《高考备考指南 化学 》课件-第四节　晶体结构与性质

物质结构与性质第四章第四节晶体结构与性质(本节对应系统复习P109)栏目导航01必备知识关键能力03真题体验领悟高考02研解素养悟法猎技04配套训练必备知识关键能力1☞知识点1晶体常识及晶胞的有关计算1.晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的区别。比较晶体非晶体结构特征结构粒子

________排列结构粒子________排列

性质特征自范性有无熔点固定_______异同表现______________二者区别方法间接方法测定其是否有固定的_______科学方法对固体进行____________实验

周期性有序无序不固定各向异性各向同性熔点X射线衍射

(2)获得晶体的三条途径。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。2.晶胞(1)概念：晶胞是描述晶体结构的________。(2)结构：习惯采用的晶胞都是________体，晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成。①“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。②“并置”：所有晶胞都是______排列的，取向______。

③所有晶胞的______及其内部的__________、________及____________是完全相同的。

基本单元

平行六面

平行相同

形状原子种类个数几何排列

3.晶体结构的测定(1)测定晶体结构最常用的仪器是__________________。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。(2)由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小，分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。

X射线衍射仪

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定。易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈周期性的有序排列(

)(2)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高(

)(3)凡有规则外形的固体一定是晶体(

)(4)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(

)(5)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”(

)(6)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子(

)

√

×

×

√

×

√

突破一

晶胞中粒子个数及晶胞化学式的计算1.下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是(

)A.白磷、蓝矾 B.陶瓷、塑料C.碘、橡胶 D.食盐、蔗糖

C2.(1)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上，则硼化镁的化学式为________。

MgB2

(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为

。

突破二

晶体结构的综合计算3.(1)FeS2晶体的晶胞如图1所示。晶胞边长为anm、FeS2摩尔质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_________________________g·cm-3。

4M/[NA(a×10-7)3]

(2)(2021·全国甲卷，节选)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图2所示。Zr4+在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为apm、apm、cpm，该晶体密度为_______________g·cm-3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y＝__________(用x表达)。

图1

图28

2-x

4.磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构，如图1所示。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料。其单层结构俯视图如图2所示。图1图2

图3回答下列问题：(1)Li、C、P三种元素中，电负性最小的是__________(填元素符号)。(2)基态磷原子价电子排布式为________。(3)图2黑磷区中P原子的杂化方式为________，石墨区中C原子的杂化方式为________。(4)氢化物PH3、CH4、NH3的沸点由高到低的顺序为____________________。

Li

3s23p3

sp3

sp2NH3>PH3>CH4(5)根据图1和图2的信息，下列说法正确的有______(填字母)。

A.黑磷区中P—P键的键能不完全相同B.黑磷与石墨都属于混合型晶体C.由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应D.石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面E.复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属于范德华力(6)贵金属磷化物Rh2P(相对分子质量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图3所示，已知晶胞参数为anm，晶体中与P距离最近的Rh的数目为______，晶体的密度为________________g·cm-3(列出计算式)。

ABCD

8

【解析】(5)据图1可知黑磷区中P—P键的键长不完全相等，所以键能不完全相同，A正确；黑磷与石墨，每一层原子之间由共价键组成六元环结构，层与层之间由范德华力互相吸引，所以为混合型晶体，B正确；由石墨与黑磷制备该复合材料的过程中，P—P和C—C键断裂，形成P—C键，发生了化学反应，C正确；石墨中C原子为sp2杂化，所以与六元环中C原子相连的原子与六元环共面，所以石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面，D正确；复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力为共价键，E错误。

（4）晶体密度（或微粒间距离）的计算：微粒间距离

晶胞体积

密度（或已知密度求微粒间距离）。（5）晶体微粒与M、ρ（单位g·cm-3）之间的关系：若1个晶胞中含有x个微粒，则1

mol该晶胞中含有x

mol微粒，其质量为xM

g；若1个晶胞的质量为ρ

a3

g（a3为晶胞的体积，单位为cm3），则1

mol晶胞的质量为ρ

a3NA

g，因此有xM=ρ

a3NA。☞知识点2常见晶体类型的结构和性质1.四类晶体的比较

比较项目分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体构成粒子_____________________________________________粒子间的相互作用力_________________________硬度__________有的____，

