晶体化学练习
晶体化学练习题
7002有一AB 晶胞，其中A 和B 原子的分数坐标为A(0，0，0)，B(1/2，1/2，1/2)，属于：
------------------------------------ ( )
(A) 立方体心点阵
(B) 立方面心点阵
(C) 立方底心点阵
(D) 立方简单点阵
7115在一晶体中，原子B 以简单立方堆积，A 原子均匀地占据其一半的立方体空隙，请给出该晶体的：
(1) 化学式；
(2) 所属晶系；
(3) 所属点阵类型；
(4) 晶胞中原子A ，B 的个数和分数坐标。
7124六方石墨晶体如图所示，写出晶胞中碳原子的分数坐标，说明在抽象成六方点阵时每个点阵点所代表
的结构基元的内容。
7154CsCl 晶体系体心立方结构，晶胞参数a =411pm ，CsCl 的摩尔质量为168.4g ·mol -1，试写出晶胞中原
子的分数坐标并计算该晶体的密度
7162
金刚石立方面心晶胞的边长为356.6pm 。
(1)写出晶胞中C 原子的分数坐标；
(2)计算C —C 键键长；
(3)计算C 原子的空间利用率；
(4)计算金刚石的晶体密度；
(5)说明金刚石的点阵型式
7168某一立方晶系晶体，晶胞的顶点位置全为A 占据，面心为B 占据，体心为C 占据。
(1)写出此晶体的化学组成；
(2)写出A ，B ，C 的分数坐标；
7172冰为六方晶系晶体，晶胞参数a =452pm ，c =737pm ，晶胞中含4个H 2O 分子，O 原子分数坐标为：(0,0,0)；
(0,0,0.375)；(2/3,1/3,1/2)；(2/3,1/3,0.875)。
(1)计算冰的密度；
(2)计算氢键O ─H ┄O 的键长；
7178LiCl 晶体（ NaCl 型结构）的晶胞边长为a ，假定阴离子之间接触，则Cl -的半径为：
------------------------ ( )
(A) 2a (B) 22a (C)21a (D)42 a
7190金属Ni 属于立方晶系，测得其晶胞参数a 和晶体密度d 分别为352.4 pm 和8.906 g ·cm -3。求金属
Ni 的一个晶胞中所含的原子数，指出Ni 晶体中原子的堆积形式。（Ni 的相对原子质量为58.70）
7205金属W 属立方晶系，已知W 的晶胞参数为319.6 pm,密度d 为19.30 g/cm 3。求金属的晶胞中含几个W
原子属于什么堆积形式指出密置列的方向。（W 的摩尔质量为189.9 g/mol ）
8004在A 1型堆积中，球数：正四面体空隙数：正八面体空隙数=________。
8006原子按六方最密堆积排列，原子在六方晶胞中的坐标为_______。
8020金属铂为立方最密堆积结构，立方晶胞参数a=392.3pm ，Pt的相对原子质量为195.0，试求金属铂的密度及原子半径。
8021铝为立方面心结构，密度为2.70 g·cm-3，试计算它的立方晶胞参数和原子半径(铝的相对原子质量为27.0)。
8022已知金属钛为六方最密堆积结构，金属钛原子半径为146 pm，试计算理想的六方晶胞参数。8029灰锡为金刚石型结构，立方晶胞参数a=648.9pm；白锡为四方晶系，a=583.2 pm ，c=318.1 pm，晶胞中含4个Sn 原子。
(1)由白锡转变为灰锡，体积是膨胀了还是收缩了
(2)体积改变百分之几
8033等径圆球的立方最密堆积中，球数：八面体空隙数：四面体空隙数=________：________：___________。8034等径圆球的六方最密堆积中，球数：八面体空隙数：四面体空隙数=________：________：__________。8035等径圆球的简单立方密堆积中，球数：立方空隙数=_______：________。
8043灰锡为金刚石型结构，锡的原子半径为140.5pm，相对原子质量为118.71，求灰锡的晶胞参数、晶胞体积和晶体密度。
8048用白锡制造的锡器，低温下由于白锡转变为灰锡，而使锡器碎裂成粉末。已知白锡为四方晶系，a=583.16 pm，c=318.15 pm，晶胞中有四个锡原子；灰锡是立方晶系，金刚石型结构，晶胞中有8个原子，a=648.92 pm，锡的相对原子质量为118.71，试计算白锡和灰锡的密度。
