第20講-晶體結構與性質(講義)(解析版)-2024年高考化學一輪復習

第20講晶體結構與性質目錄考情分析網(wǎng)絡構建考點一晶體與晶胞【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1物質的聚集狀態(tài)知識點2晶體與非晶體知識點3晶胞組成的計算——均攤法【提升·必考題型歸納】考向1考查晶體與非晶體考向2考查有關晶胞的計算考向3考查晶胞中粒子配位數(shù)的計算考點二常見晶體的結構與性質【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1分子晶體知識點2共價晶體知識點3金屬晶體知識點4離子晶體知識點5石墨的結構特點知識點6四種晶體的性質與判斷【提升·必考題型歸納】考向1考查常見晶體的比較與晶體類型判斷考向2考查晶體熔沸點高低的比較考點三晶體中原子坐標【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1構建坐標原點、坐標軸和單位長度立體幾何模型知識點2典型晶胞結構模型的原子坐標參數(shù)與俯視圖【提升·必考題型歸納】考向考查原子坐標的確定真題感悟考點要求考題統(tǒng)計考情分析物質的聚集狀態(tài)與晶體常識2023全國乙卷35題，6分2022山東卷5題，2分2021山東卷16題，4分分析近三年全國卷試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：1．從考查題型和內容上看，高考命題以非選擇題呈現(xiàn)，考查內容主要有以下兩個方面：(1)晶體類型的判斷，晶體熔沸點大小的判斷。(2)晶體的密度、晶胞參數(shù)、核間距計算、晶體中原子的空間位置判斷。2．從命題思路上看，側重以陌生物質的晶胞結構為情境載體考查晶體的密度、晶胞參數(shù)計算、晶體中原子的空間位置判斷等。3．根據(jù)高考命題的特點和規(guī)律，復習時要注意以下幾個方面：(1)晶胞中配位數(shù)、微粒間距離及原子分數(shù)坐標判斷。(2)晶體化學式的計算及晶體密度的計算。(3)晶體類型的判斷、熔點差異原因及熔沸點高低的比較等。幾種簡單的晶體結構2023湖南卷11題，3分2022湖北卷9題，3分2021山東卷9題，2分過渡晶體與混合型晶體液晶2022江蘇卷7題，3分2022天津卷12題，3分考點一晶體與晶胞知識點1物質的聚集狀態(tài)1.物質三態(tài)的相互轉化2.物質的聚集狀態(tài)（1）氣態(tài)：①普通氣體②等離子體：A.定義：等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質。B.產生途徑：高溫、紫外線、x射線、y射線、高能電磁波的照射及大自然的天體現(xiàn)象等都能使氣體變成等離子體C.存在：存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等D.性質：具有良好的導電性和流動性E.運用等離子體顯示技術可以制造等離子體顯示器，利用等離子體可以進行化學合成、核聚變等。（2）液態(tài)：①普通液體②離子液體：離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質。（3）介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)①塑晶：A.定義：在一定溫度條件下，能保持\t"/question/579272354/answer/_blank"固態(tài)晶體典型特征但具有一定塑性（即物體發(fā)生永久形變的性質）的一種物質聚集狀態(tài)。②液晶：A.定義：在由固態(tài)向液態(tài)轉化過程中存在的取向有序流體狀態(tài)。B.分類：分為熱致液晶（只存在于某一溫度范圍內的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有機溶劑后而呈現(xiàn)的液晶相）。C.性質:具有液體的某些性質（如流動性、黏度、形變性等）和晶體的某些性質（如導熱性、各向異性等）。D.用途：手機、電腦和電視的液晶顯示器，合成高強度液晶纖維已廣泛用于飛機、火箭、坦克、艦船、防彈衣、防彈頭盔等。（4）固態(tài)：①晶體：內部粒子(原子、離子或分子)在三維空間按一定規(guī)律呈周期性重復排列構成的固體物質，絕大多數(shù)常見的固體都是晶體。如：高錳酸鉀、金剛石、干冰、金屬銅、石墨等。②非晶體：如：玻璃、松香、硅藻土、橡膠、瀝青等?！久麕熖嵝选浚?)構成物質三態(tài)的粒子不一定都是分子，還可以是原子或離子等，如水的三態(tài)都是由分子構成的，離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質。(2)物質的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，還有晶態(tài)、非晶態(tài)，以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。知識點2晶體與非晶體1.晶體與非晶體的比較晶體非晶體結構特征結構微粒周期性有序排列結構微粒無序排列性質特征自范性有無熔點固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點科學方法對固體進行X-射線衍射實驗2.