高考化学一轮复习 选考 物质结构与性质 3 第三单元 晶体的结构与性质教案-人教版高三全册化学教案

第三单元晶体的结构与性质

1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其

物理性质。2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微

粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念，了解晶格能

对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。

5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的

结构与性质的关系。6.理解金属键的含义，能用金属键理论解

释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了

解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

晶体的组成与性质

[知识梳理]

一、晶体

1．晶体与非晶体

晶体非晶体

结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列

自范性有无

性质

熔点固定不固定

特征

异同表现各向异性各向同性

区别间接方法看是否有固定的熔点

方法科学方法对固体进行X射线衍射实验

2.得到晶体的途径

(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。

3．晶胞

(1)概念：描述晶体结构特征的基本重复单位。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置

①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

4．晶格能

(1)定义：拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳

离子所吸收的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。

(2)影响因素

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

②离子的半径：离子半径越小，晶格能越大。

二、四种类型晶体的比较

类型

分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体

比较

金属阳离子、自

构成微粒分子原子阴、阳离子

由电子

微粒间的相互作

分子间作用力共价键金属键离子键

用力

有的很大，有的

硬度较小很大较大

很小

有的很高，有的

熔、沸点较低很高较高

很低

难溶于任何常见难溶(有的能发大多易溶于水等

溶解性相似相溶

溶剂生反应)极性溶剂

固态、熔融态一一般不具有导电晶体不导电，水

导电、导热性电和热的良导体

般不导电，溶于性溶液或熔融状态

水后有的导电导电

大多数非金属单

部分非金属单质金属氧化物(如

质、气态氢化物、

(如金刚石、硅、金属单质与合金KO、NaO)、强碱

酸、非金属氧化22

物质类别及举例晶体硼)、部分非(如Na、Al、Fe、(如KOH、NaOH)、

物(SiO除外)、

2金属化合物(如青铜)绝大部分盐(如

绝大多数有机物

SiC、SiO)NaCl)

(有机盐除外)2

三、晶体熔、沸点的比较

1．不同类型晶体熔、沸点的比较

(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离

子晶体＞分子晶体。

(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很

高，汞、铯等熔、沸点很低。

2．同种类型晶体熔、沸点的比较

(1)原子晶体

原子半

―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高

径越小

如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。

(2)离子晶体

①一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越

小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，

如熔点：MgO＞MgCl＞NaCl＞CsCl。

2

②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形

成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

(3)分子晶体

①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分

子晶体熔、沸点反常地高，如HO＞HTe＞HSe＞HS。

2222

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸

点越高，如SnH＞GeH＞SiH＞CH。

4444

③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极

性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N、CHOH＞CHCH。

2333

④同分异构体物质中支链越多，熔、沸点越低。

例如：CH—CH—CH—CH—CH＞

32223

(4)金属晶体

金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，

金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。

[自我检测]

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特

晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。

()

(2)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。()

(3)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。()

(4)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。()

(5)离子晶体一定都含有金属元素。()

(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。

()

(7)固态物质一定是晶体。()

(8)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。()

(9)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。()

