文档文本内容
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第04 讲 晶体结构与性质
目录
01 考
情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 物质的聚集状态与晶体常识...............................................................................................
知识点1 物质的聚集状态............................................................................................................................
知识点2 晶体与非晶体................................................................................................................................
知识点3 晶胞组成的计算——均摊法........................................................................................................
知识点4 晶体中原子坐标............................................................................................................................
考向1 晶体与非晶体....................................................................................................................................
思维建模 晶体与非晶体
考向2 考察晶胞的有关计算........................................................................................................................
思维建模 均摊法
考点二 常见晶体的结构与性质.......................................................................................................
知识点1 分子晶体........................................................................................................................................
知识点2 共价晶体........................................................................................................................................
知识点3 金属晶体........................................................................................................................................
知识点4 离子晶体........................................................................................................................................
知识点5 混合型晶体....................................................................................................................................
考向1 考查常见晶体的比较与晶体类型判断............................................................................................
考向2 晶体熔沸点比较................................................................................................................................
思维建模 晶体熔、沸点的比较
04 真题溯源·考向感知...........................................................................................................................
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
物质的聚集状态
与晶体常识
选择题
非选择题
T11(5)
T11(4)
T14(5)
T14(5)
常见晶体的结构
与性质
选择题
非选择题
T14(3)
考情分析:
分析近三年高考
,高考命
在本
有以下
律:
试题
题
讲
规
1.从考
型和内容上看,高考命
以非
呈
,考
内容主要有以下两个方面:
查题
题
题
查
选择
现
(1)晶体
型的判断,晶体熔沸点大小的判断。
类
(2)晶体的密度、晶胞参数、核
距
算、晶体中原子的空
位置(原子坐
)判断。
间
计
间
标
2.从命
思路上看,
重以陌生物
的晶胞
构
情境载
体考查晶体的密度、晶胞参数计算、晶体中原子的
题
质
结
查
计
空
位置判断等。
间
3.根据高考命
的特点和
律,复
要注意以下几个方面:
题
规
习时
(1)晶胞中配位数、微粒
距离及原子分数坐
判断。
间
标
(2)晶体化学式的
算及晶体密度的
算。
计
计
(3)晶体
型的判断、熔点差异原因及熔沸点高低的比
等。
类
较
复习目标:
1.了解物
的常
聚集状
及特点。
质
见
态
2.了解晶体与非晶体的区
和
。
别
鉴别
3.了解晶胞的特征和晶体
构的
定方法。
结
测
4.了解常
晶体
型的构成粒子、粒子
作用及其物理性
见
类
质
间
(溶解性、
性和熔沸点等
导电
)。
5.会分析晶体
构,并能
行晶胞的有关
算。
结
计
进
2
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3
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考点一 物质的聚集状态与晶体常识
知识点1 物质的聚集状态
1.物质的聚集状态的存在形式
(1)通常物质有三态: 态、 态和 态。
(2)特殊物质的聚集状态:等离子体是 物质,离子液体是 物质。
(3)更多的物质聚集状态:晶态、非晶态, 态、 态等。
2.普通物质三态的相互转化
注:普通物质三态间的相互转化只是分子间距离发生了变化,分子在固态只能振动,在气态能自由移动,
而液态则介于二者之间。
3.气态
①普通气体
②等离子体:
A.定义:等离子体是由 组成的整体上呈 性的气态物质。
B.产生途径:高温、紫外线、x 射线、y 射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使 变成等
离子体。
C.存在:存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等。
D.性质:具有良好的 性和 性。
E.应用:等离子体显示技术可以制造等离子体显示器,利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。
