專(zhuān)題03晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（知識(shí)梳理專(zhuān)題過(guò)關(guān)）（解析版）

專(zhuān)題03晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)知識(shí)梳理知識(shí)詳解知識(shí)詳解考點(diǎn)1晶體及其定義1．晶體的定義：自然界的固態(tài)物質(zhì)可分為晶體和非晶體兩大類(lèi)。原子、離子、分子等微粒在空間有規(guī)則地排列成具有一定幾何形狀的固體物質(zhì)叫做晶體。我們周?chē)Ｒ?jiàn)的食鹽、石英、云母片、冰、金屬鋁等都是晶體。2．晶體物質(zhì)的物理性質(zhì)：熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)熱性等，主要跟組成晶體微粒的種類(lèi)以及微粒之間的作用力有關(guān)。3．晶體和非晶體物質(zhì)相比有以下三個(gè)特征：(1)晶體具有一定的幾何外形。(2)晶體有固定的熔點(diǎn)。(3)晶體有各向異性的特點(diǎn)。【注意】(1)晶體的特性是它內(nèi)部結(jié)構(gòu)的反映，晶體內(nèi)的微粒之間靠一定的作用力緊密聯(lián)系著，以確定的位置在空間作有規(guī)則的排列，這是晶體具有一定幾何外形的內(nèi)在原因。(2)晶體加熱到一定溫度時(shí)開(kāi)始熔化，這時(shí)外界提供的能量全部用來(lái)熔化晶體，使溫度不再上升。只有當(dāng)晶體全部熔化后，溫度才繼續(xù)上升，這就是晶體具有固定熔點(diǎn)的原因。(3)晶體在各個(gè)方向上常具有不同的性質(zhì)（如導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)性質(zhì)和機(jī)械強(qiáng)度等），這叫各向異性。一、化學(xué)鍵之間的比較離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵的比較【學(xué)法指導(dǎo)】比較法。離子鍵共價(jià)鍵金屬鍵概念正負(fù)離子間通過(guò)靜電作用所形成的化學(xué)鍵原子間通過(guò)共用電子對(duì)（電子云重疊)所形成的化學(xué)鍵金屬陽(yáng)離子與自由電子通過(guò)相互作用而形成的化學(xué)鍵成鍵微粒正負(fù)離子原子金屬陽(yáng)離子和自由電子成鍵性質(zhì)靜電作用（包括引力和斥力）共用電子對(duì)（電子云的重疊）電性作用形成條件一般為活潑金屬與活潑非金屬特殊：NH4Cl等銨鹽。一般為非金屬與非金屬特殊：AlCl3、BeCl2等。金屬內(nèi)部強(qiáng)弱因素1.離子半徑（例如：NaO和MgO的熔沸點(diǎn)高低比較）2.離子電荷1.鍵長(zhǎng)2.鍵能1.金屬原子的半徑2．成鍵電子數(shù)特點(diǎn)無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性實(shí)例MgO、NaCl、CaF2、Na20、K2SH2、N2、H2O、CO2、金剛石Fe、Mg、合金【典例1】下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類(lèi)型相同、晶體類(lèi)型也相同的是()(A)SO2和SiO2 (B)CO2和H2(C)NaCl和HCl (D)CCl4和KCl【答案】B【解析】Ａ選項(xiàng)都是共價(jià)鍵，但是SO2分子晶體，SiO2屬于原子晶體。Ｂ選項(xiàng)都是分子晶體，所以正確。Ｃ選項(xiàng)NaCl屬于離子晶體，化學(xué)鍵是離子鍵，HCl屬于分子晶體化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。Ｄ選項(xiàng)CCl4是分子晶體，化學(xué)鍵是共價(jià)鍵KCl是離子晶體，化學(xué)鍵是離子鍵?！镜淅?】下列變化規(guī)律中正確的是（）A．金屬Na、Mg、A1熔、沸點(diǎn)由高到低B．NH3、PH3、ASH3的沸點(diǎn)逐漸升高C．H+、Li+、H-的半徑由小到大D．HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)【答案】C【解析】A選項(xiàng)中根據(jù)金屬晶體熔沸點(diǎn)高低比較規(guī)律可知，順序應(yīng)該相反；B選項(xiàng)中由于NH3中存在氫鍵，所以熔沸點(diǎn)比較出現(xiàn)反常，會(huì)高于PH3，C中H+核外沒(méi)有電子，半徑最小，另外兩個(gè)屬于具有相同原子核外電子排布的粒子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，答案正確；D選項(xiàng)穩(wěn)定性強(qiáng)弱比較應(yīng)該看相對(duì)分子質(zhì)量，順序應(yīng)該相反?？键c(diǎn)2電負(fù)性與化學(xué)鍵電負(fù)性（僅作為參考，因?yàn)椴辉谏虾８呖伎季V內(nèi)）：成鍵原子吸引電子能力的相對(duì)強(qiáng)弱，用元素的電負(fù)性(electroiiegativity)來(lái)度量。元素的電負(fù)性數(shù)值越大，表示該元素的原子吸引電子的能力越強(qiáng)。