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第57讲　晶体结构与性质
[课程标准]　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.了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。3.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。
考点一　晶体与晶胞
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1．晶体与非晶体
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 看是否有固定的熔点
科学方法 对固体进行X 射线衍射实验
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。
3．晶胞
(1)晶胞：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。
(3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
[正误辨析]
(1)冰和碘晶体中相互作用力相同(　　)
(2)凡有规则外形的固体一定是晶体(　　)
(3)固体SiO2一定是晶体(　　)
(4)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(　　)
(5)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(　　)
(6)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X 射线衍射实验(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
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1．如图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为 。
解析：　 R：8×＋1＝2
?G：8×＋8×＋4×＋2＝8
●Q：8×＋2＝4
R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。
答案：　＋3
2.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(　　)
A．3∶9∶4　　　　　　 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
B　[A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。]
3．已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如图，则LaNin中n＝ 。
解析：　La：2×＋12×＝3
Ni：12×＋6×＋6＝15
所以n＝5。
答案：　5
4．(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为 。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。如图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为 。
解析：　(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以N(B)∶N(O)＝1∶＝1∶2，化学式为BO。
答案：　(1)MgB2　(2)BO
5．已知如图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单键结合，试根据如图确定该晶体的化学式为 。
答案：　B3A4
学生用书?第277页
考点二　晶体的类型、结构与性质
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1．四类晶体的比较
　　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、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 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂中
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.常见晶体结构模型
(1)共价晶体
①金刚石晶体中，每个C与相邻4个C形成共价键，C—C—C夹角是109°28′，最小的环是六元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键是2 mol。
②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子形成共价键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O键。
(2)分子晶体
①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。
②冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O 的冰中，最多可形成2 mol氢键。
(3)离子晶体
①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个 Cl－。
②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个 Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。
(4)混合型晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有2个碳原子，C原子采取sp2杂化方式。
3．过渡晶体
大多数晶体是这四种晶体类型之间的过渡晶体，以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例，如 Na2O、Al2O3中既有离子键成分，也有共价键成分。
学生用书?第278页
[正误辨析]
(1)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子(　　)
(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)1 mol金刚石和1 mol SiO2中含有的共价键数目均为4NA(　　)
(6)氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且最近的Na＋共有6个(　　)
(7)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　
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1．下列有关晶体类型的判断正确的是(　　)
A SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃ 共价晶体
B B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大 金属晶体
C 锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电 共价晶体
D FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂 分子晶体
D　[A.SiI4的熔沸点比较低，属于分子晶体，A错误；B.B是非金属，熔沸点很高，硬度大，属于共价晶体，B错误；C.Sb是金属，属于金属晶体，C错误；D.FeCl3熔点比较低，易溶于水和有机溶剂，属于分子晶体，D正确。]
2．(1)冰的熔点远高于干冰，除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是 。
