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第32讲　物质的聚集状态　常见晶体类型及性质〔基础课〕
复习目标
1.了解晶体和非晶体的区别。
2．了解常见晶体的类型，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．了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。
考点一　物质的聚集状态　晶体与非晶体
必备知识 · 助学教材
1.物质的聚集状态
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
晶体 非晶体
结构特征 原子呈周期性有序排列 原子排列相对无序
性质 特征 熔点 固定 不固定
自范性 ____ ____
异同表现 ________ ________
测定 方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
最可靠方法 对固体进行____________实验
(2)非晶态和晶态SiO2粉末衍射图谱的对比
晶体：____分立的斑点或明锐的衍射峰。
非晶体：____分立的斑点或明锐的衍射峰。
(3)获得晶体的途径：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。
关键能力 · 拓展教材
1.下列说法正确的是________。
①液晶内部分子沿长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
②液晶就是液体和晶体的混合物，是一种液态晶体
③等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成
④液晶材料用于电视的显示器——液晶属于液态
2．下列物质①橡胶，②玻璃，③食盐，④水晶，⑤塑料，⑥胆矾，属于晶体的是________(填序号)。
3．(1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？
a：________。b：________。
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是________(填标号)。
A．玻璃是非晶体
B．固体粉末都是非晶体
C．晶体内部质点具有有序性，晶体有固定的熔、沸点和各向异性
D．区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X射线衍射实验
考点二　常见晶体类型
必备知识 · 助学教材
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
构成 粒子 ________ ________ 含阳离子的晶体不一定是离子晶体 　 金属阳离子、 自由电子 阴、阳离子
粒子间 作用力 ________ ________ ________ ________
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 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 不导电，溶于水后有的导电 一般不导电，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
[微思考]　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)分子晶体不导电，溶于水后也都不导电(　　)
(2)沸点：HF(3)离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电(　　)
(4)共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　)
(5)金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子(　　)
(6)金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(　　)
关键能力 · 拓展教材
1.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。
(1)其中只含有离子键的离子晶体是________________。
(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是____________________。
(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是________________。
(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是________________。
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是________________________________________。
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是________________。
2．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：______________。
3．(1)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，Sn为第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________。
(2)苯胺（）的晶体类型是__________________。
考点三　典型晶体的结构模型
必备知识 · 助学教材
1.典型的分子晶体——干冰和冰
(1)干冰晶体：8个顶角及6个面心各有1个CO2分子；每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有________个。
(2)冰晶体：每个水分子与紧邻的________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。
2.典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅
(1)结构模型与晶胞
结构模型 晶胞
金刚石
二氧化硅
(2)结构特点
