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晶体结构与性质
学习目标
1．了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。
2．了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。
3．了解分子晶体结构与性质的关系。
4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见
的堆积方式。
6．了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。
知识清单
知识点 1 晶胞、晶体结构模型
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的区别
比较 晶体 非晶体
结构微粒无序排
结构特征 结构微粒周期性有序排列
列
自范性 有 无
性质
熔点 固定 不固定
特征
异同表现 各向异性 各向同性
二者 间接方法 测定其是否有固定的熔点
区别
科学方法 对固体进行 X 射线衍射实验
方法
(2)获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)
③溶质从溶液中析出
2．晶胞
(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
[名师点拨] (1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。
(2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。
(3)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六
面体”。
3．常见晶体的结构模型
晶体 晶体结构 晶体详解
①每个碳与相邻4个碳以共价键结
合，形成正四面体结构
②键角均为 109°28′
金刚石 ③最小碳环由6个 C 组成且六原子不
在同一平面内
④每个 C参与 4条 C—C键的形成，
原子 C原子数与 C—C键数之比为 1∶2
晶体 ①每个 Si与4个 O以共价键结合，形
成正四面体结构
②每个正四面体占有 1个 Si,4 1个 O，
SiO2 2
n(Si)∶n(O)＝1∶2
③最小环上有12个原子，即 6个 O,6
个 Si
①8个 CO2分子构成立方体且在 6个
面心又各占据 1个 CO2分子
干冰
②每个 CO2分子周围等距且紧邻的
CO2分子有12个
分子
晶体
每个水分子与相邻的4个水分子以氢
冰 键相连接，含 1 mol H2O的冰中，最
多可形成2 mol氢键
①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl
－ ＋ ＋
离子 (Na )有 6个，每个 Na 周围等距且
NaCl型
＋
晶体 紧邻的 Na 有12个
＋ －
②每个晶胞中含4个 Na 和4个 Cl
①每个 Cs＋ －周围等距且紧邻的 Cl 有8
＋
个，每个 Cs (Cl－)周围等距且紧邻的
CsCl型 Cs＋(Cl－)有 6个
②如图为 8个晶胞，每个晶胞中含 1
个 Cs＋ －、1个 Cl
典型代表 Po，配位数为6，空间利用
简单立方堆积
率 52%
典型代表 Cu、Ag、Au，配位数为12，
面心立方最密堆积
空间利用率 74%
金属
晶体
典型代表 Na、K、Fe，配位数为8，
体心立方堆积
空间利用率 68%
典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，
六方最密堆积
空间利用率 74%
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2，C 原子采取的杂化方式是
混合 sp2
石墨
晶体 ③每层中存在σ键和π键
④石墨的 C—C 的键长比金刚石的
C—C的键长短，熔点比金刚石的高
⑤硬度不大、有滑腻感、能导电
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( )
(2)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子( )
(3)由原子形成的晶体一定是原子晶体( )
(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的原子有 6个( )
(5)在 NaCl晶体中，每个 Na＋周围与其距离最近的 Na＋有 12个( )
(6)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
例 2．(2021·沈阳模拟)下面有关晶体的叙述中，错误的是( )
A．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有 6个碳原子
B．在 CaF2晶体中每个 Ca2＋周围紧邻 8个 F－，每个 F－周围紧邻 4个 Ca2＋
C．白磷晶体中，微粒之间通过共价键结合，键角为 60°
D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
解析：选 C 金刚石的结构为 ，由模型可知最小的环为六元环，即由共价
键形成的最小碳环上有 6个碳原子，故A正确；CaF2晶胞的结构如图所示： ，
根据图可知，每个 Ca2＋周围有 8个 F，而每个 F周围有 4个 Ca2＋，故 B正确；白磷结构为
，白磷分子间存在分子间作用力，键角为 60°，故 C错误；离子晶体中存在离子
键，离子晶体在熔化时，离子键被破坏，分子晶体中分子间存在分子间作用力，分子晶体熔
化时，破坏分子间作用力，化学键不被破坏，故 D正确。
例 3.(2021·胶州模拟)硫化锂是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解
＋
质，为立方晶系晶体。离子位置按图示坐标系为：Li (0.25，0.25,0.25)；
(0.25,0.75,0.25)；(0.75,0.25,0.25)；(0.75,0.75,0.25)；…S2－：(0,0,0)；(0.5,0.5,0)；
(0.5,0,0.5)；(0,0.5,0.5) ＋；…则硫化锂晶胞沿 z 轴投影的俯视图(其中“ ”表示 Li ，“ ”表
示 S2－)为( )
解析：选 A 硫化锂为立方晶系晶体，由离子坐标可知，S2－处于晶胞顶点与面心，Li
＋ 1处于 晶胞的体心，沿 z 轴投影的俯视，S2－处于正方形中心、顶角与边中心，Li＋处于正方
8
形内部对角线上且关于中心对称，“ ”表示 Li＋，“ ”表示 S2－，则俯视图为 ，故
选 A。
知识点 2 四种晶体的性质与判断
1．金属键、金属晶体
(1)金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。
(2)本质——电子气理论
该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共
用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(3)金属晶体的物理性质及解释
2．离子晶体的晶格能
(1)定义：气态离子形成 1 －摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为 kJ·mol 1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(3)与离子晶体性质的关系
晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。
3．四种晶体类型的比较
金属晶
分子晶体 原子晶体 离子晶体
体
金属阳
阴、阳离
构成微粒 分子 原子 离子、自
子
由电子
范德华力(某些含氢
微粒间的相互作用力 共价键 金属键 离子键
键)
有的很
硬度 较小 很大 大，有的 较大
很小
有的很
熔、沸点 较低 很高 高，有的 较高
很低
难溶于 大多易溶
难溶于任
溶解性 相似相溶 常见溶 于水等极
