晶胞中位于棱上和体内的八面体个数为
，位于棱上和体内的平面三角形的个数为 ，
则晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为 ；
根据离子半径，可能为、或
、或、 或
、，由化合价代数和为0可知，
八面体为 、平面三角形为，
则晶体的化学式为 。
（4）晶胞参数为、、， ， ，该
晶体的密度为_ ___________________________ （写出表达式）。
[解析] 设晶体的密度为 ，由晶胞的质量公式可得
，
解得 。
17.[2024·山东临沂一模] 铜及其化合物在医疗卫生、工农业生产等方
面有广泛应用。回答下列问题：
（1）基态原子中，核外电子占据的最高能层符号为___；基态
的价层电子排布为_____。
[解析] 基态原子的简化电子排布式为 ，核外电子占据
的最高能层为，基态的价层电子排布为 。
（2）与、、 均可形成配位数为4的配离子：
、、 。其转化关系如图所示：
①中的键角___（填“ ”“ ”或“”） 中
的键角。
[解析] 中的 中只含有一个孤电子对，而水分
子中 原子含有两个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于
成键电子对间的排斥力，故中的键角大于
中 的键角。
② 呈黄色，溶液 Ⅰ 呈黄绿色的原因是 ___________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
______________________________ ；溶液 Ⅰ 加水稀释后呈蓝色，其
原因是______________________________________________________
__________________________________________________。
加水稀释使平衡逆向移动，蓝色的含量增加，溶液显蓝色
蓝色的
和黄色的 存在转化：
，蓝色的 和黄
色的 共存使溶液显黄绿色
[解析] 蓝色的和黄色的 存在转化：
，蓝色的 和黄
色的 共存使溶液显黄绿色。
溶液Ⅰ加水稀释使平衡逆向移动，蓝色的 含量增加，溶液
显蓝色。
③向溶液 Ⅱ 中缓慢通入 至过量，观察到的现象是_____________
_______________________________。
先出现蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液呈现深蓝色
[解析] 向溶液Ⅱ中缓慢通入至过量，先生成 蓝色沉淀，后
沉淀消失，生成 ，使溶液呈现深蓝色。
快速核答案
第25讲 晶体结构与性质 配合物与超分子
考点一 物质的聚集状态与晶体的常识
夯实必备知识
1.①电子 阳离子 ②离子
2.（1）周期性有序 无序 有 无 固定 不固定 各向异性
各向同性 （2）①熔融态 ②气态 ③析出
3.（1）基本单元 （2）任何间隙 平行 取向
4.（1）
射线衍射仪 （2）分立的斑点 衍射峰 （3）形状 大小
对称 数目 位置
【对点自测】
（1）√ （2）× （3）× （4）√ （5）√ （6）√
提升关键能力
题组一 物质的聚集状态
1.A 2.C
题组二 晶体与非晶体的区别
3.B 4.C
题组三 晶胞中微粒数目的计算
5.D 6.（1）
（2）3 （3）
考点二 晶体类型和性质
夯实必备知识
3.（1）
平面六元并环 （2）层状 范德华力
【对点自测】
（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√
提升关键能力
题组一 常见晶体类型判断
1.C
2.（1）共价 共价键 （2）①②③④
（3）
分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多
（4）②④
题组二 晶体熔沸点的比较
3.B
4.（1）混合型晶体
键、
键
（2）增大 三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质
量越大，范德华力越大，熔点、沸点越高
（3）
为共价晶体，而
为分子晶体
（4）①四卤化硅均为分子晶体，
、
、
、
的相对原子质量逐渐增
大，四卤化硅的相对分子质量增大，范德华力增大，沸点升高
②减弱 增强
、
、
、
原子半径依次增大，对核外电子的引
力依次减弱，导致其电负性依次减弱，和
的电负性差值越来越小
考点三 典型晶体结构分析
夯实必备知识
金刚石：4
6
：>
12 6 6
干冰：12 冰：4 2
NaCl（型）： 12 4 4 CsCl（型）：< 6 8
石墨：共价键 2
范德华力
【对点自测】
（1）√ （2）√ （3）√ （4）√ （5）×
提升关键能力
题组一 典型晶体结构分析
1.B
2.（1）D 4 共价 （2）
2 （3）A 12 （4）C 离子 8
（5）B 分子 12
题组二 晶胞参数计算
3.D 4.（1）
（2）
考点四 配合物与超分子
夯实必备知识
1.（1）共用电子对 共价 孤电子对
2.（1）金属离子或原子 分子或离子 配体或配位体 配位键
（2）①内界 外界 中心离子 配体
（3）蓝色沉淀 溶解 深蓝 深蓝色晶体 白色 无色
3.（1）分子聚集体 （2）氢键 弱配位键
（3）①分子识别 ②自组装
提升关键能力
题组一 配位键和配合物
1.（1）A （2）
14
2.（1）①
②
（2）
、
、
题组二 配合物的性质
3.C 4.D
题组三 超分子
5.D 6.B
经典真题·明考向
1.C 2.D 3.B 4.B
5.（1）6
（2）
（3）101
教师备用习题
1.D 2.A
3.（1）
（2）
考点二 典型晶体模型结构分析
8.C 9.C 10.D 11.B
考点三 配合物和超分子
12.C 13.C 14.C 15.C
作业手册
考点一 晶体常识 晶体类型与性质
1.B 2.B 3.A 4.B 5.D 6.C 7.A
考点四 晶体与配合物综合考查
16.（1）
（2）
（3）
（4）
17.（1）
（2）①
②蓝色的
和黄色的m
存在转化：
，蓝色的
和黄色的
共存使溶液显黄绿色 加水稀释使
平衡逆向移动，蓝色的
含量增加，溶液显蓝色 ③先出现蓝色沉淀，后沉淀消
失，溶液呈现深蓝色第25讲 晶体结构与性质 配合物与超分子
考点一
● 夯实必备知识
1.(2)①电子 阳离子 ②离子
2.(1)周期性有序 无序 有 无 固定 不固定 各向异性 各向同性
(2)①熔融态 ②气态 ③析出
3.(1)基本单元
(2)任何间隙 平行 取向
4.(1)X射线衍射仪
(2)分立的斑点 衍射峰
(3)形状 大小 对称 数目 位置
【对点自测】
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√
[解析] (1)当阴阳离子体积较大时,其电荷较为分散,导致它们之间的作用力较弱,以至于熔点接近室温,正确。
(3)晶胞也可以是其他形状,错误。
● 提升关键能力
题组一
1.A [解析] 固态物质可能由离子构成(如NaCl),也可能由分子构成(如干冰);气态和液态物质不一定由分子构成,如等离子体,A错误。
2.C [解析] 准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性,延展性较差,原子间有间隙,密度较小,A、D错误,C正确;普通玻璃属于非晶体,其主要成分为硅酸盐,Si与O原子间形成共价键,B错误。
题组二
3.B [解析] 晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列,不管固体的颗粒大小,只要组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体,A错误。晶体的自范性是指在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形,B正确。晶体和非晶体的本质区别是其内部粒子在空间上是否按一定规律呈周期性重复排列,C错误。得到晶体一般有三条途径: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,D错误。
4.C [解析] 根据玻璃的结构示意图可知,构成玻璃的粒子排列相对无序,所以玻璃是非晶体,因此没有固定的熔点,A、B正确;玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,光导纤维的主要成分为SiO2,二者都是非晶体,C错误;区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验,D正确。
题组三
5.D [解析] 钛元素在周期表中的位置为第四周期第ⅣB族,A错误;由图可知,与Co2+距离最近的Ti4+有8个,C错误;该晶胞中,Co2+的个数为1,Ti4+的个数为8×=1,O2-的个数为6×=3,则Co2+、Ti4+和O2-的个数之比为1∶1∶3,故该化合物的化学式为CoTiO3,B错误,D正确。
6.(1)2∶1 (2)3
(3)2∶1∶1 8a3
[解析] (1)由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞中体内有4个Fe原子,面上有8个Fe原子,根据均摊法可知,Fe原子的数目为4×1+8×=8;Bi原子全部在晶胞的面上,其数目为8×=4,因此其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=2∶1。(2)由NaFeO2的晶胞图可知,每个晶胞中含有Fe的个数为4×+2=3,Na的个数为8×+2=3,O的个数为8×+4=6,即每个晶胞中NaFeO2的单元数有3个。(3)合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心,形成如题图所示的结构单元,则两种结构单元各4个交替排列形成的大立方体为晶胞,故晶胞中Ga、Ni个数均为4,Co个数为8××8=8,粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni=2∶1∶1,晶胞棱长为2a nm,故晶胞的体积为8a3 nm3。
