资源简介

(共28张PPT)
第66讲
分子晶体及共价晶体的
堆积方式
2025：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
2024山东卷T4 选择题：共价晶体熔点比较
2024河北卷T7 选择题：单质沸点的比较
2024安徽卷T7 选择题：分子晶体、离子晶体熔点比较
2024江苏T4 选择题：氢化物沸点比较、氢键
2024广东T12 选择题：氢化物沸点比较、氢键
2024新课标卷T11 选择题：单质熔点比较
2024黑吉辽T11 选择题：单质沸点比较
2024浙江1月T12 选择题：分子晶体沸点比较
2024浙江6月T10 选择题：共价晶体熔点比较
2024全国甲卷T35 物质结构综合：卤化物晶体熔点比较
2024年——分子晶体及共价晶体考向考点统计
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
考向2——以金刚石、石墨等晶体结构为背景的晶胞分析
分子晶体及共价晶体的堆积方式
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2025
知识重构
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2025
知识重构
考向1——原子晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
必备知识1——构成物质的基本微粒与相互作用
【问题1】构成物质的基本微粒有哪些？
原子
分子
离子
得失e-
共价键
【问题2】微粒能构成哪些类别的物质？
离子化合物
非金属单质（金刚石等）
共价化合物（SiO2等）
非金属单质（C60等）
共价化合物（HCl等）
金属单质
【问题3】微粒之间存在哪些相互作用？
离子键：阴阳离子间静电作用（含引力和斥力）
共价键：原子间通过共用电子对形成的相互作用。（静电引力）
分子内：存在共价键、可能含分子内氢键；分子间：分子间作用力、可能含分子间氢键。
金属键：金属原子与自由电子之间的相互作用。
【问题4】微粒构成的晶体类型？
离子晶体
金属原子：金属晶体(金属键）
分子晶体
非金属原子：共价晶体（共价键）
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2025
知识重构
考向1——原子晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
（2024山东·T4）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是
A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相)
共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低
B
（2024安徽卷·T7）地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺[NH3OH]Cl广泛用子药品、香料等的合成。下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是
A．键角： NH3>
B．熔点： NH2OH >[NH3OH]Cl
C．25℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羟胺分子间氢键的强弱：O-H…O>N-H…N
NH3中N原子的价层电子对数=3+×(5-3×1)=4，为sp3杂化
中N的价层电子对数=3+×(5+1-3×2)=3，为sp2杂化
NH2OH为分子晶体，[NH3OH]Cl为离子晶体
Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)
O的电负性大于N，O-H键的极性大于N-H键
D
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
（2024河北·T7）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z==QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径：WNaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl
W X Y Z Q R
H C N O Na Cl
分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高
C
（2024江苏·T4）明矾 [KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是
A．半径：r(Al3+)> r(K+) B．电负性：χ(O)>χ(S) C．沸点：H2S>H2O D．碱性：Al(OH)3>KOH
H2O分子间可形成氢键
B
（2024全国甲卷·T35）(4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
2.【2020 年山东T17节选】Sn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固体的晶体类型为 。
1.【2022 年 1 月浙江新高考T26】（2） 四种晶体的熔点数据如表：
物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔点/℃ -183 -90 -127 ＞1000
CF4 和 SiF4 熔点相差较小，BF3 和 AlF3 熔点相差较大，原因是 。
3.【2022 年北京新高考9】由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ）
化学键 C-H Si-H C=O C-O Si-O C-C Si-Si
键能/kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性：CH4>SiH4 B.键长：C=O晶体硅
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
结构相似的分子晶体，分子间作用力相差较小
BF3是分子晶体， AlF3是离子晶体，破坏离子键需要能量更多，所以AlF3熔点很高。
常温下SnCl4为液体，性质体现结构，可判定SnCl4为分子晶体。
CO2 是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2 是共价晶体，所以熔点 CO2C
4.【2022 年全国高考理综乙卷T35】(3) 卤化物CsICl2 受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体 X 和红棕色液体 Y。X 为 。解释 X 的熔点比 Y 高的原因 。
5.【2021年福建高考(3) 节选】石墨相氮化碳g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如右图所示，g-C3N4晶体中存在的微粒间作用力有_______
(填标号)。 a.非极性键 b.金属键 c.π键 d.范德华力
6.【2022 年山东新高考T5】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
