人教版高中化学选修3教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：09《晶体结构与性质》全章复习与巩固(基础)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修3教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：09《晶体结构与性质》全章复习与巩固(基础) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 416.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-29 22:30:04 | ||
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文档简介
《晶体结构与性质》全章复习与巩固（基础）
【学习目标】
1、从晶体的一般性认识出发，了解晶体与非晶体的本质区别；
2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；
3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；
4、从组成微粒和微粒间相互作用的不同，认识金属晶体和离子晶体的结构及其性质特点；
5、能列举金属晶体的基本规程模型——简单立方堆积、钾型、镁型和铜型。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、用均摊法分析晶体并确定晶体的组成
均摊法：是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于一个晶胞。
（1）长方体（正方体）形晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。
①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
④处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。
（2）非长方体（正方体）形晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为。
要点诠释：
①晶胞的组成和晶体的组成含义不同。如NaCl晶体的组成为NaCl（化学式），晶胞的组成则表示为Na4Cl4。
②晶胞的确定方法：晶胞是晶体中周期性重复的最小结构单元，通过平移结构单元看其是否发生重合来确定其是否为晶胞。
要点二、四种晶体的类型和性质
比较
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
晶体粒子
阴、阳离子
原子
分子
金属阳离子和自由电子
粒子间作用
离子键
共价键
分子间作用力（范德华力）
金属键
硬度
略硬而脆
硬度高
硬度小
一般较高
熔点、沸点、挥发性
熔点相对较高，沸点高，一般无挥发性
熔点和沸点高，无挥发性
低熔点、低沸点、高挥发性
一般熔点和沸点较高，但有部分低熔点金属（如Ga、Hg等）
导热性
热的不良导体
热的不良导体
热的不良导体
热的良导体
导电性
固态不导电，熔化后可导电，有的溶于水能导电
非导体
非导体，具有极性键的物质，溶于水后能导电
良导体
机械加工性
不良
不良
不良
良
物质（实例）
大部分盐类、碱类、低价金属氧化物（如NaCl、NaOH、Na2O等）
金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅（SiC）
X2、O2、S、N2、P4、CO2、SO2，气态氢化物、有机物、酸类
各种金属（除汞外）与合金
要点诠释：判断晶体类型的依据与方法
①依据组成晶体的微粒和微粒间的作用判断。
②依据物质的分类判断。
③依据晶体的熔点判断。
④依据导电性判断。
⑤依据硬度和机械加工性能判断。
要点三、物质熔、沸点高低比较的规律
要点诠释：
①不同类型晶体的熔、沸点高低规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体（除少数外）＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。
②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：金刚石＞石英＞碳化硅＞硅。
③离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，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：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点：O2＞N2，HI＞HBr＞HCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO＞N2，在同分异构体中，一般地说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷；芳香烃及其衍生物的同分异构体，其熔、沸点高低顺序是“邻位＞间位＞对位”化合物。
⑤金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：
Na＜Mg＜Al。
⑥元素周期表中第ⅦA族卤素的单质（分子晶体）的熔、沸点随原子序数递增而升高，如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2；第ⅠA族碱金属元素（金属晶体）的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs。
【典型例题】
类型一、晶体类型的判断
例1、下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是(
)
A、固态氢 B、固态氖
C、磷
D、三氧化硫
【思路点拨】考查分子晶体的判断方法。
【答案】B
【解析】四种物质都是分子晶体，构成分子晶体的微粒是分子，其中氖称为单原子分子。
【总结升华】判断晶体类型的方法有很多，可根据物质的分类判断，可根据构成晶体的微粒判断等，另外要记忆常见物质的晶体类型。
