第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（知識清單）高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修2）

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識導(dǎo)引知識清單一、物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識（一）物質(zhì)的聚集狀態(tài)1．物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外，還有晶態(tài)、非晶態(tài)和塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。2．物質(zhì)并不一定都由分子構(gòu)成，如氣態(tài)的等離子體、液態(tài)的離子液體、固態(tài)的氯化鈉、金剛石、石墨、二氧化硅、金屬等都無分子。（1）等離子體：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(zhì)。（2）離子液體：熔點不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。（3）液晶：介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動性、黏度、形變性等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等，表現(xiàn)出類似晶體的各向異性。（二）晶體與非晶體1．晶體與非晶體的本質(zhì)差異固體自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒有原子排列相對無序2．獲得晶體的途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。3．晶體與非晶體的比較晶體非晶體微觀結(jié)構(gòu)特征粒子周期性有序排列粒子排列相對無序性質(zhì)特征自范性有無熔點固定不固定各向異性有無鑒別方法間接方法看是否具有固定的熔點或根據(jù)某些物理性質(zhì)的各向異性科學(xué)方法對固體進行X射線衍射實驗舉例NaCl、I2、Na晶體等玻璃、橡膠等（三）晶胞1．概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。2．晶胞與晶體的關(guān)系常規(guī)的晶胞都是平行六面體，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。（1）“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙。（2）“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。（3）所有晶胞的形狀及內(nèi)部的原子種類、個數(shù)及幾何排列(包括取向)是完全相同的。3．晶胞中粒子數(shù)目的計算(以銅的晶胞為例)①位于頂角上的銅原子為8個晶胞共用。②位于面心上的銅原子為2個晶胞共用。③晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是4。4．均攤法確定晶胞中粒子的個數(shù)如晶胞中某個粒子為n個晶胞所共用，則該粒子有eq\f(1,n)屬于這個晶胞。(1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(2)六方晶胞中不同位置粒子對晶胞的貢獻5．求化學(xué)式根據(jù)均攤法計算出一個晶胞中所含微粒數(shù)目，求出晶胞所含微粒個數(shù)的最簡整數(shù)比，從而寫出晶體的化學(xué)式。（四）晶體結(jié)構(gòu)的測定測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀。當單一波長的X射線通過晶體時，會在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點或者明銳的衍射峰，而非晶體圖譜中沒有。1．關(guān)于晶體和非晶體的說法，正確的是()A．晶體在三維空間里呈周期性有序排列，因此在各個不同的方向上具有相同的物理性質(zhì)B．晶體在熔化過程中需要不斷地吸熱，溫度不斷地升高C．普通玻璃在各個不同的方向上力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)相同D．晶體和非晶體之間不可以相互轉(zhuǎn)化【答案】C2．下列有關(guān)晶體常識的敘述錯誤的是()A．水晶屬于晶體，有固定的熔點，而玻璃無固定的熔點，屬于非晶體B．當單一波長的X射線通過晶體時可以看到明顯的分立的斑點或者譜線C．晶體都具有自范性。自范性是晶體的本質(zhì)屬性D．晶體都具有規(guī)則的幾何外形，而非晶體都不具有規(guī)則的幾何外形【答案】D【解析】水晶的化學(xué)成分是二氧化硅，屬于晶體，而玻璃是混合物，屬于非晶體，A正確；當單一波長的X射線通過晶體時，可發(fā)生衍射，可以看到明顯的分立的斑點或者譜線，B正確；在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則和凸面體外形的性質(zhì)，即晶體的自范性，C正確；晶體具有規(guī)則的幾何外形，但非晶體也可能具有規(guī)則的幾何外形，如鉆石形狀的玻璃制品，D錯誤。3．下列有關(guān)晶體常識的敘述錯誤的是()A．水晶屬于晶體，有固定的熔點，而玻璃無固定的熔點，屬于非晶體B．當單一波長的X射線通過晶體時可以看到明顯的分立的斑點或者譜線C．晶體都具有自范性，自范性是晶體的本質(zhì)屬性D．晶體都具有規(guī)則的幾何外形，而非晶體都不具有規(guī)則的幾何外形【答案】D【解析】晶體具有規(guī)則的幾何外形，但非晶體也可能具有規(guī)則的幾何外形，如鉆石形狀的玻璃制品，D錯誤。4．下列關(guān)于晶體的說法正確的是()A．粉末狀的硝酸鉀固體沒有多面體外形，故為非晶體B．晶體呈現(xiàn)自范性的過程是非自發(fā)的過程C．瑪瑙和水晶皆為晶體，二者都是熔融二氧化硅快速凝固所形成的D．當晶體生長速率適當時才可得到規(guī)則的多面體外形【答案】D【解析】A項，有的固體粉末肉眼看不到晶體外形，放到光學(xué)顯微鏡下才可以看到整齊規(guī)則的晶體外形，粉末狀的KNO3為晶體，錯誤；C項，瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的，而水晶則是熱液緩慢冷卻形成的，錯誤。5．下列關(guān)于聚集狀態(tài)的敘述中，錯誤的是()A．物質(zhì)只有氣、液、固三種聚集狀態(tài)B．氣態(tài)是高度無序的體系存在狀態(tài)C．固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合的較緊湊，相對運動較弱D．液態(tài)物質(zhì)的微粒間距離和作用力的強弱介于固、氣兩態(tài)之間，表現(xiàn)出明顯的流動性【答案】A【解析】物質(zhì)的聚集狀態(tài)，除了氣、液、固三態(tài)外，還有非晶體、液晶、納米材料和等離子體等聚集狀態(tài)，A錯誤；物質(zhì)處于氣態(tài)時，分子間距離大，分子運動速度快，體系處于高度無序狀態(tài)，B正確；據(jù)物質(zhì)固態(tài)時微粒間距離較小可判斷，固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合的較緊湊，相對運動較弱，C正確；對液態(tài)物質(zhì)而言，分子相距比較近，分子間作用力也較強，表現(xiàn)出明顯的流動性，D正確。