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 晶体常识...............................................................................................................................
知识点1 晶体与非晶体................................................................................................................................
知识点2 晶胞..................................................................................................................................................
知识点3 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法....................................................................................
知识点4 晶体熔、沸点的比较......................................................................................................................
考向1 考查晶体与非晶体............................................................................................................................
【思维建模】鉴别晶体与非晶体的方法
考向2 考查晶体化学式确定........................................................................................................................
【思维建模】确定晶体的化学式技法——“均摊法”
考向3 考查有关晶胞的计算........................................................................................................................
【思维建模】晶胞结构的相关计算方法
考向4 考查晶体熔沸点高低的比较............................................................................................................
【思维建模】晶体熔、沸点的比较方法
考点二 典型晶体模型结构分析.......................................................................................................
知识点1 常见分子晶体结构分析..................................................................................................................
知识点2 常见共价晶体结构分析..................................................................................................................
知识点3 常见金属晶体结构分析..................................................................................................................
知识点4 常见离子晶体结构分析..................................................................................................................
知识点5 混合晶体——石墨晶体.................................................................................................................
考向1 考查常见晶体的结构与性质..............................................................................................................
考点三 超分子.......................................................................................................................................................
知识点1 超分子..............................................................................................................................................
考向1 超分子的结构、性质及其应用.........................................................................................................
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
晶体常识
选择题
非选择题
7 题3 分
11 题3 分
典型晶体模型结
构分析
选择题
非选择题
12 题3 分
18 题15 分
18 题6 分
超分子
选择题
非选择题
4 题3 分
考情分析：
1．从考查题型和内容上看，高考命题以非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：
（1）晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断。
（2）晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置（原子坐标）判断。
2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体的密度、晶胞参数计算、晶体中原
子的空间位置判断等。
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
质
类
间
(溶解性、
性和熔沸点等
导电
)。
5．会分析晶体
构，并能
行晶胞的有关计
算。
结
计
2
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3
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考点一 晶体常识
知识点1 晶体和非晶体
1、晶体和非晶体的概念
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周期性重复排列构成的固体物质，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杂乱无章的分布状态的固体物质。如：玻璃、松香、硅藻土、橡
胶、沥青等
2、晶体的特点：自范性、固定的熔点、物理性质的各向异性、外形和内部质点排列的高度有序性
3、获得晶体的途径
①熔融态物质凝固。如：从熔融态结晶出来的硫晶体