举一反三：
【变式1】氮化硼很难熔化，加热至3000℃方可熔化，下列对氮化硼的叙述，不正确的是（
）
A、氮化硼是分子晶体
B、氮化硼是原子晶体
C、氮化硼是离子晶体
D、化学式为BN
【答案】AC
【变式2】下列性质适合分子晶体的是（
）
A．熔点为1070℃，易溶于水，水溶液导电
B．熔点为10.31℃，液态不导电，水溶液导电
C．能溶于CS2，熔点为112.8℃，沸点为444.6℃
D．熔点为97.81℃，质软导电，密度为0.97
g·cm－3
【答案】BC
【解析】A项中的物质熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点较低；D项中的物质能导电，是金属晶体的性质。
类型二、晶体的结构与性质
例2、碳化硅（SiC）是一种具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替出现的，即每个Si原子处于四个C原子构成的四面体的内部，每个C原子也处于四个Si原子构成的四面体的内部。下列三种晶体：①金刚石；②晶体硅；③碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是（
）
A．①③②
B．②③①
C．③①②
D．②①③
【思路点拨】在结构相似的原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。
【答案】A
【解析】由于C的原子半径小于Si的原子半径，所以Si—Si键的键长比Si—C键的键长长，Si—C键长比C—C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是C—C键＞C—Si键＞Si—Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是①③②。
【总结升华】解答关于原子晶体性质的题目应注意从原子间存在的作用分析，原子晶体中存在很强的共价键，所以熔、沸点高，硬度大。比较熔、沸点高低就是比较共价键强弱，可由键长的大小来判断。
举一反三：
【变式】下列数据是对应物质的熔点，有关的判断正确的是（
）
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920℃
97.8℃
1291℃
190℃
2073℃
－107℃
－57℃
1723℃
A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B．在共价化合物分子中各原子都形成最外层8电子结构
C．同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
【答案】D
【解析】金属晶体中含有金属阳离子，A错误；BCl3中B原子形成最外层6个电子的结构，B错误；CO2和SiO2分别属于分子晶体和原子晶体，C错误；Na的熔点低于AlCl3，D正确。
例3、下列说法正确的是（
）
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，分子间作用力越大，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大该物质就越稳定
【思路点拨】构成分子晶体的微粒是分子，分子之间靠分子间作用力结合，由于分子间作用力较弱，因此，分子晶体的熔、沸点相对较低，硬度较小。
【答案】B
【解析】冰融化咸水，水分子组成没有变，分子中H—O键未发生断裂，A错。分子晶体中，分子间作用力越大，熔化时消耗的能量也就越大，熔点也就越高，B正确。分子晶体熔点的高低决定于分子间作用力的强弱，而与分子内共价键的强弱没有关系，C错。物质的稳定性强弱与化学键的强弱有直接关系，而与分子间作用力强弱无关。分子间作用力大的物质，分子内化学键键能不一定大，物质的稳定性不一定强，D错。
【总结升华】分子晶体的分子内可能存在极性键，如NH3；也可能存在非极性键，如H2O2、C2H2等；还可能不存在化学键，如稀有气体，Ne、Ar等。
举一反三：
【变式】下列有关分子晶体熔点高低的排列中，正确的是（
）
A．Cl2＞Br2
B．SiH4＞CH4
C．H2O＞H2Se
D．C(CH3)4＞CH3(CH2)3CH3
【答案】B
【解析】A、B选项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C选项属于有氢键存在的分子结构相似的情况，存在氢键的熔、沸点高；D选项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链多的熔、沸点低。
例4、离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力，静电引力大则熔点高，引力小则反之。试根据你学过的物理电学知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是（
）。
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
【思路点拨】离子晶体由固态变为液态，要断裂离子键，熔沸点的高低与离子键的强弱有关。
【答案】C
【解析】离子晶体中，离子键越强，晶体熔、沸点越高。而离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强。Ca2+、O2―、Ba2+都带2个电荷；Na+、Cl―、K+只带1个电荷，r
(Ca2+)＜r
(Ba2+)，r
(Na2+)＜r
(K+)，故熔点：CaO＞BaO＞NaCl＞KCl。
【总结升华】不同晶体的熔沸点高低取决因素不同，比较物质熔沸点时，先判断晶体类型，晶体类型相同的，再根据具体规律判断
举一反三：
【变式】离子晶体熔点的高低决定于晶格能的大小，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
【答案】D
【解析】离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量。晶格能，即离子所带电荷数越多，离子间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。
类型三、有关晶胞中粒子数的计算
