2022屆新高考一輪復(fù)習(xí) 第11章 第3講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 教案

第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

（^0第三課晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考點(diǎn)1:晶體和晶體類型

知識(shí)全梳理

一、晶體

1.晶體與非晶體

晶體非晶體

結(jié)構(gòu)微粒周期性有

結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒無序排列

序排列

自范性有無

性質(zhì)特征熔點(diǎn)固定不固定

異同表現(xiàn)各向異性各向同性

二者區(qū)別間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)

方法科學(xué)方法對固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)

2.得到晶體的途徑

（1）熔融態(tài)物質(zhì)凝固。

（2）氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）。

（3）溶質(zhì)從溶液中析出。

二、晶胞

概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。

晶體中晶胞的排列一一無隙并置

無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

三、四種常見晶體類型

離子晶體金屬晶體分子晶體原子晶體

金屬陽離子、自

晶體微粒陰、陽離子分子原子

由電子

微粒之間作用力離子鍵金屬鍵分子間作用力共價(jià)鍵

有的高（如鐵）、

熔、沸點(diǎn)較高低很高

有的低（如汞）

物硬度硬而脆有的大、有的小小很大

理一般情況下，極性分子易溶

性易溶于極性于極性溶劑；

鈉等可與水、醇不溶于任何溶

質(zhì)溶解性溶劑（如水），非極性分子易

類、酸類反應(yīng)劑

難溶于有機(jī)溶于非極性溶

溶劑劑

三、離子晶體的晶格能

1.定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位為kJ.m

oF'o

2.影響因素

①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越大。

②離子的半徑：離子的半徑越小,晶格能越大。

3.與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系

晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點(diǎn)越高，硬度越大。

四、晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較

1.不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較

①不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低一般規(guī)律:原子晶體〉離子晶體〉分子晶體。

②金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鴇、柏等熔、沸點(diǎn)很高，汞、飽等熔、

沸點(diǎn)很低。

2.同種類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較

①原子晶體

原子半徑越小鍵長越短|f觸能越大|~麻沸點(diǎn)越高

如熔點(diǎn)：金剛石之碳化硅工硅。

②離子晶體

一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則晶格能越大，晶體

的熔、沸點(diǎn)越高，如熔點(diǎn)：MgO>MgCh,NaCl>CsClo

③分子晶體

a.分子間范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、

沸點(diǎn)反常高。如H2O二H2Te?H2Se>H2S。

b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如Sn

H4>GeH4>SiH4>CH4o

c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體（相對分子質(zhì)量接近），其分子的極性越大，

熔、沸點(diǎn)越高，如CH3clzcH3cH3。

d.同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。

（'&

I

CH3—CH—CH2—CH3二CH3—c—CH3.

如CH3cH2cH2cH2cH3二CH：icn^

④金屬晶體

金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)

越高，如熔、沸點(diǎn)：Na<Mg<Alo

診斷辨析

1.判斷正誤，正確的劃“Y”，錯(cuò)誤的劃“x”。

(1)晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高()

(2)具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體()

(3)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊()

(4)通過X-射線衍射實(shí)驗(yàn)的方法可以區(qū)分晶體和非晶體()

(5)晶胞是晶體中的最小的“平行六面體”()

(6)晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序

排列()

(7)在分子晶體中一定有范德華力和化學(xué)鍵()

(8)原子晶體(共價(jià)晶體)的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高()

(9)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低()

【答案】(l)x(2)x(3)4(4)4(5)x(6)4(7)x(8)x(9)x

2.下列晶體的分類正確的一組是()

