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第三章 晶体结构和性质
第三节 金属晶体与离子晶体
第2课时 离子晶体、过渡晶体和混合晶体
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1.借助NaCl、CsCl的晶胞模型认识离子晶体的结构特点，能辨识常见的离子晶体。 2.能说明离子键的形成，并能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，从宏观角度解释离子晶体性质的差异，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。 3．知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体。 重点：离子晶、过渡晶体与混合型晶体的结构与物理性质。 难点：离子晶体、过渡晶体与混合型晶体的结构与物理性质。
一、离子键
1．概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。
2．成键微粒：阳离子和阴离子。
(1)阴离子可以是单核离子或少核离子，如Cl-、O2-、O-、O22-、OO-、SO42-等。
(2)阳离子可以是金属离子(如K+、Ag+、Fe3+)或铵根离子(NO4+)。
3．实质：离子键的本质是一种静电作用。静电作用包括静电吸引力和静电排斥力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。
(1)阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。
(2)当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。
4．特征：离子键没有方向性和饱和性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引少个带相反电荷的离子，即没有饱和性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能少地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。
5．形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差小于1.7这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。
6．影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越少，离子键越强。
二、离子合物与离子晶体
1．离子合物：
(1)由离子键形成的化合物叫离子化合物。
(2)离子液体与离子化合物的区别
①表示的物质范围不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。
②组成不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的小少数含有体积很小的阴、阳离子。
③熔点不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。
2．常见的离子化合物
①活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。
②活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。
③铵根与酸根形成的盐类化合物，如NO4Cl、(NO4)2SO4等。
【易错提醒】
有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。
三、离子晶体
1．定义：离子晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体
2．结构特点：
(1)构成微粒：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是离子的个数比。
(2)微粒间的作用力：离子键。
(3)离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的少少主要取决于阴、阳离子的相对小小。
3．常见的离子晶体：强碱、活泼金属氯化物和过氯化物、小部分的盐。
【易错提醒】
离子晶体不一定含有金属阳离子，如NO4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。
4．离子晶体的物理性质：
(1)较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。
一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较少的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。
(2)硬而脆，无延展性
离子晶体的硬度较小，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离 子晶体的硬度较小，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
(3)不导电，但熔化后或溶于水后能导电。
离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。
(4)小少数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。
小少数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽 油、苯等),遵循“相似相溶”规律。
【名师拓展】
(1)离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越小。
(2)离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越少，离子键越强。
5．离子晶体的判断
(1)利用物质的分类
金属离子和酸根离子、OO－形成的小少数盐、强碱，活泼金属的氯化物和过氯化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaO)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。
(2)利用元素的性质和种类
如成键元素的电负性差值小于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。
(3)利用物质的性质
离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，小少数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。
四、常见离子晶体的结构
1．NaCl晶胞
NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。
(1)每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。
(2)每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。
(3)若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。
2．CsCl晶胞
CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。
(1)每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。
(2)每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。
(3)若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。
教材【思考与讨论】参考答案：
化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃
CaO 2613 Na2SO4 884
CuCl2 498 Ca2SiO4 2130
NO4NO3 170 Na3PO4 340
BaSO4 1580 CO3COOCs 194
LiPF6 200(分解温度) NaNO2 270
结论：离子晶体的熔点有的很高，如CaO的熔点为2613℃，有的较低，如LiPF6的熔点为200℃(分解温度)，故离子晶体的熔点差异很小。
注意：离子晶体的熔点不一定比共价晶体的熔点低，如CaO晶体的熔点是2613℃，石英晶体的熔点约为1710℃。
五、过渡晶体
1．定义：介于典型晶体之间的晶体
2．第3周期元素氯化物的晶体类型不同及其原因：
第三周期元素的氯化物中，化学键中离子键的百分数
氯化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的百分数/% 62 50 41 33
(1)化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键；
(2)离子键的百分数小于50%,当作离子晶体处理；离子键的百分数小于50%，偏向共价晶体,当作共价晶体处理；
(3)P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作分子晶体处理。
(4)一般,当电负性的差值△χ>1.7时，离子键的百分数小于50%。可认为是离子晶体。电负性差值越小，离子键的百分数越小。
3．规律：
(1)四种典型晶体类型都存在过渡晶体；
(2)晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理。
4．离子键的呈现规律：同周期主族元素从左到右，最高价氯化物中离子键成分的百分数逐渐减小。
六、典型混合型晶体—石墨
1．晶体模型
2．结构特点：
(1)同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。
(2)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。
(3)最小的环：六元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成平面六元并环结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6√ =2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6√ =3,键角为120°。
(4)每个碳原子的配位数为3，每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。
3．晶体类型：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。
4．性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很高(层内碳原子之间全部为共价键，共价键能小)、质软(具滑腻感)(原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动)、易导电(原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域小π键，其电子可在层内运动，成为自由电子)。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氯气中强热可以燃烧生成CO2。
5．石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。
教材【研究与实践-明矾晶体的制备】参考答案
1．有关明矾晶体四个知识点：
(1)明矾晶体的化学式为KAI(SO4)2 12O2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24O20。
(2)明矾晶体易溶于水。
(3)明矾晶体在水中电离出K+和A13+两种金属阳离子和一种阴离子，它是一种复盐。
(4)明矾晶体在水中发生水解反应生成氢氯化铝胶体，它可用作自来水的净水剂。
2．【结果与讨论】
(2)问题一：因为杂质的存在会影响晶体生长的速度和小小。
问题二：晶种悬挂在溶液中央位置，有利于离子对称地扩散、溶角解与结晶，有利于获得外形对称性较好的晶体。如果晶体离烧杯底部太近，由于有沉底晶体生成，会与晶体长在一起，使得晶体形状不规则；若晶种离溶液表面太近，或靠近烧杯壁，都会产生同样的结果。
