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第04讲
晶体结构与性质
目录
CONTENTS
01
考情透视
02
知识导图
03
考点突破
04
真题练习
考点要求 考题统计
物质的聚集状态与晶体常识 2024湖南卷第12题，3分；2024河北卷第12题，3分；2024湖北卷第11题，3分；2024吉林卷第14题，3分；2023全国乙卷第35题，6分；2022山东卷第5题，2分；2022江苏卷第7题，3分；2022天津卷第12题，3分；2021山东卷第16题，4分
常见晶体 的结构与 性质 2024山东卷第4题，3分；2024甘肃卷第12题，3分；2024贵州卷第8题，3分；2023湖南卷第11题，3分；2022湖北卷第9题，3分；2021山东卷第9题，2分
考情分析
分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
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。
3．根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：
（1）晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断。
（2）晶体化学式的计算及晶体密度的计算。
（3）晶体类型的判断、熔点差异原因及熔沸点高低的比较等。
复习目标
1．了解物质的常见聚集状态及特点。
2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。
3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。
4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。
5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。
考向1 考察常见晶体的比较与晶体类型的判断
考向2 考察晶体熔沸点高低的比较
考点一
物质的聚集状态与晶体常识
考点二
常见晶体的结构与性质
考向1 考察晶体与非晶体
考向2 考察有关晶胞的计算
考点一
物质的聚集状态与晶体常识
考向1 考察晶体与非晶体
考向2 考察有关晶胞的计算
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。
固
液
气
(2)特殊物质的聚集状态：等离子体是______物质，离子液体是______物质。
气态
液体
(3)更多的物质聚集状态：晶态、非晶态，______态、______态等。
塑晶
液晶
2.普通物质三态的相互转化
知识点1 物质的聚集状态
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：等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体 上呈电中性的气态物质。
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气体变成等离子体。
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：具有良好的导电性和流动性。
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液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。
B.组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，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：
典型特征
塑性
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：具有液体的某些性质(如流动性、黏度、形变性等)和晶体的某些性质
(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。
有序
热致
溶致
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。
周期性重复
杂乱无章的分布
排列
(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。
分子
原子
离子
(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。
气
液
固
晶
非晶
塑晶
液晶
【名师提醒】
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 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
熔点 固定 不固定
异同表现 各向异性 各向同性
二者区别方法 间接方法 看是否有____________ 科学方法 对固体进行________________ 固定的熔点
X-射线衍射实验
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______。
熔融态
气态
液态
固态
液态
气态
液态
物理
析出
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。
基本单元
A.无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
B.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
知识点3 晶胞组成的计算均摊法
晶胞任意位置上的一个原子如果是被个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个
原子分得的份额就是。
2.方法
1.原则
粒子
同为8个晶胞所共有， 粒子属于该晶胞
位于顶点
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
位于内部
位于面上
位于棱上
同为4个晶胞所共有， 粒子属于该晶胞
同为2个晶胞所共有， 粒子属于该晶胞
整个粒子都属于该晶胞
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__
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
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
最邻近
(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。
最接近且等距离
(2)离子晶体的配位数：指一个离子周围________________的______电性离子的数
目。
最接近且等距离
异种
(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、、石墨、、K、
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。
(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，周围的数目用“”表示)：
【特别提醒】
每个面上有4个，共计12个。
4.晶胞计算公式(立方晶胞)
(1)晶体密度：
：棱长；：密度；：阿伏加德罗常数的值；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
①面对角线长。
②体对角线长。
③体心立方堆积为原子半径)。
④面心立方堆积为原子半径)。
(3)空间利用率。
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，其一般的计算规律和公式可