電負(fù)性數(shù)值大的元素(如F的電負(fù)性為4.0)，其非金屬性較強(qiáng)，易形成陰離子；反之，電負(fù)性數(shù)值小的元素(如Na的電負(fù)性為0.9)，其金屬性較強(qiáng)，易形成陽(yáng)離子。人們還利用元素的電負(fù)性差值近似判斷化學(xué)鍵的類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，形成的化學(xué)鍵為離子鍵；當(dāng)電負(fù)性差值小于1.7時(shí)，形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵；電負(fù)性差值越大，形成共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)?？键c(diǎn)3不同種類(lèi)的晶體離子晶體、共價(jià)晶體、分子晶體和金屬晶體的比較離子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體存在微粒正負(fù)離子原子分子金屬陽(yáng)離子、自由電子、金屬原子微粒間作用離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力(范德華力)金屬鍵主要物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)較髙熔沸點(diǎn)很高熔沸點(diǎn)較低差異較大(鎢很高，汞很低)硬度硬而脆硬度很高硬度較低有良好的延展性和機(jī)械加工性能導(dǎo)電性固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)導(dǎo)電不導(dǎo)電固體或榕融狀態(tài)均不導(dǎo)電良導(dǎo)體其他易溶于極性溶劑不溶于大多數(shù)溶劑符合“相似相溶”原理金屬光澤實(shí)例食鹽、氫氧化鈉、氧化鎂等金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅等干冰，氯化氫鎂、鋁、合金等金剛石和石墨的比較【典例1】下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是（）AO2I2HgB、CO2KClSiO2C、NaKRbD、SiCNaClSO2【答案】B【解析】Ａ選項(xiàng)中O2是氣體、I2是固體、Hg是液體，所以應(yīng)該是O2HgI2。Ｂ選項(xiàng)正確，分子晶體＜離子晶體＜原子晶體。Ｃ選項(xiàng)金屬晶體對(duì)應(yīng)離子所帶電荷相同，所以離子半徑越小，熔沸點(diǎn)越高，順序應(yīng)為RbKNa。Ｄ選項(xiàng)中順序顛倒，應(yīng)該為分子晶體＜離子晶體＜原子晶體?？键c(diǎn)4晶體性質(zhì)的比較1、不同類(lèi)型晶體：一般情況下，共價(jià)晶體〉離子晶體〉分子晶體。例：SiO2>NaCl>SO2同種類(lèi)型晶體：構(gòu)成晶體微粒間的作用大，則熔沸點(diǎn)高，反之則小。離子晶體：離子所帶的電荷數(shù)越高，離子半徑越小，則其熔沸點(diǎn)就越高。例：AlCl3>MgCl2>NaCl分子晶體：對(duì)于同類(lèi)分子晶體，式量越大，則熔沸點(diǎn)越高。例：HI>HBr>HCl共價(jià)晶體：鍵長(zhǎng)越小、鍵能越大，則熔沸點(diǎn)越高。例：C(金剛石)>SiC>Si常溫常壓下?tīng)顟B(tài)熔點(diǎn)：固態(tài)物質(zhì)〉液態(tài)物質(zhì)沸點(diǎn)：液態(tài)物質(zhì)〉氣態(tài)物質(zhì)4、一般來(lái)說(shuō)合金的熔沸點(diǎn)比各種金屬的都低，硬度都大?！镜淅?】碳化硅(SiC)的一種晶體具有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()A.①③②B.②③①C.③①②D.②①③【答案】A【解析】本題考查原子晶體熔沸點(diǎn)的比較，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，熔沸點(diǎn)越高，碳碳鍵鍵長(zhǎng)＜碳硅鍵鍵長(zhǎng)＜硅硅鍵鍵長(zhǎng)，所以答案為Ａ?！镜淅?】在通常條件下，下列各組物質(zhì)的性質(zhì)排列正確的是（）A．熔點(diǎn)：CO2＞KCl＞SiO2B．水溶性：HCl＞H2S＞SO2C．沸點(diǎn)：乙烷>戊烷>丁烷D．沸點(diǎn)：H2O＞H2S＞H2Se【答案】D【解析】A選項(xiàng)中根據(jù)各晶體類(lèi)型熔沸點(diǎn)高低比較的依據(jù)可知，順序應(yīng)該相反；B選項(xiàng)中的HCl的溶解度為1:500，H2S的溶解度為1:2.6，SO2的溶解度為1:40，故H2S和SO2的順序錯(cuò)了；C選項(xiàng)為分子晶體熔沸點(diǎn)高低的比較，直接比較相對(duì)分子質(zhì)量的大小；D選項(xiàng)考察氧族元素氫化物熔沸點(diǎn)高低比較，但由于H2O中存在氫鍵，故熔沸點(diǎn)反而高于H2S。專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)下列有關(guān)晶體的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.離子晶體熔化時(shí)離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時(shí)化學(xué)鍵未被破壞