選項(xiàng)離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體

ACaC2石墨ArHg

B玻璃金剛石CH3CH2OHAg

CCHCOONaSiCMg

300

DBa(OH)2SiC60NaH

【答案】C

【解析】石墨的層與層之間是分子間作用力，而碳原子間是共價(jià)鍵，石墨之

中也會(huì)有自由電子在層與層間移動(dòng)，石墨屬于混合型晶體，故A不選；玻璃是

硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅的混合物，不是純凈物，不屬于離子晶體，故B不

選；CHsCOONa是由醋酸根離子和鈉離子組成的離子晶體，碳化硅是由碳原子

和硅原子組成的原子晶體，屬于有機(jī)物，屬于分子晶體，鎂是由金屬陽離子和自

由電子組成的金屬晶體，故C選；NaH是鈉離子和氫離子形成的離子晶體，不

屬于金屬晶體，故D不選。

3.下列分子晶體中，關(guān)于熔、沸點(diǎn)高低的敘述正確的是()

A.C12>l2B.SiC14<CCl4

C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3cH2cH2cH2cH3

【答案】c

【解析】A、B項(xiàng)屬于無氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況，相對分子質(zhì)量大

的熔、沸點(diǎn)高；C項(xiàng)屬于分子結(jié)構(gòu)相似的情況，但分子間存在氫鍵的熔、沸點(diǎn)高；

D項(xiàng)屬于分子式相同，但分子結(jié)構(gòu)不同的情況，支鏈少的熔、沸點(diǎn)高。

4.離子晶體熔點(diǎn)的高低取決于晶體中晶格能的大小。判斷KC1、NaCl、Ca

0、BaO四種晶體熔點(diǎn)的高低順序是()

A.KC1>NaCl>BaO>CaOB.NaCl>KC1>CaO>BaO

C.CaO>BaO>NaCl>KClD.CaO>BaO>KC1>NaCl

【答案】C

【解析】離子晶體中，離子所帶電荷數(shù)越多，半徑越小，晶格能越大，晶體

熔、沸點(diǎn)越高。

5.GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃,GaCh的熔點(diǎn)為77.9℃,其原因是

oGaAs的熔點(diǎn)為1238℃,密度為"g-cnT3,其

晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。

【答案】GaF3為離子晶體，GaCb為分子晶體原子晶體共價(jià)

【解析】GaF3、CaC13的熔點(diǎn)相差較大，是因?yàn)榫w類型不同，GaF3熔點(diǎn)高，

為離子晶體，而GaCb的熔點(diǎn)低，為分子晶體。GaAs的熔點(diǎn)高，晶胞為空間網(wǎng)

狀結(jié)構(gòu)，則為原子晶體，Ga與As以共價(jià)鍵結(jié)合。

考點(diǎn)2：晶體結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算

知識(shí)全梳理

一、典型晶體結(jié)構(gòu)模型分析

晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解

①每個(gè)碳與相鄰4個(gè)碳以共價(jià)鍵

結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)

②鍵角均為109°28'

③最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六原

金剛石

子不在同一平面內(nèi)

④每個(gè)C參與4條C—C鍵的形

成，C原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比

原子晶體為1：2

①每個(gè)Si與4個(gè)0以共價(jià)鍵結(jié)

合，形成正四面體結(jié)構(gòu)

②每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si,4

SiO

2個(gè);0,?(Si)：“(0)=1:2

③最小環(huán)上有12個(gè)原子，即6

個(gè)0,6個(gè)Si

①8個(gè)C02分子構(gòu)成立方體且在

6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)C02分子

分子晶體干冰

②每個(gè)C02分子周圍等距且緊鄰

的C02分子有12個(gè)

①每個(gè)Na+（C「）周圍等距且緊鄰

4六v

4-L4-L/的C「（Na+）有6個(gè)，每個(gè)Na卡周

中一:才,二1

型A7圍等距且緊鄰的有個(gè)

NaCl'(L!L/Na+12

Ar-0--

②每個(gè)晶胞中含4個(gè)Na'和4個(gè)

?NaroCI

cr

離子晶體

①每個(gè)Cs+周圍等距且緊鄰的。

C4一有8個(gè)，每個(gè)Cs+（C「）周圍等距

CsCl型(瘠壽且緊鄰的Cs+（C廠）有6個(gè)