例5、CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a
g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。
【答案】
【解析】NaCl晶体的结构如图所示：。将其中的Na换为Ca，Cl换为O进行计算。利用“均摊法”可知一个晶胞含有Ca2+、O2－的数目均为4。一个晶胞的质量：m（晶胞）=×4
g，一个晶胞的体积V（晶胞）=。
【总结升华】
①分析晶胞结构或画出晶胞结构图
②注意题目要求列式表示．还是直接写出计算结果。
举一反三：
【变式】右图是氯化铯晶体的晶胞（晶体中的最小重复单元），已知晶体中两个最近的Cs+核间距离为a
cm，氯化铯的摩尔质量为M
g·mol―1，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】1
mol
CsCl的质量为M
g，1
mol
CsCl的体积为a3·NA
cm3，则密度是。
【巩固练习】
一、选择题(每题有1~2个选项符合题意)
1、下列物质熔化时需破坏离子键的是（
）
A．Cu
B．Na2SO4
C．晶体硅
D．冰醋酸
2、下列关于晶体的说法不正确的是（
）
A．粉末状的固体肯定不是晶体
B．晶胞是晶体结构的基本单元
C．晶体内部的粒子按一定规律做周期性有序排列
D．晶体与非晶体的本质区别在于内部排列是否规则
3、（2019·信阳测试）下列说法正确的是（
）。
A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
4、下列说法中，正确的是
（
）
A、冰熔化时，分子中H—O键发生断裂
B、原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高
C、分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高
D、分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定
5、下列说法中不正确的是（
）
A．金刚石晶体中共价键数目与碳原子数目之比为2∶1
B．Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1∶2
C．在金刚石晶体中，碳原子以sp3杂化轨道与它紧邻的四个碳原子结合
D．金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应
6、（2019·建安月考）下列变化规律正确的是（
）。
A．KCl、MgCl2、MgO的熔点由低到高
B．H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低
C．O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔点由低到高
D．碳化硅、晶体硅、金刚石、石墨的熔点由低到高
7、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（
）
A、SO2与SiO2
B、CO2与H2O
C、C与HCl
D、CCl4与SiC
8、分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于分子晶体的是（
）
A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电
B、溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
C、五氧化二钒，无色晶体，熔点690℃
D、溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电
9、有关晶体结构的叙述中，错误的是（
）
A．金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子
B．分子晶体熔化时，不破坏共价键；原子晶体熔化时，破坏共价键
C．在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电
D．在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且等距离的氯离子有8个
10、下列物质的熔点均按由高到低的排列，其原因是由于键能由大到小排列的是
（
）
A、铝、钠、干冰 B、金刚石、碳化硅、晶体硅
C、碘化氢、溴化氢、氯化氢 D、二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
11、氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是(
)
A、硝石和金刚石
B、晶体硅和水晶
C、冰和干冰
D、萘和蒽
12、下列大小关系正确的是（
）
A、晶格能：NaClCaO
C、熔点：NaI>NaBr
D、熔沸点：CO2>NaCl
13、下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（
）
A、1mol氯化钠中有NA个NaCl分子
B、氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个
C、氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-
D、平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-
二、非选择题
1、（2019·苏州测试）铁是地壳中含量较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝元素，其单质及合金是在生产生活中应用广泛的金属材料。化学上常用KSCN溶液等来检验溶液中是否存在Fe3+。
（1）Fe3+基态的电子排布式可表示为________。
（2）一种铁晶体的晶胞属于体心立方堆积，则该晶胞中所包括的铁原子的个数是________。
（3）C、N两种元素的简单气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为________（填化学式）。