得到晶體的途徑①熔融態(tài)物質凝固。②氣態(tài)物質冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。注：升華與凝華：固態(tài)物質受熱不經(jīng)過液態(tài)直接到氣態(tài)的過程叫做升華；氣態(tài)物質冷卻不經(jīng)過液態(tài)直接到固態(tài)的過程叫做凝華。升華和凝華都屬于物理變化。③溶質從溶液中析出。3.晶胞①概念：描述晶體結構的基本單元。②晶體中晶胞的排列——無隙、并置A.無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。B.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。知識點3晶胞組成的計算——均攤法1.原則晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)。2.方法①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定三棱柱六棱柱平面型石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)3.晶胞中粒子配位數(shù)的計算一個粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。(2)離子晶體的配位數(shù)：指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目?！咎貏e提醒】(1)判斷某種微粒周圍等距且緊鄰的微粒數(shù)目時，要注意運用三維想象法。如NaCl晶體中，Na＋周圍的Na＋數(shù)目(Na＋用“○”表示)：每個面上有4個，共計12個。(2)?？嫉膸追N晶體主要有干冰、冰、金剛石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空間結構。當題中信息給出與某種晶體空間結構相同時，可以直接套用某種結構。4.晶胞計算公式(立方晶胞)（1）晶體密度：a3ρNA＝NM(a：棱長；ρ：密度；NA：阿伏加德羅常數(shù)的值；N：1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質的個數(shù)；M：基本粒子或特定組合的摩爾質量)。（2）金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設棱長為a)①面對角線長＝eq\r(2)a。②體對角線長＝eq\r(3)a。③體心立方堆積4r＝eq\r(3)a(r為原子半徑)。④面心立方堆積4r＝eq\r(2)a(r為原子半徑)。（3）空間利用率＝eq\f(晶胞中微粒體積,晶胞體積)×100%。5.有關晶胞的計算方法（1）計算晶體密度的方法以一個晶胞為研究對象，根據(jù)m＝ρ·V，其一般的計算規(guī)律和公式可表示為：eq\f(M,NA)×n＝ρ×a3，其中M為晶體的摩爾質量，n為晶胞所占有的粒子數(shù)，NA為阿伏加德羅常數(shù)，ρ為晶體密度，a為晶胞參數(shù)。(2)計算晶體中微粒間距離的方法考向1考查晶體與非晶體例1．（2023·湖北·武漢二中校聯(lián)考二模）納米為無定形(非晶態(tài))白色粉末，顆粒尺寸小、微孔多、比表面積大、對紫外線反射能力強等特點。下列關于納米的說法正確的是A．對光有各向異性 B．熔點與晶體相同C．與晶體互為同分異構體 D．可用X-射線衍射實驗區(qū)分納米與晶體【解析】A．納米為無定形，不是晶體，沒有對光的各向異性，故A錯誤；B．納米不是晶體，是共價晶體，因此熔點不相同，故B錯誤；C．具有相同分子式而結構不同的化合物互為同分異構體，只是化學式，晶體中沒有分子，故C錯誤；D．納米不是晶體，是共價晶體，可用X-射線衍射實驗區(qū)分納米與晶體，故D正確；故選D?！敬鸢浮緿【變式訓練1】（2023·新疆·統(tǒng)考三模）蠟染技藝是中國非物質文化遺產之一，其制作工序包括：棉布制板、畫蠟(將蜂蠟熔化后畫在布上形成覆蓋層)、藍靛染色、沸水脫蠟、漂洗等。下列說法錯誤的是

A．“制板”用的白棉布，主要成分為纖維素B．“畫蠟”過程為物理變化C．“畫蠟”用的蜂蠟，是一種純凈物，有固定熔點D．“染色”用的藍靛（如圖），屬于芳香族化合物【解析】A．棉花是纖維素，所以白棉布主要成分為纖維素，A正確；B．“畫蠟”過程中將蜂蠟熔化后畫在布上形成覆蓋層，沒有新物質生成，為物理變化，B正確；C．“畫蠟”用的蜂蠟，是一種混合物，不屬于晶體，無固定熔點，C錯誤；D．根據(jù)題目信息可知藍靛的結構中有苯環(huán)屬于芳香族化合物，D正確；故選C?！敬鸢浮緾【變式訓練2】（2023·江蘇南通·海門中學校考模擬預測）化學與科技、生產、生活密切相關，下列有關說法不正確的是A．氮化硅、碳化硅等新型陶瓷屬于無機非金屬材料B．不同冠醚有不同大小的空穴，可用于識別堿金屬離子C．X射線衍射實驗可用于鑒別晶體與非晶體D．利用合成的可降解塑料PC(聚碳酸酯)是純凈物【解析】A．氮化硅、碳化硅等新型陶瓷是高溫結構材料，屬于新型無機非金屬材料，具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點，A正確；B．冠醚是一類皇冠狀的分子，不同冠醚有不同大小的空穴，可用于識別堿金屬離子，B正確；C．根據(jù)X射線衍射圖顯示的信息，科學家能推知晶體內部的微觀結構，故可用X射線衍射實驗區(qū)分晶體與非晶體，C正確；D．利用合成的可降解塑料PC(聚碳酸酯)屬于高分子化合物，屬于混合物，D不正確；答案選D?！敬鸢浮緿考向2考查有關晶胞的計算例2．（2023·山西呂梁·統(tǒng)考二模）具有光催化活性的TiO2可通過氮摻雜生成TiO2-aNb后，在光照下的輸出穩(wěn)定性更好，其晶胞結構如圖，已知原子1、原子2的分數(shù)坐標為(0，0，)和(1，0，0)，設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，下列說法正確的是