金刚石 a.碳原子均为______杂化，键角为109°28′ b.每个碳原子与紧邻的4个碳原子以共价键结合成__________结构 c.最小碳环由______个碳原子组成，每个碳原子被______个六元环共用 d.晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有______个C原子，内部的C原子在晶胞的体对角线的______处，每个金刚石晶胞中含有______个C原子
二氧化硅 a.Si原子采用sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b.每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被______个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为______ c.最小环上有______个原子，包括______个O原子和______个Si原子 d.1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为________ e.SiO2晶胞中有______个Si原子位于立方晶胞的顶点，有______个Si原子位于立方晶胞的面心，还有______个Si原子与______个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有______个Si原子和______个O原子
3.典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引______个Cl－，每个Cl－同时吸引______个Na＋，配位数为______。每个晶胞含______个Na＋和______个Cl－。
(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引______个Cs＋，每个Cs＋吸引______个Cl－，配位数为______。
(3)CaF2型：在晶体中，每个Ca2+吸引______个F－，每个F－吸引______个Ca2+，每个晶胞含______个Ca2+和______个F－。
4．过渡晶体与混合型晶体
(1)过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。
(2)混合型晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是______，C原子采取的杂化方式是______。
[微思考]　某离子晶体的晶胞结构如图中a所示。 表示X位于立方体顶角， 表示Y位于立方体中心。试分析：
(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX为________。
关键能力 · 拓展教材
1.金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是(　　)
A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子
B．在金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环
C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D．金刚石中碳原子数与C—C数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C数之比为1∶3
2．碳化硅(SiC)晶体具有多种结构，其中一种晶体的晶胞(如图所示)与金刚石的类似。下列判断正确的是(　　)
A.该晶体属于分子晶体
B．该晶体中存在极性键和非极性键
C．该晶体中Si的化合价为－4
D．该晶体中C的杂化类型为sp3
3．有关晶体或晶胞的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．在NaCl晶胞中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体
B．在CaF2晶胞中，每个晶胞平均含有4个Ca2+
C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
D．该气态团簇分子的分子式为EF
素养落实·活用教材
考教互应　命题溯源悟真谛——考教衔接突出创新性应用性
命题溯源
[示例]　(2024·安徽卷，14)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＝，则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
[教材溯源]　选择性必修2第三章“晶体结构与性质”。教材提供晶胞模型图示，本题需应用相同计算逻辑。
[价值引领]　晶体结构决定了其独特的物理和化学性质。本题以晶体因空位导致导电为载体，考查考生对晶体结构与性质关系的理解，引导考生认识化学在材料科学中的应用，契合《普通高中化学课程标准》学业质量水平4“能依据有关物质组成、结构测定的数据或图表等信息，推测物质的组成和结构”的要求。
试题分析：(1)易受定势思维的影响，误认为导电时，元素化合价一定会发生变化；(2)与常规图示不同，本题中La或Li或空位均用一个符号表示，并且就在该点设计选项，解题时易受定势思维的影响；(3)D项中研究对象不是Li＋的移动方向，而是空位移动方向。
[关键能力]　主要考查考生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。由题可知导电时Li＋发生迁移，没有发生化学变化，Ti和La的化合价不变，A项正确。由晶胞图可知，LixLayTiO3中Li＋、La3+和空位均位于晶胞体心，则x＋y＝1－空位数目。根据化合物中正负化合价代数和为0可得x＋3y＝2，若x＝，则y＝，空位数目为1－，Li＋与空位的数目不相等，B项错误。与体心最邻近的O原子位于12条棱的棱心，共12个，C项正确。内电路中电流从负极流向正极，阳离子(Li＋)也移向正极，空位移动方向与Li＋移动方向相反，故空位移动方向与电流方向相反，D项正确。
[考教衔接]　本题与数学中的几何知识关联度较高，要加强应用数学知识解决晶胞问题的训练。此类试题主要涉及化学式、粒子位置、配位数等晶胞知识。
真题体验
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)金属有良好的延展性，是因为离子键(2025·甘肃卷，7C)(　　)
(2)刚玉(Al2O3)的硬度大、熔点高，是因为它是共价晶体(2025·甘肃卷，7D)(　　)
(3)氯化钠熔点高于氯化铯，是因为氯化钠离子键强于氯化铯(2025·陕晋宁青卷，6A)(　　)
(4)离子液体导电性良好，是因为离子液体中有可移动的阴、阳离子(2025·陕晋宁青卷，6D)(　　)
(5)天然水晶呈现多面体外形，是因为原子在三维空间里呈周期性有序排列(2025·河北卷，8C)(　　)
