第26讲　晶体结构与性质

第26讲晶体结构与性质复习目标1.能说出晶体与非晶体的区别；了解晶体中粒子在微观空间里的排布存在周期性，认识简单的晶胞。2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。3.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的粒子种类、粒子间相互作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。4.知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。

CONTENTS考点一物质的聚集状态晶体与非晶体考点二常见晶体类型真题演练课时跟踪检测考点一物质的聚集状态晶体与非晶体

必备知识

1.

物质的聚集状态（1）物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介

乎晶态和非晶态之间的塑晶态、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

子体由

、

⁠

和

⁠组成的整体呈电中性的物质聚集体具有良好的

⁠和流动性液晶介于液态和

⁠之间

的物质状态既具有液体的流动性、黏度、形变性

等，又具有晶体的某些物理性质，如

导热性、光学性质等离子

液体大多数含有体积很大的

阴、阳离子难挥发，良好的

，可作溶

剂和催化剂电子

阳离子

电中性粒子

导电性

晶态

导电性

2.

晶体与非晶体（1）晶体与非晶体的比较比较晶体非晶体结构特征原子在三维空间呈

⁠有序排列结构粒子无序排列性质特征自范性

⁠无熔点

⁠不固定各向异性有无二者区别方法间接方法测定其是否有固定的熔点科学方法对固体进行

⁠实验周期性

有

固定

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。3.

晶胞（1）概念：描述晶体结构的基本单元。（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：所有晶胞都是

，

相同。平行排列的

取向

（2）方法：长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算：

易错辨析（1）晶体内部的粒子按一定规律周期性排列。

（

√

）（2）凡有规则外形的固体一定是晶体。

（

×

）（3）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。

（

×

）（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）区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验。

（

√

）√××√√

关键能力

考向1晶体与非晶体1.

下列关于晶体和非晶体的说法正确的是（

）A.

晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有

相同的物理性质B.

晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高C.

普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同D.

晶体和非晶体之间不可以相互转化√解析：

A项，晶体具有各向异性，在各个不同的方向上的物理性质不

同，错误；B项，晶体在熔化过程中需要不断地吸热，但温度不变，错

误；C项，普通玻璃属于非晶体，具有各向同性，在各个不同的方向上力

学、热学、电学、光学性质相同，正确；D项，理论和实验证明非晶体具

有不稳定状态，在适当的条件下会变成晶体，错误。2.

〔教材改编〕玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错误的是（

）A.

玻璃内部微粒排列是无序的B.

玻璃熔化时吸热，温度不断上升C.

光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体D.

利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶√解析：

由题图可知，构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的，所以

玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，A、B正确；玻璃属于非晶体，但光

导纤维属于晶体，C错误；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X

射线衍射实验，D正确。考向2晶胞中微粒数与化学式的确定3.

现有四种晶体的部分结构，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式

正确的是（

）

A.AB2B.EF2C.XY3ZD.AB3√

4.

已知某晶体由X、Y、Z三种元素组成，其晶胞结构如图所示，则该物质

的化学式是（

）A.XY3ZB.XY2ZC.X2Y3ZD.XYZ

√

其他晶体结构的计算（以六棱柱晶体结构为例）考点二常见晶体类型

必备知识

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构成微粒

⁠

⁠金属阳离子、

自由电子

⁠粒子间的相

互作用力

⁠

（某些含氢键）

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠分子原

子阴、阳离子范德华力共

价

键金属键离子键类型比较分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任

何溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水

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

有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电2.

常见晶体的结构模型（1）典型的分子晶体——干冰和冰①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有

个。②冰晶体中，每个水分子与相邻的

个水分子以氢键相连接，含1

mol

H2O的冰中，最多可形成

mol氢键。12

4

2

（2）典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较结构模型晶胞金刚石

二氧化硅

②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较金刚石sp3

109°28'