何溶剂
剂 性溶剂
晶体不导
电和热
一般不导电，溶于水后 一般不具 电，水溶
导电、导热性 的良导
有的导电 有导电性 液或熔融
体
态导电
金属氧化
部分非金 物(如
属单质(如 K2O、
大多数非金属单质、气 金属单
金刚石、 Na2O)、
态氢化物、酸、非金属 质与合
硅、晶体 强碱(如
物质类别及举例 氧化物(SiO2除外)、绝 金(如
硼)、部分非 KOH、
大多数有机物(有机盐 Na、Al、
金属化合 NaOH)、
除外) Fe、青铜)
物(如 SiC、 绝大部分
SiO2) 盐(如
NaCl)
[名师点拨] (1)原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。
(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属
晶体。
4．晶体熔、沸点高低的比较
(1)不同类型晶体熔、沸点的比较
①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞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)同种类型晶体熔、沸点的比较
①原子晶体
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
一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，晶体的熔、沸点
越高，如熔点：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。
③分子晶体
a．分子间范德华力越大，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分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点
越高，如 CH3Cl＞CH3CH3。
d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如 CH3CH2CH2CH2CH3＞
④金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，如熔、
沸点：Na[名师点拨] (1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为 1 710 ℃，MgO
的熔点为 2 852 ℃。
(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如 Na 的熔点为 97 ℃，尿素的熔点为
132.7 ℃。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高( )
(2)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )
(3)离子晶体一定都含有金属元素( )
(4)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )
(5)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高( )
(6)碳有三种同素异形体：金刚石、石墨和 C60，其熔点由高到低的顺序为 C60>金刚石>
石墨( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
例 2．(2021·威海模拟)下列晶体的分类正确的一组是( )
选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
A CaC2 石墨 Ar Hg
B 玻璃 金刚石 CH3CH2OH Ag
C CH3COONa SiC Mg
D Ba(OH)2 Si C60 NaH
解析：选 C 石墨的层与层之间是分子间作用力，而碳原子间是共价键，石墨之中也会
有自由电子在层与层间移动，石墨属于混合型晶体，故 A不选；玻璃是硅酸钠、硅酸钙和
二氧化硅的混合物，不是纯净物，不属于离子晶体，故 B不选；CH3COONa 是由醋酸根离
子和钠离子组成的离子晶体，碳化硅是由碳原子和硅原子组成的原子晶体，属于有机物，属
于分子晶体，镁是由金属阳离子和自由电子组成的金属晶体，故 C选；NaH是钠离子和氢
离子形成的离子晶体，不属于金属晶体，故 D不选。
例 3．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。
(1)碳化铝，黄色晶体，熔点 2 200℃，熔融态不导电：________。
(2)五氟化矾，无色晶体，熔点 19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：________。
(3)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。
(4)硼，熔点 2 300℃，沸点 2 550℃，硬度大：________。
(5)硒，熔点 217℃，沸点 685℃，溶于氯仿：________。
(6)锑，熔点 630.74℃，沸点 1 750℃，导电：________。
答案：(1)原子晶体 (2)分子晶体 (3)离子晶体
(4)原子晶体 (5)分子晶体 (6)金属晶体
[方法技巧] 判断晶体类型的方法
(1)主要是根据各类晶体的特征性质判断
如低熔、沸点的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导
电的化合物形成离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体；
晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。
(2)根据物质的类别判断
金属氧化物(如 K2O、Na2O2等)、强碱(如 NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶
体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、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。常见的原子晶体中单质有金刚
石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体中化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注：
汞在常温为液体)与合金是金属晶体。
课堂闯关
1．(1)(2020·全国卷Ⅱ)Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自
TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是__________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155
(2)(2020·天津等级考)Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素，三种元素二价氧化物的晶胞
类型相同，其熔点由高到低的顺序为_______________________。
(3)(2020·山东等级考)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
①Sn 为ⅣA族元素，单质 Sn与干燥 Cl2反应生成 SnCl4。常温常压下 SnCl4为无色液体，
SnCl4空间构型为________，其固体的晶体类型为________。
②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。
解析：(1)TiF4为离子化合物，故熔点高于其他三种卤化物，TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化