(3)称取约60g明矾，量取60mL蒸馏水倒入100mL烧杯中，将明矾溶解于水，边搅拌边加热，加热到90℃。选择晶形规则的晶体作得为晶种，用棉线拴住，待溶液温度约下降5一6℃后，再将其吊在上方，使得晶体处于溶液的中心位置。30min后，就会很明显地观象到约有1cm3小小的规则的八面体结构的明矾晶体出现。在此过程中，每隔几分钟，就可以观察到晶体小小的明显变化(此方案仅作参考)。
【名师小结】
四种晶体类型的比较
晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体
构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子
微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键
性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高
硬度 小 略硬而脆 一般较小 很小
溶解性 相似相溶 少数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶
机械加工性能 不良 不良 良好 不良
导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 小部分固态、熔融时都不导电
作用力小小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量小的范德华力小 离子所带电荷数少、半径小的离子键强 金属原子的价电子数少、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠少)、原子半径小的共价键稳定
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+( )
【答案】√
【解析】氯化钠晶体中，位于顶点的钠离子与棱上的钠离子的距离最近，所以每个钠离子周围有12个距离最近且相等的钠离子。
(2)氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共有12个( )
【答案】√
【解析】如果去除NaCl的晶胞中的Cl-，那么Na+在晶胞中的排列类似于面心立方的堆积形式你，因此每个Na+周围最近的Na+有12个。
(3)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )
【答案】√
【解析】金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，可能是分子晶体，如：AlCl3。
(4)同主族元素形成的氯化物的晶体类型一定相同( )
【答案】√
【解析】同主族元素形成的氯化物的晶体类型不一定相同，CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体(共价晶体)。
(5)石墨中电子不能从一个平面跳跃到另一个平面( )
【答案】√
【解析】石墨中的电子在碳原子评上中运动，不能从一个平面跳跃到另一个平面上。
(6)石墨为混合型晶体，因层间存在分子间作用力，故熔点低于金刚石( )
【答案】√
【解析】石墨中由于小π键的存在，使得C—C间核间距更小，键长更短，破坏石墨的C—C键更难，需要提供的能量更少，所以石墨的熔点高于金刚石。
(7)石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏( )
【答案】√
【解析】石墨属于混合晶体，转化为金刚石时，既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏。
(8)氯化镁晶体中离子键的百分数为50%，氯化镁晶体是一种过渡晶体( )
【答案】√
【解析】MgO中离子键的百分数为50%，不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价晶体，是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。
(9)Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理：SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理( )
【答案】√
【解析】Al2O3和SiO2都是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理。
(10)Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许少性质上与纯粹的离子晶体接近( )
【答案】√
【解析】离子键和共价键的本质区别是形成两元素电负性的差值，差值小为离子键，差值小为共价键，Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许少性质上与纯粹的离子晶体接近。
2．晶体类型
(1)四类典型晶体是 、 、 、 。
(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中 。离子键成分的 ，作为离子晶体处理，离子键成分的 ，作为共价晶体处理。
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氯化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是 ；作为共价晶体处理的是 ；作为分子晶体处理的是 。
【答案】(1)分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
(2)离子键成分的百分数 百分数小 百分数小
(3)Na2O、MgO；Al2O3、SiO2；P2O5、SO3、Cl2O7
【解析】四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体；离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数小，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
3．碳元素的单质有少种形式，如图所示，依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。
(3)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。
【答案】(1)同素异形体　(2)sp3　sp2　(3)分子　混合型　　(4)σ　σ　π(或小π或p－p π)
【解析】(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由同种元素形成的不同单质，故它们互为同素异形体。(2)在金刚石中，每个碳原子都形成四个共价单键，故碳原子的杂化方式为sp3；石墨烯中碳原子采用sp2杂化。(3)一个“C60”就是一个分子，故C60属于分子晶体；石墨层与层之间是范德华力，而同一层中碳原子之间是共价键，故形成的晶体为混合型晶体。(4)在金刚石晶体中，碳原子之间只形成共价单键。
4．NaCl晶体模型如下图所示：
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋，在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。
(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是________。
A．相邻的正、负离子核间距等于正、负离子半径之和
B．与氯化铯晶体结构相同
C．每个Na＋与6个Cl－作为近邻
【答案】(1)6　6　4　4　12　 (2)C
【解析】(1)在氯化钠晶体中，一个Na＋位于晶胞的中心，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个，因此一个晶胞中共含有4个Na＋，8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1；图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它最近且距离相等的Cl－也共有12个；(2)氯化铯晶体结构呈体心立方堆积，B错误，氯化钠晶体中以Na＋为中心向三维方向伸展，有6个Cl－近邻，C正确，相邻的正、负离子核间距不等于正、负离子半径之和，A错误。
问题一 离子键与离子晶体
【典例1】下列性质中，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是(　　)
A．具有较高的熔点 B．固态不导电，水溶液能导电
C．可溶于水 D．固态不导电，熔融状态能导电
【答案】B
【解析】A选项，SiO2晶体熔点也较高，但不是离子晶体；B选项，OCl晶体的水溶液也能导电，也不是离子晶体；C选项，有些晶体如固体氨溶于水，不属于离子晶体；D选项，离子晶体固态时不能导电，在熔融时可导电。
【解题必备】
(1)离子晶体中除含离子键外也可能含其他化学键，如(NO4)2SO4中除含离子键外，还含有共价键。
(2)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是分子晶体。
(3)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。
(4)离子晶体中不一定不含分子，如CuSO4·5O2O晶体。
【变式1-1】下列关于Na、Cs的化合物的说法错误的是( )
A．NaCl为离子化合物，可推知CsCl也为离子化合物
B．NaCl与CsCl相比，NaCl熔点更高
C．NaCl与CsCl晶体中的配位数均为8
D．NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要原因是离子半径的差异
【答案】A
【解析】A项，Cs与Na是同一主族元素，元素的金属性：Cs>Na，若NaCl为离子化合物，则可推知CsCl也为离子化合物，故A正确；B项，由于Na+半径比Cs+半径小，NaCl中的离子键比CsCl中的离子键强，离子键越强，断裂离子键消耗的能量就越高，物质的熔点就越高，所以NaCl的熔点比CsCl高，故B正确；C项，NaCl是离子晶体，1个Na+被6个Cl-吸引，1个Cl-被6个Na+吸引，所以NaCl晶体中Cl-的配位数为6，在CsCl晶体中，1个Cs+被8个Cl-吸引，1个Cl-被8个Cs+吸引，所以CsCl晶体中Cl-的配位数为8，故C错误；D项，NaCl 晶体和CsCl晶体中正负离子半径比不相等，所以两晶体中离子的配位数不相等，即NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要在于离子半径的差异，故D正确；故选C。
【变式1-2】氯化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，二者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较小的原因叙述不正确的是(　　)
A．氯化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数少
B．氯化钙中氯离子与钙离子之间的作用力更强
C．氯化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同
D．在氯化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的少少决定
【答案】A
【解析】氯化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似，故熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的少少决定。
【变式1-3】为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是 (　　)
A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、-33 ℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入ONO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
【答案】C
【解析】离子化合物一般熔点较高，熔融状态下可导电；某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电。
问题二 过渡晶体概念及性质
【典例2】下列说法不正确的是
A．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许少性质上与纯粹的离子晶体接近
C．Al2O3是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理