8055在等径圆球的最密堆积中，一个四面体空隙由________个圆球围成，因此一个球占有_______个空隙，而一个球参与______个四面体空隙的形成，所以平均一个球占有______个四面体空隙。
8056在等径圆球的最密堆积中，一个八面体空隙由________个圆球围成，因此一个球占有_______个空隙，而一个球参与______个八面体空隙的形成，所以平均一个球占有______个八面体空隙。
8064 金属Pd为立方面心密堆积，a=389.0 pm，试求Pd 原子之间的最短距离是多少金属Pd 的密度是多少
8066金属锆为A3型结构，金属原子半径为158.3 pm，试计算理想的六方晶胞参数和晶体密度。(锆的相对原子质量为91.22)
8071已知金属Mg是Mg原子以A3堆积而成的，请给出镁晶体：
(1)所属晶系；
(2)所属点阵类型；
(3)晶胞中镁原子个数及其分数坐标；
(4)Mg原子的配位数。
8091说明金属单质的A1，A3和A2型堆积结构中晶胞参数与堆积原子半径间的关系。8094 Ne原子在低温下按立方最密堆积形成晶体，在标准压力、0K(外推法)时的晶胞参数a=446.2pm，请计算：
(1) Ne晶体的密度；
(2)晶体中Ne原子的体积；
(3)晶体中原子间的最短距离。
8095低温下，Ar 原子按立方最密堆积形成晶体，标准压力、0K(外推法)时晶胞参数a=531.1pm，请计算：
(1)该晶体的密度；
(2)Ar原子的体积；
(3)晶体中原子间的最短距离；
(4)说明Ar的用途。
9006有一AB2型立方晶系晶体，晶胞中有2个A，4个B。2个A的坐标是(1/4,1/4,1/4)，(3/4,3/4,3/4)；4个B的坐标是(0,0,0)，(0,1/2,/2)，(1/2,0,1/2)，(1/2,1/2,0)。请回答：
(1) 就相对位置而言， B 按何种方式堆积
(2) A 占据其何种空隙
(3) A 占据这一空隙的占有率是多少
(4) 该晶体属于何种点阵类型
9008有一立方晶系AB 型离子晶体，A 离子半径为66pm ，B 离子半径为211pm ， 按不等径圆球堆积的观点，请给出：
(1) B 的堆积方式；
(2) A 占据B 的什么空隙；
(3) A 占据该种空隙的分数；
(5) 该晶体所属点阵类型。
9009有一立方晶系AB 型离子晶体， A 离子半径为97pm ， B 离子半径为181pm ， 按不等径圆球堆积的观点， 请给出：
(1) B 的堆积方式；
(2) A 占据B 的什么空隙；
(3) A 占据该种空隙的分数；
(5) 该晶体所属点阵类型。
9015已知Ca 2+和O 2-的离子半径分别为99pm 和140pm ， CaO 晶体中O 2-按立方最密堆积排列，晶体结构完全符合离子晶体的结构规律。Ca 2+填入____________空隙中，晶胞参数为_________________， 晶体密度为________________。(Ca 的相对原子质量40.0)
9016 实验测得钙离子的半径+2Ca r =99pm ，硫离子的半径-2S r =184pm 。根据Pauling 规则推测CaS 晶体中Ca 2+离子周围由S 2-离子构成_____________配位多面体， Ca 2+离子周围S 2-离子的配位数是_______________。
9022有一AB 2型晶体，B 按Ａ1排列，A 均匀填充于其正四面体空隙中，试问该晶体： (1) 所属晶系；
(2) 所属点阵类型；
(3) A 占据正四面体空隙的占有分数；
(5) 晶胞中各原子坐标。
9023有一立方晶体由A ，B 两种原子组成， A 原子占据晶胞顶角、体心、棱心和面心；B 原子占据的坐标
位置为(1/4，1/4，1/4)， (3/4，3/4，1/4)，(3/4，1/4，3/4)， (1/4，3/4，3/4)。试说明：
(1) 晶体的组成；
(2) 晶体所属的点阵型式；
(3) 怎样从球的堆积描述这一结构。
9033从NaCl 晶体结构出发：
(1) 除去其中全部Na +，剩余Cl -是什么结构型式；
(2) 除去其中全部Cl -，剩余Na +是什么结构型式
9048CsCl 晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