..H5

(②如圖為8個(gè)晶胞，每個(gè)晶胞中

ocr

含1個(gè)Cs+、1個(gè)C「

o——典型代表P。，配位數(shù)為6,空間

簡單立方堆積

J利用率52%

面心立方最密堆典型代表Cu、Ag>Au,配位數(shù)

|o0

積I為12,空間利用率74%

金屬晶體p

后典型代表Na、K、Fe,配位數(shù)為

體心立方堆積午d

p8,空間利用率68%

O

Go

1典型代表Mg、Zn、Ti,配位數(shù)

六方最密堆積u0

為12,空間利用率74%

O-o

①石墨層狀晶體中，層與層之間

的作用是范德華力;②平均每個(gè)

正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是

B2,C原子采取的雜化方式是sp2

混合晶體-TZ里1

③每層中存在。鍵和兀鍵；④石

墨的C—C的鍵長比金剛石的C

—C的鍵長短，熔點(diǎn)比金剛石的

高⑤硬度不大、有滑膩感、能導(dǎo)

電

二、晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算

1.晶胞組成的計(jì)算一一均攤法

（1）原則：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被〃個(gè)晶胞所共有，那么，每

個(gè)晶胞就占有這個(gè)原子蚱

（2）方法：①長方體（包括立方體）晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。

---------同為2個(gè)晶胞所共有，

+該粒子的:屬于該晶胞

―?-----c/y—/該粒子的殳屬于該晶胞

；O—畫后眇?整個(gè)粒子都屬于該晶胞

同為4個(gè)晶胞所共有，

回^該粒子的［屬于該晶胞

②非長方體晶胞中的粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成

六邊形，其頂點(diǎn)（1個(gè)碳原子）被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占頂點(diǎn)碳原子的｝

2.晶體密度和微粒間距離的計(jì)算

（1）晶胞計(jì)算公式（立方晶胞）

a3pNA=nM（a為棱長；p為密度；NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值；n為1mol

晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量；M為該粒子或特定組合的摩爾質(zhì)量）。

（2）金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式（設(shè)棱長為a）。

①面對角線長=&a。

②體對角線長=Ba。

③體心立方堆積4r=V3a（r為原子半徑）。

④面心立方堆積4r=V2a（r為原子半徑）。

（3）金屬晶體空間利用率的計(jì)算方法

（1）空間利用率的定義及計(jì)算步驟

空間利用率（M）：指構(gòu)成晶體的原子、離子或分子總體積在整個(gè)晶體空間中

所占有的體積百分比。

晶胞中原子所占的總體積

空間利用率=X100%

晶胞體積

（2）金屬晶體空間利用率分類簡析

①簡單立方堆積

設(shè)原子半徑為R,由于原子在晶胞棱的方向上相切，可以計(jì)算出晶胞參數(shù):

