选修3 第三章 晶体结构与性质 知识点与典型题例
考点1 晶体的基本类型和性质的比较
题组训练
1. 有下列八种晶体：
A ．水晶 B ．冰醋酸 C ．氧化镁 D ．白磷 E ．晶体氩 F ．氯化铵 G ．铝 H ．金刚石 用选项字母回答下列问题：
(1)属于原子晶体的化合物是________。直接由原子构成的晶体是________，直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)由极性分子构成的晶体是________，含有共价键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，需克服共价键的是________。
解析 首先正确的判断晶体类型，其次注意题目的附加要求，如属于原子晶体的化合物，另外稀有气
体为单原子分子，金属晶体导电时仅有自由电子在外加电场作用下发生定向移动，属物理变化。
答案 (1)A AEH E (2)B F DE (3)G BD AH
(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
解析 A 组熔点高，而且已知金刚石、硅为原子晶体；B 组为金属晶体，所以应该具备金属晶体的性质；C 组中HF 分子间存在氢键；D 组为离子晶体，具备离子晶体的性质。
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 (4)②④
3．有A 、B 、C 三种晶体，分别由H 、C 、Na 、Cl 四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行(2)晶体的类型分别是A________________、B________________、C________________。 (3)晶体中微粒间作用力分别是A__________________、B____________、C____________。
解析 根据A 、B 、C 所述晶体的性质可知，A 为离子晶体，只能为NaCl ，微粒间的作用力为离子键；B 应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C 应为分子晶体，且易溶，只能为HCl ，微粒间的作用力为范德华力。
答案 (1)NaCl C HCl
(2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力 归纳总结
晶体类型的判断
1．依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断
离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的晶格质点是金属阳离子和自由电子，质点间的作用是金属键。
2．依据物质的分类判断
金属氧化物(如K 2O 、Na 2O 2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SiO 2外) 、酸、绝大多数有机物(除有机盐外) 是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(常温除汞外) 与合金是金属晶体。
3．依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度。原子晶体熔点高，常在1 000度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度，金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
4．依据导电性判断
离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体，石墨能导电。分子晶体为非导体，而分 子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物) 溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。
5．依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或硬而脆。原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也
1. 金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。
2．由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的，键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如：金刚石>石英>碳化硅>硅。
3．离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
4．分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点：O 2>N2，HI>HBr>HCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2，在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；芳香烃及其衍生物的同分异构体，其熔、沸点高低顺序是“邻位>间位>对位”化合物。
特别提醒 (1)若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔沸点较高。例如：熔、沸点：HF>HI>HBr>HCl。
(2)金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：Na(3)元素周期表中第ⅦA 族卤素的单质(分子晶体) 的熔、沸点随原子序数递增而升高；第ⅠA 族碱金属元素的单质(金属晶体) 的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点： Li>Na>K>Rb>Cs。
(4)根据物质在相同条件下的状态不同，熔、沸点：固体>液体>气体。例如：S>Hg>O2。 题组训练
4. 下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是( ) A ．Cl 2>I2
B ．SiCl 4PH3
D ．C(CH3) 4>CH3CH 2CH 2CH 2CH 3
解析 A 、B 项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C 项属于分子结构相似的情况，但存在氢键的熔沸点高；D 项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链少的熔、沸点高。
答案 C
5
A ．①>②>③ B ．③>①>② C ．③>②>① D ．②>①>③
解析 NaF 、NaI 、MgO 均为离子晶体，它们熔点高低由离子键强弱决定，而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关，MgO 中键长最短，离子电荷数最高，故离子键最强，熔点最高。
答案 B
6．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
