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第七章　物质结构与性质　元素周期律
第5讲　晶体结构与性质
1．了解晶体和非晶体的区别。了解常见晶体的类型。
2．了解不同类型晶体中结构粒子、粒子间作用力的区别。
3．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。
4．认识简单的晶胞，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关计算。
关联教材·夯基固本
考点1　物质的聚集状态　晶体类型与性质
1．物质的聚集状态
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有____、______以及介于____和______之间的塑晶态、液晶态等。
晶态
非晶态
晶态
非晶态
(2)等离子体和液晶
①等离子体：由____、______和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性。
②液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的导热性、光学性质等。
电子
阳离子
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的区别
比较
晶体
非晶体
结构特征
结构粒子__________排列
结构粒子____排列
性质
特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
________
________
二者区别方法
测定其是否有固定的____
对固体进行__________实验
最可靠，最科学的方法
周期性有序
无序
各向异性
各向同性
熔点
X射线衍射
(2)得到晶体的途径
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。
3．四种常见晶体类型与性质
类型
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成
粒子
____
____
金属阳离子、自由电子
__________
粒子间
的相互
作用力
________(某些含氢键)
______
______
______
硬度
较小
____
有的很大，有的很小
____
分子
原子
阴、阳离子
范德华力
共价键
金属键
离子键
很大
较大
类型
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
熔、
沸点
较低
____
有的很高，有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于一般溶剂
一般不溶于水，少数与水反应
大多易溶于水等极性溶剂
导电、
导热性
一般不导电，溶于水后有的导电
一般不具有导电性，个别为半导体
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融态导电
很高
探究　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)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电：____________。
(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：____________。
(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：____________。
(5)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点287.4 ℃，易水解：____________。
(6)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：____________。
(7)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：____________。
提示：(1)共价晶体　(2)分子晶体　(3)分子晶体　(4)离子晶体　(5)分子晶体　(6)共价晶体　(7)分子晶体
[备考提醒]
(1)四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。
(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百分数。若离子键成分的百分数大，则作为离子晶体处理；若离子键成分的百分数小，则作为共价晶体处理。
(3)含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，还可能是金属晶体。
物质的聚集状态
1．(鲁科选择性必修2习题改编)1925年贝尔德在英国首次成功装配了世界上第一台电视机，短短几十年时间，电视机经历了从黑白到彩色，从手动到遥控，从平板电视机到液晶电视机的发展历程。下列关于液晶的叙述错误的是(　　)
A．液晶是物质的一种聚集状态
B．液晶具有流动性
C．液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D．液晶具有各向异性
√
C　[液晶是介于液态和晶态之间的物质聚集状态，A对、C错；液晶既具有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性，B、D对。]
√
2．(人教选择性必修2习题改编)如图是两种物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法不正确的是(　　)
A．两种物质在一定条件下都会自动形
成有规则几何外形的晶体
B．Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性
C．Ⅱ形成的固体没有固定的熔点
D．二者的X射线衍射图谱不相同
A　[观察微观结构图可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，Ⅱ中微粒排列相对无序，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体有各向异性，具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，用X射线衍射实验检验晶体和非晶体，图谱明显不同。]
√
常见晶体类型判断及熔、沸点的比较
3．(人教选择性必修2习题改编)根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是(　　)
?
