物质的聚集状态 常见晶体类型（原卷版）

第九章晶体结构与性质

第31讲物质的聚集状态常见晶体类型

【高考考向预测】

物质聚集状态涵盖固液气及等离子体、液晶等形态，四类典型晶体分别依据微粒作用力、排布结

构区分，结合熔沸点、硬度、导电性等性质鉴别类别；近三年属于结构模块常规考点，选择填空高频

考查，难度适中：预测2027年侧一重晶体类型判定、性质规律对比，结合微粒作用力分析物理性质差异，

也会融合晶体结构参数简单计算综合命题。

【双基自测•明考向】

1.物质的聚集状态、晶体与非晶体正误判断，正确的打“，错误的打“X”。

（1）凡有规则外形的固体一定是晶体（）

（2）晶体有自范性但排列无序（）

（3）物质的聚集状态只有三种：气态、液态和固态（）

（4）晶体和非晶体最大的区别在于是否有固定的熔点（）

（5）在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化（）

（6）晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列（）

（7）晶体X射线衍射实脸可以用亍键长、键角和晶体结构的测定（）

（8）等离子体和离子液体都具有良好的导电性（）

（9）液晶态是物质的一种聚集状态（）

（10）液晶态是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性，义在某些物理性质方面具有类似

晶体的各向异性（）

（II）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（）

2.常见晶体类型正误判断，正确的打“，错误的打“X”。

（l）SiCh是共价晶体，晶体中不含离子键成分（）

（2）由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体（）

（3）石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行（）

（4）AbO3含有金属元素，属于离子晶体（）

（5）由原子构成的晶体一定是共价晶体（）

（6）在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子（）

（7）分子晶体中都含有共价键（）

（8）干冰升华时，碳氧共价键被破坏（）

（9）共价晶体的熔点一定比金属晶体的高（）

(10)碳有三种同素异形体：金刚石、石墨和C®其熔点由高到低的顺序为C6O＞金刚石,石墨()

(II)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()

(12)金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体()

(13)干冰升华和SiO2晶体熔化时，克服粒子间作用力的类型不相同()

(14)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键()

(15)三氯化铁常温下为固体，熔点307.6℃,沸点315℃,在300℃以上易升华，据此判断三氯化铁

晶体是分子晶体()

(l6)BaN3H6(无机苯)的结构与茶类似，其熔点主要取决于所含化学键的键能()

考点一物质的聚集状态晶体与非晶体

1.物质的聚集状态

物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有—、以及介乎—和之间的塑晶态、

液晶态等。

2.等离子体、液晶和离子液体

类别构成或存在状态特性

等离由电子、阳离子和电中性粒子组成的

具有良好的导电性和流动性

子体整体上呈_____的物质聚集体

具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有类

液晶介于液态和晶态之间的物质状态

似晶体的各向异性

离子

大多数含有体积很大的阴、阳离子难挥发，良好的导电性，可作溶剂和催化剂

液体

3.晶体与非品体

(1)晶体与非晶体的比较

晶体非晶体

结构特征原子在三维空间里呈_________排列原子排列________

自范性——

喋质特征

熔点——

异同表现——

区别间接方法看是否有固定熔点

方法科学方法对固体进行_________实验

⑵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。

4.晶体结构的测定

(I)测定晶体结构最常用的仪器是。在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长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品胞形状和大小、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。

考点二常见晶体类型

1.四种常见晶体类型的比较

类型

比较、分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体

金属阳离子、自由电

构成微粒———

子

微粒间的相互

________(某些含氢键)———

作用力

硬度较小—有的很大，有的很小—

熔、沸点较低—有的很高，有的很低较高

一般不溶于水，少数大多易溶于水等极

溶解性相似相溶难溶于一般溶剂

与水反应性溶剂

一般不导电，部分溶于水一般不具有导电晶体不导电，水溶液

导电、导热性电和热的良导体

时导电性，个别为半导体或熔融态导电

2.过渡晶体与混合型晶体

⑴过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数

晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作—晶体来处理，把偏向共

价晶体的过渡晶体当作—晶体来处理。

(2)混合型晶体

石墨品体中，既有共价键，又有类似金属键的作用力，还有范德华力，属于混合型晶体。

【考点突破•明方向】

1.2024年1月，我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统，SiC品

体属于()