4.液态
①普通液体
②离子液体:
A.定义:在室温或室温附近温度下呈 的由 构成的物质,称为室温 ,也称为低温熔融盐。
B.组成:(低温熔融盐)一般由有机 和无机或有机 构成,常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐
离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示
),阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离
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子、六氟磷酸根离子等。
5.介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态
①塑晶:在一定温度条件下,能保持固态晶体 但具有一定 (即物体发生永久形变的性质)的
一种物质聚集状态。
②液晶:
A.定义:在由固态向液态转化过程中存在的取向 流体状态。
B.分类:分为 液晶(只存在于某一温度范围内的液晶相)和 液晶(某些化合物溶解于水或有机溶
剂后而呈现的液晶相)。
C.性质:具有 的某些性质(如流动性、黏度、形变性等)和 的某些性质(如导热性、各向异性
等)。
D.用途:手机、电脑和电视的液晶显示器,合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防
弹衣、防弹头盔等。
6.固态
①晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈 构成的固体物质,绝大多
数常见的固体都是晶体。如:高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
②非晶体:内部原子或分子的排列呈 状态的固体物质。如:玻璃、松香、硅藻土、橡胶、
沥青等。
得分速记
(1)构成物质三态的粒子不一定都是 ,还可以是 或 等,如水的三态都是由分子构成的,离子
液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(2)物质的聚集状态除了 态、 态和 态,还有 态、 态,以及介于晶态和非晶态之间的
态、 态等。
知识点2 晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的比较
晶体
非晶体
结构特征
性质特征
自范性
熔点
异同表现
二者区别
方法
间接方法
看是否有
科学方法
对固体进行
2.得到晶体的途径
① 物质凝固。
② 物质冷却不经 直接凝固(凝华)。
注:升华与凝华: 物质受热不经过 直接到气态的过程叫做升华; 物质冷却不经过 直接到
固态的过程叫做凝华。升华和凝华都属于 变化。
③溶质从溶液中 。
5
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3.晶胞
①概念:描述晶体结构的 。
②晶体中晶胞的排列——无隙、并置。
A.无隙:相邻晶胞之间没有 。
B.并置:所有晶胞 排列、 相同。
知识点3 晶胞组成的计算——均摊法
1.原则
晶胞任意位置上的一个原子如果是被n 个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
2.方法
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1 个
碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占
3.晶胞中粒子配位数的计算
一个粒子周围 的粒子的数目称为配位数
(1)晶体中原子(或分子)的配位数:若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位数
指的是该原子(或分子) 的原子(或分子)的数目。
(2)离子晶体的配位数:指一个离子周围 的 电性离子的数目。
得分速记
(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时,要注意运用三维想象法。如NaCl 晶体中,Na+周围的
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Na+数目(Na+用“○”表示):
每个面上有4 个,共计12 个。
(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu 等,要熟悉以上代表
物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时,可以直接套用某种结构。
4.晶胞计算公式(立方晶胞)
(1)晶体密度:a3ρNA=NM
(a:棱长;ρ:密度;NA:阿伏加德罗常数的值;N:1 mol 晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数;
M:基本粒子或特定组合的摩尔质量)。
(2)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=a。
②体对角线长=a。
③体心立方堆积4r=a(r 为原子半径)。
④面心立方堆积4r=a(r 为原子半径)。
(3)空间利用率=×100%。
5.有关晶胞的计算方法
(1)计算晶体密度的方法
注意:①以一个晶胞为研究对象,根据m=ρ·V,其一般的计算规律和公式可表示为:×n=ρ×a3,其中M
为晶体的摩尔质量,n 为晶胞所占有的粒子数,NA为阿伏加德罗常数,ρ 为晶体密度,a 为晶胞参数。
②对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积=长×宽×高=底面积×高。
(2)计算晶体中微粒间距离的方法
(3)原子空间利用率的计算
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A.已知晶体密度(ρ)求空间利用率
若1 个晶胞中含有x 个微粒,则1 mol 晶胞中含有x mol 微粒,其质量为xM g(M 为微粒的相对分子质
量);1 个晶胞的质量为ρV g(V 为晶胞的体积),则1 mol 晶胞的质量为ρVNA g,因此有xM=ρVNA。
晶胞体积V= ,晶胞含粒子体积V0=
。故空间利用率=×100%= = 。
B.已知晶胞结构求空间利用率
①简单立方结构
空间利用率=×100%≈
②体心立方结构
空间利用率=×100%≈
③面心立方结构
如图所示,原子的半径为r,面对角线为4r,a=2r,V 晶胞=a3=(2r)3=16r3,1 个晶胞中有
4 个原子,则空间利用率=×100%=×100%≈ 。
知识点4 晶体中的原子坐标
1.构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型
从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手,构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。
简单立方堆积的晶胞中8 个顶点的微粒是 的,因此可以 为坐标原点。以立方体
的 构建坐标轴,以晶 为1 个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。
其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x 轴和y 轴,只不过夹角不是
90°,而是 或
。
2.简单立方体模型的原子分数坐标与投影图
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(1)原子分数坐标:原子2 为 ,因为其他顶点与2 完全相同,所以其他顶点的分数坐标都
为 。
(2)x、y 平面上的投影图如图所示 。
3.体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
(1)原子分数坐标:1~8 的分数坐标为 , 9 的分数坐标为 。
(2)x、y 平面上的投影图如图所示 。