A．氮摻雜生成的TiO2-aNb中，a=，b=B．原子3的分數(shù)坐標為(1，0，)C．TiO2晶體中，Ti的配位數(shù)為8D．TiO2的密度為g·cm-3【解析】A．由TiO2-aNb晶體結構可知，氮摻雜反應后有3個氧空穴，O原子6個在棱上、6個在后面，1個在體內，O原子個數(shù)為，N原子1個在棱上、1個在面，N原子個數(shù)為，Ti原子8個在頂點、4個在面心，1個在體內，Ti原子個數(shù)為，，，，A正確；B．原子1、2的坐標分別為，由TiO2的晶胞結構可知，原子3的坐標為，B錯誤；C．鈦離子形成體心四方點陣，氧離子形成八面體，八面體嵌入體心四方點陣中，每個鈦離子周圍有6個氧離子，Ti的配位數(shù)為8，C錯誤；D．Ti原子在晶胞的8個頂點、4個面心和1個在體內，Ti原子的個數(shù)為，O原子在8個棱上、8個面上，2個在體內，O原子個數(shù)為，則1mol晶胞的質量，一個晶胞的質量為，體積為，則TiO2的密度為，D錯誤;故答案為：A?！敬鸢浮緼【變式訓練1】（2023春·湖北襄陽·高三襄陽五中?？茧A段練習）、、可形成新型超導材料，晶胞如圖所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱邊夾角均為，X的分數(shù)坐標為，Y的分數(shù)坐標為，設為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A．Fe原子的配位數(shù)為3B．坐標為的原子是C．該晶體的密度為D．Se原子，與之間的距離為【解析】A．距離Fe原子最近且距離相等的Se原子有4個，故Fe的配位數(shù)為4，故A錯誤；B．由晶胞結構可知坐標為的原子是Z原子，即Fe原子，故B錯誤；C．Li原子個數(shù)為：8×+1＝2，F(xiàn)e個數(shù)為8×＝2，Se原子個數(shù)為：8×+2＝4，晶胞的質量為：,晶胞體積為：a2b×10-21cm3，密度，故C錯誤；D．Se原子X與Se原子Y，沿x軸方向的距離為，沿y軸方向的距離為，沿z軸方向的距離為，兩點間的距離為，故D正確；故選：D?！敬鸢浮緿【變式訓練2】（2023·重慶·統(tǒng)考三模）氮化鈦晶體的立方晶胞結構如圖所示，該晶胞中N、N之間的最近距離為apm，以晶胞邊長為單位長度建立坐標系，原子A的坐標參數(shù)為(0，0，0)，下列說法錯誤的是

A．原子B的坐標參數(shù)為 B．晶胞邊長是pmC．該物質的化學式為TiN D．Ti的配位數(shù)為6【解析】A．原子B在x、y、z軸上坐標分別為1、1、，則坐標參數(shù)為，A錯誤；B．晶胞中N、N之間的最近距離為面對角線的二分之一，為apm，則N與Ti的最近距離是pm，則晶胞邊長為pm，B正確；C．該晶胞中，Ti(黑球)的個數(shù)為，N(白球)的個數(shù)為，則Ti和N的個數(shù)比為1∶1，該物質的化學式為TiN，C正確；D．如圖所示，以體心鈦為例，與Ti距離相等且最近的N有6個，則Ti的配位數(shù)為6，D正確；答案選A?！敬鸢浮緼【思維建模】晶胞密度計算的基本過程考向3考查晶胞中粒子配位數(shù)的計算例3．（2023·湖南郴州·校聯(lián)考模擬預測）某鹵化物可用于制作激光基質材料，其立方晶胞結構如圖所示，已知：晶胞參數(shù)為，為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關該晶體的說法正確的是

A．化學式為 B．K的配位數(shù)為6C．若K位于晶胞的體心，則F位于面心 D．密度為【解析】A．晶胞中，鉀原子位于頂點，個數(shù)為，鎂原子位于體心，個數(shù)為1，氟原子位于面心，個數(shù)為，則晶胞中K、Mg、F的原子個數(shù)比為1:1:3，化學式為，A項正確；B．與K等距且最近的F位于面心，共有12個，所以K的配位數(shù)為12，B項錯誤；C．晶體中若K位于晶胞的體心，則F位于棱心，Mg位于頂點，C項錯誤；D．該晶體的密度，D項錯誤；故選A?！敬鸢浮緼【變式訓練1】（2023·山東濰坊·統(tǒng)考三模）氧化鋅(ZnO)的透明度高，具有優(yōu)異的常溫發(fā)光性能。氧化鋅的兩種晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是

