3.3.2离子晶体-高二化学讲义（人教版2019选择性必修2）

第三章晶体结构与性质第三节离子晶体[学习目标]1．能结合实例描述离子键的成键特征及其本质。2．能解释和预测同类型离子化合物的某些性质。3．理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点，了解离子晶体中离子晶体配位数及其影响因素。4．知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普通存在的。课前课前预习一、离子键1.概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。2.成键微粒：阳离子和阴离子。①阴离子可以是单核离子或多核离子，如Cl、O2、H、O22、OH、SO42等。②阳离子可以是金属离子(如K+、Ag+、Fe3+)或铵根离子（NH4+）。3.实质：离子键的本质是一种静电作用。静电作用包括静电吸引力和静电排斥力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。①阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。②当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。4.特征：离子键没有方向性和饱和性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有饱和性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。5.形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。6.影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。二、离子合物与离子晶体1.离子合物：(1)由离子键形成的化合物叫离子化合物。(2)离子液体与离子化合物的区别①表示的物质范围不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。②组成不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的大多数含有体积很大的阴、阳离子。③熔点不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。(3)常见的离子化合物①活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。②活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。③铵根与酸根形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。2、离子晶体(1)定义：离子晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体(2)结构特点①构成微粒：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是离子的个数比。②微粒间的作用力：离子键。③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。(3)常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分的盐。(4)离子晶体的物理性质①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。②硬而脆，无延展性离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。④大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽油、苯等),遵循“相似相溶”规律。3．离子晶体的判断(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。三、常见离子晶体的晶胞结构1.NaCl晶体结构模型（1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl有6个，每个Cl周围与它等距的Na+有6个，即Na+和Cl配位数都是6。6个Na+（或Cl）围成一个正八面体。（2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl周围与它最近且等距的Cl有12个（同层4个，上层4个，下层4个）。（3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个（写出计算过程），含Cl12×eq\f(1,4)+1=4个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为Na4Cl4。（4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2.CsCl晶体结构模型（1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl有8个，每个Cl周围与它等距的CS+有8个。CS+和Cl配位数都是8。（2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个，每个Cl周围与它最近且等距的Cl有6个（上、下、左、右、前、后）。（3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：8×eq\f(1,8)=1个（写出计算过程），含Cl1个。CsCl晶体中Cs+与Cl的个数比为1:1。