a=b=c=2R,a=p=y=90°o每個(gè)晶胞中包含一個(gè)原子。

44

IX鏟R3IX鏟R3

r|=―—X100%=(2R)3X100%n52.36%。

②體心立方堆積

設(shè)原子半徑為R,由于原子在晶胞體對角線方向上相切，可以計(jì)算出晶胞參

數(shù)：a=b=c=~^R,a=p=y=90°o每個(gè)晶胞中包含兩個(gè)原子。

44

2X鏟IV2X鏟IV

H=-—X100%=(Q、X100%?*68.02%o

③面心立方最密堆積

設(shè)原子半徑為R，由于原子在晶胞面對角線方向上相切，可以計(jì)算出晶胞參

數(shù)：a=b=c=2，iR,a=p=y=90°o每個(gè)晶胞中包含四個(gè)原子。

44

4X鏟R34X-7tR3

r|=-—X100%=（，2^R）3X100%Q74.05%。

④六方最密堆積

設(shè)原子半徑為R,根據(jù)原子在晶胞中的相切關(guān)系，可以計(jì)算出晶胞參數(shù)：a

2r

=b=2R,c=-^-2g1.6332,a=p=90。，y=120°o每個(gè)晶胞中包含兩個(gè)原子。

44

2X-7tR32Xg7rR3

『R-義一%=2RX小RXL633X2RX］。。％*%。

aX^-Xc

⑤金剛石型堆積

設(shè)原子半徑為R,由于原子在晶胞體對角線方向上相切(相鄰兩個(gè)碳原子之

間的距離為晶胞體對角線的四分之一)，可以計(jì)算出晶胞參數(shù)：a=b=c=苧R,

a=p=Y=90°o每個(gè)晶胞中包含八個(gè)原子。

44

8X-7rR38X-7TR3

n=-3一xwo%=7yxioo%^34.oi%0

診斷辨析

1.判斷正誤，正確的劃“4”，錯(cuò)誤的劃“X”。

(1)金屬鈉形成的晶體中，每個(gè)鈉原子周圍與其距離最近的鈉原子有8個(gè)()

(2)金屬鎂形成的晶體中，每個(gè)鎂原子周圍與其距離最近的原子有6個(gè)()

(3)在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周圍與其距離最近的Na+有12個(gè)()

(4)在CsCl晶體中，每個(gè)Cs，周圍與其距離最近的C廠有8個(gè)()

(5)立方晶胞中，頂點(diǎn)上的原子被4個(gè)晶胞共用()

(6)石墨晶體中每個(gè)正六邊形結(jié)構(gòu)中平均占有碳原子數(shù)為2()

【答案】(1W(2)x(3)4(4)4(5)x⑹4

2.按要求回答問題：

(1)在金剛石晶體中最小碳環(huán)含有個(gè)C原子；每個(gè)C原子被

個(gè)最小碳環(huán)共用。

(2)在干冰中粒子間作用力有o

(3)含1molH2O的冰中形成氫鍵的數(shù)目為o

(4)在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周圍有個(gè)距離最近且相等的Na卡,每

個(gè)Na+周圍有個(gè)距離最近且相等的CF,其立體構(gòu)型為。

(5)在CaF2晶體中，每個(gè)Ca2+周圍距離最近且等距離的F有個(gè)；每

個(gè)F」周圍距離最近且等距離的Ca2+有個(gè)。

【答案】⑴612(2)共價(jià)鍵、范德華力(3)2NA(4)126正八面體形

(5)84

3.(1)金剛石晶胞含有個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞

的邊長為m根據(jù)硬球接觸模型，則「=a,列式表示碳原子在晶胞中的

空間占有率(不要求計(jì)算結(jié)果)。

(2)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，若晶體密度為ag-cnT3,

則Cu與F最近距離為pm。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，列出計(jì)算表

達(dá)式，不用化簡；其中O為Cu,。為F)

(3)0和Na能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a=0.566nm,

F的化學(xué)式為；晶胞中0原子的配位數(shù)為

計(jì)算晶體F的密度(g-cm_3)。

【答案】⑴8g筌⑵亨段xWpm

⑶NazO82.27g-cm-3

【解析】⑴由金剛石形成的晶胞可知結(jié)構(gòu)，C原子位于8個(gè)頂點(diǎn)、6個(gè)面心、

體內(nèi)還有4個(gè)碳原子，所以晶胞中平均含有的碳原子數(shù)為8xl+6xl+4=8個(gè)，

82

4

rz8xT?tr3

由晶胞示意圖可知：8r=V3a,即r=^a；晶胞中碳原子的占有率為一L=

兀

16°

(2)設(shè)晶胞的棱長為xcm,在晶胞中，Cu：8x|+6x1=4；F：4,其化學(xué)

3卜M(CuF)

3

式為CuFoa-x-NA=4M(CuF),最短距離為小立方體對角

Va-NA

線的一半，小立方體的對角線為A/(|)2+(|)2+(|)2

=晉Xo所以最短距離為

x0

2,2-4'\a-NAP。

(3)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)晶胞中小球個(gè)數(shù)為8,大球個(gè)數(shù)為4,小球代表離

子半徑較小的Na+,大球代表離子半徑較大的故F的化學(xué)式為NazO；晶

胞中與每個(gè)氧原子距離最近且相等的鈉原子有8個(gè)；晶胞的質(zhì)量為

Ax4,晶胞的體積為(0.566xl0-7)3cm3,晶體密度為

6.0給2x10曾mo；l?