A．甲、乙兩種晶體類型的晶胞內數(shù)目之比為2∶1B．甲中位于形成的四面體空隙中，空隙填充率為50%C．乙的晶胞沿z軸的二維投影圖如圖丙所示D．兩種晶胞中的配位數(shù)均為4【解析】A．甲類型的晶胞中有4個Zn2+位于晶胞內，則甲晶胞有4個Zn2+；乙晶胞有4個Zn2+位于晶胞棱上，1個Zn2+位于晶胞內，則乙晶胞共個Zn2+，甲、乙兩種晶體類型的晶胞內Zn2+數(shù)目之比為2:1，故A正確；B．甲晶胞中O2-形成8個空隙，Zn2+占據(jù)4個空隙，則空隙填充率為50%，故B正確；C．乙的晶胞沿z軸的二維投影圖如圖

，故C錯誤；D．O2-的配位數(shù)即為晶胞中距離O2-最近的離子個數(shù)，觀察甲乙兩晶胞，可知距離O2-最近的離子個數(shù)均為4個Zn2+，則兩種晶胞中O2-的配位數(shù)均為4，故D正確；故選C?！敬鸢浮緾【變式訓練2】（2023·遼寧·高三統(tǒng)考專題練習）據(jù)文獻報道：CeO2的氧缺陷可以有效促進氫氣在催化加氫過程中的活化。圖1為CeO2理想晶胞，圖2為CeO2缺陷晶胞，若晶胞參數(shù)為anm，下列說法錯誤的是

A．圖1晶胞面對角線切面上的離子數(shù)目有8個B．圖2中Ce4+與O2-的數(shù)目之比為4∶7C．理想晶胞中O2-的配位數(shù)為4D．Ce4+與O2-的最近距離為anm【解析】A．如圖勾選粒子在面對角線切面上

，共有10個，A項錯誤；B．從晶胞看O2-位于小立方體體心共7個，Ce4+位于晶胞的頂點和面心共，Ce4+與O2-的數(shù)目之比為4∶7，B項正確；C．從圖看O2-最近的Ce4+有4個，其配位數(shù)為4，C項正確；D．Ce4+與O2-最短距離為八分之一小立方體的體對角線的一半即，D項正確；故選A?！敬鸢浮緼【思維建模】晶胞中微粒的配位數(shù)求算:一個粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。(2)離子晶體的配位數(shù)：指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目?？键c二常見晶體的結構與性質知識點1分子晶體1.概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。2.粒子間的相互作用力：分子晶體內相鄰分子間以分子間作用力相互吸引，分子內原子之間以共價鍵結合。3.常見的分子晶體①所有非金屬氫化物，如水、硫化氫、氨、甲烷等。②部分非金屬單質，如鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。③部分非金屬氧化物，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。④幾乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。⑤絕大多數(shù)有機化合物的晶體，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。4.物理性質分子晶體熔、沸點較低，硬度較小。5.分子晶體的結構特征①分子間作用力只是范德華力：晶體中分子堆積方式為分子密堆積。②分子間還有其他作用力：水分子之間的主要作用力是氫鍵，在冰的每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子。冰的晶體結構如圖：6.結構模型①干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。②冰的結構模型中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氫鍵”。知識點2共價晶體1.構成微粒及其相互作用2.物理性質①共價晶體中，由于各原子均以強的共價鍵相結合，因此一般熔點高，硬度大。②結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。3.常見的共價晶體。4.結構模型①金剛石晶體中，每個C與另外相鄰4個C形成共價鍵，C—C鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價鍵有2mol。②SiO2晶體中，每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與2個硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1molSiO2中含有4molSi—O鍵。知識點3金屬晶體1.金屬鍵①概念：金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子共用，從而把所有金屬原子維系在一起。②成鍵粒子是金屬陽離子和自由電子。③金屬鍵的強弱和對金屬性質的影響：a．金屬鍵的強弱主要取決于金屬元素的原子半徑和價電子數(shù)，原子半徑越大，價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；反之，金屬鍵越強。b．金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高，硬度越大。2.金屬晶體①在金屬晶體中，原子間以金屬鍵相結合。②金屬晶體的性質：優(yōu)良的導電性、導熱性和延展性。③用電子氣理論解釋金屬的性質：3.結構模型晶胞結構舉例配位數(shù)每個晶胞包含原子數(shù)原子半徑(r)和晶胞邊長(a)的關系原子空間利用率Ca、Al、Cu、Ag、Pt、Au1242r＝eq\f(\r(2)a,2)74%Li、Na、K、Ba822r＝eq\f(\r(3)a,2)68%Mg、Zn、Ti126(2)74%Po612r＝a52%知識點4離子晶體1.