3.CaF2晶体结构模型（1）CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着8个F，每个F周围同时吸引着4个Ca2+。Ca2+的配位数为8，F的配位数为4。（2）晶胞中含Ca2+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个，含F：8×1=8个。Ca2+在大立方体的顶点和面心，8个F在大立方体内构成一个小立方体。晶胞的组成为Ca4F8。4.ZnS晶体结构模型（1）ZnS晶体中，每个Zn2+周围同时吸引着4个S2，每个S2周围同时吸引着4个Zn2+。因此Zn2+和S2的配位数均为4。（2）晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个。晶胞的组成为Zn4S4。知识点总结知识点总结知识点一：离子晶体1．定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。2．构成微粒：阴阳离子3．微粒间的作用：阴阳离子间以离子键结合，离子内可能有共价键两种典型的离子晶体的晶胞（NaCl和CsCl的晶胞)(1)氯化钠晶体由上图氯化钠晶体结构模型可得：每个Na+紧邻6个Cl，每个Cl紧邻6个Na+（上、下、左、右、前、后），这6个离子构成一个正八面体。设紧邻的Na+与Cl间的距离为a，每个Na+与12个Na+等距离紧邻（同层4个、上层4个、下层4个）。由均摊法可得：该晶胞中所拥有的Na+数为4个，Cl数为4个，晶体中Na+数与Cl数之比为1：1，则此晶胞中含有4个NaCl结构单元。(2)氯化铯晶体每个Cs+紧邻8个Cl，每个Cl紧邻8个Cs+，这8个离子构成一个正立方体。设紧邻的Cs+与Cs+间的距离为a，则每个Cs+与6个Cs+等距离紧邻（上、下、左、右、前、后）。晶体中的Cs+与Cl数之比为1：1。5．离子晶体特点：(1)较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。离子晶体的熔沸点，取决于构成晶体的阴阳离子间的离子键的强弱，而离子键的强弱，又可用离子半径衡量，通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高。离子晶体中，由于离子键的强烈作用，离子晶体表现出较高的硬度，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。(2)硬而脆，无延展性离子晶体中阴阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性。(3)不导电，但熔化后或溶于水后能导电。由于离子晶体中离子键作用较强，离子晶体不能自由移动，即晶体中无自由移动离子，因此，离子晶体不导电。当升高温度时，阴阳离子获得足够能量克服了离子间相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，在外界电场作用下，阴阳离子定向移动而导电。(4)大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。化学变化过程一定发生旧化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化。6．离子晶体的判断判断一种物质是不是离子晶体，我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子形成的大多数盐、强碱，NH4+与酸根离子形成的盐，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物，如NaH，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的组成如：成键元素的电负性差大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，第ⅠA、第ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，第ⅥA、第ⅦA族元素)组成的化合物，个别非金属元素间形成的化合物(如铵盐)等都是离子晶体。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。知识点二：四种晶体物理性质的比较晶体类型金属晶体离子晶体分子晶体原子晶体定义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分子间通过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价键结合而形成的立体网状结构的晶体结构[来源:]基本微粒金属阳离子、自由电子[来]阴离子、阳离子来源:K]分子原子微粒间作用力金属键离子键范德华力或范德华力与氢键共价键性质熔、沸点一般较高，但差异大较高较低高硬度一般较大，但差异大较大较小大延展性好脆差差导电性固态能导电熔融态或溶于水时能导电某些溶于水后能导电一般不导电，个别为半导体溶解性不溶多数溶于水相似相溶不溶熔化时需克服的作用力金属键离子键范德华力或范德华力与氢键共价键物质类别金属单质和合金离子化合物多数的非金属单质和共价化合物少数的非金属单质和共价化合物典例K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2干冰、冰、碘金刚石、SiO2知识点三：过渡晶体和混合型晶体1．过渡晶体第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数的变化趋势氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133表中的4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价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。