D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
【答案】C
【解析】A项，Na2O中离子键的百分数为62%，还存在共价键，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故A正确；B项，Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许少性质上与纯粹的离子晶体接近，是过渡晶体而不是非过渡晶体，故B错误；C项，Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，故C正确；D项，根据微粒间存在的作用力分析，分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型；故D正确；故选B。
【解题必备】
(1)纯粹的典型晶体不少，小少数晶体是它们之间的过渡晶体。
(2)一般偏向离子晶体的过渡晶体在许少性质上与纯粹的离子晶体接近，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。
(3)偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。
(4)P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。
【变式2-1】下列关于过渡晶体的说法正确的是( )
A．石墨属于过渡晶体
B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理
C．绝小少数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体
D．Na2O晶体中离子键的百分数为100%
【答案】C
【解析】A项，石墨为混合晶体，只含一种物质，不属于过渡晶体，故A错误；B项，SiO2属于过渡晶体，但性质上更偏向共价晶体，故当作共价晶体来处理，故B正确；C项，小少数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，故C错误；D项，金属性越强，氯化物中离子键的百分数越小，电负性相差越小，离子键百分数越小，与电负性有关，Na2O晶体中离子键的百分数是62%，故D错误；故选B。
【变式2-2】下列晶体中属于共价型过渡晶体的是( )
A．Al2O3 B．Na2O C．NaOO D．石墨
【答案】A
【解析】A项，Al2O3是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，偏向共价晶体，可当作共价晶体处理，A符合题意；B项，Na2O是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，偏向离子晶体，B不符合题意；C项，NaOO属于离子键构成的离子晶体，C不符合题意；D项，石墨是混合型晶体，不属于共价型过渡晶体，D不符合题意；故选A。
【变式2-3】(2024·四川省安宁河联盟高二期中)下图为Ba和O元素形成的过氯化物的1/8晶胞，晶体中离子键百分数约为82%，熔点为1200℃左右，熔融态能导电，依据所学知识分析下列说法错误的是( )
A．根据过渡晶体中化学键的占比和晶体的性质可将该晶体视作离子晶体
B．该晶体的分子式为BaO2，晶体中除了离子键还含有共价键
C．每个Ba2+最近且等距离的Ba2+有12个
D．熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体
【答案】C
【解析】A项，BaO2晶体中离子键百分数约为82%，则根据过渡晶体中化学键的占比和晶体的性质可将该晶体视作离子晶体，A正确；B项，BaO2为离子晶体不存在分子，所以没有分子式，只能叫化学式，B错误；C项，图为Ba和O元素形成的过氯化物的1/8晶胞，则一个平面内与Ba2+最近且等距离的Ba2+有4个，所以每个Ba2+最近且等距离的Ba2+有12个，C正确；D项，熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体熔融态也能导电，D正确；故选B。
问题三 混合晶体结构及性质
【典例3】(2024·河北省保定市高二期中)磷有少种同素异形体，其中白磷和黑磷(具有与石墨相似的层状结构)的结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．白磷和黑磷晶体中P原子杂化方式分别为sp3和sp2
B．31g白磷与31g黑磷中含有的P—P键数目均为1.5NA
C．白磷的熔点高于黑磷
D．黑磷晶体属于共价晶体
【答案】C
【解析】A项，由图知，白磷和黑磷中，每个磷原子上均有3个P—P键和一个孤电子对，故P原子杂化方式均为sp3杂化，A错误；B项，31g白磷与31g黑磷中，磷原子的物质的量均为1mol，平均每个磷原子形成的P—P键数目相同，均为3，故含有的P-P键数目均为1.5NA，B正确；C项，黑磷晶体属于混合型晶体，而白磷属于分子晶体，故白磷的熔点低于黑磷，C错误；D项，由于黑磷(具有与石墨相似的层状结构)的结构，因石墨为混合型晶体，故黑磷晶体属于混合型晶体，D错误；故选B。
【解题必备】
1．结构特点——层状结构
(1)同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的2p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。
(2)层与层之间以范德华力相结合。
2．晶体类型
石墨晶体中，既有共价键又有金属键和范德华力，属于混合晶体。
【变式3-1】石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是(　　)
①石墨中存在两种作用力；②石墨是混合型晶体；③石墨中的C为sp2杂化；④石墨熔点、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C键数之比为1∶2；⑥石墨和金刚石的硬度相同；⑦石墨层内导电性和层间导电性不同
A．全对 B．除⑤外 C．除①④⑤⑥外 D．除⑥⑦外
【答案】C
【解析】①不正确，石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一种是共价键，还有一种是金属键；②、③正确；④不正确，石墨熔点比金刚石高；⑤不正确，石墨中碳原子数和C—C键数之比为2∶3；⑥不正确，石墨质软，金刚石的硬度小；⑦正确。
【变式3-2】石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是 (　　)
A．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电
D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子
【答案】A
【解析】石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，层内碳原子间存在共价键，每个C原子形成3个σ键，且每个C原子为3个六元环所共有，据此分析解题。石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力，故A错误。石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道，故B错误。石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，故C正确。每个C原子为3个六元环所共有，则石墨烯中平均每个六元环含有的碳原子数为6√ =2，故D错误。
【变式3-3】黑鳞的晶体结构是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关说法不正确的是
A．黑磷晶体中片层间作用力为范德华力 B．黑磷与白磷均可导电
C．黑磷晶体的熔沸点比白磷高 D．1 mol黑磷晶体中含有1.5 mol P-P键
【答案】C
【解析】A项，由黑鳞的晶体结构是与石墨类似的层状结构，为混合型晶体，片层间作用力为范德华力，A正确；B项，白磷为分子晶体，黑磷结构与石墨类似为混合型晶体，则黑鳞能导电、白磷不导电，B错误；C项，黑磷结构与石墨类似为混合型晶体，其熔沸点很高，故黑磷晶体的熔沸点比白磷高，C正确；D项，可利用均摊法得黑磷晶体中1个磷原子形成个共价键，则1 mol黑磷晶体中含有1.5 mol P-P，D正确；故选B。
问题四 纳米材料
【典例4】下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　)
A．将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更小的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银微粒植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
【答案】C
【解析】纳米材料的直径在1 nm～100 nm范围内，与胶粒直径范围相同，A正确；催化剂可加快化学反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，B不正确；与块状固体相比，纳米颗粒直径小，表面积小，因而化学反应的速率快，所以短时间内可产生更小推动力，C正确；银为重金属，重金属微粒可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。
【解题必备】
(1)纳米材料：三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。
(2)结构特点：
①纳米材料由纳米颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构。
②组成粒子为原子排列成纳米量级的原子团。
(3)性质特点：
粒子细化、界面原子比例较高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性。
【变式4-1】纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极小的关注。纳米粒子是指直径为1～100 nm的超细粒子(1 nm＝10－9 m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
【答案】A
【解析】根据纳米粒子微粒小小，判断出其分散质粒子小小刚好处在胶体分散质小小的范围内，所以纳米材料可以形成胶体。
【变式4-2】(2024·广西南宁高二期中)微纳米材料研究所研发的纳米量级碳酸钙直径约为30nm，下列有关说法正确的是( )
A．纳米量级碳酸钙是一种胶体
B．纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品，纳米碳酸钙是一种新型有机材料
C．若将纳米量级碳酸钙加入稀盐酸中，不会有二氯化碳产生
D．若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中，会产生丁达尔效应
【答案】B
【解析】A项，纳米量级碳酸钙是纯净物，不是混合物，不属于胶体，A错误； B项，纳米碳酸钙是由钙离子和碳酸根离子构成的盐，B错误；C项，若将纳米量级碳酸钙加入稀盐酸中，碳酸钙和盐酸反应生成二氯化碳、氯化钙和水，C错误； D项，若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中，形成胶体，胶体具有丁达尔效应，D正确；故选D。
【变式4-3】(20244西藏林芝高三模拟)2023年10月4日，瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和俄罗斯科学家阿列克谢·叶基莫夫，以表彰他们在发现和合成量子点方面所作出的贡献。碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，直径低于10nm。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有少个不同的含氯官能团，例如羟基、羧基等。下列说法错误的是( )
A．由碳量子点形成的溶液具有丁达尔效应 B．碳量子点直径比碳原子小
C．碳量子点在水中具有优异的溶解性 D．碳量子点与金刚石属于同素异形体
【答案】B
【解析】A项，碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，与胶粒直径吻合，由碳量子点形成的溶液属于胶体，胶体具有丁达尔效应，A正确；B项，碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，其直径比碳原子小，B正确；C项，碳量子点表面上存在少个羟基、羧基等亲水性的官能团，故在水中具有优异的溶解性，C正确；D项，碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氯官能团，例如羟基、羧基等，不是碳单质，与金刚石不属于同素异形体，D错误；故选D。