B.白磷晶體中，結(jié)構(gòu)粒子之間通過(guò)共價(jià)鍵相結(jié)合

C.石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過(guò)共價(jià)鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體

D.構(gòu)成分子晶體的粒子中不一定存在共價(jià)鍵【答案】B

【解析】本題主要考查晶體類(lèi)型的判斷和晶體的結(jié)構(gòu)等，意在培養(yǎng)同學(xué)們宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

離子晶體熔化時(shí)離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時(shí)化學(xué)鍵不被破壞，破壞的是分子間作用力，A項(xiàng)正確；

白磷是分子晶體，結(jié)構(gòu)粒子之間通過(guò)分子間作用力相結(jié)合，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過(guò)共價(jià)鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，C項(xiàng)正確；

構(gòu)成分子晶體的結(jié)構(gòu)粒子中不一定存在共價(jià)鍵，如稀有氣體元素對(duì)應(yīng)的晶體中不含任何化學(xué)鍵，D項(xiàng)正確。下列各組物質(zhì)中，化學(xué)鍵類(lèi)型與晶體類(lèi)型均相同的是(

)A.NaCl、NaOH B.SiO2、SO2

C.Na2C【答案】C

【解析】A.都為離子晶體，但NaOH中含有離子鍵和共價(jià)鍵、氯化鈉中只含離子鍵，二者所含化學(xué)鍵類(lèi)型不相同，故A錯(cuò)誤；

B.二者都只含極性鍵，但是前者為原子晶體、后者為分子晶體，晶體類(lèi)型不同，故B錯(cuò)誤；

C.二者都含有離子鍵和極性鍵，且都屬于離子晶體，所以化學(xué)鍵類(lèi)型和晶體類(lèi)型完全相同，故C正確；

D.H2O2中含有極性鍵和非極性鍵，屬于分子晶體，過(guò)氧化鈉中含有離子鍵和非極性鍵，屬于離子晶體，所以所含化學(xué)鍵不相同，晶體類(lèi)型不同，故下列有關(guān)晶體的說(shuō)法中一定正確的是(

)①共價(jià)晶體中只存在非極性共價(jià)鍵②稀有氣體形成的晶體屬于共價(jià)晶體③干冰晶體升華時(shí)，分子內(nèi)共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生斷裂④金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物⑤分子晶體的堆積方式均為分子密堆積⑥離子晶體和金屬晶體中均存在陽(yáng)離子，但金屬晶體中卻不存在離子鍵⑦金屬晶體和離子晶體都能導(dǎo)電A.①③⑦ B.只有⑥ C.②④⑤⑦ D.⑤⑥【答案】B