②气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)。如：凝华得到的碘晶体
③溶质从溶液中析出。如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体
4、晶体与非晶体的区别
晶体
非晶体
结构特征(本质区别)
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质特征
自范性
有
无
熔、沸点
某些物理性质
各向异性
各向同性
二者区别
方法
间接方法
看是否有固定的熔、沸点
科学方法
对固体进行X射线衍射实验
得分速记
(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规
则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
知识点2 晶胞
1、晶胞的概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的结构重复单元
2、形状：一般来说，晶胞都是 ，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成
①“无隙”：相邻晶胞之间无任何间隙
4
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②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同
3、特点：一种晶体所有晶胞形状及内部的粒子种类、个数及粒子所处的空间位置是完全相同的
知识点3 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
1、原则：晶胞中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(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
a．处于顶点上的粒子，同时为8 个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
b．处于棱边上的粒子，同时为4 个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
c．处于晶面上的粒子，同时为2 个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞
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、晶胞参数(边长)与半径的关系
晶体
晶体结构
图示关系
晶胞参数与边长关系
简单立
方晶胞
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
r，则有a=2r
体心立
方晶胞
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
r，体对角线长为c，则有c＝√3a＝
4r
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面心立
方晶胞
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
r，则有4r＝√2a
六方最
密堆积
晶胞
晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长
为a，高为h，则有a＝2r，h＝2 倍
四面体高
石墨
晶胞
设石墨晶胞的底边长为a cm，原子
球直径为r，高为h cm，层间距d
cm，则h＝2d，由图可知：a/2＝
r×sin60°，得a＝r
金刚石
晶胞
G 点是空的，没有球，是正立方体
的体心，A 球心到E 球心，是2 个
半径，即一个直径；同样，E 球心到
G，是2 个半径，即一个直径，所以
AG 是两个直径，体对角线是AG 的
两倍，所以体对角线是4 个直径，
即8r，则有8r＝√3a
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
r，则有8r＝√3a。(体对角线上五球
相切，其中有两个假想球)
CaF2 型
晶胞(与
金刚石
类似)
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4(r+ + r－)＝√3a
4、晶体密度及微粒间距离的计算
晶体密度的计算公式推导过程
若1 个晶胞中含有x 个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝
＝
mol
金刚石晶胞
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晶胞的质量为：m＝n·M＝
g，则密度为：ρ＝
右图为CsCl 晶体的晶胞
假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl 的摩尔质量用M g·mol－1表示，
则CsCl 晶体的密度为ρ＝g·cm－3
得分速记
(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。
5、金属晶体空间利用率的计算方法
(1)空间利用率的定义及计算步骤
①空间利用率(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比
②
(2)金属晶体空间利用率分类简析
①简单立方堆积：如图所示，原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V 球＝πr3，V 晶胞＝(2r)3＝8r3
空间利用率＝×100%＝×100%＝
≈52%
②体心立方堆积：如图所示，原子的半径为r，体对角线c 为4r，面对角线b 为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝
r。1 个晶胞中有2 个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%＝
≈68%
③面心立方最密堆积：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%＝
≈74%
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④六方最密堆积：如图所示，原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积
S＝2r×r＝2r2，h＝r，V 晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3,1 个晶胞中有2 个原子，则空间利用率＝×100%＝
×100%＝
≈74%
⑤金刚石型堆积：设原子半径为R，由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之间的距离为
晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出晶胞参数：a＝b＝c＝R，α＝β＝γ＝90°。每个晶胞中包含八个
原子。η＝×100%＝×100%≈34.01%
得分速记
(1)1pm＝10－12m＝10－10cm
(2)1nm＝10－9m＝10－7cm
(3)1μm＝10－6m＝10－4cm
知识点4 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： ＞ ＞
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——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小
①共价晶体：看共价键的强弱，取决于 ，即：成键原子半径大小
如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
②离子晶体：衡量离子晶体稳定性的物理量是 。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越