合物，且结构相似，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，故自 TiCl4至 TiI4熔点逐渐
升高。(2)因为 Fe、Co、Ni的二价氧化物是离子化合物，Fe2＋、Co2＋、Ni2＋半径依次减小，
晶体的晶格能依次增大，熔点依次升高，故熔点高低顺序是 NiO＞CoO＞FeO。(3)①Sn 为
元素周期表中ⅣA族元素，最外层有 4 个电子，故 SnCl4的中心原子 Sn 的价电子对数为 4
4－4×1
＋ ＝4，且均为成键电子对，故 SnCl4的空间构型为正四面体形。由 SnCl4常温常压
2
下为液体的物理性质可知 SnCl4符合分子晶体的特点，故其为分子晶体。②NH3中存在分子
间氢键，导致其沸点比与 N元素同主族的 P、As元素的氢化物 PH3、AsH3的沸点要高，而
PH3、AsH3中均不存在分子间氢键，故影响 PH3、AsH3沸点的因素为范德华力，相对分子
质量越大，沸点越高，则沸点由高到低的顺序为 NH3、AsH3、PH3。
答案：(1)TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的
增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高
(2)NiO＞CoO＞FeO
(3)①正四面体形 分子晶体
②NH3、AsH3、PH3
2．(1)图(a)为 S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因
为____________________________________________________________________。
(2)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF2不溶于有机溶剂而
ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是____________________。
(3)①碳的一种单质的结构如图(b)所示。该单质的晶体类型为________，原子间存在的
共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为________。
②四卤化硅 SiX4的沸点和二卤化铅 PbX2的熔点如图(c)所示。SiX4的沸点依 F、Cl、Br、
I次序升高的原因是__________________________。结合 SiX4的沸点和 PbX2的熔点的变化
规律，可推断：依 F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性________、共价性________。
(填“增强”“不变”或“减弱”)
解析：(1)S8、SO2都是分子晶体，分子晶体熔、沸点与其分子间作用力成正比，分子间
作用力与其相对分子质量成正比，S8相对分子质量大于 SO2，所以分子间作用力 S8大于 SO2，
导致熔、沸点 S8高于 SO2。(2)由 ZnF2的熔点为 872 ℃可知，ZnF2应为离子晶体，因此化
学键类型为离子键。ZnF2为离子化合物，极性较大，不溶于有机溶剂；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2
的化学键以共价键为主，极性较小，能够溶于有机溶剂。(3)①该单质为石墨，石墨属于混
合型晶体，层内碳原子之间形成σ键和π键；石墨中碳原子有 3个σ键，无孤电子对，因此杂
化类型为 sp2；②SiX4属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔、沸点越高，范
德华力随着相对分子质量的增大而增大，即熔、沸点增高；同主族从上到下非金属性逐渐减
弱，得电子能力逐渐减弱，因此 PbX2中化学键的离子性减弱，共价性增强。
答案：(1)S8相对分子质量比 SO2大，S8分子间范德华力大于 SO2 (2)离子键 ZnF2属
于离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小，乙醇、乙醚等有机
溶剂极性较小，所以互溶 (3)①混合型晶体 σ键、π键 sp2 ②SiX4均属于分子晶体，相
对分子质量越大，沸点越高 减弱 增强
3．(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于 1个体心
立方晶胞的金属原子数目是________。氯化铯晶体的晶胞如图 1，则 Cs＋位于该晶胞的
________，而 Cl－位于该晶胞的________，Cs＋的配位数是________。
(2)铜的氢化物的晶体结构如图 2 所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3) 3 F－图 为 与 Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是
________(填离子符号)。
(4)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这 4种晶体的结构与 NaCl 晶体结构相似(如图 4
所示)，已知 3种离子晶体的晶格能数据如下表：
离子晶体 NaCl KCl CaO
晶格能/(kJ·mol－1) 786 715 3 401
则这 4种离子晶体(不包括 NaCl)熔点从高到低的顺序是________________________。其
中MgO 晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。
解析：(1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故 1个晶
1
胞中金属原子数为 8× ＋1＝2；氯化铯晶胞中，Cs＋位于体心，Cl－位于顶点，Cs＋的配位数
8
为 8。(2)由晶胞可知，微粒个数比为 1∶1，化学式为 CuH，CuH与 Cl2反应，产物为 CuCl2
点燃
和 HCl，化学方程式为 2CuH＋3Cl2=====2CuCl2＋2HCl。(3)由晶胞结构可知，黑球有 1个，
灰球有 1个，白球有 3个，由电荷守恒可知 n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球为 F
－。(4)从 3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越多、离子半径越小，离子晶体的
晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3＋>Mg2＋，离子半径：Mg2＋＜Ca2＋，所以熔点：
TiN>MgO>CaO>KCl；MgO 晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有 12个。
答案：(1)2 体心 顶点 8
点燃
(2)2CuH＋3Cl2=====2CuCl2＋2HCl
(3)F－ (4)TiN>MgO>CaO>KCl 12
4．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组
金刚石：3 550℃ Li：181℃ HF：—83℃ NaCl：801℃
硅晶体：1 410℃ Na：98℃ HCl：—115℃ KCl：776℃
硼晶体：2 300℃ K：64℃ HBr：—89℃ RbCl：718℃
二氧化硅：1 723℃ Rb：39℃ HI：—51℃ CsCl：645℃
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中 HF熔点反常是由于________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为 NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_____________
________________________________________________________________________。
解析：(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶
体，具有①②③④四条共同的物理性质。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组
属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。
答案：(1)原子 共价键 (2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出 HF分子间能形成氢
键即可) (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高
5．铬的同位素有 5204Cr、5224Cr、5234Cr、5244Cr。铬及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
回答下列问题：
(1)基态 5243Cr的价层电子排布图为___________________________________。
(2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理为 2K2Cr2O7＋ 3CH3CH2OH＋
8H2SO4―→3CH3COOH＋2Cr2(SO4)3＋2K2SO4＋11H2O。
①CH3CH2OH、CH3COOH的沸点高于对应的 CH3OCH3(二甲醚)、HCOOCH3(甲酸甲酯)，
主要原因是_______________________________________________________________。
②CH3COOH分子中碳原子的杂化类型是__________；CH3COOH分子中σ键和π键的数
目之比为________。
③K2SO4晶体中阴离子的立体构型是________________________________________。
该反应中，只含极性键的极性分子有________________________(填分子式)。
(3)CrF3 晶体、CrBr3 晶体的熔点分别为 1 100 ℃以上、79 ℃，其可能的原因是
________________________________________________________________________。
(4)晶体铬的晶胞结构如图所示，其堆积模型为____________；铬原子的配位数为
____________。
解析：(1)基态铬原子的价层电子排布图为 (2)①乙醇、乙酸分
子间存在氢键，氢键比范德华力强，所以，乙醇的沸点高于二甲醚，乙酸的沸点高于甲酸甲
酯。②CH3COOH分子中—CH3中碳原子采用 sp3杂化，—COOH中碳原子采用 sp2杂化。单
键都是σ键，1个碳氧双键含 1个σ键和 1个π键，故 CH3COOH分子中σ键和π键的数目之比
为 7∶1。③K2SO4的阴离子是 SO2－4 ，SO 2－4 的立体构型是正四面体形，乙醇、乙酸分子中存
在碳碳非极性键，H2O、H2SO4分子中只含极性键。(3)三氟化铬、三溴化铬的晶体类型不同，
故熔点相差较大。(4)图中为体心立方堆积，铬原子的配位数为 8。
答案：(1) (2)①CH3CH2OH、CH3COOH分子间存在氢键
②sp2、sp3 7∶1 ③正四面体形 H2O、H2SO4
(3)CrF3是离子晶体，CrBr3是分子晶体，离子键比分子间作用力强 (4)体心立方堆积 8
6．下面是一些晶体的结构示意图。
(1)下列关于晶体的说法正确的是________(填字母)。
A．晶体的形成与晶体的自范性有关
B．可以用 X 射线衍射仪区分晶体和非晶体
C．石蜡是非晶体，但有固定的熔点
D．晶胞就是晶体
(2)图甲表示的是晶体的二维平面示意图，a、b 中可表示化学式为 AX3的化合物的是
________(填“a”或“b”)。
(3)图乙表示的是金属铜的晶胞。
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________，铜原子的配位数为________。
②该晶胞称为________(填字母)。
A．六方晶胞 B．体心立方晶胞 C．面心立方晶胞
(4)NiO、FeO的晶体结构相同，且 r(Fe2＋)>r(Ni2＋)，NiO的熔点为 1 960℃，则 FeO的
熔点________(填“>”或“<”)1 960℃，判断的依据是__________________________________。
解析：(1)在一定条件下，物质能形成具有几何形状的晶体，这个过程与晶体的自范性
有关，A项正确；区别晶体与非晶体最可靠的方法是对固体进行 X 射线衍射实验，B项正
确；非晶体没有固定的组成，没有固定的熔点，C项错误；晶体是由数量庞大的晶胞无隙并
置而成的，D项错误。(2)a中每个黑球周围有 6个白球，而每个白球周围有 3个黑球，故黑
球与白球数目之比为 1∶2，b中每个黑球周围有 6个白球，而每个白球周围有 2个黑球，故
黑球与白球数目之比为 1∶3，a所示物质的化学式为 AX2、b所示物质的化学式为 AX3。(3)①
Cu 8 1 6 1根据晶胞结构和均摊法知，该晶胞中 原子个数＝ × ＋ × ＝4；在铜的晶胞中，顶点
8 2
上的铜原子被 8个晶胞共有，每个晶胞中与 1个顶点上铜原子距离最近的铜原子数是 3，每
1
个面上的铜原子被 2个晶胞共有，所以铜原子的配位数是 3×8× ＝12。②晶胞中铜原子位
2
于顶点和面心，即该晶胞称为面心立方晶胞，C项正确。(4)NiO和 FeO均为离子晶体，且
晶体中阴、阳离子所带电荷数均相同，由于半径：Fe2＋>Ni2＋，则晶格能：FeO判断熔点：NiO>FeO。
答案：(1)AB (2)b (3)①4 12 ②C (4)< 两者均为离子晶体，且阴、阳离子电荷
数均为 2，但 Fe2＋的离子半径较大，FeO的晶格能小，因此 FeO的熔点较低
自我挑战
1．(1)Al2O3、SiC、Si、金刚石中属于原子(共价)晶体的有________________________，
其熔点由高到低的顺序为____________，理由是________________________。
(2)干冰、冰二者的熔点较高的是________，其理由是________________________。
(3)CS2熔、沸点高于 CO2的理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)BN、MgBr2、SiCl4的熔点由高到低的顺序为________________________。
(5)NaF 的熔点 ________(填 “>”“＝”或 “<”) BF －4 的熔点，其原因是
____________________________________。
解析：(1)SiC、Si、金刚石为原子晶体，原子晶体中共价键键长越短，键能越大，熔、
沸点越高。(2)冰晶体中含有氢键，熔点比干冰高。(3)CS2、CO2均为分子晶体，组成、结构
相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。(4)BN为原子晶体，MgBr2为离
子晶体，SiCl4为分子晶体，故熔点：BN>MgBr2>SiCl4。
答案：(1)SiC、Si、金刚石 金刚石>SiC>Si C—C 键、C—Si 键、Si—Si 键的键长依
次增大，键能依次减小，熔点依次降低
(2)冰 冰晶体中分子间存在氢键
(3)CS2和 CO2均为分子晶体，CS2的相对分子质量大，分子间作用力大，因此 CS2熔、
沸点高于 CO2
(4)BN>MgBr2>SiCl4
(5)> 两者均为离子化合物，且离子所带电荷数均为 1，但后者离子半径大，离子键较
弱，因此熔点较低
2．N、Ga元素因其在生产、生活和科研领域的重要作用而备受关注。
请回答下列问题：
(1)基态 Ga原子中含有________种能量不同的电子，其中能量最高的电子的电子云轮廓
图的形状为____________________。
(2)Ga单质有晶体和玻璃体两种形态，区别二者最可靠的科学方法为_____________。
(3)Ga分别与 N、P、As形成化合物的晶体结构与金刚石相似，其熔点如下表所示：
物质 GaN GaP GaAs