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 300
＞3 550
1 415
沸点/℃
178
57
2 550
4 827
2 355
A．SiCl4是分子晶体
B．晶体硼是共价晶体
C．AlCl3是分子晶体，加热能升华
D．金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si弱
D　[SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在低于熔化的温度下就能汽化，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点很高，所以晶体硼是共价晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知，金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si强，D错误。]
4．(人教选择性必修2习题改编)解释下列物质熔、沸点差异的原因：
(1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是___________________________
_________________________________________________________。
(2)SiO2的熔点比CO2高，原因是______________________________
_________________________________________________________。
(3)NH3的沸点比PH3高，原因是______________________________
_________________________________________________________。
金刚石是共价晶体，而NaCl
SiO2是共价晶体，而CO2是分子
同为分子晶体，NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力
晶体
是离子晶体
(4)CO2比CS2的熔、沸点低，原因是___________________________
_________________________________________________________。
(5)CO比N2的熔、沸点高，原因是____________________________
_________________________________________________________。
同为分子晶体，CS2的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高
同为分子晶体，两者相对分子
质量相同，CO的极性大，熔、沸点高
(6) 的沸点比高 ，原因是

___________________________________________________________
_________________________________________________________。
形成分子内氢键，而
形成分子间氢键，分子间氢键会使沸点升高
(7)Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是_______________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(8)ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO，理由是
____________________________________________________________________________________________________________________。
(9)FeO的熔点小于Fe2O3的熔点，原因是_______________________
_________________________________________________________。
晶体硅与SiC均属于共价
晶体，晶体硅中的Si—Si比SiC中Si—C的键长长，键能低，所以熔点低
ZnO和ZnS同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO离子键强，熔点高
同为离子晶体，Fe2+半径比Fe3+大，所带电荷数也小于Fe3+，FeO的离子键比Fe2O3弱
[答题模板]晶体熔、沸点比较及原因的分析
类型
答题模板
(1)不同类型晶体熔、沸点比较
×××为×××晶体，而×××为×××晶体，故×××的熔、沸点高
类型
答题模板
(2)分子晶体的熔、沸点比较
①都是分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力
②都是分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高
③都是分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，×××的极性大，熔、沸点高
④都是分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高
类型
答题模板
(3)共价晶体的熔、沸点比较
都是共价晶体，×××的键长短、键能大，故其熔、沸点高
(4)离子晶体的熔、沸点比较
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xm－(或Nm＋)，Rn－
(或Mn＋)所带电荷数大于Xm－(或Nm＋)，×××的离子键强，故其熔、沸点高
考点2　晶胞类型与均摊法计算
1．典型晶体模型
(1)共价晶体
晶体
晶体结构
晶体详解
金刚石
?
①每个碳与相邻__个碳以共价键结合，形成________结构
②键角均为______________
③最小碳环由__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的形成，C原子数与C—C数之比为______
4
正四面体
109°28′
6
1∶2
晶体
晶体结构
晶体详解
SiO2
?
?
①每个Si与__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个“????????O”，N(Si)∶N(O)＝______
③最小环上有____个原子，即6个O、6个Si
晶体
晶体结构
晶体详解
SiO2
?
?
4
1∶2
12
(2)分子晶体
晶体
晶体结构
晶体详解
干冰


?
8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子
冰
?
冰晶体中，每个水分子与相邻的__个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成 __ mol氢键。
4
2
(3)离子晶体
晶体
晶体结构
晶体详解
NaCl型
?
①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有____个
②每个晶胞中含__个Na＋和__个Cl－
CsCl型
?
①每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有__个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个
②每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
12
4
4
8
(4)混合型晶体
晶体
晶体结构
晶体详解
石墨
?
①层内每一个碳原子与另外3个碳原子以共价键连接，形成六元环结构
②碳原子与共价键的个数比为2∶3；每个六元环平均占有2个碳原子
③层间的作用力是范德华力
[备考提醒]
(1)判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“ ”表示)：
每个面上有4个，共计12个。



(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。
2．晶胞及晶胞结构均摊法计算
(1)晶胞
①概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。
②晶胞形状：常规的晶胞都是__________。
③晶体中晶胞的排列——无隙并置
无隙
相邻晶胞之间没有________
并置
所有晶胞____排列、____相同
平行六面体
任何间隙
平行
取向
(2)“均摊法”确定晶胞中粒子的个数
①计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用“均摊法”。即某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的????????属于这个晶胞。
?
②平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算
③六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算
探究　如图甲、乙、丙是三种晶体的晶胞，则甲中x与y的个数比是________，乙中a与b的个数比是________，丙中有________个c和________个d。
提示：2∶1　1∶1　4　4
(3)晶胞中粒子配位数的计算
一个粒子周围__________________称为配位数。
①晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。
②离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
最邻近的粒子的数目
③常见晶体类型的配位数
晶胞结构
配位数
简单立方

?
6
面心立方

?
12
体心立方

?