9049NaCl 晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
9050NiAs 晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
9051CaF2晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
9060CuI晶体属六方ZnS 型结构，I-的堆积方式为_______________，Cu+占___________空隙，I-的配位数为__________，一个点阵点代表__________________，I-的分数坐标为__________________，Cu+的分数坐标为___________。
9506冰为六方晶系晶体，晶胞参数a=452pm，c=737pm，晶胞中含4个H2O分子，O原子坐标位置为(0,0,0)；
(0,0,0.375)；(2/3,1/3,1/2)；(2/3,1/3,0.875)。
(1) 计算冰的密度；
(2) 计算氢键键长(只计算一个)。9523
水在4℃时密度最大，原因是∶（ａ）__________，（ｂ）__________。
9526氢键X—H…Y 的键长是指_________两原子间的距离。
9537 冰I h属六方晶系，a=452.27pm，c=736.71pm，其密度为0.9168g·cm-3。问晶胞中有几个H2O分子9543 LaNi5是储氢材料，它是六方晶系，晶胞体积为90×10-24cm3，晶胞中有三个八面体空隙，六个四面体空隙，若全部空隙都填上氢原子，组成为LaNi5H9，问此合金中氢的密度是多少
9544最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行(面心)立方最密堆积(ccp)，它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1 : 3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。
6－1 画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小球，镍原子用大球，镁原子用大球）。
6－2 写出该新型超导材料的化学式。
9545．(13分)镍砷合金的晶体如右图所示
(1)试画出该合金的晶胞图
(2)试写出该合金的化学式
(3)试计算该合金的密度(晶胞参数为a＝360．2pm，c＝
500．9pm)
(4)写出各原子分数坐标
(5)Ni利As的配位数分别为多少?它们各占有何种
空隙类型?
7115 在一晶体中，原子B以简单立方堆积，A原
子均匀地占据其一半的立方体空隙，请给出
该晶体的：
(1) 化学式；
(2) 所属晶系；
(3) 所属点阵类型；
(5) 晶胞中原子A，B的个数和分数坐标。
化学竞赛归纳答案
7002(D)
7115 (1) AB 2
(2) 立方
(3) 立方F
(4) AB 2
(5) A:4个 (0,0,0)(1/2,1/2,0),(0,1/2,1/2),(1/2,0,1/2)
B:8个 (1/4,1/4,1/4)(1/4,3/4,3/4),(3/4,1/4,3/4),(3/4,3/4,1/4)
(3/4,3/4,3/4)(3/4,1/4,1/4),(1/4,3/4,1/4),(1/4,1/4,3/4)
7124碳原子的分数坐标
(0,0,0); (2/3,1/3,0); (1/3,2/3,1/2); (0,0,1/2)
即每个六方石墨晶胞中有4个碳原子,在抽象成六方点阵时,每个空间点阵单位只有一个点阵点,它代表的结构基元的内容为4个碳原子。 （晶胞边长为正六边形小对角线，上下表面中心的碳原子位置与中面中心碳原子可表述成相反的位置） 7154 Cl -: (0,0,0); Cs +: (1/2,1/2,1/2)
d =
106.023)10(4114.16823310-??? g ·cm -3=4.02g ·cm -3 7162 (1) (1/4,1/4,1/4);(3/4,3/4,1/4);(3/4,1/4,3/4);(1/4,3/4,3/4);(0,0,0);
(1/2,1/2,0);(1/2,0,1/2);(0,1/2,1/2).