6．已知CsCl晶體的密度為ρg/cm3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，相鄰的兩個Cs＋的核間距為acm，如圖所示，則CsCl的相對分子質(zhì)量可以表示為()A．NAa3ρ B．eq\f(NAa3ρ,6)C．eq\f(NAa3ρ,4) D．eq\f(NAa3ρ,8)【答案】A【解析】由題圖可知，相鄰的兩個Cs＋的核間距為acm，即晶胞棱長為acm，體積為a3cm3，頂點在空間被8個晶胞共用，體心為1個晶胞擁有，可知含1個氯離子，Cs＋個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，則由ρV＝eq\f(N·M,NA)可知，M＝eq\f(ρVNA,1)＝NAa3ρ(g/mol)，摩爾質(zhì)量在以g/mol為單位時在數(shù)值上等于其相對分子質(zhì)量，所以其相對分子質(zhì)量是NAa3ρ。7．CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)(如圖所示)與NaCl晶體的相似，但因為CaC2晶體中含有的啞鈴形Ceq\o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一個方向拉長。下列關(guān)于CaC2晶體的說法中正確的是()A．1個Ca2＋周圍距離最近且等距離的Ceq\o\al(2－,2)數(shù)目為4B．該晶體中的陰離子和O2所含電子數(shù)相同C．6．4gCaC2晶體中含陰離子0．2molD．與每個Ca2＋距離相等且最近的Ca2＋共有12個【答案】A【解析】晶胞沿一個方向拉長，再由題圖中體心可知，1個Ca2＋周圍距離最近的Ceq\o\al(2－,2)有4個，A正確；Ceq\o\al(2－,2)含電子數(shù)為2×6＋2＝14，O2的電子數(shù)為16，二者電子數(shù)不同，B錯誤；6．4gCaC2的物質(zhì)的量為0．1mol，CaC2晶體中含有的陰離子為Ceq\o\al(2－,2)，則含陰離子的物質(zhì)的量為0．1mol，C錯誤；晶胞沿一個方向拉長，與每個Ca2＋距離相等且最近的Ca2＋應(yīng)為4個，D錯誤。8．高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為－2價。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞，則下列說法中正確的是()A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2B．每個晶胞中含有8個K＋和4個Oeq\o\al(－,2)C．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有8個D．晶體中0價氧原子和－2價氧原子個數(shù)比為1∶3【答案】A【解析】由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知，有8個K＋位于晶胞頂角，6個K＋位于晶胞面心，則晶胞中含有K＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Oeq\o\al(－,2)有12個位于棱上，1個處于體心，則晶胞中含有Oeq\o\al(－,2)的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4；超氧化鉀的化學(xué)式為KO2；晶體中與每個K＋距離最近的K＋有12個；設(shè)晶體中0價氧原子和－2價氧原子的個數(shù)分別為x、y，則有x＋y＝8，x×0＋y×(－2)＝－4，得x∶y＝3∶1。9．科學(xué)家合成了富集11B的非碳導(dǎo)熱材料立方氮化硼晶體，晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是()A．11BN和10BN的性質(zhì)無差異B．該晶體中含有σ鍵和π鍵C．該晶胞中含有14個B原子，4個N原子D．N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為12【答案】D【解析】11B和10B互為同位素，11BN和10BN的性質(zhì)相似，但不是完全相同，A錯誤；該晶體中只含有σ鍵，B錯誤；該晶胞中B位于頂點和面心，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N位于體內(nèi)，個數(shù)為4，C錯誤。10．熱敏電阻的主要成分——鋇鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱長為acm。頂點位置被Ti4＋所占據(jù)，體心位置被Ba2＋所占據(jù)，所有棱心位置被O2－所占據(jù)。(1)寫出該晶體的化學(xué)式：____________。(2)若將Ti4＋置于晶胞的體心，Ba2＋置于晶胞頂點，則O2－處于立方體的________位置。(3)在該物質(zhì)的晶體中，每個Ti4＋周圍距離相等且最近的Ti4＋有________個；若將它們連接起來，形成的空間結(jié)構(gòu)為________。(4)若晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則a＝________?！敬鸢浮?1)BaTiO3(2)面心(3)6正八面體(4)eq\r(3,\f(233,NAρ))【解析】(1)在該晶胞中Ba2＋、Ti4＋和O2－的離子個數(shù)比為1∶(8×eq\f(1,8))∶(12×eq\f(1,4))＝1∶1∶3，則該晶體的化學(xué)式為BaTiO3。分子晶體和共價晶體（一）分子晶體1．典型的分子晶體及其類別物質(zhì)種類實例所有非金屬氫化物H2O、NH3、CH4等部分非金屬單質(zhì)鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、碳60(C60)等部分非金屬氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等幾乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)有機物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等2．分子晶體的堆積方式分子密堆積分子非密堆積空間特點通常每個分子周圍有12個緊鄰的分子(見圖Ⅰ)每個分子周圍緊鄰的分子小于12個，空間利用率不高(見圖Ⅱ)舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．兩種典型分子晶體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)晶胞結(jié)構(gòu)特點干冰a．相鄰分子間只存在范德華力b．每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子c．每個CO2分子周圍等距離且緊鄰的CO2分子有12個冰a．水分子之間的作用力有范德華力和氫鍵，但主要作用力是氫鍵b．由于氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰的水分子相互吸引4．分子晶體的物理性質(zhì)(1)分子晶體不導(dǎo)電。分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不導(dǎo)電。有些分子晶體的水溶液能導(dǎo)電，如HI、乙酸等。(2)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。