2018届一轮复习苏教版晶体结构与性质学案 17页

第三十八单元　晶体结构与性质 考纲要求 ‎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.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。4.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质，了解金属晶体常见的堆积方式。6.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　晶体常识　‎ 知识梳理 ‎1．晶体与非晶体的区别 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒________‎ 排列 结构微粒________‎ 排列 性质特征 自范性 ‎________‎ ‎________‎ 熔点 ‎________‎ ‎________‎ 异同表现 ‎________‎ ‎________‎ 区别二者 方法 间接方法 看是否有固定的________‎ 科学方法 对固体进行____________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)概念：描述晶体结构的________。‎ ‎(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ‎①无隙：相邻晶胞之间没有________；‎ ‎②并置：所有晶胞________排列、________相同。‎ ‎③形状：一般而言晶胞都是平行六面体。‎ ‎(3)晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法 晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。‎ ‎②方法 a．长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 ‎ 图12381‎ b．非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，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)被三个六边形共有，每个六边形占。‎ ‎4．晶格能 ‎(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：__________。‎ ‎(2)影响因素 ‎①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越__________。‎ ‎②离子的半径：离子的半径越__________，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________，且熔点越________，硬度越________。‎ 题组训练 题组一　晶体与非晶体的区别 ‎1．【2016·成都模拟】区别晶体与非晶体的最科学的方法是(　　)‎ A．观察自范性 B．观察各向异性 C．测定固定熔点 D．进行X射线衍射实验 ‎2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)‎ A．具有规则几何外形的固体均为晶体 B．晶体具有自范性，有固定的熔点，可以使X光发生有规律的衍射 C．晶体研碎后即变为非晶体 D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体 ‎3．【2016·黑龙江大庆四中期中】下列说法正确的是(　　)‎ A．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂 B．原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体的分子间只存在范德华力 C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验 D．非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子和非金属元素的原子间只形成离子键 规律小结 晶体具有规则的几何外形，具有各向异性和固定的熔点，用X射线研究时，晶体内部的微粒在空间呈现有规则的重复排列，非晶体则没有这些性质。‎ 题组二　晶胞中微粒个数的计算 ‎1．一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图12382‎ 所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为(　　)‎ 图12382‎ A．TiC B．Ti13C14 C．Ti4C7 D．Ti14C13‎ ‎2．如图12383是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是________，乙中a与b的个数比是_______________________________________________，‎ 丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。‎ 图12383‎ ‎3．某离子晶体的晶胞结构如图12384所示，X()位于立方体的顶点，Y()位于立方体的中心。试分析：‎ 图12384‎ ‎(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，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为____________cm。‎ 规律小结 在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。‎ 考点二　四类晶体的组成和性质 知识梳理 ‎1．金属键、金属晶体 ‎(1)金属键：________与________之间的作用。‎ ‎(2)本质——电子气理论 该理论认为金属原子脱落下来的________形成遍布整块晶体的“________”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。