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
CsCl
CsCl 为离子晶体,ICl 为分子晶体，离子键强于分子间作用力，所以 CsCl 的熔点高于ICl。
石墨相氮化碳具有和石墨相似的层状结构，所以层与层之间存在范德华力，同层内C与N之间存在极性共价键，存在大π键，故选c、d。
c d
AlN、GaN 的成键结构与金刚石相似,因此 AlN、GaN 都为原子晶体,熔点的大小和键能有关，键能和键长有关，键长取决于原子半径，Al原子的半径比 Ga 原子的小,N—Al 键的键长小于 N—Ga 键的键长, N—Al 键的键能较大,AlN 晶体的熔点较高,故所以GaN 的熔点低于 AlN,A 错误;
A
CsICl2===CsCl+ICl
×
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2025
知识重构
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
核心思想：
答题模板：
性质
体现
决定
结构
题目信息或问题
判断
晶体类型
比较
微粒间作用力
①熔、沸点数据
②常温下物质状态③键能大小
④成键结构等
解释差异
答题思想：
分析思路：
先整体后局部！
先根据题目信息判断晶体的类型，再对微粒间作用力的大小进行晶体同类型或不同类型的比较，得出结论，解释原因。
分析原因
考向1——共价晶体、分子晶体的类型判断与性质比较
必备知识2——典型的分子晶体和共价晶体
分子间作用力 堆积方式 典型物质 分子结构 晶胞 结构特点
氢键和
范德华力
非密
堆积
冰(H2O)
氢键具有 ，冰晶体中，氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角的 个相邻水分子相互吸引，所以1mol冰中有 mol氢键，这使冰晶体中水分子的空间利用率 ，冰的密度 液态水。
4
方向性
不高
2
范德华力
分子
密堆积
干冰(CO2)
碘(I2)
C60
面心立方最密堆积
若以一个分子为中心，周围有 个紧邻的分子，这就是分子 。
密堆积
12
①每个干冰晶胞中有 个CO2分子，配位数 ，CO2的排列方向有 种，
。
4
12
4
顶点1种，上下面心、前后面心、左右面心各1种
②I2的排列方向有 种， 和 。
③C60结构： 分子，固态时是 ，每个碳原子只跟相邻的 形成共价键，60个碳原子构成 形，共32面体，包括 个五边形， 个六边形。
12
20
三个碳原子
分子晶体
球
2
笼状
顶点
面心
小于
一维空间里粒子的堆积方式
二维空间里粒子的堆积方式
1
2
2
3
3
4
5
6
非密置层放置
密置层放置
1
4
配位数：
配位数：
空隙形状：
空隙形状：
4
6
高频考点1：分子密堆积——面心立方最密堆积
三维空间中密置层的堆积方式
1
2
3
4
5
第三层小球
对准第一层
小球空隙的
2、4、6位。
第四层同第
一层。
每三层形成
一个周期的
紧密堆积。
6
a
a
a
a
a
高频考点1：分子密堆积——面心立方最密堆积
C
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
C
【问题2】1个晶胞的质量(g)？
【问题3】小球间位置关系？
【问题4】微粒小球的半径 r 与晶胞参数a的关系？
【问题5】两小球之间的最近距离？
【问题1】1个晶胞中含有微粒的个数（N）？
4
该晶胞的密度？
g·cm-3
4
4
a3
a
a = 4 r
2
等径球面心接触（面对角线相切）
面对角线的一半,
①立方体空隙
【问题1】空隙的种类？
②四面体空隙
③八面体空隙
【问题2】如何判定空隙的类型？
正四面体空隙
4个紧密相切的堆积球
归纳：面心立方最密堆积的8个顶点各自对应一个正四面体空隙,1个晶胞共有8个正四面体空隙。
堆积球的位置：晶胞的一个顶点和三个面心
思路
梳理：
1、观察堆积球的数目、位置及相互关系
8个堆积球相切
4个堆积球相切
6个堆积球相切
例：CaF2晶胞
说明：Ca2+做堆积球，在顶点和面心构成面心立方， F-在体内，做填隙球，填充在Ca2+围成的8个正四面体空隙中。
高频考点2：分子密堆积——面心立方最密堆积的空隙问题
例：BiF3晶胞
正八面体空隙
6个紧密相切的堆积球
最典型的填隙球位于晶胞体心，堆积球就位于晶胞的六个面心
思路
梳理：
归纳：属于面心立方最密堆积晶胞棱边上的正八面体空隙有12×1/4
=3个，加上体内的1个，1个晶胞共有4个正八面体空隙。
和体心等效的位置是棱心
2、根据填隙球（A）的配位数确定
若A的配位数为8，就填充在B围成的立方体空隙中；
若A的配位数为6，填充在B围成的八面体空隙中；
若A的配位数为4，填充在B围成的四面体空隙中。
堆积球B的粒子数：立方体空隙数：四面体空隙数：八面体空隙数=1：1：2：1
N(Bi3+)=4
四面体空隙数=8
八面体空隙数=4
3、根据堆积球（B）与空隙的比例关系确定
基本思路：Bi3+做堆积球，位于顶点（8×1/8＝1个）和面心(6×1/2
＝3个）,构成面心立方晶胞；F-做填隙球，分别在体内（配位数为4）和棱心（配位数为6），
因此有8个正四面体空隙和4个正八面体空隙。
高频考点2：分子密堆积——面心立方最密堆积的空隙问题
例：NaCl晶胞
说明：Cl－做堆积球，在顶点和面心构成面心立方； Na+在体心和棱心，做填隙球，填充在Cl－围成的4个正八面体空隙中。
①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体，配位数 。
②密度：
必备知识2——典型的分子晶体和共价晶体
典型代表物 空间结构 结构分析
①C原子采取 杂化，每个C与相邻的 个C以 结合，形成 ，键角均为 。
②最小碳环为 元环，环上的C 同一平面内，
③每个C参与4个C-C键的形成，碳原子数与C-C键数之比为 。
④1个金刚石晶胞中，碳原子分别位于 、 、 ，共 个。
①每个Si与4个O以共价键结合，形成 结构；
②每个正四面体占有1个Si，4个“1/2O”，晶体中Si与O的个数比为 ；
③最小环上有 个原子，即 个Si， 个O。
sp3
1：2
6
12
6
4
共价键
正四面体
109.5
1：2
正四面体
6
金刚石
二氧化硅
SiC、BP、AlN
不在
⑤
④
顶点
面心
体内
8
4
高频考点3：金刚石的空间构型
【问题1】微粒半径 r 与晶胞参数 a的关系？
【问题2】两个碳原子间的最近距离？
【问题3】正四面体空隙的填隙率？
【问题4】晶胞的密度计算？
金刚石晶胞
金刚石晶胞的1/8
m
2
m
m
3
m
m = 4 r
3
a=2m
a/2=4 r
3
2
1
r = a
注意：1、2两球是虚拟的！
体对角线AD=
微粒半径 r 与晶
胞参数 a的关系
两原子最近距离为
晶胞体对角线的1/4
A
D
顶点和面心的C构成面心立方晶胞，即为堆积球B，共构成8个正四面体空隙；体内的4个碳原子即为填隙球A，填充在其中4个空隙中，所以正四面体空隙的填隙率为50%。
50%
8r
g·cm-3
8
a3
7.【2022 年全国高考理综甲卷T35节选】 (5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是 ;若该立方晶胞参数为 a pm,正负离子的核间距最小为 pm。
解析：由图可知，X代表的离子位于顶点和面心，构成面心立方最密堆积，
面心立方最密堆积有8个正四面体空隙，X做堆积球，共8×1/8+6×1/2=4个，
X类似于金刚石在顶点和面心的C原子，