（4）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________（填元素符号）。
（5）离子化合物Fe2O3的熔点高于KCl的熔点的原因是________。
（6）据报道：由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如下图所示。晶体中距每个X原子周围等距且最近的Q原子的个数是________。
2、（2019
全国高考卷1）碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布
可用
形象化描述。在基态14C原子中，核外存在
对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是
。
(3)CS2分子中，共价键的类型有
，C原子的杂化轨道类型是
__
，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子
。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于
__
晶体。
(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接
个六元环，每个六元环占有
_个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接
__个六元环，六元环中最多有
___
个C原子在同一平面。
【答案与解析】
一、选择题
1、B
【解析】Na2SO4是离子化合物，Na+和SO42－通过离子键相结合，熔化时需破坏离子键。A破坏金属键，C破坏共价键，D破坏范德华力。
2、A
【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，只要其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，因此A选项的判断是错误的。
3、D
【解析】CsCl型的离子晶体中每个离子吸引着8个带相反电荷的离子，选项A不正确；金属晶体是由金属离子和自由电子构成，自由电子在外电场作用下，由无规则运动变为定向移动而导电，选项B不正确；硫、红磷等分子晶体，常温下呈固态，选项C不正确。
4、B
【解析】AC错误，分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，冰熔化时需克服分子间作用力（范德华力和氢键），共价键不断裂；B正确，原子晶体的熔沸点与键能有关；D错误，分子的稳定性与键能有关。
5、D
【解析】金刚石化学性质稳定，但在高温下也能在氧气中燃烧生成CO2。
6、A
【解析】选项A中所带电荷K+小于Mg2+，Cl－小于O2－，离子半径K+大于Mg2+，Cl－大于O2－，所以KCl、MgCl2、MgO的晶格能依次增大，熔点依次升高；选项B中沸点H2Se＞H2S；选项C中很明显熔点I2＞Hg（I2常温呈固态，Hg呈液态）；D项中熔点晶体硅＜碳化硅（Si—Si键键长大于Si—C键）。
7、B
【解析】A项，都是共价键，分别是分子晶体、原子晶体，B项，都是共价键，都是分子晶体；C项，都是共价键，分别是原子晶体、分子晶体；D项，都是共价键。分别是分子晶体、原子晶体。
8、B
【解析】分子晶体的物理性质和分子间作用力有关。其熔沸点一般比较低，硬度较小，并且固态或熔融状态都不导电。
9、D
【解析】CsCl晶体中，每个氯离子周围最近且等距离的氯离子有6个。
10、B
【解析】只有原子晶体的熔沸点与键能有关。键能大小，可通过比较成键原子半径得出。
11、B
【解析】题目所给信息可判断氮化硅是原子晶体，熔化需克服共价键。B选项都是原子晶体。
12、B
【解析】A、B、C选项中的物质都是离子晶体，晶格能、熔沸点、硬度可通过比较成键离子所带电荷、成键离子半径判断选项是否正确；D项，CO2是分子晶体，NaCl是离子晶体。
13、A
【解析】离子晶体中不存在单个的分子。
二、非选择题
1、（1）1s22s22p63s23p63d5
（2）2
（3）NH3＞CH4
（4）N＞O＞C
（5）Fe2O3的晶格能大于KCl的晶格能
（6）2
【解析】（1）依构造原理可以写出其电子排布式。
（2）因为该晶胞属于体心立方堆积，所以原子个数为8×+1=2。（3）C、N属于同周期，依同周期元素性质的变化规律知稳定性为NH3>CH4。（4）C、N、O属于同周期，依同周期第一电离能的变化规律得出第一电离能N＞O＞C。（5）氧化铁和KCl都属于离子晶体，Fe2O3所带电荷高于KCl，所以Fe2O3的晶格能高于KCl，所以Fe2O3的熔点高于KCl的熔点。（6）用“均摊法”可得，X为6×=3个，Q为1个，由题图知每个Q周围等距且最近的X有6个，所以每个X原子周围等距且最近的Q原子的个数是2。
2、(1)电子云
2
(2)C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构
(3)σ键和π键
sp
CO2、（COS）
(4)分子
(5)①3
2
②12
4
【解析】
(1)电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布的形象化的描述；
C原子的核外有6个电子，电子排布为1s22s22p2，其中1s、2s上的2对电子的自旋方向相反，而2p轨道的电子的自旋方向相同。
(2)在原子结构中，最外层电子小于4个的原子易失去电子，而C原子的最外层是4个电子，且C原子的半径较小，则难以通过得或失电子达到稳定结构，所以通过共用电子对的方式即形成共价键来达到稳定结构。
(3)CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个σ键和1个π键，分子空间构型为直线型，则含有的共价键类型为σ键和π键；C原子的最外层形成2个σ键，无孤对电子，所以为sp杂化；O与S同主族，所以与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN-，所以SCN-的空间构型与键合方式与CS2相同。
(4)该化合物熔点为253K，沸点为376K，说明熔沸点较低，所以为分子晶体；
(5)根据均摊法来计算。①石墨烯晶体中，每个C原子被3个6元环共有，每个六元环占有的C原子数是6×1/3
=