4.面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
(1)原子分数坐标:0(0,0,0),1 和2 ,3 和4 ,5 和6 。
(2)x、y 平面上的投影图如图所示
。
5.金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
(1)若a 原子为坐标原点,晶胞边长的单位为1,则原子1、2、3、4 的分数坐标分别为 、 、 、
。
(2)x、y 平面上的投影图为 。
(3)沿体对角线的投影图为 。
(4)沿体对角线切开的剖面图为 。
考向1 考查晶体与非晶体
例1 下列关于准晶的说法正确的是
A.准晶和晶体可以通过
射线衍射实验加以区别
B.准晶具有良好的导电、导热性
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C.自然界中不存在天然条件下形成的准晶
D.已知的准晶中都含有共价键
【变式训练1 变考法】自范性指能自发呈现多面体外形的性质,下列固体具有自范性的是
A.玛瑙
B.白磷
C.玻璃
D.石蜡
思维建模 晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。
2.鉴别晶体与非晶体的方法
(1)观察外观:晶体有规则的几何外形,而非晶体没有。
(2)测定熔点是否固定:晶体有固定熔点,而非晶体没有。
(3)测定是否具有各向异性:晶体有各向异性,而非晶体没有。
(4)X-射线衍射法(最科学可靠的方法):晶体能使X-射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱
线),而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。
考向2 晶胞的计算
例1(24-25 高三上·福建三明·开学考试)砷化镓是优良的半导体材料,其晶胞结构如图所示。已知:设砷
和镓的原子半径分别为
和
,砷化镓晶体的密度为
,
表示阿伏加德罗常数的值。下列
说法错误的是
A.电负性:
B.M 点的坐标(
)
C.该晶胞的俯视投影图为
D.M 原子的坐标参数为
【变式训练1 变载体】(2025·湖南邵阳·三模)化合物
属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数
,
)。M、
、
的原子分数坐标分别为
,
,
,下列说法错误的是
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A.化合物
的化学式为
B.
的配位数为6
C.
的原子分数坐标为
D.化合物
的密度为
思维建模 均摊法
“均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n 个晶胞共用,那么每个晶胞对这个原子分得份
额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞,以立方晶胞最为常见。
(1)立方晶胞:每个顶点上的粒子被8 个晶胞共用,每个粒子只有(1/8)属于该晶胞;每条棱上的粒子被4
个晶胞共用,每个粒子只有(1/4)属于该晶胞;每个面心上的粒子被2 个晶胞共用,每个粒子只有(1/2)属于
该晶胞;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
(2)六方晶胞:每个顶点上的粒子被6 个晶胞共用;每条横棱上的粒子被4 个晶胞共用;每条纵棱上的粒
子被3 个晶胞共用;每个面心上的粒子被2 个晶胞共用;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
(3)三棱晶胞:每个顶点上的粒子被12 个晶胞共用;每条横棱上的粒子被4 个晶胞共用;每条纵棱上的
粒子被6 个晶胞共用;每个面心上的粒子被2 个晶胞共用;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
考点二 常见晶体的结构与性质
知识点1 分子晶体
1.概念:只含 的晶体称为分子晶体。
2.粒子间的相互作用力:分子晶体内相邻分子间以 相互吸引,分子内原子之间以 结
合。
3.常见的分子晶体
①所有 ,如水、硫化氢、氨、甲烷等。
②部分 ,如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。
③部分 ,如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。
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④几乎所有的 ,如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
⑤绝大多数 的晶体,如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
4.物理性质
分子晶体熔、沸点较 ,硬度较 。
5.分子晶体的结构特征
①分子间作用力只是范德华力:晶体中分子堆积方式为 。
②分子间还有其他作用力:水分子之间的主要作用力是 ,在冰的每个水分子周围只有 个紧邻的水分
子。冰的晶体结构如图:
6.结构模型
干冰的晶体
结构
干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有 个,属于分子
。每个晶胞中含有 个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等
冰的晶体结
构
冰的结构模型中,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。晶胞结构与金刚石相似,含有 个
H2O
知识点2 共价晶体
1.构成微粒及其相互作用
2.物理性质
①共价晶体中,由于各原子均以强的共价键相结合,因此一般熔点 ,硬度 。
②结构相似的共价晶体,原子半径越小,键长越 ,键能越 ,晶体的熔点越 。
3.常见的共价晶体
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4.结构模型
金刚石晶
体
①金刚石晶体中,每个C 与另外 个C 形成共价键,碳原子采取
杂化,C
—C—C 夹角是 ,最小的环是 元环。每个C 被 个六元环共
用。含有1 mol C 的金刚石中形成的C—C 共价键有 mol。
②在金刚石的晶胞中,内部的C 在晶胞的体对角线的 处。每个晶胞含有 个
C
二氧化硅
晶体
SiO2晶体中,每个Si 原子与 个O 原子成键,每个O 原子与2 个Si 原子成键,
最小的环是 元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是 原子。1 mol
SiO2晶体中含Si—O 键数目为
,在SiO2晶体中Si、O 原子均采取
杂
化。低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链,具有
。
知识点3 金属晶体
1.金属键
①概念:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“ ”,被所有原子共用,从而把所有金属
原子维系在一起。
②成键粒子是 和 。
③金属键的强弱和对金属性质的影响:
a.金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数,原子半径越 ,价电子数越 ,金属键越
;反之,金属键越 。
b.金属键越强,金属的熔、沸点越 ,硬度越 。
2.金属晶体
①在金属晶体中,原子间以 相结合。
②金属晶体的性质:优良的 、 和 。
③用电子气理论解释金属的性质:
延展性
当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生 ,但 不
变,金属晶体中的化学键没有被破坏,所以金属有良好的延展性。
导电性
在外加电场的作用下,金属晶体中的“ ”做 而形成电流,呈
现良好的导电性。
导热性
“自由电子”在运动时会与金属离子不断发生碰撞,从而引起两者能量的交换
得分速记