答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√

(7)×(8)×(9)√

(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NHCl是离子晶

4

体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如

AlCl是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金

3

属晶体中含有金属离子。

(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中

不一定含有阴离子，如金属晶体。

(3)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔

点为98℃，尿素的熔点为132.7℃。

(1)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(2)]O和Na的氢化物所属

的晶体类型分别为________和________。

(2)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成

Fe(CO)，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于

5

________晶体。

(3)(2015·高考四川卷)Mg、Si、Cl的单质形成的晶体，熔点

由高到低的排列顺序是____________________(填化学式)。

[解析](1)HO、HO均属于分子晶体而NaH属于离子晶体。

222

(2)Fe(CO)的熔、沸点低，为分子晶体。(3)硅属于原子晶体、Mg

5

属于金属晶体、Cl为分子晶体，因此熔点由高到低的排列顺序是

2

Si、Mg、Cl。

2

[答案](1)分子晶体离子晶体(2)分子(3)Si、Mg、

Cl

2

下列物质：①水晶②冰醋酸③氧化钙④白磷

⑤晶体氩⑥氢氧化钠⑦铝⑧金刚石⑨过氧化钠

⑩碳化钙⑪碳化硅⑫干冰⑬过氧化氢

(1)属于原子晶体的化合物：________。

(2)直接由原子构成的晶体：________。

(3)直接由原子构成的分子晶体：________。

(4)由极性分子构成的晶体是________，含有非极性键的离子

晶体是________，属于分子晶体的单质是________。

答案：(1)①⑪(2)①⑤⑧⑪(3)⑤

(4)②⑬⑨⑩④⑤

对于物质熔、沸点的判断，首先看物质的状态，一般情况下

固体＞液体＞气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体＞离

子晶体＞分子晶体(注意不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体

硅)，结构类型相同再根据相应规律进行判断。同类型晶体熔、沸

点比较思路为原子晶体：共价键键能→键长→原子半径；分子晶

体：分子间作用力→相对分子质量；离子晶体：离子键强弱→离

子所带电荷数、离子半径。

晶体类型的判断

1．下列数据是对应物质的熔点(℃)，据此作出的下列判断中

错误的是()

NaONaClAlFAlCl

233

9208011291190

BClAlOCOSiO

32322

－1072073－571723

A．铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体

B．表中只有BCl和干冰是分子晶体

3

C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体

D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体

解析：选B。从表中各物质的熔点可以看出，AlCl、BCl、

33

CO形成的晶体均是分子晶体。

2

2．现有几组物质的熔点(℃)数据：

A组B组C组D组

金刚石：3550Li：181HF：－83NaCl：801

硅晶体：1410Na：98HCl：－115KCl：776

硼晶体：2300K：64HBr：－89RbCl：718

二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645

据此回答下列问题：

(1)A组属于__________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用

力是__________。

(2)B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)C组中HF熔点反常是由于

________________________________________。

(4)D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

(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，

其原因为

_______________________________________________________。

解析：(1)根据表中数据知A组熔点很高，属原子晶体，是由

原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条

共性；(3)HF中存在分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离

子晶体，具有②④两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶

格能有关。

答案：(1)原子共价键

(2)①②③④

(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗更多能量(只要

答出HF分子间能形成氢键即可)

(4)②④

(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，

在离子所带电荷数相同的情况下，离子半径越小，晶格能越大，

熔点就越高

晶体熔、沸点的比较

3．(2018·保定高三检测)下列各物质中，按熔点由高到低的

顺序排列正确的是()

A．CH>SiH>GeH>SnH

4444

B．KCl>NaCl>MgCl>MgO

2

C．MgBr＜SiCl＜BN

24

D．金刚石>晶体硅>钠

解析：选D。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决

于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对

分子质量越大，分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐

渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于

离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离

子键的键能就越大，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项

SiCl为分子晶体，MgBr为离子晶体，BN为原子晶体，故SiCl的

424

熔点最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，键能与键

长成反比，金刚石C—C键的键长更短些，所以金刚石的熔点比晶

体硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，则金刚石和

晶体硅的熔点比钠的高。

4．(1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和

Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO________FeO(填

“＜”或“＞”)。

(2)硅烷(SiH)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所

n2n＋2

示，呈现这种变化关系的原因是

_________________________________________________________

_______________

_____________________________________________________

___________________。

解析：(1)NiO、FeO都为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于

晶格能，离子半径越大，晶格能越小，熔点越低。(2)硅烷是分子

晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。

答案：(1)＞(2)硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力

越强，沸点越高

(1)判断晶体类型的五个依据

①构成晶体的微粒和微粒间的作用力。

②物质的类别。

③晶体的熔点。

④物质的导电性。

⑤硬度和机械性能。

(2)判断晶体类型的注意事项

①常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除

外)。

②石墨属于混合型晶体，但因每层内原子之间碳碳共价键的

键长为1.42×10－10m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为

1.54×10－10m)短，所以熔、沸点高于金刚石。

③AlCl晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸

3

点低(熔点190℃)。

④合金的硬度比各成分金属大，但熔、沸点比各成分金属

低。

典型晶体模型及晶胞计算

[知识梳理]