题给晶胞体内有8个Y，根据化学式CaF2，可知X是Ca2+，Y是F-，F-做填隙球，填隙率100%，
因此，对照金刚石的晶胞结构，Ca2+与F-最近的核间距为晶胞体对角线长度的1/4，
由于晶胞参数为apm，故Ca2+与F-最近的核间距为√3/4apm。
金刚石体内的C共4个，正四面体空隙填隙率为50% ；
Ca2+
√3/4a
考向2——以金刚石、石墨等晶体结构为背景的晶胞分析
8.【2019新课标Ⅰ卷35T35节选】(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是 g·cm 3(列出计算表达式)。
分析1：根据图b可知，Cu原子之间最短距离为该晶胞面对角线的1/4，由于晶胞参数是a pm，则面对角线是 ，
则x＝ pm。
面对角线 a
体对角线 a
3
分析2：Mg以金刚石方式堆积，因而Mg原子之间最短距离为晶胞体对角线的1/4，体对角线是 ，则y＝ pm。
分析3：镁以金刚石方式堆积，晶胞中含有Mg原子8×1/8+6×1/2+4＝8个，而Cu以四面体方式排列在Mg的八面体空隙和半数四面体空隙中，共16个，1mol晶胞的质量是 。由于晶胞参数是a pm，则MgCu2的密度是 g·cm 3。
考向2——以金刚石、石墨等晶体结构为背景的晶胞分析
混合型晶体 空间结构 晶胞 结构特点
石墨
碳原子的排列方式： 结构 ，每层内C以
杂化，存在 键，C之间以 形成 的平面网状结构，键角 ，
C与碳碳键之比为 。每一层内C-C的键长为1.42×10-10m，比金刚石中C-C的键长(1.54×10-10m)短，因此熔沸点高于金刚石;层与层之间以 结合，所以石墨硬度小，滑腻感，能导电因为 。
层状
正六边形
sp2
120°
2：3
共价键
高频考点4：混合型晶体——石墨
分子间作用力
大π
大π键
(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中
虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的g-C3N4(OPCN) ，
OPCN的化学式为_______。
9.【2021年福建高考真题节选】石墨相氮化碳g-C3N4作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。
解析：由题知g-C3N4 具有和石墨相似的层状结构，由基本结构单元分析可知，N原子的成键存在连两个C和三个C 的两种情况，
连三个C的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，
故一个基本结构单元含有6个C和7+1/3 ×3=8个N原子；
将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子、2个O原子，
连两个C的N原子完全属于该基本结构单元，
处在“顶点”的属于三个基本结构单元，
则形成O掺杂的g-C3N4(OPCN)的化学式为C3N3O。
C3N3O
考向2——以金刚石、石墨等晶体结构为背景的晶胞分析
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2025
知识重构
考向2——以金刚石、石墨等晶体结构为背景的晶胞分析
a
a
a
m
a = 4 r
2
m = 4 r
3
面心立方最密堆积
金刚石结构
1/8晶胞
石墨
迁移应用
层状结构 ，每层内C原子采取sp2杂化，以共价键形成平面六元并环结构，键角120°，每个正六边形的C原子与碳碳键之比为2：3。
面对角线相切
体对角线相切
迁移应用
立足微粒的面心立方最密堆积方式，熟知金刚石及石墨晶体的结构特点，灵活运用小球间的位置关系进行知识迁移。
核心思想：
考向2——以金刚石、石墨等晶体结构为背景的晶胞分析
a/2 = 4 r
3
重温经典
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2025
知识重构
①熔、沸点数据
②常温下物质状态
③键能大小
④成键结构等
题目信息
晶体类型
分子晶体
共价晶体
CO2等面心立方
最密堆积小球间的位置关系
金刚石小球间的位置关系
拓展：石墨
（混合晶体）
结构问题
距离问题
空隙问题
密度问题
性质问题
熔沸点、硬度、
稳定性解释问题
微粒间作用力
类型判断
分子晶体及原子晶体的堆积方式之思维导图分子晶体及共价晶体的堆积方式
1．（2024山东·T4）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是
A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相)
2．（2024浙江6月卷·T10）X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是
A．键角： YX+ 3>YX- 3 B．分子的极性：Y2X2>X2Z2
C．共价晶体熔点： Y>M D．热稳定性：YX4>MX4
3．（2024新课标卷·T11）我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX6)]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D．Y3[Z(WX)6]2中WX-提供电子对与形成配位键
4．（2024安徽卷·T7）地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺[NH3OH]Cl广泛用子药品、香料等的合成。下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是
A．键角： NH3>NO- 3
B．熔点： NH2OH >[NH3OH]Cl
C．同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羟胺分子间氢键的强弱：O-H…O>N-H…N
5．（2024河北·T7）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z==QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A. 原子半径：WC. 单质沸点：Z6．（2024黑吉辽卷·T11）如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是
QZY4溶液 QZX4Y4W12溶液
A．单质沸点： Z>Y>W B．简单氢化物键角：X>Y
C．反应过程中有蓝色沉淀产生 D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
7．（2024浙江1月卷·T12）X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，短周期中M电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，下列说法不正确的是
A．沸点： X2Z>X2Q
B．M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2
C．化学键中离子键成分的百分数： M2Z>M2Q
D． YZ- 3与QZ2-3离子空间结构均为三角锥形