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金属晶体具有导电性,但导电的物质不一定是金属,如石墨晶体导电但不是金属晶体。
3.结构模型
晶胞结构
举例
配位数
每个晶胞包含
原子数
原子半径(r)和晶胞边
长(a)的关系
原子空间利
用率
Ca、
Al、
Cu、
Ag、
Pt、Au
12
4
2r=
74%
Li、
Na、K、
Ba
8
2
2r=
68%
Mg、
Zn、Ti
12
6(2)
74%
Po
6
1
2r=a
52%
知识点4 离子晶体
1.构成粒子: 和 。
2.作用力: 。
3.配位数:一个离子周围 的 离子的数目。
4.离子晶体结构的决定因素
①几何因素:晶体中正负离子的 。
②电荷因素:晶体中正负离子的 。
③键性因素:离子键的 。
5.离子晶体的性质
熔、沸点
熔、沸点 ,难挥发
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硬度
硬度 ,难以压缩
溶解性
一般在水中 ,在非极性溶剂中
导电性
固态时 ,熔融状态或在水溶液中
6.结构模型
NaCl 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-
CsCl 型
在晶体中,每个Cl-吸引 个Cs+,每个Cs+吸引 个Cl-,配位数为
CaF2型
在晶体中,F-的配位数为 ,Ca2+的配位数为 ,晶胞中含 个Ca2+,含
个F-。晶胞中F-在体对角线的 处
知识点5 混合型晶体
1.同层内,碳原子采用
杂化,以 相结合形成 平面网状结构。所有碳原子的p 轨道平行
且相互重叠,p 轨道中的电子可在整个平面中运动。
2.层与层之间以 相结合。
3.石墨晶体中,既有 ,又有 和 ,属于 。
4.结构模型
(1)石墨层状晶体中,层与层之间的作用是 。
(2)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
。
(3)在每层内存在 键和 键。
(4)C—C 的键长比金刚石的C—C 的键长短,熔点比金刚石的 。
(5)导电性:石墨晶体中,每个碳原子的配位数为 ,有一个未参与杂化的2p 电子,p 轨道中的电子在
中运动。但电子不能从一个平面 到另一个平面。故在电场中,p 轨道中的电子只能沿石墨平面方向
移动。
的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的 晶体。如Na2O 和Al2O3晶体中都含有离子键的成
分,它们既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,Na2O 更偏向 晶体,Al2O3 更偏向 晶体。
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得分速记
四种晶体的性质与判断
1.四种晶体类型比较
类型
比较
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成粒子
分子
原子
金属阳离子
和自由电子
阴、阳离子
粒子间的相互
作用力
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
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
常见溶剂难
溶
大多易溶于水等极性
溶剂
导电、传热性
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.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: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)同种晶体类型熔、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:金刚石>碳化硅>硅。
(2)离子晶体
①一般地说,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:MgO>NaCl>CsCl。
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、沸点越高,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、沸点反常得高,如
H2O>H2Te>H2Se>H2S。
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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
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>N2、
CH3OH>CH3CH3。
④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。
(4)金属晶体
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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:Na<Mg<Al。
3.晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法
(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断
①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子,粒子间的相互作用是离子键。
②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是原子,粒子间的相互作用是共价键。
③分子晶体的构成粒子是分子,粒子间的相互作用为分子间作用力。
④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的相互作用是金属键。
(2)依据物质的类别判断
①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多
数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质与合金是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高,常在数百至一千摄氏度以上。
②共价晶体熔点高,常在一千至几千摄氏度。
③分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下至很低温度。
④金属晶体多数熔点高,但也有相当低的,如汞。
(4)依据导电性判断
①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。
②共价晶体一般为非导体。
③分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学
键断裂形成自由离子也能导电。
④金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。
②共价晶体的硬度大。
③分子晶体的硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。
考向1 考查常见晶体的比较与晶体类型判断
例1 (2024·福建福州·一模)观察下列模型并结合信息,判断有关说法错误的是
马脑
FeSO4·7H2O
S8分子
HCN
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结构模型示意
图
A.马脑,又名玛瑙、码瑙或马瑙,属于共价晶体,且两原子个数比为2:1
B.FeSO47H2O 结构中键角1、2、3 由大到小的顺序:3>1>2
C.固态硫S8中S 原子为sp2杂化
D.HCN 的结构式为
【变式训练1·变载体】下列物质的有关叙述正确的是
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.