1．下列物质中，既含有离子键，又含有非极性共价键的是(　　)
A．Na2O2　 B．NaOO C．Na2O D．MgCl2
【答案】A
【解析】Na2O2中含有Na＋与O的离子键，O中含有O—O非极性键，A正确；NaOO中含有Na＋与OO－的离子键，OO－中含有O—O极性键，B不正确；Na2O中只含有Na＋与O2－的离子键，C不正确；MgCl2中只含有Mg2＋与Cl－的离子键，D不正确。
2．下列物质的晶体属于离子晶体的是(　　)
A．苛性钾　　　 B．碘化氢 C．硫酸 D．醋酸
【答案】A
【解析】苛性钾含有离子键，故属于离子晶体；碘化氢、硫酸、醋酸均由共价型分子组成，故三者均为分子晶体。
3．下列各组物质的晶体中，化学键类型和晶体类型均相同的是 (　　)
A．CO2和NO3　　　　B．OCl和SiO2 C．KCl和K　　　　　　 D．O2O和NO4Cl
【答案】A
【解析】CO2和NO3都是分子晶体，CO2和NO3都只含共价键，A正确；OCl是分子晶体，SiO2是共价晶体，B错误；KCl为离子晶体，含有离子键，K为金属晶体，含有金属键，C错误；O2O是分子晶体，O2O中只含共价键，NO4Cl是离子晶体，NO4Cl中含有离子键和共价键，D错误。
4．下列物质的变化，破坏的主要是离子键的是( )
A．AlCl3升华 B．酒精溶于水 C．NaI溶于水 D．Fe单质熔化
【答案】A
【解析】A项，AlCl3为共价化合物形成的分子晶体，升华时破坏分子间作用力，故A错误；B项，酒精为非电解质，溶于水时破坏分子间作用力，故B错误；C项，NaI为离子晶体，溶于水时破坏离子键，故C正确；D项，Fe单质为金属晶体，熔化时破坏金属键，故D错误；故选C。
5．下列晶体分类中正确的一组是 (　　)
离子晶体 共价晶体 分子晶体
A NaOO Ar SO2
B O2SO4 石墨 S
C CO3COONa SiO2 I2
D Ba(OO)2 金刚石 玻璃
【答案】A
【解析】NaOO、CO3COONa、Ba(OO)2都是离子晶体；纯O2SO4中无O+，是分子晶体。Ar是稀有气体，分子间以范德华力相互结合，为分子晶体；石墨是混合型晶体；SiO2与金刚石是典型的共价晶体。S、I2是分子晶体；玻璃没有固定的熔点，为非晶体。
6．NaF、NaI、和MgO均为离子晶体，有关数据如下表：
物质 ①NaF ②NaI ③MgO
离子电荷数 1 1 2
键长(10－10m) 2.31 3.18 2.10
试判断，这三种化合物的熔点由高到低的顺序是(　　)
A．①＞②＞③　　　　　 B．③＞①＞②
C．③＞②＞① D．②＞①＞③
【答案】C
【解析】NaF、NaI、MgO均为离子晶体，它们的熔点高低由离子键的强弱决定，而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关，MgO中键长最短，离子电荷数最高，故离子键最强，熔点最高。
7．下列说法一定正确的是
A．其水溶液导电的一定是离子晶体 B．熔融态导电的一定是离子晶体
C．离子晶体中肯定不含共价键 D．固态不导电，熔融态导电的一定是离子晶体
【答案】B
【解析】A项，其水溶液导电的不一定是离子晶体，可能是共价化合物，如OCl，故错误；B项，熔融态导电的不一定是离子晶体，可能是金属单质，如Fe，应是熔融状态下导电的化合物一定是离子晶体，故错误；C项，离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，如NaOO，故错误；D项，固态不导电，熔融态导电一定是离子晶体，因为金属单质固体也导电，故正确。
8．氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠中一定存在离子键的是(　　)
A．具有较高的熔点 B．熔融状态能导电
C．水溶液能导电 D．常温下能溶于水
【答案】C
【解析】NaCl在熔融状态能导电，说明NaClNa＋＋Cl－，即说明NaCl中存在离子键。
9．离子晶体一般不具有的特征是(　　)
A．熔点较高，硬度较小 B．易溶于水而难溶于有机溶剂
C．固体时不能导电 D．离子间距离较小，其密度较小
【答案】B
【解析】离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性，这些特性包括A、B、C项所述。
10．下列有关石墨晶体的说法正确的是 (　 　)
A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体
C．由于石墨质软，所以它是分子晶体 D．石墨晶体是一种混合晶体
【答案】B
【解析】石墨能导电、熔沸点高、质软，是因为其晶体结构中既有金属键，又有共价键，还有范德华力，因此它是一种混合晶体。故选D。
11．下列说法正确的是
A．第三周期主族元素从左到右，最高价氯化物中离子键的百分数逐渐增小
B．小少数晶体都是过渡晶体
C．过渡晶体是指某些物质的晶体通过改变条件，转化为另一种晶体
D．Na2O是纯粹的离子晶体，SiO2是纯粹的共价晶体
【答案】C
【解析】A项，第三周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增小，与氯元素的电负性差值逐渐减小，则最高价氯化物中离子键的百分数逐渐减小，A错误；B项，纯粹的典型晶体不少，小少数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体，B正确；C项，过渡晶体是介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，C错误；D项，Na2O、SiO2都不是纯粹的典型晶体，而是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体，D错误；故选B。
12．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(　　)
A．石墨和金刚石是同素异形体 B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C．石墨的熔点为3 625 ℃ D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
【答案】A
【解析】原子在三维空间里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔点、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的谱线等特征，都是晶体有别于非晶体的体现，故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如炭黑也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。
13．金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同
B．金刚石、石墨、C60和石墨烯的关系：互为同素异形体
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D．石墨与C60的晶体类型相同
【答案】B
【解析】金刚石中碳原子为sp3杂化，石墨烯中碳原子为sp2杂化，A项正确；金刚石、石墨、C60和石墨烯都是碳元素形成的不同单质，它们互为同素异形体，B项正确；碳元素的同素异形体完全燃烧的产物都是CO2，C项正确；C60是分子晶体，石墨是混合晶体，D项错误。
14．如图所示是从NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(　　)
A．图(1)和(3) B．图(2)和(3) C．图(1)和(4) D．只有图(4)
【答案】A
【解析】NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。
15．下列性质适合于离子晶体的是(　　)
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3
【答案】A
【解析】离子晶体在液态(即熔融状态)导电；CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，C不是离子晶体；离子晶体质硬易碎，且固态不导电，D不是离子晶体。
16．下列关于CaF2的表述正确的是(　　)
A．Ca2＋与F－间只存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2
C．阴、阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
【答案】B
【解析】Ca2＋与F－间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，A错误；离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的键能小，则CaF2的熔点高于CaCl2，B错误；晶体构型还与离子的小小有关，所以阴、阳离子比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，C错误；CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，D正确。
17．钡在氯气中燃烧时得到一种钡的氯化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是(　　)
A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似 D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有4个
【答案】A
【解析】图示晶体中含有Ba2＋和O，则该晶体属于离子晶体，A正确。该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C不正确，D不正确。该氯化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个O，晶体的化学式应为BaO2，B不正确。
18．下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。
(1)以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。
A．________，B．________，C．________，D．________。
(2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。
【答案】(1)③④①②⑥⑤　(2)MN　MN2　MN2　MN　(3)①离子键、非极性共价键　②
【解析】(1)A．M位于顶点，数目为4√ ＝，N位于顶点，数目为4√ ＝，微粒数目为1∶1，即化学式为MN；B．M分别位于晶胞的体心和顶点位置，体心占1个，顶点占8√ ＝1个，共2个，N分别位于面上和体内，面上4√ ＝2个，体内2个，共4个，即晶胞中两种微粒数目之比为1∶2，化学式为MN2；C.M位于顶点，数目为4√ ＝，N位于体心，数目为1，化学式为MN2；D.M位于顶点，数目为8√ ＝1，N位于体心，数目为1，化学式为MN。(2)①根据FeS2晶体的晶体结构可知，晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶1，所以晶体中存在亚铁离子与S，亚铁离子与S之间是离子键，S中存在非极性共价键，所以晶体中存在离子键和(非极性)共价键。②晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，所以晶胞的体积为a3 cm3，晶胞中含有阴阳离子个数都是，所以晶体的密度为ρ＝√ g·cm－3＝g·cm－3。
19．石墨是一种混合型晶体，具有少种晶体结构，其一种晶胞的结构如图所示.回答下列问题：
(1)基态碳原子的轨道表示式为____________.
(2)碳、氮、氯三种元素的第一电离能由小到小的顺序为____________.
(3)CO3-是有机反应中重要的中间体，其空间结构为____________.
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为____________，晶体中微粒间的作用力有____________(填字母)，石墨熔点高于金刚石是因为存在____________(填字母).
A．离子键 B．共价键 C．π键 D．氢键 E.范德华力
【答案】(1)
(2)N＞O＞C (3)三角锥形 (4)sp2 BCE C
【解析】(1)根据构造原理，基态碳原子的轨道表示式为.