正四面体

6

12

4

8

二氧化硅a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28'b.每个Si原子与

个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的

中心，O原子位于正四面体的顶角，同时每个O原子被

⁠个硅氧正

四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为

⁠c.最小环上有

个原子，包括

个O原子和

个Si原子d.1

mol

SiO2晶体中含Si—O数目为

⁠e.SiO2晶胞中有

个Si原子位于立方晶胞的顶角，有

个Si原子

位于立方晶胞的面心，还有

个Si原子与

个O原子在晶胞内

构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有

个Si原子和

个O

原子4

2

1∶2

12

6

6

4NA

8

6

4

16

8

16

（3）典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引

个Cl－，每个Cl－同时吸

引

个Na＋，配位数为

。每个晶胞含

个Na＋和

个Cl－。②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引

个Cs＋，每个Cs＋吸引

个Cl

－，配位数为

⁠。③CaF2型：在晶体中，每个Ca2＋吸引

个F－，每个F－吸引

个Ca2

＋，每个晶胞含

个Ca2＋，

个F－。6

6

6

4

4

8

8

8

8

4

4

8

（4）过渡晶体与混合型晶体①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离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共

价晶体来处理。②混合型晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用力是

，平均每个正六边

形拥有的碳原子个数是

，C原子采取的杂化方式是

，碳原子数

与C—C共价键个数比为2∶3。范德华力

2

sp2

易错辨析（1）分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。

（

×

）（2）离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电。

（

×

）（3）1

mol金刚石和SiO2中含有的共价键数目均为4NA。

（

×

）（4）氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且最近的Na＋共有6个。

（

×

）（5）冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键。

（

√

）××××√

关键能力

考向1常见晶体类型的判断1.

下列有关晶体类型的判断正确的是（

）A.

（2023·海南高考）月壤中存在的天然玻璃纤维主要氧化物SiO2属于离

子晶体B.

（2025·安徽高考）碘晶体是分子晶体C.

（2023·江苏高考）碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体D.

（2023·北京高考）金刚石、石墨、石墨炔，这三种物质的晶体类型

相同√解析：

SiO2属于共价晶体，A错误；碘晶体是分子晶体，B正确；碳有

多种同素异形体，有多种不同晶体的单质，C错误；金刚石为共价晶体，

石墨炔为分子晶体，石墨为混合型晶体，D错误。2.

已知下列晶体的部分性质，其晶体类型判断正确的是（

）选项性质晶体类型A三氯化铁，沸点316

℃，易溶于水，易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂分子晶体B溴化铝，无色晶体，熔点98

℃，易溶于水，熔融状态下不导电共价晶体C硼，熔点2

300

℃，沸点2

550

℃，硬度大，不溶于常见溶剂金属晶体D碳化铝，黄色晶体，熔点2

100

℃，熔融状态下不导电，晶体不导电离子晶体√解析：

三氯化铁，沸点较低，易溶于乙醚等有机溶剂，属于分子晶

体，A正确；溴化铝，熔点低，易溶于水，熔融状态下不导电，属于分子

晶体，B错误；硼，熔、沸点高，硬度大，且不溶于常见溶剂，属于共价

晶体，C错误；碳化铝，熔点高，熔融状态和晶体都不导电，属于共价晶

体，D错误。3.

（2025·北京海淀模拟）SiO2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。SiO2气凝胶的结构示

意图如下。下列说法不正确的是（

）A.SiO2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SiO2晶体的D.

两种物质中均有Si、O原子间的σ键√解析：

SiO2是原子间通过共价键形成的晶体，属于共价晶体，具有

较高的硬度和熔点，A、B正确；SiO2气凝胶材料疏松多孔，密度小于

SiO2晶体的，C错误；两种物质中Si、O原子间均存在Si—O键，均有σ

键，D正确。判断晶体类型的方法（1）依据晶体的熔点判断：熔、沸点低的单质和化合物一般为分子晶

体；熔、沸点较高的化合物一般为离子晶体；熔、沸点很高的晶体一般

为共价晶体。（2）依据导电性判断：离子晶体处于固态时不导电，溶于水及熔融状态

时能够导电；共价晶体一般不导电；分子晶体固态及液态均不导电；金

属晶体是电的良导体。（3）依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大，难于压缩；共价晶

体硬度大；金属晶体多数硬度较大，但也有较低的，且具有金属光泽，

有延展性；分子晶体硬度小且较脆。考向2常见晶体的结构分析4.

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.

在金刚石中每个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sp2D.

金刚石中碳原子数与C—C个数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C

个数之比为1∶3√

5.

有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是（

）A.

在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有4个B.

在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C.

在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1∶2D.

该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4√

真题演练1.

（2024·山东高考4题）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.

单晶硅（Si）C.

金刚砂（SiC）D.