8
典型晶体结构及分析
√
1．(人教选择性必修2习题改编)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(如图，其中白球所示原子位于立方体的顶角及面心，黑球所示原子位于立方体内)类似。下列有关说法合理的是(　　)
A．1 mol冰中含有4 mol氢键
B．冰晶体与金刚石晶体硬度都很大
C．冰晶体与金刚石晶体中的作用力相同
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式相似
D　[1 mol冰中含有2 mol氢键，A错误；冰晶体为分子晶体，硬度很小，而金刚石晶体属于共价晶体，硬度很大，B错误；冰晶体中存在共价键、氢键、范德华力，金刚石晶体中只存在共价键，C错误；水分子间的氢键具有方向性和饱和性，每个水分子中的1个氧原子可以和另外2个水分子中的氢原子形成2个氢键，2个氢原子可以和另外2个水分子中的氧原子形成2个氢键，所以每个水分子可与相邻的4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式相似，D正确。]
√
2．(人教选择性必修2习题改编)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＋最近的Cl－有6个
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+，F－的配位数是4
C．12 g金刚石晶体中含有4 mol C—C
D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
C　[以顶点Na＋为例，与之最近的Cl－处于晶胞棱心且关于Na＋对称，即距Na＋最近的Cl－有6个，A正确；每个晶胞占有4个Ca2+，距离F－最近且等距的Ca2+有4个，即F－的配位数为4，B正确；每个碳原子形成4个C—C，每个C—C为2个C原子所占有，故12 g金刚石中含有2 mol C—C，C错误；该气态团簇分子中含有4个E、4个F，分子式应为E4F4或F4E4，D正确。]
√
晶体结构分析与计算
3．(鲁科选择性必修2习题改编)C60分子和C60晶胞的示意图如图所示。下列关于C60晶体的说法不正确的是(　　)


A．C60晶体可能易溶于四氯化碳
B．C60晶体的一个晶胞中含有的
碳原子数为60
C．C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻
D．若晶胞的边长为a pm，则最近的两个C60距离为????????a pm
?
B　[由于C60是非极性分子，根据“相似相溶”规律，其可能易溶于四氯化碳，A正确；每个C60晶胞中含有的C60分子个数为8×????????＋6×????????＝4，因此含有的碳原子数为4×60＝240，B错误；如果以晶胞中一个顶点的C60分子为研究对象，则共用这个顶点的三个面的面心的C60分子与其距离最近且相等，共有????×????????＝12个，C正确；由晶胞结构可知，最近的两个C60距离为晶胞的面对角线长的????????，即????????a pm，D正确。]
?
√
4．(人教选择性必修2习题改编)干冰晶体的晶胞如图1所示，形状是边长为a nm的立方体，沿AB连线方向的投影图如图2所示。下列说法错误的是(　　)




A．该晶体为分子晶体
B．晶胞沿AB连线旋转120°可与旋转前重合
C．该晶体中每个CO2分子周围有12个紧邻分子
D．该晶体的密度为????????????????????×????.????????×???????????????? g·cm-3
?
D　[干冰晶体通过分子间作用力结合，属于分子晶体，A正确；由AB的连线投影图可知，旋转120°后，可与旋转前重合，B正确；以顶点的CO2分子为例，分子周围最近的CO2分子位于与之相邻的3个面的面心，顶点的CO2分子被8个晶胞共用，则CO2分子周围有3×8×????????＝12个紧邻CO2分子，C正确；根据均摊法，CO2分子位于顶点和面心，每个晶胞含有CO2分子个数是8×????????＋6×????????＝4，则晶胞质量是????×???????????????? g，晶胞体积为a3×10-21 cm3，则晶胞密度为????????????????????×????.????????×????????????????×1021 g·cm-3，D错误。]
?