(3)分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度。分子晶體熔化時破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低，具體熔、沸點高低比較如下：①組成和結(jié)構(gòu)相似、不含氫鍵的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔、沸點越高。如：I2>Br2>Cl2>F2，HI>HBr>HCl。②組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，熔、沸點越高。如：CO>N2。③分子間氫鍵會導(dǎo)致熔、沸點反常升高。如：H2O>H2Te>H2Se>H2S。④對于有機物來講，分子式相同，支鏈越多，熔、沸點越低。如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>>。⑤烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子里碳原子數(shù)的增加，熔、沸點升高。如：C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。（二）分子晶體的判斷方法以及熔沸點的判斷方法1．分子晶體的判斷方法（1）依據(jù)物質(zhì)的類別判斷:部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物的晶體都是分子晶體。（2）依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷：組成分子晶體的粒子是分子，粒子間作用是分子間作用力。（3）依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷：分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導(dǎo)電。2．分子晶體熔沸點的判斷方法（1）若不含有氫鍵:①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，不含氫鍵的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點越高；②相對分子質(zhì)量相等或相近，極性分子的范德華力大，熔沸點高（2）若含有氫鍵:①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，含有分子間氫鍵的分子晶體的熔沸點高于不含有分子間氫鍵的分子晶體。②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，含有分子間氫鍵的分子晶體的熔沸點高于含有分子內(nèi)氫鍵的分子晶體。（三）共價晶體1．定義：相鄰原子間以共價鍵結(jié)合形成共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體，不存在單個的小分子。2．3．其他常見的共價晶體(1)某些單質(zhì)，如硼、硅、鍺和灰錫等。(2)某些非金屬化合物，如碳化硅(SiC)(俗稱金剛砂)、氮化硼(BN)等。（四）共價晶體的物理性質(zhì)以及典型例子1．共價晶體的物理特性及熔點比較(1)共價晶體的物理性質(zhì)①一般熔點都很高、硬度都很大。②一般不導(dǎo)電，但晶體硅是半導(dǎo)體。③難溶于常見的溶劑。（2）共價晶體熔點比較對結(jié)構(gòu)相似的共價晶體來說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。如金剛石、碳化硅、晶體硅的物理性質(zhì)見下表：晶體鍵能/(kJ·mol－1)熔點/℃硬度金剛石(C—C)347335010碳化硅(C—Si)30126009晶體硅(Si—Si)22614157由于金剛石、碳化硅、晶體硅的結(jié)構(gòu)相似，C原子半徑小于Si原子半徑，鍵能：C—C鍵>C—Si鍵>Si—Si鍵，所以三者的熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。2．典型共價晶體的結(jié)構(gòu)模型物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點金剛石a．在晶體中每個碳原子以4個共價單鍵對稱地與相鄰的4個碳原子相結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)b．晶體中C—C—C夾角為109°28′，碳原子采取sp3雜化c．最小環(huán)上有6個碳原子且六個碳原子不在同一平面內(nèi)d．晶體中C原子個數(shù)與C—C鍵個數(shù)之比為1∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,2)))＝1∶2二氧化硅a．每個Si與4個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)b．每個正四面體占有1個Si，4個“eq\f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2c．最小環(huán)上有12個原子，即6個O，6個Si注意：(1)二氧化硅晶體中，沒有獨立存在的SiO2分子，所以SiO2僅是代表二氧化硅晶體的元素組成的化學(xué)式，而不是二氧化硅晶體的分子式。(2)金剛石、晶體硅、碳化硅、二氧化硅等共價晶體中的成鍵數(shù)目：①金剛石(或晶體硅)中，1molC(或Si)形成2molC—C(或Si—Si)鍵；②碳化硅晶體中，1mol碳或1mol硅均形成4molC—Si鍵；③SiO2晶體中，1molSiO2晶體中有4molSi—O鍵。1．分子晶體具有某些特征的本質(zhì)原因是()A．組成晶體的基本微粒是分子B．熔融時不導(dǎo)電C．晶體內(nèi)微粒間以分子間作用力相結(jié)合D．熔點一般比較低【答案】C2．HF分子晶體、NH3分子晶體與冰的結(jié)構(gòu)極為相似，在HF分子晶體中，與F原子距離最近的HF分子有幾個()A．3B．4C．5D．12【答案】B【解析】根據(jù)HF分子晶體與冰結(jié)構(gòu)相似可知，每個HF分子周圍有4個HF分子與之最近，構(gòu)成四面體，故B項正確。3．正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵相連(如下圖)。下列有關(guān)說法正確的是()A．正硼酸晶體屬于原子晶體B．H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)C．分子中硼原子符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．含1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵【答案】D【解析】A項，正硼酸屬于分子晶體；B項，H3BO3分子穩(wěn)定性與分子內(nèi)部的共價鍵有關(guān)，與分子間的氫鍵無關(guān)；C項，分子中的硼原子不符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；D項，中的3個氫均形成氫鍵。4．如圖為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸，請問該冰中的每個水分子有幾個氫鍵()A．2B．4C．8D．12【答案】A【解析】每個水分子與四個方向的4個水分子形成氫鍵，每個氫鍵為2個水分子共用，故其氫鍵個數(shù)為4×125．SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4類似，對其做出如下推測，其中不正確的是()A．