(2) l C-C =413a =413×356.6 pm ≈154.4pm (3) η=(8×34
πr 3)/a 3=(8×34π(813a )3)/a 3=34.1% （碳原子半径为键长的二分之一）
(4) d =3/128a N A ?=310-23)
10(356.6)1012/(6,0228???g ·cm -3=3.51g ·cm -3 (5) 立方面心
7168 (1) AB 3C
(2) A (0,0,0)
B (1/2,1/2,0) (0,1/2,1/2) (1/2,0,1/2)
C (1/2,1/2,1/2)
7172 (1) 0.917 g ·cm -3;
(2) 276.4 pm;
7178(D)
7190根据A 3N a ZM
d =
得 4mol g 70.58mol 10023.6cm )104.352(906.81
1
2333103A 3=??????==----cm g M N da Z
属ccp ，即立方最密堆积 7205 2mol
g 9.189mol 10023.6)cm 106.319(cm g 30.1911
233103A 3=??????==----M N da n 属于A 2型堆积。
80041:2:1
80060,0,0; 1/3,2/3,1/2 (或 0,0,0; 2/3,1/3,1/2)
8020 d = 21.45 g ·cm -3 （各个粒子的相对位置是立方面心） r = 138.7 pm
8021 a = 405.0 pm
r =41(2×405.02)1/2 pm = 143.2 pm （面对角线上三个原子相互相切）
8022 a =b =2×146 pm = 292 pm
c =292×1.633 pm = 477 pm （可从几何知识解得，可记住）
8029 (1)白锡变灰锡,体积膨胀; （金刚石型晶胞中有八个原子）
(2)增大26%。
立方（a = b = c ， = = = 90o ，只有一个晶胞参数a ）
四方 （a = b ( c ， = = = 90o ，有2个晶胞参数a 和b ）
六方（a = b ( c ， = = 90o ， =120o ，有2个晶胞参数a 和c ）
正交（a ( b( c ， = = = 90o ，有3个晶胞参数a 、b 和c ）
单斜（a ≠ b ≠ c ， = = 90o ， ≠ 90o ，有4个晶胞参数a 、b 、c 和 ）
三斜（a ≠ b ≠ c ， ≠ ≠ ，有6个晶胞参数a 、b 、c 、 、 和 ）
菱方（a = b = c ， = = ≠ 90o ，有2个晶胞参数a 和 ）
8033 1,1,2
8034 1,1,2
80351,1
8043 a =(8/3)r =648.96pm
V = a 3=2.73×108pm 3
d =A VN ZM =5.78g ·cm -3
8048 白锡: d =7.31g ·cm -3
灰锡: d =5.78g ·cm -3
白锡密度大,灰锡密度小,白锡转变为灰锡,由于体积骤然膨胀,使锡器碎裂
8055 4
1/4
8
2
8056 6
1/6
6
1
8064 (4r )2=2a 2
r =a /(22)=137.5pm
Pd 原子之间最短距离为:2r =275.0pm
d =12.00g ·cm -3
8066 a =2×158.3 pm =316.6pm
c =1.633×316.6 pm =517.0pm
d =5.85g ·cm -3
8071 (1) 六方
(2) 六方P(hp)
(3) 2个,(0,0,0), (1/3,2/3,1/2)
(4) 12
8091 ccp （立方密堆）: 晶胞面对角线上原子相互接触: a =22R
hcp （六方密堆）: a ,b 方向原子相互接触: a =b =2R , c =(4/3)61/2R
bcp （立方次密堆）: 晶胞体对角线上原子相互接触: a =b =c =(4/3)
3R 8094 (1)d = 303123102.44610023.618.204--????）
（ g ·cm -3=1.509 g ·cm -3
(2) V Ne =446.23×0.7405/4 pm 3=1.64×107 pm 3
(3) 446.2/2pm =315.6 pm
8095 (1)d =3
1A a ZMN -
=301231013.53110022.695.394--????）（ g ·cm -3=1.77 g ·cm -3
(2) V Ar =a 3×74.05/4 pm 3=2.77×107 pm 3
(3) d Ar-Ar =2a pm =375.6 pm
9006(2) 正四面体空隙
(3) 1/4
(4) 立方P
(5) A 2B 4
9008 -+
r r = 211
66 = 0.31 (1) A 1堆积
(2) 正四面体空隙
(3) 1/2
(5) 立方F
9009 -+
r r = 181
97 = 0.54 (1) A 1堆积
(2) 正八面体空隙
(3) 1
(5) 立方F
9015(a) 八面体
(c) 2×(100+140) pm =480pm
(d) 3.36 g ·cm -3
9016
八面体型; 6。
9022(1) 立方晶系;
(2) 立方P;
(3) 1/4;
(5) A: (1/4,1/4,1/4); (3/4,3/4,3/4);
B: (0,0,0); (1/2,1/2,0); (0,1/2,1/2); (1/2,0,1/2)
9023 (1) A 在晶胞中有 1(顶角)+1(体心)+3(面心)+3(棱心)=8个
B 在晶胞中有4个;
A 2B;
(2) 立方面心;
(3) A 进行简单立方堆积, B 间隔地填入立方体空隙中。
9033 (1) ccp
(2) ccp
9048 简单立方, 立方体
9049 立方最密堆积, 八面体
9050 六方最密堆积, 八面体
9051简单立方, 立方体
9060 hcp
正四面体
4
2CuI