熔点/℃ 1 700 1 465 1 238
①从结构的角度分析，三种晶体熔点不同的原因为______________________________。
②GaN晶体中含有的化学键类型为________(填字母)。
A．离子键 B．配位键
C．σ键 D．π键
E．氢键
(4)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，若将图中的 Cu 去掉，再把所有的 Br换成 Cu，
得到晶体铜的晶胞结构，则晶体铜的堆积方式为________，某同学将基态铜原子的价电子错
误地写为 3d94s2，违背了核外电子排布规律中的________。
(5)下列关于上述铜的溴化物晶胞结构说法正确的是________(填字母)。
A．该化合物的化学式为 CuBr2
B．铜的配位数为 8
C．与 Br紧邻的 Br有 12个
1 1 1
， ，
D．由图中 P点和 Q点的原子坐标参数，确定 R点的原子坐标参数为 4 4 4
解析：(1)基态 Ga原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1，同能级电子的能
量相同，故有 8种能量不同的电子，其中能量最高的电子在 4p能级，其电子云轮廓图的形
状为哑铃形。(2)区分晶体和非晶体最科学的方法为 X 射线衍射实验。(3)①三种晶体均为原
子晶体，原子晶体的熔点高低受键能影响，随着 N、P、As原子半径增大，键长增长， 键
能减小，对应物质的熔点降低；②原子晶体中不含离子键，该晶体中，原子和原子之间靠单
键相连，故不含π键，氢键不属于化学键，GaN晶胞结构与金刚石相似，内部的碳原子被 N
原子代替，顶点和面心的碳原子被 Ga原子代替，说明一个 N原子形成了 4个σ键，其中存
在 1个配位键，B、C正确。(4)晶胞中铜原子位于面心、顶点上，属于面心立方最密堆积；
根据洪特规则，对于同一电子亚层，当电子排布为全充满、半充满或全空时是比较稳定的结
构，基态铜原子价电子应为 3d104s1，若写为 3d94s2，则违背了核外电子排布规律中的洪特规
则(特例)。(5) 1 1根据均摊法，晶胞中含有的铜原子数目为 4个，含有的溴原子数是 8× ＋6×
8 2
＝4，所以晶胞的化学式是 CuBr，A错误；Cu 原子与 4个 Br原子成键，Cu 原子的配位数
为 4，B 错误；根据晶胞图可知，与每个 Br 紧邻的 Br 有 12个，C 正确；图中 P 点原子坐
1 1
， ，0
标参数为(0,0,0)，Q点原子坐标参数为 2 2 ，晶胞边长设为 1，P与 R间的距离为晶胞
1 1 1
1 ， ，
对角线长的 ，则 R点的原子坐标参数为 4 4 4 ，D正确。
4
答案：(1)8 哑铃形 (2)X 射线衍射实验 (3)①三种晶体均为原子晶体，N、P、As原
子半径增大，键长增长，键能减小，熔点降低 ②BC (4)面心立方最密堆积 洪特规则(特
例) (5)CD
3．(1)火箭使用的推进剂燃料由 N、H两种元素组成，且原子个数 N(N)∶N(H)＝1∶2，
其水溶液显碱性，则该物质中 N原子的杂化方式为____________。
(2)笑气(N2O)曾被用作麻醉剂，但过度吸食会导致身体机能紊乱。预测 N2O的结构式为
____________________。
(3)在电解冶炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低 Al2O3熔点的作用。冰晶
石的生产原理为 2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3===2A＋3CO2↑＋9H2O。
①冰晶石的化学式为____________。
②冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示， 位于大立方体的顶点和面
心， 位于大立方体的 12条棱的中点和 8个小立方体的体心， 位于大立方体的体心，那么
大立方体的体心处所代表的微粒是________(填微粒符号)。
③冰晶石溶液中不存在的微粒间作用力有________(填字母)。
A．离子键 B．共价键
C．配位键 D．金属键
E．范德华力 F．氢键
④Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相
互位置关系的平面图如图丁所示。若已知 Al的原子半径为 d cm，NA代表阿伏加德罗常数的
值，Al的相对原子质量为 M，则晶胞中 Al原子的配位数为________。
(4)配合物 Fe(CO)5的熔点为－20℃，沸点为 103 ℃，可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结
构如图戊所示：
①Fe(CO)5晶体类型属于________晶体。
②关于 Fe(CO)5，下列说法正确的是________。
A．Fe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子
B．Fe(CO)5中 Fe原子以 sp3杂化方式与 CO成键
C．1 mol Fe(CO)5含有 10 mol配位键
D．反应 Fe(CO)5===Fe＋5CO↑没有新化学键生成
解析：(1)火箭燃料为 N2H4，其结构可表示为 H2N—NH2，其中 N有 3个σ键电子对和 1
对孤电子对，故 N2H4中 N 采用 sp3杂化。(2)N2O 与 CO2互为等电子体，CO2的结构式为
O===C===O，故 N2O 的结构式为 N===N===O。(3)①根据质量守恒定律分析，冰晶石的化
学式为 Na3AlF
1 1
6。② 位于大立方体的顶点和面心，属于该晶胞的份额为 8× ＋6× ＝4，位
8 2
1
于大立方体的 12条棱的中点和 8个小立方体的体心，属于该晶胞的份额为 12× ＋8＝11，
4
要使两种离子的个数比为 1∶3，则大立方体的体心处为 Na＋。③冰晶石溶液中存在 Na＋、
AlF3－6 、水，还有水电离出的 OH－和 H＋，AlF 3－6 中存在共价键和配位键，水分子中存在共价
键，水分子间存在范德华力和氢键，所以不存在离子键和金属键。④在晶胞中以面心的铝原
子为中心，与其距离最近的等距离的铝原子有12个，即铝的配位数为12。(4)①配合物Fe(CO)5
的熔点为－20℃，沸点为 103℃，熔、沸点较低，说明该配合物为分子晶体。②Fe(CO)5为
对称结构，分子中正、负电荷中心重合，属于非极性分子，CO为极性分子，A项正确；Fe(CO)5
中 Fe 原子与 CO 形成配位键，铁原子提供空轨道，B 项错误；铁与 CO形成 5 个配位键，
CO分子中 O提供 1对孤电子对与 1 个碳原子形成 1个配位键，所以 1 mol Fe(CO)5中含有
10 mol配位键，C项正确；反应 Fe(CO)5===Fe＋5CO↑得到铁单质，形成金属键，D项错误。
答案：(1)sp3 (2)N===N===O
(3)①Na3AlF6 ②Na＋ ③AD ④12 (4)①分子 ②AC晶体结构与性质
学习目标
1．了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。
2．了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。
3．了解分子晶体结构与性质的关系。
4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见
的堆积方式。
6．了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。
知识清单
知识点 1 晶胞、晶体结构模型
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的区别
比较 晶体 非晶体
结构微粒无序排
结构特征 结构微粒周期性有序排列
列
自范性 有 无
性质
熔点 固定 不固定
特征
异同表现 各向异性 各向同性
二者 间接方法 测定其是否有固定的熔点
区别
科学方法 对固体进行 X 射线衍射实验
方法
(2)获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)
③溶质从溶液中析出
2．晶胞