________62g*mo「14__________3

6.02x1023mollxQ.5663xlO21cm32.27g-cm。

4.用晶體的X-射線衍射法對Cu的測定得到以下結(jié)果：Cu的晶胞為面心立

方最密堆積(如下圖)，已知該晶體的密度為9.00gpm',晶胞中該原子的配位數(shù)

為;Cu的原子半徑為cm(阿伏加德羅常數(shù)為NA,要求列式計(jì)算)。

.J234X64_8

【I；案】124X9.00X6.02X1023cm^l.28X10

3/4X64

【解析】設(shè)晶胞的邊長為acm,則a3pNA=4x64,2=7西^,面對角線為

l1、歷3/4x64238

也a,面對角線的公為Cu原子半徑,r=W-x\Q07x1ncm=l.28x10cm0

(B)課后作業(yè)

1.氨硼烷(H3N-BH3)是種有效、安全的儲(chǔ)氫材料，可由硼烷(B2H6)和氨氣

合成，其結(jié)構(gòu)與乙烷相似。下列關(guān)于氨硼烷的性質(zhì)推測不合理的是()

A.氨硼烷為分子晶體B.其沸點(diǎn)比乙烷高得多

C.氨硼烷難溶于水D.加熱時(shí)可緩慢釋放出H2

【答案】C

【解析】A.氨硼烷的結(jié)構(gòu)與乙烷相似，為分子晶體，故A正確；B.氨硼

烷能形成分子間氫鍵，其沸點(diǎn)比乙烷高，故B正確；C.氨硼烷和水分子間形成

氫鍵，氨硼烷能溶于水，故C錯(cuò)誤；D.氨硼烷是有效、安全的儲(chǔ)氫材料，加熱

硼烷氨時(shí)，它首先會(huì)聚合成(NH2BH2%，如果繼續(xù)加熱，再繼續(xù)聚合成(NHBH%,

所以加熱時(shí)可緩慢釋放出H2,故D正確；選C。

2.下列說法錯(cuò)誤的是()

A.分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價(jià)鍵

B.原子晶體中只含有共價(jià)鍵

C.任何晶體中，若含有陽離子就一定含有陰離子

D.單質(zhì)的晶體中一定不存在離子鍵

【答案】C

【解析】分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價(jià)鍵，如稀有氣

體是單原子分子，沒有化學(xué)鍵，故A正確；相鄰原子之間只通過強(qiáng)烈的共價(jià)鍵

結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體叫作原子晶體，原子晶體中只含有共價(jià)鍵，故B

正確；金屬晶體中，含有陽離子卻不含有陰離子，故C錯(cuò)誤；金屬單質(zhì)中只有

金屬鍵，非金屬單質(zhì)中可能存在共價(jià)鍵，單質(zhì)的晶體中一定不存在離子鍵，故D

正確。

3.根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù)，判斷下列說法錯(cuò)誤的是（）

A1C13SiC14晶體硼金剛石晶體硅

熔點(diǎn)/℃190-682300>35501415

沸點(diǎn)/七17857255048272355

A.SiC14是離子晶體

B.晶體硼是原子晶體

C.A1C13是分子晶體，加熱能升華

D.金剛石中的C-C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強(qiáng)

【答案】A

【解析】SiC14、AlCb的熔、沸點(diǎn)低，都是分子晶體，A1C13的沸點(diǎn)低于其熔

點(diǎn)，即在未熔化的溫度下它就能汽化，故AlCb加熱能升華，故A錯(cuò)誤，C正確;

晶體硼的熔、沸點(diǎn)高，所以晶體硼是原子晶體，B正確；由金剛石與晶體硅的熔、

沸點(diǎn)相對高低可知：金剛石中的C-C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強(qiáng)。