考点二
● 夯实必备知识
3.(1)sp2 平面六元并环 (2)层状 范德华力
【对点自测】
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
[解析] (2)晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合型晶体,C60为分子晶体,错误。
● 提升关键能力
题组一
1.C [解析] 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;由题图可知,从正前方向后投影,1个Au球压在了1个Sb球上,1个Sb球压在了1个Au球上,中心K+周围的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;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;全金属富勒烯由Sb、Au、K组成,属于合金,故属于金属晶体,D正确。
2.(1)共价 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
(4)②④
[解析] (1)Ⅰ组物质的熔点很高,属于共价晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)Ⅱ组都是碱金属,属于金属晶体,具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键,故其熔点反常。(4)Ⅳ组物质都是碱金属形成的盐,属于离子晶体,具有②④两条性质。
题组二
3.B [解析] 金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)都为共价晶体,结构相似,则原子半径越大,键长越长,键能越小,熔点越低,在这几种晶体中,键长Si—Si最长,所以熔点最低的为单晶硅。
4.(1)混合型晶体 σ键、π键 sp2
(2)增大 三种物质均为分子晶体,结构与组成相似,相对分子质量越大,范德华力越大,熔点、沸点越高
(3)SiO2为共价晶体,而CO2为分子晶体
(4)①四卤化硅均为分子晶体,F、Cl、Br、I的相对原子质量逐渐增大,四卤化硅的相对分子质量增大,范德华力增大,沸点升高 ②减弱 增强 F、Cl、Br、I原子半径依次增大,对核外电子的引力依次减弱,导致其电负性依次减弱,和Sn的电负性差值越来越小
考点三
● 夯实必备知识
金刚石:4 109°28' 6 1∶2
SiO2:4 1∶2 12 6 6
干冰:12 冰:4 2
NaCl(型):6 12 4 4
CsCl(型):8 6 8
石墨:共价键 2 sp2 范德华力
【对点自测】
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
[解析] (1)冰晶体中水分子间形成较多的氢键,由于氢键具有方向性,因此,水分子间形成氢键后空隙变大,冰晶体中水分子的空间利用率相对较低,而干冰晶体中分子间作用力只是范德华力,呈现分子密堆积形式,冰的密度小于干冰,正确。
(2)石墨属于混合型晶体,在石墨的二维结构平面内,每个碳原子以C—C共价键与相邻的3个碳原子结合,形成六元环,碳原子有4个价电子,而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键,还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上,层内碳原子的这些p轨道相互平行,相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键,这些p轨道的电子可以在整个层内运动,因此石墨能导电,正确。
(3)离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,配位数越大,CsCl晶体中Cs+周围配位8个Cl-,NaCl晶体中Na+周围配位6个Cl-,说明Cs+比Na+半径大,正确。
(5)碳的电负性大于硅,则用碳原子取代部分硅原子,晶体硅的导电能力会下降,错误。
● 提升关键能力
题组一
1.B [解析] 氮化硼晶体为共价晶体,共价晶体具有较高的熔点、沸点,A正确;该晶体结构中无自由移动的离子和电子,不具有导电性,B错误;由图可知,该晶胞含4个N原子,B原子位于晶胞的顶角和面心上,故B原子的个数为8×+6×=4,C正确;B原子周围等距离且最近的B原子有8×3×=12个,D正确。
2.(1)D 4 共价 (2)E 2 (3)A 12
(4)C 离子 8 (5)B 分子 12
[解析] (1)在金刚石晶体中,每个碳原子与周围4个碳原子以共价键结合,形成正四面体结构,体心有一个碳原子,所以图D代表金刚石,每个碳原子与周围4个碳原子最近且距离相等;金刚石有共价键三维骨架结构,属于共价晶体。(2)石墨是层状结构,在层与层之间以范德华力相互作用,在层内碳原子与碳原子以共价键结合,形成正六边形,所以图E代表石墨,每个正六边形占有的碳原子数平均为6×=2个。(3)在NaCl晶胞中,每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯离子周围也有6个钠离子,所以图A代表NaCl晶体,根据晶胞的结构,每个钠离子周围与它最近且距离相等的钠离子有12个。(4)CsCl的晶胞中铯离子和氯离子的配位数都是8,即每个铯离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个铯离子,所以图C代表CsCl晶体,属于离子晶体。(5)干冰是分子晶体,CO2分子位于立方体的顶角和面心上,以顶角上的CO2分子为例,与它距离最近的CO2分子分布在与该顶角相连的12个面的面心上,所以图B代表干冰晶体。
题组二
3.D [解析] 根据题给晶胞结构,由均摊法可知,每个晶胞中含有1+12×=4个Bi,含有8+8×+6×=12个F,故该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确;将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中M、N、P、Q点的截面图可知,晶胞体内的8个F位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,令N的原子分数坐标为(0,0,1),与Q、M均在同一条棱上的F的原子分数坐标为(1,0,0),则T的原子分数坐标为(1,,), S的原子分数坐标为(,,),所以粒子S、T之间的距离为×a pm=a pm,故B正确;由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi、12个F,晶胞体积为(a pm)3=a3×10-30 cm3,则晶体密度为ρ== g·cm-3= g·cm-3,故C正确;以晶胞体心处铋离子为分析对象,其与面心氟离子的距离为a pm,其与体内氟离子的距离为=a pm
4.(1)×1010 (2)
[解析] (1)在晶胞中,Cu原子个数为8×+6×=4,F原子个数为4,其化学式为CuF。设晶胞棱长为x cm,则a g·cm-3×(x cm)3×NA mol-1=4M(CuF),则晶胞棱长为 cm。Cu与F的最短距离为晶胞体对角线的,晶胞体对角线长度为x cm,所以Cu与F的最短距离为x cm=×1010 pm。(2)萤石的化学式为CaF2,即晶胞中钙离子与氟离子个数比为1∶2,从晶胞示意图看,每个晶胞中实际占有黑球的个数=8×+6×=4,晶胞中实际占有白球的个数为8,据此可知黑球代表Ca2+,白球代表F-。萤石的一个晶胞中实际占有4个Ca2+和8个F-。1个晶胞的质量为 g,则萤石的密度ρ=== g·cm-3。
考点四
● 夯实必备知识
1.(1)共用电子对 共价 孤电子对
2.(1)金属离子或原子 分子或离子 配体或配位体 配位键
(2)①内界 外界 中心离子 配体
(3)蓝色沉淀 溶解 深蓝 深蓝色晶体 白色 无色
3.(1)分子聚集体
(2)氢键 弱配位键
(3)①分子识别 ②自组装
● 提升关键能力
题组一
1.(1)A (2)sp3 CH3CN 14
[解析] (1)从图中可知,该二聚体中Br和Al之间以极性键相连,该二聚体中存在的化学键为极性键。(2)该配离子中,中心原子Al形成4条单键,杂化方式为sp3杂化;其中N原子提供孤电子对,配体为CH3CN;该配合物中含有12条单键,2条碳氮三键,其中碳氮三键中有1条σ键,因此1 mol该配合物中有14 mol σ键。
2.(1)①sp3 ②N (2)NH3、Br- NH3、 S
[解析] (1)①根据B2H6分子的空间结构知,B原子的轨道向4个方向延伸,则其杂化方式为sp3。②氨硼烷(NH3BH3)中氮原子存在孤电子对,所以提供孤电子对的成键原子是N。
(2)在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,白色沉淀是硫酸银,说明配体不是S,S是外界的离子,则第一种配合物的配体为NH3、Br-;在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀,沉淀为溴化银,则配体不可能是Br-,即第二种配合物的配体为NH3、S。
题组二