(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
[名师点拨] (1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。
(2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。
(3)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六
面体”。
3．常见晶体的结构模型
晶体 晶体结构 晶体详解
①每个碳与相邻4个碳以共价键结
合，形成正四面体结构
②键角均为 109°28′
金刚石 ③最小碳环由6个 C 组成且六原子不
在同一平面内
④每个 C参与 4条 C—C键的形成，
原子 C原子数与 C—C键数之比为 1∶2
晶体 ①每个 Si与4个 O以共价键结合，形
成正四面体结构
②每个正四面体占有 1个 Si,4 1个 O，
SiO2 2
n(Si)∶n(O)＝1∶2
③最小环上有12个原子，即 6个 O,6
个 Si
①8个 CO2分子构成立方体且在 6个
面心又各占据 1个 CO2分子
干冰
②每个 CO2分子周围等距且紧邻的
CO2分子有12个
分子
晶体
每个水分子与相邻的4个水分子以氢
冰 键相连接，含 1 mol H2O的冰中，最
多可形成2 mol氢键
①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl
－ ＋ ＋
离子 (Na )有 6个，每个 Na 周围等距且
NaCl型
＋
晶体 紧邻的 Na 有12个
＋ －
②每个晶胞中含4个 Na 和4个 Cl
①每个 Cs＋ －周围等距且紧邻的 Cl 有8
＋
个，每个 Cs (Cl－)周围等距且紧邻的
CsCl型 Cs＋(Cl－)有 6个
②如图为 8个晶胞，每个晶胞中含 1
个 Cs＋ －、1个 Cl
典型代表 Po，配位数为6，空间利用
简单立方堆积
率 52%
典型代表 Cu、Ag、Au，配位数为12，
面心立方最密堆积
空间利用率 74%
金属
晶体
典型代表 Na、K、Fe，配位数为8，
体心立方堆积
空间利用率 68%
典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，
六方最密堆积
空间利用率 74%
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2，C 原子采取的杂化方式是
混合 sp2
石墨
晶体 ③每层中存在σ键和π键
④石墨的 C—C 的键长比金刚石的
C—C的键长短，熔点比金刚石的高
⑤硬度不大、有滑腻感、能导电
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( )
(2)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子( )
(3)由原子形成的晶体一定是原子晶体( )
(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的原子有 6个( )
(5)在 NaCl晶体中，每个 Na＋周围与其距离最近的 Na＋有 12个( )
(6)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子( )
例 2．(2021·沈阳模拟)下面有关晶体的叙述中，错误的是( )
A．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有 6个碳原子
B．在 CaF2晶体中每个 Ca2＋周围紧邻 8个 F－，每个 F－周围紧邻 4个 Ca2＋
C．白磷晶体中，微粒之间通过共价键结合，键角为 60°
D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
例 3.(2021·胶州模拟)硫化锂是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解
＋
质，为立方晶系晶体。离子位置按图示坐标系为：Li (0.25，0.25,0.25)；
(0.25,0.75,0.25)；(0.75,0.25,0.25)；(0.75,0.75,0.25) S2－；… ：(0,0,0)；(0.5,0.5,0)；
(0.5,0,0.5)；(0,0.5,0.5) ＋；…则硫化锂晶胞沿 z 轴投影的俯视图(其中“ ”表示 Li ，“ ”表
－
示 S2 )为( )
知识点 2 四种晶体的性质与判断
1．金属键、金属晶体
(1)金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。
(2)本质——电子气理论
该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共
用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(3)金属晶体的物理性质及解释
2．离子晶体的晶格能
(1)定义：气态离子形成 1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为 kJ·mol－1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(3)与离子晶体性质的关系
晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。
3．四种晶体类型的比较
金属晶
分子晶体 原子晶体 离子晶体
体
金属阳
阴、阳离
构成微粒 分子 原子 离子、自
子
由电子
范德华力(某些含氢
微粒间的相互作用力 共价键 金属键 离子键
键)
有的很
硬度 较小 很大 大，有的 较大
很小
有的很
熔、沸点 较低 很高 高，有的 较高
很低
难溶于 大多易溶
难溶于任
溶解性 相似相溶 常见溶 于水等极
何溶剂
剂 性溶剂
晶体不导
电和热
一般不导电，溶于水后 一般不具 电，水溶
导电、导热性 的良导
有的导电 有导电性 液或熔融
体
态导电
金属氧化
部分非金
物(如
属单质(如
大多数非金属单质、气 金属单 K2O、
金刚石、
态氢化物、酸、非金属 质与合 Na2O)、
硅、晶体
物质类别及举例 氧化物(SiO2除外)、绝 金(如 强碱(如
硼)、部分非
大多数有机物(有机盐 Na、Al、 KOH、
金属化合
除外) Fe、青铜) NaOH)、
物(如 SiC、
绝大部分
SiO2)
盐(如
NaCl)
[名师点拨] (1)原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。
(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属
晶体。
4．晶体熔、沸点高低的比较
(1)不同类型晶体熔、沸点的比较
①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞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)同种类型晶体熔、沸点的比较
①原子晶体
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
一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，晶体的熔、沸点
越高，如熔点：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。
③分子晶体
a．分子间范德华力越大，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分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点
越高，如 CH3Cl＞CH3CH3。
d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如 CH3CH2CH2CH2CH3＞