8．（2024浙江·T14）Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键，与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是
A．Si5Cl10分子结构可能是 B．Si5Cl10与水反应可生成一种强酸
C．Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2 D．Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10
9．（2024江苏·T4）明矾 [KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是
A．半径：r(Al3+)> r(K+) B．电负性：χ(O)>χ(S)
C．沸点：H2S>H2O D．碱性：Al(OH)3>KOH
10．（2024广东·T12）一种可为运动员补充能量的物质，其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，则
A．沸点：ZR3< YR3 B．最高价氧化物的水化物的酸性：ZC．第一电离能：Z11.(2022 年海南新高考T19节选)（3）邻苯二甲酸酐 和邻苯二甲酰亚胺 都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是 。
12.(2019年全国Ⅰ卷T35（3）)节选一些氧化物的熔点如表所示：
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1570 2800 23.8 -75.5
解释表中氧化物熔点差异的原因 。
13.（2018年全国Ⅰ卷T35（3）节选）LiAlH3中，存在 （填标号）。
A.离子键 B.δ键 C.π键 D.氢键
14.（2016年全国ⅡⅠ卷T37节选）（5）Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是 。
15 .（2022 年湖北新高考T7）C60 在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 ( )
A.具有自范性 B.与C60 互为同素异形体
C.含有 sp3 杂化的碳原子 D.化学性质与金刚石有差异
16.（2021·湖南卷）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：
（1）基态硅原子最外层的电子排布图为_______，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式)；
（2）硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔沸点如下表：
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
①0℃时，呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是_____，气态分子的空间构型是_______；
17.（2022 年江苏新高考T5）下列说法正确的是 ( )D. ⅣA 族元素单质的晶体类型相同
18.(2020年福建漳州三检）两种硼氢化物的熔点如表所示，其熔点差异的原因是 。
硼氢化物 NaBH4 Al（BH4）3
熔点/℃ 400 -64.5
19.（2016年全国ⅢT37（4）节选）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是 。
20.（2020年山东济宁三模节选）（2）HCOOH的沸点比CO2高的原因是 。
21.（2017年海南T19Ⅱ（1）节选）碳的一种单质的结构如图1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是
。
22.（2021 年高考广东卷T9节选）
理论计算预测，由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体（晶胞如图9a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是__________________。
②图9c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为____；该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb = __ ____。
③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为________g/cm3（列出算式）。
23.（2020年湖北武汉6月模拟）
KBBF（氟代硼铍酸钾）为层片状结构，如图1所示为其中一层的局部示意图。平面六元环以B—O键和Be—O键交织相连，形成平面网状结构，每个Be都链接一个F，且F分别指向平面的上方或下方，K+分布在层间。KBBF晶体的化学式为 。
BeO也是制备KBBF的原料，其晶胞结构如图2 所示。沿着晶胞体对角线方向投影，下列能正确表示投影结果的是 （填标号）。
BeO晶胞中，O的堆积方式为 ；设O与Be之间的最短距离为acm，NA表示阿伏伽德罗常数的值，则BeO晶体的密度为 g·cm-3。
14.（2021年河南三市三联）（1）Li+嵌入两层石墨间导致石墨堆积方式发生改变，形成如图1所示的晶体结构。
①石墨是一种导体，但石墨的导电性只能沿石墨平面的方向，原因是 。
②已知碳原子与碳原子之间距离是anm，则Li+与Li+间的最短距离是 nm；石墨层之间的距离是bnm（其中b >3a），设NA表示阿伏伽德罗常数的值，则晶体的密度是 g·cm-3（列出计算式即可）。
磷化硼是一种耐磨涂料可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体的晶胞结构如图2所示。
①在一个晶胞中磷原子的空间堆积方式为 ，磷原子的配位数为 。
②已知晶胞参数为apm，阿伏伽德罗常数的数值为NA，则磷化硼晶体的密度为
g·cm-3（列出计算式即可）。
分子晶体及原子晶体的堆积方式答案及解析
1.【答案】B
【详解】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si> Si-C >B-N>C-C，所以熔点最低的为单晶硅。
2.【答案】B
【分析】X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，则Z为O元素，Y为C元素，X为H元素，M为Si元素。
【解析】YX+ 3为CH+ 3，其中C原子的杂化类型为sp2，CH+ 3的空间构型为平面正三角形，键角为120°；YX- 3为CH- 3，其中C原子的杂化类型为sp3，CH- 3的空间构型为三角锥形，由于C原子还有1个孤电子对，故键角小于109°28 ，因此，键角的大小关系为YX+ 3>YX- 3，A项正确；
Y2X2为C2H2，其为直线形分子，分子结构对称，分子中正负电荷的重心是重合的，故其为百极性分子；H2O2分子结构不对称，分子中正负电荷的重心是不重合的，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为Y2X2金则石和晶体硅均为共价晶体，但是由于C的原子半径小于Si，因此，C—C键的键能大于Si—Si键的，故共价晶体熔点较高的是金刚石，C项正确；