高，硬度越大。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力
就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl
③分子晶体：看 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性)
a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，
如H2O>H2Te>H2Se>H2S
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
d．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷>异戊烷
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④金属晶体：看 ，金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高
如熔、沸点：Na<Mg<Al
考向1 考查晶体与非晶体
例1（2024·湖南长沙·三模）下列有关物质的组成、结构、性质与转化，说法正确的是
A．醛、酮分子间可形成氢键，其沸点比相应的烷烃要高
B．苯、甲苯、苯酚都能与溴单质发生取代反应，苯酚更容易进行
C．冠醚是不同大小空穴的超分子，可以识别不同大小的碱金属离子
D．缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块，表现了晶体的各向异性
思维建模 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)。
【变式训练1】（2024·湖南·模拟预测）下列说法正确的是
A．用含有增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料
B．75%医用酒精可用来消毒，是因为乙醇与细菌发生氧化还原反应
C．利用杯酚分离C60和C70 ，是因为杯酚和C60结构的相似，根据“相似相溶原理”杯酚能溶解C60，
而不溶解C70
D．具有各向异性的物质不一定是晶体
【变式训练2】（2024·湖南·二模）下列说法错误的是
A．已经发现的稀有气体化合物已达上百种，所有稀有气体都能形成化合物
B．具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂
C．由于晶体具有各向异性，所以在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形
D．工业生产中为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化
考向2 考查晶体化学式确定
例2（2022·湖南常德·模拟预测）研究者利用冷冻透射电子显微镜，在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了
自然环境下生成的二维晶体，其结构如图所示。
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下列有关这种二维晶体的说法错误的是
A．化学式为CaCl，可能具有金属性
B．
的键角为120°
C．
和
的配位数均为6
D．金属阳离子
也可能形成类似的晶体
思维建模 确定晶体的化学式技法——“均摊法”
1.晶体中微粒的排列具有周期性，晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，利用“均摊法”可以计算一个晶
胞中的粒子数，从而确定晶体的化学式。
2.“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。
【变式训练1】（2024·湖南长沙·三模）氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，主要应用于激光领域，
其立方晶胞结构如图。
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
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A．
的配位数为8
B．氟化钾镁晶体的化学式为
C．每个
位于距其最近且等距的
构成的正八面体空隙中
D．若
位于晶胞的体心，则
位于晶胞的面心
【变式训练2】（2024·湖南长沙·二模）汞及其化合物在我国应用的历史久远，可用作医药、颜料等。两种
含汞化合物的晶胞结构如图所示，其中甲为四方晶胞结构，乙为立方晶胞结构。下列说法正确的是
A．甲和乙中Hg2+的配位数相同
B．甲的化学式为(NH4)2HgCl4
C．乙中相邻的两个S2-之间的距离为
anm
D．每个甲、乙晶胞中含有的阴离子数目相等
考向3 考查有关晶胞的计算
例3（2024·湖南常德·一模）某储氢材料(化学式：
)，其晶体结构属于立方晶胞，如图所示，晶胞
参数为
，
原子位于顶点与面心，
原子位于晶胞中顶点
与最近距离的
所形成的四面体中心。
该晶胞的密度是晶胞中氢原子密度的
倍，晶胞氢原子的密度为晶胞单位体积内所含氢原子的质量。已
知阿伏加德罗常数为
。下列说法错误的是
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A．该储氢材料的化学式为
B．晶胞中
原子总数为24
C．原子A、B 之间的间距为
D．晶体的密度为
思维建模 晶胞结构的相关计算方法
1、计算晶体密度的方法
如立方晶胞密度的计算：
(其中①M 为微粒的相对“分子”质量；②另外关于晶胞参数单位换算也需注意：1 m=10 dm=102
cm=103 mm=106 μm=109 nm=1012 pm；③密度公式中共有四个未知量：密度、微粒摩尔质量、晶胞体积、
NA，知道3 个可求另一个，因此可以围绕密度出现4 种题型)
2、计算晶体中微粒间距离的方法
晶胞的体积=
(M 为微粒的相对“分子”质量)
【变式训练1】（2024·湖南长沙·三模）Cu 的化合物种类繁多，在人类的生产生活中有着广泛的应用，实
验测得一种Cu 与Br 形成的化合物沸点为1345℃，晶胞结构如图所示(黑球代表铜，晶胞的密度为ρ
g·cm-3，设
为阿伏加德罗常数的值)，下列说法正确的是
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A．晶体的化学式为CuBr2
B．晶体中与Br 最近且距离相等的Br 有6 个
C．Cu 与Br 之间的最短距离为
D．该化合物为共价晶体
【变式训练2】（2024·湖南·模拟预测）如图所示为一种U-H 化合物的立方晶胞，晶胞边长为a pm。其中
大球代表U 原子，小球代表H 原子，所有H 原子化学环境相同，其中一个H 原子的坐标为
，
下列说法正确的是
A．该晶体的化学式为
B．该晶体中U 的配位数为12
C．有一个H 原子的坐标为
D．该晶体的理论密度为
考向4 考查晶体熔沸点高低的比较
例4（2024·湖南·调研）几种物质的熔点和沸点的数据如表，下列有关判断正确的是
单质M
熔点/
801
712
190
2300
沸点/
1465
1412
178
57.6
2500
注：
的熔点在
条件下测定。
A．常温下，
为液态
B．单质M 一定是分子晶体
C．熔沸点：
D．离子键强度：
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思维建模 晶体熔、沸点的比较方法
(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
【变式训练1】（2024·湖南·调研）下列比较正确的是
A．化学键的键能由大到小：金刚石＞碳化硅＞硅
B．熔、沸点由高到低：二氧化碳＞氧化镁＞氯化钠＞金刚石
C．硬度由大到小：C60＞碳化硅＞铁＞氯化钠
D．共价键的极性由强到弱：H－I＞H－Br＞H－Cl
【变式训练2】（2025·湖南·调研）下列各组物质中，按熔、沸点由低到高的顺序排列正确的是
①
、
、
；②C2H6、C(CH3)4、CH3(CH2)3CH3；③LiCl、NaCl、KCl；④Na、Mg、Al；⑤金刚
石、晶体硅、碳化硅
A．①③
B．①④
C．②④
D．②⑤
考点二 典型晶体模型结构分析
