考點(diǎn)15-過(guò)渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較(解析版)

考點(diǎn)15過(guò)渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較【核心考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、過(guò)渡晶體與混合型晶體1．過(guò)渡晶體(1)四類典型晶體是分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體、離子晶體。(2)離子晶體和共價(jià)晶體的過(guò)渡標(biāo)準(zhǔn)是化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小，作為共價(jià)晶體處理。(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七種氧化物中從左到右，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越來(lái)越小，其中作為離子晶體處理的是Na2O、MgO；作為共價(jià)晶體處理的是Al2O3、SiO2；作為分子晶體處理的是P2O5、SO3、Cl2O7。2．混合型晶體——石墨(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——層狀結(jié)構(gòu)①同層內(nèi)，碳原子采用sp2雜化，以共價(jià)鍵相結(jié)合形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。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(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)。②層與層之間以范德華力相結(jié)合。(2)晶體類型石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵和范德華力，屬于混合型晶體。(3)物理性質(zhì)：①導(dǎo)電性，②導(dǎo)熱性，③潤(rùn)滑性。考點(diǎn)二、晶體類型的比較1．四種晶體的比較晶體分子晶體離子晶體金屬晶體共價(jià)晶體構(gòu)成微粒分子陰、陽(yáng)離子金屬離子、自由電子原子微粒間作用力范德華力(少數(shù)有氫鍵)離子鍵金屬鍵共價(jià)鍵性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較低較高一般較高很高硬度小略硬而脆一般較大很大溶解性相似相溶多數(shù)溶于水不溶，有些與水反應(yīng)不溶機(jī)械加工性能不良不良良好不良導(dǎo)電性固態(tài)、液態(tài)均不導(dǎo)電，部分溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融時(shí)導(dǎo)電，能溶于水的溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)、熔融態(tài)時(shí)導(dǎo)電大部分固態(tài)、熔融時(shí)都不導(dǎo)電作用力大小規(guī)律組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量大的范德華力大離子所帶電荷數(shù)多、半徑小的離子鍵強(qiáng)金屬原子的價(jià)電子數(shù)多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強(qiáng)共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)短(電子云重疊多)、原子半徑小的共價(jià)鍵穩(wěn)定2.晶體類型的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微觀粒子和粒子間的作用判斷分子間通過(guò)分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體；由原子通過(guò)共價(jià)鍵形成的晶體屬于共價(jià)晶體；由陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由金屬陽(yáng)離子和自由電子通過(guò)金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①活潑金屬的氧化物(如Na2O、MgO等)、強(qiáng)堿[如KOH、Ba(OH)2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(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。③常見的共價(jià)晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硼、晶體硅等；常見的共價(jià)晶體化合物有碳化硅、SiO2等。④金屬單質(zhì)(除汞外)與合金均屬于金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至幾千攝氏度；共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，常在一千至幾千攝氏度；分子晶體的熔點(diǎn)較低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有熔點(diǎn)相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體在水溶液中和熔融狀態(tài)下都導(dǎo)電；共價(jià)晶體一般為非導(dǎo)體，但晶體硅能導(dǎo)電；分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電；金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；共價(jià)晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性?！颈貍渲R(shí)基礎(chǔ)練】1．下列說(shuō)法不正確的是A．中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，則不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過(guò)渡晶體B．通常當(dāng)作離子晶體來(lái)處理，因?yàn)槭瞧螂x子晶體的過(guò)渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近C．