氮化硼（BN，立方相）解析：

四种物质都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长

越长，键能越小，熔、沸点越低，Si—Si键长最长，所以熔点最低的为

单晶硅。√2.

（2025·山东高考8题）物质性质与组成元素的性质有关，下列对物质

性质差异解释错误的是（

）选项性质差异主要原因A沸点：H2O＞H2S电离能：O＞SB酸性：HClO＞HBrO电负性：Cl＞BrC硬度：金刚石＞晶体硅原子半径：Si＞CD熔点：MgO＞NaF离子电荷：Mg2＋＞Na＋，O2－＞F－√解析：

H2O可形成分子间氢键而H2S不能，故沸点：H2O＞H2S，A错

误；元素电负性：Cl＞Br，故HClO中O—H极性大，更易断裂，故酸性：

HClO＞HBrO，B正确；原子半径：Si＞C，则键长：Si—Si＞C—C，键

能：Si—Si＜C—C，根据共价晶体中键能越大，形成的晶体硬度越大可

知，硬度：金刚石＞晶体硅，C正确；离子晶体的熔点大小与离子键强弱

有关，离子所带电荷数越多、离子半径越小，离子键越强，物质熔点越

高，离子电荷：Mg2＋＞Na＋、O2－＞F－，故熔点：MgO＞NaF，D正确。3.

（2025·甘肃高考7题）物质的结构决定性质，下列事实与结构因素无

关的是（

）选项事实结构因素AK与Na产生的焰色不同能量量子化BSiH4的沸点高于CH4分子间作用力C金属有良好的延展性离子键D刚玉（Al2O3）的硬度大，熔点高共价晶体√解析：

K和Na产生的焰色不同，是因为能量是量子化的，二者核外电

子从高能级跃迁回低能级释放的能量不同，A正确；SiH4和CH4均为分子晶

体，SiH4的相对分子质量更大，分子间作用力更强，故SiH4的沸点高于

CH4，B正确；当金属受到外力作用时，晶体中的原子层间会发生相对滑

动，但不会改变原来的排列方式，没有化学键的断裂与形成，所以金属有

良好的延展性与离子键无关，C错误；Al2O3为共价晶体，故其硬度大、熔

点高，D正确。4.

（2025·湖北高考9题）SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所

示。下列说法正确的是（

）A.

一个晶胞中含有4个O原子B.

晶胞中SO2分子的取向相同D.

每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个√

5.

（1）（2023·天津高考）如图是铜的一种氯化物晶胞，则这种物质的

化学式为

⁠。

CuCl

（2）（2024·浙江6月选考）某化合物的晶胞如图，Cl－的配位数（紧邻

的阳离子数）为

；写出该化合物的化学式

⁠。

12

K3ClO

课时跟踪检测

1.

下列有关晶体的说法正确的是（

）A.

任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子B.

离子晶体中只含有离子键C.

分子晶体的熔、沸点较高D.

共价晶体中只含有共价键解析：

金属晶体中只有阳离子没有阴离子，所以晶体中有阳离子不一

定有阴离子，A错误；离子晶体中含有离子键，也可能有共价键，如氢氧

化钠既有离子键又有共价键，B错误；分子间作用力较弱，分子晶体的

熔、沸点较低，C错误；共价晶体中只含有共价键，D正确。123456789101112√2.

下列晶体分类中正确的一组是（

）选项离子晶体共价晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶

DBa（OH）2金刚石玻璃解析：

A项，固态Ar为分子晶体；B项，H2SO4为分子晶体、石墨是混

合型晶体；D项，玻璃是非晶体。√1234567891011123.

下列说法中，正确的是（

）A.

冰融化时，分子中H—O发生断裂B.

共价晶体中共价键的键长越短，键能越大，熔点越高C.

分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点就越高D.

分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定√123456789101112解析：

冰融化克服氢键，属于物理变化，H—O没有断裂，A错

误；影响共价晶体熔点高低的因素是键能的大小，共价键的键长越

短，键能越大，熔点越高，B正确；影响分子晶体熔、沸点高低的因素

是分子间的作用力的大小，与共价键的键能无关，C错误；分子的稳定

性与分子间作用力无关，分子稳定性属于化学性质，分子间作用力影

响物理性质，D错误。1234567891011124.

下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（

）A.

金刚石和二氧化碳B.NaBr和HBrC.