元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强；C的非金属性强于Si，因此，甲烷的稳定热稳定性较高，D项正确。
3.【答案】A
【分析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Z(CN)6]2。
【解析】W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A项错误；
在X的简单氢化物是NH3，其中C原子轨道杂化类型为sp3，B项正确；
Y的氢氧化物是Mg(OH)2，其属于中强碱，其难溶于水，难溶于NaCl溶液，但是，由于NH4Cl电离产生的NH+ 4可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液，C项正确；
Mg3[Z(CN)6]2中CN-提供电子对与Fe3+形成配位键，D项正确。
4.【答案】D
【解析】NH3中N原子的价层电子对数=3+×(5-3×1)=4，为sp3杂化，键角为107°，NO- 3中N的价层电子对数=3+×(5+1-3×2)=3，为sp2杂化，键角为120°，故键角：NH3NH2OH为分子晶体，[NH3OH]Cl为离子晶体，故熔点：NH2OH <[NH3OH]Cl，B项错误；
由题目信息可知，25℃下，Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，故NH2OH的碱性比NH3·H2O弱，故同浓度的水溶液中， [NH3OH]+的电离程度大于NH+ 4的电离程度，同浓度水溶液的pH：[NH3OH]ClO的电负性大于N，O-H键的极性大于N-H键，故羟胺分子间氢键的强弱O-H…O>N-H…N，D项正确。
5.【答案】C
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【详解】A．一般原子的电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：HB．同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：CC．O2、Cl2为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，在常温下为固体，则沸点：O2< Cl2D．同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元素，从上到下电负性逐渐减小，电负性：Na6.【答案】D
【分析】Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；空间运动状态数是指电子占据的轨道数，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X为第2周期元素，满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z为原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第2周期元素，则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第3周期元素，则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可与Cu形成CuZY4，而O、Si、S中只有O和S形成的SO2-4才能形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S元素，则X只能为N；W能与X形成WX3，则W为IA族或VIIA族元素，但W原子序数小于N，所以W为H元素，综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。【解析】W、Y、Z分别为H、O、S，S单质常温下呈固态，其沸点高于氧气和氢气，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，O2的范德华力大于 H2，所以沸点O2＞H2，即沸点S＞O2＞H2，A项正确；
Y、X的 简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4、孤电子对数为2，空间构型为V形，键角约105 ，NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4、孤电子对数为1，空间构型为三角锥形，键角约107 18 ，所以键角：X>Y，B项正确；
硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，C项正确；
QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4，其中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为N，D项错误。
7.【答案】D
【分析】X半径最小为H，短周期电负性最小则M为Na，Z原子的s能级与p能级的电子数相等，则Z为O，Z与Y、Q相邻，Y为N，Q为S，以此分析；
【解析】A．H2O中含有氢键，则沸点高于H2S，A正确；
B．Na与O形成Na2O、Na2O2，则O与S同族化学性质性质相似，B正确；
C．Na2O的电子式为Na＋Na＋，Na2S的电子式为Na＋Na＋，离子键百分比 = (电负性差值 / 总电负性差值)，O的电负性大于S，则Na2O离子键成分的百分数大于Na2S，C正确；
D. NO- 3为sp2杂化，孤电子对为0，为平面三角形，SO2-3为sp3杂化，孤电子对为1，三角锥形，D错误。
8.【答案】A
【知识点】简单配合物的成键、分子晶体的物理性质、氧化还原反应中反应物或产物的推断
【详解】
A．该结构中，如图所示的两个Cl，Cl最外层有7个电子，形成了两个共价键，因此其中1个应为配位键，而Si不具备空轨道来接受孤电子对，因此结构是错误的，故A错误；
B．Si5Cl10与水反应可生成HCl，HCl是一种强酸，故B正确；
C．Si5Cl10与NaOH溶液反应元素均转化成Na2SiO3，Si的化合价升高，根据得失电子守恒可知，H元素的化合价降低，会有H2生成，故C正确；
D．Si5Br10的相对分子质量大于Si5Cl10，因此Si5Br10的范德华力更大，沸点更高，故D正确。
9.【答案】B
【详解】A．Al3+有2个电子层，而K+有3个电子层，因此，K+的半径较大，A错误；
B．同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的电负性较大，B正确；
C．虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；
D．元素的金属性越强，其最高价的氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误。
10.【答案】D
【分析】Y可形成5个共价键，Z可形成3个共价键，Z和Y同族，Y原子序数比Z大，即Z为N元素，Y为P元素，W可形成4个共价键，原子序数比N小，即W为C元素，R可形成1个共价键，原子序数比C小，即R为H元素，X可形成2个共价键，原子序数在N和P之间，即X为O元素，综上：R为H元素、W为C元素、Z为N元素、X为O元素、Y为P元素。
【详解】A．由于NH3可形成分子间氢键，而PH3不能，因此沸点：NH3＞YH3，故A错误；