[思维模型]
(1)晶胞密度计算的思维模型
(2)粒子间距的计算模型(设晶胞边长为a)
晶体类型
简单立方
面心立方
体心立方
粒子间距
a
????????a
????????a
晶体类型
简单立方
面心立方
体心立方
粒子间距
a
关联高考·探究考向
×
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2024·安徽卷)鉴别水晶和玻璃：X射线衍射。 (　　)
(2)(2024·黑吉辽卷)SiO2的晶体类型：分子晶体。 (　　)
(3)(2024·黑吉辽卷)CsCl晶体中Cs＋与8个Cl－配位，而NaCl晶体中Na＋与6个Cl－配位，Cs＋比Na＋的半径大。 (　　)
(4)(2024·湖南卷)用玻璃棒摩擦烧杯内壁可从明矾过饱和溶液中快速析出晶体。 (　　)
√
√
√
(5)(2024·湖北卷)石墨能导电的原因：未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动。 (　　)
(6)(2025·安徽卷)用X射线衍射法分析玉器的晶体结构。 (　　)
(7)(2024·安徽卷)熔点：NH2OH>[NH3OH]Cl。 (　　)
(8)(2025·黑吉辽蒙卷)NH4Cl的晶体类型：离子晶体。 (　　)
(9)(2025·晋陕青宁卷)离子液体导电是因为离子液体中有可移动的阴、阳离子。 (　　)
(10)(2024·浙江1月卷)晶体硅用碳原子取代部分硅原子，导电性增强。 (　　)
×
√
√
√
√
×
2．(2024·山东卷)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)
√
B　[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。]
√
3．(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A．碘晶体是混合型晶体
B．液态碘单质中也存在“卤键”
C．127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D．碘晶体的密度为????×????????????????????????×????????×????????????????? g·cm-3
?
A　[碘晶体为分子晶体，A错误；“卤键”是分子间作用力，液态碘分子间距离较近，也存在“卤键”(可类比冰和水进行分析，冰和水中都存在氢键)，B正确；127 g碘晶体的物质的量为0.5 mol，根据题图可知，1个I2形成4个“卤键”，1个“卤键”被2个I2共有，故127 g碘晶体中含有“卤键”的数目为0.5 mol×4×????????NA mol-1＝NA，C正确；题图方框条件下形成的重复单元的体积为abd×10-30 cm3，且该重复单位含2个I2，故碘晶体的密度为????×????????????????????????×????????×????????????????? g·cm-3，D正确。]
?
√
4．(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li＋迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为＋4价，La为＋3价。下列说法错误的是(　　)

A．导电时，Ti和La的价态不变
B．若x＝????????，Li＋与空位的数目相等
C．与体心最邻近的O原子数为12
D．导电时，空位移动方向与电流方向相反
?
B　[根据题意，导电时Li＋发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×????????＝1个，含O：12×????????＝3个，含La或Li或空位共：1个，若x＝????????，则La和空位共????????，n(La)＋n(空位)＝????????，结合正负化合价代数和为0，(＋1)×????????＋(＋3)×n(La)＋
(＋4)×1＋(－2)×3＝0，解得n(La)＝????????、n(空位)＝????????，Li＋与空位数目不相等，B项错误；由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确；内电路中电流从负极流向正极，导电时Li＋向正极方向移动，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D项正确。]
?
CaF2、PbO、PtS、ZnS晶胞结构之间的关系如下图。在CaF2晶胞结构中所有四面体空隙(用□表示)都被占据，PbO、PtS、ZnS晶胞看作占据的四面体空隙的数量减半，下列说法正确的是(　　)
A．PbO晶体中Pb与Pb的最短距离和CaF2中Ca与Ca的最短距离相等
B．PbO、PtS、ZnS晶体密度相同
C．PbO、PtS、ZnS晶胞中阳离子的配位数都是4
D．PtS晶胞中Pt与Pt的最短距离为????????a
?
√
C　[PbO晶体可看做CaF2晶胞中占据的四面体空隙的数量减半，晶胞的高度会减小，PbO晶体中Pb与Pb的最短距离和CaF2中Ca与Ca的最短距离不相等，A错误；PbO、PtS、ZnS晶体中分别含有4个PbO、4个PtS、4个ZnS，三个晶胞的体积相等，PbO、PtS、ZnS的摩尔质量不同，晶体密度不相同，B错误；PbO、PtS、ZnS晶胞中阳离子和阴离子的个数相等，PbO、PtS、ZnS晶胞中距离阳离子最近且相等的阴离子个数均为4，阳离子的配位数都是4，C正确；PtS晶胞可看做CaF2晶胞中占据的四面体空隙的数量减半，PtS晶胞中Pt与Pt的最短距离为面对角线的????????，为????????a，D错误。]
?
5．(1)(2024·全国甲卷)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质量越大，分子间作用力越强，熔点越高
(2)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为________。设NA为阿伏加德罗常数的值，则

该晶体密度为__________________________________g·cm-3(列出计算式)。
6
????×????????????+????????????????×????????????×?????????????????????[或????????????????????×????????????×?????????????????????]