①O 2、I 2、Hg ②CO 、KCl 、SiO 2 ③Na 、K 、Rb ④Na 、Mg 、Al A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④
解析 ①中Hg 在常温下为液态，而I 2为固态，故①错；②中SiO 2为原子晶体，其熔点最高，CO 是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na 、K 、Rb 价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na 、Mg 、Al 价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。
答案 D
的增大，熔点依次降低。
(2)硅的卤化物的熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与__________有关，随着__________增大，__________增大，故熔点依次升高。
(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与__________有关，因为___________________________________ ___________，故前者的熔点远高于后者。
解析 分析表中的物质和数据：NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 均为离子晶体，它们的阳离子相同，阴离子随着离子半径的增大，离子键依次减弱，熔点依次降低。NaCl 、KCl 、RbCl 、CsCl 四种碱金属的氯化物均为离子晶体，它们的阴离子相同，阳离子随着离子半径的增大，离子键逐渐减弱，熔点依次降低。SiF 4、SiCl 4、SiBr 4、SiI 4四种硅的卤化物均为分子晶体，它们的结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力逐渐增强，熔点依次升高。SiCl 4、GeCl 4、SnCl 4、PbCl 4四种碳族元素的氯化物均为分子晶体。它们的组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力逐渐增强，熔点依次升高。
答案 (1)半径 半径
(2)相对分子质量 相对分子质量 分子间作用力
(3)晶体类型 钠的卤化物为离子晶体，而硅的卤化物为分子晶体
1. 原子晶体(
金刚石键角为109°28′，每个最小的环上有6个碳原子。SiO 2(正四面体) 键角(O—Si 键) 为109°28′，每个最小的环上有12个原子，其中，有6个Si 和6个O 。
2．分子晶体(干冰)
每个CO 2分子周围等距紧邻的CO 2分子有12个。 3．离子晶体 (1)NaCl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4个Na
－
和4个Cl 。
(2)CsCl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。
(3)晶格能。
①定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，单位kJ/mol，通常取正值。 ②影响因素：
a ．离子所带电荷：离子所带电荷越多，晶格能越大。 b ．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。 4．金属晶体
(1)金属键——电子气理论。
金属阳离子与自由电子间的强相互作用。
题组训练
8．下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序) 。与冰的晶体类型相同的是________(填选项字母) 。
解析 冰属于分子晶体，干冰、碘也属于分子晶体；B 为干冰晶胞，C 为碘晶胞。 答案 BC
9．(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A 属于________层，配位数是________；B 属于________层，配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是________，平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式。钋位于元素周期表的第______周期第______族，元素符号是________________，最外电子层的电子排布式是____________。
答案 (1)非密置 4 密置 6 (2)6 1
(3)六 ⅥA Po 6s 26p 4 10．根据图回答问题：
(1)A图是某离子化合物的晶胞(组成晶体的一个最小单位) ，阳离子位于中间，阴离子位于8个顶点，该化合物中阳、阴离子的个数比是__________。
＋－
(2)B图表示构成NaCl 晶体的一个晶胞，通过想象与推理，可确定一个NaCl 晶胞中含Na 和Cl 的个数分别为__________、__________。
(3)钇钡铜复合氧化物超导体有着与钙钛矿相关的晶体结构，若Ca 、Ti 、O 形成如C 图所示的晶体，其化学式为__________。
(4)石墨晶体结构如D 图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为__________，C —C 键数为__________。
(5)晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，如E 图。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个原子。试观察E 图，推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、B —B 键的个数依次为__________、__________、__________。
阳离子11
解析 (1)阳离子数＝1，阴离子数＝81。
8阴离子1
111＋－
(2)Na＝8×6＝4，Cl ＝12×1＝4。
824
11
(3)Ca原子数＝81，Ti 原子数＝1，O 原子数＝12×＝3，所以化学式为CaTiO 3。
84
11
(4)C原子数＝6×2，C —C 键数＝63。
32
11
(5)B原子数＝20×3×12，等边三角形的键角为60°，B —B 键数＝20×3×＝30。
52答案 (1)11
(2)4 4 (3)CaTiO3 (4)2 3 (5)12 60° 30
1. 用均摊法解析晶体的计算
1
均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n 个图形(晶胞) 所共有，则该粒子有n
一个图形(晶胞) 。
(1)长方体形(正方体形) 晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
1
①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
81
②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
41
③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