3.C [解析] [Cu(OH)4]2-和[Cu(NH3)4]2+均为深蓝色,加入6 mol·L-1的氢氧化钠溶液得到b中的配合物Na2[Cu(OH)4],由化学式可知,其配体为OH-,A正确;水分子中氧原子可以提供孤电子对,能和铜离子形成配离子,硫酸铜溶液呈蓝色是[Cu(H2O)4]2+的颜色所致,B正确;由实验a、c可知,NH3的配位能力比OH-强,C错误;加热c中溶液,会促进NH3·H2O的电离平衡正向移动,使得NH3·H2O浓度减小,导致[Cu(NH3)4]2+转化为氢氧化铜沉淀,故有可能得到蓝色浑浊液,D正确。
4.D [解析] [Fe(H2O)6]3+为浅紫色,将Fe(NO3)3·9H2O晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色,是因为Fe3+水解生成Fe(OH)3的红褐色与紫色共同作用,A正确;S的原子半径大于N,SCN-中S、N都含有孤电子对,电负性S题组三
5.D [解析] 冠醚有空穴,不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,对离子有选择作用,在有机反应中可作催化剂;离子键为离子间的强相互作用力,图甲中K+与冠醚没有形成离子键,A错误。当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;“杯酚”具有“分子识别”特征,但是图乙中“杯酚”与C60没有形成氢键,B错误。水分子间能形成氢键,可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子;硫化氢分子间不能形成氢键,故不能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼,C错误。超分子自组装是分子通过分子间相互作用形成具有有序结构的聚集体,烷基磺酸钠在水中聚集形成胶束(图丁),这反映了超分子的“自组装”特征,D正确。
6.B [解析] X与足量H2反应后,所得产物中的手性碳原子如图:,共4个,A正确;Z中含有的元素有H、C、N、F,第一电离能:F>N>H>C,B错误;超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,Y与Z通过分子间相互作用和尺寸匹配形成超分子,C正确;电子由激发态跃迁到基态会释放能量,该超分子材料发射荧光的原理与原子核外电子跃迁释放能量有关,D正确。
经典真题·明考向
1.C [解析] 24K金的质量分数为100%,则18K金的质量分数为×100%=75%,Ⅰ中Au和Cu原子个数比为1∶1,则Au的质量分数为×100%≈75%,A正确。Ⅱ中Au处于立方体的八个顶角,Cu处于晶胞面心,则Au的配位数为3×8×=12,B正确。设Ⅲ的晶胞参数为a,Au-Cu的核间距为a,Au-Au的最小核间距也为 a,二者最小核间距相等,C错误。Ⅰ中,Au处于内部,Cu处于晶胞的八个顶角,Au与Cu原子个数比为1∶1;Ⅱ中,Au处于晶胞的八个顶角,Cu 处于面心,Au与Cu原子个数比为(8×)∶(6×)=1∶3;Ⅲ中,Au处于晶胞的面心,Cu处于顶角,Au与Cu原子个数比为(6×)∶(8×)=3∶1,D正确。
2.D [解析] LiH中H元素为-1价,C中N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2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LiH和C,故A正确;根据均摊法可知,晶胞中C位于顶角和体内,个数为8×+1=2,由化学式可知,晶胞中Li+有4个,则Li+位于晶胞的面上,故B正确;观察位于体心的C可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,故C正确;C的中心C原子的价层电子对数为2+×(4+2-2×3)=2,可知C为直线形分子,故D错误。
3.B [解析] 1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的称为寡糖或低聚糖,环六糊精是葡萄糖的缩合物,属于寡糖,A正确;环六糊精包合某些分子形成超分子,该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸,故不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包合形成超分子,B错误;由于环六糊精腔内极性较小,可以将苯环包合在其中,腔外极性较大,故将极性基团甲氧基暴露在反应环境中,由图丙反应可知,甲氧基对位也暴露在反应环境中,C正确;环六糊精空腔外有多个羟基,可以和水形成分子间氢键,故环六糊精能溶解在水中,而氯代苯甲醚不溶于水,可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚,D正确。
4.B [解析] “分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳烃与“分子客车”通过分子间相互作用形成分子聚集体——超分子,A项正确;“分子客车”的长为2.2 nm、高为0.7 nm,从长的方向观察,有与并四苯分子适配的结构,从高的方向观察则缺少合适结构,故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性,B项错误;“分子客车”从长度来看,内部有6个六元环和2个五元环的长度,而芘的长度小于3个六元环的长度,故从分子大小看“分子客车”可装载2个芘,C项正确;芘、并四苯、蒄中π电子数逐渐增多,与“分子客车”的结合常数逐渐增大,而结合常数越大越稳定,故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合,D项正确。
5.(1)6
(2)a
(3)101
[解析] (1)由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有4个Pb和4个S,距离每个原子周围最近的另一种原子数均为6,因此Pb的配位数为6。设NA为阿伏伽德罗常数的值,则晶胞的质量为 g,晶胞的体积为(594×10-10)3 cm3,因此该晶体密度为 g·cm-3。(2)铜晶胞示意图为,镍的晶胞结构类型与铜的相同,面心镍原子与其同面的4个镍原子相切,则镍原子半径为晶胞面对角线长度的,因为晶胞体积为a3,所以晶胞棱长为a,面对角线长度为a,则镍原子半径为a。(3)由于二者的晶体结构相似,晶胞体积近似相等,则其密度之比等于摩尔质量之比,故1.66==,解得Ar(Ru)= 100.8≈101,则Ru的相对原子质量为101。第25讲 晶体结构与性质 配合物与超分子
1.B [解析] Ge是32号元素,基态Ge原子的价层电子排布为4s24p2,A正确;GeCl4在常温下呈液态,则其熔点较低,GeCl4与SiCl4晶体都属于分子晶体,GeCl4的相对分子质量大,GeCl4晶体分子间作用力大,则GeCl4的熔点比SiCl4高,B错误,C正确;同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能大小:Cl>Si>Ge,D正确。
2.B [解析] Cl2、Br2、I2都是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,故沸点顺序为Cl2C—Si>C—C,故沸点顺序:金刚石>碳化硅>硅晶体,D正确。
3.A [解析] 化合物①熔点为-40.4 ℃,不导电,易溶于氯仿,则①是分子晶体;化合物②熔点为801 ℃,固体不导电,熔化时能导电,则②是离子晶体;单质③熔点为1410 ℃,不导电,硬度大,则③是共价晶体;单质④熔点为30 ℃,易导电,则④是金属晶体。
4.B [解析] Ca2+的配位数为与其距离最近的F-的个数,由题图可知,Ca2+位于体心,F-位于面心,则Ca2+的配位数为6,A正确;F-与K+的最近距离为棱长的,F-与Ca2+的最近距离为棱长的,F-与F-的最近距离为棱长的,则与F-距离最近的是Ca2+,B错误;K+位于顶角,所以晶胞中K+个数为×8=1,F-位于面心,晶胞中F-个数为×6=3,Ca2+位于体心,故晶胞中Ca2+个数为1,该物质的化学式为KCaF3,C正确;F-与Cl-半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D正确。
5.D [解析] Re处在第六周期第ⅦB族,基态Re原子的价层电子排布为5d56s2,A正确;Ti在晶胞的顶角,Re占据Ti的位置,则Re在顶角处,离Re最近且等距离的O有6个,则Re的配位数为6,B正确;若Re在体心,则根据Re和O在晶胞中的位置关系可知,O位于面心,C正确;Re的最高价为+7价,ReO3中Re元素为+6价,Re单质为0价,则ReO3中Re元素的化合价既可以升高,又可以降低,能发生歧化反应,D错误。
6.C [解析] 由俯视图和侧视图可知,一个钙离子形成键结合3个氯离子,同样一个氯离子形成键结合3个钙离子,则该二维晶体的化学式为CaCl,A错误;结合侧视图可知,Ca、Cl构成的六元环为非平面六边形,其Ca—Cl—Ca的键角不是60°,B错误;Can+、Cl-周围最近的相反离子数均为3,故配位数均为3,C正确;钙在氯气中燃烧生成CaCl2,不能得到该晶体,D错误。
7.A [解析] 由于电负性:F>Cl>Br>I,则TiF4形成离子晶体,而TiCl4、TiBr4、TiI4形成分子晶体,TiF4的熔点反常升高是因为TiF4形成离子晶体,而TiCl4、TiBr4、TiI4形成分子晶体,不是因为TiF4中共价键的键能较大,A错误;NaX熔点较高,只含有离子键,则NaX均为离子化合物,均形成离子晶体,B正确;NaX是离子晶体,离子键越强、熔点越高,X-电子层数越多,离子半径越大,离子键越弱,则随X-半径的增大,NaX的离子键强度减弱,熔点逐渐降低,C正确;TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体,故随着相对分子质量依次增大,范德华力增大,熔点逐渐升高,D正确。