‎ ‎(3)金属晶体的物理性质及解释 在金属晶体中，金属离子以________相互结合。金属都具有优良的导电性、导热性和延展性。用电子气理论可解释如下：‎ ‎2．四种类型晶体的比较 ‎　 类型 比较　‎ 分子晶体 原子晶体 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 范德华力 ‎(某些含氢键)‎ 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 大多数易溶于水等极性溶剂 导电、‎ 传热性 一般不导电，有的溶于水后导电 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 物质类 别及举 例　　‎ 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)‎ 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)‎ 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)‎ 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)‎ 题组训练 题组一　 盖斯定律的应用 ‎1．【2016·宁波模拟】NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F。上述化学方程式中的5种物质没有涉及的晶体类型为(　　)‎ A．离子晶体 B．分子晶体 C．原子晶体 D．金属晶体 ‎2．【2016·海南中学期中】X、Y两元素的质子数之和为22，X的原子核外电子数比Y少6个，下列说法不正确的是(　　)‎ A．Y的单质是原子晶体 B．X的单质固态时为分子晶体 C．X与碳形成的化合物固态时为分子晶体 D．X与Y形成的化合物固态时为分子晶体 ‎3．【2016·嘉兴第一中学期中】下列各组物质，化学键类型相同、晶体类型相同且熔化时破坏作用力类型也相同的是(　　)‎ A．HCl　KCl　　 B．CO2　SiO2 C．NH4Cl　CCl4 D．NaOH　Na2O2‎ 方法技巧　晶体类型的5种判断方法 ‎(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：‎ ‎①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键。‎ ‎②原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。‎ ‎③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用为分子间作用力(某些含氢键)。‎ ‎④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。‎ ‎(2)依据物质的分类判断：‎ ‎①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。‎ ‎②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。‎ ‎③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。‎ ‎④金属单质是金属晶体。‎ ‎(3)依据晶体的熔点判断：‎ ‎①离子晶体的熔点较高(有的很低)。‎ ‎②原子晶体熔点很高。‎ ‎③分子晶体熔点低。‎ ‎④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。‎ ‎(4)依据导电性判断：‎ ‎①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。‎ ‎②原子晶体一般为非导体。‎ ‎③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。‎ ‎④金属晶体是电的良导体。‎ ‎(5)依据硬度和机械性能判断：‎ ‎①离子晶体硬度较大、硬而脆。‎ ‎②原子晶体硬度大。‎ ‎③分子晶体硬度小且较脆。‎ ‎④金属晶体多数硬度大，但也有较低的(如汞)，且具有延展性。‎ 题组二　晶体熔、沸点的比较 ‎1．【2016·大同质检】下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是(　　)‎ A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B．CI4>CBr4>CCl4>CF4‎ C．MgO>H2O>N2>O2‎ D．金刚石>生铁>钠>纯铁 ‎2．【2016·河南省郑州市第一中学调研】下列晶体熔、沸点由高到低的顺序正确的是(　　)‎ ‎①SiC　②Si　③HCl　④HBr　⑤HI　⑥CO　⑦N2　⑧H2‎ A．①②③④⑤⑥⑦⑧‎ B．①②⑤④③⑥⑦⑧‎ C．①②⑤④③⑦⑥⑧‎ D．⑥⑤④③②①⑦⑧‎ ‎3．【2016·湖北襄阳期中】下表给出了几种氯化物的熔、沸点：‎ NaCl MgCl2‎ CaCl2‎ SiCl4‎ 熔点(℃)‎ ‎801‎ ‎712‎ ‎782‎ ‎－68‎ 沸点(℃)‎ ‎1465‎ ‎1412‎ ‎1600‎ ‎57.6‎ 则下列各项表述与表中数据一致的有(　　) ‎ ‎①CaCl2属于离子晶体　②SiCl4属于分子晶体 ‎③1500 ℃ 时，NaCl可汽化　④MgCl2水溶液不能导电 A．仅① B．仅② C．①②④ D．①②③‎ 方法技巧　晶体熔、沸点的比较方法 ‎1．不同类型晶体熔、沸点的比较 ‎(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。‎ ‎(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。‎ 如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。‎ ‎(2)离子晶体 ‎①一般地说，离子所带的电荷数越多(主要因素)、离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：Al2O3>MgO>NaCl>CsCl。