④金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，如熔、
沸点：Na[名师点拨] (1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为 1 710 ℃，MgO
的熔点为 2 852 ℃。
(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如 Na 的熔点为 97 ℃，尿素的熔点为
132.7 ℃。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高( )
(2)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )
(3)离子晶体一定都含有金属元素( )
(4)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )
(5)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高( )
(6)碳有三种同素异形体：金刚石、石墨和 C60，其熔点由高到低的顺序为 C60>金刚石>
石墨( )
例 2．(2021·威海模拟)下列晶体的分类正确的一组是( )
选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
A CaC2 石墨 Ar Hg
B 玻璃 金刚石 CH3CH2OH Ag
C CH3COONa SiC Mg
D Ba(OH)2 Si C60 NaH
例 3．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。
(1)碳化铝，黄色晶体，熔点 2 200℃，熔融态不导电：________。
(2)五氟化矾，无色晶体，熔点 19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：________。
(3)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。
(4)硼，熔点 2 300℃，沸点 2 550℃，硬度大：________。
(5)硒，熔点 217℃，沸点 685℃，溶于氯仿：________。
(6)锑，熔点 630.74℃，沸点 1 750℃，导电：________。
[方法技巧] 判断晶体类型的方法
(1)主要是根据各类晶体的特征性质判断
如低熔、沸点的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导
电的化合物形成离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体；
晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。
(2)根据物质的类别判断
金属氧化物(如 K2O、Na2O2等)、强碱(如 NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶
体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、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。常见的原子晶体中单质有金刚
石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体中化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注：
汞在常温为液体)与合金是金属晶体。
课堂闯关
1．(1)(2020·全国卷Ⅱ)Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自
TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是__________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155
(2)(2020·天津等级考)Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素，三种元素二价氧化物的晶胞
类型相同，其熔点由高到低的顺序为_______________________。
(3)(2020·山东等级考)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
①Sn 为ⅣA族元素，单质 Sn与干燥 Cl2反应生成 SnCl4。常温常压下 SnCl4为无色液体，
SnCl4空间构型为________，其固体的晶体类型为________。
②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。
2．(1)图(a)为 S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因
为____________________________________________________________________。
(2)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF2不溶于有机溶剂而
ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是____________________。
(3)①碳的一种单质的结构如图(b)所示。该单质的晶体类型为________，原子间存在的
共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为________。
②四卤化硅 SiX4的沸点和二卤化铅 PbX2的熔点如图(c)所示。SiX4的沸点依 F、Cl、Br、
I次序升高的原因是__________________________。结合 SiX4的沸点和 PbX2的熔点的变化
规律，可推断：依 F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性________、共价性________。
(填“增强”“不变”或“减弱”)
3．(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于 1个体心
＋
立方晶胞的金属原子数目是________。氯化铯晶体的晶胞如图 1，则 Cs 位于该晶胞的
________，而 Cl－位于该晶胞的________，Cs＋的配位数是________。
(2)铜的氢化物的晶体结构如图 2 所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)图 3 F－ Mg2＋ K＋为 与 、 形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是
________(填离子符号)。
(4)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这 4种晶体的结构与 NaCl 晶体结构相似(如图 4
所示)，已知 3种离子晶体的晶格能数据如下表：
离子晶体 NaCl KCl CaO
晶格能/(kJ·mol－1) 786 715 3 401
则这 4种离子晶体(不包括 NaCl)熔点从高到低的顺序是________________________。其
中MgO 晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。
4．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组
金刚石：3 550℃ Li：181℃ HF：—83℃ NaCl：801℃
硅晶体：1 410℃ Na：98℃ HCl：—115℃ KCl：776℃
硼晶体：2 300℃ K：64℃ HBr：—89℃ RbCl：718℃
二氧化硅：1 723℃ Rb：39℃ HI：—51℃ CsCl：645℃