氯气和KClD.

甲烷和H2O解析：

金刚石是共价键结合成的共价晶体，二氧化碳是含有共价键的

分子晶体，A错误；溴化钠是离子晶体，含有离子键，溴化氢是分子晶

体，含有共价键，B错误；氯气是分子晶体，含有共价键，氯化钾是离子

晶体，含有离子键，C错误；CH4和H2O都是分子晶体，都只含共价键，D

正确。√1234567891011125.

根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是（

）AlCl3SiCl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/℃190－682

300＞3

5501

415沸点/℃178572

5504

8272

355A.SiCl4是分子晶体B.

晶体硼是共价晶体C.AlCl3是分子晶体，加热能升华D.

金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si弱√123456789101112解析：

SiCl4、AlCl3的熔、沸点较低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于

其熔点，即在低于熔化的温度下就能汽化，故AlCl3加热能升华，A、C正

确；晶体硼的熔、沸点较高，晶体硼是共价晶体，B正确；由金刚石与晶

体硅的熔、沸点相对高低可知，金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si强，

D错误。1234567891011126.

下列有关说法正确的是（

）A.

干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂B.

等离子体是一种特殊的气体，是由阴离子、阳离子和电中性粒子组成C.

熔、沸点高低顺序为金刚石＞纯铁＞生铁＞氮气D.H2O分子比H2S分子稳定，因为H2O分子间存在氢键√123456789101112解析：

干冰升华时克服分子间作用力，共价键没有断裂，A错误；由电

子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子

体，是一种特殊的气体，B错误；金刚石为共价晶体，纯铁为金属晶体，

固态氮气为分子晶体，生铁为合金，且熔、沸点低于纯铁，因此熔、沸点

高低顺序为金刚石＞纯铁＞生铁＞氮气，C正确；H2O分子比H2S分子稳定

的原因是氧氢键键能大于硫氢键，与氢键无关，D错误。1234567891011127.

X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中

的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错

误的是（

）A.X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点B.

固态X2Y2是分子晶体C.ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大D.Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体√123456789101112解析：

X为H元素，Y为O元素，Z为Si元素，W为C元素。X2Y晶体是

冰，分子间存在氢键，熔点高于CH4，A正确；固态X2Y2是H2O2，属于分

子晶体，B正确；SiC、晶体硅均为共价晶体，碳的原子半径小于硅，SiC

的硬度比晶体硅的大，C正确；CO2、CO均是分子晶体，D错误。1234567891011128.

PCl5晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是（

）A.

该晶体为分子晶体B.

晶胞体心上微粒为PCl4C.

晶胞顶点上微粒的空间结构为正八面体D.

存在的化学键类型仅有极性共价键

√123456789101112

9.

（2025·云南调研测试）钙钛矿在高温超导及电子传感领域有广泛应

用。一种钙钛矿的晶胞结构示意图如图，下列说法错误的是（

）A.

该物质的化学式为CaTiO3B.Ti元素位于元素周期表的d区√123456789101112

12345678910111210.

（2025·山东枣庄模拟）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.1

mol石墨中含有1.5

mol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√123456789101112

12345678910111211.

完成下列问题。（1）A、B、C、D为四种晶体，性质如下：A.

固态时能导电，能溶于盐酸B.

能溶于CS2，不溶于水C.

固态时不导电，熔融态能导电，可溶于水D.

固态、熔融态时均不导电，熔点为3

500

℃试推断它们可能的晶体类型：A.

；D.

⁠。金属晶体

共价晶体

123456789101112解析：

固体能导电，能溶于盐酸，则晶体A为金属晶体；能溶于CS2，不溶于水，则晶体B为分子晶体；固体不导电，熔融态能导电，可溶于水，则晶体C为离子晶体；固态、熔融态均不导电，且熔点很高，则晶体D为共价晶体。123456789101112（2）如图，A～D是常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A

；B

；C

；D

⁠。解析：

A为CsCl晶胞，B为NaCl晶胞，C为SiO2晶体结构，D为金刚石

的晶体结构。氯化铯

氯化钠

二氧化硅

金刚石

123456789101112（3）用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶

胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为

。每个晶胞B中含Fe原子数

为

⁠。

8

4

12345678910111212.

按要求完成下列题目。（1）CdSnAs2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Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为

无色液体，SnCl4的