2。
②每个C原子周围形成4个共价键，每2个共价键即可形成1个六元环，则可形成6个六元环，每个共价键被2个六元环共用，所以一个C原子可连接12个六元环；根据数学知识，3个C原子可形成一个平面，而每个C原子都可构成1个正四面体，所以六元环中最多有4个C原子共面。
【学习目标】
1、从晶体的一般性认识出发，了解晶体与非晶体的本质区别；
2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；
3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；
4、从组成微粒和微粒间相互作用的不同，认识金属晶体和离子晶体的结构及其性质特点；
5、能列举金属晶体的基本规程模型——简单立方堆积、钾型、镁型和铜型。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、用均摊法分析晶体并确定晶体的组成
均摊法：是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于一个晶胞。
（1）长方体（正方体）形晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。
①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
④处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。
（2）非长方体（正方体）形晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为。
要点诠释：
①晶胞的组成和晶体的组成含义不同。如NaCl晶体的组成为NaCl（化学式），晶胞的组成则表示为Na4Cl4。
②晶胞的确定方法：晶胞是晶体中周期性重复的最小结构单元，通过平移结构单元看其是否发生重合来确定其是否为晶胞。
要点二、四种晶体的类型和性质
比较
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
晶体粒子
阴、阳离子
原子
分子
金属阳离子和自由电子
粒子间作用
离子键
共价键
分子间作用力（范德华力）
金属键
硬度
略硬而脆
硬度高
硬度小
一般较高
熔点、沸点、挥发性
熔点相对较高，沸点高，一般无挥发性
熔点和沸点高，无挥发性
低熔点、低沸点、高挥发性
一般熔点和沸点较高，但有部分低熔点金属（如Ga、Hg等）
导热性
热的不良导体
热的不良导体
热的不良导体
热的良导体
导电性
固态不导电，熔化后可导电，有的溶于水能导电
非导体
非导体，具有极性键的物质，溶于水后能导电
良导体
机械加工性
不良
不良
不良
良
物质（实例）
大部分盐类、碱类、低价金属氧化物（如NaCl、NaOH、Na2O等）
金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅（SiC）
X2、O2、S、N2、P4、CO2、SO2，气态氢化物、有机物、酸类
各种金属（除汞外）与合金
要点诠释：判断晶体类型的依据与方法
①依据组成晶体的微粒和微粒间的作用判断。
②依据物质的分类判断。
③依据晶体的熔点判断。
④依据导电性判断。
⑤依据硬度和机械加工性能判断。
要点三、物质熔、沸点高低比较的规律
要点诠释：
①不同类型晶体的熔、沸点高低规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体（除少数外）＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。
②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：金刚石＞石英＞碳化硅＞硅。
③离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，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：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点：O2＞N2，HI＞HBr＞HCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO＞N2，在同分异构体中，一般地说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷；芳香烃及其衍生物的同分异构体，其熔、沸点高低顺序是“邻位＞间位＞对位”化合物。
⑤金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：
Na＜Mg＜Al。
⑥元素周期表中第ⅦA族卤素的单质（分子晶体）的熔、沸点随原子序数递增而升高，如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2；第ⅠA族碱金属元素（金属晶体）的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs。
【典型例题】
类型一、晶体类型的判断
例1、下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是(
)
A、固态氢 B、固态氖
C、磷
D、三氧化硫
【思路点拨】考查分子晶体的判断方法。
【答案】B
【解析】四种物质都是分子晶体，构成分子晶体的微粒是分子，其中氖称为单原子分子。
【总结升华】判断晶体类型的方法有很多，可根据物质的分类判断，可根据构成晶体的微粒判断等，另外要记忆常见物质的晶体类型。
举一反三：
【变式1】氮化硼很难熔化，加热至3000℃方可熔化，下列对氮化硼的叙述，不正确的是（
）
A、氮化硼是分子晶体
B、氮化硼是原子晶体
C、氮化硼是离子晶体
D、化学式为BN
【答案】AC
【变式2】下列性质适合分子晶体的是（
）
A．熔点为1070℃，易溶于水，水溶液导电
B．熔点为10.31℃，液态不导电，水溶液导电
C．能溶于CS2，熔点为112.8℃，沸点为444.6℃
D．熔点为97.81℃，质软导电，密度为0.97
g·cm－3
【答案】BC