(2)NaF的熔点 (填“>”“＝”或“<”) BF的熔点，其原因是
。
(3)CO的熔点 (填“>”或“<”)N2的熔点，原因是 。
(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次 (填“增大”或“减小”)，其原因是
。
(5)SiO2比CO2熔点高的原因是 。
答案：　(1)H2O分子间形成氢键
(2)>　两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低
(3)>　CO为极性分子而N2为非极性分子，CO分子间作用力较大
(4)增大　三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高
(5)SiO2为共价晶体而CO2为分子晶体，共价晶体熔化破坏共价键需要消耗的能量更多
3．Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示，若晶体密度为a g·cm－3，则Cu与F最近距离为 pm。(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简：图中为Cu，为F)
解析：　设晶胞的棱长为x cm，在晶胞中，Cu：8×＋6×＝4，F：4，其化学式为CuF。a·x3·NA＝4M(CuF)，x＝ 。最短距离为小立方体体对角线的一半，小立方体的体对角线为＝x。所以最短距离为x·＝·×1010pm。
答案：　· ×1010
4.用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图)，已知该晶体的密度为9.00 g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为 ；Cu的原子半径为 cm(阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算)。
解析：　设晶胞的边长为a cm，则a3·ρ·NA＝4×64，a＝ ，面对角线为a，面对角线的为Cu原子半径r＝× cm＝1.28×10－8 cm。
答案：　12　× ≈1.28×10－8
晶体结构的相关计算
1．晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。
2．空间利用率＝。
3．金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a，原子半径为r)
①面对角线长＝a。
②体对角线长＝a。
③体心立方堆积4r＝a。
④面心立方堆积4r＝a。 　　
(一)原子坐标参数
1．概念：原子分数坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。
2．原子坐标的确定方法
(1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。
(2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。
(3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的坐标。
应用1.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子坐标。图中原子1的
学生用书?第279页
坐标为，则原子2和3的坐标分别为 、 。
解析：　图中原子1的坐标为，则坐标系是。从晶胞内的2、3点分别向x、y、z轴上作垂线，即可得出2、3两点的原子分数坐标分别为，。
答案：　　
应用2.如图所示为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，B为，C为。则D原子的坐标参数为 。
解析：　Ge单晶的晶胞中，原子的堆积方式为面心立方最密堆积。由B、C两原子的坐标参数可知，B、C两原子分别处于立方体中xz、xy方向上两个面的中心，晶胞的边长为1。A、B、C与yz方向上的面心原子围成以D原子为中心、边长为的正四面体结构，将晶胞拆解为8个小立方的正四面体结构，则小立方体的边长为，参照立方体中互不相邻的四个顶点围成的空间构型为正四面体结构，确定D的坐标参数为。
答案：　
应用3.某金属晶体中原子的堆积方式如图所示，已知该金属的原子半径为a cm，晶胞的高为b cm，A、C、D三点原子的坐标参数分别为A(0，0，0)、C(2a，0，0)、D(0，0，b)，则B点原子的坐标参数为 。
解析：　该金属晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积，结构呈六棱柱型。结合A、C、D三点原子坐标系参数，六棱柱中以A为原点所建立的三维坐标系如图所示。图中A、C、E三点构成边长为a的正三角形，该正三角形的高为a。结合A、C两点的原子坐标参数，可以确定E点的原子坐标参数为(a，a，0)。根据原子的堆积方式可知，B点x轴坐标参数为a，z轴参数为。B点的z轴投影点位于A、C、E三点组成的正三角形的中心，由正三角形的高为a，可确定投影点的y轴参数为，因此B点的原子坐标参数为。
答案：　
(二)晶体密度与晶胞参数的关系
应用4.如图是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为d g·cm－3，铁原子的半径为 nm(用含有d、 NA的代数式表示)。
解析：　由Fe单质的晶胞图可知，晶胞中含铁原子个数为2，晶胞的质量为 g，晶胞体积为 cm3，则晶胞边长为 cm，设Fe原子的半径为r，则4r＝× cm，r＝× ×107 nm。
答案：　× ×107
应用5.CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形)，晶胞参数为a nm、b nm和c nm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子坐标。
据此推断该晶胞中 Cs原子的数目为 ；CsSiB3O7的摩尔质量为M g·mol－1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则 CsSiB3O7晶体的密度为 g·cm－3(用含字母的代数式表示)。
解析：　原子分数坐标为(0.5，0.2，0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0，0.3，0.5)及(1.0，0.3，0.5)的Cs原子分别位于晶胞的左侧面、右侧面上，原子分数坐标为(0.5，0.8，1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子分别位于晶胞的上底面、下底面，原子分数坐标为(0，0.7，1.0)及(1.0，0.7，1.0)(0，0.7，0)及(1.0，0.7，0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，则晶胞中Cs原子数目为：1＋4×＋4×＝4，由化学式CsSiB3O7可知，每个晶胞相当于含有4个“CsSiB3O7”，故晶胞的质量＝4× g，则晶体密度＝＝×1021 g·cm－3。
答案：　4　×1021
应用6.S与Zn所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
在该晶胞中，Zn的配位数为 。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数a为(0，0，0)；b为；c为。则d的坐标参数为 。已知该晶胞的密度为ρ g·cm－3，则其中两个S原子之间的距离为 pm(列出计算式即可)。
解析：　该晶胞中Zn的原子个数为8×＋6×＝4，S的原子个数为4，故Zn、S的配位数相同，根据S的配位数为4，可知Zn的配位数为4；根据d的位置，可知其坐标参数为；根据S原子的位置可知，两个S原子之间的距离为晶胞边长的，设晶胞边长为a pm，则该晶胞的质量为 g＝ρ g·cm－3×(a×10－10 cm)3，解得a＝ ×1010，故两个S原子之间的距离为× ×1010 pm。
答案：　4　　× ×1010
真题演练　明确考向
1．(2022·山东等级考，5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是(　　)