【解析】共價(jià)晶體中也可能存在極性鍵，如SiO2為共價(jià)晶體，晶體中存在極性共價(jià)鍵，不存在非極性共價(jià)鍵，①錯(cuò)誤；稀有氣體分子屬于單原子分子，形成的晶體屬于分子晶體，②錯(cuò)誤；干冰屬于分子晶體，升華時(shí)破壞的是分子間作用力，不是共價(jià)鍵，③錯(cuò)誤；金屬元素與非金屬元素形成的化合物不一定是離子化合物，如氯化鋁是共價(jià)化合物，④錯(cuò)誤；分子晶體的堆積方式不一定均為分子密堆積，如冰融化變成水時(shí)體積變小，⑤錯(cuò)誤；離子晶體是由正負(fù)離子通過(guò)離子鍵結(jié)合形成的晶體，金屬晶體是金屬陽(yáng)離子和自由電子通過(guò)金屬鍵結(jié)合而成的晶體，所以金屬晶體中不存在離子鍵，⑥正確；離子晶體中沒(méi)有自由移動(dòng)的離子，不能導(dǎo)電，金屬晶體中存在自由移動(dòng)的電子，能導(dǎo)電，⑦錯(cuò)誤。答案選B下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的組合是(

)①在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子②金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、③CaTiO3晶體中(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)每個(gè)Ti4+和12個(gè)④SiO⑤晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定⑥氯化鈉熔化時(shí)離子鍵被破壞A.①②④ B.①②⑥ C.②③⑤ D.②③⑥【答案】D

【解析】①金屬晶體中是金屬陽(yáng)離子和自由電子，故①錯(cuò)誤；

②晶體中熔點(diǎn)高低一般順序是：原子晶體>離子晶體>分子晶體；在原子晶體中，原子半徑越大熔點(diǎn)越低；在離子晶體中，離子半徑越大，熔點(diǎn)越低，電荷越多，熔點(diǎn)越高；在分子晶體中，物質(zhì)的熔點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比(含有氫鍵的物質(zhì)除外)，所以這幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序是：金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S，故②正確；

③CaTiO3晶體中每個(gè)Ti4+和12個(gè)O2-相緊鄰，故③正確；

④SiO2晶體中每個(gè)硅原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，則每個(gè)Si與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，故④錯(cuò)誤；

⑤分子的穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì)，與共價(jià)鍵有關(guān)，分子間作用力與穩(wěn)定性無(wú)關(guān)，故下列說(shuō)法中正確的是(

)A.金屬晶體由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成，它們都位于晶胞的一定位置上

B.范德華力實(shí)質(zhì)上是一種靜電作用，所以范德華力是一種特殊的化學(xué)鍵

C.配位鍵屬于共價(jià)鍵，氫鍵不屬于化學(xué)鍵

D.共價(jià)晶體中只存在非極性共價(jià)鍵【答案】C

【解析】A.金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成的，其中金屬離子占據(jù)在晶胞的一定位置上，自由電子隨意移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.范德華力不是化學(xué)鍵，故B錯(cuò)誤；

C.配位鍵屬于共價(jià)鍵，氫鍵是分子間作用力，不是化學(xué)鍵，故C正確；

D.共價(jià)晶體中可以存在極性共價(jià)鍵，如二氧化硅，故D錯(cuò)誤。

下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是(

)A.分子晶體中一定含共價(jià)鍵

B.CsCl晶體中Cs+的配位數(shù)為6

C.SiO2晶體中每個(gè)Si原子與4個(gè)【答案】C

【解析】解：A.分子晶體中的每個(gè)分子內(nèi)不一定含有共價(jià)鍵，如稀有氣體形成的分子晶體中不存在化學(xué)鍵，故A錯(cuò)誤；

B.CsCl屬于簡(jiǎn)單立方晶胞，8個(gè)Cl-(或Cs+)位于立方體的八個(gè)頂點(diǎn)，立方體中心為Cs+(或Cl-)，所以每個(gè)Cs的周?chē)?，?個(gè)Cl-，每個(gè)Cl-周?chē)?個(gè)Cs+；即正負(fù)離子的配位數(shù)均為8，故B錯(cuò)誤；