A.分子晶体B.金属晶体

C离子晶体D.共价晶体

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：98HC1：-115KC1：770

硼晶体：2300K：64HBr：-89RbCl：715

二氧化硅：1723Rb：39HI：-51CsCl：645

(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o

(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

考点三常见的晶体结构模型

1.典型的分子晶体干冰和冰

干冰的结构模型(晶胞)冰的结构模型

(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有一个。

(2)冰晶体中，每个水分子与相邻的一个水分子以氢键相连接，含ImolMO的冰中，最多可形成.

moi氢键。

2.典型的共价晶体——金刚石和二氧化硅

金刚石的晶胞

金刚石和二氧化硅结构特点分析比较

①碳原子采取，杂化，键角为______:

②每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成_______结

构，向空间伸展形成空间网状结构

金刚石③最小碳环由_个碳原子组成，每个碳原子被_个六元环共用

④金刚石晶胞的每个—和—均有1个C原子，晶胞内部有一个C

原子，内部的c原子在晶胞体对角线的;处，每个金刚石晶胞中含有.

4

个C原子

①Si原子采取sp3杂化，正四面体内0—Si—0键角为109°28r

②每个Si原子与_个0原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体

的中心，0原子位于正四面体的顶角，同时每个0原子被_个硅氧正

二氧化硅

四面体共用，晶体中Si原子与0原子个数比为一

③最小环上有一个原子，包括_个0原子和_jSi原子

④1molSiO2晶体中含Si—O数目为心

3项型的离子晶体——NaCKCsCKCaF2

⑴NaCl型：在晶体中，每个Na+同时吸引一个C「，每个C「同时吸引一个Na\配位数为每个

品胞含一个Na，和一个Ch

⑵CsCl型:在晶体中，每个。吸引」bCs+,每个Cs+吸引_个0-，配位数为_。

⑶CaF2型：在晶体中，每个Ca?+吸引_个^,每个F吸引一个Ca?+,每个晶胞含_个Ca，+、_个

Fo

3知识拓展

晶格能

(1)定义

1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量，单位：kJmol'o

(2)意义：晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定，溶、沸点越高。

(3)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：离子的半径越小，晶格能越大。

【考点突破•明方向】

1.金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是()

A.金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子

B.金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环

C.金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp?

D.金刚石中碳原子数与C-C数之比为1：4,而石墨中碳原子数与C-C数之比为1:3

2.有关品体的结构如图所示，下列说法不正确的是()

NaCl晶胞(ONa,OC1")CaF?晶胞(oCa"OF")

Ii।iI

7,中

II由E原子和F原了-构成

冰的结构模型的气态团旗分子模型

A.在NaCl晶体中，距C「最近的Na+形成正八面体

B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca?+

C.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构

D.该气态团簇分子的分子式为EF

3.（2025•北京东城模拟）干冰（固态二氧化碳）在-78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如图所示,

下列说法不正确的是（）

A.CCh中的C为sp2杂化

B.每个晶胞中含有4个CO2分子

C.每个CO2分子周围有12个紧邻CO2分子

D.干冰升华时需克服分子间作用力

4.已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间以单键结合。下列有关C3N4晶体的说

法错误的是（）

A.C3N4晶体与金刚石都属于共价品体

B.C3N4晶体中C—N的键长比金刚石中的C—C的键长长

C.C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子

D.C3N4晶体中只含有C—N极性共价键，不含非极性共价键

【真题再现•明考向】

1.（2024.天津，4）我国学者在碳化硅⑸C）表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是

（）

A.SiC是离子化合物

B.SiC晶体的熔点高、硬度大

C.核素"C的质子数为8

D.石墨烯属于烯燃

2.（2025・河北，8）化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是（）

选项宏观现象微观解释

氮气稳定存在于自然氮分子中存在氮氮三键，断开该共价键需要

A

界中较多的能量

苯不能使澳的CCL溶

B苯分子中碳原子形成了稳定的大兀键

液褪色

天然水晶呈现多面体

C原子在三维空间里呈周期性有序排列

外形

氯化钠晶体熔点高于离子晶体中离子所带电荷数越少，离子半径

D

氯化铝晶体越大，离子晶体熔点越低

3.（2024.山东，9）由O、F、I组成化学式为IChF的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说