Na2O、MgO、Al2O3、SiO2的离子键的百分数呈逐渐减小的趋势，P2O5、SO3、Cl2O7都是分子晶体，原因是第三周期元素从左到右，电负性逐渐增强，与氧元素的电负性的差值逐渐减小。第三周期主族元素的氧化物的晶体的变化趋势为离子晶体→共价晶体→分子晶体。离子键成分的百分数更小了，而且共价键不再贯穿整个晶体，而是局限干晶体微观空间的一个个分子中了。2．混合型晶体既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体性质：熔点很高、质软、易导电等(1)石墨晶体模型石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。(2)结构特点——层状结构石墨结构中未参与杂化的p轨道①石墨晶体是层状结构的，同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构，层内的碳原子的核间距为142pm，层间距离为335pm，②层与层之间靠范德华力维系。③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。④由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠,使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。像石墨这样的晶体，是一种混合型晶体。【大招总结】1.有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。2.离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。3.①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。4.①离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。②离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。③离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。④由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；全由非金属元素形成的晶体也可能是离子晶体，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐为离子晶体。5.【思考与讨论p88】参考答案：化合物熔点/℃化合物熔点/℃CaO2613Na2SO4884CuCl2498Ca2SiO42130NH4NO3170Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解温度)NaNO2270结论：离子晶体的熔点有的很高，如Ca0的熔点为2613℃，有的较低，如LiPF6的熔点为200℃（分解温度)，故离子晶体的熔点差异很大。注意：离子晶体的熔点不一定比共价晶体的熔点低，如CaO晶体的熔点是2613℃，石英晶体的熔点约为1710℃。6.离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。7.两种典型的离子晶体的晶胞（NaCl和CsCl的晶胞)每种晶体的正负离子的配位数相同，是由于正负离子电荷(绝对值)相同，于是正负离子的个数相同，结果导致正负离子配位数相等，如在NaCl中，Na＋扩和C1－的配位数均为6。如果正负离子的电荷不同，正负离子的个数必定不相同，结果，正负离子的配位数就不会相同。这种正负离子的电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，简称电荷因素。例如，在CaF2晶体中，Ca2＋和F－的电荷比(绝对值)是2：l，Ca2＋和F－的个数比是l：2。Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4。此外，离子晶体的结构类型还取决于离子键的纯粹程度(简称键性因素)。8.判断晶体的组成、结构和性质时常见的错误1．离子晶体中一定有离子键，但不一定没有共价键，如NH4Cl等。2．金属元素与非金属元素组成的晶体不一定就是离子晶体，如BeCl2、AlCl3。3．具有导电性的晶体不一定就是金属晶体，如石墨、硅。4．溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl。5．晶体中含有阳离子时，不一定有阴离子，但有阴离子时，则一定有阳离子，如金属或合金。9．离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成？不一定，如NH4Cl固体是离子晶体但它不含金属元素。10．石墨为什么具有良好的导电性？由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨具有导电性。超氧化钾又称为“化学氧自救器”，主要用于煤矿井下救急。它能够和人呼出的二氧化碳接触产生氧气，此反应的化学方程式为4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2。高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中基本的重复单元)。11．判断超氧化钾的晶体类型是什么？离子晶体。12．在该晶体的晶胞中含有K＋和Oeq\o\al(－,2)的个数是多少？晶胞中与每个K＋距离最近的Oeq\o\al(－,2)有几个？作为面心立方晶胞，每个晶胞中含有4(即8×eq\f(1,8)＋eq\f(1,2)×6)个K＋，4(即1＋eq\f(1,4)×12)个Oeq\o\al(－,2)，晶胞中与每个K＋距离最近的Oeq\o\al(－,2)有6个。