?
(3)(2024·黑吉辽卷)负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示，二者晶胞体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对原子质量为______________(精确至1，已知Ti的相对原子质量为48)。
101
(4)(2024·浙江卷)某化合物的晶胞如图，Cl－的配位数(紧邻的阳离子数)为__________；写出该化合物的化学式：________。
12
K3ClO
(5)(2024·山东卷)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为___________。
当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价________(填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是________(填标号)。
A．CaO B．V2O5 C．Fe2O3 D．CuO
MnO2
降低
A
(6)(2024·北京卷)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图，白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。
①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有________个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为V1 nm3和V2 nm3，则白锡和灰锡晶体的密度之比是________。
4
????????????????????
?
(7)(2024·甘肃卷)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数a≠c，α＝β＝γ＝90°。图丙中Ca与N的距离为________pm；化合物的化学式是__________，其摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为____________ g·cm-3(列出计算表达式)。
????????a
?
Ca3N3B
????????????????????????×1030
?
[解析]　(1)根据表中数据可知，SnF4的熔点远高于其他三种物质，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。
(2)由PbS晶胞结构图可知，该晶胞中有4个Pb和4个S，以顶点白球为例，其周围最近的黑球数为6，因此Pb的配位数为6。设NA为阿伏加德罗常数的值，则NA个晶胞的质量为4×(207＋32)g，NA个晶胞的体积为NA×(594×10-10 cm)3，因此该晶体密度为????×????????????+????????????????×????????????×????????????????????? g·cm-3或????????????????????×????????????×????????????????????? g·cm-3。
?
(3)由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比。故1.66＝????????????+????????????????????+????????，则Ru的相对原子质量约为101。
(4)由晶胞结构知，Cl位于顶点，O位于体心，K位于面心，1个晶胞中含Cl：8×????????＝1个，含O：1个，含K：6×????????＝3个，该化合物的化学式为K3ClO。
?
(5)由“均摊法”得，晶胞中Mn原子的数目为1＋8×????????＝2，O原子的数目为2＋4×????????＝4，即该氧化物的化学式为MnO2；MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，Mn的化合价为＋2x价，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为＋2价、V2O5中V的化合价为＋5价、Fe2O3中Fe的化合价为＋3价、CuO中Cu的化合价为＋2价，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质。
?
(6)①灰锡具有立方金刚石结构，所以灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有4个。
②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn原子数为8×????????＋1＝2，灰锡晶胞中含Sn原子数为8×????????＋6×????????＋4＝8，所以白锡与灰锡的密度之比为????????????????????????∶????????????????????????＝????????????????????。
?
(7)图丙中，Ca位于正方形顶点，N位于正方形中心，故Ca与N的距离为????????a pm；由“均摊法”可知，晶胞中Ca的个数为8×????????＋2＝3，N的个数为8×????????＋2×????????＝3，B的个数为4×????????＝1，则化合物的化学式是Ca3N3B；其摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，晶胞体积为a2c×10-30 cm3则晶体的密度为????????????????????????×1030 g·cm-3。
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课时数智作业(二十九)　晶体结构与性质
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
√
(建议用时：30分钟　分值：40分)
说明：选择题每小题3分
『夯基补弱』
1．(2025·安徽江南十校联考一模)下列有关晶体的说法正确的是(　　)
A．含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子
B．氯化钠是由阴、阳离子间通过静电引力结合而成的离子晶体
C．二氧化硅是由共价键结合而成的共价晶体
D．干冰内有共价键，分子间既存在范德华力又存在氢键
C　[含阳离子的晶体不一定含阴离子，如金属晶体中含金属阳离子和自由电子，A错误；氯化钠是由阴、阳离子间通过静电引力和斥力作用而成的离子晶体，B错误；二氧化硅是具有立体网状结构、由共价键结合而成的共价晶体，C正确；干冰内有共价键，分子间存在范德华力，不存在氢键，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