1．典型晶体模型

晶体晶体结构晶体详解

(1)每个碳与相邻4个碳以共

价键结合，形成正四面体结构

原(2)键角均为109.5°

子(3)最小碳环由6个C原子组

金刚石

晶成且6个原子不在同一平面内

体(4)每个C参与4个C—C键的

形成，C原子数与C—C键数之

比为1∶2

(1)每个Si与4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，

1

SiO4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶

22

2

(3)最小环上有12个原子，

即6个O，6个Si

分(1)每8个CO分子构成立方体

2

子且在6个面心又各占据1个CO

干冰2

晶分子

体(2)每个CO分子周围等距且紧

2

邻的CO分子有12个

2

(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且

紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个

Na＋周围等距且紧邻的Na＋有

NaCl型

12个

离(2)每个晶胞中含4个Na＋和4

子个Cl－

晶(1)每个Cs＋周围等距且紧邻

体的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)

周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)

CsCl型

有6个

(2)如图为8个晶胞，每个晶

胞中含1个Cs＋、1个Cl－

典型代表Po，配位数为6，空

简单立方堆积

间利用率52%

金面心立方最密堆典型代表Cu、Ag、Au，配位数

属积为12，空间利用率74%

晶典型代表Na、K、Fe，配位数

体心立方堆积

体为8，空间利用率68%

典型代表Mg、Zn、Ti，配位数

六方最密堆积

为12，空间利用率74%

2.晶胞中微粒的计算方法——均摊法

均

摊错误!

法

[自我检测]

下图为三种离子晶体晶胞示意图(阳离子，阴离子)，以M

代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：

A________、B________、C________。

解析：在A中，含M、N的个数相等，故组成表达式为MN；在

13119

B中，含M：×4＋1＝(个)，含N：×4＋2＋4×＝(个)，

82282

391

N(M)∶N(N)＝∶＝1∶3，故组成表达式为MN；在C中，含M：

2238

1

×4＝(个)，含N为1个，故组成表达式为MN。

22

答案：MNMNMN

32

(1)在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不

能对任何形状的晶胞都使用上述计算方法。不同形状的晶胞，应

先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞

中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共

用。

(2)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。例如：NaCl晶体中，Na＋周围等距且紧邻的Na＋数目

(Na＋用“。”表示)：

每个面上都有4个，共计12个。

(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，35(4)(5)]①KIO晶体是一种

3

性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a

＝0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如

图所示。K与O间的最短距离为____________nm，与K紧邻的O个

数为____________。

②在KIO晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K

3

处于______________位置，O处于____________位置。

(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(6)]晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为

1

Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，

2

111

)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为______________。

222

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参

数a＝565.76pm，其密度为

_____________________________________

g·cm－3(列出计算式即可)。

(3)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(5)]O和Na能够形成化合物F，

其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm,F的化学式为

__________；晶胞中O原子的配位数为______；列式计算晶体F的

密度(g·cm－3)__________________________________。

(4)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(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：