I -(0,0,0),(1/3,2/3,1/2)
Cu +(1/3,2/3,7/8),(0, 0,3/8)
9506 (1) 60sin 21642A c a N ）（+=866.01037.752.41002.618424223??????-g ·cm -3=0.917 g ·cm -3
(2) O —H …O 氢键存在于各邻近的O …O 之间, 氢键键长为0.375×737 pm=276 pm 。
9526 X 和 Y
9537 V =(3a 2c )/2
Z =4
9543d =
232410023.61090008.19????-g ·cm -3=0.167 g ·cm -3 9544
（5分）
在（面心）立方最密堆积－填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为1 : 1, 在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是1 : 3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子。
6－2 MgCNi 3（化学式中元素的顺序可不同，但原子数目不能错）。 （1分）
高中化学竞赛-晶体结构-10年真题加完整答案
（2000）4．理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚 MgO单晶如附图1所示。它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。宏观晶体的晶面 是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。已知MgO的晶体结构属NaCl型。它的单晶 的八角形面对应于它的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系）。（6分） 【答案】 ； 所有原子都是Mg（3分）所有原子都是O（3分） 注：画更多原子者仍应有正确几何关系；右图给出了三角形与晶胞的关系，不是答案。 （2000）5．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，顶角 和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是______。 【答案】Ti14C13（2分）说明：凡按晶胞计算原子者得零分。 （2001）第5题（5分）今年3月发现硼化镁在39K呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼地相间，图5－1是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。 5－1 由图5－1可确定硼化镁的化学式为：。 5－2 在图5－l右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。 图5－1硼化镁的晶体结构示意图 第5题（5分）5-1 MgB2（2分）（注：给出最简式才得分）
或 a = b ≠ c，c轴向上（3分） 5-2 （注：任何能准确表达出Mg︰B＝1︰2的晶胞都得满分，但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义，例如晶胞的顶角应完全相同等。） （2001）第10题（5分）最近有人用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反应，使C60获得一个质子，得到一种新型离子化合物[HC60]＋[CB11H6Cl6]－。回答如下问题： 10－1 以上反应看起来很陌生，但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应相比拟，后者是：。 10－2 上述阴离子[CB11H6Cl6]－的结构可以跟图10－1的硼二十面体相比拟，也是一个闭合的纳米笼，而且，[CB11H6Cl6]－离子有如下结构特征：它有一根轴穿过笼心，依据这根轴旋转360°/5的度数，不能察觉是否旋转过。请在图10－1右边的图上添加原子（用元素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴离子。 图10－1 第10题（5分）NH3+HCl = NH4Cl (2分) (注:答其他非质子转移的任何“化合反应”得1分)。（3分）（注：硼上氢氯互换如参考图形仍按正确论，但上下的C、B分别连接H和Cl，不允许互换。） （2001）第11题（10分）研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d，以钠离子为中心，则： 11－1 第二层离子有个，离中心离子的距离为 d，它们是离子。 11－2 已知在晶体中Na＋离子的半径为116pm，Cl－离子的半径为167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。 11－3 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它的许多特殊性质的原因，假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。
高中化学四种晶体类型的比较
四种晶体类型的比较