表示为：，其中M为晶体的摩尔质量，为晶胞所占有的粒子数
为阿伏加德罗常数，为晶体密度，为晶胞参数。
摩尔质量M
阿伏伽德罗常数NA
一个晶胞所含的粒子数目n
立方晶胞边长a
一个晶胞的质量m=
晶胞的体积V=a3
晶胞的密度=
=
(2)计算晶体中微粒间距离的方法
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。
确定晶胞中微粒个数
晶胞的密度
物质的化学式
晶胞的质量
晶胞体积
微粒间距离
(3)原子空间利用率的计算
A.已知晶体密度 求空间利用率
若1个晶胞中含有个微粒，则晶胞中含有 微粒，其质量为
为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为为晶胞的体积)，则
晶胞的质量为，因此有。
晶胞体积_____，晶胞含粒子体积_________。
故空间利用率 _________________。
①简单立方结构
空间利用率_____
②体心立方结构
空间利用率_____
B.已知晶胞结构求空间利用率
③面心立方结构
如图所示，原子的半径为，面对角线为
个晶胞中有4个原子，则空间利
用率______。
知识点4 晶体中原子坐标
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______________
完全一致
任意选择一个原子
三个棱延长线
胞边长
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轴
和 轴，只不过夹角不是，而是______或____。
2.简单立方体模型的原子分数坐标与投影图
(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_______。
观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。
(2)平面上的投影图如图所示________。
测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。
鉴别晶体与非晶体的方法
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：的分数坐标为_______， 9的分数坐标为________。
(2)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：和2_________，3和4________，5和6________。
(2)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)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】湖北黄冈·二模)下列关于准晶的说法正确的是( )
A.准晶和晶体可以通过X射线衍射实验加以区别
B.准晶具有良好的导电、导热性
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
考向1 考查晶体与非晶体
【例1】湖北黄冈·二模)下列关于准晶的说法正确的是( )
A.准晶和晶体可以通过X射线衍射实验加以区别
B.准晶具有良好的导电、导热性
A．晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X射线衍射实验加以区别
B．准晶具有各向异性，不具有良好的导电、导热性
考向1 考查晶体与非晶体
【例1】湖北黄冈·二模)下列关于准晶的说法正确的是( )
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
D．已知的准晶中不一定含有共价键，如Al65Cu23Fe12中没有共价键
C．自然界中存在天然条件下形成的准晶，如Al65Cu23Fe12
A
【思维建模】
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）。
【变式训练1】甘肃白银·模拟预测)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( )
B
A.玛瑙 B.白磷 C.玻璃 D.石蜡
【解析】晶体具有自范性，玛瑙不是晶体，A错误； 晶体具有自范性，白
磷是分子晶体，B正确；晶体具有自范性，玻璃不是晶体，C错误； 晶体具
有自范性，石蜡不是晶体，D错误；故选B。
【变式训练2】(23-24高三上·江西省乐安·开学考试)下列关于晶体的说法，不正
确的是( )
①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无
自范性；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的
熔、沸点；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键弱，所以其熔点比较低；
⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；
⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个
分子周围有12个分子紧邻
D
A.①②③ B.②③⑦ C.④⑤⑥ D.②③④
【解析】晶体的自范性是粒子微观上周期性排列的宏观表现，因此非晶体排列无序，
无自范性，①正确；金属晶体中含有金属阳离子，不属于离子晶体，②错误；分子
晶体熔沸点取决于分子间作用力，而非共价键，③错误；MgO中离子所带电荷多，
半径小，离子键强，因此熔点比NaCl高，④错误；晶体中微粒周期性排列，晶胞是
晶体结构的基本单元，⑤正确；晶体微粒间的作用力使其尽可能紧密堆积，⑥正确；
干冰采用分子密堆积的排列方式，1个分子紧邻12个分子，⑦正确；故答案选D。
考向2 考查有关晶胞的计算
【例2】全国·模拟预测)可形成新型超导材料，
晶胞如图原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为的坐标
为，Y的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.基态原子的核外电子排布式为
B.坐标为的原子是原子
C.原子X与原子Y之间的距离为
D.该晶体的密度为
考向2 考查有关晶胞的计算
【例2】全国·模拟预测)可形成新型超导材料，
晶胞如图原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为的坐标
为，Y的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.基态原子的核外电子排布式为
Fe为26号元素，其核外电子排布式为[Ar]3d64s2
B.坐标为的原子是原子
由晶胞结构可知坐标为的原子是Z原子，即Fe原子
考向2 考查有关晶胞的计算
【例2】全国·模拟预测)可形成新型超导材料，
晶胞如图原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为的坐标
为，Y的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
C.原子X与原子Y之间的距离为
C．Se原子X与Se原子Y，沿x轴方向的距离为 ，沿y轴方向的距离为 ，沿z轴方向的距离为 ，两点间的距离为
，
考向2 考查有关晶胞的计算
【例2】全国·模拟预测)可形成新型超导材料，
晶胞如图原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为的坐标
为，Y的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
D.该晶体的密度为
D．Li原子个数为：8×=4，Se原子
个数为：8×+2=4，晶胞的质量为： ，晶
胞体积为：a2b×10-21 cm3，密度 g cm-3