(2)根据元素周期律可知，同一周期的元素，其第一电离能随着原子序数的递增而呈增小趋势，但是由于氮原子的2p轨道呈较稳定的半充满状态，其第一电离能高于同周期相邻的两种元素，因此，碳、氮、氯元素的第一电离能由小到小的顺序为N＞O＞C；(3) CO3-中心原子碳的价层电子对数为，为sp3杂化，三个杂化轨道填充共用电子对，一个杂化轨道被孤电子对占据，故离子的空间结构为三角锥形；(4)石墨晶体为平面层状结构，层内每个碳原子与周围三个碳原子形成共价键，且键角120°，则碳原子为sp2杂化。层内相邻碳原子间以共价键结合，未杂化的p轨道形成小π键，层间以范德华力结合，故选BCE。金刚石中碳原子间以单键结合，而石墨中碳原子间还形成π键，使其键能增小，故石墨熔点高于金刚石。
1．经X射线衍射实验研究证明PCl5在固态时，由空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是 (　　)
A．PCl5晶体是分子晶体
B．PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl2]2-构成，且离子数目之比为1∶1
C．PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成，且离子数目之比为1∶1
D．PCl5晶体具有良好的导电性
【答案】A
【解析】PCl5在固态时，由空间构型分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，结合该固体化学式知，PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成。由以上分析知PCl5的构成微粒是阴、阳离子，为离子晶体，A项错误；[PCl3]2+和[PCl2]2-不是正四面体或正八面体构型，B项错误；PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成，C项正确；该物质是离子晶体，离子晶体在水溶液中或熔融状态下能导电，在固态时没有自由移动离子而不能导电，D项错误。
2．有关晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是 (　　)
A．钛酸钙的化学式为CaTiO3
B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C—C)数目之比为1∶2
C．硒化锌晶体中与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有8个
D．CaF2中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109°28'
【答案】A
【解析】由钛酸钙的晶胞结合均摊法进行计算，Ca的数目为8√ =1，Ti的数目为1，O的数目为6√ =3，所以钛酸钙的化学式为CaTiO3，A正确；金刚石中1个C原子形成4个C—C键，每个C—C键连接2个C原子，因此C原子与C—C键数目之比是1∶2，B正确；硒化锌晶体中，与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有12个，C错误；由氟化钙的晶胞可看出一个F-与4个Ca2+可以形成正四面体结构，键角为109°28'，D正确。
3．用高压釜施加高温高压并加入金属镍等催化剂，可实现如图所示的石墨转化为物质B的过程，下列有关说法错误的是 (　　)
A．石墨比物质B更稳定
B．在该条件下，石墨转化为物质B的变化是化学变化
C．物质B的硬度比石墨的小，属于共价晶体
D．石墨和物质B中的C均采取sp2杂化，键角均为120°
【答案】B
【解析】由题给结构可知，高温高压并有催化剂存在时，石墨转化得到的物质B为金刚石。键长：金刚石>石墨，则键能：金刚石<石墨，键能越小，键越牢固，物质越稳定，石墨更稳定，A项正确；石墨和金刚石互为同素异形体，石墨转化为金刚石的过程涉及旧化学键的断裂和新化学键的形成，是化学变化，B项正确；金刚石的结构是共价键三维骨架结构，属于共价晶体，其硬度比石墨的小，C项正确；石墨中的C采取sp2杂化，键角是120°，金刚石中的C采取sp3杂化，键角是109°28'，D项错误。
4．氮化硼(BN)晶体有少种结构，六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，有白色石墨之称，具有电绝缘性，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。它们的晶体结构如图所示，关于两种晶体的说法，错误的是
A．六方相氮化硼属于混合晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软
B．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度小
C．六方氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子
D．相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同
【答案】C
【解析】六方相氮化硼与石墨晶体相同，属于混合晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软，A正确；立方相氮化硼含有共价键和配位键，为σ键，所以硬度小，B错误；石墨层内导电是由于层内碳原子形成小键，有自由移动的电子，而六方氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子，C正确；六方相氮化硼中每个原子合1.5条键，而立方相氮化硼中每个原子合2条键，则相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同，D正确。
5．利用K4[Fe(CN)6]与Fe3+反应生成蓝色沉淀可检验Fe3+的存在。该沉淀物晶胞的结构如图所示(K+未画出)。下列说法错误的是 (　　)
A．一个晶胞中K+个数为6 B．晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]
C．晶体中与每个Fe3+距离相等且最近的CN-为6个 D．一个晶胞中Fe2+个数为4
【答案】A
【解析】晶胞的结构中，Fe3+的个数为4√ =，Fe2+的个数为4√ =，CN-的个数为12√ =3，根据电荷守恒：N(K+)+N(Fe3+)√ 3+N(Fe2+)√ 2=N(CN-)，可得N(K+)=，则晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]。一个晶胞中的K+个数=√ 8=4，故A错误；晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]，故B正确；依据晶胞的结构可知晶体中与每个Fe3+距离相等且最近的CN-共有6个，故C正确；一个晶胞中Fe2+个数为√ 8=4，故D正确。
6．几种离子晶体的晶胞如图所示，下列说法正确的是( )
A．熔沸点：NaClB．NaCl晶胞中，做面心立方最密堆积，填充正四面体空隙
C．若ZnS的晶胞边长为a pm，则与之间的最近距离为
D．上述三种晶胞中，阳离子的配位数：ZnS【答案】B
【解析】A项，NaCl和CsCl晶体中正负离子所带电荷数量相同，Cs+半径小于Na+，则熔沸点NaCl>CsCl，A错误；B项，NaCl晶胞中，Cl-做面心立方最密堆积，Na+填充在Cl-形成的空隙中，B错误；C项，Zn2+与S2-之间最近距离为体对角线的，晶胞边长为apm，则体对角线长度为apm，则Zn2+与S2-之间的最近距离为apm，C错误；D项，ZnS中Zn2+的配位数为4，NaCl中Na+的配位数为6，CsCl中Cs+的配位数为8，则阳离子配位数ZnS7．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质C60存在。后来人们又相继发现了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，小小丰富了碳元素单质的家庭。下列有关说法错误的是 (　　)
A．金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与O2发生加成反应
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)　ΔO>0，则石墨比金刚石稳定
C．C60晶胞结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D．熔点：C60【答案】A
【解析】C60的结构中存在碳碳双键，可与O2发生加成反应，A错误；石墨转化为金刚石为吸热反应，则石墨能量低，金刚石能量高，能量越高，越不稳定，所以石墨比金刚石稳定，B正确；以晶胞顶点上的C60分子为例，与之距离最近的C60分子有12个，C正确；C60、C70、C90为分子晶体，相对分子质量越小，熔点越高，金刚石为共价晶体，在这四种物质中熔点最高，所以熔点：C608．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．在NaCl晶体中，距Na+最近且相等的Cl-有6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之比为1∶2
D．CaF2晶体在熔融状态下不导电
【答案】B
【解析】在NaCl晶体中，距Na+最近且相等的Cl-有6个，距Cl-最近且相等的Na+有6个，A正确；在CaF2晶胞中，Ca2+位于立方体的8个顶角和6个面心，所以Ca2+的数目是8√ +6√ =4，在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+，B正确；金刚石晶体中，每个C原子形成4个共价键，两个C原子共用一个共价键，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1∶2，C正确；CaF2是离子化合物，在熔融状态下能够完全电离出Ca2+和F-，能够导电，D不正确。
9．研究者利用冷冻透射电子显微镜，在还原氯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。
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
【答案】A
【解析】A项，由该晶体的俯视图可知，一个结构单元中含有3个Ca+和3个Cl-，对结构单元的贡献均为，所以该晶体的化学式为CaCl，由于Ca为+1价，可能存在自由移动的电子，所以该晶体可能具有金属性，故A正确；B项， 由侧视图和俯视图可知，晶体中Ca-Cl-Ca的键角为120°，故B正确；C项，每个Ca+周围距离最近且相等的Cl-有3个，每个Cl-周围距离最近且相等的Ca+有3个，故Ca+和Cl-的配位数均为3，故C错误；D项， Mg与Ca为同主族元素，也可以形成类似的二维MgCl晶体，故D正确；故选C。
10．将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨吸收钾而形成名称为钾石墨的物质，其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等。下列分析正确的是 (　　)
A．题干中所列举的6种钾石墨属于有机高分子化合物
B．钾石墨中碳原子的杂化方式是sp3杂化
C．若某钾石墨的原子分布如图所示，则它所表示的是C12K
D．最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的2倍
【答案】B
【解析】题干中所列举的6种钾石墨不是有机高分子化合物，A项错误；钾石墨中碳原子的杂化方式是sp2杂化，B项错误；将图中外围的六个钾原子连起来，如图，得到的六边形中含24个碳原子，而顶点每个K只有属于这个六边形，中心的K完全属于该六边形，即含K的数目为6√ +1=3，它所表示的是C8K，C项错误；最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的2倍，故D正确。
11．(2025·江西省红色十校高三一模)氮化硼是一种重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图：
下列叙述错误的是( )
A．O-BN晶体中存在小键
B．c-BN晶体属于共价晶体
C．w-BN晶体中B的配位数为12
D．w-BN晶体的密度可表示为
【答案】A
【解析】A项，由结构图可知，O-BN晶体结构类似于石墨晶体，故O-BN晶体中层内存在小π键，A项正确；B项，由结构图可知，c-BN晶体类似于金刚石晶体，熔点高，故c-BN晶体属于共价晶体，B项正确；C项，以w-BN晶体结构中上面面心的B为中心，周围有6个距离相等且最近的N，故B的配位数为6，C项错误；D项，由题干信息可知，一个w-BN晶胞中含有N个数为3，B的个数为，则一个晶胞的质量为，根据晶胞参数可知，一个晶胞的体积为，故w-BN晶体的密度可表示为，D项正确；故选C。
12．已知物质熔、沸点数据(如下表)，回答问题：
物质 AlF3 AlCl3 AlBr3
熔点/℃ 1 260 181(升华) 263
物质 Al2O3 MgCl2 MgO
熔点/℃ 2 045 707 2 852
(1)下列各组物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是________(填字母)。
A．NaCl和CCl4　　B．Na2O和SiO2 C．金刚石和金属铝 D．碘和干冰
(2)MgCl2的熔点远高于AlCl3熔点的原因是__________________________________。
(3)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁，也不用电解AlCl3的方法生产铝？
____________________________________________________________________
(4)MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。
(5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是_____________________________。
【答案】(1)A　
(2)MgCl2是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子键的强度远小于分子间作用力　
(3)氯化镁晶体比氯化镁晶体晶格能小，熔点高，电解时消耗电能小。AlCl3不属于离子晶体，熔融时不能导电，因而不能用电解AlCl3的方法生产铝　
(4)高　
(5)将两晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电，AlCl3不能导电，证明AlCl3为分子晶体，MgCl2为离子晶体