物质熔沸点高低的比较方法 物质的熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部粒子间的作用力有关，其规律如下： 1、在相同条件下，不同状态的物质的熔、沸点的高低是不同的，一般有：固体>液体>气体。例如：NaBr （固）>Br2>HBr（气）。 2、不同类型晶体的比较规律 一般来说，不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为：原子晶体>离子晶体>分子晶体，而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同，其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合，一般熔、沸点最高；离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合，一般熔、沸点较高；分子晶体分子间靠范德华力结合，一般熔、沸点较低；金属晶体中金属键的键能有大有小，因而金属晶体熔、沸点有高（如W）有低（如Hg）。例如：金刚石>食盐>干冰 3、同种类型晶体的比较规律 A、原子晶体：熔、沸点的高低，取决于共价键的键长和键能，原子半径越小，键长越短，键能越大共价键越稳定，物质熔沸点越高，反之越低。如：晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中，因键长C—C
高考化学不可不知的60大考点考点15晶体结构与性质
考点15 晶体结构与性质 考点聚焦 1．了解晶体与非晶体的区别 2．了解常见晶体类型及不同类型晶体的主要性质 3 ．掌握关于晶胞的简单计算 知识梳理 一、晶体特征及分类： (1)晶体是内部微粒(原子、离子、分子)在空间按一定规则做构成的物质，晶体区别于非晶体的三个特征是：具有的几何外形，各向和具有固定的。 (2)根据晶体内部微粒的的微粒间的不同可以将晶体分为通过离子键形成的晶体，以金属键基本作用形成的晶体，通过价键形成的晶体和通过分子间相互作用形成的晶体。 (3)常见晶体类型比较： 二、晶体的堆积模型 分子晶体中分子间尽可能采用紧密排列方式，分子的排列方式与其形状的关；离子晶体可视为不等径圆球的密堆积，离子晶体中正负离子的配位数主要由正负电荷的(几何因素)、正负电荷的 (电荷因素)以及离子键的纯粹程度(键性因素)决定；金属晶体的结构可以归结为等径圆球的堆积，可分为Po的简单立方堆积、型、型和型。 三、晶胞 1.概念：描述叫做晶胞；整块晶体由晶胞“无隙并置”而成；晶胞①中Ti、O、Ca原子数分别为、、；晶胞②中A、B、C、D原子数分别为、、、。 晶体类型 类型 比较 分子晶体原子晶体离子晶体金属晶体 构成晶体 微粒 形成晶体微 粒间作用力 作用力大小 决定因素 物 理 性 质 熔沸点 硬度 导电性 传热性 延展性 溶解性 典型实例P4、干冰、硫金刚石、SiO2NaCl、KOH、NH4Cl 金属单质
①② 2.常见晶体的结构 在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，这5个碳原子形成的是结构，两个碳碳单键的键角为，其中的碳原子采取杂化，金刚石晶体中C原子数与C-C键数之比为，晶体中最小的环上上的碳原子数为；石墨晶体中C原子数与C-C键数之比为；N aCl晶体中Na+的配位数为，Cl-的配位数为，每个Na+的周围距离最近且相等的Na+的个数为，CsCl晶体中Cs+的配位数为，Cl-的配位数为，每个Cs+的周围距离最近且相等的Cs+的个数为；二氧化硅晶体中每个硅原子与个氧原子相连，在二氧化硅晶体中最小的环中有个 原子，1mol二氧化硅晶体中，Si-O的数目为。 思考：右图是二氧化硅晶体的一部分，立方体体心的黑点表示一个硅原子， 在图中画出与硅原子相连的氧原子所在的位置。 三、晶体熔、沸点高低比较 (1)不同类型的晶体：一般而言，熔、沸点高低顺序为原子晶体>离子晶体和金属晶体>分子晶体 (2)同类晶体： ①原子晶体的熔、沸点取决于共价键的键长和键能，键长越短、键越大，熔、沸点越高，如金刚石>金刚砂>晶体硅 ②离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱，通常离子半径越小、离子所带电荷数大，离子键越强，熔、沸点高，如KF>KCl>KBr、NaCl>KCl； 晶格能是指形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，晶格能越大，形成的离子晶体越，且熔沸点 ③分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小，通常分子极性越强、相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸越高，有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱 ④同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子带电荷数越高，金属键越强，熔、沸点越高，如Li>Na>K， Na 晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？ eg ：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物 专题14晶体结构计算的演练 【考点归纳】 1.晶胞化学式的计算 晶体中微粒的排列具有周期性，晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数，从而确定晶体的化学式。“均摊法”的基本思想是晶胞中任 意位置上的一个粒子被n 个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是。常见考 题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 （1）立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有属于该晶胞；每条棱 上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共 用，每个粒子只有属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 （2）六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 （3）三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 2. 