4.金晶體是面心立方最密堆積，已知立方體的每個(gè)面上5個(gè)金原子緊密堆

積，金原子半徑為rcm,則金晶體的空間利用率為（）

44x%

371

A.詆X100%B.*100%

4x%4x*

C.^-xlOO%D.赤<100%

【答案】B

【解析】面心立方最密堆積原子在晶胞中的位置關(guān)系如圖。金晶體為面心立

方最密堆積，則晶胞面對角線為金原子半徑的4倍，金原子半徑為rem,則晶

胞的邊長為4rx孚cm=2業(yè)cm,每個(gè)金晶胞中含有4個(gè)原子，則金原子總體

44x鏟r3

積為4x3FcnP,金晶胞體積為(26rcm)3,故空間利用率為花^y7x100%=

4亭

*X100%。

5.以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱

作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。氧化銀原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,1,1),則

C的坐標(biāo)參數(shù)為()

1I111

z-Xz11uz1z-1

(l11(2-1(2-

A.\T?B.\\D.\T，5)

【答案】D

【解析】由氧化銀原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)和B為(1,1,1)可知,

晶胞的邊長為1,由晶胞結(jié)構(gòu)可知，C點(diǎn)位于右側(cè)正方形的面心，則C的坐標(biāo)參

數(shù)為(1,1)0

6.下列說法錯(cuò)誤的是()

A.干冰是二氧化碳固體，干冰晶體中二氧化碳的配位數(shù)是12

B.新戊烷［(CHJC］分子中5個(gè)碳原子形成的空間構(gòu)型是為正四面體形

C.C3O2分子中不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)且每個(gè)原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，C3O2分

子中。鍵和兀鍵的個(gè)數(shù)比為1:1

D.分子晶體中，共價(jià)鍵的鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高

【答案】D

【解析】A.頂點(diǎn)和面心的二氧化碳距離最近，干冰中CO2分子的配位數(shù)為

12,故A正確；B.新戊烷［(CHJC］分子中5個(gè)碳原子類似甲烷中四個(gè)氫原子被

四個(gè)甲烷取代，因此形成的空間構(gòu)型是正四面體形，故B正確；C.二氧化三碳

(C3O2)分子中不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)且每個(gè)原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為。=

C=C=C=O,單鍵為◎鍵，雙鍵含有1個(gè)。鍵、1個(gè)兀鍵，故分子中。鍵與兀鍵

的個(gè)數(shù)比為1:1,故C正確；D.分子晶體中，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)主要是看分子間作

用力的大小，與共價(jià)鍵的鍵能無關(guān)，故D錯(cuò)誤。答案選D。

7.鎂單質(zhì)及其化合物用途廣泛，某鎂硼化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。B原

子獨(dú)立為一層，具有類似石墨的結(jié)構(gòu)。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏

伽德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯(cuò)誤的是

A.該化合物的化學(xué)式為MgB?

B.該晶胞中Mg的配位數(shù)為12

C.每個(gè)B原子周圍都有2個(gè)與之等距離且最近的B原子

92

D.該晶體的密度為G/a2c

【答案】C

【解析】A.1個(gè)晶胞含有Mg原子數(shù)是12xg+2x：=3、B原子數(shù)是6,該化

合物的化學(xué)式為M?2,故A正確；B.依據(jù)晶胞面心的Mg原子分析，其上層、

下層各有6個(gè)B原子，所以該晶胞中Mg的配位數(shù)為12,故B正確；C.根據(jù)

圖示，每個(gè)B原子周圍都有3個(gè)與之等距離且最近的B原子，故C錯(cuò)誤；D.晶

廠廠24x3+11x6_

胞的體積為acmx-^acmxccmx3=3^a2ccm3,該晶體的密度為362NT

22-^-aCXNA

92

行募gW,故D正確；選C。

8.下列敘述中錯(cuò)誤的是

A.由于氫鍵的存在，冰能浮在水面上；由于乙醇與水間有氫鍵的存在，水

與乙醇能互溶

B.金剛石、NaF、NaCl、氏0、H2s晶體的熔點(diǎn)依次降低

C.分子晶體中都存在共價(jià)鍵

D.CaTiO3晶體中（晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示）每個(gè)如+和12個(gè)CP湘鄰