8.C [解析] 依据均摊法计算,晶胞中Si的个数为×8+×6=4,Mg的个数为8,A正确;1个Si原子周围有8个紧邻的Mg原子,B正确;图示中Mg原子被Si原子围绕在晶胞内部,不可能存在一种晶胞的表示中,Si原子均位于晶胞内,Mg原子处于顶角和体心,C错误;由A项可知,1 mol晶胞中含有4 mol Mg2Si,故Mg2Si晶体的密度为ρ== g·cm-3,D正确。
9.C [解析] 根据晶胞图,1个晶胞中有4个Zn2+和4个O2-,晶胞的质量为 g,A正确;锌离子间的最短距离为面心到顶角的距离,已知晶胞参数为a pm,则其面心到顶角的距离为=a pm,B正确;氧元素原子序数为8,基态氧原子核外有8个电子,每个电子的运动状态均不同,共有8种运动状态,C错误;Zn为过渡元素,在元素周期表中位于第四周期第ⅡB族,属于ds区元素,O位于p区,D正确。
10.D [解析] 观察晶胞图示,Ba2+位于体心,8个位于顶角的Ti4+与Ba2+距离最近,A正确;已知Ti4+与Ba2+均与O2-接触,晶胞边长为a pm,O2-的半径为b pm,根据图示,晶胞边长=2r(Ti4+)+2r(O2-)=a pm,则r(Ti4+)== pm,B正确;根据晶胞图示,Ti4+位于晶胞的顶角,Ti4+的数目为8×=1,Ba2+位于晶胞的内部,数目为1,O2-位于晶胞的棱上,其数目为12×=3,则钛酸钡的化学式为BaTiO3,C正确;该晶胞为立方体,晶体密度ρ=×1030 g·cm-3,D错误。
11.B [解析] 由均摊法得,结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5,含有S的数目为1+12×=4,Co与S的原子个数比为9∶8,因此结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,故A正确;由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的一半,晶胞边长为a,即S与S的最短距离为a,故B错误;如图:,以图中画圈的Li为例,与其最近的S共4个,故C正确;当2个晶胞2放在一起时,如图:,中间部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D正确。
12.C [解析] 由图可知,中心离子亚铁离子的配体是H2O分子,A正确;由图可知,中心离子亚铁离子的配位数为6,则Fe2+的价层d轨道参与了杂化,B正确;水分子中存在共价键H—O,亚铁离子和水分子间存在配位键,亚铁离子和硫酸根离子间存在离子键,但氢键不属于化学键,C错误;绿矾受热分解发生氧化还原反应,产生红棕色固体Fe2O3的同时可能生成SO2,D正确。
13.C [解析] Fe2+是中心离子,配合物中中心离子提供空轨道,配体提供孤电子对,A错误;该配合物中阴离子为S,其空间结构为正四面体形,B错误;[Fe(NO)(H2O)5]2+的中心离子的配体有两种:NO、H2O,故中心离子的配位数为6,C正确;该配合物中所含非金属元素有N、O、H、S,H位于s区,N、O、S位于p区,D错误。
14.C [解析] 氢键不是化学键,A错误;95%乙醇的极性较小,加入95%乙醇可以降低溶液的极性,B错误;硫酸铜溶液中存在的是[Cu(H2O)4]2+,不断加入氨水的过程中先生成Cu(OH)2,最后生成[Cu(NH3)4]2+,说明与Cu2+结合能力由弱到强的顺序为H2O15.C [解析] Cu2+与4个N原子形成配位键,Cu2+的配位数为4,乙二胺中有2个N原子,Cu2+与2个乙二胺配位,配体数为2,A错误;Fe与CO形成5个配位键,CO分子中氧原子提供1对电子与C原子形成1个配位键,1个Fe(CO)5分子含有10个配位键,1 mol Fe(CO)5分子含有10 mol配位键,B错误;配合物K4[Fe(CN)6]中的配位体是CN-,电负性C16.(1)[Xe]6s2 BaH2>H2O>NH3 sp2
(2)
(3)1∶2 Ba6O(ReN3)2
(4)×1030
[解析] (1)钡元素的原子序数为56,其基态原子的简化电子排布式为[Xe]6s2;氢化钡是沸点较高的离子晶体,氨分子和水分子是沸点低的分子晶体,常温下水是液体,氨是气体,水分子沸点高于氨分子,故简单氢化物的沸点由高到低的顺序为BaH2>H2O>NH3。N中氮原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0,氮原子的杂化方式为sp2。
(2)分子中甲基为推电子基团,会使氨基中氮原子电子云密度大于,碱性强于;分子中氮原子不能与苯环形成p-π共轭,氨基中氮原子电子云密度大于,碱性强于,所以碱性最弱的为。(3)由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体内的八面体个数为4×+2=3,位于棱上和体内的平面三角形的个数为8×+4=6,则晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为1∶2;根据离子半径,可能为Ba6O10+、Re或Ba6N9+、Re或Re6O22+、Ba或Re6N21+、Ba,由化合价代数和为0可知,八面体为Ba6O10+、平面三角形为Re,则晶体的化学式为Ba6O(ReN3)2。(4)设晶体的密度为d g·cm-3,由晶胞的质量公式可得g=asin 60°×a×c×10-30cm3×d g·cm-3,解得d=×1030。
17.(1)N 3d9
(2)①> ②蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-存在转化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-共存使溶液显黄绿色 加水稀释使[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O平衡逆向移动,蓝色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液显蓝色 ③先出现蓝色沉淀,后沉淀消失,溶液呈现深蓝色
[解析] (1)基态Cu原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1,核外电子占据的最高能层为N,基态Cu2+的价层电子排布为3d9。(2)①[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的O中只含有一个孤电子对,而水分子中O原子含有两个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力,故
[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的键角大于H2O中H—O—H的键角。②蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-存在转化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-共存使溶液显黄绿色。溶液Ⅰ加水稀释使平衡逆向移动,蓝色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液显蓝色。③向溶液Ⅱ中缓慢通入NH3至过量,先生成Cu(OH)2蓝色沉淀,后沉淀消失,生成[Cu(NH3)4]2+,使溶液呈现深蓝色。第25讲 晶体结构与性质 配合物与超分子
1.能说出晶体与非晶体的区别;了解晶体中微粒的空间排布存在周期性,认识简单的晶胞。
2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。
3.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,了解配位化合物的存在与应用。
考点一 物质的聚集状态与晶体的常识
1.物质的聚集状态
(1)物质三态间的相互转化
(2)等离子体和离子液体
①等离子体是由 、 和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。
②离子液体是熔点不高的仅由 组成的液体物质。
2.晶体与非晶体
(1)二者比较
晶体 非晶体
结构特征 (本质区别) 内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间里呈 排列 内部原子或分子的排列相对
性 质 特 征 自范性
熔点
某些物理 性质的各 向异性
能否发生X 射线衍射(最 科学的区 分方法) 能 不能 (能发生散射)
举例 金刚石、食盐、干冰等 橡胶、玻璃(玻璃体)、炭黑(无定形体)、松香、石蜡、蜂蜡、沥青、塑料、非晶体SiO2等
[微点拨] ①物理性质的各向异性,即在不同的方向上表现出不同的强度、导热性、光学性质,称之为晶体的各向异性。例如,在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同,这是由于水晶导热性的各向异性造成的。
②可以用测熔点和X射线衍射实验的方法区分晶体和非晶体,X射线衍射实验是区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法。
(2)获得晶体的三条途径
3.晶胞
(1)概念
晶胞是描述晶体结构的 ,是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。
(2)晶胞的特点