是偏向離子晶體的過(guò)渡晶體，當(dāng)作離子晶體來(lái)處理；是偏向共價(jià)晶體的過(guò)渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來(lái)處理D．分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體都有過(guò)渡型【答案】C【詳解】A．中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，說(shuō)明還存在共價(jià)鍵，則不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過(guò)渡晶體，故A正確；B．離子鍵與共價(jià)鍵的區(qū)別在于形成化學(xué)鍵的兩元素電負(fù)性差值，差值大為離子鍵，差值小為共價(jià)鍵，通常當(dāng)作離子晶體來(lái)處理，因?yàn)槭瞧螂x子晶體的過(guò)渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近，故B正確；C．、均是偏向共價(jià)晶體的過(guò)渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來(lái)處理，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)微粒間存在的作用力分析，分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體都有過(guò)渡型，故D正確；故選C。2．下列說(shuō)法正確的是A．第三周期主族元素從左到右，最高價(jià)氧化物中離子鍵的百分?jǐn)?shù)逐漸增大B．大多數(shù)晶體都是過(guò)渡晶體C．過(guò)渡晶體是指某些物質(zhì)的晶體通過(guò)改變條件，轉(zhuǎn)化為另一種晶體D．是純粹的離子晶體，是純粹的共價(jià)晶體【答案】B【詳解】A．第三周期主族元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，與氧元素的電負(fù)性差值逐漸減小，則最高價(jià)氧化物中離子鍵的百分?jǐn)?shù)逐漸減小，A錯(cuò)誤；B．純粹的典型晶體不多，大多數(shù)晶體是四類典型晶體之間的過(guò)渡晶體，B正確；C．過(guò)渡晶體是介于離子晶體、共價(jià)晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過(guò)渡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D．、都不是純粹的典型晶體，而是離子晶體和共價(jià)晶體之間的過(guò)渡晶體，D錯(cuò)誤；故選B。3．（2021·黑龍江·綏化市第一中學(xué)高二期中）下列有關(guān)石墨晶體的說(shuō)法正確的是①石墨層內(nèi)作用力為共價(jià)鍵，層間靠范德華力維系②石墨是混合型晶體③石墨中的C為雜化④石墨的熔、沸點(diǎn)都比金剛石的低⑤石墨中碳原子個(gè)數(shù)和鍵個(gè)數(shù)之比為1：3⑥石墨和金剛石的硬度相同⑦石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向A．全部 B．①②③⑦ C．僅②③⑦ D．①②⑤⑦【答案】B【詳解】①石墨時(shí)混合型晶體，石墨層中碳原子靠共價(jià)鍵鏈接，層與層之間靠范德華力維系，①正確；②石墨是混合型晶體，②正確；③石墨中的碳原子與相鄰的三個(gè)碳原子以σ鍵結(jié)合，形成平面正六邊形結(jié)構(gòu)，碳原子的雜化類型為sp2雜化，③正確；④石墨中的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比金剛石中共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)短，具有的能量更多，所以石墨的熔點(diǎn)比金剛石的高，④錯(cuò)誤；⑤石墨中，一個(gè)碳原子上有3個(gè)單鍵，每個(gè)單鍵被2個(gè)碳原子共用，所以平均每個(gè)碳原子對(duì)應(yīng)1.5個(gè)單鍵，故石墨中碳原子個(gè)數(shù)和C?C鍵個(gè)數(shù)之比為2：3，⑤錯(cuò)誤；⑥石墨質(zhì)軟，金剛石的硬度大，⑥錯(cuò)誤；⑦石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向，⑦正確；綜上所述，正確的有①②③⑦，B項(xiàng)符合題意。4．（2021·天津河北·高二期末）下列說(shuō)法正確的是A．晶體一般都是透明的B．金剛石屬于混合型晶體C．區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)D．在[Cu(NH3)4]2+配離子中NH3與中心離子Cu2+結(jié)合的化學(xué)鍵是非極性鍵【答案】C【詳解】A．晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、分子、原子團(tuán))有規(guī)則地在三維空間呈周期性重復(fù)排列，組成一定形式的晶格，外形上表現(xiàn)為一定形狀的幾何多面體，與透不透明無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．金剛石屬于原子晶體，故B錯(cuò)誤；C．區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)，故C正確；D．在[Cu(NH3)4]2+配離子中NH3與中心離子Cu2+以配位鍵結(jié)合，配位鍵屬于極性共價(jià)鍵，故D錯(cuò)誤；故答案為C。5．（2022·四川資陽(yáng)·高二期末）下列說(shuō)法正確的是A．鐵元素位于元素周期表的ds區(qū)B．石墨能導(dǎo)電，是因?yàn)榫w中含有金屬鍵C．中σ鍵和π鍵的數(shù)目比為6：1D．所含元素中第一電離能最大的是O【答案】B【詳解】A．鐵是26號(hào)元素，價(jià)層電子排布式為3d64s2，鐵元素位于元素周期表的d區(qū)，故A錯(cuò)誤；B．石墨晶體中含有金屬鍵，因此石墨晶體能導(dǎo)電，故B正確；C．單鍵是σ鍵，雙鍵一根σ鍵，一根π鍵，因此中σ鍵和π鍵的數(shù)目比為7：1，故C錯(cuò)誤；D．同一周期的主族元素中，從左至右，元素的第一電離能呈“鋸齒狀”增大，其中IIA族和VA族的第一電離能高于相鄰的元素，故所含元素中第一電離能最大的是N，故D錯(cuò)誤；綜上所述，答案為B。6．(2021·徐州高二檢測(cè))石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列關(guān)于石墨與石墨烯的說(shuō)法中正確的是()A．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵B．