知识点1 常见分子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
①每 个CO2分子构成1 个立方体且在6 个面的面心又各有1 个CO2分
子，每个晶胞中有 个CO2分子
②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有 个
③密度＝ g·cm－3(a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
白磷
(1)面心立方最密堆积
(2)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
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冰
(1)每个水分子与相邻的 个水分子以氢键相连接
(2)每个水分子实际拥有 个“氢键”
(3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四
个水分子形成氢键
得分速记
①密堆积：指的是微粒间的作用力使粒子间尽可能地相互接近，使它们占有较小空间
②若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12 个紧邻的分子。在分子晶
体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和
饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子
③若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12 个。因为
氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体
知识点2 常见共价晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
金
刚
石
硅
晶
体
原子半径(r)与边
长(a)的关系：
a=8r
①每个碳与相邻4 个碳以共价键结合，形成 体结构，键角均为
②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1 个C 原子，晶胞内部有4 个C 原子，
每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8 个碳原子，最小的碳环为6 元环，并
且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为 杂化
③每个碳原子被 个六元环共用，每个共价键被 个六元环共用，
一个六元环实际拥有 个碳原子
④C 原子数与C—C 键数之比为1∶2，12g 金刚石中有2 mol 共价键
⑤密度＝ g·cm－3(a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
SiO2
①SiO2晶体中最小的环为 元环，即：每个12 元环上有6 个O，6 个Si
②每个Si 与 个O 以共价键结合，形成 体结构，每个正四面体占
有1 个Si，4 个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2
③每个Si 原子被 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个十二元环共用
④每个SiO2晶胞中含有 个Si 原子，含有 个O 原子
⑤硅原子与Si—O 共价键之比为1：4，1mol SiO2晶体中有4mol 共价键
** 错误的表达式 **密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的
值)
SiC
BN
AlN
①每个原子与另外4 个不同种类的原子形成 体结构
②密度：ρ(SiC)＝；ρ(BN)＝；
ρ(AlN)＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
③若Si 与C 最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：
a=
得分速记
(1)共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实
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的分子。
(2)共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si 与O 的原子
个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。
(3)由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。
知识点3 常见金属晶体结构分析
堆积模型
简单立方堆积
体心立方堆积
(钾型)
面心立方最密堆积
(铜型)
六方最密堆积
(镁型)
晶胞
或
代表金属
Po
Na K Fe
Cu Ag Au
Mg Zn Ti
配位数
晶胞内原子数目
原子半径(r)和晶
胞边长(a)的关系
原子空间利用率
知识点4 常见离子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
NaCl
①一个NaCl 晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－
②在NaCl 晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成正八面体
形； 每
个Cl－同时强烈吸引 个Na+
③在NaCl 晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6
④在NaCl 晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有
个，
每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个
⑤密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
CsCl
①一个CsCl 晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－
②在CsCl 晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－，即：Cs+的配位数为
， 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即：Cl－的配位数为
③在CsCl 晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，
形成 体形，在CsCl 晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的
Cl－共有 个
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④密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
ZnS
①1 个ZnS 晶胞中，有 个S2－，有 个Zn2＋
②Zn2＋的配位数为 ，S2－的配位数为
③密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
CaF2
①1 个CaF2的晶胞中，有 个Ca2＋，有 个F－
②CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是 ，F－的配位数
是
③密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
得分速记
(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl 是离子晶体。
(2)离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH 晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含