法正确的是（）

-Hr

A.图中o代表F原子

B.该化合物中存在过氧键

C.该化合物中I原子存在孤电子对

D.该化合物中所有碘氧键键长相等

4.（2024•贵州,8）我国科学家首次合成了化合物［K（2,2,2-crypt）］［K@Au12sb20］。其阴离子［K@Au12sb20F

为全金属富勒烯（结构如图），具有与富勒烯C”）相似的高对称性。下列说法错误的是（）

OSb

OAu

OK

A.富勒烯C60是分子晶体

B.图示中的K-位于Au形成的二十面体笼内

C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体

D.睇（Sb）位于第五周期第VA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25P

【限时训练】

（40分钟）

（1-13题,每小题6分）

1.（2022・湖北，7）C6o在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻

璃的说法错误的是（）

A.具有自范性

B.与C60互为同素异形体

C.含有.sp3杂化的碳原子

D.化学性质与金刚石有差异

2.（2024.山东，4）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是（）

A.金刚石（C）B.单晶后（Si）

C.金刚砂（SiC）D.氮化硼（BN,立方相）

3.下列有关物质聚集状态的说法不正确的是（）

A.金属铅晶体颗粒小至纳米级时熔点会下降

B.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质

C.气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生电离产生电子和阳离子，这种由电子和阳离子组

成的物质聚集体为等离子体

D.将晶体加热到熔点至澄清点之间的物质状态称为液晶，液晶可分为热致液晶和溶致液晶

4.下列物质所属晶体类型均正确的一组是（）

选项ABCD

共价晶体石墨生石灰碳化硅金刚石

分子晶体冰固态氨氯化钠干冰

离子晶体氮化铝食盐明研小苏打

金属晶体铜青铜铝铁

5.卜.列有关晶体类型的判断正确的是（）

ASiL：熔点120.5℃,沸点287.5℃共价晶体

BB：熔点2300℃,沸点2550℃,硬度大金属晶体

CSb：熔点630.74℃,沸点1750℃,晶体导电共价晶体

DFeCl3：熔点307.6℃,易溶于水,也易溶于有机溶剂分子晶体

6.下列有关晶体结构的叙述错误的是（）

A.金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子

B.分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键

C.在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电

D.在氯化葩晶体中，每个氯离子周围距离最近且相等的氯离子有8个

7.观察下列模型并结合信息，判断有关说法错误的是（）

玛瑙FeSO4-7H2OS8分子HCN

结构

模型妗a

示意图

A.玛瑙属于共价晶体，且两原子个数比为2：1

B.FeSCVZHzO结构中键角B2、3由大到小的顺序：3>1>2

C.固态Sx中S原子为sp?杂化

D.HCN的结构式为H—C三N

8.（2025•北京海淀模拟）Si02气凝胶材料疏松多孔，具有三维网状结构，可用于航天器、新能源汽车电池

的隔热和阻燃。SiO?气凝胶的结构示意图如下。下列说法不正确的是（）

A.SiO?晶体属于共价晶体

B.SiO2晶体具有较高的硬度和熔点

C.SiO2气凝胶材料的密度大于S©2品体的

D.两种物质中均有Si、。原子间的。键

9.下列物质的有关叙述正确的是］）

金刚石石墨碳纳米管

A.它们的物理性质相同

B它们充分燃烧后的产物相同

C.石墨能导电，故属于金属晶体

D.Cw分子中仅含。键

10.铝的卤化物A1X3（X=C1、Br、I）气态时以AI2X6双聚形态存在，下列说法错误的是（）

性质A1F3AlChA1B门A1I3

熔点/℃1040192.4973189.4

沸点/C1272180265382

A.A1F3晶体类型与其他三种不同

B.1molAl2c16中所含配位键数目为4刈

C.AI2X6中Al、X原子价电子层为满足8e•结构

D.AlCh熔点高于A1B门的原因是C1的电负性大于Br,具有一定离子晶体特征

11.磷元素有白磷、红磷等单质，白磷（P0结构及晶胞如图所示，白磷和红磷转化的热化学方程式为xPKs,

白磷）=4R（S,红磷）下列说法正确的是（）

A.Pa属于共价晶体

B.白磷中的P—P—P夹角为109吃8'