C
【思维建模】
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。
【思维建模】
【变式训练1】江西宜春·三模)氢化铝钠()等复合氢化物是重要
的有机还原剂。晶胞结构如图所示，设阿伏加德罗常数的值为，下
列说法正确的是( )
B
A.晶体中，与紧邻且等距的有6个
B.晶体的密度为
C.与之间的最短距离为
D.中4个共价键不同
【解析】晶体中，以体心的为例，与之紧邻且等距的位于晶胞棱
上、晶胞中上层立方体左右侧面心、晶胞中下层立方体前后面面心，与紧邻且
等距的有8个，结合化学式可知与紧邻且等距的有8个，A错
误；晶胞中数目为，数目为，晶胞
质量为，晶胞体积为，则晶体
的密度为，B正确；与
之间的最短距离为下底面面对角线长的一半，为错误；为正四
面体结构，4个共价键完全相同，D错误；故选B。
【变式训练2】辽宁丹东·二模)氮化铬的晶胞结构如图所示，A点原子坐
标，密度为，摩尔质量为，晶胞参数为代表阿
伏加德罗常数的值.下列说法错误的是( )
C
A.该晶体的化学式为CrN
B.B点原子坐标
C.Cr原子位于N原子构成的四面体空隙中
D.
【解析】氮化铬的晶胞结构中，N位于顶点和面心，利用均摊法总共4个，位于
体心和棱上，总共4个，故该晶体的化学式为CrN，故A正确；为坐标原点，故B
的原子坐标为，故B正确；原子位于N原子构成的八面体空隙中，故C错
误；依据密度为d，可算出晶胞参数为：，故D正确；故选C。
考点二
考向1 考察常见晶体的比较与晶体类型
考向2 考察晶体熔沸点高低的比较
常见晶体的结构与性质
的判断
知识点1 分子晶体
1.概念：只含______的晶体称为分子晶体。
分子
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。
分子间作用力
共价键
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、氧、硫、氮、白磷等。
③部分______________，如等。
④几乎所有的____，如等。
⑤绝大多数____________的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
非金属氢化物
非金属单质
非金属氧化物
酸
有机化合物
4.物理性质
分子晶体熔、沸点较____，硬度较____。
低
小
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____________。
分子密堆积
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：
氢键
4
6.结构模型
______________________________________________________________ 干冰的晶体结构 干冰晶体中，每个分子周围等距且紧邻的分子有____个，属于分子________。每个晶胞中含有___个分子。同类晶体还有晶体、晶体等
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，含的冰中，最多可形成___氢键。晶胞结构与金刚石相似，含有___个
12
密堆积
4
4
2
8
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____。
高
大
短
大
高
共价晶体
微粒间的相互作用
构成微粒
原子
共价键
3.常见的共价晶体
共价晶体
非金属化合物
单质
晶体硼、晶体硅、金刚石等
碳化硅（SiC）、二氧化硅（SiO2）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等
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，夹角是________，最小的环是___元环。每个C被____个六元环共用。含有的金刚石中形成的共价键有___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
4
6
12
2
8
二氧化硅 晶体 晶体中，每个原子与___个O原子成键，每个O原子与2个原子成键，最小的环是____元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是___原子。晶体中含键数目为_____，在晶体中、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______。
4
12
手性
4.结构模型
知识点3 金属晶体
1.金属键
①概念：金属原子脱落下来的________形成遍布整块晶体的“________”，被
所有原子共用，从而把所有__________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：
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____。
金属键越强，金属的熔、沸点越____，硬度越____。
价电子
电子气
金属原子
金属阳离子
自由电子
大
少
弱
强
高
大
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
金属键
导电性
导热性
延展性
相对滑动
排列方式
自由电子
定向移动
【易错提醒】
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 和晶胞边 长 的关系 原子空间利用率
________________________________ 12 4
______________________________ 、 K、 8 2
晶胞结构 举例 配位数 每个晶胞包含原子数 原子半径( ) 和晶胞边 长( ) 的关系 原子空间利用率
___________________ 12 6(2)
________________________________ 6 1
续表
知识点4 离子晶体
1.构成粒子：________和________。
阴离子
阳离子
2.作用力：________。
离子键
3.配位数：一个离子周围________的________离子的数目。
最邻近
异电性
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__________。
半径比
电荷比
纯粹程度
5.离子晶体的性质
熔、沸点 熔、沸点______，难挥发
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________
较高
较大
易溶
难溶
不导电
能导电
6.结构模型
_________________________________________________________________ NaCl型 在晶体中，每个同时吸引___个，每个同时吸引___个，配位数为___。每个晶胞含___个和___个
CsCl型 在晶体中，每个吸引___个，每个吸引___个，配位数为___
型 在晶体中，的配位数为___，的配位数为___，晶胞中含___个，含___个。晶胞中在体对角线的__处
6
6
6
4
4
8
8
8
4
8
4
8
知识点5 混合型晶体石墨的结构特点
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。
共价键
正六边形
2.层与层之间以__________相结合。
范德华力
3.石墨晶体中，既有________，又有________和__________，属于__________。
共价键
金属键
范德华力
混合晶体
4.结构模型
(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用是__________。
范德华力
(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____。