【解析】A项中的物质熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点较低；D项中的物质能导电，是金属晶体的性质。
类型二、晶体的结构与性质
例2、碳化硅（SiC）是一种具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替出现的，即每个Si原子处于四个C原子构成的四面体的内部，每个C原子也处于四个Si原子构成的四面体的内部。下列三种晶体：①金刚石；②晶体硅；③碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是（
）
A．①③②
B．②③①
C．③①②
D．②①③
【思路点拨】在结构相似的原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。
【答案】A
【解析】由于C的原子半径小于Si的原子半径，所以Si—Si键的键长比Si—C键的键长长，Si—C键长比C—C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是C—C键＞C—Si键＞Si—Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是①③②。
【总结升华】解答关于原子晶体性质的题目应注意从原子间存在的作用分析，原子晶体中存在很强的共价键，所以熔、沸点高，硬度大。比较熔、沸点高低就是比较共价键强弱，可由键长的大小来判断。
举一反三：
【变式】下列数据是对应物质的熔点，有关的判断正确的是（
）
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920℃
97.8℃
1291℃
190℃
2073℃
－107℃
－57℃
1723℃
A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B．在共价化合物分子中各原子都形成最外层8电子结构
C．同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
【答案】D
【解析】金属晶体中含有金属阳离子，A错误；BCl3中B原子形成最外层6个电子的结构，B错误；CO2和SiO2分别属于分子晶体和原子晶体，C错误；Na的熔点低于AlCl3，D正确。
例3、下列说法正确的是（
）
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，分子间作用力越大，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大该物质就越稳定
【思路点拨】构成分子晶体的微粒是分子，分子之间靠分子间作用力结合，由于分子间作用力较弱，因此，分子晶体的熔、沸点相对较低，硬度较小。
【答案】B
【解析】冰融化咸水，水分子组成没有变，分子中H—O键未发生断裂，A错。分子晶体中，分子间作用力越大，熔化时消耗的能量也就越大，熔点也就越高，B正确。分子晶体熔点的高低决定于分子间作用力的强弱，而与分子内共价键的强弱没有关系，C错。物质的稳定性强弱与化学键的强弱有直接关系，而与分子间作用力强弱无关。分子间作用力大的物质，分子内化学键键能不一定大，物质的稳定性不一定强，D错。
【总结升华】分子晶体的分子内可能存在极性键，如NH3；也可能存在非极性键，如H2O2、C2H2等；还可能不存在化学键，如稀有气体，Ne、Ar等。
举一反三：
【变式】下列有关分子晶体熔点高低的排列中，正确的是（
）
A．Cl2＞Br2
B．SiH4＞CH4
C．H2O＞H2Se
D．C(CH3)4＞CH3(CH2)3CH3
【答案】B
【解析】A、B选项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C选项属于有氢键存在的分子结构相似的情况，存在氢键的熔、沸点高；D选项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链多的熔、沸点低。
例4、离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力，静电引力大则熔点高，引力小则反之。试根据你学过的物理电学知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是（
）。
A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO
B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaO
C．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl
D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl
【思路点拨】离子晶体由固态变为液态，要断裂离子键，熔沸点的高低与离子键的强弱有关。
【答案】C
【解析】离子晶体中，离子键越强，晶体熔、沸点越高。而离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强。Ca2+、O2―、Ba2+都带2个电荷；Na+、Cl―、K+只带1个电荷，r
(Ca2+)＜r
(Ba2+)，r
(Na2+)＜r
(K+)，故熔点：CaO＞BaO＞NaCl＞KCl。
【总结升华】不同晶体的熔沸点高低取决因素不同，比较物质熔沸点时，先判断晶体类型，晶体类型相同的，再根据具体规律判断
举一反三：
【变式】离子晶体熔点的高低决定于晶格能的大小，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
【答案】D
【解析】离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量。晶格能，即离子所带电荷数越多，离子间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。
类型三、有关晶胞中粒子数的计算
例5、CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a
g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。
【答案】