構成粒子：陰離子和陽離子。2.作用力：離子鍵。3.配位數(shù)：一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。4.離子晶體結構的決定因素①幾何因素：晶體中正負離子的半徑比。②電荷因素：晶體中正負離子的電荷比。③鍵性因素：離子鍵的純粹程度。5.離子晶體的性質熔、沸點熔、沸點較高，難揮發(fā)硬度硬度較大，難以壓縮溶解性一般在水中易溶，在非極性溶劑中難溶導電性固態(tài)時不導電，熔融狀態(tài)或在水溶液中能導電6.結構模型①NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引6個Cl－，每個Cl－同時吸引6個Na＋，配位數(shù)為6。每個晶胞含4個Na＋和4個Cl－。②CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引8個Cs＋，每個Cs＋吸引8個Cl－，配位數(shù)為8。知識點5石墨的結構特點1.同層內，碳原子采用sp2雜化，以共價鍵相結合形成正六邊形平面網(wǎng)狀結構。所有碳原子的p軌道平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個平面中運動。2.層與層之間以范德華力相結合。3.石墨晶體中，既有共價鍵，又有金屬鍵和范德華力，屬于混合晶體。4.結構模型石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。知識點6四種晶體的性質與判斷1．四種晶體類型比較類型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構成粒子分子原子金屬陽離子和自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力分子間作用力共價鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導電、傳熱性一般不導電，溶于水后有的導電一般不具有導電性電和熱的良導體晶體不導電，水溶液或熔融態(tài)導電2.離子晶體的晶格能(1)定義氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。(2)影響因素①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。(3)與離子晶體性質的關系晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越大。3、晶體熔、沸點的比較1）不同類型晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體。(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點很高,汞、銫等熔、沸點很低。2）同種晶體類型熔、沸點的比較(1)原子晶體原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大→熔、沸點越高，如熔點:金剛石>碳化硅>硅。(2)離子晶體①一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強,其離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點:MgO>NaCl>CsCl。②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔、沸點越高,硬度越大。(3)分子晶體①分子間作用力越大,物質的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,熔、沸點越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結構不相似的物質(相對分子質量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。④同分異構體支鏈越多,熔、沸點越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。(4)金屬晶體金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強,金屬熔、沸點就越高,如熔、沸點:Na<Mg<Al。4.晶體類型的判斷——依據(jù)性質判斷晶體類型的方法(1)依據(jù)構成晶體的粒子和粒子間的作用判斷①離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，粒子間的相互作用是離子鍵。②原子晶體(共價晶體)的構成粒子是原子，粒子間的相互作用是共價鍵。③分子晶體的構成粒子是分子，粒子間的相互作用為分子間作用力。④金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的相互作用是金屬鍵。(2)依據(jù)物質的類別判斷①活潑金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。