13．超氧化钾晶体中含有的化学键类型有哪些？超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为Oeq\o\al(－,2)、K＋，晶体中K＋与Oeq\o\al(－,2)以离子键相结合，Oeq\o\al(－,2)中O—O为共价键。14．如何判断一种晶体是否为离子晶体？常见的方法有以下两种。方法一：由组成晶体的粒子种类来判断，离子化合物形成的晶体一定为离子晶体。方法二：由晶体的性质来判断。(1)根据导电性，固态时不导电，而熔融状态或溶于水时能导电的一般为离子晶体；(2)根据机械性能，一般具有较高硬度且质脆的为离子晶体。15．离子键为何没有方向性和饱和性？通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个异电性离子。因此，离子键没有方向性和饱和性。16．NaCl、CsCl晶体中有无单个分子？“NaCl”、“CsCl”是否代表其分子构成？其晶体中阴、阳离子的配位数各是多少？在NaCl晶体、CsCl晶体中都不存在单个的NaCl分子、CsCl分子，在这两种晶体里，阴、阳离子的个数比都是1∶1。所以NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示其分子构成的分子式。这两种离子晶体中阴、阳离子的配位数见下表。离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaCl66CsCl8817．判断物质结构图是否表示晶胞的方法整块晶体是由“完全相同”的晶胞“无隙并置”地堆积而成的。“完全相同”包括“化学上等同”——晶胞里原子的数目和种类完全等同；还包括“几何上等同”——晶胞的形状、取向、大小等同，而且原子的排列完全等同。“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞完全共顶角、共面、共棱。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。因此可根据结构图在晶体中是否具有平移性来判断是否表示晶胞。18．离子晶体的性质性质原因熔、沸点离子晶体中有较强的离子键，熔化或汽化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高硬度硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎导电性不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子延展性离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性19．离子键没有方向性和饱和性的原因(1)由于离子键的实质是静电作用，而且离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。故相对共价键而言，离子键没有方向性(相对的)。(2)在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的，所以在这个意义上，离子键是没有饱和性的。20．离子晶体的易错知识小结(1)离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。(2)离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。(3)离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。21．离子晶体的判断判断一种物质是不是离子晶体，我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。典型例题典型例题【例1】下列叙述正确的是A．离子键只有饱和性没有方向性B．离子化合物中只含有离子键C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量D．离子键就是离子间的吸引作用【答案】C【解析】A．离子键是带相反电荷的离子之间的相互作用，它是一种静电作用，没有方向性和饱和性，A错误；B．离子化合物也可含有共价键，如氢氧化钠中含HO共价键，B错误；C．离子键的强弱可以用离子半径以及所带的电荷来衡量，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，C正确；D．离子键不仅仅是吸引作用也有排斥作用，D错误；故选C。【例2】图a～d是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是A．a和c B．b和c C．b和d D．a和d【答案】D【解析】NaCl晶体是简单立方体结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由图可知，a和d属于从NaCl晶体中分割出来的结构图，故选D。【例3】离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是A． B．C． D．【答案】C【解析】离子晶体中，离子键越强，熔、沸点越高，而离子所带电荷数越多，半径越小，离子键越强。、、都带2个电荷，、、都带1个电荷，，，故熔点，故选：C。【例4】下列关于过渡晶体的说法正确的是A．石墨属于过渡晶体B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理C．绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体D．Na2O晶体中离子键的百分数为100%【答案】B【解析】A．石墨为混合晶体，只含一种物质，不属于过渡晶体，故A错误；B．SiO2属于过渡晶体，但性质上更偏向共价晶体，故当作共价晶体来处理，故B正确；C．