‎ ‎②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。‎ ‎(3)分子晶体 ‎①具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如熔、沸点H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。Ｋ ‎②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。‎ ‎③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如熔、沸点CO＞N2。‎ ‎④对于有机物的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。‎ 如熔、沸点：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>‎ CH3CH(CH3)CH2CH3>(CH3)3CCH3。‎ ‎(4)金属晶体 金属原子半径越小，价电子数越多，其金属键越强，金属熔、沸点越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。‎ 考点三　几种常见的晶体 知识梳理 ‎1．常见的晶体模型 晶体 晶体结构 晶体详解 原子晶体 金刚石 ‎(1)每个碳原子与____个碳原子以共价键结合，形成正四面体结构；‎ ‎(2)键角均为________；‎ ‎(3)最小碳环由____个C组成且所有原子不在同一平面内；‎ ‎(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键之比为____‎ 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____个O，____个Si 分子晶体 干冰CO2‎ ‎(1)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；‎ ‎(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有______个 冰H2O ‎(1)每个水分子与______个水分子相邻；‎ ‎(2)分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成________mol“氢键”‎ 离子晶体 NaCl ‎(型)‎ ‎(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有____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____个；‎ ‎(2)如图为____个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－‎ ‎（续表）‎ 晶体 晶体结构 晶体详解 金属晶体 简单立方堆积 典型代表Po，配位数为______，空间利用率52%‎ 面心立方最密堆积 又称A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为______，空间利用率74%‎ 体心立方堆积 又称A2型或钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为______，空间利用率68%‎ 六方最密堆积 又称A3型或镁型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为______，空间利用率74%2.石墨晶体 ‎1．石墨晶体 石墨晶体是混合型晶体，呈层状结构。同层内碳原子以________形成正六边形平面网状结构，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__________。层与层之间以________结合。所以石墨晶体熔、沸点很高，但硬度不大，有滑腻感，能导电。‎ 图12385‎ 题组训练 题组一　晶胞结构 ‎1．【2016·宁夏育才中学期中】几种晶体的晶胞如图12386所示：‎ 图12386‎ 所示晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是(　　)‎ A．碘、锌、钠、金刚石 B．金刚石、锌、碘、钠 C．钠、锌、碘、金刚石 D．锌、钠、碘、金刚石 ‎2．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图12387所示，有关说法正确的是(　　)‎ 图12387‎ A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积 B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个 C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12‎ D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④‎ 规律小结　　　‎ 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)：‎ 图12388‎ 每个面上有4个，共计12个。‎ 题组二　晶胞密度及微粒间距离的计算 ‎1．Al单质的晶体中原子的堆积方式如图12389甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。‎ 图12389‎ 若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏伽德罗常数的值，Al的相对原子质量为M，请回答：晶胞中Al原子的配位数为________，一个晶胞中Al原子的数目为________；该晶体的密度为________(用字母表示)。‎ ‎2．某晶体为体心立方堆积(如图123810)，实验测得其密度为ρ(g·cm－3)。