B．W为C元素、Z为N元素，由于非金属性：C＜N，因此最高价氧化物的水化物的酸性：H2CO3＜HNO3，故B错误；
C．同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，ⅡA族、ⅤA族原子第一电离能大于同周期相邻元素，即第一电离能：CD．NO- 3的中心原子价层电子对数为，属于sp2杂化，为平面三角形， CO2- 3的中心原子价层电子对数为，属于sp2杂化，为平面三角形，故D正确。
11.【答案】由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体,而后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,因此后者熔点更高。
【解析】由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体,而后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,因此后者熔点更高。
12.【答案】Li2O、MgO为离子晶体，晶格能MgO>Li2O；P4O6、SO2为分子晶体，分子间作用力（相对分子质量P4O6>SO2）
【解析】Li2O、MgO为离子晶体，晶格能MgO>Li2O；P4O6、SO2为分子晶体，分子间作用力（相对分子质量P4O6>SO2）
13.【答案】AB
【解析】Li+和AlH3-以离子键结合，AlH3-中Al和H之间是δ键。
14.【答案】共价键
【解析】 Ge单晶具有金刚石型结构，其中锗原子的杂化方式为sp3，微粒之间存在的作用力是共价键。
15 .【答案】 A
【解析】自范性是晶体的性质,碳玻璃为非晶态,所以没有自范性,A 错误;碳玻璃和 C60 均是由碳元素形成的不同的单质,二者互为同素异形体,B 正确;碳玻璃具有高硬度,物理性质与金刚石类似,因而结构上具有一定的相似性,二者均含有 sp3 杂化的碳原子,C 正确;金刚石与碳玻璃属于同素异形体,性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异,D 正确。
16.【答案】
【解析】（2） ①由题给熔沸点数据可知，0℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高；SiX4分子中硅原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，则分子的空间构型为正四面体形，故答案为：SiCl4； SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大；正四面体形；
17.【答案】 D 错误
【解析】ⅣA 族元素中的碳元素形成的石墨为混合型晶体,硅形成的晶体为共价晶体(原子晶体),锡、铅形成的晶体为金属晶体。
18.【答案】硼氢化锂属于离子晶体，而硼氢化铝属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体高。
【解析】硼氢化锂属于离子晶体，而硼氢化铝属于分子晶体，离子晶体的熔点更高。
19.【答案】 GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体。
【解析】 GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体。根据晶体类型比较熔点。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。
20.【答案】HCOOH和CO2都为分子晶体，HCOOH分子间能形成氢键。
【解析】HCOOH和CO2都为分子晶体，比较分子晶体的沸点高低时先看是否能形成分子间氢键，再看相对分子质量的相对大小。
21.【答案】混合晶体 δ键和π键 sp2
【解析】由碳单质的晶体结构可知，该单质为片层结构，是石墨晶体，属于混合晶体。在石墨晶体中，同层的每一个碳原子以SP2杂化轨道与相邻的三个碳原子，以δ键结合，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构在同一平面内的碳原子还剩余2P轨道。这些P轨道又相互平行，并垂直于碳原子构成的平面，形成了大π键。
22.【答案】①由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式。
② 4 4；1：1：2 ③
【解析】①对比图9b和图9c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是晶体的最小重复单位要求，故答案为：由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2，右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4；该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子数为8，Ge原子位于晶胞顶点、面心、体心，因此1个晶胞中含有Ge原子数为1+8×+4×=4，Hg原子位于棱边、面心，因此1个晶胞中含有Hg原子数为6×+4×=4，则该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2，故答案为：4；1：1：2。
③1个晶胞的质量m=，1个晶胞的体积V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，则X晶体的密度为== g/cm3，故答案为：
23.【答案】(1)KBe2BO3F2 (2)D 面心立方最密堆积
【解析】（1） 取题图1 中最小的重复单元——六元环进行分析》含2个Be、1个B、3个O，且每个原子均为3个环共有，所以每个环中有2/3个Be、1/3个B、1个O，且Be与F的个数相等。根据化合物中各元素化合价的代数和为零可知，每个环需要与1个K+结合，所以KBBF晶体的化学式为KBe2BO3F2 。
（2）由题图2可知沿着晶胞体对角线方向可以观察到六边形，体对角线上的Be和顶角处的O重合，六边形均由O原子构成，四个Be相连构成一个正四面体，正四面体投影时，三个顶角构成正三角形，另一个顶角位于正三角形的中心，所以得到的投影为D。根据题图2可知氧原子位于晶胞的8个顶点和6个面心，所以属于面心立方最密堆积。
一个Be晶胞中含有氧原子的个数为8×1/8+6×1/2=4，含有Be原子的个数为4，晶胞质量m=4×25/NA g，氧原子与铍原子之间的最短距离为体对角线长度的1/4，设晶胞参数为xcm，则4a=√3x,故晶体密度为 g·cm-3。
24.【答案】（1）①由于石墨结构中碳原子未参与杂化的p轨道之间形成大π键，使p轨道中的电子可以在整个碳原子平面中运动，且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。
②3a
（2）① 面心立方最密堆积 4第66讲分子晶体及原子晶体的堆积方式
知识重构（首行缩进2个汉字，五号，黑体）
构成物质的的基本微粒与相互作用
【问题1】构成物质的基本微粒有哪些？
【问题2】微粒都能构成哪些类别的物质？
【问题3】微粒之间存在哪些相互作用？
【问题4】微粒构成的晶体类型？
典型的分子晶体和原子晶体
(1)分子晶体
分子间 作用力 堆积方式 典型物质 分子结构 晶胞 结构特点