【答案】C

【解析】A.冰中分子排列有序，含有氫鍵數(shù)目增多，使體積膨脹，密度減

小，所以冰能浮在水面上，是氫鍵的原因，由于乙醇與水間有氫鍵的存在，水與

乙醇能互溶，A正確；B.金剛石屬于原子（共價(jià)）晶體，熔點(diǎn)最高，NaF、NaCl

屬于離子晶體，氟離子比較大于氯離子比較，故NaF的晶格能大于NaCl,則N

aF的熔點(diǎn)更高，叢0、H2s都屬于分子晶體，水分子之間存在氫鍵，熔點(diǎn)較高,

熔點(diǎn)原子晶體,離子晶體〉分子晶體，故金剛石、NaF、NaCkH2O、H2S晶體的

熔點(diǎn)依次降低，B正確；C.分子晶體中不一定都存在共價(jià)鍵，如稀有氣體為分

子晶體，但不存在化學(xué)鍵，C錯(cuò)誤；D.CaTiCh晶體中（晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示）以頂

點(diǎn)Ti，+研究，與之最近的。2-位于面心上，每個(gè)Ti，+為12個(gè)面共用，故每個(gè)Ti3+

和12個(gè)。2-相鄰,D正確。

9.磷鈕礦是提取鈕的重要礦物原料，某磷鈕礦的四方晶胞如圖所示。下列

說法正確的是

A.該晶體的化學(xué)式為Y2P04

B.P0：中磷原子采用sp3雜化

C.距離鈕原子為也a的P0；有6個(gè)

2

D.晶胞參數(shù)a等于鋁和磷酸根直徑之和

【答案】B

【解析】A.從磷鈕礦的四方晶胞圖示可知，P0；分處在六個(gè)面和四條棱上,

屬于該晶胞的個(gè)數(shù)有6j4.4,Y分處在八個(gè)頂點(diǎn)、四個(gè)側(cè)面和體心，屬于

該晶胞的個(gè)數(shù)有8X：+4X：+1=4,該晶體的晶胞中Y和P0：個(gè)數(shù)比是1:1,故其

o2

化學(xué)式為YPO4,A錯(cuò)誤;B.PO：中磷原子作為中心原子，其價(jià)電子對數(shù)為受=4,

故其采用sp3雜化，B正確；C.該四方晶胞參數(shù)為a,Y原子在頂點(diǎn)位置，距離

鈕原子為正a的P0；處在面心位置，從圖中可知，在一個(gè)晶胞中，一個(gè)頂點(diǎn)所

2

在的三個(gè)面只有一個(gè)面心有POL一個(gè)頂點(diǎn)屬于八個(gè)晶胞，一個(gè)面心PO；屬于

兩個(gè)晶胞，故距離憶原子為的P0,有|=4個(gè)，C錯(cuò)誤；D.從圖中分析，

以面上P0：和Y原子連線平行于棱，兩微粒均在面內(nèi)可知，其直徑之和比棱長

小，即晶胞參數(shù)a大于鋁和磷酸根直徑之和，D錯(cuò)誤。

10.(1)金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下

是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞，晶胞參數(shù)。=0.2

95nm,c=0.469nm,則該鈦晶體的密度為g-cm

NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算式即可)。

(2)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成鈦酸鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如<4^

圖所示(Ti4+位于立方體的頂點(diǎn)，Ca2+處于立方體的中心)。該晶體中,

Ti”和周圍________個(gè)。2-緊相鄰；若該晶胞的密度為dgem、，

則鈦氧鍵的鍵長為pm(用含NA的代數(shù)式表示)。

(3)NiAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①銀離子的配位數(shù)為o

②若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體密度為°gem、，則該晶

胞中最近的碑離子之間的距離為pm。

6x48__________

【答案】

X2.95X10~82X4.69X10-8/VA

Q)12瑞需多訓(xùn)