③常見的原子晶體(共價晶體)單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體(共價晶體)化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金屬單質與合金是金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點判斷①離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至一千攝氏度以上。②原子晶體(共價晶體)熔點高，常在一千至幾千攝氏度。③分子晶體熔點低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。④金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有相當?shù)偷?，如汞?4)依據(jù)導電性判斷①離子晶體水溶液或熔融態(tài)時能導電。②原子晶體(共價晶體)一般為非導體。③分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。④金屬晶體是電的良導體。(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷①離子晶體的硬度較大或略硬而脆。②原子晶體(共價晶體)的硬度大。③分子晶體的硬度小且較脆。④金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性?？枷?考查常見晶體的比較與晶體類型判斷例1．（2023·天津河西·統(tǒng)考二模）下列物質屬于共價晶體的是A． B． C． D．【解析】A．I2是由分子構成，分子間作用力結合形成分子晶體，選項A不符合；B．NaCl是氯離子和鈉離子以離子鍵結合形成的離子晶體，選項B不符合；C．SiO2是硅原子和氧原子以共價鍵形成的共價晶體，選項C符合；D．Cu是金屬單質，屬于金屬晶體，選項D不符合；故答案為：C。【答案】C【變式訓練】（2023·遼寧阜新·校聯(lián)考模擬預測）含硼化合物的兩種晶體如圖所示。下列敘述正確的是已知：甲中晶胞的邊長為，為阿佛加德羅常數(shù)的值。圖甲、圖乙對應的晶體熔點依次為2700℃、830℃。A．圖乙晶體的化學式為B．圖甲、圖乙對應的晶體都是離子晶體C．圖甲中原子和原子之間的最近距離為D．圖甲中，原子填充在由原子構成的四面體中【解析】A．圖乙晶體中硼原子在內部，每個晶胞中有6個原子，鎂原子位于晶胞的頂點和面心均攤法計算為：，所以化學式為，A錯誤；B．圖甲、圖乙對應的晶體熔點依次為2700℃、830℃，所以前者熔點很高是共價晶體，后者熔點較高是離子晶體，B錯誤；C．圖甲中原子和原子之間的最近距離是內部小正方體體對角線的一半，為，C錯誤；D．圖甲晶體中，硼原子與氮原子的配位數(shù)都是4，所以硼原子位于氮原子構成的四面體中，D正確；故選D?！敬鸢浮緿【思維建?！颗袛嗑w類型的5種方法(1)依據(jù)構成晶體的粒子和粒子間的作用判斷①離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，粒子間的相互作用是離子鍵。②原子晶體(共價晶體)的構成粒子是原子，粒子間的相互作用是共價鍵。③分子晶體的構成粒子是分子，粒子間的相互作用為分子間作用力。④金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的相互作用是金屬鍵。(2)依據(jù)物質的類別判斷①活潑金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。③常見的原子晶體(共價晶體)單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體(共價晶體)化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金屬單質與合金是金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點判斷①離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至一千攝氏度以上。②原子晶體(共價晶體)熔點高，常在一千至幾千攝氏度。③分子晶體熔點低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。④金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有相當?shù)偷?，如汞?4)依據(jù)導電性判斷①離子晶體水溶液或熔融態(tài)時能導電。②原子晶體(共價晶體)一般為非導體。③分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。④金屬晶體是電的良導體。(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷①離子晶體的硬度較大或略硬而脆。②原子晶體(共價晶體)的硬度大。③分子晶體的硬度小且較脆。④金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性?？枷?考查晶體熔沸點高低的比較例2．（2022秋·北京海淀·高三人大附中校考期中）下列性質的比較，不正確的是A．