有的________

分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键较小很大很大很小较大熔、沸点__________有的____，

有的________溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂大多数易溶于水等极性溶剂

导电、导热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电较低很高很高很低较高

物质类别及举例所有非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物部分非金属单质(如金刚石、硅)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱、绝大部分盐2.典型晶体模型

图1

图2

图3图4图5图6晶体晶体结构晶体详解共价晶体金刚石如图1所示①每个碳与相邻

个碳以共价键结合，形成正四面体结构；②键角均为

；③最小碳环由____个C构成且6个C原子不在同一平面内；

④每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为

SiO2如图2所示①每个Si与____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，2个O，n(Si)：n(O)＝__________；③最小环上有

个原子，即6个O，6个Si分子晶体干冰如图3所示①8个CO2分子构成立方体顶点，且在6个面心又各占据1个CO2分子；②每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有____个

4

109°28'

6

1∶2

4

1∶2

12

12

续表

晶体晶体结构晶体详解离子晶体NaCl型如图4所示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______个；②每个晶胞中含______个Na+和______个Cl-

CsCl型如图5所示①每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有______个，每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个；②如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-

混合晶体石墨如图6所示层内每个六边形占有2个C，C原子数与C—C键数之比为_____12

4

4

8

2∶33.过渡晶体(1)四类典型的晶体是指________晶体、______晶体、______晶体和______晶体。

(2)过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数。氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133

分子共价金属离子从上表可知，表中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，所以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。②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________等。同样偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理，如_______、_______等。

Na2O

Al2O3

SiO24.混合型晶体(1)晶体模型。(2)结构特点——层状结构。①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。②层与层之间靠__________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。(3)晶体类型：石墨晶体中，既有

，又有________和________，属于______________。(4)性质：熔点很____、质软、____导电等。

范德华力

共价键金属键范德华力混合型晶体

高易

易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)在石墨晶体中有共价键、金属键和范德华力(

)(2)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用(

)(3)阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同(

)(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的原子有6个(

)(5)在NaCl晶体中，每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个(

)

√

×

×

×

√突破

晶体类型的判断1.(2022·重庆八中阶段)下图是常见晶胞结构。下列说法不正确的是(

)金刚石

ZnSCu

干冰

A.金刚石是共价晶体，熔点关系为金刚石>碳化硅>晶体硅B.ZnS晶胞中含有4个Zn2+C.Cu是金属晶体，配位数为6D.干冰是分子晶体，由于分子间作用力弱，所以干冰熔点低

C2.(2023·上海浦东二模)刚玉(主要成分为Al2O3)硬度仅次于金刚石，常用于高级研磨材料，它(

)A.是分子晶体B.是共价化合物C.可做铝热剂D.熔融状态下能导电

D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、沸点高低一般规律：共价晶体>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共价晶体。原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高如熔点高低关系：金刚石>碳化硅>硅。②离子晶体。a.一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点高低关系：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。b.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。a.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、沸点反常的高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S；形成分子间氢键的晶体的熔、沸点比形成分子内氢键的晶体的熔、沸点高。b.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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。c.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>N2，CH3OH>CH3CH3。d.同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。④金属晶体。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、沸点高低关系：Na<Mg<Al。☞知识点3配合物与超分子

孤电子对空轨道

提供2.配合物(1)概念：通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以___________结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。例如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。(2)形成条件：配体有_____________，中心原子有_____________。

(3)组成。配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示：

配位键

孤电子对空轨道①中心原子：

的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。②配体：__________________的阴离子或分子，如Cl-、NH3、H2O等。配体中______________________的原子叫作配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。

③配位数：直接与中心原子形成的________的数目。例如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位数为________。

提供空轨道接受孤电子对

提供孤电子对直接同中心原子配位

配位键6

③稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。3.超分子(1)定义：超分子是由_________________的分子通过_______________形成的分子聚集体。(2)超分子的两个重要特征是________________和_____________。