氢键和范德华力 非密 堆积 冰(H2O) 氢键具有 ，冰晶体中，氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角的 个相邻水分子相互吸引，所以1mol冰中有 mol氢键，这使冰晶体中水分子的空间利用率 ，所以冰的密度 液态水。
范德华力 分子 密堆积 干冰(CO2) 碘(I2) C60 面心立方最密堆积 若以一个分子为中心，周围有 个紧邻的分子，这就是分子 。 ①每个干冰晶胞中有 个CO2分子，配位数 ，CO2的排列方向有 种， 。 ②I2的排列方向有两种， 和 。 ③C60结构： 分子，固态时是 ，每个碳原子只跟相邻的 形成共价键，60个碳原子构成 形，共32面体，包括 个五边形， 个六边形。
高频考点1：分子密堆积——面心立方最密堆积
①一维空间里微粒的堆积方式：
②二维空间里微子的堆积方式
非密置层放置：配位数： ，空隙形状： 。
密置层放置：配位数： ，空隙形状： 。
③三维空间中密置层的堆积方式
第二层小球的球心对准第一层小球空隙的 、 、 位；
第三层小球的球心对准第一层小球空隙的 、 、 位。
第四层同第 层。
每三层形成一个 的紧密堆积。
【问题1】1个晶胞中含有微粒的个数（N)？
【问题2】1个晶胞的质量？ 该晶胞的密度？
【问题3】小球间位置关系？
【问题4】微粒小球的半径 r 与晶胞参数a的关系？
【问题5】两小球之间的最近距离？
高频考点2：分子密堆积——面心立方最密堆积的空隙问题
【问题1】空隙的种类？
①立方体空隙： ②四面体空隙 ③八面体空隙
结构特点: ， ， 。
【问题2】如何判定空隙的类型？
方法1：观察堆积球的数目、位置及相互关系
正四面体空隙：
思路梳理： ；
归纳： 。
分析： 。
正八面体空隙：
思路梳理： ；
归纳： 。
分析： 。
方法2：根据填隙球（A）的配位数确定
若A的配位数为8，就填充在B围成的 空隙中；
若A的配位数为6，填充在B围成的 空隙中；
若A的配位数为4，填充在B围成的 空隙中。
方法3：根据堆积球（B）与空隙的比例关系确定
堆积球B的原子数：立方体空隙数：四面体空隙数：八面体空隙数= ： ： ：
分析： 。
（2）原子晶体
典型代表物 空间结构 结构分析
金刚石 ①C原子采取 杂化，每个C与相邻的4个C以 结合，形成 ， ②键角均为 。 ③最小碳环为 元环，环上C 同一平面内。 ④每个C参与4个C-C键的形成，碳原子数与C-C键数之比为 。 ⑤密度： 。
SiC、BP、AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体，配位数 。 ②密度： ； 。 。
二氧化硅 ①每个Si与4个O以共价键结合，形成 结构； ②每个正四面体占有1个Si4个“1/2O”，晶体中Si与O的个数比为 ； ③最小环上有 个原子，即 个Si， 个O。 ④密度： 。
高频考点4：金刚石的空间构型
【问题1】粒子半径 r 与晶胞参数 a的关系？
【问题2】两个碳原子间的最近距离？
【问题3】正四面体空隙的填隙率？
【问题4】晶胞的密度计算？
高频考点5：混合型晶体——石墨
混合型晶体 空间结构 晶胞 结构特点
石墨 碳原子的排列方式： 结构 ，每层内C以 杂化，存在 键，C之间以 形成 的平面网状结构，键角 ，C与碳碳键之比为 。每一层内C-C的键长为1.42×10-10m，比金刚石中C-C的键长(1.54×10-10m)短，因此熔沸点高于金刚石;层与层之间以 结合，所以石墨硬度小，滑腻感，能导电因为 。
重温经典
1．（2024山东·T4）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是
A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相)
【答案】B
【详解】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si> Si-C >B-N>C-C，所以熔点最低的为单晶硅。
2．（2024安徽卷·T7）地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺[NH3OH]Cl广泛用子药品、香料等的合成。下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是
A．键角： NH3>NO- 3
B．熔点： NH2OH >[NH3OH]Cl
C．25℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羟胺分子间氢键的强弱：O-H…O>N-H…N
【答案】D
【解析】NH3中N原子的价层电子对数=3+×(5-3×1)=4，为sp3杂化，键角为107°，NO- 3中N的价层电子对数=3+×(5+1-3×2)=3，为sp2杂化，键角为120°，故键角：NH3NH2OH为分子晶体，[NH3OH]Cl为离子晶体，故熔点：NH2OH <[NH3OH]Cl，B项错误；
由题目信息可知，25℃下，Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，故NH2OH的碱性比NH3·H2O弱，故同浓度的水溶液中， [NH3OH]+的电离程度大于NH+ 4的电离程度，同浓度水溶液的pH：[NH3OH]ClO的电负性大于N，O-H键的极性大于N-H键，故羟胺分子间氢键的强弱O-H…O>N-H…N，D项正确。
3．（2024河北·T7）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z==QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A. 原子半径：WC. 单质沸点：Z【答案】C
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。
【详解】A．一般原子的电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：HB．同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：CC．O2、Cl2为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，Na在常温下为固体，则沸点：O2< Cl2D．同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元素，从上到下电负性逐渐减小，电负性：Na4．（2024江苏·T4）明矾 [KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是
A．半径：r(Al3+)> r(K+) B．电负性：χ(O)>χ(S)
C．沸点：H2S>H2O D．碱性：Al(OH)3>KOH
【答案】B
【详解】A．Al3+有2个电子层，而K+有3个电子层，因此，K+的半径较大，A错误；
B．同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的电负性较大，B正确；
C．虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；
D．元素的金属性越强，其最高价的氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误。
5．（2024全国甲卷·T11）(4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