(6)氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体，是因为离子晶体中离子所带电荷数越少，离子半径越大，离子晶体熔点越低(2025·河北卷，8D)(　　)
(7)硬度：金刚石>晶体硅，是因为原子半径：Si>C(2025·山东卷，8C)(　　)
(8)熔点：MgO>NaF，是因为离子电荷：Mg2+>Na＋、O2->F－(2025·山东卷，8D)(　　)
(9)熔点：Fe>Na，是因为Fe比Na的金属性弱(2025·湖南卷，5C)(　　)
(10)CsCl晶体中Cs＋与8个Cl－配位，而NaCl晶体中Na＋与6个Cl－配位，是因为Cs＋比Na＋的半径大(2024·河北卷，8C)(　　)
2．(2025·重庆卷，8)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．X中存在π键
B．X属于混合型晶体
C．X的化学式可表示为C3N4
D．X中C原子上有1个孤电子对
3．(2024·甘肃卷，12)β-MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是(　　)
A．电负性：Mg＜Cl
B．单质Mg是金属晶体
C．晶体中存在范德华力
D．Mg2+的配位数为3
4．(2025·浙江1月卷，13)化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．晶体类型为混合晶体
B．NH3与二价铁形成配位键
C．该化合物与水反应有难溶物生成
D．该化合物热稳定性比FeCl2高
提示：完成课时作业(三十二)
第32讲　物质的聚集状态　常见晶体类型及性质 〔基础课〕
考点一　物质的聚集状态　晶体与非晶体
必备知识·助学教材
2．(1)有　无　各向异性　各向同性　X射线衍射　(2)有　无
关键能力·拓展教材
1．答案：①
2．答案：③④⑥
3．解析：(1)从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。
答案：(1)非晶硅　晶体硅　(2)ACD
考点二　常见晶体类型
必备知识·助学教材
分子　原子　分子间作用力　共价键　金属键　离子键
[微思考]　提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
关键能力·拓展教材
1．答案：(1)NaCl、Na2S　(2)NaOH、(NH4)2S　(3)(NH4)2S　(4)Na2S2　(5)H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩　(6)SiO2、SiC
2．答案：(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
3．答案：(1)分子晶体　(2)分子晶体
考点三　典型晶体的结构模型
必备知识·助学教材
1．(1)12　(2)4　2
2．(2)sp3　正四面体　6　12　4　　8　2　1∶2　12　6　6　4NA　8　6　4　16　8　16
3．(1)6　6　6　4　4　(2)8　8　8　(3)8　4　4　8
4．(2)范德华力　2　sp2
[微思考]　提示：(1)4　8　XY2(或Y2X)　(2)12　(3)109°28′
关键能力·拓展教材
1．解析：金刚石中每个C原子连接12个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环，B项错误；金刚石中碳原子采取sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，C项错误；金刚石中每个碳原子与周围其他4个碳原子形成共价键，而每个共价键为2个碳原子所共有，则每个碳原子平均形成的共价键数为4×＝2，故碳原子数与C—C数之比为1∶2；石墨晶体中每个碳原子与周围其他3个碳原子形成共价键，同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为3×＝1.5，故碳原子数与C—C数之比为2∶3，D项错误。
答案：A
2．解析：该晶体属于共价晶体，A错误；由该晶体的晶胞结构图可知，该晶体只存在Si—C极性共价键，B错误；Si—C中，C的电负性更强，共用电子对偏向C原子，所以Si的化合价为＋4，C错误；每个C原子与4个Si原子形成4个σ键，C原子没有孤电子对，所以C的杂化类型为sp3，D正确。
答案：D
3．解析：气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4(或F4E4)，故D错误。
答案：D
素养落实·活用教材
命题溯源
[示例]　答案：B
真题体验
1．答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√　(8)√　(9)×　(10)√
2．解析：由图可知，晶胞中C原子的个数是6×＝3，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为C3N4。C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；晶胞化学式为C3N4，C正确；位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤电子对，D错误。
答案：C
3．解析：电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于Cl，A正确；单质Mg是金属晶体，B正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；由图乙中结构可知，每个Mg2+与周围6个Cl－最近且距离相等，因此，Mg2+的配位数为6，D错误。
答案：D
4．解析：该晶体中存在Fe2+、Cl－之间的离子键，Fe2+、NH3中N原子之间的配位键(共价键)，还存在分子间作用力，故为混合晶体，A项、B项正确；该物质溶于水可得到NH3·H2O、Fe2+，二者反应生成Fe(OH)2难溶物，C项正确；NH3与Fe2+形成，该配离子半径大，离子键强度Fe(NH3)2Cl2＜FeCl2，故该化合物的稳定性比FeCl2低，D项错误。
答案：D(共85张PPT)
第32讲　物质的聚集状态　
常见晶体类型及性质〔基础课〕
复习目标
1.了解晶体和非晶体的区别。
2．了解常见晶体的类型，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．了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。
必备知识 · 助学教材
1.物质的聚集状态
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
晶体 非晶体