4.晶体结构的测定
(1)测定晶体结构最常用的仪器是 。
(2)晶体结构的测定原理
在晶体的X射线衍射实验中,当单一波长的X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会在记录仪上产生 或者明锐的 。
(3)经过计算可以从衍射图形获得晶胞 和 、分子或原子在微观空间有序排列呈现的 类型、原子在晶胞里的 和 等,以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系等晶体结构的信息。
【对点自测】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)[2024·湖南卷] 由R4N+与P组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关 ( )
(2)二氧化硅和干冰晶体熔化时所克服的作用力类型相同 ( )
(3)晶胞是晶体中最小的“平行六面体” ( )
(4)[2024·湖南卷] 用玻璃棒摩擦烧杯内壁,可从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 ( )
(5)[2024·安徽卷] 鉴别水晶和玻璃:X射线衍射实验 ( )
(6)冰晶体中,分子之间存在两种相互作用力 ( )
题组一 物质的聚集状态
1.下列关于物质的聚集状态的叙述,不正确的是 ( )
A.固态物质由离子构成,气态和液态物质都由分子构成
B.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体
C.等离子体具有良好的导电性和流动性,与其含有带电且能自由移动的粒子有关
D.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,表现出类似晶体的各向异性
2.准晶体里的原子排列有序,但不具备普通晶体的长程平移对称性,而且原子位置之间有间隙(如图所示)。
下列说法中正确的是 ( )
A.与类似普通晶体相比,准晶体延展性较强
B.普通玻璃属于晶体,其成分中存在共价键
C.与类似普通晶体相比,准晶体密度较小
D.准晶体和晶体是固体物质的同一种存在形态,具有相同的性质
归纳总结
(1)等离子体常被称为“超气态”,是一种电离的气体,是物质的一种奇特的聚集状态,又被称为物质的第四态或等离子态。
(2)液晶在一定范围内既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这是因为其内部分子沿分子长轴方向取向一致,但无位置序。
题组二 晶体与非晶体的区别
3.[2025·吉林白城统考] 固体分为晶体和非晶体,下列关于晶体的叙述正确的是 ( )
A.块状固体一定是晶体,粉末状固体一定是非晶体
B.破损的晶体经过重结晶后能够变成规则的多面体,体现了晶体的自范性
C.晶体和非晶体的本质区别是晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰
D.不能通过熔融态物质凝固的方式得到晶体
4.[2024·河北邯郸十校联考] 玻璃是常见的非晶体,在生产生活中有着广泛的用途,如图所示是玻璃的结构示意图,下列有关玻璃的说法错误的是 ( )
A.玻璃内部微粒排列是无序的
B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升
C.光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2,二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
归纳总结
关于晶体与非晶体的认识误区
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形,如肉眼看不到晶体外形的固体粉末。
题组三 晶胞中微粒数目的计算
5.[2024·天津东丽区质检] 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.钛元素在周期表中的位置为第四周期第ⅡB族
B.每个晶胞中含有1个Co2+和1个O2-
C.晶体中与Co2+距离最近的Ti4+有4个
D.该化合物的化学式为CoTiO3
6.(1)[2024·江苏卷节选] 铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)= 。
(2)[2024·贵州卷节选] NaFeO2的晶胞结构示意图如图所示。每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有 个。
(3)[2024·广东卷节选] 一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心,形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中,粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni= ,其立方晶胞的体积为 nm3。
归纳总结
晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法
(1)原理:晶胞中任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有,则每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
(2)方法
①平行六面体(正方体或长方体)晶胞不同位置的粒子对晶胞的贡献
②晶体结构中六棱柱不同位置的粒子对六棱柱的贡献
考点二 晶体类型和性质
1.几种常见晶体类型及性质对比
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
概念 分子间通过分子间作用力结合形成的晶体 原子通过共价键形成的晶体 金属原子通过金属键形成的晶体 阴、阳离子通过离子键形成的晶体
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 范德华力(某些也含氢键) 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
熔点、沸点 较低 很高 有的很高,有的很低 一般较高
溶解性 相似相溶 一般难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多数易溶于水等极性溶剂
导电、 传热性 一般不导电,有的溶于水后导电 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 大多数非金属单质、气态氢化物、几乎所有的酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外);稀有气体 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)
[微点拨] ①高硬度、高熔点是许多有共价键三维骨架结构的共价晶体的特性。
②金属键的形成:晶体中金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而将所有的金属原子维系在一起;金属键无饱和性、方向性。
2.过渡晶体
纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体。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,因而通常当作离子晶体来处理,如Na2O等。同样,偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理,如Al2O3、SiO2等。
3.混合型晶体
石墨晶体是一种混合型晶体。
(1)石墨不同于金刚石,它的碳原子呈 杂化,形成 结构。
(2)石墨晶体是 结构的,层间没有化学键相连,是靠 维系的。
【对点自测】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)[2024·黑吉辽卷] SiO2的晶体类型:分子晶体 ( )
(2)[2023·江苏卷] 碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 ( )
(3)[2023·广东卷] “深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体 ( )
(4)[2024·安徽卷] 熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl ( )
(5)[2023·湖北卷] 熔点:AlF3(1040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华),与晶体类型有关 ( )
题组一 常见晶体类型判断
1.[2024·贵州卷改编] 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.全金属富勒烯属于金属晶体
2.现有四组物质及熔点数据:
Ⅰ组 Ⅱ组 Ⅲ组 Ⅳ组
金刚石:3550 ℃ Li:181 ℃ HF:-83 ℃ NaCl:801 ℃
硅晶体:1410 ℃ Na:98 ℃ HCl:-115 ℃ KCl:776 ℃
硼晶体:2300 ℃ K:64 ℃ HBr:-89 ℃ RbCl:718 ℃
二氧化硅:1723 ℃ Rb:39 ℃ HI:-51 ℃ CsCl:645 ℃
回答下列问题:
(1)Ⅰ组属于 晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是 。