SiCl4晶體是分子晶體B．常溫常壓下SiCl4是液體C．SiCl4分子是由極性鍵形成的極性分子D．SiCl4中Si原子采取sp3雜化【答案】C【解析】CCl4分子是由極性鍵形成的非極性分子，則SiCl4分子也是由極性鍵形成的非極性分子，C錯誤。6．自從第一次合成稀有氣體元素的化合物XePtF6以來，人們又相繼發(fā)現(xiàn)了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。如圖甲為XeF4的結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙為XeF2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．XeF4是非極性分子B．XeF2晶體屬于分子晶體C．一個XeF2晶胞中實際擁有2個XeF2D．若XeF2晶胞被拉伸為立方體，則XeF2晶體中距離最近的兩個XeF2之間的距離為eq\f(\r(2)a,2)(a為晶胞邊長)【答案】D【解析】根據(jù)XeF2的晶胞結(jié)構(gòu)可知，立方體體心的XeF2與每個頂角的XeF2之間的距離最近且相等，該距離為體對角線長度的一半，即為3a27．已知干冰的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中距離最近的兩個CO2分子間的距離為apm。下列說法正確的是()A．晶胞中每個CO2分子周圍有8個緊鄰的CO2分子B．晶胞的體積為2eq\r(2)a3×10－30cm3C．一個晶胞中平均含6個CO2分子D．CO2分子的空間結(jié)構(gòu)是直線形，中心C原子采用sp3雜化【答案】B【解析】晶胞中每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子數(shù)為3×8÷2＝12，A錯誤；該晶胞中距離最近的兩個CO2分子間的距離為apm，即晶胞同一平面上頂角和面心上的兩個二氧化碳分子之間的距離為apm，則晶胞棱長為apm＝a×10－10cm，晶胞體積為(a×10－10cm)3＝2a3×10－30cm3，B正確；該晶胞中二氧化碳分子的個數(shù)為8×18＋6×18．下列物質(zhì)屬于共價晶體的是()①干冰②SiO2③晶體硅④白磷⑤氨基乙酸⑥固態(tài)HeA．①③④⑤⑥ B．②③④⑥C．②③ D．①②⑤⑥【答案】C【解析】干冰、白磷、氨基乙酸和固態(tài)He屬于分子晶體，SiO2和晶體硅屬于共價晶體。9．下列關(guān)于共價晶體和分子晶體的說法不正確的是()A．共價晶體硬度通常比分子晶體大B．共價晶體的熔點較高C．分子晶體中有的水溶液能導(dǎo)電D．金剛石、水晶和干冰都屬于共價晶體【答案】D【解析】由于共價晶體中粒子間以共價鍵結(jié)合，而分子晶體中分子間以分子間作用力結(jié)合，故共價晶體比分子晶體的熔點高，硬度大，A、B正確。有些分子晶體溶于水后能電離出自由移動的離子而導(dǎo)電，如H2SO4、HCl，C正確。干冰(固態(tài)CO2)是分子晶體，D錯誤。10．為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．1mol被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移個電子B．標準狀況下，11．2LH2O含有的共價鍵總數(shù)為C．常溫下，將0．5molFe投入濃硫酸中，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為D．2mol中含個分子【答案】A【解析】A．用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，lmolFe3O4被CO還原成Fe，得關(guān)系式Fe3O4(FeO·Fe2O3)~3Fe，F(xiàn)e元素從+2、+3價均變?yōu)?價，共降低8價，根據(jù)得失電子守恒可知，轉(zhuǎn)移8mol電子，A正確；B．標準狀況下，H2O不是氣體，無法計算11．2LH2O的物質(zhì)的量，無法判斷共價鍵總數(shù)，B錯誤；C．常溫下鐵遇濃硫酸鈍化，反應(yīng)不能持續(xù)進行，無法判斷反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，C錯誤；D．SiO2是由Si原子和O原子構(gòu)成的共價晶體，沒有SiO2分子，D錯誤；故選A。11．下列晶體性質(zhì)的比較中錯誤的是()A．熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅B．沸點：NH3>PH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔點：SiI4>SiBr4>SiCl4【答案】C【解析】A項，三種物質(zhì)都是共價晶體，因為C的原子半徑小于Si的，所以鍵長：C—C鍵<C—Si鍵<Si—Si鍵，鍵能：C—C鍵>C—Si鍵>Si—Si鍵，鍵能越大，共價晶體的熔點越高，正確；B項，NH3和PH3都是分子晶體，但NH3分子間存在氫鍵，故NH3的沸點較高，正確；C項，二氧化硅是共價晶體，硬度較大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，錯誤；D項，鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間不存在氫鍵，故相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔點越高，正確。12．下列說法正確的是(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)()A．在含2molSi—O鍵的二氧化硅晶體中，氧原子的數(shù)目為4NAB．30g二氧化硅晶體中含有0．5NA個二氧化硅分子C．金剛石的熔點高與C—C鍵的鍵能有關(guān)D．晶體硅、晶體氖均是由相應(yīng)原子直接構(gòu)成的共價晶體【答案】C【解析】1molSiO2中含有4molSi—O鍵，所以在含2molSi—O鍵的二氧化硅晶體中，氧原子的數(shù)目為NA，A錯誤；二氧化硅晶體屬于共價晶體，所以二氧化硅晶體中沒有分子，B錯誤；晶體硅屬于共價晶體，晶體氖是分子晶體，D錯誤。13．將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NH2)4。將該化合物在無氧條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，氮化硅是一種新型耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。下列推斷可能正確的是()A．SiCl4、Si3N4的晶體類型相同B．Si3N4晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．C3N4的熔點比Si3N4的低D．SiCl4晶體在熔化過程中化學(xué)鍵斷裂【答案】B【解析】SiCl4是分子晶體，在熔化過程中克服的是分子間作用力，化學(xué)鍵不斷裂。Si3N4是共價晶體，其晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)C、Si的原子半徑推知C—N鍵的鍵能比Si—N鍵的鍵能大，故C3N4的熔點比Si3N4的高。14．中外科學(xué)家團隊共同合成了T-碳。T-碳是將金剛石中的每個碳原子用一個由4個碳原子形成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代形成的碳的一種新型三維立方晶體，結(jié)構(gòu)如圖1所示。下列說法錯誤的是()A．