大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，故C错误；D．金属性越强，氧化物中离子键的百分数越大，电负性相差越大，离子键百分数越大，与电负性有关，Na2O晶体中离子键的百分数是62%，故D错误；故选：B。【例5】下列说法不正确的是A．中离子键的百分数为62%，则不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体B．通常当作离子晶体来处理，因为是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C．是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型【答案】C【解析】A．中离子键的百分数为62%，说明还存在共价键，则不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故A正确；B．离子键与共价键的区别在于形成化学键的两元素电负性差值，差值大为离子键，差值小为共价键，通常当作离子晶体来处理，因为是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，故B正确；C．、均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，故C错误；D．根据微粒间存在的作用力分析，分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型，故D正确；故选C。强化训练强化训练1．下列说法不正确的是A．Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理：SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理B．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体C．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是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D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型【答案】A【详解】A．Al2O3和SiO2都是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，故A错误；B．Na2O中离子键的百分数为62%，说明Na2O中存在共价键，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故B正确；C．离子键和共价键的本质区别是形成两元素电负性的差值，差值大为离子键，差值小为共价键，Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是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，故C正确；D．根据微粒间的作用力分析，分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型，故D正确；故选A。2．下列关于晶体的说法正确的是A．金属晶体中一定不含有阴离子B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距离的Na+数目为6C．石英和晶体硅都是共价晶体，最小环上都有6个原子D．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点越高【答案】A【详解】A．金属晶体有金属阳离子和自由电子组成，金属晶体内一定不含阴离子，A正确；B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距离的Na+数目为12，B错误；C．石英是共价晶体，最小环上都有12个原子，C错误；D．分子晶体熔化时破坏分子间的作用力或氢键，如冰融化时破坏的就是分子间的作用力和氢键，HO键未断裂，D错误；故选A。3．三氯化铁的熔点为282℃、沸点为315℃，易溶于水，也易溶于乙醚等有机溶剂。在400℃时，它的蒸气中有双聚分子存在。则三氯化铁的晶体类型为A．分子晶体 B．共价晶体 C．金属晶体 D．离子晶体【答案】A【详解】通常晶体熔点高低顺序是：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体；三氯化铁的熔沸点较低，且蒸气中有双聚分子存在，则符合分子晶体特点，故选A。4．下面的排序不正确的是A．晶体沸点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4B．离子键由大到小：NaF＞NaCl＞NaBrC．熔点由高到低：Na＞Mg＞AlD．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅【答案】C【详解】A．四种分子晶体的组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则晶体的熔沸点越高，则晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，故A正确；B．离子电荷数多的离子键强，如果电荷数一样多则比较核间距，核间距小的，离子键强，即离子半径小的离子键强，则离子键由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr，故B正确；C．Na、Mg、Al原子半径依次减小，金属离子电荷逐渐增多，金属键逐渐增强，则熔点由高到低：Al＞Mg＞Na，故C错误；D．