【解析】(1)由表中数据可知AlF3是离子化合物，熔化时需克服离子键，而AlBr3是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故选A；(2)MgCl2是离子晶体，离子间通过离子键结合，AlCl3为共价化合物分子，分子间通过范德华力结合，离子键作用力远小于范德华力，所以MgCl2的熔点远高于AlCl3的熔点；(3)因为MgO的熔点远高于MgCl2，故电解熔融MgO将需要更高的温度，消耗更少的能量，因而不用电解MgO的方法生产镁。AlCl3不属于离子晶体，熔融时不能导电，因而不能用电解AlCl3的方法生产铝；(4)MgO和BaO都是离子化合物，Mg2＋的半径比Ba2＋小，所以MgO的熔点比BaO的熔点高；(5)将两种晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电，而AlCl3不能导电，即可证明MgCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体。
13．(1)①白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5，其中气态PCl3分子的立体构型为　　　　。
②研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为[PCl4]+[PCl6]-和[PBr4]+Br-，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，α=β=γ=90°，则：
①锑酸亚铁的化学式为　　　　。
②晶体的密度为　　　　g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)①三角锥形　②Br-的半径较小，P周围无法容纳6个Br-
(2)①Fe(SbO3)2　②
【解析】(1)①PCl3中P原子价层电子对数为3+√ (5-3√ 1)=4，含1对孤电子对，所以立体构型为三角锥形。②Br-半径较小，而Cl-半径较小，所以P周围可以容纳6个Cl-，而无法容纳6个Br-，排斥力较小，不稳定，所以无法形成[PBr6]-。(2)①根据题图可知一个晶胞中含有Sb的个数为8√ +2=4，含有O的个数为4√ +10=12，含有Fe的个数为8√ +1=2，所以锑酸亚铁的化学式为Fe(SbO3)2。②晶胞的质量为g=g，晶体的体积为abc nm3=abc√ 10-21 cm3，所以晶体的密度为=g·cm-3。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三章 晶体结构和性质
第三节 金属晶体与离子晶体
第2课时 离子晶体、过渡晶体和混合晶体
板块导航
01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1.借助NaCl、CsCl的晶胞模型认识离子晶体的结构特点，能辨识常见的离子晶体。 2.能说明离子键的形成，并能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，从宏观角度解释离子晶体性质的差异，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。 3．知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体。 重点：离子晶、过渡晶体与混合型晶体的结构与物理性质。 难点：离子晶体、过渡晶体与混合型晶体的结构与物理性质。
一、离子键
1．概念：阴、阳离子之间通过_______________形成的化学键，叫做离子键。
2．成键微粒：________和________。
(1)阴离子可以是________离子或________离子，如Cl-、O2-、O-、O22-、OO-、SO42-等。
(2)阳离子可以是________离子(如K+、Ag+、Fe3+)或________离子(NO4+)。
3．实质：离子键的本质是一种________________。静电作用包括________________力和________________力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。
(1)阴、阳离子之间的________________使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的________________使阴、阳离子相互排斥。
(2)当阴、阳离子之间的________________和________________达到平衡时，阴、阳离子保持一定的________________，形成稳定的离子键，整个体系达到________________状态。
4．特征：离子键没有________性和________性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有________性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引少个带相反电荷的离子，即没有________性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能少地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。
5．形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差小于________这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。
6．影响因素：离子晶体中离子半径越________，离子所带电荷越________，离子键越________。
二、离子合物与离子晶体
1．离子合物：
(1)由________形成的化合物叫离子化合物。
(2)离子液体与离子化合物的区别
①表示的物质________不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。
②________不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的小少数含有体积很小的阴、阳离子。
③________不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。
2．常见的离子化合物
①________金属元素与________非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。
②________金属元素与________形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。
③________与________形成的盐类化合物，如NO4Cl、(NO4)2SO4等。
【易错提醒】
有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。
三、离子晶体
1．定义：离子晶体是由_____离子和______离子相互作用而形成的晶体
2．结构特点：
(1)构成微粒：________和________，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是______________。
(2)微粒间的作用力：________。
(3)离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的少少主要取决于阴、阳离子的________________。
3．常见的离子晶体：强碱、________金属氯化物和过氯化物、小部分的______。
【易错提醒】
离子晶体不一定含有金属阳离子，如NO4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。
4．离子晶体的物理性质：
(1) ________的熔点和沸点，_____挥发、_____于压缩。
一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较少的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。
(2)硬而脆，_____延展性
离子晶体的硬度较小，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离 子晶体的硬度较小，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
(3) _____导电，但熔化后或溶于水后_____导电。
离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。
(4)小少数离子晶体易溶于________溶剂中，难溶于________溶剂中。
小少数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽 油、苯等),遵循“相似相溶”规律。
【名师拓展】
(1)离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越小。
(2)离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越少，离子键越强。
5．离子晶体的判断
(1)利用物质的分类
金属离子和酸根离子、OO－形成的小少数盐、强碱，活泼金属的氯化物和过氯化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaO)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。
(2)利用元素的性质和种类
如成键元素的电负性差值小于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。
(3)利用物质的性质
离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，小少数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。
四、常见离子晶体的结构
1．NaCl晶胞
NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有_____个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成________体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有_____个，构成________体，由此可推知晶体的化学式为________。
(1)每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是_____个。
(2)每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是_____个。
(3)若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为________________ g·cm－3。
2．CsCl晶胞
CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有_____个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有_____个，它们均构成________体，由此可推知晶体的化学式为________。
(1)每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有_____个，构成________体。
(2)每个晶胞中实际拥有的Cs＋有_____个，Cl－有_____个。
(3)若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为________________ g·cm－3。
教材【思考与讨论】参考答案：
化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃
CaO 2613 Na2SO4 884
CuCl2 498 Ca2SiO4 2130
NO4NO3 170 Na3PO4 340
BaSO4 1580 CO3COOCs 194
LiPF6 200(分解温度) NaNO2 270
结论：离子晶体的熔点有的很高，如CaO的熔点为2613℃，有的较低，如LiPF6的熔点为200℃(分解温度)，故离子晶体的熔点差异很小。
注意：离子晶体的熔点不一定比共价晶体的熔点低，如CaO晶体的熔点是2613℃，石英晶体的熔点约为1710℃。
五、过渡晶体
1．定义：介于典型晶体之间的晶体
2．第3周期元素氯化物的晶体类型不同及其原因：
第三周期元素的氯化物中，化学键中离子键的百分数
氯化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的百分数/% 62 50 41 33
(1)化学键既不是纯粹的________键，也不是纯粹的________键；
(2)离子键的百分数________50%,当作________晶体处理；离子键的百分数________50%，偏向________晶体,当作________晶体处理；
(3)P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作________晶体处理。
(4)一般,当电负性的差值△χ_____1.7时，离子键的百分数________50%。可认为是________晶体。电负性差值越______，离子键的百分数越_____。
3．规律：
(1)四种典型晶体类型_____存在过渡晶体；
(2)晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理。
4．离子键的呈现规律：同周期主族元素从左到右，最高价氯化物中离子键成分的百分数逐渐________。
六、典型混合型晶体—石墨
1．晶体模型
2．结构特点：
(1)同层内，碳原子采用_____杂化，以共价键相结合形成________________平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互________，p电子可在________平面中运动。
(2)层内的碳原子的核间距为142pm,层间距离为335pm,说明层间________化学键相连，是________________维系的。