石墨烯晶体

金刚石晶体

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。

[解析](1)①二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，

2

即×0.446nm≈0.315nm。与钾紧邻的氧原子有12个。②想象

2

4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。

(2)①对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照

1

点，观察D点在晶胞中位置(体对角线处)，由B、C点坐标可以推

4

知D点坐标。②类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，ρ＝

8×73

×107g·cm－3。(3)该晶胞中含有8个Na＋、4个O2

6.02×565.763

4

－，故化学式为NaO，O原子的配位数为8；一个晶胞的质量为×

2N

A

4×62

62g，故密度为g·cm－3＝2.27g·cm－3。

N×（0.566×10－7）3

A

(4)①由图中石墨烯的结构可知，每个碳被3个六元环所共有，每

1

个六元环占有的碳原子数为6×＝2。②金刚石晶体中每个碳原子

3

被12个六元环所共有。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边

形结构，最多有4个C原子共平面。

[答案](1)①0.31512②体心棱心

111

(2)①，，

444

8×73

②×107

6.02×565.763

4×62

(3)NaO8g·cm－3＝2.27g·cm－3

2N×（0.566×10－7）3

A

(4)①32②124

金刚石晶胞(如图)含有________个碳原子。若

碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬

球接触模型，则r＝____________a，列式表示碳原

子在晶胞中的空间占有率：________________(不要求计算结

果)。

4

8×πr3

333π

答案：8＝

8a316

晶体的密度及微粒间的距离的计算

若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，

其质量为xMg(M为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量

为ρa3g(a3为晶胞的体积)，则1mol晶胞的质量为ρa3Ng，因

A

xM

此有xM＝ρa3N，即ρ＝。

Aa3N

A

晶胞的结构

1．(1)石墨烯可转化为富勒烯(C)，某金属M

60

与C可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M

60

原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数

为________，该材料的化学式为________。

(2)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子

与阳离子的个数比是________。

(3)CuO在稀硫酸中生成Cu和CuSO。铜晶胞结构如图所示，

24

铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

1

解析：(1)一个晶胞中M原子的个数为12×＋9＝12；一个晶

4

11

胞中C的个数为8×＋6×＝4，M与C的个数比为3∶1，故该

608260

材料的化学式为MC。(3)根据晶胞可知，铜晶体是面心立方结

360

构，顶点离面心的铜原子距离最近，一个晶胞中，一个顶点离它

最近的面心铜原子有3个，经过一个顶点的晶胞有8个，共24个

面心铜原子，1个面心铜原子由2个晶胞共有，故每个铜原子周围

距离最近的铜原子有12个。

答案：(1)12MC(2)2∶1(3)12

360

2．(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原

子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心

位置贡献________个原子。

(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，

如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为

________，该功能陶瓷的化学式为________。

(3)元素X位于第4周期，其基态原子的内层

轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基

态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合

物晶体的晶胞如图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为________。

②该化合物的化学式为________。

解析：(1)单质硅与金刚石都属于原子晶体，其中原子与原子

之间以共价键结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡

1

献6×＝3个原子。

2

(2)B原子半径大于N原子半径，所以白球是B原子，黑球是N

11

原子。其中B原子的个数是1＋8×＝2，N原子的个数是1＋4×

84

＝2。所以该物质的化学式是BN。

(3)X的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，则X为锌，Y的核外电

1

子排布式为[Ne]3s23p4，则Y为硫。1个晶胞中X离子数目为8×

8

1

＋6×＝4，Y的离子数目为4，X与Y的离子数目比为1∶1，则该

2

化合物的化学式为ZnS。

答案：(1)共价键3(2)2BN(3)①4②ZnS

晶胞的计算

3．(1)①CuO为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原

2

子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原

子。

②Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中

铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度

________________________________g·cm－3(不

必计算出结果)。

(2)前四周期原子序数依次增大的元素A、

B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均

只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B

位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成

对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为__________；D的配位数为

____________；

②列式计算该晶体的密度：________________g·cm－3。

(3)立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0pm，

密度为________________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位

置Zn2＋之间的距离为__________pm(列式表示)。

解析：(1)②面心立方晶体中，铝原子的配位数为12；该晶胞

11

中含有Al原子数目为×8＋×6＝4，根据(0.405×10－7)3×ρ＝

82

44×27

27×，解得ρ＝(g·cm－3)。(2)