(2)Ⅱ组晶体共同的物理性质是 (填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)Ⅲ组中HF的熔点反常,其原因是 。
(4)Ⅳ组晶体可能具有的性质是 (填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电
④熔融状态能导电
方法技巧
晶体类型的判断方法
(1)主要根据各类晶体的特征性质判断。
熔点、沸点低的物质一般为分子晶体;熔点、沸点较高,且在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物一般为离子晶体;熔点、沸点很高,通常不导电,不溶于一般溶剂的物质为共价晶体;能导电、传热,具有延展性的晶体为金属晶体。
(2)根据物质的类别判断。
活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外)、气态氢化物、大多数非金属氧化物、稀有气体、几乎所有的酸、绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体。常见的共价晶体中,单质有金刚石、晶体硅、晶体硼、锗(Ge)和灰锡(Sn)等,化合物有碳化硅、二氧化硅等。大多数金属单质与合金是金属晶体。
题组二 晶体熔沸点的比较
3.[2024·山东卷] 下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是 ( )
A.金刚石(C) B.单晶硅(Si)
C.金刚砂(SiC) D.氮化硼(BN,立方相)
4.第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:
(1)碳的一种单质的结构如图所示。该单质的晶体类型为 ,依据电子云的重叠方式,原子间存在的共价键类型有 ,碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)CH4、SiH4、GeH4的熔点、沸点依次 (填“增大”或“减小”),其原因是 。
(3)SiO2的熔点比CO2的高,其原因是 。
(4)四卤化硅的沸点和四卤化锡的熔点如下表所示。
四卤化硅 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
沸点/℃ -85.7 56.9 153 287.5
四卤化锡 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 705 -33 31 144.5
SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。
结合SnX4的熔点的变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,SnX4中的化学键的离子性 (填“增强”“不变”或“减弱”,下同)、共价性 。请从原子结构角度解释所推断的结论: 。
考点三 典型晶体结构分析
典型晶体结构分析
晶体 晶体结构 晶体详解
共价晶体 金刚石 (1)每个碳原子与 个碳原子以共价键结合,形成正四面体结构; (2)键角均为 ; (3)最小碳环由 个C构成且所有原子不在同一平面内; (4)每个C参与4个C—C的形成,C原子数与C—C个数之比为
SiO2 (1)每个Si与 个O以共价键结合,形成正四面体结构; (2)每个正四面体占有1个Si,4个“O”,n(Si)∶n(O)= ; (3)最小环上有 个原子,即 个O, 个Si
分子晶体 干冰 CO2 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子; (2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有 个
冰 H2O (1)每个水分子与 个水分子相邻; (2)分子以氢键相连接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成 mol “氢键”
离子晶体 NaCl (型) (1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有 个,每个Na+周围等距且紧邻的Na+有 个; (2)每个晶胞中含 个Na+和 个Cl-
CsCl (型) (1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有 个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有 个; (2)如图为 个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
混 合 型 晶 体 石墨 (1)石墨晶体是混合型晶体,呈层状结构。同层内碳原子以 形成平面六元并环结构,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 ,C原子采取的杂化方式是 ; (2)层与层之间以 结合。所以石墨晶体熔点、沸点很高,但硬度不大,有滑腻感,能导电
[微点拨] 离子晶体中离子的配位数:指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,晶体中阴离子、阳离子的配位数之比等于组成中的阴离子与阳离子数目的反比。
【对点自测】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”,设NA为阿伏伽德罗常数的值)
(1)[2024·湖北卷] 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低,故冰的密度小于干冰 ( )
(2)[2024·湖北卷] 石墨能导电的原因是未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 ( )
(3)[2024·河北卷] Cs+比Na+的半径大,故CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 ( )
(4)[2024·浙江卷] 石墨呈层状结构,层间以范德华力结合,故石墨可用作润滑剂 ( )
(5)[2024·浙江卷] 晶体硅用碳原子取代部分硅原子,导电性增强 ( )
题组一 典型晶体结构分析
1.[2024·辽宁锦州四校联考] 我国科学家合成了富集 11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体,晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.氮化硼晶体有较高的熔点、沸点
B.该晶体具有良好的导电性
C.该晶胞中含有4个B原子、4个N原子
D.B原子周围等距且最近的B原子数为12
2.如图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨晶体结构中的某一种的某一部分。
(1)其中代表金刚石的是 (填字母),其中每个碳原子与 个碳原子最近且距离相等。金刚石属于 晶体。
(2)其中代表石墨的是 (填字母),其中每个正六边形占有碳原子数平均为 个。
(3)其中代表NaCl晶体的是 (填字母),每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有 个。
(4)代表CsCl晶体的是 (填字母),它属于 晶体,每个Cs+与 个Cl-紧邻且距离相等。
(5)代表干冰晶体的是 (填字母),它属于 晶体,每个CO2分子与 个CO2分子紧邻且距离相等。
归纳总结
判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时,要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中,Na+周围的Na+数目(Na+用“”表示):
每个面上有4个Na+与中心Na+距离最近,共计12个。
题组二 晶胞参数计算
3.[2024·河北卷] 金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
A.该铋氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
4.(1)Cu与F形成的某化合物的晶胞结构如图甲所示,若晶体密度为a g·cm-3,则Cu与F的最近距离为 pm(设NA表示阿伏伽德罗常数的值,列出计算表达式,不用化简;图中为Cu,为F,Cu的相对原子质量是64,F的相对原子质量是19)。
(2)萤石(化学式为CaF2)是唯一一种可以提炼大量氟元素的矿物,晶胞结构如图乙所示。已知晶胞参数为0.545 nm,设阿伏伽德罗常数的值为NA,则萤石的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
归纳总结
1.晶胞参数
晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示,包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ,即晶格特征参数,简称晶胞参数。
2.(1)计算晶体密度的思维流程
(其中关于晶胞参数单位换算也需注意:1 m=10 dm=102 cm=103 mm=106 μm=109 nm=1012 pm)
(2)计算晶体中微粒间距离的方法
晶胞的体积=(M为微粒的相对“分子”质量)。
考点四 配合物与超分子
1.配位键
(1)概念
由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用的共价键,即“电子对给予—接受”键,是一类特殊的 键。