2
④处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。
(2)非长方体形(正方体形) 晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子) 对六边形的贡献为1/3。
2．晶体的密度及微粒间距离的计算 若1个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M 为微粒的相对“分子”
33
质量) ；又1个晶胞的质量为ρ a g(a 为晶胞的体积) ，则1 mol晶胞的质量为ρ a 3N
A g，因此有xM ＝ρ a 3N A 。
题组训练
11.Zn 与S 所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。
(1)在1个晶胞中，Zn 的数目为________。 (2)该化合物的化学式为________。
＋－
解析 一个晶胞中Zn 2的数目＝1(8个顶点) ＋3(6个面心) ＝4，S 2的数目＝4(4个体心) 。 答案 (1)4 (2)ZnS
12．F 、K 和Ni 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
(1)该化合物的化学式为__________________；Ni 的配位数为________。
2＋
(2)列式计算该晶体的密度________g·cm 。
解析 (1)F原子个数＝4(16个棱) ＋2(4个面心) ＋2(2个体心) ＝8；K 原子个数＝2(8个棱) ＋2(2个体心) ＝4；Ni 原子个数＝1(8个顶点) ＋1(1个体心) ＝2；化学式为K 2NiF 4；利用均摊法：选择一个顶点，在这个晶胞中与这个顶点最近的F 原子在三个棱上，这个顶点周围应该有8个晶胞，但一个棱被这个顶点周围的
8×3
4个晶胞共用，所以配位数为6。
4
(2)1 mol K 4Ni 2F 8晶胞的质量为(39×4＋59×2＋19×8) g ，一个晶胞的质量为(39×4＋59×2＋19×8) g一个晶胞质量－
4002×1 308×1030 cm3，密度＝。
N A 一个晶胞体积答案 (1)K2NiF 4 6
39×4＋59×2＋19×8
(2)3.4 6.02×10×400×1 308×1013．某离子晶体的晶胞结构如图所示，X() 位于立方体的顶点，Y(○) 位于立方体的中心。试分析：
－3
(1)晶体中每个Y 同时吸引______个X 。 (2)该晶体的化学式为________。
－－
(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol 1，晶体的密度为ρ g·cm 3，阿伏加德罗常数的值为N A ，则晶体中两个距离最近的X 之间的距离为________cm。
解析 (1)从晶胞结构图中可直接看出，每个Y 同时吸引4个X 。
11
(2)在晶胞中，平均包含X ：4×＝Y ：1，所以在晶体中X 和Y 的个数之比为12，晶
82
体的化学式为XY 2或Y 2X 。
(3)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子) 质量。由题意知，31
该晶胞中含有1/2个XY 2或Y 2X ，设晶胞的边长为a cm，则有ρa N A ＝M ，a ＝ 22ρN A
3
距离最近的X 之间的距离为 2
答案 (1)4
3
cm 。 2ρN A
(2)XY2或Y 2X (3) 2
3M 2ρN A
选修3 第三章 晶体结构与性质 知识点与典型题例
考点1 晶体的基本类型和性质的比较
题组训练
1. 有下列八种晶体：
A ．水晶 B ．冰醋酸 C ．氧化镁 D ．白磷 E ．晶体氩 F ．氯化铵 G ．铝 H ．金刚石 用选项字母回答下列问题：
(1)属于原子晶体的化合物是________。直接由原子构成的晶体是________，直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)由极性分子构成的晶体是________，含有共价键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，需克服共价键的是________。
解析 首先正确的判断晶体类型，其次注意题目的附加要求，如属于原子晶体的化合物，另外稀有气
体为单原子分子，金属晶体导电时仅有自由电子在外加电场作用下发生定向移动，属物理变化。
答案 (1)A AEH E (2)B F DE (3)G BD AH
(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
解析 A 组熔点高，而且已知金刚石、硅为原子晶体；B 组为金属晶体，所以应该具备金属晶体的性质；C 组中HF 分子间存在氢键；D 组为离子晶体，具备离子晶体的性质。
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 (4)②④
3．有A 、B 、C 三种晶体，分别由H 、C 、Na 、Cl 四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行(2)晶体的类型分别是A________________、B________________、C________________。 (3)晶体中微粒间作用力分别是A__________________、B____________、C____________。
解析 根据A 、B 、C 所述晶体的性质可知，A 为离子晶体，只能为NaCl ，微粒间的作用力为离子键；B 应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C 应为分子晶体，且易溶，只能为HCl ，微粒间的作用力为范德华力。
答案 (1)NaCl C HCl
(2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力 归纳总结
晶体类型的判断
1．依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断
离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的晶格质点是金属阳离子和自由电子，质点间的作用是金属键。
2．依据物质的分类判断
金属氧化物(如K 2O 、Na 2O 2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SiO 2外) 、酸、绝大多数有机物(除有机盐外) 是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(常温除汞外) 与合金是金属晶体。
3．依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度。原子晶体熔点高，常在1 000度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度，金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
4．依据导电性判断