N6.02×1023×（0.405×10－7）3

A

由题意可知：A为F元素，B为K元素，C为Fe元素，D为Ni元素。

11

根据晶胞结构可知：F原子个数为16×＋4×＋2＝8，K原子个

42

11

数为8×＋2＝4，Ni原子个数为8×＋1＝2，则化学式为

48

KNiF。由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故Ni

24

39×4＋59×2＋19×8

的配位数为6。该晶体的密度为＝

6.02×1023×4002×1308×10－30

3.4(g·cm－3)。(3)用均摊法算出每个晶胞中含4个Zn2＋和4个S2

65＋32

－，其质量为4×g，其体积是(540.0×10－10cm)3，所

6.02×1023

65＋32

4×

6.02×1023

以其密度为＝4.1(g·cm－3)。若把该晶胞均分

（540.0×10－10）3

为8个小立方，则b(Zn2＋)处于小立方体的正中心，它与顶点a(S2

1

－)的距离为晶胞体对角线的，即(540.0pm×3)/4＝1353

4

pm。

4×27

答案：(1)①16②12

6.02×1023×（0.405×10－7）3

(2)①KNiF6

24

39×4＋59×2＋19×8

②＝3.4

6.02×1023×4002×1308×10－30

4×（65＋32）

6.02×1023

(3)＝4.11353

（540.0×10－10）3

晶体结构的相关计算

(1)晶胞质量＝晶胞含有的微粒的质量＝晶胞含有的微粒数

M

×N。

A

晶胞含有的微粒体积

(2)空间利用率＝×100%。

晶胞体积

(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式

(设棱长为a)

①面对角线长＝2a；

②体对角线长＝3a；

③体心立方堆积4r＝3a(r为原子半径)；

④面心立方堆积4r＝2a(r为原子半径)。

[课后达标检测]

一、选择题

1．(2015·高考上海卷)某晶体中含有极性键，关于该晶体的

说法错误的是()

A．不可能有很高的熔沸点

B．不可能是单质

C．可能是有机物

D．可能是离子晶体

解析：选A。A.在SiO晶体中含有极性共价键Si—O键，由于

2

该晶体是原子晶体，原子之间通过共价键结合，断裂需要吸收很

高的能量，因此该物质的熔沸点很高，错误。B.同种元素的原子

形成的共价键是非极性共价键，不同种元素的原子形成的共价键

是极性共价键，因此含有极性键的物质不可能是单质，正确。C.

若该极性键存在于含有C元素的化合物中，如CH、CHCHOH等，

432

则相应的物质是有机物，正确。D.离子化合物中一定含有离子

键，可能含有极性共价键，如NaOH，也可能含有非极性共价键，

如NaO，因此含有极性键的化合物可能是离子晶体，正确。

22

2．下列性质适合于某种原子晶体的是()

A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液导电

B．熔点10.32℃，液态不导电，水溶液导电

C．能溶于CS，熔点112℃，沸点444.6℃

2

D．熔点3550℃，很硬，不溶于水，不导电

解析：选D。由原子晶体所具有的一般特点：熔、沸点高，硬

度大，不溶于水等性质，可以推断D项描述的晶体是原子晶体。

3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是()

A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的

环上有6个碳原子

B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有6

个

C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围等距且紧邻8个Cl－

D．干冰晶体中，每个CO分子周围等距且紧邻12个CO分子

22

解析：选B。氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且紧邻的

Na＋共有12个，距离相等且紧邻的Cl－共有6个。

4．下列说法正确的是()

A．原子晶体中只存在非极性共价键

B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HF

C．液氮汽化时，分子内共价键不会发生断裂

D．凡有规则外形的固体一定是晶体

解析：选C。A项SiO中存在极性键；B项HF分子间存在氢

2

键，故HF的沸点高。

5．下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是()

A．两种元素组成的分子中一定只有极性键

B．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高

C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物

D．只要含有离子键就是离子晶体

解析：选D。本题可用举例法判断，选项A中如HO和CH分

2226

子中既含有极性键又含有非极性键，A错。有的共价化合物在固态

时形成分子晶体，熔点较低，有的共价化合物在固态时形成原子

晶体，熔点很高，B错。对于选项C可考虑铵盐，常见的铵盐如

NHNO只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C错。

43

6．下面的排序不正确的是()