每個T-碳晶胞中含32個碳原子B．T-碳結(jié)構(gòu)中的最小夾角為109°28′C．T-碳屬于共價晶體D．如圖2是T-碳晶胞的俯視圖【答案】B【解析】一個金剛石晶胞中，含有C原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，將每個C原子換成形成正四面體結(jié)構(gòu)的4個C原子，則T-碳晶胞中含有碳原子的數(shù)目為8×4＝32，A正確；4個碳原子形成的正四面體結(jié)構(gòu)單元中，兩個碳碳鍵之間的夾角為60°，B錯誤；C原子間以共價鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故T-碳屬于共價晶體，C正確；由T-碳晶胞結(jié)構(gòu)可知，其俯視圖正確，D正確。15．(1)金剛砂(SiC)的硬度為9．5，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，則金剛砂晶體類型為________；在SiC中，每個C原子周圍最近的C原子數(shù)目為________；若晶胞的邊長為apm，則金剛砂的密度表達式為______________。(2)硅的某種單質(zhì)的晶胞如圖乙所示。GaN晶體與該硅晶體相似。則GaN晶體中，每個Ga原子與________個N原子相連，與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為______________。若該硅晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中最近的兩個硅原子之間的距離為________cm(用代數(shù)式表示即可)?！敬鸢浮?1)共價晶體12eq\f(4×40g·mol－1,（a×10－10cm）3×6.02×1023mol－1)(2)4正四面體eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(224,ρNA))【解析】(1)金剛砂(SiC)的硬度為9．5，硬度大，屬于共價晶體；每個碳原子周圍最近的碳原子數(shù)目為3×8×eq\f(1,2)＝12；該晶胞中C原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Si原子個數(shù)為4，晶胞邊長為a×10－10cm，體積V＝(a×10－10cm)3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×40g·mol－1,（a×10－10cm）3×6.02×1023mol－1)。(2)在晶體Si的晶胞中含有Si原子的數(shù)目是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，則V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(\f(28×8,NA),ρ)cm3＝eq\f(224,ρNA)cm3，晶胞的邊長a＝eq\r(3,V)＝eq\r(3,\f(224,ρNA))cm，在晶胞中兩個最近的Si原子之間的距離為晶胞體對角線長的eq\f(1,4)，即eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(224,ρNA))cm三、金屬晶體與離子晶體（一）金屬晶體1．金屬鍵(1)概念：金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的相互作用稱為金屬鍵。(2)本質(zhì)：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，從而把所有的金屬原子維系在一起，形成一種“巨分子”。(3)描述金屬鍵本質(zhì)的最簡單理論是“電子氣理論”。2．金屬晶體(1)通過金屬陽離子與自由電子之間的較強作用形成的晶體，叫做金屬晶體，包括純金屬和合金。(2)用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)3．金屬晶體熔、沸點的比較金屬晶體熔點變化差別較大。如汞在常溫下是液體，熔點很低(－38．9℃)，而鐵(1535℃)等金屬熔點很高。這是由于金屬陽離子與自由電子的靜電作用(金屬鍵)不同而造成的差別。金屬晶體的熔、沸點高低和金屬鍵的強弱有關(guān)。金屬原子價電子數(shù)越多，離子半徑越小，金屬離子與自由電子的作用力就越強，晶體的熔、沸點就越高，反之越低。例如：元素周期表中堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從上到下逐漸降低——價電子數(shù)相同，離子半徑逐漸增大。（二）離子晶體1．離子晶體(1)定義：由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體。(2)微粒間的作用力：離子鍵。(3)離子晶體的性質(zhì)熔、沸點熔、沸點較高，難揮發(fā)硬度硬度較大，難以壓縮導(dǎo)電性固體不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下或水溶液中能導(dǎo)電2．離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(1)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵，由于離子鍵沒有方向性和飽和性，故離子晶體一般采取密堆積方式。(2)離子晶體中存在的微粒是陽離子和陰離子，離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，而不是表示其分子組成。(3)離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷越多，離子鍵越強。3．離子晶體的性質(zhì)性質(zhì)原因熔、沸點離子晶體有較高的熔、沸點和難揮發(fā)性。離子晶體中有較強的離子鍵，熔化或汽化時需消耗較多的能量。同種類型的離子晶體，離子半徑越小，離子鍵越強，熔、沸點越高硬度硬而脆。離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。但當晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎導(dǎo)電性離子晶體中，陰、陽離子不能自由移動，離子晶體不導(dǎo)電。熔融狀態(tài)或溶于水時，解離成自由移動的離子而導(dǎo)電溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑(如水)中，難溶于非極性溶劑(如汽油、苯、CCl4)中延展性無延展性4．常見離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)(1)NaCl型如圖所示，每個Na＋周圍距離最近的Cl－是6個(上、下、左、右、前、后各1個，即配位數(shù)是6)，構(gòu)成正八面體；每個Cl－周圍距離最近的Na＋也是6個(即配位數(shù)是6)，構(gòu)成正八面體。由此可推知該晶體的化學(xué)式為NaCl。每個Na＋周圍距離最近的Na＋是12個(上層4個，同層4個，下層4個)，每個Cl－周圍距離最近的Cl－也是12個。每個晶胞中實際擁有的Na＋數(shù)是4，Cl－數(shù)是4。由此也可推知該晶體的化學(xué)式為NaCl。(2)CsCl型如圖所示，每個Cs＋周圍距離最近的Cl－是8個(即配位數(shù)是8)，構(gòu)成正六面體；每個Cl－周圍距離最近的Cs＋也是8個(即配位數(shù)是8)，構(gòu)成正六面體。由此可推知該晶體的化學(xué)式為CsCl。