两种或两种以上分子间相互作用

分子识别自组装

易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)配位键实质是一种特殊的共价键(

)(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子(

)(3)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl-均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀(

)(4)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的(

)(5)含有配位键的化合物中一定含过渡元素(

)(6)超分子实际上属于混合物(

)(7)超分子的摩尔质量不少于10000(

)

√

√

×

√

×

√

×突破一

配合物理论及其应用1.(2022·广东佛山期中)许多过渡金属离子对多种配体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列说法不正确的是(

)A.向配合物[CoBr(NH3)5]SO4的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成B.配离子[Cu(H2O)6]2+

中的Cu2

+提供接受孤电子对的空轨道，H2O中的O提供孤电子对C.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配体为NH3和H2OD.配合物[Ag(NH3)2]OH的配位数为2

C2.(1)下列粒子中可能存在配位键的是______(填字母)。

A.CO2 B.H3O+

C.CH4 D.H2SO4(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性，试写出其电离方程式：

。

BD

H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初科学家提出了两种观点：甲：

；乙：

，式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：a.将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水；b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)

。

②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：

。

用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)

sp、sp3

6

正四面体

突破二

教材实验活动

简单配合物的形成3.某同学探究常见配合物的形成实验。

图1

图2

图3实验操作实验现象有关离子方程式如图1所示滴加氨水后，试管中首先出现_____________，氨水过量后沉淀逐渐______，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体

如图2所示溶液变为

____________

蓝色沉淀溶解红色

如图3所示滴加AgNO3溶液后，试管中出现

，再滴加氨水后沉淀______，溶液呈

色

、____________________________________

白色沉淀溶解无

研解素养悟法猎技2☞提升能力篇晶胞参数、坐标参数的分析与应用晶胞密度的计算、晶胞参数、坐标参数的分析与应用是近几年高考中的热点，考查频率特别高，一般先根据均摊法求出微粒的个数，根据n＝N/NA，求出物质的物质的量，再根据m＝nM，计算出晶胞的质量，利用立体几何思想，解决边长，最后根据密度定义判断即可。(1)宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系。

(2)原子分数坐标参数——表示晶胞内部各原子的相对位置。原子分数坐标的确定方法：①依据已知原子的坐标确定坐标系取向；②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位；③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。题型一晶体化学式计算

现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是(

)A BCD

C题型二晶胞原子个数计算

D题型三微粒间距离的计算

Cu与F形成的化合物的晶胞结构如右图所示，若晶体密度为ag·cm-3，则Cu与F最近距离为______________pm。(阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简；其中

为Cu，

为F)

题型四晶胞密度计算

B题型五金属晶胞中原子半径的计算

用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积如图所示，已知该晶体的密度为9.00g·cm-3，晶胞中该原子的配位数为________；Cu的原子半径为

cm(阿伏加德罗常数为NA，只列式)。

12

题型六原子空间利用率的计算

D

题型七晶胞结构模型与投影图

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度___________g·cm-3(写出表达式)。②晶胞在x轴方向的投影图为____(填字母)。

B（1）简单立方体模型粒子坐标与投影图。①粒子坐标：若1（0，0，0），2（0，1，0），则确定3（1，1，0），7（1，1，1）。②x、y平面上的投影图：

（2）体心晶胞结构模型的原子坐标与投影图。

②x、y平面上的投影图：（3）面心立方晶胞结构模型的原子坐标与投影图。

②x、y平面上的投影图：（4）金刚石晶胞结构模型的原子坐标参数与投影图。

②x、y平面上的投影图：

C

D3.利用新制的Cu(OH)2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。

Cu

4.氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，α＝β＝γ＝90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。

氨硼烷晶体的密度ρ＝________________g·cm-3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

真题体验领悟高考31.(2022·广东卷)我国科学家发现了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。图1图2(1)X的化学式为________。(2)设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg·cm-3，则X中相邻K之间的最短距离为__________________________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。

K2SeBr6

2.(1)(2022·全国甲卷)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图1所示，X代表的离子是________；若该立方晶胞参数为apm，正负离子的核间距最小为___________pm。图1图2

Ca2+

(2)(2022·全国乙卷)①卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为________。解释X的熔点比Y高的原因