有非极性共价键。
(3)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al 和非金属元素Cl 组
成的分子晶体。
(4)含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。
(5)离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。
知识点5 混合晶体——石墨晶体
1、石墨晶体的结构：石墨不同于金刚石，它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化，而是呈sp2杂
化，形成平面六元并环结构。因此，石墨晶体是层状结构的，层内的碳原子的核间距为142pm 层间距离
为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的。石墨的二维结构内，每一个碳原子的配位
数为3，有一个末参与杂化的2p 电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面
石墨晶体中的二维平面结构
石墨的层状结构
石墨结构中未参与杂化的p 轨道
2、石墨的“多性”
①具有共价晶体属性：在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价
键与另外三个碳原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成层状结构，层内
的碳原子核间为为142 pm，这正好属于共价晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它是共价晶体
②具有金属晶体属性：在同一平面内的碳原子还各剩下一个p 轨道，所有的p 轨道相互重叠，电子比较
自由，相当于金属晶体中的自由电子，而石墨能导热和导电，这正属于金属晶体的特征
③具有分子晶体属性：石墨晶体中层与层之间相隔335 pm，距离较大，层间是以范德华力结合起来的，
即层与层之间属于分子晶体。但是，由于同一平面层上的碳原子间的结合力很强，键很难被破坏，所
以石墨的熔点也很高，化学性质也很稳定
3、石墨的晶体类型：石墨是共价晶体、金属晶体、分子晶体的一种混合型晶体
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4、微粒间的作用：石墨属于混合晶体，既有共价键、又有金属键，还有范德华力
5、石墨与金刚石的比较
金刚石
石墨
晶体类型
共价晶体
混合晶体
构成微粒
碳原子
碳原子
微粒间的作用力
C－C 共价键
C－C 共价键、分子间作用力
碳原子的杂化方式
sp3杂化
sp2杂化
碳原子成键数
4
3
碳原子有无剩余价电子
无
有一个2p 电子
配位数
4
3
晶体结构特征
正四面体空间网状结构
平面六边形层状结构
最小碳环
六元环、不共面
六元环、共面
键长
金刚石中C—C>石墨中C—C
键能
金刚石<石墨
稳定性
金刚石<石墨
熔、沸点
金刚石<石墨
键角
109°28′
120°
考向1 考查常见晶体的结构与性质
例1 （2024·湖南·模拟预测）某团队合成一种盐，其阴离子由短周期主族元素X、Y、Z、R 组成。X、
Y、Z、R 的原子序数依次增大，R 的氧化物是大气污染物之一，X、Y、Z 同周期，Y、R 同主族，且Y 的
一种稳定单质为无色无味气体，X、Y、Z 的原子序数之和为23。下列有关叙述不正确的是
A．电负性
B．氢化物的稳定性：
C．
的键角和
的键角不相等
D．X 的单质可能是共价晶体
【变式训练1】（2024·湖南·三模）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B 两种正方体单元构成，
且两种正方体单元中氧离子的空间位置相同。通过Li+嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心，可将该晶体设计
为纳米硅基锂电池的正极材料
(m、n 为正整数)，已知：脱嵌率=
×100%。
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下列关于纳米硅基锂电池的说法不正确的是
A．当Li+嵌入晶胞体心和所有棱心时，该锂电池正极材料的化学式为LiFe6O8
B．若该锂电池正极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=5：7，则Li+的脱嵌率为75%
C．该锂电池充电时阳极发生的反应为
D．该锂电池放电时，每转移2mol e-，正极材料增重14g
【变式训练2】（2024·湖南永州·三模）磷化氢(PH3)具有能量密度高、可再生优势，常用作新能源材料。
一种工业上利用副产法制备PH3的流程如图所示：
下列说法正确的是
A．白磷(P4)属于共价晶体
B．次磷酸钠是酸式盐
C．白磷与浓NaOH 溶液反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：3
D．流程中的每一步反应均属于氧化还原反应
【变式训练3】（25-26 高三上·湖南·开学考试）
合金晶体有
(甲)、
(乙)两种结构。
设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．
与
晶体的密度之比为
B．
中，Au 周围最近且等距的Ti 的个数为12
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C．图乙中，若M 的坐标为
，则N 的坐标为
D．图乙中，Ti-Au 间最近距离为
考点三 超分子
知识点1 超分子
1．定义：由 的分子通过 相互作用形成的 。
2．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括 。
3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过 结合，主要是 、 和
、 以及一些分子与金属离子之间形成的 。
4．分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是 的，有的是 的。
5．超分子特征：
(1)分子识别：通过 匹配实现 识别。
(2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使
超分子产生 的过程。
6．应用实例
(1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混
合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”，再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离
C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。
(2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，
并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金属离子
匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。
(3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极
性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。
(4)DNA 分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。
7．超分子的未来发展
通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生
物传感器等功能材料。
考向1 考查超分子的结构、性质及其应用
例1 （24-25 高二下·湖南长沙·期中）NaCl、CsCl、
是三种典型的晶体，晶胞结构如图所示。下列说
20
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法正确的是