已知它的相对原子质量为a，阿伏伽德罗常数为NA(mol－1)，假定晶体中原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则该晶体晶胞的边长(cm)为(　　)‎ 图123810‎ A. B.· C.· D.· 方法技巧 对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA 表示阿伏伽德罗常数的值，n表示 1 mol 晶胞中所含晶体的物质的量，M表示晶体的摩尔质量。‎ ‎(1)计算晶体密度的方法：ρ＝n×M/a3×NA ‎(2)计算晶体中微粒间距离的方法 ‎【考例考法直击】‎ ‎1．【2014·山东卷】石墨烯[如图123811(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图(b)所示]。‎ ‎(1)图(a)中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。‎ ‎(2)图(b)中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“＝”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角。‎ ‎　‎ ‎(a)石墨烯结构　　　(b)氧化石墨烯结构 图123811‎ ‎(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。‎ ‎ (4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图123812所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。‎ 图123812‎ ‎2．(1) 【2015·全国卷Ⅰ】①CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。‎ ‎②碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图123813所示：‎ ‎　‎ 图123813‎ a．在石墨烯晶体中，每个C原子连接_____个六元环，每个六元环占有______个C原子。‎ b．在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。‎ ‎(2) 【2015·山东卷】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。‎ ‎①下列有关CaF2的表述正确的是________。‎ a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2‎ c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同 d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 ‎②CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是_____________________________(用离子方程式表示)。已知：AlF在溶液中可稳定存在。‎ 图123814‎ ‎3．(1) 【2016·全国卷Ⅱ】某镍白铜合金的立方晶胞结构如图124214所示。‎ ‎①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。‎ ‎②若合金的密度为d g·cm－3，晶胞参数a＝________________nm。‎ ‎(2) 【2016·全国卷Ⅰ】晶胞有两个基本要素：‎ ‎①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。图123815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________。‎ 图123815‎ ‎②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________ g·cm－3(列出计算式即可)。‎ ‎ (3) 【2016·全国卷Ⅲ】砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。GaAs的熔点为1238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图123816所示。该晶体的类型为_____，Ga与As以_____键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1 和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________________。‎ 图123816‎ ‎4．【2015·全国卷Ⅱ】A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：‎ ‎(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为__________________。‎ ‎(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是______(填分子式)，原因是________________________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。‎ ‎(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为______________，中心原子的杂化轨道类型为________。‎ ‎(4)化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为________________________________。