2．铝的卤化物AlX3(X＝Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在，下列说法错误的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
性质
AlF3
AlCl3
AlBr3
AlI3
熔点/℃
1 290
192.4
97.8
189.4
沸点/℃
1 272
180
256
382
A．AlF3晶体类型与其他三种不同
B．1 mol Al2Cl6中所含配位键数目为4NA
C．Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e－结构
D．AlCl3熔点高于AlBr3的原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征
√
B　[AlF3为离子晶体，其他三种为分子晶体，A正确；每个Al与周围的三个Cl分别共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，故1 mol Al2Cl6中所含配位键数目为2NA，B错误；每个Al与周围的三个Cl分别共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，均满足8电子结构，C正确；AlCl3熔点高于AlBr3的原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
√
3．(2025·黑龙江教育学会一模)研究表明CeO2晶胞的氧缺陷可以有效促进氢气在催化加氢过程中的活化。图1为CeO2理想晶胞，图2为CeO2氧缺陷晶胞。下列说法错误的是(　　)


A．图1中Ce4+的配位数是8
B．图1中O2-填充在Ce4+构成的四面体空隙中
C．若图2中Ce4+与O2-的个数比为2∶3，则O2-的空缺率为25%
D．若晶胞参数为a nm，图1晶胞的密度为????????????????????×????????×1021 g·cm-3
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
D　[以面心Ce4+为例，与其相距最近且相等的O2-有8个，因此Ce4+的配位数为8，A正确；图1中O2-位于Ce4+构成的小四面体的中心，即O2-填充在Ce4+构成的四面体空隙中，B正确；图2中Ce4+个数为????????×8＋????????×6＝4，O2-和空位的总数为8，当Ce4+和O2-个数比为2∶3时，有6个O2-和2个空位，则O2-的空缺率为????????×100%＝25%，C正确；根据均摊法，图1中Ce4+个数为????????×8＋????????×6＝4，O2-个数为8，则晶胞密度为????×????????????????????????×????????????????? g·cm-3＝????????????????????????????×1021g·cm-3，D错误。]
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
√
4．(2025·萍乡一模)T-碳是碳的一种同素异形体，其晶体结构可以看成是金刚石晶体(如图甲)中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元
( )所取代(如图乙)。已知T-碳的密度为金刚石的一半。下列说法错误
的是(　　)
A．T-碳中碳与碳的最小夹角为60°
B．T-碳属于共价晶体
C．金刚石晶胞的边长和T-碳晶胞
的边长之比为2∶1
D．T-碳晶胞的俯视图如图丙
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
C　[根据 可知T-碳中C与C的最小夹角为60°，A正确；T-碳中碳原子以共价
键相连成空间网状结构，属于共价晶体，B正确；根据均摊原则，一个金刚石晶胞中含有碳原子数为8×????????＋6×????????＋4＝8，T-碳晶体结构可以看成是金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元所取代，则一个T-碳晶胞中含有32个碳原子，设金刚石晶胞的边长为a cm，金刚石的密度为????×???????????????????????? g·cm-3，T-碳晶胞的边长为b cm，密度为????????×???????????????????????? g·cm-3，T-碳的密度为金刚石的一半，则????×????????????????????????＝2×????????×????????????????????????，解得????????＝????????，金刚石晶胞的边长和T-碳晶胞的边长之比为1∶2，C错误；T-碳晶胞的俯视图正确，突出了四面体结构，及四面体之间碳与碳的共价键，D正确。]
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
√
5．(2026·郑州模拟)已知图甲为金属钠的晶胞，其晶胞截面如图乙所示，将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数。图丙为Li2S晶胞的截面，已知Li2S属于立方晶体，假设其晶胞参数为d pm。设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列关于Li2S晶胞的描述错误的是(　　)
A．图丙中“ ”代表S2-
B．Li2S晶体中Li的配位数为8
C．Li2S晶胞中与S2-紧邻的S2-有12个
D．Li2S晶体的密度为????????????????????????????×1030 g·cm-3
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B　[对比金属钠晶胞的截面，由Li2S的截面可知，Li2S的晶胞结构与氟化钙相似，Li＋位于????????晶胞的体心处(共8个)，S2-位于晶胞的8个顶角和6个面心，则图丙中“ ”代表S2-，A正确；Li＋位于晶胞体内，与Li＋最近且等距的S2-有4个，B错误；S2-位于晶胞的8个顶角和6个面心，所以与S2-紧邻的S2-有12个，C正确；根据均摊法可知Li＋的个数为8，所以1个晶胞中含有4个Li2S，晶胞的质量为????×????×????+???????????????? g，所以晶胞的密度为????????????????????????????×1030 g·cm-3，D正确。]
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
√
√
『培优提能』
6．硒化锌主要用于制造透红外线材料及红外线光学仪器，其晶胞结构如图1所示，已知晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值，图2为晶胞的俯视图，a点离子的分数坐标为(0，0，0)。下列说法不正确的是(　　)
A．晶体中距离Se2-最近且等距的Se2-有12个
B．b点离子的分数坐标为(????????，????????，????????)