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中 HF熔点反常是由于________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为 NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_____________
________________________________________________________________________。
5．铬的同位素有 5204Cr、5224Cr、5234Cr、5244Cr。铬及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
回答下列问题：
(1)基态 2534Cr的价层电子排布图为___________________________________。
(2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理为 2K2Cr2O7＋ 3CH3CH2OH＋
8H2SO4―→3CH3COOH＋2Cr2(SO4)3＋2K2SO4＋11H2O。
①CH3CH2OH、CH3COOH的沸点高于对应的 CH3OCH3(二甲醚)、HCOOCH3(甲酸甲酯)，
主要原因是_______________________________________________________________。
②CH3COOH分子中碳原子的杂化类型是__________；CH3COOH分子中σ键和π键的数
目之比为________。
③K2SO4晶体中阴离子的立体构型是________________________________________。
该反应中，只含极性键的极性分子有________________________(填分子式)。
(3)CrF3 晶体、CrBr3 晶体的熔点分别为 1 100 ℃以上、79 ℃，其可能的原因是
________________________________________________________________________。
(4)晶体铬的晶胞结构如图所示，其堆积模型为____________；铬原子的配位数为
____________。
6．下面是一些晶体的结构示意图。
(1)下列关于晶体的说法正确的是________(填字母)。
A．晶体的形成与晶体的自范性有关
B．可以用 X 射线衍射仪区分晶体和非晶体
C．石蜡是非晶体，但有固定的熔点
D．晶胞就是晶体
(2)图甲表示的是晶体的二维平面示意图，a、b 中可表示化学式为 AX3的化合物的是
________(填“a”或“b”)。
(3)图乙表示的是金属铜的晶胞。
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________，铜原子的配位数为________。
②该晶胞称为________(填字母)。
A．六方晶胞 B．体心立方晶胞 C．面心立方晶胞
(4)NiO、FeO ＋的晶体结构相同，且 r(Fe2 )>r(Ni2＋)，NiO的熔点为 1 960℃，则 FeO的
熔点________(填“>”或“<”)1 960℃，判断的依据是__________________________________。
自我挑战
1．(1)Al2O3、SiC、Si、金刚石中属于原子(共价)晶体的有________________________，
其熔点由高到低的顺序为____________，理由是________________________。
(2)干冰、冰二者的熔点较高的是________，其理由是________________________。
(3)CS2熔、沸点高于 CO2的理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)BN、MgBr2、SiCl4的熔点由高到低的顺序为________________________。
(5)NaF 的熔点 ________(填 “>”“＝”或 “<”) BF －4 的熔点，其原因是
____________________________________。
2．N、Ga元素因其在生产、生活和科研领域的重要作用而备受关注。
请回答下列问题：
(1)基态 Ga原子中含有________种能量不同的电子，其中能量最高的电子的电子云轮廓
图的形状为____________________。
(2)Ga单质有晶体和玻璃体两种形态，区别二者最可靠的科学方法为_____________。
(3)Ga分别与 N、P、As形成化合物的晶体结构与金刚石相似，其熔点如下表所示：
物质 GaN GaP GaAs
熔点/℃ 1 700 1 465 1 238
①从结构的角度分析，三种晶体熔点不同的原因为______________________________。
②GaN晶体中含有的化学键类型为________(填字母)。
A．离子键 B．配位键
C．σ键 D．π键
E．氢键
(4)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，若将图中的 Cu 去掉，再把所有的 Br换成 Cu，
得到晶体铜的晶胞结构，则晶体铜的堆积方式为________，某同学将基态铜原子的价电子错
误地写为 3d94s2，违背了核外电子排布规律中的________。
(5)下列关于上述铜的溴化物晶胞结构说法正确的是________(填字母)。
A．该化合物的化学式为 CuBr2
B．铜的配位数为 8
C．与 Br紧邻的 Br有 12个
1 1 1
， ，
D．由图中 P点和 Q点的原子坐标参数，确定 R点的原子坐标参数为 4 4 4
3．(1)火箭使用的推进剂燃料由 N、H两种元素组成，且原子个数 N(N)∶N(H)＝1∶2，
其水溶液显碱性，则该物质中 N原子的杂化方式为____________。
(2)笑气(N2O)曾被用作麻醉剂，但过度吸食会导致身体机能紊乱。预测 N2O的结构式为
____________________。
(3)在电解冶炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低 Al2O3熔点的作用。冰晶
石的生产原理为 2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3===2A＋3CO2↑＋9H2O。
①冰晶石的化学式为____________。
②冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示， 位于大立方体的顶点和面
心， 位于大立方体的 12条棱的中点和 8个小立方体的体心， 位于大立方体的体心，那么
大立方体的体心处所代表的微粒是________(填微粒符号)。
③冰晶石溶液中不存在的微粒间作用力有________(填字母)。
A．离子键 B．共价键
C．配位键 D．金属键
E．范德华力 F．氢键
④Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相
互位置关系的平面图如图丁所示。若已知 Al的原子半径为 d cm，NA代表阿伏加德罗常数的
值，Al的相对原子质量为 M，则晶胞中 Al原子的配位数为________。
(4)配合物 Fe(CO)5的熔点为－20℃，沸点为 103 ℃，可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结
构如图戊所示：
①Fe(CO)5晶体类型属于________晶体。
②关于 Fe(CO)5，下列说法正确的是________。
A．Fe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子
B．Fe(CO)5中 Fe原子以 sp3杂化方式与 CO成键
C．1 mol Fe(CO)5含有 10 mol配位键
D．反应 Fe(CO)5===Fe＋5CO↑没有新化学键生成

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