结构特征 原子呈周期性有序排列 原子排列相对无序
性质特征 熔点 固定 不固定
自范性 ____ ____
异同表现 ________ ________
测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
最可靠方法 对固体进行____________实验
X射线衍射
有
无
各向异性
各向同性
(2)非晶态和晶态SiO2粉末衍射图谱的对比
晶体：____分立的斑点或明锐的衍射峰。
非晶体：____分立的斑点或明锐的衍射峰。
无
有
(3)获得晶体的途径：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。
关键能力 · 拓展教材
1.下列说法正确的是_____。
①液晶内部分子沿长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
②液晶就是液体和晶体的混合物，是一种液态晶体
③等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成
④液晶材料用于电视的显示器——液晶属于液态
2．下列物质①橡胶，②玻璃，③食盐，④水晶，⑤塑料，⑥胆矾，属于晶体的是________(填序号)。
①
③④⑥
3．(1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？
a：________。b：________。
晶体硅
非晶硅
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是________(填标号)。
A．玻璃是非晶体
B．固体粉末都是非晶体
C．晶体内部质点具有有序性，晶体有固定的熔、沸点和各向异性
D．区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X射线衍射实验
ACD
解析：(1)从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
构成
粒子 ________ ________ 含阳离子的晶体不一定是离子晶体
　
金属阳离子、
自由电子 阴、阳离子
粒子间
作用力 ________ ________ ________ ________
　　　　　
分子
原子
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 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 不导电，溶于水后有的导电 一般不导电，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
[微思考]　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)分子晶体不导电，溶于水后也都不导电(　　)
(2)沸点：HF(3)离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电(　　)
(4)共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　)
(5)金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子(　　)
(6)金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(　　)
×
×
×
×
×
×
关键能力 · 拓展教材
1.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。
(1)其中只含有离子键的离子晶体是_____________。
(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是___________。
(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是
__________。
NaCl、Na2S
NaOH、(NH4)2S
(NH4)2S
(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_________。
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是__________________________。
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是_____________。
Na2S2
H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩
SiO2、SiC
2．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：______________。
共价晶体
分子晶体
分子晶体
离子晶体
分子晶体
共价晶体
分子晶体
3．(1)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，Sn为第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________。
(2)苯胺（ ）的晶体类型是___________。
分子晶体
分子晶体
1.典型的分子晶体——干冰和冰
(1)干冰晶体：8个顶角及6个面心各有1个CO2分子；每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有_____个。
(2)冰晶体：每个水分子与紧邻的___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。
12
4
2
2.典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅
(1)结构模型与晶胞
结构模型 晶胞
金刚石
二氧化硅
(2)结构特点
金刚石 a.碳原子均为______杂化，键角为109°28′
b.每个碳原子与紧邻的4个碳原子以共价键结合成__________结构
c.最小碳环由______个碳原子组成，每个碳原子被______个六元环共用
d.晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有______个C原子，内部的C原子在晶胞的体对角线的______处，每个金刚石晶胞中含有______个C原子
sp3
正四面体
6
12
4

8
二氧化硅 a.Si原子采用sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′