如在[Cu(H2O)4]2+中,铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供 给予铜离子,铜离子接受水分子的孤电子对形成的。
(2)表示
例如,[Cu(NH3)4]2+中NH3的N给出孤电子对,Cu2+接受电子对,其结构为。
2.配位化合物
(1)定义
通常把 (称为中心离子或原子)与某些 (称为 )以 结合形成的化合物,简称配合物。
(2)配合物的组成及形成条件
①配合物的组成
配体:含有孤电子对的分子或离子,如NH3、H2O、Cl-、Br-、I-、SCN-等。
中心离子(或原子):一般是金属离子,特别是过渡金属离子,如Cu2+、Fe3+等。
配位数:直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的原子数目。中心原子(或离子)的配位数一般为2、4、6、8等。
②形成条件
(3)配合物的形成举例
实验操作 实验现象 有关离子方程式
滴加氨水后,试管中首先出现 ,氨水过量后沉淀逐渐 ,得到 色的透明溶液;滴加乙醇后并用玻璃棒摩擦试管壁,析出 Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH- [Cu(NH3)4]2++S+H2O [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
向NaCl溶液中依次滴加AgNO3溶液和氨水 向NaCl溶液中滴加AgNO3溶液,产生 沉淀,再滴入氨水,沉淀消失,得到澄清的 溶液 Ag++Cl-AgCl↓ AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-
3.超分子
(1)定义
由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的 。其中的分子是广义的,包括离子。
(2)超分子内分子间的作用力
多数人认为,超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括 、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的 等。
(3)重要特征
① ;
② 。
题组一 配位键和配合物
1.已知AlBr3可二聚为下图的二聚体:
(1)该二聚体中存在的化学键类型为 。
A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.金属键
(2)将该二聚体溶于CH3CN生成[Al(CH3CN)2Br2]Br(结构如图所示),已知其配离子为四面体形,中心原子杂化方式为 ,其中配体是 ,1 mol该配合物中有σ键 mol。
2.(1)硼元素的简单氢化物BH3不能游离存在,常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。
①B2H6分子的空间结构如图所示,则B原子的杂化方式为 。
②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是 。
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,则第一种配合物的配体为 。在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀,则第二种配合物的配体为 。
归纳总结
判断配体及配位原子的方法
(1)分析配合物的内界,提供孤电子对的离子或分子为配体,可以是中性分子或阴离子,如H2O、NH3、Cl-、OH-等。
(2)分析配体的组成元素,一般是电负性较小的原子提供孤电子对。配位原子必须是含有孤电子对的原子,通常是第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子,例如NH3中的N原子、H2O中的O原子等。
题组二 配合物的性质
3.[2024·北京海淀区统考] 已知:铜离子的配位数通常为4,[Cu(OH)4]2-和[Cu(NH3)4]2+均为深蓝色。某化学小组设计如下实验制备铜的配合物。
下列说法不正确的是 ( )
A.b中得到配合物Na2[Cu(OH)4],其配体为OH-
B.硫酸铜溶液呈蓝色是[Cu(H2O)4]2+的颜色所致
C.由实验可知,NH3的配位能力比OH-弱
D.加热c中溶液有可能得到蓝色浑浊液
4.[2024·湖北黄冈中学调研] Fe3+由于核外有空的d轨道,可与一些配体形成配位数为6的配离子。某同学将淡紫色的Fe(NO3)3·9H2O晶体溶于水后再依次加KSCN溶液和NaF溶液,发现溶液出现下列变化:
已知:[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,[Fe(SCN)6]3-为红色,[FeF6]3-为无色。下列说法错误的是 ( )
A.Fe(NH3)3·9H2O晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色,是因为Fe3+水解生成Fe(OH)3
B.SCN-与Fe3+形成配位键时,S原子提供孤电子对
C.溶液Ⅱ加NaF后溶液由红色变为无色,说明SCN-与Fe3+配位键强度不及F-与Fe3+配位键强度
D.焰色试验中可用无锈铁丝替代铂丝,说明铁灼烧时无焰色且不会产生发射光谱
归纳总结
配合物的稳定性及影响因素
(1)配合物的稳定性与配位键的强弱有关,配位键越强,配合物越稳定。
(2)当中心离子相同时,配合物的稳定性与配体中提供孤电子对的原子对应元素的电负性强弱有关。
例如,电负性:O>N,则配位键的牢固程度:Cu2+—NH3>Cu2+—OH2,故加热配合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4时,首先失去H2O。
题组三 超分子
5.[2024·河北邯郸模拟] “超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于超分子的说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.冠醚的空穴结构对离子有选择作用,在有机反应中可作催化剂,图甲中K+与冠醚形成离子键
B.“杯酚”具有“分子识别”特征,图乙中“杯酚”与C60形成氢键
C.可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子,硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼
D.烷基磺酸钠在水中聚集形成胶束(图丁),这反映了超分子的“自组装”特征
6.[2024·湖南永州三模] 通过给电子主体Y和吸电子客体Z作用,可制备一种延迟荧光材料的通用超分子主客体共晶,制备路线如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.X与足量H2加成所得产物中含有4个手性碳原子
B.Z中所含元素的第一电离能:F>N>C>H
C.Y与Z通过分子间相互作用和尺寸匹配形成超分子
D.该超分子材料发射荧光的原理与原子核外电子跃迁有关
经典真题·明考向
1.[2024·湖北卷] 黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au-Cu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18K金
B.Ⅱ中Au的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距Au-CuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1
2.[2024·湖南卷] Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个C周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.C为V形结构
3.[2024·黑吉辽卷] 环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图甲、图乙和图丙分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是 ( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图乙中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
4.[2024·湖北卷] 科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是 ( )
芳烃 芘 并四苯 蒄
结构
结合常数 385 3764 176 000
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
5.(1)[2024·全国甲卷节选] 结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 。设NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体密度为 g·cm-3(列出计算式,Pb的相对原子质量为207)。
(2)[2024·全国新课标卷节选] 镍的晶胞结构类型与铜的相同,晶胞体积为a3,镍原子半径为 。