⑶①4^^\/WX1010

【解析】⑴每個(gè)晶胞含Ti原子數(shù)為12x；+3+2x]=6,晶胞的質(zhì)量是哈

ON/VA

g，晶胞的體積是超%(2.95x108)2X4.69xlO-8cm\根據(jù)〃=￡=

__________6x48__________

g-cm3

里x2.95x10-82X4.69X10-8^A0

(2)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，體心為Ca2+,面心為。2一，該晶體中每個(gè)頂點(diǎn)Ti4+

與面心的。2相鄰，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面為2個(gè)晶胞共用，晶體中

■周圍緊相鄰的。2-數(shù)目為3x8x*12；如圖晶胞中Ti4+個(gè)數(shù)為8x1=l,Ca2+

ZO

136

INA

個(gè)數(shù)為O?一個(gè)數(shù)為6x-=3,令晶胞邊長為Xpm,p=飛、則d=.103-x

4V人v入i1nU

則鈦氧鍵的鍵長為孚xlOiOpm。

(3)該晶胞中含有的Ni3+數(shù)目為《x8+皋6=4,含有的As3-數(shù)目為4,由圖可

OZ

知碑離子的配位數(shù)為4,則鎮(zhèn)離子的配位數(shù)也為4；設(shè)其棱長為。cm,其質(zhì)量為

號(hào)》g,所以。=:咫穿，而As3-位于其(晶胞的體心，兩個(gè)As3一間的距離

/VA"/VAO

相當(dāng)于面對角線的一半，即為半，啜＜Oiopm。

乙\lZzxVA

11.(1)某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①則其化學(xué)式為O

②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有個(gè)，這些Sn原子所呈現(xiàn)

的構(gòu)型為o

③若晶體密度為8.82g-cm3,最近的Cu原子核間距為pm(用含N

A的代數(shù)式表示)。

(2)NaCl晶體在50?300GPa的高壓下和02反應(yīng)，可以形成一種新晶體,

其立方晶胞如圖所示（大球?yàn)镃l,小球?yàn)镹a）。

①若A的原子坐標(biāo)為（0,0,0）,B的原子坐標(biāo)為（,，0,』），則C的原

24

子坐標(biāo)為O

②晶體中，C1構(gòu)成的多面體包含個(gè)三角形的面，與C1緊鄰的Na

個(gè)數(shù)為o

③已知晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為—

g-cm_3（列出計(jì)算式）。

【答案】（1）①SnCu3P②4正方形③力點(diǎn)笈

Z\1/VA^O.OZ

⑵①（1，5，g）②204（3）^xlO30

【解析】（1）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞中含有的Sn原子個(gè)數(shù)=8xJ=l,

Cu原子個(gè)數(shù)=6x^=3,P位于體心，原子個(gè)數(shù)為1個(gè)，則其化學(xué)式為SnCinP。

②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有4個(gè)，位于面的4個(gè)頂點(diǎn)上，因此這

些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為正方形。③根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，最近的Cu原子核間

距為面對角線的一半，晶胞的邊長是靠樂xioiopm,所以最近的Cu原子

\l1VAXO.OZ

核間距為當(dāng)X茨/xio"pm。

Z/VA^O.OZ

（2）①根據(jù)幾何關(guān)系，C原子位于立方體的右側(cè)面上，高度為立方體高度的

31

一半，坐標(biāo)應(yīng)為（1,-）；②該晶胞中，。構(gòu)成的多面體共有12個(gè)頂點(diǎn)，

42

每個(gè)頂點(diǎn)為5個(gè)三角形共用，每個(gè)三角形平均占用3x：I='3個(gè)頂點(diǎn)，因此共包含竽12

5

=20個(gè)三角