b.每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被______个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为______
c.最小环上有______个原子，包括______个O原子和______个Si原子
d.1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为________
e.SiO2晶胞中有______个Si原子位于立方晶胞的顶点，有______个Si原子位于立方晶胞的面心，还有______个Si原子与______个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有______个Si原子和______个O原子
2
1∶2
12
6
6
4NA
8
6
4
16
8
16
3.典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引______个Cl－，每个Cl－同时吸引______个Na＋，配位数为______。每个晶胞含______个Na＋和______个Cl－。
(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引______个Cs＋，每个Cs＋吸引______个Cl－，配位数为______。
(3)CaF2型：在晶体中，每个Ca2+吸引______个F－，每个F－吸引______个Ca2+，每个晶胞含______个Ca2+和______个F－。
6
6
6
4
4
8
8
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4
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4．过渡晶体与混合型晶体
(1)过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。
(2)混合型晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是______。
　　
范德华力
2
sp2
[微思考]　某离子晶体的晶胞结构如图中a所示。 表示X位于立方体顶角， 表示Y位于立方体中心。试分析：
(1)晶体中每一个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着____个Y，该晶体的化学式是____________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX为________。
4
8
XY2(或Y2X)
12
109°28′
关键能力 · 拓展教材
1.金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是(　　)
A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子
B．在金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环
C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D．金刚石中碳原子数与C—C数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C数之比为1∶3
答案：A
2．碳化硅(SiC)晶体具有多种结构，其中一种晶体的晶胞(如图所示)与金刚石的类似。下列判断正确的是(　　)
A.该晶体属于分子晶体
B．该晶体中存在极性键和非极性键
C．该晶体中Si的化合价为－4
D．该晶体中C的杂化类型为sp3
答案：D
解析：该晶体属于共价晶体，A错误；由该晶体的晶胞结构图可知，该晶体只存在Si—C极性共价键，B错误；Si—C中，C的电负性更强，共用电子对偏向C原子，所以Si的化合价为＋4，C错误；每个C原子与4个Si原子形成4个σ键，C原子没有孤电子对，所以C的杂化类型为sp3，D正确。
3．有关晶体或晶胞的结构如图所示。
下列说法不正确的是(　　)
A．在NaCl晶胞中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体
B．在CaF2晶胞中，每个晶胞平均含有4个Ca2+
C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
D．该气态团簇分子的分子式为EF
答案：D
解析：气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4(或F4E4)，故D错误。
命题溯源
[示例]　(2024·安徽卷，14)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＋迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为＋4价，La为＋3价。

答案：B
[教材溯源]　选择性必修2第三章“晶体结构与性质”。教材提供晶胞模型图示，本题需应用相同计算逻辑。
[价值引领]　晶体结构决定了其独特的物理和化学性质。本题以晶体因空位导致导电为载体，考查考生对晶体结构与性质关系的理解，引导考生认识化学在材料科学中的应用，契合《普通高中化学课程标准》学业质量水平4“能依据有关物质组成、结构测定的数据或图表等信息，推测物质的组成和结构”的要求。
试题分析：(1)易受定势思维的影响，误认为导电时，元素化合价一定会发生变化；(2)与常规图示不同，本题中La或Li或空位均用一个符号表示，并且就在该点设计选项，解题时易受定势思维的影响；(3)D项中研究对象不是Li＋的移动方向，而是空位移动方向。
[考教衔接]　本题与数学中的几何知识关联度较高，要加强应用数学知识解决晶胞问题的训练。此类试题主要涉及化学式、粒子位置、配位数等晶胞知识。
真题体验
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)金属有良好的延展性，是因为离子键(2025·甘肃卷，7C)(　　)
(2)刚玉(Al2O3)的硬度大、熔点高，是因为它是共价晶体(2025·甘肃卷，7D)(　　)
(3)氯化钠熔点高于氯化铯，是因为氯化钠离子键强于氯化铯(2025·陕晋宁青卷，6A)(　　)
(4)离子液体导电性良好，是因为离子液体中有可移动的阴、阳离子(2025·陕晋宁青卷，6D)(　　)
×
√
√
√
(5)天然水晶呈现多面体外形，是因为原子在三维空间里呈周期性有序排列(2025·河北卷，8C)(　　)