【解析】NaCl晶体的结构如图所示：。将其中的Na换为Ca，Cl换为O进行计算。利用“均摊法”可知一个晶胞含有Ca2+、O2－的数目均为4。一个晶胞的质量：m（晶胞）=×4
g，一个晶胞的体积V（晶胞）=。
【总结升华】
①分析晶胞结构或画出晶胞结构图
②注意题目要求列式表示．还是直接写出计算结果。
举一反三：
【变式】右图是氯化铯晶体的晶胞（晶体中的最小重复单元），已知晶体中两个最近的Cs+核间距离为a
cm，氯化铯的摩尔质量为M
g·mol―1，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】1
mol
CsCl的质量为M
g，1
mol
CsCl的体积为a3·NA
cm3，则密度是。
【巩固练习】
一、选择题(每题有1~2个选项符合题意)
1、下列物质熔化时需破坏离子键的是（
）
A．Cu
B．Na2SO4
C．晶体硅
D．冰醋酸
2、下列关于晶体的说法不正确的是（
）
A．粉末状的固体肯定不是晶体
B．晶胞是晶体结构的基本单元
C．晶体内部的粒子按一定规律做周期性有序排列
D．晶体与非晶体的本质区别在于内部排列是否规则
3、（2019·信阳测试）下列说法正确的是（
）。
A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
4、下列说法中，正确的是
（
）
A、冰熔化时，分子中H—O键发生断裂
B、原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高
C、分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高
D、分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定
5、下列说法中不正确的是（
）
A．金刚石晶体中共价键数目与碳原子数目之比为2∶1
B．Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1∶2
C．在金刚石晶体中，碳原子以sp3杂化轨道与它紧邻的四个碳原子结合
D．金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应
6、（2019·建安月考）下列变化规律正确的是（
）。
A．KCl、MgCl2、MgO的熔点由低到高
B．H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低
C．O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔点由低到高
D．碳化硅、晶体硅、金刚石、石墨的熔点由低到高
7、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（
）
A、SO2与SiO2
B、CO2与H2O
C、C与HCl
D、CCl4与SiC
8、分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于分子晶体的是（
）
A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电
B、溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
C、五氧化二钒，无色晶体，熔点690℃
D、溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电
9、有关晶体结构的叙述中，错误的是（
）
A．金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子
B．分子晶体熔化时，不破坏共价键；原子晶体熔化时，破坏共价键
C．在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电
D．在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且等距离的氯离子有8个
10、下列物质的熔点均按由高到低的排列，其原因是由于键能由大到小排列的是
（
）
A、铝、钠、干冰 B、金刚石、碳化硅、晶体硅
C、碘化氢、溴化氢、氯化氢 D、二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
11、氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是(
)
A、硝石和金刚石
B、晶体硅和水晶
C、冰和干冰
D、萘和蒽
12、下列大小关系正确的是（
）
A、晶格能：NaCl
C、熔点：NaI>NaBr
D、熔沸点：CO2>NaCl
13、下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（
）
A、1mol氯化钠中有NA个NaCl分子
B、氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个
C、氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-
D、平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-
二、非选择题
1、（2019·苏州测试）铁是地壳中含量较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝元素，其单质及合金是在生产生活中应用广泛的金属材料。化学上常用KSCN溶液等来检验溶液中是否存在Fe3+。
（1）Fe3+基态的电子排布式可表示为________。
（2）一种铁晶体的晶胞属于体心立方堆积，则该晶胞中所包括的铁原子的个数是________。
（3）C、N两种元素的简单气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为________（填化学式）。
（4）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________（填元素符号）。
（5）离子化合物Fe2O3的熔点高于KCl的熔点的原因是________。