石墨中的碳原子采取sp2雜化，每個(gè)sp2雜化軌道含eq\f(2,3)s軌道與eq\f(1,3)p軌道C．石墨屬于混合晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內(nèi)碳原子間存在共價(jià)鍵D．石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有3個(gè)碳原子【答案】C【詳解】石墨晶體中，層與層之間的作用力為分子間作用力，從石墨中剝離石墨烯需要破壞分子間作用力，故A錯(cuò)誤；石墨中的碳原子采取sp2雜化，每個(gè)sp2雜化軌道含eq\f(1,3)s軌道與eq\f(2,3)p軌道，故B錯(cuò)誤；石墨屬于混合晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內(nèi)碳原子間存在共價(jià)鍵，故C正確；每個(gè)C原子為3個(gè)環(huán)共有，則石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2，故D錯(cuò)誤。【關(guān)鍵能力提升練】8.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式:六方最密堆積、面心立方最密堆積和體心立方堆積,如圖甲、乙、丙分別代表這三種堆積方式的單元結(jié)構(gòu),則甲、乙、丙三種單元內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A.1∶2∶1 B.3∶2∶1C.9∶8∶4 D.21∶14∶9【答案】B【解析】由均攤思想可知,甲單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子的個(gè)數(shù)為3+2×1/2+12×1/6=6,乙單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子的個(gè)數(shù)為6×1/2+8×1/8=4,丙單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子的個(gè)數(shù)為1+8×1/8=2,則甲、乙、丙三種單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為3∶2∶1。9.石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示。在片層結(jié)構(gòu)中，碳原子數(shù)、C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為()A.1︰1︰1 B.2︰2︰3 C.1︰2︰3 D.2︰3︰1【答案】D【解析】在石墨的片層結(jié)構(gòu)中，以一個(gè)六元環(huán)為研究對(duì)象，由于一個(gè)碳原子被三個(gè)六元環(huán)共用，即屬于每個(gè)六元環(huán)的碳原子數(shù)為；一個(gè)C—C鍵被兩個(gè)六元環(huán)共用，即屬于每個(gè)六元環(huán)的C—C鍵的數(shù)目為，故碳原子數(shù)、C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為2︰3︰1。10.下列關(guān)于氯化銫晶體的敘述不正確的是()A.1mol氯化銫中有個(gè)CsCl分子B.氯化銫晶體中，每個(gè)周圍與它最近且等距離的有6個(gè)C.氯化銫晶體的硬度較大是由于和存在著較強(qiáng)的離子鍵D.每個(gè)晶胞中平均含有1個(gè)和1個(gè)【答案】A【解析】在氯化銫晶體中不存在CsCl分子，只存在和，化學(xué)式CsCl表示氯化銫晶體中和的個(gè)數(shù)比為1︰111.下表給出了幾種氯化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點(diǎn)/℃801708190-23沸點(diǎn)/℃1413141818077關(guān)于表中4種氯化物有下列說(shuō)法:(1)AlCl3在加熱時(shí)可升華(2)CCl4屬于分子晶體(3)MgCl2的晶體屬于離子晶體(4)AlCl3是典型的離子晶體其中正確的是()A.只有(1)和(2) B.只有(3)C.只有(1)(2)(3) D.全部一致【答案】C【解析】根據(jù)各物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)判斷,NaCl和MgCl2是離子晶體,AlCl3和CCl4為分子晶體;AlCl3的沸點(diǎn)低于熔點(diǎn),所以易升華。12.(2021·福州高二檢測(cè))元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問(wèn)題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為_____。(2)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。(3)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長(zhǎng)為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的________鍵(填“σ”或“π”，下同)，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________鍵，還有________鍵。(4)金剛石晶胞含有________個(gè)碳原子?！敬鸢浮?1)同素異形體(2)分子混合型(3)σσπ(4)8【解析】(1)由同種元素組成的不同單質(zhì)互稱同素異形體，金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，屬于同素異形體；(2)C60的構(gòu)成微粒是分子，屬于分子晶體；石墨的構(gòu)成微粒是原子，且層與層之間存在分子間作用力，所以石墨屬于混合型晶體；(3)共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中含有σ鍵和π鍵，金剛石中碳原子之間只存在σ鍵，石墨中碳原子之間存在σ鍵和π鍵；(4)晶胞中頂點(diǎn)微粒數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，面心微粒數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，體內(nèi)微粒數(shù)為4，共含有8個(gè)碳原子。13.如圖為一些晶體中的部分結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨中的某一種。(1)其中代表金剛石的是(填字母,下同),其中每個(gè)碳原子與個(gè)碳原子最近且距離相等,金剛石屬于晶體。