【答案】(4)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
【解析】根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高。
6.（2022 年 1 月浙江新高考T26）（2） 四种晶体的熔点数据如表：
物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔点/℃ -183 -90 -127 ＞1000
CF4和SiF4 熔点相差较小，BF3 和 AlF3 熔点相差较大，原因是 。
【答案】CF4 和 SiF4 都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以
熔点相差较小；BF3 通过分子间作用力形成分子晶体， AlF3 通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。
【解析】先判断晶体类型，结构决定性质，性质体现结构。CF4 和 SiF4 熔点较低，且
相差较小，说明它们是结构相似的分子晶体，分子间作用力相差较小；BF3 和AlF3 熔点相差较大，推测BF3通过分子间作用力形成分子晶体， AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量更多，所以AlF3熔点很高。
7.（2020 年山东T17节选）Sn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固体的晶体类型为 。
【答案】分子晶体
【解析】由于常温下SnCl4为液体，性质体现结构，可判定SnCl4为分子晶体；
8.（2022 年北京新高考9）由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ）
化学键 C-H Si-H C=O C-O Si-O C-C Si-Si
键能/kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性：CH4>SiH4 B.键长：C=O晶体硅
【答案】C
【解析】键能越大越稳定，C-H 键能大于 Si-H，所以稳定性：CH4>SiH4，故不选 A；
键能越大，键长越短，C=O 键能大于 C-O，所以键长：C=O 晶体硅，故不选 D。
9.（2022 年全国高考理综乙卷T35）(3) 卤化物CsICl2 受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体 X 和红棕色液体 Y。X 为 。解释 X 的熔点比 Y 高的原因 。
【答案】CsCl 因 CsCl 为离子晶体,ICl 为分子晶体,所以 CsCl 的熔点高于ICl。
【解析】CsICl2 拆分成 CsCl·ICl 分析，加热分解，发生非氧化还原反应，红棕色液体 Y 卤素互化物ICl,因此无色晶体X 应为 CsCl,其反应的化学方程式为CsICl2 =CsCl+ICl。因 CsCl 为离子晶体,ICl 为分子晶体,所以 CsCl 的熔点高于ICl。
10.（2021年福建高考(3) 节选）g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，g-C3N4晶体中
存在的微粒间作用力有_______(填标号)。
a.非极性键 b.金属键 c.π键 d.范德华力
【答案】cd
【解析】由题知，g-C3N4具有石墨相似的层状结构，层与层之间存在范德华力，C与N之间存在极性共价键，层内存在大π键，故选c、d。
11.（2022 年山东新高考T5）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
【答案】A
【解析】AlN、GaN 的成键结构与金刚石相似,因此 AlN、GaN 都为共价晶体,由于 Al原子的半径小于 Ga 原子的半径,N—Al 键的键长小于 N—Ga 键的键长,因此 N—Al 键的键能较大,AlN 晶体的熔点较高,故 GaN 的熔点低于 AlN,A 错误;不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键,故两种晶体中所有共价键均为极性键,B 正确;金刚石中每个 C 原子均采取 sp3 杂化,由于 AlN、GaN 与金刚石的成键结构相似,因此 AlN、GaN 晶体中所有原子也均采取 sp3 杂化,C 正确;金刚石中每个 C 原子与其周围 4 个 C 原子共形成 4 条共价键,即 C 原子的配位数是 4,由于 AlN、GaN 与金刚石的成键结构相似,则其晶体中所有原子的配位数也均为 4,D 正确。
12.（2022 年全国高考理综甲卷T35节选） (5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是 ;若该立方晶胞参数为 a pm,正负离子的核间距最小为 pm。
【答案】Ca2+ √3/4apm
【解析】由图可知，X代表的离子位于顶点和面心，构成面心立方最密堆积，面心立方
最密堆积有8个正四面体空隙，X做堆积球，共8×1/8+6×1/2=4个，X类似于金刚石在顶点和面心的C原子，金刚石体内的C共4个，正四面体空隙填隙率为50% ；题给晶胞体内有8个Y，根据化学式CaF2，可知X是Ca2+，Y是F-，F-做填隙球，填隙率100%，因此，对照金刚石的晶胞结构，Ca2+与F-最近的核间距为晶胞体对角线长度的1/4，由于晶胞参数为apm，故Ca2+与F-最近的核间距为√3/4apm
13.（2019新课标Ⅰ卷T35节选）(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方堆
积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是 g·cm 3(列出计算表达式)。
14.（2021年福建高考真题节选）石墨相氮化碳g-C3N4作为一种新型光催化材料，光
解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。
每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，
形成O掺杂的g-C3N4(OPCN) ，OPCN的化学式为_______。
【答案】C3N3O
【解析】由题知g-C3N4 具有和石墨相似的层状结构，由基本结构单元分析可知，N原子的成键存在连两个C和三个C 的两种情况，连两个C的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C和7+1/3×3=8个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子、2个O原子，则形成O掺杂的g-C3N4(OPCN)的化学式为C3N3O。
模型建构
1.晶体类型的判断、晶体熔、沸点高低的比较、晶体微粒间作用力
核心思想：
分析思路：
答题思想：先整体后局部！
答题模板：先根据题目信息判断晶体的类型，再对微粒间作用力的大小进行晶体同类型或不
同类型的比较，得出结论，解释原因。
2.晶体微粒数的计算
核心思想：立足微粒的面心立方最密堆积方式，熟知金刚石及石墨晶体的结构特点，灵活运
用小球间的位置关系进行知识迁移。
名师导学
分子晶体及原子晶体的堆积方式之思维导图

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