2
(3)在每层内存在______键和_____键。
共价
大
(4)的键长比金刚石的的键长短，熔点比金刚石的____。
高
(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
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。
3
整个平面
跳跃
定向
知识点6 过渡晶体
______的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的______晶体。如
和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，更偏向______晶体， 更偏向______晶体。
纯粹
过渡
离子
共价
知识点7 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__________，如钨、铂等熔、沸点很____，汞、铯等熔、
沸点很____。
差别很大
高
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________。晶格能越____，形成的离子晶体
越______，熔、沸点越____，硬度越____。
晶格能
大
稳定
高
大
(3)分子晶体
①分子间作用力越____，物质的熔、沸点越____;具有______的分子晶体熔、沸
点反常得高，如____________。
大
高
氢键
＞
＞
＞
②组成和结构______的分子晶体，相对分子质量越____，熔、沸点越____，如
____________。
相似
大
高
＞
＞
＞
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____，其熔、沸
点越____，如CO________。
大
高
＞
＞
④同分异构体支链越____，熔、沸点越____。如____
____。
多
低
＞
＞
(4)金属晶体
金属离子半径越____，离子电荷数越____，其金属键越____，金属熔、沸点就
越____，如熔、沸点：________。
小
多
强
高
＜
＜
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____________，粒子间的相互作用是______键。
阴、阳离子
离子
②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是______，粒子间的相互作用是______键。
原子
共价
③分子晶体的构成粒子是______，粒子间的相互作用为______________。
分子
分子间作用力
④金属晶体的构成粒子是______________________，粒子间的相互作用是_____
_键。
金属阳离子和自由电子
金属
(2)依据物质的类别判断
①______金属氧化物(如等)、____碱等)和绝大多数
的______是离子晶体。
活泼
强
盐类
②________非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、______氢化物、_______
_氧化物(除外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
大多数
气态
非金属
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____，常在数百至一千摄氏度以上。
高
②共价晶体熔点____，常在一千至几千摄氏度。
高
③分子晶体熔点____，常在数百摄氏度以下至很低温度。
低
④金属晶体多数熔点____，但也有相当低的，如汞。
高
(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________，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______。
非导体
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____或略硬而脆。
大
②共价晶体的硬度____。
大
③分子晶体的硬度____且较脆。
小
④金属晶体多数硬度____，但也有硬度较小的，且具有________。
大
延展性
【例1】江苏南京·二模)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晶体属于( )
D
A.分子晶体 B.金属晶体 C.离子晶体 D.共价晶体
【解析】SiC中的和C以共价键结合形成空间网状结构，和金刚石结构相
似，SiC属于共价晶体
考向1 考查常见晶体的比较与晶体类型判断
【思维建模】
判断晶体类型的5种方法
(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原子晶体(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(如等)、强碱等)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 (除外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的原子晶体(共价晶体)单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子
晶体 (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原子晶体(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原子晶体(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原子晶体(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。
【变式训练1】天津河西·一模)下列物质的有关叙述正确的是( )
B
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.分子中仅含键
【分析】金刚石、石墨、、碳纳米管都是碳单质，互为同素异形体。
【解析】同素异形体的物理性质不相同，A错误； 组成元素都为碳元素，充分燃
烧的产物都为，B正确；石墨能导电，但石墨属于混合晶体，C错误；分
子中含键和键，D错误；答案选B。
【变式训练2】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 分子 HCN
结构模型示意图 _______________________ ____________________________________________ ________________________ __________________
C
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.结构中键角1、2、3由大到小的顺序：
C.固态硫中S原子为杂化
D.HCN的结构式为
【解析】玛瑙的主要成分是，属于共价晶体，且两原子个数比为2：1，A正
确；键角3是硫酸根中键角，硫酸根为正四面体结构，键角为，键角1与键
角2都是水分子中的键角，水分子中O采用杂化，但是由于水中O上有孤电子对，
导致键角变小，故键角3最大；键角1与键角2比较，1上的O孤电子对提供出来形成
配位键，导致键角1会比键角2大，故键角1、2、3由大到小的顺序：，故B
正确；固态硫中S原子形成了2个共价键，还有2个孤电子对，故采用杂化，
故C错误；根据HCN的比例模型，结构价键规律，HCN的结构式为，故
D正确；故选C。
【例2】(23-24高三上·辽宁·期中)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.