(6)氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体，是因为离子晶体中离子所带电荷数越少，离子半径越大，离子晶体熔点越低(2025·河北卷，8D)(　　)
(7)硬度：金刚石>晶体硅，是因为原子半径：Si>C(2025·山东卷，8C)(　　)
√
×
√
(8)熔点：MgO>NaF，是因为离子电荷：Mg2+>Na＋、O2->F－(2025·山东卷，8D)(　　)
(9)熔点：Fe>Na，是因为Fe比Na的金属性弱(2025·湖南卷，5C)(　　)
(10)CsCl晶体中Cs＋与8个Cl－配位，而NaCl晶体中Na＋与6个Cl－配位，是因为Cs＋比Na＋的半径大(2024·河北卷，8C)(　　)
√
×
√
2．(2025·重庆卷，8)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．X中存在π键
B．X属于混合型晶体
C．X的化学式可表示为C3N4
D．X中C原子上有1个孤电子对
答案：C
3．(2024·甘肃卷，12)β-MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是(　　)
A．电负性：Mg＜Cl
B．单质Mg是金属晶体
C．晶体中存在范德华力
D．Mg2+的配位数为3
答案：D
解析：电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于Cl，A正确；单质Mg是金属晶体，B正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；由图乙中结构可知，每个Mg2+与周围6个Cl－最近且距离相等，因此，Mg2+的配位数为6，D错误。
4．(2025·浙江1月卷，13)化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．晶体类型为混合晶体
B．NH3与二价铁形成配位键
C．该化合物与水反应有难溶物生成
D．该化合物热稳定性比FeCl2高
答案：D
1．(2026·辽宁阜新实验中学检测)下列有关晶体的说法错误的是(　　)
A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元
B．有光泽的晶体一定是金属晶体
C．可通过X射线衍射区分晶体、准晶体和非晶体
D．相同化学成分的固体可能是晶体，也可能是非晶体
答案：B
解析：晶胞是晶体中最小的结构重复单元，故A正确；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体硅，故B错误；准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体，故C正确；同种物质可能以晶体和非晶体两种不同形式出现，例如天然水晶是晶体，而熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)就是非晶体，故D正确。
2．(2026·包头北重三中检测)下列关于准晶的说法正确的是(　　)
A．准晶和晶体可以通过X射线衍射实验加以区分
B．准晶具有良好的导电、导热性
C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶
D．已知的准晶中都含有共价键
答案：A
解析：晶体和准晶结构不同，可以通过X射线衍射实验加以区分，A项正确；准晶具有各向异性，一般不具有良好的导电、导热性，B项错误；自然界中存在天然条件下形成的准晶，如Al65Cu23Fe12，其中没有共价键，C、D项错误。
3．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。玻璃态的水是由液态水急速冷却到165 K时形成的，无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，下列有关玻璃态水的叙述正确的是(　　)
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰
答案：C
解析：由题可知，玻璃态水的密度与普通液态水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。
4．(2026·四川乐山一中检测)下列有关晶体结构的叙述中错误的是(　　)
A．金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子
B．分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键
C．在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电
D．在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个
答案：D
解析：金刚石结构中，最小的环上有6个碳原子，A项正确；分子晶体熔化时只是状态发生变化，没有化学键的断裂，只破坏分子间作用力，共价晶体的构成粒子是原子，熔化时共价键被破坏，B项正确；金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，在通电条件下，自由电子的定向移动使得金属晶体能导电，C项正确；在氯化铯晶体结构中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有6个，D项错误。
5．下列物质的熔沸点比较中，不正确的是(　　)
A．沸点：N2＜CO
B．沸点：CH4＜H2S＜H2O
C．熔点：Al＜Mg＜Na
D．熔点：晶体硅＜碳化硅＜金刚石
答案：C
解析：相对分子质量相近的分子，极性越强，范德华力越强，熔沸点越高，CO是极性分子，N2是非极性分子，因此沸点N2＜CO，故A正确；水存在分子间氢键，熔沸点高，H2S相对分子质量比CH4相对分子质量大，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，因此沸点CH4＜H2S＜H2O，故B正确；原子半径Al＜Mg＜Na，半径越大，金属键越弱，金属熔沸点越低，因此熔点Na＜Mg＜Al，故C错误；原子半径C＜Si，键长C—C＜Si—C＜Si—Si，键长越短，键能越大，熔沸点越高，因此熔点晶体硅＜碳化硅＜金刚石，故D正确。
6．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是(　　)
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
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
答案：D
解析：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气化，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。