‎ ‎(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图123817所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为________；晶胞中A原子的配位数为_______；列式计算晶体F的密度(g·cm－3 )‎ ‎________________________________。‎ 图123817‎ 参考答案 第三十八单元　晶体结构与性质 ‎【考点互动探究】‎ 考点一 知识梳理 ‎1．(从左至右，从上至下)周期性有序　无序　有　无　固定　不固定　各向异性　各向同性　熔点　X射线衍射 ‎3．(1)基本单元　(2)①任何间隙　平行　取向 ‎4．(1)kJ·mol－1　(2)①大　②小　(3)稳定　高　大 题组训练 题组一 ‎1．D　[解析] 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列。‎ ‎2．B　[解析] 晶体有整齐规则的几何外形，但是具有规则外形的不一定是晶体，例如玻璃；晶体具有自范性，有固定的熔点，可以使X光发生有规律的衍射，B正确；晶体研碎后并没有改变晶体的结构排列，故C错误；玻璃的内部结构无法规则地出现晶胞排列，故D错误。‎ ‎3．C　[解析] 分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力，而不影响化学键，如碘单质熔化，故A错误；原子晶体的原子间只存在共价键，某些分子晶体的分子间存在范德华力和氢键，如冰等，故B错误；构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；铵盐是非金属元素组成的化合物，属于离子化合物，氯化铝是金属元素与非金属元素组成的共价化合物，故D错误。‎ 题组二 ‎1．D　[解析] 根据题意知，该结构就是其分子结构，分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，其分子式为Ti14C13。‎ ‎2．2∶1　1∶1　4　4‎ ‎[解析] 甲中N(x)∶N(y)＝1∶＝2∶1；乙中N(a)∶N(b)＝1∶＝1∶1；丙中N(c)＝12×＋1＝4，N(d)＝8×＋6×＝4。‎ ‎3．(1)4　(2)XY2或Y2X　(3) ‎[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。‎ ‎(2)在晶胞中，平均包含X：4×＝，平均包含Y：1，所以在晶体中X和Y的个数之比为1∶2，晶体的化学式为XY2或Y2X。‎ ‎(3)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量。由题意知，该晶胞中含有1/2个XY2或Y2X，设晶胞的边长为a cm，则有ρa3NA＝M，a＝，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 cm。‎ 考点二 知识梳理 ‎1．(1)金属阳离子　自由电子　(2)价电子　电子气 ‎(3)金属键　相对滑动　排列方式　化学键　电子气　定向移动　能量交换 题组训练 题组一 ‎1．C　[解析] 在反应中NH3、F2、NF3的晶体类型为分子晶体，Cu为金属晶体，NH4F为离子晶体。‎ ‎2．D　[解析] 令X的质子数为a，质子数等于核外电子数，则Y的质子数为a＋6，所以a＋a＋6＝22，解得a＝8，故X为O元素，Y的质子数为8＋6＝14，故Y为Si元素。Y为Si元素，单质为原子晶体，故A正确；X为O元素，常见单质为氧气、臭氧，固态时是分子晶体，故B正确；X与碳形成的化合物是一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳和二氧化碳固态时都是分子晶体，故C正确；X与Y形成的化合物是二氧化硅，二氧化硅为原子晶体，故D错误。‎ ‎3．D　[解析] HCl含有共价键，是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，KCl含有离子键，是离子晶体，熔化时破坏离子键，均不同，故A错。CO2含有共价键，是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，SiO2含有共价键，是原子晶体，熔化时破坏共价键，故B错。NH4Cl含有离子键，是离子晶体，熔化时破坏离子键，CCl4含有共价键，是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，故C错。NaOH、Na2O2都含有离子键，是离子晶体，熔化时都破坏离子键，完全相同，故D正确。‎ 题组二 ‎1．B　[解析] A项，物质全部为原子晶体，判断其熔、沸点高低可比较其原子半径：Si>C>O，故键长关系为Si—Si>Si—C>Si—O，键长越长，键能越小，故A项中的熔、沸点顺序错误；B项，为同种类型的分子晶体，可比较其相对分子质量大小，相对分子质量越大，熔、沸点越高；C项，N2与O2为同种类型的分子晶体，O2的熔、沸点比N2高；D项，熔、沸点关系为金刚石>纯铁>生铁>钠，合金的熔、沸点比纯金属低。‎ ‎2．B　[解析] 一般来说，晶体熔、沸点高低顺序是：原子晶体>离子晶体>分子晶体，原子晶体熔、沸点与键长成反比，分子晶体熔、沸点与相对分子质量成正比，但含有氢键的熔、沸点较高，SiC和Si是原子晶体，熔、沸点较高，键长Si－CSi；剩余这些物质都是分子晶体，且都不含氢键，相对分子质量大小顺序是⑤④③⑥⑦⑧，氮气为非极性分子、CO为极性分子，极性分子熔、沸点高于非极性分子，所以所有物质熔、沸点高低顺序是①②⑤④③⑥⑦⑧。‎ ‎3．D　[解析] MgCl2属于离子晶体，所以MgCl2水溶液能导电，故④错误。‎ 考点三 知识梳理 ‎1．4　109°28′　6　1∶2　4　1∶2　12　6　6　12　4　2　6　12　4　4　8　12　8　6　12　8　12‎ ‎2．共价键　2　sp2　分子间作用力 题组训练 题组一 ‎1．C　[解析] 第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠等金属采用这种堆积方式，第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式，组成第三种晶胞的粒子为双原子分子，是碘，第四种晶胞的粒子结构为正四面体结构，为金刚石。‎ ‎2．