原子半径Si＞C，三者都为原子晶体，原子半径越大，共价键的键能越小，则硬度越小，即硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故D正确。故选C。5．下列有关晶体的叙述中，错误的是A．氯化钠晶体中，每个周围距离最近且相等的共有6个B．金属晶体中，通过密置层叠放得到最密堆积C．干冰晶体中，每个分子周围距离最近且相等的分子共有12个D．金刚石网状结构中，每个碳原子与4个碳原子形成共价键【答案】A【详解】A．氯化钠晶体中，在一个晶胞中与距离最近的有3，通过该有8个晶胞，每个被重复了两次，所以在周围距离最近且相等的共有个，A错误;B．金属晶体中，通过密置层叠放得到最密堆积，B正确;C．干冰晶体中，每个分子周围距离最近且相等的分子共有个，C正确;D．金刚石网状结构中，每个C原子与相邻的4个C原子形成共价键，这4个C原子形成的是正四面体形结构，D正确;答案选A。6．下列物质中，只含有离子键的是A． B． C． D．【答案】D【详解】A．NaOH由Na+和OH构成，既含离子键，又含共价键，A不符合题意；B．H2O2只含共价键，B不符合题意；C．O2只含共价键，C不符合题意；D．NaCl由Na+和Cl构成，只含离子键，D符合题意；故选D。7．有关结构如下图所示，下列说法中不正确的是A．在晶胞中，与最邻近等距离的有6个B．在干冰晶体中，每个晶胞拥有6个分子C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为D．该气态团簇分子的化学式为【答案】B【详解】A．根据NaCl晶胞可知，与Na+最近且等距离的Cl有6个，故A说法正确；B．根据干冰晶胞可知，CO2位于顶点和面心，利用均摊法，每个晶胞拥有CO2的个数为=4，故B说法错误；C．金刚石晶胞中1个C原子形成4个C－C，每个C－C键被2个C原子共有，因此碳原子与碳碳单键个数比为1∶2，故C说法正确；D．气态团簇分子不用于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子和4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D说法正确；答案为B。8．下列说法正确的是A．氯化钠晶体和氢氧化钠晶体中都只含有一种化学键B．液氨受热蒸发时吸收的热量用于克服分子间作用力和共价键C．二氧化硅晶体和氧化镁晶体都属于共价晶体D．科学家制得了一种N4分子(结构为)，其中每个原子的最外电子层都形成了8个电子的结构【答案】D【详解】A．氯化钠电子式为，只含有离子键，氢氧化钠电子式为，含有离子键和极性共价键，故A错误；B．液氨受热蒸发时吸收的能量用于克服分子间氢键和范德华力，不破坏化学键，故B错误；C．二氧化硅属于共价晶体，氧化镁晶体属于离子晶体，故C错误；D．N的原子结构示意图，需要得到3个电子或形成三个共价键，达到8e结构，根据N4结构，每个原子的最外电子层都形成了8个电子的结构，故D正确；答案为D。9．化学用语是学好化学知识的重要基础。下列化学用语的组合正确的是①CCl4分子的空间填充模型是②H2O2的电子式：③核内有12个中子的Na：④HClO的结构式：H－Cl－O⑤顺－2－丁烯的结构简式为⑥有机化合物CH3CH2NO2与H2NCH2COOH是同分异构体⑦基态氮原子轨道表示式：⑧NaCl的晶胞A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【答案】A【详解】①CCl4分子的Cl原子半径比C原子半径大，因此该图示不能表示CCl4分子的空间填充模型，①错误；②H2O2是共价化合物，两个O原子之间以共价单键结合，每个O原子分别与1个H原子形成1个共价键，故H2O2的电子式为，②错误；③原子符号左下角为质子数，左上角为质量数，质量数等于质子数与中子数的和，则核内有12个中子的Na原子质量数是23，用原子符号可表示为：，③错误；④HClO分子中O原子分别与H、Cl原子各形成一个共价键，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，故其结构式为：H－O－Cl，④错误；⑤顺－2－丁烯表示相同的原子和原子团位于碳碳双键的同一侧，其结构简式为，图示的物质表示的是反－2－丁烯，⑤错误；⑥有机化合物CH3CH2NO2与H2NCH2COOH的分子式相同结构不同，因此二者是同分异构体，⑥正确；⑦原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，N是7号元素，则基态氮原子轨道表示式为，⑦错误；⑧在NaCl的晶胞中，每个Na+上下前后左右六个方向有6个Cl；每个Cl上下前后左右六个方向有6个Na+，故图示不能表示NaCl的晶胞，⑧错误；综上所述可知：说法正确的只有⑥，故合理选项是A。10．下列化合物中，含有离子键的是A．H2O B．HF C．MgCl2 D．SO2【答案】C【详解】A．H2O为共价化合物，只存在共价键，A项错误；B．HF为共价化合物，只存在共价键，B项错误；C．MgCl2为离子化合物，存在镁离子和氯离子之间的离子键，C项正确；D．SO2时共价化合物，只存在共价键，D项错误；答案选C。11．下列物质中，含有共价键的离子化合物是A．NH3 B．HCl C．NaOH D．NaCl【答案】C【分析】【详解】一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间容易形成共价键，含有离子键的化合物是离子化合物，全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则氨气、氯化氢是共价化合物。氢氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，氯化钠是含有离子键的离子化合物，答案选C。12．下列关于物质结构的说法错误的是A．的空间结构为四面体形B．熔点：C．甲醛(分子中的键角小于光气分子中的键角D．基态氮原子有三种能量不同的电子【答案】C【详解】A．