A．1 个氯化钠晶胞中含有2 个
和2 个
B．CsCl 晶体中，
的配位数为6
C．两种晶体的熔点高低关系为：
D．碱金属离子可以通过离子键与冠醚形成超分子
【变式训练1】（24-25 高二下·湖南·期中）柱芳烃是一类具有独特柱状空腔结构的超分子主体化合物，腔
内具有一定疏水性，可与多种客体分子通过相互作用形成超分子。下图为柱芳烃与某有机分子形成超分子
的示意图，结合相关信息，下列说法错误的是
A．柱芳烃作为主体分子识别客体分子时，二者的结构必须完全匹配
B．图示超分子中，客体分子与柱芳烃之间存在范德华力等弱相互作用
C．柱芳烃的结构可能会在不同的溶液环境中发生改变，从而实现对客体分子的结合与分离
D．图中体现出来的是超分子“分子识别”的特性，超分子另外一个重要特性是自组装
【变式训练2】（24-25 高三上·湖南·阶段练习）某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性，
疗效比一般药物强好几倍。实验室将KF 溶入18-冠-6(结构如图1)的乙腈(
)溶液中可轻松实现氟的
取代，反应过程如图2 所示：
下列说法错误的是
A．用
代替18-冠-6 不能起到相应效果
B．KF、18-冠-6 和乙腈均为极性分子
21
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C．键角：∠1 小于丙酮中的
D．KF 溶于18-冠-6，增大与卤代烃的接触面积，反应速率加快
1．（2025·湖南·高考真题）
掺杂的铋酸钡具有超导性。
替代部分
形成
(摩尔质量为
)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为
，设
为阿伏加德罗常数的值。下列说
法正确的是
A．晶体中与铋离子最近且距离相等的
有6 个
B．晶胞中含有的铋离子个数为8
C．第一电离能：
D．晶体的密度为
2．（2025·湖南·高考真题）下列有关物质性质的解释错误的是
性质
解释
A
酸性：
是推电子基团
B
熔点：
的体积大于
C
熔点：
比
的金属性弱
D
沸点：
分子间存在氢键
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2024·湖南·高考真题）
是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为
，晶胞如图所示，下列说法错误的是
22
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A．合成反应中，还原剂是
和C
B．晶胞中含有的
个数为4
C．每个
周围与它最近且距离相等的
有8 个
D．
为V 型结构
4．（2024·湖南·高考真题）下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A．
分子是正四面体结构，则
没有同分异构体
B．环己烷与苯分子中
键的键能相等
C．甲苯的质谱图中，质荷比为92 的峰归属于
D．由
与
组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关
5．（2023·湖南·高考真题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为
。阿伏加德罗常数的值为
。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与
最近且距离相等的
有8 个
C．晶胞中B 和C 原子构成的多面体有12 个面
D．晶体的密度为
23
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6．（2023·湖南·高考真题）超纯
是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工
作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯
方面取得了显著成果，
工业上以粗镓为原料，制备超纯
的工艺流程如下：
已知：①金属
的化学性质和
相似，
的熔点为
；
②
(乙醚)和
(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题：
(1)晶体
的晶体类型是 ；
(2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在
的原因是 ，阴极的电极反应式为
；
(3)“合成
”工序中的产物还包括
和
，写出该反应的化学方程式： ；
(4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 ；
(5)下列说法错误的是_______；
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A．流程中
得到了循环利用
B．流程中，“合成
”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配
，并蒸出
D．用核磁共振氢谱不能区分
和
(6)直接分解
不能制备超纯
，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯
的理由是 ；
(7)比较分子中的
键角大小：
(填“>”“<”或“=”)，其原因是
。
7．（2022·湖南·高考真题）铁和硒(
)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛
应用，回答下列问题：
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：
①基态
原子的核外电子排布式为
；
②该新药分子中有 种不同化学环境的C 原子；
③比较键角大小：气态
分子
离子(填“>”“<”或“=”)，原因是 。
(2)富马酸亚铁
是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：
①富马酸分子中
键与
键的数目比为 ；
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化
，将
转化为
，
反应过程如图所示：
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①产物中N 原子的杂化轨道类型为 ；
②与
互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz 和xy 平面投影分别如图所示：
①该超导材料的最简化学式为 ；
Fe
②
原子的配位数为 ；
③该晶胞参数
、
。阿伏加德罗常数的值为
，则该晶体的密度为
(列
出计算式)。
8．（2021·湖南·高考真题）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：
(1)基态硅原子最外层的电子排布图为 ，晶体硅和碳化硅熔点较高的是 (填化学式)；
(2)硅和卤素单质反应可以得到
，
的熔沸点如下表：
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
0℃
①
时，
、
、
、
呈液态的是 (填化学式)，沸点依次升高的原因是 ，气态
分子的空间构型是 ；
②
与N-甲基咪唑
反应可以得到
，其结构如图所示：
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N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 ，H、C、N 的电负性由大到小的顺序为 ，1 个
中含有 个
键；
(3)下图是
、
、
三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
①已知化合物中
和
的原子个数比为1：4，图中Z 表示 原子(填元素符号)，该化合物的化学式
为 ；
②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，
，则该晶体的密度
(设阿伏加德罗常数的值为
，用含a、b、c、
的代数式表示)。
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