7．(8分)(1)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、N—Ga。则GaN的熔点________(填“高于”或“低于”)AlN。
(2)晶体硅和碳化硅熔点较高的是______(填化学式)；硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表：
物质 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
低于
SiC
0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是___________
(填化学式)，沸点依次升高的原因是
(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
__________________________________。
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
CsCl
CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
解析：(1)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的。(2)共价晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，碳元素非金属性强于硅元素，碳硅键的键长小于硅硅键的键长、键能大于硅硅键的键能，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅；
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。(3)CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl的高。
8．(2026·四川南充一中检测)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。
关于这两种晶体的说法，不正确的是(　　)
A．六方相氮化硼含有BN小分子
B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
C．立方氮化硼中熔点高、硬度大
D．六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是没有可以自由移动的电子
答案：A
解析：六方相氮化硼中存在共价键和分子间作用力，空间结构与石墨类似，属于混合晶体，不含BN小分子，故A错误；六方相氮化硼层与层之间存在分子间作用力，分子间作用力比较小，所以其质地较软，故B正确；立方相氮化硼空间结构为网状结构，与金刚石类似，属于共价晶体，所以其熔点高、硬度大，故C正确；晶体中存在可以自由移动的电子能导电，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子，所以不导电，故D正确。
答案：C
答案：C
11．下列关于晶体的说法一定正确的是(　　)
A．分子晶体中都存在共价键
B．如图为CaTiO3晶体中晶胞的结构模型，其中每个Ti4+和12个O2-紧邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
答案：B
解析：稀有气体都是单原子分子，不含共价键，A项错误；根据题图分析可知，每个Ti4+和12个O2-紧邻，B项正确；在SiO2晶体中Si、O以单键相结合，每个硅原子与4个氧原子结合，C项错误；金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点低，D项错误。
12．石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构(可以看作是晶体硅中的每个Si—Si中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是m∶n，
答案：C
13.(13分)石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。
(1)以Ni—Cr—Fe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Fe原子未成对电子数为____。设石墨晶体中碳碳键的键长为a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为b m，则a____(填“>”“<”或“＝”)b，原因是
__________________________________________________________。
4
<
石墨晶体中的碳碳键除σ键外还有大π键，金刚石晶体中碳碳键只有σ键
(2)比较表中碳卤化物的熔点，分析其熔点变化的原因是
碳卤化物 CCl4 CBr4(α型) CI4
熔点/℃ －22.92 48.4 168(分解)
分子组成和结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故CCl4、CBr4(α型)、CI4熔点依次升高
(3)金刚石的晶胞如图甲所示。已知ZnS晶胞与金刚石晶胞排列方式相同，若图甲中a与ZnS晶胞中Zn2+位置相同，则S2-在ZnS晶胞中的位置为_________。
顶角、面心
(4)石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。
①在图丙所示的氧化石墨烯中，采取sp3杂化形式的原子有________(填元素符号)。
②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间键能的变化是________(填“变大”“变小”或“不变”)。
C、O
变小
解析：(1)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4；在金刚石晶体中，C原子采用sp3杂化，碳原子之间只存在σ键，而石墨晶体中的C原子采用sp2杂化，碳原子之间除了σ键外还有大π键，使得石墨晶体中碳碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长小。(2)碳卤化物都是分子晶体，分子间通过范德华力相结合，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其分子间范德华力越强，熔点越高，由于相对分子质量CCl4

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