每個Cs＋周圍距離最近的Cs＋是6個(上、下、左、右、前、后各1個)，構(gòu)成正八面體；每個Cl－周圍距離最近的Cl－也是6個，構(gòu)成正八面體。每個晶胞中實際擁有的Cs＋數(shù)是1，Cl－數(shù)是1。由此也可推知該晶體的化學(xué)式為CsCl。(3)CaF2型如圖所示，每個Ca2＋周圍距離最近的F－是8個(即配位數(shù)是8)，構(gòu)成正六面體；每個F－周圍距離最近的Ca2＋是4個(即配位數(shù)是4)，構(gòu)成正四面體。由此可推知該晶體的化學(xué)式為CaF2。每個Ca2＋周圍距離最近的Ca2＋是12個(上層4個，同層4個，下層4個)；每個F－周圍距離最近的F－是6個(上、下、左、右、前、后各1個)。每個晶胞中實際擁有的Ca2＋數(shù)是4，F(xiàn)－數(shù)是8。由此也可推知該晶體的化學(xué)式為CaF2。（三）過渡晶體與混合型晶體1．過渡晶體典型晶體包括分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體。事實上，純粹的典型晶體是不多的，大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體，當某晶體中的離子鍵成分大于共價鍵成分時，通常當作離子晶體來處理，當離子鍵成分小于共價鍵成分時，通常當作共價晶體來處理，當離子鍵成分接近于共價鍵成分時我們稱之為過渡晶體；四類晶體都有過渡型。2．混合型晶體——石墨石墨晶體中，既有共價鍵，又有類似金屬鍵的作用力，還有范德華力，屬于混合型晶體。石墨的結(jié)構(gòu)特點及晶體類型3．石墨晶體的結(jié)構(gòu)石墨晶體具有層狀結(jié)構(gòu)(如圖所示)，每個碳原子用sp2雜化軌道與鄰近的3個碳原子以共價鍵相結(jié)合，形成無限的六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；每個碳原子還有1個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2p軌道，并含有1個未成對電子，因此能夠形成遍及整個平面的大π鍵。正是由于電子可以在整個六邊形網(wǎng)狀平面上運動，因此石墨的大π鍵具有金屬鍵的性質(zhì)，這就是石墨沿層的平行方向?qū)щ娦詮姷脑?。這些網(wǎng)絡(luò)狀的平面結(jié)構(gòu)以范德華力結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu)，這樣，石墨晶體中既有共價鍵，又有范德華力，同時還有類似金屬鍵的作用力。因此石墨晶體是一種混合型晶體。在石墨晶體中，每個碳原子參與了3個C—C鍵的形成，每個C—C鍵被2個碳原子共用，每個碳原子被3個正六邊形共用，故每個正六邊形平均占有的碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2，碳原子個數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為1∶(3×eq\f(1,2))＝2∶3。4．石墨晶體獨特的性質(zhì)(1)導(dǎo)電性：石墨有導(dǎo)電性，而且由于相鄰碳原子平面相隔較遠，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面，所以石墨的導(dǎo)電性只能沿著石墨平面的方向。(2)潤滑性：石墨晶體層與層之間存在范德華力，結(jié)合力弱，層與層之間可發(fā)生相對滑動，使之具有潤滑性?？捎米鳚櫥瑒?、鉛筆筆芯等。(3)石墨的熔、沸點很高，石墨的熔點比金剛石還高。1．下列有關(guān)金屬元素特征的敘述正確的是()A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B．一般情況下，金屬元素在化合物中顯正價C．金屬元素在不同的化合物中的化合價均不同D．金屬元素的單質(zhì)在常溫常壓下均為金屬晶體【答案】B【解析】A項，對于變價金屬，較低價態(tài)的金屬離子既有氧化性，又有還原性，如Fe2＋；C項，有的金屬元素只有一種正化合價，如Mg；D項，金屬汞在常溫常壓下為液體。2．有關(guān)離子晶體的下列說法不正確的是()A．離子晶體在熔融狀態(tài)時都能導(dǎo)電B．離子晶體具有較高的熔、沸點，較大的硬度C．離子晶體中陰、陽離子個數(shù)比為1∶1D．氯化鈉溶于水時離子鍵被破壞【答案】C3．銀是導(dǎo)電性最好的金屬材料，銀能導(dǎo)電的原因是()A．金屬銀晶體中銀離子與自由電子間的相互作用力較大B．銀晶體中的自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動C．銀晶體中的銀離子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動D．銀晶體在外加電場作用下可失去電子【答案】B【解析】組成金屬晶體的微粒為金屬離子和自由電子，在外加電場的作用下自由電子可發(fā)生定向移動，故金屬能導(dǎo)電，B正確。4．下列關(guān)于金屬鍵或金屬的性質(zhì)說法正確的是()①金屬的導(dǎo)電性是由金屬陽離子和自由電子的定向移動實現(xiàn)的②金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用③第三周期金屬元素Na、Mg、Al的沸點依次升高④金屬鍵沒有方向性和飽和性，金屬中的電子在整個三維空間運動，屬于整個金屬A．①② B．②③C．③④ D．①④【答案】C5．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列關(guān)于CaF2的表述正確的是()A．CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電B．F－的半徑小于Cl－，則CaF2的熔點低于CaCl2C．陰、陽離子數(shù)目之比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體結(jié)構(gòu)相同D．Ca2＋與F－間只存在靜電吸引【答案】A【解析】F－的半徑小于Cl－，則CaF2的離子鍵強度大于CaCl2，CaF2的熔點高于CaCl2，故B錯誤；陰、陽離子數(shù)目之比為2∶1的物質(zhì)與CaF2晶體結(jié)構(gòu)可能相同，也可能不同，故C錯誤；Ca2＋與F－間既存在靜電吸引，又存在電子與電子、原子核與原子核之間的同性電荷產(chǎn)生的排斥力，故D錯誤。6．下列敘述正確的是()A．金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷，這是由于金屬原子之間有較強的作用B．通常情況下，金屬里的自由電子會發(fā)生定向移動而形成電流C．金屬導(dǎo)熱是借助自由電子的運動，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D．金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而減弱【答案】D【解析】金屬受外力作用時常常發(fā)生變形而不易折斷，這是因為金屬晶體中各原子層會發(fā)生相對滑動，故A錯誤；金屬里的自由電子在外加電場作用下才能發(fā)生定向移動而形成電流，故B錯誤；金屬導(dǎo)熱是自由電子在熱的作用下與金屬原子碰撞將能量進行傳遞，故C錯誤。7．下列氧化物中所含離子鍵成分的百分數(shù)最小的是()A．N2O3 B．P2O3【答案】A8．某化學(xué)興趣小組，在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4PCl5熔點/℃801712190－68148沸點/757160根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，下列說法正確的是()A．