(3)[2024·黑吉辽卷节选] 负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强。TiO2和RuO2的晶体结构均可用右图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为 (精确至1)。 第25讲 晶体结构与性质 配合物与超分子
考点一 晶体常识 晶体类型与性质
1.[2024·广东六校联盟联考] 四氯化锗(GeCl4)是光导纤维的常用掺杂剂,在常温下呈液态,锗与硅同族。下列说法不正确的是 ( )
A.基态Ge原子的价层电子排布为4s24p2 B.GeCl4的熔点比SiCl4低
C.GeCl4所属晶体类型是分子晶体 D.第一电离能大小:Cl>Si>Ge
2.[2024·北京师大附中统考] 下列关于沸点的比较中,不正确的是 ( )
A.Cl2对羟基苯甲醛
C.CH3Cl碳化硅>硅晶体
3.依据表中①~④四种物质的性质,固态时其晶体类型依次属于离子晶体、共价晶体、分子晶体及金属晶体的是 ( )
编号 ① ② ③ ④
分类 化合物 化合物 单质 单质
主要 性质 熔点为-40.4 ℃,不导电,易溶于氯仿 熔点为801 ℃,固体不导电,熔化时能导电 熔点为1410 ℃,不导电,硬度是金刚石的65% 熔点为30 ℃, 易导电
A.②③①④ B.②③④① C.③②④① D.③②①④
4.[2025·广东东莞七校联考] 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.Ca2+的配位数为6 B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3 D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
5.[2024·湖南雅礼中学模拟] 锰族元素铼的三氧化物ReO3具有超低电阻率,可由CO还原Re2O7制得,其晶体结构与钙钛矿(如图)相似,Re占据了Ti的位置,Ca的位置为空位。下列说法错误的是 ( )
A.基态75Re原子的价层电子排布为5d56s2 B.Re的配位数为6
C.Re位于体心时,O位于面心 D.ReO3不能发生歧化反应
6.[2024·辽宁丹东六校联考] 我国科研工作者利用冷冻透射电子显微镜同步辐射等技术,在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的某二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该二维晶体的化学式为CaCl2 B.Ca—Cl—Ca的键角为60°
C.Can+和Cl-的配位数均为3 D.该晶体可由钙在氯气中燃烧制得
7.[2024·辽宁沈阳二中模拟] 卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示,下列判断不正确的是( )
A.TiF4的熔点反常升高是因为其共价键的键能较大
B.NaX均为离子晶体
C.随X-半径的增大,NaX的离子键减弱,熔点逐渐降低
D.TiCl4、TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大,范德华力增大,熔点逐渐升高
考点二 典型晶体模型结构分析
8.[2024·湖南师大附中模拟] Mg2Si晶体的晶胞示意图如下。每个Mg原子位于Si原子构成的四面体的中心,已知Mg2Si的晶胞边长为a cm,阿伏伽德罗常数的值为NA。下列说法中不正确的是 ( )
A.每个晶胞中含有4个Si原子
B.每个Si原子周围距离最近的镁原子有8个
C.Mg2Si另一种晶胞的表示中,Si原子均位于晶胞内,则Mg原子处于顶角和体心
D.Mg2Si晶体的密度为 g·cm-3
9.[2024·江西南昌三校联考] 一种氧化锌(M=81 g·mol-1)的立方晶胞结构如图所示(用NA 表示阿伏伽德罗常数的值),下列说法错误的是 ( )
A.晶胞的质量为 g B.锌离子间的最短距离为a pm
C.基态氧原子的核外电子有5种运动状态 D.Zn是ds区元素,O是p区元素
10.[2024·湖南长沙长郡中学模拟] 钛酸钡是太阳能电池材料。经X射线衍射分析测定,钛酸钡的晶胞结构如图所示(Ti4+、Ba2+均与O2-接触),已知晶胞边长为a pm,O2-的半径为b pm,NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述错误的是 ( )
A.与Ba2+等距离且最近的Ti4+有8个 B.Ti4+半径为 pm
C.钛酸钡的化学式为BaTiO3 D.该晶体密度为×1021 g·cm-3
11.[2024·黑吉辽卷] 某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 ( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
考点三 配合物和超分子
12.[2024·广东东莞七校联考] 绿矾 (FeSO4·7H2O)结构如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.中心离子的配体是H2O
B.Fe2+的价层d轨道参与了杂化
C.绿矾中存在的化学键有共价键、配位键、氢键、离子键
D.绿矾受热分解产生红棕色固体的同时可能生成SO2
13.[2024·江苏南京师大附中统考] 氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料;NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,减少环境污染。下列说法正确的是 ( )
A.Fe2+提供孤电子对用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为三角锥形
C.配离子为[Fe(NO)(H2O)5]2+,中心离子的配位数为6
D.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表的p区
14.[2024·辽宁凌源三模] 硫酸四氨合铜晶体{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}常用作杀虫剂、媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。实验室制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O的流程如图所示。
已知:[Cu(NH3)4]2+的空间结构为平面四边形。下列说法正确的是 ( )
A.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
B.过程③加入95%乙醇的作用是增大溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度
C.根据上述实验现象可知,与Cu2+结合能力:H2OD.若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3被两个Cl-取代,只有一种结构
15.[2025·山东青岛调研] 许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是 ( )
A.二乙二胺合铜配离子[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+的结构如图所示,可知Cu2+配位数和配体数均为4
B.1 mol Fe(CO)5配合物中含有5 mol配位键
C.配合物K4[Fe(CN)6]中的配位原子是C
D.配合物[TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O中心离子为Ti3+,1 mol该配合物与AgNO3溶液作用,生成3 mol AgCl
考点四 晶体与配合物综合考查
16.[2024·山东济南一模] 含氮物质在工业上应用非常广泛。将单质钡(Ba)、铼(Re)以一定比例混合,于特制容器中加热,依次通入N2、O2可制得某黑色晶体,该晶体的晶胞结构如图所示,含有多个由Ba(+2)、Re(+4)、O(-2)和N(-3)组成的八面体与平面三角形,括号中为其化合价。
回答下列问题:
(1)基态Ba原子的简化电子排布式为 ,N、O、Ba简单氢化物的沸点由高到低的顺序为 (填化学式)。N中N原子的杂化方式为 。
(2)苯胺()中N原子与苯环形成p-π共轭,、、
的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
(3)该晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为 ,晶体的化学式为 。
(4)晶胞参数为a pm、a pm、c pm,α=β=90°,γ=120°,该晶体的密度为 g·cm-3(写出表达式)。
17.[2024·山东临沂一模] 铜及其化合物在医疗卫生、工农业生产等方面有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态Cu原子中,核外电子占据的最高能层符号为 ;基态Cu2+的价层电子排布为 。
(2)Cu2+与H2O、NH3、Cl-均可形成配位数为4的配离子:[Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、[CuCl4]2-。其转化关系如图所示:
①[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的键角 (填“>”“<”或“=”)H2O中H—O—H的键角。
②[CuCl4]2-呈黄色,溶液Ⅰ呈黄绿色的原因是 ;溶液Ⅰ加水稀释后呈蓝色,其原因是 。
③向溶液Ⅱ中缓慢通入NH3至过量,观察到的现象是 。