的中心原子S为杂化，中心原子S分别与三个O原子及一个S原子构成四面体结构，A正确；B．MgO、NaCl是离子晶体，离子晶体熔点比分子晶体高，结构相似的离子晶体，离子所带电荷越多，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高，因此熔点高低顺序为MgO>NaCl，H2O分子中含有氢键，使其熔点较高，通常分子晶体相对分子质量大的熔点高，因此CO2熔点比H2高。综上所述，熔点高低顺序为：，B正确；C．两分子中心原子C均为sp2杂化，空间结构均是平面三角形，O原子、Cl原子均有孤电子对，O与Cl之间的斥力较大，因此甲醛(分子中的键角大于光气分子中的键角，C错误；D．基态氮原子的电子排布式为：有三种能量不同的电子，D正确；故选C。13．下列有关晶体的叙述正确且前后叙述有因果关系的是A．晶体熔点高、硬度大；晶体可用于制造光导纤维B．碘晶体中的II键能较小；晶体碘沸点低、易升华C．在金刚石和硅晶体中，原子间通过共价键形成空间网状结构；金刚石和硅晶体类型相同D．NaCl晶体中与个数比为1：1，CsCl晶体中与个数比也为1∶l，NaCl和CsCl的晶胞结构相同【答案】C【详解】A．是原子晶体，熔点高、硬度大，晶体可用于制造光导纤维，但与其熔点高和硬度大无关，故A错误；B．碘晶体中的II键能较小，导致碘的稳定性较弱，晶体碘之间的范德华力较小，导致沸点低、易升华，故B错误；C．碳和硅同主族，在金刚石和硅晶体中，原子间通过共价键形成空间网状结构，金刚石和硅晶体类型相同，都是原子晶体，故C正确；D．NaCl晶体和CsCl晶体中Na+与Cl个数比为1：1，NaCl晶体中每个钠离子周围含有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和氯离子；CsCl晶体中每个铯离子周围含有8个氯离子，每个氯离子周围也有8个氯离子，每个氯化铯晶体中含有1个铯离子和1个氯离子，二者的结构不同，故D错误；故选C。14．某新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是A．该晶体属于分子晶体 B．该物质A、B原子个数比为1：3C．A位于B构成的八面体空隙中 D．一个晶胞中含有两个A原子【答案】A【详解】A．由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，A错误；B．由该物质形成晶体的晶胞可知：A个数为=2，B个数为=6，故B、A原子个数比为，B正确；C．A位于B构成的八面体空隙中，如图所示，C正确；D．由B项解析可知，一个晶胞中含有两个A原子，D正确；故答案为：A。15．下列关于物质结构的说法错误的是A．的空间结构为四面体形B．甲醛和光气分子中的键角C．熔点：D．铋原子能级有一个未成对电子【答案】D【详解】A．的中心原子S为sp3杂化，中心原子S分别与三个O原子及一个S原子构成四面体结构，A正确；B．两分子中心原子C均为sp2杂化，空间结构均是平面三角形，O原子、Cl原子均有孤电子对，O与Cl之间的斥力较大，因此，B正确；C．、是离子晶体，离子晶体熔点比分子晶体高。结构相似的离子晶体，离子所带电荷越多，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高，因此熔点高低顺序为。分子中含有氢键，使其熔点较高。通常分子晶体相对分子质量大的熔点高，因此熔点比高。综上所述，熔点高低顺序为：，C正确；D．铋是第83号元素，基态原子价层电子排布式为：6s26p3，6p能级有三个原子轨道，是简并轨道，根据洪特规则，3个电子分别以独占方式填入，因此有三个未成对电子，D错误；故选D。16．原子化热金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。金属的原子化热是指金属固体完全气化成相互远离的原子时吸收的热量。【答案】1mol气态【详解】金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量，金属的原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。17．第三代半导体中，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是核心半导体。它们具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性。(1)基态Ga原子的价电子排布式为。(2)晶体硅、碳化硅、金刚石三种晶体的熔点由高到低的顺序为。(3)氮化镓不存在于自然界中，只能通过人工合成来制备，反应为GaCl3+NH3GaN+3HCl。①GaCl3的熔点为77.9℃，其晶体类型为，它在高温时会形成双聚分子(GaCl3)2，该双聚分子的结构式为。GaF3的熔点为1000℃，则将GaF3熔化时，被破坏的作用力是。②上述反应涉及的元素中，电负性最小的是(填元素符号，下同)，第一电离能最大的是。【答案】(1)4s24p1(2)金刚石＞碳化硅＞晶体硅(3)分子晶体离子键GaN【详解】（1）Ga为31号元素，基态Ga原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，则基态Ga的价电子排布式为4s24p1；故答案为：4s24p1。（2）晶体硅、碳化硅、金刚石三者都为原子晶体，键长C−C＜C−Si＜Si−Si，键长越短，键能越大，熔沸点越高，因此晶体硅、碳化硅、金刚石三种晶体的熔点由高到低的顺序为金刚石＞碳化硅＞晶体硅；故答案为：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。（3）①GaCl3的熔点为77.9℃，根据熔点得出该晶体类型为分子晶体，它在高温时会形成双聚分子(GaCl3)2，类似(AlCl3)2结构，因此该双聚分子的结构式为；GaF3的熔点为1000℃，因此GaF3