离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体，石墨能导电。分子晶体为非导体，而分 子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物) 溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。
5．依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或硬而脆。原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也
1. 金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。
2．由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的，键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如：金刚石>石英>碳化硅>硅。
3．离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
4．分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点：O 2>N2，HI>HBr>HCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2，在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；芳香烃及其衍生物的同分异构体，其熔、沸点高低顺序是“邻位>间位>对位”化合物。
特别提醒 (1)若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔沸点较高。例如：熔、沸点：HF>HI>HBr>HCl。
(2)金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：Na(3)元素周期表中第ⅦA 族卤素的单质(分子晶体) 的熔、沸点随原子序数递增而升高；第ⅠA 族碱金属元素的单质(金属晶体) 的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点： Li>Na>K>Rb>Cs。
(4)根据物质在相同条件下的状态不同，熔、沸点：固体>液体>气体。例如：S>Hg>O2。 题组训练
4. 下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是( ) A ．Cl 2>I2
B ．SiCl 4PH3
D ．C(CH3) 4>CH3CH 2CH 2CH 2CH 3
解析 A 、B 项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C 项属于分子结构相似的情况，但存在氢键的熔沸点高；D 项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链少的熔、沸点高。
答案 C
5
A ．①>②>③ B ．③>①>② C ．③>②>① D ．②>①>③
解析 NaF 、NaI 、MgO 均为离子晶体，它们熔点高低由离子键强弱决定，而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关，MgO 中键长最短，离子电荷数最高，故离子键最强，熔点最高。
答案 B
6．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
①O 2、I 2、Hg ②CO 、KCl 、SiO 2 ③Na 、K 、Rb ④Na 、Mg 、Al A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④
解析 ①中Hg 在常温下为液态，而I 2为固态，故①错；②中SiO 2为原子晶体，其熔点最高，CO 是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na 、K 、Rb 价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na 、Mg 、Al 价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。
答案 D
的增大，熔点依次降低。
(2)硅的卤化物的熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与__________有关，随着__________增大，__________增大，故熔点依次升高。
(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与__________有关，因为___________________________________ ___________，故前者的熔点远高于后者。
解析 分析表中的物质和数据：NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 均为离子晶体，它们的阳离子相同，阴离子随着离子半径的增大，离子键依次减弱，熔点依次降低。NaCl 、KCl 、RbCl 、CsCl 四种碱金属的氯化物均为离子晶体，它们的阴离子相同，阳离子随着离子半径的增大，离子键逐渐减弱，熔点依次降低。SiF 4、SiCl 4、SiBr 4、SiI 4四种硅的卤化物均为分子晶体，它们的结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力逐渐增强，熔点依次升高。SiCl 4、GeCl 4、SnCl 4、PbCl 4四种碳族元素的氯化物均为分子晶体。它们的组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力逐渐增强，熔点依次升高。
答案 (1)半径 半径
(2)相对分子质量 相对分子质量 分子间作用力
(3)晶体类型 钠的卤化物为离子晶体，而硅的卤化物为分子晶体
1. 原子晶体(
金刚石键角为109°28′，每个最小的环上有6个碳原子。SiO 2(正四面体) 键角(O—Si 键) 为109°28′，每个最小的环上有12个原子，其中，有6个Si 和6个O 。
2．分子晶体(干冰)
每个CO 2分子周围等距紧邻的CO 2分子有12个。 3．离子晶体 (1)NaCl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4个Na
－
和4个Cl 。
(2)CsCl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。
(3)晶格能。
①定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，单位kJ/mol，通常取正值。 ②影响因素：
a ．离子所带电荷：离子所带电荷越多，晶格能越大。 b ．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。 4．金属晶体
(1)金属键——电子气理论。
金属阳离子与自由电子间的强相互作用。