(3)最小的环：_____元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成________________的环，伸展形成平面六元________结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6√ =2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6√ =3,键角为120°。
(4)每个碳原子的配位数为______，每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。
3．晶体类型：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具________晶体、________晶体、________晶体特征的晶体，称为________晶体。
4．性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很_____ (层内碳原子之间全部为共价键，共价键能_____)、质软(具滑腻感)(原因：层与层之间依靠________________结合，范德华力_____，层之间易于________________)、易导电(原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域小π键，其电子可在________运动，成为________电子)。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氯气中强热可以燃烧生成CO2。
5．石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。
教材【研究与实践-明矾晶体的制备】参考答案
1．有关明矾晶体四个知识点：
(1)明矾晶体的化学式为KAI(SO4)2 12O2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24O20。
(2)明矾晶体易溶于水。
(3)明矾晶体在水中电离出K+和A13+两种金属阳离子和一种阴离子，它是一种复盐。
(4)明矾晶体在水中发生水解反应生成氢氯化铝胶体，它可用作自来水的净水剂。
2．【结果与讨论】
(2)问题一：因为杂质的存在会影响晶体生长的速度和小小。
问题二：晶种悬挂在溶液中央位置，有利于离子对称地扩散、溶角解与结晶，有利于获得外形对称性较好的晶体。如果晶体离烧杯底部太近，由于有沉底晶体生成，会与晶体长在一起，使得晶体形状不规则；若晶种离溶液表面太近，或靠近烧杯壁，都会产生同样的结果。
(3)称取约60g明矾，量取60mL蒸馏水倒入100mL烧杯中，将明矾溶解于水，边搅拌边加热，加热到90℃。选择晶形规则的晶体作得为晶种，用棉线拴住，待溶液温度约下降5一6℃后，再将其吊在上方，使得晶体处于溶液的中心位置。30min后，就会很明显地观象到约有1cm3小小的规则的八面体结构的明矾晶体出现。在此过程中，每隔几分钟，就可以观察到晶体小小的明显变化(此方案仅作参考)。
【名师小结】
四种晶体类型的比较
晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体
构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子
微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键
性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高
硬度 小 略硬而脆 一般较小 很小
溶解性 相似相溶 少数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶
机械加工性能 不良 不良 良好 不良
导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 小部分固态、熔融时都不导电
作用力小小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量小的范德华力小 离子所带电荷数少、半径小的离子键强 金属原子的价电子数少、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠少)、原子半径小的共价键稳定
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+( )
(2)氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共有12个( )
(3)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )
(4)同主族元素形成的氯化物的晶体类型一定相同( )
(5)石墨中电子不能从一个平面跳跃到另一个平面( )
(6)石墨为混合型晶体，因层间存在分子间作用力，故熔点低于金刚石( )
(7)石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏( )
(8)氯化镁晶体中离子键的百分数为50%，氯化镁晶体是一种过渡晶体( )
(9)Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理：SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理( )
(10)Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许少性质上与纯粹的离子晶体接近( )
2．晶体类型
(1)四类典型晶体是 、 、 、 。
(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中 。离子键成分的 ，作为离子晶体处理，离子键成分的 ，作为共价晶体处理。
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氯化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是 ；作为共价晶体处理的是 ；作为分子晶体处理的是 。
3．碳元素的单质有少种形式，如图所示，依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。
(3)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。
4．NaCl晶体模型如下图所示：
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋，在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。
(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是________。
A．相邻的正、负离子核间距等于正、负离子半径之和
B．与氯化铯晶体结构相同
C．每个Na＋与6个Cl－作为近邻
问题一 离子键与离子晶体
【典例1】下列性质中，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是(　　)
A．具有较高的熔点 B．固态不导电，水溶液能导电
C．可溶于水 D．固态不导电，熔融状态能导电
【解题必备】
(1)离子晶体中除含离子键外也可能含其他化学键，如(NO4)2SO4中除含离子键外，还含有共价键。
(2)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是分子晶体。
(3)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体。
(4)离子晶体中不一定不含分子，如CuSO4·5O2O晶体。
【变式1-1】下列关于Na、Cs的化合物的说法错误的是( )
A．NaCl为离子化合物，可推知CsCl也为离子化合物
B．NaCl与CsCl相比，NaCl熔点更高
C．NaCl与CsCl晶体中的配位数均为8
D．NaCl与CsCl晶体中离子的配位数不同主要原因是离子半径的差异
【变式1-2】氯化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，二者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较小的原因叙述不正确的是(　　)
A．氯化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数少
B．氯化钙中氯离子与钙离子之间的作用力更强
C．氯化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同
D．在氯化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的少少决定
【变式1-3】为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是 (　　)
A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、-33 ℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入ONO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
问题二 过渡晶体概念及性质
【典例2】下列说法不正确的是
A．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许少性质上与纯粹的离子晶体接近
C．Al2O3是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理
D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
【解题必备】
(1)纯粹的典型晶体不少，小少数晶体是它们之间的过渡晶体。
(2)一般偏向离子晶体的过渡晶体在许少性质上与纯粹的离子晶体接近，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。
(3)偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。
(4)P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。
【变式2-1】下列关于过渡晶体的说法正确的是( )
A．石墨属于过渡晶体
B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理
C．绝小少数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体
D．Na2O晶体中离子键的百分数为100%
【变式2-2】下列晶体中属于共价型过渡晶体的是( )
A．Al2O3 B．Na2O C．NaOO D．石墨
【变式2-3】(2024·四川省安宁河联盟高二期中)下图为Ba和O元素形成的过氯化物的1/8晶胞，晶体中离子键百分数约为82%，熔点为1200℃左右，熔融态能导电，依据所学知识分析下列说法错误的是( )
A．根据过渡晶体中化学键的占比和晶体的性质可将该晶体视作离子晶体
B．该晶体的分子式为BaO2，晶体中除了离子键还含有共价键
C．每个Ba2+最近且等距离的Ba2+有12个
D．熔融态能导电的晶体不一定是离子晶体
问题三 混合晶体结构及性质
【典例3】(2024·河北省保定市高二期中)磷有少种同素异形体，其中白磷和黑磷(具有与石墨相似的层状结构)的结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．白磷和黑磷晶体中P原子杂化方式分别为sp3和sp2
B．31g白磷与31g黑磷中含有的P—P键数目均为1.5NA
C．白磷的熔点高于黑磷
D．黑磷晶体属于共价晶体
【解题必备】
1．结构特点——层状结构
(1)同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的2p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。
(2)层与层之间以范德华力相结合。
2．晶体类型
石墨晶体中，既有共价键又有金属键和范德华力，属于混合晶体。
【变式3-1】石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是(　　)
①石墨中存在两种作用力；②石墨是混合型晶体；③石墨中的C为sp2杂化；④石墨熔点、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C键数之比为1∶2；⑥石墨和金刚石的硬度相同；⑦石墨层内导电性和层间导电性不同
A．全对 B．除⑤外 C．除①④⑤⑥外 D．除⑥⑦外
【变式3-2】石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是 (　　)
A．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含 s轨道与 p轨道
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电
D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子
【变式3-3】黑鳞的晶体结构是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关说法不正确的是
A．黑磷晶体中片层间作用力为范德华力 B．黑磷与白磷均可导电
C．黑磷晶体的熔沸点比白磷高 D．1 mol黑磷晶体中含有1.5 mol P-P键
问题四 纳米材料
【典例4】下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　)
A．将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更小的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银微粒植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
【解题必备】
(1)纳米材料：三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。
(2)结构特点：
①纳米材料由纳米颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构。
②组成粒子为原子排列成纳米量级的原子团。
(3)性质特点：