A．GaN的熔点高于AlN
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
A　[A.因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；C.金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，C原子无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；D.金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。]
2．[2021·浙江1月选考，26(2)]金属镓(Ga)位于元素周期表中第4周期ⅢA族，其卤化物的熔点如下表：
GaF3 GaCl3 GaBr3
熔点/℃ >1 000 77.75 122.3
GaF3熔点比GaCl3熔点高很多的原因是 。
解析：　F的非金属性比Cl强，比较GaF3和GaCl3的熔点可知，GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体中影响熔点的主要的作用为离子键，分子晶体中影响熔点的主要的作用为分子间作用力，离子键强于分子间作用力，故GaF3的熔点高于GaCl3。
答案：　 GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体；离子键强于分子间作用力
学生用书?第280页
3.(双选)(2022·山东等级考，15)Cu2－xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是(　　)
A．每个Cu2－xSe晶胞中Cu2＋个数为x
B．每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2－xSe晶胞，转移电子数为8
C．每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1－x
D．当NayCu2－xSe转化为NaCuSe时，每转移(1－y) mol电子，产生(1－x) mol Cu原子
BD　[A.由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×＋6×＝4，位于体内的铜离子和亚铜离子的个数之和为8，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b，则a＋b＝8－4x，由化合价代数和为0可得2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A错误；B.由题意可知，Na2Se转化为Cu2－xSe的电极反应式为Na2Se－2e－＋(2－x)Cu===Cu2－xSe＋2Na＋，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×＋6×＝4，则每个晶胞中含有4个Na2Se，转移电子数为8，故B正确；C.由题意可知，Cu2－xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2－xSe＋e－＋Na＋===NaCuSe＋(1－x)Cu，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×＋6×＝4，则每个晶胞中含有4个NaCuSe，晶胞中0价铜的个数为(4－4x)，故C错误；D.由题意可知，NayCu2－xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2－xSe＋(1－y) e－＋(1－y) Na＋===NaCuSe＋(1－x)Cu，所以每转移(1－y) mol电子，产生(1－x) mol铜原子，故D正确。]
4．[2022·湖南选择考，18(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 ；
②Fe原子的配位数为 ；
③该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm－3(列出计算式)。
解析：　①由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×＋1＝2，铁原子位于面心，原子个数为8×＝4，位于棱上和体心的硒原子的个数为8×＋2＝4，则超导材料最简化学式为KFe2Se2；②由平面投影图可知，位于面心的铁原子与位于棱上的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4；③设晶体的密度为d g/cm3，由晶胞的质量公式可得：＝abc×10－21×d，解得d＝。
答案：　①KFe2Se2　②4 ③
5. [2021·河北选择考，17(7)]分别用、表示H2PO和K＋，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：
①若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度 g·cm－3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为 (填标号)。
解析：　①由晶胞结构可知，H2PO位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个、面上有4个，体心有1个，故晶胞中H2PO的数目为8×＋4×＋1＝4；K＋位于面上和棱上，面上有6个，棱上4个，故晶胞中K＋的数目为6×＋4×＝4。因此，平均每个晶胞中占有的H2PO和K＋的数目均为4，若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，则晶胞的体积为10－30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm－3。
②由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为，选B。
答案：　①　②B
6．[2021·山东等级考，16(4)]XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有 个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为。已知Xe－F键长为r pm，则B点原子的分数坐标为 ；晶胞中A、B间距离d＝ pm。
解析：　图中大球的个数为8×＋1＝2，小球的个数为8×＋2＝4，根据XeF2的原子个数比知大球是Xe原子，小球是F原子，该晶胞中有2个XeF2分子；由A点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，B点在棱的处，其坐标为(0，0，)；图中y是底面对角线的一半，y＝a，x＝－r，所以d＝＝ pm。
答案：　2　(0，0，)　
课时精练(五十七)　晶体结构与性质
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是(　　)
①a是晶体　②a是非晶体　③b是晶体　④b是非晶体
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
A　[晶体有固定的熔点，由图a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，这段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知，温度一直在升高，没有一个温度是停留的，所以找不出固定的熔点，b为非晶体。]
2．下列晶体分类中正确的一组是(　　)
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体
A NaOH Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C CH3COONa 水晶
D Ba(OH)2 金刚石 玻璃
C　[A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。]