沸點： B．鍵角：C．熔點： D．在水中溶解性：丁醇戊醇【解析】A．均為分子晶體，氯化氫相對分子質量小于氯化氫，故沸點：，A錯誤；B．硫酸根離子中硫原子為sp3雜化，無孤電子對；氨氣分子中氮原子為sp3雜化，有1對孤電子對；由于孤電子對對成鍵電子對斥力大于成鍵電子對之間的斥力，故導致鍵角：，B正確；C．離子半徑Mg2+>Ba2+，O2->Cl-，則離子鍵鍵能，導致熔點，C正確；D．1-戊醇中烴基更大，導致其在水中溶解度更小，故溶解性：1-丁醇>1-戊醇，D正確；故選A?！敬鸢浮緼【變式訓練1】（2022秋·湖北武漢·高三統(tǒng)考開學考試）下列各組物質性質的比較，結論正確的是A．分子的極性： B．沸點：鄰羥基苯甲酸<對羥基苯甲酸C．熔點： D．硬度：C(金剛石)<SiC【解析】A．BCl3中心原子孤電子對數(shù)=、價層電子對數(shù)=3+0=3，故為sp2雜化、空間構型為平面正三角形、為非極性分子；PCl3的中心原子孤電子對數(shù)=、價層電子對數(shù)=3+1=4，故為sp3雜化、空間構型為三角錐形、為極性分子，A錯誤；B．鄰羥基苯甲酸存在分子內氫鍵、對羥基苯甲酸分子間能形成氫鍵，沸點：鄰羥基苯甲酸＜對羥基苯甲酸，B正確；C．氯化鎂屬于離子晶體、氯化鋁屬于分子晶體，離子鍵大于分子間作用力，則熔點：，C錯誤；D．金剛石與碳化硅均屬于共價晶體，碳原子半徑小于硅原子半徑，碳碳鍵比碳硅鍵更牢固，硬度：C(金剛石)＞SiC，D錯誤；答案選B。【答案】B【變式訓練2】（2022·上海寶山·上海市行知中學?？寄M預測）下列各組數(shù)據(jù)比較，前者比后者小的是A．與的氧化性 B．乙烷與苯分子中碳碳鍵鍵長C．氯化銫與氯化鈉的熔點 D．與的熔點【解析】A．金屬單質的還原性越強，對應離子的氧化性越強，鎂單質的還原性弱于鉀單質，則鎂離子的氧化性強于鉀離子，故不符合題意；B．苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵，則乙烷中碳碳鍵長比苯分子中碳碳鍵鍵長長，故B不符合題意；C．氯化銫與氯化鈉都是離子晶體，銫離子的離子半徑大于鈉離子，氯化銫中離子鍵弱于氯化鈉，熔點低于氯化鈉，故C符合題意；D．氧化鋁是離子晶體，氯化鋁是分子晶體，一般情況下離子晶體的熔點高于分子晶體，則氧化鋁的熔點高于氯化鋁，故D不符合題意；故選C?！敬鸢浮緾【思維建?！烤w熔、沸點的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。(2)相同類型晶體①金屬晶體：金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na＜Mg<Al。②離子晶體：a.晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點越高，硬度越大。b.陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，熔、沸點就越高，如熔點：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。③原子晶體：原子半徑越小，鍵長越短，熔沸點越高。④分子晶體：組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高。(3)離子晶體：一般地說，陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，熔、沸點就越高考點三晶體中原子坐標知識點1構建坐標原點、坐標軸和單位長度立體幾何模型從最簡單的晶胞——簡單立方堆積的晶胞模型入手，構建坐標原點、坐標軸和單位長度立體幾何模型。簡單立方堆積的晶胞中8個頂點的微粒是完全一致的，因此可以任意選擇一個原子為坐標原點。以立方體的三個棱延長線構建坐標軸，以晶胞邊長為1個單位長度。由此可得如圖所示的坐標系。其他晶胞也可以采用這種方式構建。如六方最密堆積模型的晶胞按此法構建x軸和y軸，只不過夾角不是90°，而是120°。知識點2典型晶胞結構模型的原子分數(shù)坐標1.概念原子分數(shù)坐標參數(shù)，表示晶胞內部各原子的相對位置。2.原子分數(shù)坐標的確定方法(1)依據(jù)已知原子的坐標確定坐標系取向。(2)一般以坐標軸所在正方體的棱長為1個單位。(3)從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標軸上的截距即為該原子的分數(shù)坐標。3.金剛石晶胞中碳原子坐標的確定以金剛石晶胞結構為例，金剛石晶體整體上是正四面體立體網(wǎng)狀結構。每個碳原子L能層的4個電子采用sp3雜化，形成4個等同的雜化軌道，相鄰的兩個碳原子之間形成σ鍵。這樣每個碳原子與周圍4個碳原子形成4個σ鍵，每個碳原子都是直接相連的4個碳原子的重心。在一個金剛石晶胞中有8個碳原子位于立方體的頂點，6個碳原子位于面心，4個碳原子位于晶胞內部。每個晶胞中8個頂點中有4個頂點、6個面心和4個晶胞內部的碳原子形成4個正四面體，每個正四面體的4個頂點分別是一個晶胞頂點和這個頂點所在平面的面心，正四面體中心是晶胞內的1個碳原子。用解析幾何知識研究晶體中各個微粒間的位置關系更具體更直接。以底面一個頂點的碳原子(通常取后左下)為原點建立一個三維坐標系。原點上的原子坐標為(0，0，0)，晶胞邊長參數(shù)看作1，并據(jù)此分析坐標參數(shù)。