C.邻羟基苯甲酸＞对羟基苯甲酸 D.生铁＞纯铁＞钠
考向2 考查晶体熔沸点高低的比较
【例2】(23-24高三上·辽宁·期中)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
考向2 考查晶体熔沸点高低的比较
同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而
言，晶体硅＜碳化硅
B.
均为离子晶体，因离子半径，离子晶体中离子键作用力逐渐减弱，熔、沸点高低顺序应为
【例2】(23-24高三上·辽宁·期中)下列关于物质的熔沸点高低顺序中，
正确的是( )
C.邻羟基苯甲酸＞对羟基苯甲酸
考向2 考查晶体熔沸点高低的比较
B
D.生铁＞纯铁＞钠
邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键，使熔沸点偏低，而对羟基苯甲酸可
以形成分子间氢键，使熔沸点偏高，故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高
生铁为铁合金，熔点要低于纯铁
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＜Mg②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。
【思维建模】
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
晶体熔、沸点的比较
（2）相同类型晶体
【变式训练1】上海·二模)下列物质性质的变化规律与化学键强弱无关
的是( )
D
A.的热稳定性依次减弱
B.的熔点依次降低
C.、K的熔点逐渐降低
D.的熔、沸点逐渐升高
【解析】的非金属性逐渐减弱，的共价键强度逐渐减弱，
热稳定性逐渐减弱，A正确；均为离子晶体，离子半径越大，键
能越小，故的熔点依次降低，B正确；、K阳离子所带电
荷数相同，但离子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，C正确；
都为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增强，
熔、沸点逐渐升高，与化学键无关，D错误；故答案选D。
【变式训练2】(23-24高三上·四川·期末)下列物质的性质变化规律与分子间作
用力有关的是( )
D
A.、HI的热稳定性依次减弱
B.金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅
C.的熔点依次降低
D.的熔、沸点逐渐升高
【解析】、HI共价键键长逐渐增大，键能减小，所以
、HI的热稳定性依次减弱，与分子间作用力无关，故不选A； 金刚
石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与C-C键、键的键能有关，与分子
间作用力无关，故不选B；半径依次增大，
的晶格能依次减小，所以熔点依次降低，与与分子间作用力
无关，故不选C；相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增
大，所以熔、沸点逐渐升高，与分子间作用力有关，故选D。
1.贵州卷)我国科学家首次合成了化合物 。其
阴离子为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯相似的高对称
性。下列说法错误的是( )
C
A.富勒烯是分子晶体
B.图示中的位于形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯互为同素异形体
D.锑 位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式
是
【解析】富勒烯是由分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确； 由题
图可知，中心周围有12个形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别
有5、10、5个面正确；全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯不
能互为同素异形体，C错误；锑 位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子
结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是正确；故合理选项是C。
2.湖北卷)黄金按质量分数分级，纯金为24K。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( )
C
A.I为18K金
B.Ⅱ中Au的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距
D.I、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为、、
【解析】由24K金的质量分数为，则18K金的质量分数为：
，I中和原子个数比值为1：1，则的质量分数为：
，A正确；Ⅱ中处于立方体的八个顶点，的配位数指
距离最近的处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离
最近的二氧化碳有12个，则的配位数为12，B正确； 设Ⅲ的晶胞参数为a，
的核间距为，的最小核间距也为，最小核间距
，C错误；中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶点，其原
子个数比为1：1；Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶点，Cu处于面心，其原子个数比
为：；Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶点，其原子个数比
为；D正确；故选C。
3.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( )
B
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Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
【解析】由均摊法得，结构1中含有的数目为
，含有S的数目为，与S的原子
个数比为9：8，因此结构1的化学式为，故A正确； 由
图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为
a，即S与S的最短距离为：，故B错误； 如图：
，以图中的为例，与其最近的S共4个，故C正确； 如图
，当2个晶胞2放在一起时，图中红框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同
一晶体，故D正确；故选B。
4.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( )