B　[解析] ①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④‎ 为面心立方最密堆积，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C项错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D项错误。‎ 题组二 ‎1．12　4　 ‎[解析] 从图看该晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积，与一个铝原子距离最近且相等的铝原子的个数为12，所以晶胞中铝原子的配位数为12；一个晶胞中铝原子的数目为8×＋6×＝4；该晶体属于面心立方晶体，其密度为一个晶胞的质量除以一个晶胞的体积。已知一个晶胞中有4个铝原子，设晶胞立方体边长为a，结合丙图可知；4d＝a，则a＝2d，所以，该晶体的密度ρ＝＝。‎ ‎2．A　[解析] 由均摊法知该晶胞中可看成含有2个原子，设该晶体晶胞的边长为x cm，由题意得x3×NA×ρ＝2a，解之得x＝。‎ ‎【考例考法直击】‎ ‎1．(1)3‎ ‎(2)sp3　<‎ ‎(3)O、H ‎(4)12　M3C60‎ ‎[解析] (1)由图(a)可知，1号C与另外3个碳原子形成3个σ键。(2)图(b)中1号C与3个碳原子、1个氧原子共形成4个σ键，其价层电子对数为4，C的杂化方式为sp3；该C与相邻C的键角约为109°28′，图(a)中1号C采取sp2杂化，碳原子间夹角为120°。(3)氧化石墨烯中“—OH”的O可与H2O中的H形成氢键、氧化石墨烯中“—OH”的H可与H2O中的O形成氢键，氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有O、H。(4)利用“均摊法”可知该晶胞棱上12个M完全属于该晶胞的M为12×＝3，位于晶胞内的9个M完全属于该晶胞，故该晶胞中M原子的个数为12；该晶胞中含有C60的个数为8×＋6×＝4，因此该晶胞的化学式为M3C60。‎ ‎2．(1)①分子　②a.3　2　b．12　4‎ ‎(2)①b、d　②3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF ‎[解析] (1)①该化合物熔沸点都较低，应为分子晶体。‎ ‎②a.石墨烯为平面结构，每个碳原子周围有3条单键，每两条相邻单键在一个环内，则每个C原子连接3个六元环，每个环内有6×＝2个碳原子；‎ b．金刚石晶体为空间立体网状结构，每个碳原子周围有4条单键，每两条相邻单键参与形成三个六元环，即每个C原子连接12个六元环，每个环内最多有4个C原子共平面。‎ ‎(2)①CaF2是离子化合物，阴阳离子间既存在静电吸引作用，又存在静电排斥作用，a项错误；熔点与晶格能有关，晶格能与离子半径成反比，b项正确；离子个数比相同的晶体，晶体结构不一定相同，c项错误；离子晶体在熔融状态下可以电离，d项正确。②CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2(s)Ca2＋(aq)＋2F－(aq)，溶液中的F－与Al3＋形成配位离子AlF，使沉淀溶解平衡向右移动，导致氟化钙溶解，总反应方程式为3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF。　　‎ ‎3．(1)①3∶1　② ×107‎ ‎(2)①(，，)‎ ‎②×107‎ ‎(3)原子晶体　共价　×100%‎ ‎[解析] (1)①读图，由晶胞结构、均摊法可知，1个镍白铜合金晶胞中含有的铜原子和镍原子分别为6×＝3、8×＝1，则该晶胞中Cu、Ni原子的数量比为3∶1；②以 1 mol 该晶胞为研究对象，则1 mol该晶胞含有3 mol Cu和1 mol Ni，由m＝n·M可知，1 mol该晶胞的m＝m(Cu)＋m(Ni)＝3 mol×64 g·mol－1＋1 mol×59 g·mol－1＝251 g；设该晶胞的边长(a)为x×10－7 cm，由晶胞构型可知，1个该晶胞的V＝ (x×10－7cm)3，则6.02×1023个该晶胞的V＝6.02×1023× (x×10－7 cm)3，则该合金的密度ρ＝＝＝d g·cm－3，即(x×10－7)3＝，x×10－7＝或，x＝×107或×107。‎ ‎(2)①结合D在晶胞内的位置可确定其坐标为(，，)；②由均摊法可确定该Ge晶胞中含有Ge原子为(×8＋×6＋4)个＝8个，则()mol×73 g·mol－1＝(565.76×10－10cm)3ρ，解得ρ＝×107 g·cm－3。‎ ‎(3)GaAs的熔点高，晶胞为空间网状结构，则为原子晶体，Ga与As以共价键键合。该晶胞中含有4个Ga、4个 As，则晶胞中原子的体积为[π(rGa×10－10cm)3＋π(rAs×10－10cm)3]×4，晶胞的体积为cm3，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝×100%。‎ ‎4．(1)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)‎ ‎(2)O3　O3相对分子质量较大，范德华力大　分子晶体　离子晶体 ‎(3)三角锥形　sp3‎ ‎(4)V形　4‎ ‎2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl)‎ ‎(5)Na2O　8　＝2.27 g·cm－3‎ ‎[解析] 根据题中信息可确定A、B、C、D分别为O、Na、P和Cl。(1)电负性最大的元素即非金属性最强的元素，即O的电负性最大。根据P原子的结构示意图可写出核外电子排布式。(2)由于相对分子质量O3＞O2，故O3沸点较高；H2O和NaH的晶体分别为分子晶体和离子晶体。(3)PCl3中含有3个成键电子对和1个孤对电子，价层电子对数为4对，即空间结构为三角锥形，中心原子P原子为sp3杂化。(4)根据价层电子对互斥理论可知Cl2O分子中孤对电子对数为2，即Cl2O为V形分子，价层电子对数为4。(5)该晶胞中两原子个数分别为×8＋×6＝4和8，即F的化学式为Na2O，位于晶胞顶点和面心的原子为O，而晶胞内部的原子为Na，O原子周围有8个等距离的Na原子，即O原子配位数为8。根据(0.566×10－7cm)3ρ＝×62 g·mol－1可求出ρ。‎