在晶胞進行“無隙并置”時，可以看出，8個頂點的原子都可以作為原點，注意看清楚，與這個原點原子重合的是晶胞上哪一個頂點的碳原子。所以頂點上的8個原子坐標都是(0，0，0)，這與純粹立體幾何不同，所以高中階段我們只標注頂點以外的晶胞內和晶胞上點的坐標；棱心和面心坐標點中數(shù)據(jù)中不會出現(xiàn)“1”。以下是晶胞中各點碳原子對應的三維坐標和晶體中坐標的對應關系。(1)6個面心坐標上面心下面心左面心右面心前面心后面心三維坐標晶體中坐標(2)12個棱中心坐標上面四條棱三維坐標晶體中坐標下面四條棱三維坐標晶體中坐標垂直底面四條棱三維坐標晶體中坐標(3)晶胞內部4個碳原子的坐標金剛石晶胞有兩種取向，由于金剛石晶胞內部有4個碳原子，在空間分布是不對稱的，所以從不同方向觀察晶胞時，內部的4個碳原子的位置是不相同的。我們把左邊的圖叫作取向1，右邊的圖叫作取向2它們各自繞豎直中心軸旋轉90°，就能夠變?yōu)閷Ψ?。金剛石晶胞?個碳原子坐標：取向1：取向2：所以金剛石晶胞的取向不同時，晶胞內部不對稱的4個原子的坐標會發(fā)生改變。4.常見晶胞的原子坐標(1）金剛石晶胞的原子坐標（a）取向一：金剛石晶胞中碳原子的坐標：8個頂點碳原子的坐標：0，0，0；6個面中心碳原子的坐標：1/2，0，1/2；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；4個內部碳原子的坐標：1/4，1/4，3/4；3/4，1/4，1/4；3/4，3/4，3/4；1/4，3/4，1/4；（b）取向二：金剛石晶胞中碳原子的坐標：8個頂點碳原子的坐標：0，0，0；6個面中心碳原子的坐標：1/2，0，1/2；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；4個內部碳原子的坐標：1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4；注：金剛石晶胞的取向不同時，即使都是取前左下的頂點原子作原點，晶胞內部不對稱的4個碳原子的坐標，也會發(fā)生改變。(2）氟化鈣晶體：每個CaF2晶胞有4個Ca2＋和8個F－原子分數(shù)坐標如下：Ca2＋：0，0，01/2，1/2，01/2，0，1/20，1/2，1/2F－：1/4，1/4，1/43/4，1/4，1/41/4，3/4，1/41/4，1/4，3/43/4，3/4，1/43/4，1/4，3/41/4，3/4，3/43/4，3/4，3/4(3）氯化鈉晶胞：每個晶胞含有4個Cl－和4個Na＋，它們的原子分數(shù)坐標為：Na＋：1/2，1/2，1/21/2，0，00，1/2，00，0，1/2Cl－：0，0，01/2，1/2，00，1/2，1/21/2，0，1/2注：堿金屬的鹵化物、氫化物，堿土金屬的氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，過渡金屬的氧化物、硫化物，以及間隙型碳化物、氮化物都屬NaCl型結構?？枷蚩疾樵幼鴺说拇_定例．（2023·湖南懷化·統(tǒng)考二模）某種鈷鹽晶體的立方晶胞結構如下圖所示，已知晶胞參數(shù)為，A點的原子坐標參數(shù)為，B點的原子坐標參數(shù)為。下列說法正確的是A．與之間的最短距離為 B．的配位數(shù)為8C．該晶體的密度為 D．C點的原子坐標參數(shù)為【解析】A．與之間的最短距離面對角線的一半，為，A正確；B．由圖可知，的配位數(shù)為6，B錯誤；C．該晶體中，個數(shù)為1，為，為，所以該晶體的密度為，C錯誤；D．B點的原子坐標參數(shù)為，C點的原子坐標參數(shù)為，D錯誤；故選A?！敬鸢浮緼【變式訓練1】（2023秋·河北唐山·高三統(tǒng)考期末）來?；锪⒎骄О鐖D所示，以原子1為原點的坐標系中Ca的坐標參數(shù)為(，，)。下列說法正確的是A．K+的配位數(shù)為12B．原子2的坐標參數(shù)為(，1，)C．若以Ca為頂點建立晶胞，則F位于棱心位置D．若晶胞參數(shù)為apm，晶胞密度為【解析】A．由坐標參數(shù)可知Ca在晶胞體心，則K+在頂點，其周圍最近的F-均在面心有個，故K+的配位數(shù)為12，故A正確；B．來?；餅榱⒎骄О?，原子2與Ca的y、x相同，Ca的坐標參數(shù)為(，，)則晶胞的棱長為1，原子2在面心上則x軸坐標為1，原子2的坐標參數(shù)為(，，)，故B錯誤；C．晶胞中Ca2+位于體心，離子個數(shù)為1個，F(xiàn)-位于面心，離子個數(shù)為個，若以Ca為頂點建立晶胞，晶胞中Ca2+的離子個數(shù)為個，則F-位于棱心位置，離子個數(shù)為個，Ca2+與F-的個數(shù)比沒有變，所以若以Ca為頂點建立晶胞，則F位于棱心位置正確，故C正確；D．晶胞中K+的個數(shù)為個，晶胞的化學式為KCaF3，晶胞的質量，若晶胞參數(shù)為apm，體積，密度，故D錯誤；故選：AC。【答案】AC【變式訓練2】（2023秋·遼寧朝陽·高三校聯(lián)考期末）某金屬氟化物材料具有生物醫(yī)學功能，其晶胞結構如圖所示，已知圖中A處原子分數(shù)坐標為(0，0，0)。下列說法錯誤的是

A．該物質的化學式為B．的配位數(shù)為12C．與距離相等且最近的有6個D．B處原子分數(shù)坐標為()【解析】A．根據(jù)均攤法可知，每個晶胞中含有的個