（6）据报道：由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如下图所示。晶体中距每个X原子周围等距且最近的Q原子的个数是________。
2、（2019
全国高考卷1）碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布
可用
形象化描述。在基态14C原子中，核外存在
对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是
。
(3)CS2分子中，共价键的类型有
，C原子的杂化轨道类型是
__
，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子
。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于
__
晶体。
(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接
个六元环，每个六元环占有
_个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接
__个六元环，六元环中最多有
___
个C原子在同一平面。
【答案与解析】
一、选择题
1、B
【解析】Na2SO4是离子化合物，Na+和SO42－通过离子键相结合，熔化时需破坏离子键。A破坏金属键，C破坏共价键，D破坏范德华力。
2、A
【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，只要其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，因此A选项的判断是错误的。
3、D
【解析】CsCl型的离子晶体中每个离子吸引着8个带相反电荷的离子，选项A不正确；金属晶体是由金属离子和自由电子构成，自由电子在外电场作用下，由无规则运动变为定向移动而导电，选项B不正确；硫、红磷等分子晶体，常温下呈固态，选项C不正确。
4、B
【解析】AC错误，分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，冰熔化时需克服分子间作用力（范德华力和氢键），共价键不断裂；B正确，原子晶体的熔沸点与键能有关；D错误，分子的稳定性与键能有关。
5、D
【解析】金刚石化学性质稳定，但在高温下也能在氧气中燃烧生成CO2。
6、A
【解析】选项A中所带电荷K+小于Mg2+，Cl－小于O2－，离子半径K+大于Mg2+，Cl－大于O2－，所以KCl、MgCl2、MgO的晶格能依次增大，熔点依次升高；选项B中沸点H2Se＞H2S；选项C中很明显熔点I2＞Hg（I2常温呈固态，Hg呈液态）；D项中熔点晶体硅＜碳化硅（Si—Si键键长大于Si—C键）。
7、B
【解析】A项，都是共价键，分别是分子晶体、原子晶体，B项，都是共价键，都是分子晶体；C项，都是共价键，分别是原子晶体、分子晶体；D项，都是共价键。分别是分子晶体、原子晶体。
8、B
【解析】分子晶体的物理性质和分子间作用力有关。其熔沸点一般比较低，硬度较小，并且固态或熔融状态都不导电。
9、D
【解析】CsCl晶体中，每个氯离子周围最近且等距离的氯离子有6个。
10、B
【解析】只有原子晶体的熔沸点与键能有关。键能大小，可通过比较成键原子半径得出。
11、B
【解析】题目所给信息可判断氮化硅是原子晶体，熔化需克服共价键。B选项都是原子晶体。
12、B
【解析】A、B、C选项中的物质都是离子晶体，晶格能、熔沸点、硬度可通过比较成键离子所带电荷、成键离子半径判断选项是否正确；D项，CO2是分子晶体，NaCl是离子晶体。
13、A
【解析】离子晶体中不存在单个的分子。
二、非选择题
1、（1）1s22s22p63s23p63d5
（2）2
（3）NH3＞CH4
（4）N＞O＞C
（5）Fe2O3的晶格能大于KCl的晶格能
（6）2
【解析】（1）依构造原理可以写出其电子排布式。
（2）因为该晶胞属于体心立方堆积，所以原子个数为8×+1=2。（3）C、N属于同周期，依同周期元素性质的变化规律知稳定性为NH3>CH4。（4）C、N、O属于同周期，依同周期第一电离能的变化规律得出第一电离能N＞O＞C。（5）氧化铁和KCl都属于离子晶体，Fe2O3所带电荷高于KCl，所以Fe2O3的晶格能高于KCl，所以Fe2O3的熔点高于KCl的熔点。（6）用“均摊法”可得，X为6×=3个，Q为1个，由题图知每个Q周围等距且最近的X有6个，所以每个X原子周围等距且最近的Q原子的个数是2。
2、(1)电子云
2
(2)C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构
(3)σ键和π键
sp
CO2、（COS）
(4)分子
(5)①3
2
②12
4
【解析】
(1)电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布的形象化的描述；
C原子的核外有6个电子，电子排布为1s22s22p2，其中1s、2s上的2对电子的自旋方向相反，而2p轨道的电子的自旋方向相同。
(2)在原子结构中，最外层电子小于4个的原子易失去电子，而C原子的最外层是4个电子，且C原子的半径较小，则难以通过得或失电子达到稳定结构，所以通过共用电子对的方式即形成共价键来达到稳定结构。
(3)CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个σ键和1个π键，分子空间构型为直线型，则含有的共价键类型为σ键和π键；C原子的最外层形成2个σ键，无孤对电子，所以为sp杂化；O与S同主族，所以与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN-，所以SCN-的空间构型与键合方式与CS2相同。
(4)该化合物熔点为253K，沸点为376K，说明熔沸点较低，所以为分子晶体；
(5)根据均摊法来计算。①石墨烯晶体中，每个C原子被3个6元环共有，每个六元环占有的C原子数是6×1/3
=
2。
②每个C原子周围形成4个共价键，每2个共价键即可形成1个六元环，则可形成6个六元环，每个共价键被2个六元环共用，所以一个C原子可连接12个六元环；根据数学知识，3个C原子可形成一个平面，而每个C原子都可构成1个正四面体，所以六元环中最多有4个C原子共面。