(2)其中代表石墨的是,其中每個(gè)六元環(huán)平均占有的碳原子數(shù)為。

(3)其中表示NaCl的是,NaCl晶體中每個(gè)Na+周圍與它最近且等距離的Na+有個(gè)。

(4)代表CsCl的是,它屬于晶體,每個(gè)Cs+與個(gè)Cl-緊鄰。

(5)代表干冰的是,它屬于晶體,每個(gè)CO2分子與個(gè)CO2分子緊鄰。

【答案】(1)D4共價(jià)(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子12【解析】根據(jù)不同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)分析各圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶胞是立方單元,每個(gè)Na+與6個(gè)Cl-緊鄰,每個(gè)Cl-又與6個(gè)Na+緊鄰,每個(gè)Na+周圍與其最近且等距離的Na+有12個(gè)。CsCl晶體由Cs+、Cl-構(gòu)成體心立方結(jié)構(gòu)。干冰也是立方體結(jié)構(gòu),在立方體每個(gè)頂點(diǎn)和面心都有1個(gè)CO2分子,所以每個(gè)CO2分子在三維空間里與其緊鄰的CO2分子有12個(gè)。金剛石中每個(gè)碳原子緊鄰4個(gè)其他碳原子。石墨的片層結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子緊鄰3個(gè)碳原子,即每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)是6×1/3=2?！緦W(xué)科素養(yǎng)拔高練】14.鈦(Ti)、釩(V)、鎳(Ni)、鑭(La)等在儲(chǔ)氫材料方面具有廣泛的用途。下圖Ⅰ、Ⅱ是一些晶體材料的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)寫出基態(tài)鎳原子的核外電子排布式:。

(2)鑭系合金是稀土系儲(chǔ)氫合金的典型代表。某合金儲(chǔ)氫后的晶胞如圖Ⅰ所示,該合金的化學(xué)式為,1mol鑭形成的該合金能儲(chǔ)存mol氫氣。

(3)嫦娥三號(hào)衛(wèi)星上的PTC元件(熱敏電阻)的主要成分——鋇鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示,該晶體經(jīng)X射線分析鑒定,重復(fù)單元為立方體,邊長(zhǎng)為