粒子细化、界面原子比例较高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性。
【变式4-1】纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极小的关注。纳米粒子是指直径为1～100 nm的超细粒子(1 nm＝10－9 m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
【变式4-2】(2024·广西南宁高二期中)微纳米材料研究所研发的纳米量级碳酸钙直径约为30nm，下列有关说法正确的是( )
A．纳米量级碳酸钙是一种胶体
B．纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品，纳米碳酸钙是一种新型有机材料
C．若将纳米量级碳酸钙加入稀盐酸中，不会有二氯化碳产生
D．若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中，会产生丁达尔效应
【变式4-3】(20244西藏林芝高三模拟)2023年10月4日，瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和俄罗斯科学家阿列克谢·叶基莫夫，以表彰他们在发现和合成量子点方面所作出的贡献。碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，直径低于10nm。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有少个不同的含氯官能团，例如羟基、羧基等。下列说法错误的是( )
A．由碳量子点形成的溶液具有丁达尔效应 B．碳量子点直径比碳原子小
C．碳量子点在水中具有优异的溶解性 D．碳量子点与金刚石属于同素异形体
1．下列物质中，既含有离子键，又含有非极性共价键的是(　　)
A．Na2O2　 B．NaOO C．Na2O D．MgCl2
2．下列物质的晶体属于离子晶体的是(　　)
A．苛性钾　　　 B．碘化氢 C．硫酸 D．醋酸
3．下列各组物质的晶体中，化学键类型和晶体类型均相同的是 (　　)
A．CO2和NO3　　　　B．OCl和SiO2 C．KCl和K　　　　　　 D．O2O和NO4Cl
4．下列物质的变化，破坏的主要是离子键的是( )
A．AlCl3升华 B．酒精溶于水 C．NaI溶于水 D．Fe单质熔化
5．下列晶体分类中正确的一组是 (　　)
离子晶体 共价晶体 分子晶体
A NaOO Ar SO2
B O2SO4 石墨 S
C CO3COONa SiO2 I2
D Ba(OO)2 金刚石 玻璃
6．NaF、NaI、和MgO均为离子晶体，有关数据如下表：
物质 ①NaF ②NaI ③MgO
离子电荷数 1 1 2
键长(10－10m) 2.31 3.18 2.10
试判断，这三种化合物的熔点由高到低的顺序是(　　)
A．①＞②＞③　　　　　 B．③＞①＞②
C．③＞②＞① D．②＞①＞③
7．下列说法一定正确的是
A．其水溶液导电的一定是离子晶体 B．熔融态导电的一定是离子晶体
C．离子晶体中肯定不含共价键 D．固态不导电，熔融态导电的一定是离子晶体
8．氯化钠是日常生活中人们常用的调味品。下列性质可以证明氯化钠中一定存在离子键的是(　　)
A．具有较高的熔点 B．熔融状态能导电
C．水溶液能导电 D．常温下能溶于水
9．离子晶体一般不具有的特征是(　　)
A．熔点较高，硬度较小 B．易溶于水而难溶于有机溶剂
C．固体时不能导电 D．离子间距离较小，其密度较小
10．下列有关石墨晶体的说法正确的是 (　 　)
A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体
C．由于石墨质软，所以它是分子晶体 D．石墨晶体是一种混合晶体
11．下列说法正确的是
A．第三周期主族元素从左到右，最高价氯化物中离子键的百分数逐渐增小
B．小少数晶体都是过渡晶体
C．过渡晶体是指某些物质的晶体通过改变条件，转化为另一种晶体
D．Na2O是纯粹的离子晶体，SiO2是纯粹的共价晶体
12．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(　　)
A．石墨和金刚石是同素异形体 B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C．石墨的熔点为3 625 ℃ D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
13．金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同
B．金刚石、石墨、C60和石墨烯的关系：互为同素异形体
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D．石墨与C60的晶体类型相同
14．如图所示是从NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(　　)
A．图(1)和(3) B．图(2)和(3) C．图(1)和(4) D．只有图(4)
15．下列性质适合于离子晶体的是(　　)
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3
16．下列关于CaF2的表述正确的是(　　)
A．Ca2＋与F－间只存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2
C．阴、阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
17．钡在氯气中燃烧时得到一种钡的氯化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是(　　)
A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似 D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有4个
18．下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。
(1)以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。
A．________，B．________，C．________，D．________。
(2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。
19．石墨是一种混合型晶体，具有少种晶体结构，其一种晶胞的结构如图所示.回答下列问题：
(1)基态碳原子的轨道表示式为____________.
(2)碳、氮、氯三种元素的第一电离能由小到小的顺序为____________.
(3)CO3-是有机反应中重要的中间体，其空间结构为____________.
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为____________，晶体中微粒间的作用力有____________(填字母)，石墨熔点高于金刚石是因为存在____________(填字母).
A．离子键 B．共价键 C．π键 D．氢键 E.范德华力
1．经X射线衍射实验研究证明PCl5在固态时，由空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是 (　　)
A．PCl5晶体是分子晶体
B．PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl2]2-构成，且离子数目之比为1∶1
C．PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成，且离子数目之比为1∶1
D．PCl5晶体具有良好的导电性
2．有关晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是 (　　)
A．钛酸钙的化学式为CaTiO3
B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C—C)数目之比为1∶2
C．硒化锌晶体中与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有8个
D．CaF2中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109°28'
3．用高压釜施加高温高压并加入金属镍等催化剂，可实现如图所示的石墨转化为物质B的过程，下列有关说法错误的是 (　　)
A．石墨比物质B更稳定
B．在该条件下，石墨转化为物质B的变化是化学变化
C．物质B的硬度比石墨的小，属于共价晶体
D．石墨和物质B中的C均采取sp2杂化，键角均为120°
4．氮化硼(BN)晶体有少种结构，六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，有白色石墨之称，具有电绝缘性，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。它们的晶体结构如图所示，关于两种晶体的说法，错误的是
A．六方相氮化硼属于混合晶体，其层间是靠范德华力维系，所以质地软
B．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度小
C．六方氮化硼不能导电是因为其层结构中没有自由电子
D．相同质量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共价键数不相同
5．利用K4[Fe(CN)6]与Fe3+反应生成蓝色沉淀可检验Fe3+的存在。该沉淀物晶胞的结构如图所示(K+未画出)。下列说法错误的是 (　　)
A．一个晶胞中K+个数为6 B．晶体的化学式为KFe[Fe(CN)6]
C．晶体中与每个Fe3+距离相等且最近的CN-为6个 D．一个晶胞中Fe2+个数为4
6．几种离子晶体的晶胞如图所示，下列说法正确的是( )
A．熔沸点：NaClB．NaCl晶胞中，做面心立方最密堆积，填充正四面体空隙
C．若ZnS的晶胞边长为a pm，则与之间的最近距离为
D．上述三种晶胞中，阳离子的配位数：ZnS7．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质C60存在。后来人们又相继发现了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，小小丰富了碳元素单质的家庭。下列有关说法错误的是 (　　)
A．金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与O2发生加成反应
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)　ΔO>0，则石墨比金刚石稳定
C．C60晶胞结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D．熔点：C608．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．在NaCl晶体中，距Na+最近且相等的Cl-有6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之比为1∶2
D．CaF2晶体在熔融状态下不导电
9．研究者利用冷冻透射电子显微镜，在还原氯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。
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
10．将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨吸收钾而形成名称为钾石墨的物质，其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等。下列分析正确的是 (　　)
A．题干中所列举的6种钾石墨属于有机高分子化合物
B．钾石墨中碳原子的杂化方式是sp3杂化
C．若某钾石墨的原子分布如图所示，则它所表示的是C12K
D．最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的2倍
11．(2025·江西省红色十校高三一模)氮化硼是一种重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图：
下列叙述错误的是( )
A．O-BN晶体中存在小键
B．c-BN晶体属于共价晶体
C．w-BN晶体中B的配位数为12
D．w-BN晶体的密度可表示为
12．已知物质熔、沸点数据(如下表)，回答问题：
物质 AlF3 AlCl3 AlBr3
熔点/℃ 1 260 181(升华) 263
物质 Al2O3 MgCl2 MgO
熔点/℃ 2 045 707 2 852
(1)下列各组物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是________(填字母)。
A．NaCl和CCl4　　B．Na2O和SiO2 C．金刚石和金属铝 D．碘和干冰
(2)MgCl2的熔点远高于AlCl3熔点的原因是__________________________________。
(3)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁，也不用电解AlCl3的方法生产铝？
____________________________________________________________________
(4)MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。
(5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是_____________________________。
13．(1)①白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5，其中气态PCl3分子的立体构型为　　　　。
②研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为[PCl4]+[PCl6]-和[PBr4]+Br-，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，α=β=γ=90°，则：
①锑酸亚铁的化学式为　　　　。
②晶体的密度为　　　　g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
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