分子中仅含σ 键
考向2 晶体熔沸点大小比较
例2 下列关于物质的熔沸点高低顺序中,正确的是
A.金刚石>晶体硅>金刚砂
B.NaF>NaCl>NaBr
C.邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
D.生铁>纯铁>钠
【变式训练·变载体】下列物质性质的变化规律与化学键强弱无关的是
A.HF、HCl、HBr 的热稳定性依次减弱
B.NaF、NaCl、NaBr 的熔点依次降低
C.Li、Na、K 的熔点逐渐降低
D.SiF4、SiCl4、SiBr4的熔、沸点逐渐升高
思维建模 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)相同类型晶体
①金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<
Mg<Al。
②离子晶体:a.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越
多,离子半径越小,熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
③原子晶体:原子半径越小,键长越短,熔沸点越高。
④分子晶体: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。
(3)离子晶体:一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,熔、沸点就越高
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1.(2025·河北卷)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
A
氮气稳定存在于自然界中
氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B
苯不能使溴的
溶液褪色
苯分子中碳原子形成了稳定的大
键
C
天然水晶呈现多面体外形
原子在三维空间里呈周期性有序排列
D
氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶
体
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点
越低
2.(2025·陕晋青宁卷)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为
,阿伏加德罗常数的
值为
,下列说法错误的是
A.沿晶胞体对角线方向的投影图为
B.
和B 均为
杂化
C.晶体中与
最近且距离相等的
有6 个
D.
和B 的最短距离为
3.(2025·浙江1 月卷)某化合物
的晶胞如图所示,下列说法不正确的是
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A.晶体类型为混合晶体
B.
与二价铁形成配位键
C.该化合物与水反应有难溶物生成
D.该化合物热稳定性比
高
4.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为
。下图给出了碘的单层结
构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.
碘晶体中有
个“卤键”
D.碘晶体的密度为
5.(2024·贵州卷)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@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是
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.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
6.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为
。
合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方
晶胞。下列说法错误的是
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A.I 为
金
B.Ⅱ中
的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距
D.I、Ⅱ、Ⅲ中,
与
原子个数比依次为
、
、
7.(2024·吉林卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1 是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和
结构;晶胞2 是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A.结构1 钴硫化物的化学式为
B.晶胞2 中S 与S 的最短距离为当
C.晶胞2 中距
最近的S 有4 个
D.晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体
8.(2024·甘肃卷)
晶体中,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中部分结构显示为图
乙,下列说法错误的是
A.电负性:
B.单质
是金属晶体
C.晶体中存在范德华力
D.
离子的配位数为3
9.(2024·北京卷)锡(
)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)
位于元素周期表的第5 周期第IVA 族。将
的基态原子最外层轨道表示式补充完整: 。
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(2)
和
是锡的常见氯化物,
可被氧化得到。
①
分子的
模型名称是 。
②
的
键是由锡的 轨道与氯的
轨道重叠形成σ 键。
(3)白锡和灰锡是单质
的常见同素异形体。二者晶胞如图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金
刚石结构。
①灰锡中每个
原子周围与它最近且距离相等的
原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为
和
,则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
(4)单质
的制备:将
与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至
,由于固体之间反应慢,未
明显发生反应。若通入空气在
下,
能迅速被还原为单质
,通入空气的作用是 。
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