晶体密度及微粒间距离的计算 (1)晶体微粒与M 、ρ之间的关系：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”质量)；1个晶胞的质量为ρa 3 g(a 3 为晶胞的体积，ρ为晶胞的密度)，则1 mol 晶胞的质量为ρa 3 N A g ，因此有xM ＝ρa 3N A 。 （2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a )：面对角线长＝2a ；体对角线长＝3a ；体心立方堆积4r ＝3a (r 为原子半径)；面心立方堆积4r ＝2 a (r 为原子半径)。 （3）空间利用率的计算：空间利用率＝晶胞占有的微粒体积晶胞体积。 个六元环共有。每个六元环实际拥有的碳原子数为 ______个。C-C键夹角：_______。C原子的杂化方式是______ SiO2晶体中，每个Si原子与个O原子以共价键相结合，每个O原子与个Si 原子以共价键相结合，晶体中Si原子与O原子个数比为。晶体中Si原子与Si—O键数目之比为。最小环由个原子构成，即有个O，个Si，含有个Si-O键，每个Si原子被个十二元环，每个O被个十二元环共有，每个Si-O键被__个十二元环共有；所以每个十二元环实际拥有的Si原子数为_____个，O原子数为____个，Si-O键为____个。硅原子的杂化方式是______,氧原子的杂化方式是_________. 知该晶胞中实际拥有的Na+数为____个 Cl-数为______个，则次晶胞中含有_______个NaCl结构单元。 3. CaF2型晶胞中，含:___个Ca2+和____个F- Ca2+的配位数： F-的配位数： Ca2+周围有______个距离最近且相等的Ca2+ F- 周围有_______个距离最近且相等的F——。 4．如图为干冰晶胞（面心立方堆积），CO2分子在晶胞中的位置为；每个晶胞含二氧化碳分子的个数为；与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化 碳分子有个。 5．如图为石墨晶体结构示意图， 每层内C原子以键与周围的个C原子结合，层间作用力为；层内最小环有 _____个C原子组成；每个C原子被个最小环所共用；每个最小环含有个C原子，个C—C键；所以C原子数和C-C键数之比是_________。C原子的杂化方式是__________. 6.冰晶体结构示意如图，冰晶体中位于中心的一个水分子 周围有______个位于四面体顶角方向的水分子,每个水分子通过 ______条氢键与四面体顶点上的水分子相连。每个氢键被_____个 水分子共有，所以平均每个水分子有______条氢键。 7.金属的简单立方堆积是_________层通过_________对 _________堆积方式形成的，晶胞如图所示：每个金属阳离子的 配位数是_____，代表物质是________________________。 8.金属的体心立方堆积是__________层通过 ________对________堆积方式形成的，晶胞如图： 每个阳离子的配位数是__________.代表物质是 _____________________。 C H H H H 专题四：化学键和晶体结构 专题目标：1、掌握三种化学键概念、实质，了解键的极性 2、掌握各类晶体的物理性质，构成晶体的基本粒子及相互作用，能判断常见物 质的晶体类型。 [经典题型] [题型一]化学键类型、分子极性和晶体类型的判断 [ 例1 ]4.下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是 [ ] (A)SO 2和SiO 2 (B)CO 2和H 2 (C)NaCl 和HCl (D)CCl 4和KCl [点拨]首先根据化学键、晶体结构等判断出各自晶体类型。A 都是极性共价键，但晶体类型不同，选项B 均是含极性键的分子晶体，符合题意。C NaCl 为离子晶体，HCl 为分子晶体 D 中CCl 4极性共价键，KCl 离子键，晶体类型也不同。 规律总结 1、含离子键的化合物可形成离子晶体 2、含共价键的单质、化合物多数形成分子晶体，少数形成原子晶体如金刚石、晶体硅、二氧化硅等。 3、金属一般可形成金属晶体 [例2]、.关于化学键的下列叙述中,正确的是( ). (A)离子化合物可能含共价键 (B)共价化合物可能含离子键 (C)离子化合物中只含离子键 (D)共价化合物中不含离子键 [点拨]化合物只要含离子键就为离子化合物。共价化合物中一定不含离子键，而离子化合物中还可能含共价键。答案 A 、D [巩固]下列叙述正确的是 A. P 4和NO 2都是共价化合物 B. CCl 4和NH 3都是以极性键结合的极性分子 C. 在CaO 和SiO 2晶体中，都不存在单个小分子 D. 甲烷的结构式： ，是对称的平面结构，所以是非极性分子 答案：C 题型二：各类晶体物理性质（如溶沸点、硬度）比较 [例3]下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是（ ） A O2 、I2 Hg B 、CO 2 KCl SiO 2 C 、Na K Rb D 、SiC NaCl SO2 [点拨]物质的熔点一般与其晶体类型有关，原子晶体最高，离子晶体（金属晶体）次之，分子晶体最低，应注意汞常温液态选B [例4]碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 A. ①③② B. ②③① C. ③①② D. ②①③ [解析]由于题给的三种物质都属于原子晶体，而且结构相似都是正四面体形的空间网状结构，所以晶体的熔点有微粒间的共价键强弱决定，这里共价键强弱主要由键长决定，可近 晶体结构和性质 1．