C．硒化锌晶体密度为????.????????×???????????????????????????????? g·cm-3
D．晶胞中b点离子和d点离子的距离为????????a nm
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
D　[以a为中心，晶体中距离Se2-最近且等距的Se2-有3×8×????????＝12个，A正确；结合晶胞结构可知，b点离子的分数坐标为????????，????????，????????，B正确；一个晶胞中有4个锌离子，8×????????＋6×????????＝4个Se2-，质量为????×????????+???????????????? g＝???????????????????? g，体积为????×??????????????????????????????，密度为????.????????×???????????????????????????????? g·cm-3，C正确；晶胞中b点离子和d点离子的距离为面对角线的一半，为????????a nm，D错误。]
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
√
7．氧化锂常用于锂电池的固体电解质以及锂电池的正极材料。氧化锂晶胞如图所示，已知晶胞参数为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。锂离子可以看成是填充入氧离子构成的“空穴”中。下列叙述不正确的是(　　)
A．Li＋填充的“空穴”为四边形
B．这种“空穴”填充率为100%
C．2个O2-最近距离为????????a pm
D．该晶体密度ρ＝????.????×???????????????????????????????? g·cm-3
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A　[观察氧化锂晶胞结构，Li＋填充在由4个O2-构成的四面体“空穴”中，并非四边形，A错误；每个四面体“空穴”均填充1个锂离子，填充率为100%，B正确；氧离子采用面心立方最密堆积，晶胞参数为a pm，2个O2-最近距离为面对角线的一半，为????????a pm，C正确；氧离子位于立方体顶点和面心，8个锂离子位于体内，1个晶胞含4个“Li2O”，Li2O晶体密度ρ＝????×????×????+????????????????×????×????????????????????? g·cm-3＝????.????×???????????????????????????????? g·cm-3，D正确。]
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
8．(19分)回答下列问题：
(1)(2026·济宁一模)某种由NH3作为配体形成的新型储氢材料的晶胞结构如图，其中NH3为正八面体的顶点，H为正四面体的顶点，若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，称作原子分数坐标，
则Q的原子分数坐标为______________；若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为____________ g·cm-3。(7分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
????????，????????，????????
?
????.????????×????????????????????????????????
?
(2)(2025·苏州期末)Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为a、b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl居于立方体中心，立方体棱长为d)。图中氢原子皆已隐去。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●Li)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为________；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为________。(6分)
②两种晶型的密度近似相等，则c＝________(以含a、b和d的代数式表达)。(6分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
????????
?
8
????????????????????
?
[解析]　(1)若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，称作原子分数坐标，根据晶胞结构可知Q的原子分数坐标为????????，????????，????????；由晶胞结构可知，白球的个数为8，黑球的个数为8×????????＋6×????????＝4，则白球表示?????????????，黑球表示????????????????????????????+，若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为????×????????+????+????×????????+????????×????????????????×????????????????? g·cm-3＝????.????????×???????????????????????????????? g·cm-3。
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(2)①由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的氯离子个数为1，位于顶点的氧离子个数为8×????????＝1，位于棱上的锂离子个数为12×????????＝3，由化合价代数和为0可知，晶胞中锂离子的个数为2，则锂离子的总缺位率为?????????????＝????????；晶胞中位于体心的氯离子与位于12条棱上的锂离子距离最近，但锂离子的缺位率为????????，则氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为12×????????＝8。
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
②设Li2(OH)Cl的相对分子质量为M，由晶胞结构可知，长方体形晶胞的密度为????????????????????????????，立方体形晶胞的密度为????????????????????，由两种晶型的密度近似相等可知，c＝????????????????????。
?
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
谢 谢 ！

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