NaCl、MgCl2、AlCl3均為離子晶體B．AlCl3、SiCl4、PCl5均為分子晶體C．MgCl2的化學(xué)鍵離子成分低于SiCl4D．加熱AlCl3晶體發(fā)生熔化時破壞的作用力為共價鍵【答案】B9．石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。其結(jié)構(gòu)如圖：下列有關(guān)說法正確的是()A．石墨烯中碳原子的雜化方式為sp3雜化B．石墨烯中平均每個六元碳環(huán)含有3個碳原子C．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵D．石墨烯具有導(dǎo)電性【答案】D【解析】石墨烯是平面結(jié)構(gòu)，碳原子的雜化方式為sp2雜化，故A錯誤；石墨烯中平均每個六元碳環(huán)含有2個碳原子，故B錯誤；從石墨中剝離石墨烯需要破壞分子間作用力，不破壞化學(xué)鍵，故C錯誤。10．氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑；立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于這兩種晶體的說法正確的是()A．六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電B．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大C．兩種晶體均為分子晶體D．六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形【答案】D11．下表給出幾種氯化物的熔點和沸點：NaClAlCl3SiCl4熔點/℃801190－70沸點/℃141318057．57有關(guān)表中所列三種氯化物的性質(zhì)，以下敘述正確的是()①氯化鋁在加熱時能升華②四氯化硅在晶態(tài)時屬于分子晶體③氯化鈉晶體中粒子之間以范德華力結(jié)合④氯化鋁晶體屬于離子晶體A．②③ B．③④C．①② D．①②③④【答案】C【解析】由表格中的數(shù)據(jù)可知，AlCl3的沸點低于熔點，加熱時能升華，故①正確；SiCl4的熔、沸點較低，在晶態(tài)時屬于分子晶體，故②正確；NaCl的熔、沸點較高，屬于離子晶體，粒子之間以離子鍵結(jié)合，故③錯誤；AlCl3的熔、沸點都較低，屬于分子晶體，故④錯誤。12．石墨烯是只由一層碳原子所構(gòu)成的平面薄膜，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵B．石墨烯與石墨都是碳的同素異形體C．石墨烯中所有碳原子可以處于同一個平面【答案】A13．黑磷晶體是一種比石墨烯更優(yōu)秀的新型導(dǎo)電材料，其晶體結(jié)構(gòu)是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。下列有關(guān)黑磷晶體的說法正確的是()A．黑磷晶體中層與層之間的作用力是氫鍵B．黑磷晶體中磷原子均采用sp2雜化C．黑磷與紅磷、白磷互為同素異形體D．黑磷晶體是分子晶體【答案】C【解析】黑磷晶體中層與層之間的作用力是范德華力，故A錯誤；黑磷晶體中磷原子雜化方式為sp3雜化，故B錯誤；黑磷晶體類似石墨，故是混合型晶體，故D錯誤。14．如圖所示分別為四種物質(zhì)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是()A．18g冰中含O—H鍵數(shù)目為2NAB．28g晶體硅中含有Si—Si鍵數(shù)目為2NAC．44g干冰中含有NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元D．石墨烯是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1．5NA【答案】C【解析】1個水分子中含有2個O—H鍵，18g冰的物質(zhì)的量為1mol，含O—H鍵數(shù)目為2NA，故A正確；28g晶體硅中含有1mol硅原子，1個硅原子與另外4個硅原子形成4個Si—Si鍵，每個Si—Si鍵被2個Si原子共用，則每個硅原子占有的共價鍵數(shù)目為eq\f(1,2)×4＝2，則1mol單質(zhì)硅含有2NA個Si—Si鍵，故B正確；1個干冰晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個二氧化碳分子，44g干冰中含有晶胞結(jié)構(gòu)單元個數(shù)為eq\f(NA,4)，故C錯誤；在石墨烯中，每個碳原子用sp2雜化軌道與鄰近的3個碳原子形成3個C—C鍵，每個C—C鍵被2個C原子共用，因此石墨烯中碳原子數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為2∶3，所以每個碳原子實際占有的化學(xué)鍵數(shù)目為1．5，12g石墨烯所含C—C鍵數(shù)目為1．5NA，故D正確。15．碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖所示，依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問題：(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)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為________、________。(3)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的________共價鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價鍵，還有________鍵?！敬鸢浮?1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合型(4)σσπ四、配合物與超分子（一）配合物1．配合物[Cu(H2O)4]2＋的名稱為四水合銅離子，呈藍色。在此離子中銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子提供孤電子對給予銅離子，銅離子接受水分子的孤電子對形成的，這類“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。配合物：通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。2．配位鍵的形成條件(1)成鍵原子一方能提供孤電子對。能提供孤電子對的分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。(2)成鍵原子另一方能提供空軌道。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子。(3)配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說，多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的，如Ag＋形成2個配位鍵，Cu2＋形成4個配位鍵等。3．配合物的組成配合物由中心原子或離子(提供空軌道)和配體(提供孤電子對)組成，分為內(nèi)界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4為例表示為①中心原子(或離子)：提供空軌道接受孤電子對。通常是過渡元素的原子或離子，如Cu2＋、Zn2＋、Fe等。②配體：提供孤電子對的分子或離子。