3．下列数据是对应物质的熔点(℃)：
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723
据此做出的下列判断中错误的是(　　)
A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
B　[A.由表中数据可知，Al2O3为离子晶体，故A正确；B.AlCl3熔沸点较低，也属于分子晶体，故B错误；C.碳与硅为同主族元素，二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为共价晶体，故C正确；D.钠、铝为不同主族元素，对应氧化物Na2O、Al2O3都是离子晶体，故D正确；故选：B。]
4．下列变化需克服相同类型作用力的是(　　)
A．碘和干冰的升华
B．Na2O2和C60的熔化
C．氯化氢和氯化钾的溶解
D．溴的汽化和NH4Cl加热分解
A　[A项的变化克服的都是分子间作用力，正确；Na2O2和C60的熔化分别克服的是离子键和分子间作用力，B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键和离子键，C项错误；溴的汽化克服的是分子间作用力，NH4Cl分解破坏的是离子键和共价键。]
5．下列关于物质结构与性质的说法中，错误的是(　　)
A．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
B．晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性
C．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体
D．若MgO中离子键的百分数为50%，则MgO可看作离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
A　[A.玻璃是非晶体，故A错误；B.晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性，故B正确；C.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成，在整体上表现为近似电中性的物质聚集体，故C正确；D.离子键、共价键之间并非严格区分，若MgO中离子键的百分数为50%，则MgO可看作离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故D正确。]
6．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3
B．熔沸点：NaF>NaCl>NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2
D．硬度：MgO>CaO>BaO
A　[由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F－)7．下列有关说法不正确的是(　　)
A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．H原子的电子云图如图丙所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12
答案：　C
8. 钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。有关说法不正确的是(　　)
A．该晶体属于离子晶体
B．该晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与NaCl相似
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个
B　[由晶胞结构及“均摊法”计算，一个晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4(个)，含O：12×＋1＝4(个)，故晶体的化学式是BaO2，B项错误。]
9．氮化硼中硼原子和氮原子的成键方式不同，会形成多种异构氮化硼晶体，如图所示为六方相氮化硼和立方相氮化硼等，其中六方相氮化硼的结构与石墨相似。
下列关于氮化硼的说法错误的是(　　)
A．六方相氮化硼可用作高强度润滑剂
B．六方相氮化硼的熔点较立方相氮化硼的高
C．立方相氮化硼属于共价晶体
D．六方相氮化硼中B和N的杂化方式均为sp3
D　[A.如图所示，六方相氮化硼具有层状结构，与石墨相似，可用作高强度润滑剂，A正确；B.六方相氮化硼层内除了N—B键还有大π键，其熔点较全部是N—B键的立方相氮化硼的高，B正确；C.依图示可知立方相氮化硼，原子之间通过共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，C正确；D.六方相氮化硼中N、B原子均形成3个σ键，没有孤电子对，都是sp2杂化，立方相氮化硼中N、B原子均形成4个σ键，没有孤电子对，都是sp3杂化，D错误。]
10．下图为几种常见的晶体结构或晶胞，下列描述中不正确的是(　　)
A．石墨为层状结构，其晶体在各个方向上的导电能力相同
B．MgO的晶体结构与NaCl类似，但其离子键更强，熔点更高
C．CaCl2中Ca2＋的配位数为8，Cl－的配位数为4
D．干冰晶胞中共有4种空间取向不同的CO2分子
A　[A.石墨层间存在分子间作用力、层内存在金属键，说明其晶体在各个方向上的导电能力不同，A错误；B.电荷越多、半径越小，离子键越强，熔点越高，晶体的熔点：MgO>NaCl，B正确；C.在氯化钙晶胞中，每个钙离子连接8个氯离子，钙离子的配位数为8，每个氯离子连接4个钙离子，氯离子的配位数为4，C正确；D.干冰晶胞中顶点的8个二氧化碳分子空间取向相同，上下两面心的2个二氧化碳分子空间取向相同，左右两面心的2个二氧化碳分子空间取向相同，前后两面心的2个二氧化碳分子空间取向相同，共有4种空间取向不同的二氧化碳分子，D正确。]
11．(1)立方BP(磷化硼)的晶胞结构如图1所示，晶胞中含B原子数目为 。
(2)科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为 。
(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为 ，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为 。
解析：　(1)晶胞中B原子位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4。(2)晶胞中K原子数目＝2×6×＝6、C60分子数目＝1＋8×＝2，故晶胞中K原子、C60分子数目之比为3∶1。(3)利用均摊法计算得γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×＋6×＝4；根据晶胞的结构可知，δ晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近的铁原子是体心上的铁原子，这样的原子有8个，所以铁原子的配位数为8，α晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近的铁原子是与之相连的顶点上的铁原子，这样的原子有6个，所以铁原子的配位数为6，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为4∶3。
答案：　(1)4　(2)3∶1　(3)4　4∶3
12.铜镍合金的立方晶胞结构如图所示，其中原子A的坐标参数为(0，1，0)。
(1)原子B的坐标参数为 ；
(2)若该晶体密度为d g·cm－3，则铜镍原子间最短距离为 pm。
解析：　(1)根据A点的坐标，可以判断晶胞底面的面心上的原子B的坐标参数为。(2)处于面对角线上的Ni、Cu原子之间距离最近，设二者之间距离为a pm，晶胞面对角线长度等于Ni、Cu原子距离的2倍，而面对角线长度等于晶胞棱长的倍，故晶胞棱长＝2a pm×＝a pm，晶胞质量＝ g，故( a×10－10 cm)3×d g·cm－3＝ g，解得a＝× ×1010。
答案：　(1)　(2)× ×1010
学生用书?第281页

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