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8．下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序) 。与冰的晶体类型相同的是________(填选项字母) 。
解析 冰属于分子晶体，干冰、碘也属于分子晶体；B 为干冰晶胞，C 为碘晶胞。 答案 BC
9．(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A 属于________层，配位数是________；B 属于________层，配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是________，平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式。钋位于元素周期表的第______周期第______族，元素符号是________________，最外电子层的电子排布式是____________。
答案 (1)非密置 4 密置 6 (2)6 1
(3)六 ⅥA Po 6s 26p 4 10．根据图回答问题：
(1)A图是某离子化合物的晶胞(组成晶体的一个最小单位) ，阳离子位于中间，阴离子位于8个顶点，该化合物中阳、阴离子的个数比是__________。
＋－
(2)B图表示构成NaCl 晶体的一个晶胞，通过想象与推理，可确定一个NaCl 晶胞中含Na 和Cl 的个数分别为__________、__________。
(3)钇钡铜复合氧化物超导体有着与钙钛矿相关的晶体结构，若Ca 、Ti 、O 形成如C 图所示的晶体，其化学式为__________。
(4)石墨晶体结构如D 图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为__________，C —C 键数为__________。
(5)晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，如E 图。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个原子。试观察E 图，推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、B —B 键的个数依次为__________、__________、__________。
阳离子11
解析 (1)阳离子数＝1，阴离子数＝81。
8阴离子1
111＋－
(2)Na＝8×6＝4，Cl ＝12×1＝4。
824
11
(3)Ca原子数＝81，Ti 原子数＝1，O 原子数＝12×＝3，所以化学式为CaTiO 3。
84
11
(4)C原子数＝6×2，C —C 键数＝63。
32
11
(5)B原子数＝20×3×12，等边三角形的键角为60°，B —B 键数＝20×3×＝30。
52答案 (1)11
(2)4 4 (3)CaTiO3 (4)2 3 (5)12 60° 30
1. 用均摊法解析晶体的计算
1
均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n 个图形(晶胞) 所共有，则该粒子有n
一个图形(晶胞) 。
(1)长方体形(正方体形) 晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
1
①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
81
②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
41
③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。
2
④处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。
(2)非长方体形(正方体形) 晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子) 对六边形的贡献为1/3。
2．晶体的密度及微粒间距离的计算 若1个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M 为微粒的相对“分子”
33
质量) ；又1个晶胞的质量为ρ a g(a 为晶胞的体积) ，则1 mol晶胞的质量为ρ a 3N
A g，因此有xM ＝ρ a 3N A 。
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11.Zn 与S 所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。
(1)在1个晶胞中，Zn 的数目为________。 (2)该化合物的化学式为________。
＋－
解析 一个晶胞中Zn 2的数目＝1(8个顶点) ＋3(6个面心) ＝4，S 2的数目＝4(4个体心) 。 答案 (1)4 (2)ZnS
12．F 、K 和Ni 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
(1)该化合物的化学式为__________________；Ni 的配位数为________。
2＋
(2)列式计算该晶体的密度________g·cm 。
解析 (1)F原子个数＝4(16个棱) ＋2(4个面心) ＋2(2个体心) ＝8；K 原子个数＝2(8个棱) ＋2(2个体心) ＝4；Ni 原子个数＝1(8个顶点) ＋1(1个体心) ＝2；化学式为K 2NiF 4；利用均摊法：选择一个顶点，在这个晶胞中与这个顶点最近的F 原子在三个棱上，这个顶点周围应该有8个晶胞，但一个棱被这个顶点周围的
8×3
4个晶胞共用，所以配位数为6。
4
(2)1 mol K 4Ni 2F 8晶胞的质量为(39×4＋59×2＋19×8) g ，一个晶胞的质量为(39×4＋59×2＋19×8) g一个晶胞质量－
4002×1 308×1030 cm3，密度＝。
N A 一个晶胞体积答案 (1)K2NiF 4 6
39×4＋59×2＋19×8
(2)3.4 6.02×10×400×1 308×1013．某离子晶体的晶胞结构如图所示，X() 位于立方体的顶点，Y(○) 位于立方体的中心。试分析：
－3
(1)晶体中每个Y 同时吸引______个X 。 (2)该晶体的化学式为________。
－－
(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol 1，晶体的密度为ρ g·cm 3，阿伏加德罗常数的值为N A ，则晶体中两个距离最近的X 之间的距离为________cm。
解析 (1)从晶胞结构图中可直接看出，每个Y 同时吸引4个X 。
11
(2)在晶胞中，平均包含X ：4×＝Y ：1，所以在晶体中X 和Y 的个数之比为12，晶
82
体的化学式为XY 2或Y 2X 。
(3)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子) 质量。由题意知，31
该晶胞中含有1/2个XY 2或Y 2X ，设晶胞的边长为a cm，则有ρa N A ＝M ，a ＝ 22ρN A
3
距离最近的X 之间的距离为 2
答案 (1)4
3
cm 。 2ρN A
(2)XY2或Y 2X (3) 2
3M 2ρN A