A．晶体熔点由低到高：CF<CCl<CBr<CI

4444

B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅

C．熔点由高到低：Na>Mg>Al

D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI

解析：选C。选项A中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分

子质量越大，分子间作用力越大，选项A正确；选项B中硬度与共

价键的键能有关，由于Si—Si键的键长>C—Si键的键长>C—C

键的键长，键长越长，键能越小，选项B正确；选项C中熔点与金

属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，因此正确的顺序为

Al>Mg>Na，选项C错误；选项D中晶格能的大小与离子半径和离子

所带电荷数有关，选项D正确。

7．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H

原子，下列有关说法正确的是()

A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体

B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体

C．水分子间通过H—O键形成冰晶体

D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大

解析：选A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，

B、C错误；水结冰时体积膨胀，D错误。

8．下列关于晶体的说法一定正确的是()

A．分子晶体中都存在共价键

B．CaTiO晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻

3

C．SiO晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

2

D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高

解析：选B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有

气体构成的晶体，A错；因在晶体中Ti4＋位于顶点而O2－位于面

心，所以CaTiO晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻，B正确；SiO晶

32

体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合，C错；有些金属晶

体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D错。

9．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价

部分为0价，部分为－2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶

胞，则下列说法正确的是()

A．超氧化钾的化学式为KO，每个晶胞含有4个K＋和4个O－

22

B．晶体中每个K＋周围有8个O－，每个O－周围有8个K＋

22

C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个

D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个

解析：选A。由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个

11

K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为8×＋6×＝4个；有12个

82

1

O－位于棱上，1个O－处于中心，则晶胞中含有O－数为12×＋1＝4

2224

个，所以超氧化钾的化学式为KO；每个K＋周围有6个O－，每个

22

O－周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。

2

二、非选择题

10．下图为几种晶体或晶胞的示意图：

请回答下列问题：

(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是

________。

(2)冰、金刚石、MgO、CaCl、干冰5种晶体的熔点由高到低

2

的顺序为________________________。

(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能

________(填“大于”或“小于”)MgO晶体，原因是

________________________________________________。

(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl晶体中

2

Ca2＋的配位数为________。

(5)冰的熔点远高于干冰，除HO是极性分子、CO是非极性分

22

子外，还有一个重要的原因是

_________________________________________________________

_____。

答案：(1)金刚石晶体

(2)金刚石、MgO、CaCl、冰、干冰

2

(3)小于MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子

所带的电荷数；且r(Mg2＋)＜r(Na＋)、r(O2－)＜r(Cl－)

(4)48(5)HO分子之间能形成氢键

2

11．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存

在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立

方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图

所示。

(1)基态硼原子的电子排布式为

____________________________________。

(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。

a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

c．两种晶体中的B—N键均为共价键

d．两种晶体均为分子晶体

(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空

间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是

_____________________________________________

_____________________________________________________

___________________。

(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为

________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳

中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼

合成立方相氮化硼需要的条件应是

____________________________________________。

(5)NHBF(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mol

44

NHBF含有________mol配位键。

44

解析：(1)B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为

1s22s22p1。

(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有σ键和π键无

关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度

较大，a错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体

可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较

软，b正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的B—N键都是共

价键，c正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶

体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d错误。

(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同

一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1个B原子与

3个N原子相连，故为平面三角形结构；由于B最外层有3个电子

都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。

(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似，故B原子为sp3

杂化；该晶体存在地下约300km的古地壳中，因此制备需要的条

件是高温、高压。

(5)NH＋中有1个配位键，BF－中有1个配位键，故1molNHBF

4444

含有2mol配位键。

答案：(1)1s22s22p1(2)bc(3)平面三角形层状结构中没

有自由移动的电子(4)sp3高温、高压(5)2

12．(2016·高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的

短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电

子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元

素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的

基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：

(1)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原

因是_______________

_________________________________________