D
A.电负性： B.单质Mg是金属晶体
C.晶体中存在范德华力 D.离子的配位数为3
【解析】 电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非
金属，因此，的电负性小于正确； 金属晶体包括金属单质及合金，单质
是金属晶体，B正确； 由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间
存在范德华力，C正确；由图乙中结构可知，每 个与周围有6个最近且距
离相等，因此 ，的配位数为6，D错误；综上所述，本题选D。
5.河北卷)锆 是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的
氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
B
A.该氧化物的化学式为
B.该氧化物的密度为
C.Zr原子之间的最短距离为
D.若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，
则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心
【解析】根据“均摊法”，晶胞中含4个、个O，
则立方氧化锆的化学式为正确； 结合A分析可知，晶体密度为
，B错误；原子之间的最短距离为面对角
线的一半，即，C正确； 根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点Zr
原子平移至原点，则垂直向下，q点Zr原子位于晶胞xy面的面心，D正确；答案选B。
6.重庆卷)配合物 的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下
列说法错误的是( )
D
A.中心原子的配位数是4
B.晶胞中配合物分子的数目为2
C.晶体中相邻分子间存在范德华力
D.该晶体属于混合型晶体
【解析】由题干配合物 的分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4
个配位键，故中心原子M的配位数是4，A正确； 由题干图示晶胞结构可知，晶胞
中配合物分子的数目为正确； 由题干信息可知，该晶体为由分
子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C正确； 由题干信息可知，
该晶体为由分子组成的分子晶体，D错误；故答案为：D。
7.江苏卷)元素C、位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是( )
D
A.原子半径：
B.第一电离能：
C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D.可在周期表中元素附近寻找新半导体材料
【解析】 同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径：
，A错误； 同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失
电子，第一电离能：，B错误； 晶体硅、SiC均为共价晶体，
碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，为分子晶体，C错误； 周期
表中元素附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，D正确。 故选D。
8.湖南卷)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apm。阿伏加德罗
常数的值为。下列说法错误的是( )
C
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
【解析】根据晶胞结构可知，其中K个数：，其中个数：1，其中B个
数：，其中C个数：，故其最简化学式为，A正确；
根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，位于体心，每个为8个晶胞共用，则
晶体中与最近且距离相等的有8个，B正确； 根据晶胞结构可知，晶胞中B
和C原子构成的多面体有14个面，C错误； 根据选项A分析可知，该晶胞最简化学
式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为，则其密度为
，D正确；故选C。
9.北京卷)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期第IVA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充
完整：________。
【解析】位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基态原子的最外层电子排布式为
的基态原子最外层轨道表示式为 ；
(2)和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。
①分子的VSEPR模型名称是____________。
平面三角形
②的键是由锡的_________轨道与氯的3p轨道重叠形成键。
杂化
【解析】①中的价层电子对数为，故分子的VSE
PR模型名称是平面三角形；
②中的价层电子对数为，有4个键、无孤电子对，故
采取杂化，则的键是由锡的杂化轨道与氯的轨道重叠形成键；
(3)白锡和灰锡是单质Sn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Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有___个。
4
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
____。
【解析】①灰锡具有立方金刚石结构，金刚石中每个碳原子以单键与其他4个碳原子
相连，此5碳原子在空间构成正四面体，且该碳原子在正四面体的体心，所以灰锡中
每个原子周围与它最近且距离相等的原子有4个；
②根据均摊法，白锡晶胞中含原子数为，灰锡晶胞中含原子数为
，所以白锡与灰锡的密度之比为；
(4)单质Sn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Sn，通入空气的作用是__________________________________________________。
与焦炭在高温下反应生成CO，CO将还原为单质Sn
【解析】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，未发生明显反应；若通入空气在下，能迅速被还原为单质，通
入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO，CO将还原为单质，有关反
应的化学方程式为2CO、。

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