。②α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图2所示)，Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α-AgI晶体在电池中可作为______。

已知阿伏加德罗常数为NA，则α-AgI晶体的摩尔体积Vm＝_______________________m3·mol-1(列出计算式)。CsCl

CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体，离子键强于范德华力

电解质

3.(2021·广东卷，节选)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图1所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。图1

图2

图3①图2为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是

。②图3为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb＝___________。③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为_____________g·cm-3(列出算式即可，NA取6.02×1023)。垂直平移后顶点原子不能重合(或8个原子不同或上下平行棱不同等)

4

1∶1∶2

4.(2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。

下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(

)A.三种物质中均有碳碳原子间的σ

键B.三种物质中的碳原子都是sp3

杂化C.三种物质的晶体类型相同D.三种物质均能导电

A5.(2020·全国卷Ⅰ，节选)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有________个。电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x＝________________，n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝________。

4

13∶36.(2023·全国甲卷)将酞菁-钴钛-三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：(1)图1所示的几种碳单质，它们互为___________，其中属于原子晶体的是________，C60间的作用力是________。图1

同素异形体金刚石范德华力

同素异形体(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。图2酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是________(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成________键。

③

+2

配位(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为________。若晶胞参数为apm，晶体密度ρ＝______________g·cm-3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。sp3

离子2

【解析】(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C60间的作用力是范德华力。(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H+

；钴酞菁分子中失去了2个H+

的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。

配套训练4(本栏目对应配套训练P33~35)[A组·基础练习]1.下表所列有关晶体的说法中，有错误的是(

)选项ABCD晶体名称碘化钾干冰石墨碘组成晶体微粒名称阴、阳离子分子原子分子晶体内存在的作用力离子键范德华力共价键范德华力

C2.(2022·山东青岛联考改编)可以利用超分子对一些物质进行分离，例如利用杯酚(杯酚用“

”表示)分离C60和C70，过程如下图所示。下列说法正确的是(

)

A.晶体熔点：C70>C60>杯酚B.操作①用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯C.杯酚与C60分子之间形成分子间氢键D.杯酚易溶于氯仿，难溶于甲苯

D

C

C

5.碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)碳酸盐在一定温度下会发生分解，实验证明碳酸盐的阳离子不同，分解温度不同，如下表所示。试解释为什么随着阳离子半径的增大，碳酸盐的分解温度逐步升高？________________________________________——————————————————————————————————————————————————————————————

。

碳酸盐MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3热分解温度/℃40290011721360阳离子半径/pm6699112135

碳酸盐分解过程实际是晶体中阳离子结合碳酸根离子中的氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程，阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，结合氧离子的能力越强，对应的碳酸盐就越容易分解(2)碳的一种同素异形体——C60，又名足球烯，是一种高度对称的球碳分子。立方烷(分子式为C8H8，结构是立方体：)是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子，而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体，该晶体的晶胞结构如下图所示，立方烷分子填充在原C60晶体的分子间八面体空隙中。则该复合型分子晶体的组合用二者的分子式可表示为

。

C8H8·C60

(3)碳的另一种同素异形体——石墨，其晶体结构如上图所示，则石墨晶胞含有的碳原子个数为________个。

(4)金刚石和石墨的物理性质差异很大，其中熔点较高的是________，试从结构上分析：——————————————————————————————————————————————————————；

4

石墨

石墨为混合型晶体，金刚石为共价晶体，二者的熔点均取决于碳碳共价键，前者键长短，则熔点高金刚石硬度大的是________，试从结构上分析：

。

石墨的硬度取决于分子间作用力，而金刚石的硬度取决于碳碳共价键

NH3>AsH3>PH3

sp、sp2(3)科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料——LaWN3，其立方晶胞结构如图2所示，晶胞中La、W、N分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为anm。①La与N间的最短距离为________nm，

与La紧邻的N个数为____。

②在LaWN3晶胞结构的另一种表示中，W处于各顶角位置，则在新的晶胞中，La处于________位置，N处于________位置。③设LaWN3的式量为Mr，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为____________________g·cm-3(列出计算表达式)。图1图2

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体心棱心

图1