C.白磷晶胞中，P—P的作用弱丁P4的分子间作用力

D.白磷⑸和红磷⑸在Ch（g）中充分燃烧生成等量P2O5（s）,白磷放出的热量更多

12.观察下列模型，判断下列说法错误的是（）

金刚石碳化硅二氧化硅石墨烯C”)

rrn

丧xXU

A.原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1：2

B.SiCh晶体中Si和Si—O个数匕为1：4

C.石墨烯中碳原子和六元环个数比为2：1

DC0晶体堆积属于分子密堆积

13.12026•长春模拟）石墨可作锂离子电池的负极材料。充电时，Li+嵌入石墨层间，当嵌入最大量Li+时,

晶体部分结构的俯视示意图如图所示“下列说法错误的是（）

A.石墨属于混合型晶体

B.lmol石墨中含有1.5mol共价键

C.石墨晶体中，层间存在化学键和范德华力

D.如图中，C与Li+的个数比是6：1

14/14分）下表给出了三组物质的相关性质数据:

A组（熔C组（晶格能/

B组（沸点/℃）

点/℃）kJmol1）

金刚石：

NaCl：a

CH3OH：T2

3550

石墨：CH3CH2CH2CH2OH：

NaBr：b

3850117.6

碳化硅：

CH3cH20cH2cH3：34.5MgO：c

T,

回答下列问题：

（DA组中的碳化硅属于晶体，碳化硅的熔点7］（填“大于”“小于”或“等于"）3

550,石墨熔点高于金刚石的原因是o

（2）判断B组中甲醇沸点"的范围（填字母）。

a.>117.6b.34.5~117.6c.<34.5

（3）CH3cH2cH2cH20H的沸点远大于CH3cH20cH2cH3，原因是°

（4）C组物质晶体中微粒之间的作用力名称是o

15.（8分）（1）［2020•全国卷H,35（2）］Ti的四卤化合物熔点如下表所示,TiF’熔点高于其他三种卤化物，

自TiCL至Til4熔点依次升高，原因是o

化合物门

TiF4TiCUTiBTib

熔点/℃377-24.1238.3155

(2升2020•山东，17(1)(2)节选］CdSnAs?是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：

①Sn为IVA族元素，单质Sn与干燥CL反应生成SnCh。常温常压下SnCk为无色液体，SnCL空间构

型为，其固体的晶体类型为。

②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为(填化学式)。

答题规范4晶体熔、沸点比较及归因分析

1.不同类型晶体熔、沸点比较

答题模板：XXX为XXX晶体，而XXX为XXX晶体。

例］(］)金刚石的熔点比NaCI高，原因是。

(2)SiCh的熔点比CO?高，原因是。

2.同类型晶体熔、沸点比较

(1)分子晶体

答题模板：

①同为分子晶体，XXX存在氢键，而XXX仅存在较弱的范德华力。

②同为分子晶体，XX义的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。

③同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，XXX的极性大，熔、沸点高。

④同为分子晶体，XXX形成分子间氢键，而XXX形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、

沸点升高。

例2(1)NH3的沸点比PH3高，原因是________________________________________________________

(2)CO2比CS?的熔、沸点低，原因是-

(3)CO比N2的熔、沸点高，原因是___________________________________________________________

OHOH

H(尸<2^('HO

(2)共价晶体

答题模板：同为共价晶体，XKX晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。

例3Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是__________________________________________________

（3）离子品体

答题模板：

①阴、阳离子电荷数相等，则看阴、阳离子半径：

同为离了晶体，（或M〃+）半径小于X"-（或N，，故XXX晶体离了键强（或晶格能大），熔、沸点

菽

②阴离子（或阳离子）电荷数不相等，阴离子（或阳离子）半径不相同：

同为离子晶体,R"-（或M〃+）半径小于X*（或Nm+）,R"-（或M"+）电荷数大于X"（或Nra+）,故义义X晶

体离子键强（或晶格能大），熔、沸点高。

例4（l）ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO,理由是

O

（2）FeO的熔点小于FezCh的熔点，原因是______________________________________________________

■规范精练

1.［2023•全国乙卷,35（2）］已知一些物质的熔点数据如下表:

物质熔点/℃

NaCl800.7

SiCl4-68.8

GeCh-51.5

SnCU