配體可以是陰離子，如X－(鹵素離子)、OH－、SCN－等，也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。配位原子必須是含有孤電子對的原子，通常是第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子。③配位數(shù)：直接同中心原子(或離子)配位的原子數(shù)目叫中心原子(或離子)的配位數(shù)，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位數(shù)是6。注意：配合物內(nèi)界微粒很難電離(電離程度很小)，如[Co(NH3)5Cl]Cl2=[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，因此，[Co(NH3)5Cl]Cl2內(nèi)界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。4．配合物形成的實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象有關(guān)離子/化學(xué)方程式滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)難溶物，氨水過量后難溶物溶解，得到深藍色透明溶液，滴加乙醇后析出深藍色晶體Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋eq\a\vs4\al(2NHeq\o\al(＋,4))Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2溶液顏色變?yōu)榧t色，可鑒定溶液中存在Fe3＋Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3試管中首先出現(xiàn)白色沉淀，滴加氨水后沉淀溶解，溶液呈無色Ag＋＋Cl－=AgCl↓AgCl＋2NH3=[Ag(NH3)2]Cl5．配合物的形成對物質(zhì)性質(zhì)的影響①對溶解性的影響：一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以分別溶于含過量Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。難溶于水的金屬化合物還可溶于過量氨水中，如銀氨溶液的制備原理：Ag＋＋NH3·H2O=AgOH↓＋NHeq\o\al(＋,4)AgOH＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O②顏色的改變：當簡單離子形成配離子時，顏色常發(fā)生變化，根據(jù)顏色的變化可以判斷是否有配離子生成。如Fe3＋與SCN－在溶液中可生成配位數(shù)為1～6的配離子，形成的配離子的顏色是紅色的，反應(yīng)的離子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－=[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6)③穩(wěn)定性增強：配合物具有較強的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定。當配離子的中心原子相同時，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。如血紅素中的Fe2＋與CO分子形成的配位鍵比Fe2＋與O2分子形成的配位鍵強，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，使血紅蛋白失去輸送O2的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。6．配合物的應(yīng)用配合物廣泛存在于自然界中，在人和動物體內(nèi)起輸送O2作用的血紅素是Fe2＋的配合物；在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。（二）超分子1．超分子的定義及其結(jié)構(gòu)特點超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體，分子間的相互作用有人將其概括為非共價鍵，有人則將其限于分子間作用力。超分子這種分子聚集體，有的是有限的，有的是無限伸展的。2．超分子的特性超分子的重要特征是分子識別和自組裝。1．0．01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產(chǎn)生0．01molAgCl沉淀，此氯化鉻最可能是()A．[Cr(H2O)6]Cl3B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2OD．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O【答案】C【解析】0．01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產(chǎn)生0．01molAgCl沉淀，說明1mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)中有1mol氯離子在外界，其余在內(nèi)界，而正三價鉻為六配位，則此氯化鉻最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。2．向硫酸銅溶液中逐漸通入過量氨氣，然后加入適量乙醇，溶液中析出深藍色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O。關(guān)于該晶體下列說法中錯誤的是()A．加入乙醇的目的是降低溶劑的極性，促使[Cu(NH3)4]SO4·H2O析出B．該配合物晶體中，N是配位原子，NH3為三角錐形，配位數(shù)是4C．配離子內(nèi)N原子排列成為平面正方形，可見Cu2＋采取sp3雜化D．向該晶體的水溶液中加入濃BaCl2溶液有白色沉淀生成【答案】C【解析】配離子內(nèi)N原子形成平面正方形，Cu2＋不為sp3雜化，C錯誤。3．某物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖所示：下列有關(guān)該物質(zhì)的分析中正確的是()A．該物質(zhì)分子中不存在σ鍵B．該物質(zhì)的分子內(nèi)只存在共價鍵和配位鍵兩種作用力C．該物質(zhì)是一種配合物，其中Ni為中心原子D．該物質(zhì)的分子中C、N、O均存在孤電子對【答案】C【解析】A項，該物質(zhì)中碳原子之間、碳氫原子間、碳氮原子間等，均存在σ鍵；B項，該物質(zhì)中H、O間存在氫鍵，C與其他原子間存在共價鍵，Ni、N之間存在配位鍵，所以該物質(zhì)的分子內(nèi)存在氫鍵、共價鍵、配位鍵三種作用力；C項，Ni具有空軌道，接受孤電子對，是配合物的中心原子；D項，C最外層的4個電子全部參與成鍵，沒有孤電子對。4．關(guān)于化學(xué)式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列說法中正確的是()A．配體是Cl－和H2O，配位數(shù)是9B．中心離子是Ti4＋，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋C．內(nèi)界和外界中的Cl－的數(shù)目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀【答案】C【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配體是Cl－和H2O，配位數(shù)是