C.SiO下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的組合是(

)

①分子晶體中都存在共價(jià)鍵

②在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子

③金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點(diǎn)依次降低

④離子晶體中只有離子鍵沒(méi)有共價(jià)鍵，分子晶體中肯定沒(méi)有離子鍵

⑤CaTiO3晶體中(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)每個(gè)Ti4+和12個(gè)O2-相緊鄰

⑥SiO2晶體中每個(gè)硅原子與兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合A.①②③⑥ B.①②④ C.③⑤⑦ D.③⑤⑧【答案】D

【解析】①稀有氣體屬于分子晶體，其中不存在共價(jià)鍵，只有分子間作用力，故①錯(cuò)誤；

②晶體只要有陰離子就一定有陽(yáng)離子，但含有陽(yáng)離子的不一定有陰離子，如金屬晶體，故②錯(cuò)誤；

③晶體中熔點(diǎn)高低一般順序是：原子晶體>離子晶體>分子晶體；在原子晶體中，原子半徑越大熔點(diǎn)越低；在離子晶體中，離子半徑越大，熔點(diǎn)越低，電荷越多，熔點(diǎn)越高；在分子晶體中，物質(zhì)的熔點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比(含有氫鍵的物質(zhì)除外)，所以這幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序是：金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S，故③正確；

④離子晶體中一定含有離子鍵，可能含有共價(jià)鍵，如KOH等，分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，分子晶體中只含共價(jià)鍵不含離子鍵，故④錯(cuò)誤；

⑤CaTiO3晶體中Ti4+處在頂點(diǎn)處，O2-處于面心處，Ca2+處于體心處，故每個(gè)Ti4+和12個(gè)O2-相緊鄰，故⑤正確；

⑥原子晶體中非金屬原子之間的作用力為共價(jià)鍵，則SiO2晶體中每個(gè)硅原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，則每個(gè)Si與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，故⑥錯(cuò)誤；

⑦分子的穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì)，與共價(jià)鍵有關(guān)，分子間作用力與穩(wěn)定性無(wú)關(guān)，故高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價(jià)部分為0價(jià)，部分為-2價(jià)。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞，則下列說(shuō)法正確的是(

)A.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有4個(gè)K+和4個(gè)O2-

B.晶體中每個(gè)K+周?chē)?個(gè)O2-緊鄰，每個(gè)O2-周?chē)?個(gè)K+緊鄰

C.晶體中與每個(gè)K+距離最近的【答案】A

【解析】由晶胞圖可知，K+的個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4，O2-的個(gè)數(shù)為12×14+1=4，故化學(xué)式為KO2，故A正確；

由晶胞圖可知，晶體中每個(gè)K+周?chē)?個(gè)O2-，每個(gè)O2-周?chē)?個(gè)K+，故B錯(cuò)誤；

由晶胞圖可知，與頂點(diǎn)K+距離最近的K+下列有說(shuō)法不正確的是(

)A.離子晶體的晶格能是氣態(tài)離子形成1mol晶胞時(shí)放出的能量

B.固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物中一定存在離子鍵

C.鈉晶胞結(jié)構(gòu)如圖，鈉晶胞中每個(gè)鈉原子的配位數(shù)為8

D.溫度升高，金屬的導(dǎo)電性將變?nèi)酢敬鸢浮緼

【解析】A.晶格能是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，注意必須是氣態(tài)離子，形成1mol晶體而非晶胞，故A錯(cuò)誤；

B.固體不導(dǎo)電、熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物一定是離子化合物，離子化合物中一定存在離子鍵，故B正確；

C.根據(jù)鈉晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，為體心立方堆積，每個(gè)鈉原子周?chē)嚯x最近的鈉原子有8個(gè)，則鈉晶胞中每個(gè)鈉原子的配位數(shù)為8，故C正確；

D.溫度升高，金屬離子與電子之間碰撞加劇，金屬導(dǎo)電性變?nèi)酰蔇正確．

故選A。

已知CaO的晶胞和NaCl類(lèi)似，如圖所示，其中與O2-距離最近的Ca2+圍成的圖形