有关晶体结构的叙述中，错误的是 ( ) A.金刚石的正四面体网状结构中最小的环上有6个碳原子 B. 如图在面心立方密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的有12个金属原子 C. 在氯化钠晶体中，每个氯离子周围都紧邻8个钠离子 D.分子晶体干冰也是面心立方晶胞，每个晶胞平均含有4个CO2分子 【答案】C 2．下列物质中，属于含有极性键的离子晶体的是 A．CH3COOH B．Na2O2 C．NaOH D．MgCl2 【答案】C 3．下列说法正确的是 A．冰溶化时，分子中H－O键发生断裂 B．分子晶体中，共价键键能越大，分子晶体的熔沸点越高 C．原子晶体中，共价键越强，熔点越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大该物质越稳定 【答案】C 4．最近发现一种由钛（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（） A. TiC B. Ti14C13 C. Ti4C7 D. Ti13C14 【答案】B 5．NaF、NaI( ) A．①>②>③ B. ③>①>② C. ③>②>① D. ②>①>③ 【答案】B 6．物质A的化学式为NH5 ，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体元素原子的最外电子层结构，下列说法不正确的是 A． NH5中既有离子键又有共价键B．NH5的熔沸点高于NH3 C．1molNH5中含有5 molN-H键D．NH5固体投入少量水中，可产生两种气体 【答案】C 7．下列说法中正确的是 A．干冰升华时分子内共价键会发生断裂 B．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 C．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态 D．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 【答案】B 8．下列叙述正确的是 A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8e－稳定结构B．CCl4和NH3都是以极性键结合的极性分子，P4和NO2都是共价化合物 C．在CaO和SiO2晶体中，都不存在单个小分子 D．π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成，σ键是镜面对称，而π键是轴对称 【答案】C 9．已知C3N4晶体具有和金刚石类似的结构，很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法正确的是 A．C3N4晶体是分子晶体 B．C3N4晶体中，C原子采用sp3杂化，氮原子采用sp2杂化 C．C3N4晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要短 D．C3N4晶体中存在配位键 【答案】C 10．石墨烯是由碳原子构成具有片状结构的新型纳米材料(结构示意图如下)，可通过剥离石墨而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 A．石墨烯是一种有机化合物 B．0.0012kg石墨烯中含有0.6mol质子 C．不用其它试剂，利用丁达尔现象即可区分石墨和石墨烯 D．剥离石墨属于物理变化过程 【答案】B 11．“拟晶”(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。A165Cu23Fe l2是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。有关这种拟晶的说法错误的是： A．A165Cu23Fe l2的硬度比金属A1、Cu、Fe都大 B．A165Cu23Fe l2中三种金属的化合价均可视作零 C．A165Cu23Fe l2不可用作长期浸泡在海水中的材料 6、化学键与晶体结构 1．用绸布摩擦后的玻璃棒接近下列液体的细流，如果细流发生偏移，则这液体是( ) A．H2O B．CC4C．CS2D．苯 2．下列事实中，能证明氯化氢是共价化合物的是( )t A．氯化氢极易溶于水B．液态氯化氢不导电 C．氯化氢不易分解D．氯化氢溶液可以导电 3．有关晶体的下列说法中正确的是( ) A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．原子晶体中共价键越强，熔点越高C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂D．氯化钠熔化时离子键未被破坏 4．下列叙述错误的是( ) A．溶于水可以导电的晶体一定是离子晶体B．含有离子键的晶体一定是离子晶体C．Na2O和SiO2的晶体中都不存在单个小分子D．冰醋酸和冰熔化均需要克服范德华力5．下列化学式，在通常状况下能代表某种物质分子式的是( ) A．KClO3 B. NH4NO3C．CO2D．SiO2 6．碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是( ) ①高沸点②能溶于水③水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电 A．①②③B．③④⑤C．①④⑤ D. ②③⑤ 7．下列化合物中，阳离子与阴离子的半径比最小的是( ) A．CsI B．LiI C．NaF D．KCl 8．在下列有关晶体的叙述中错误的是（） A．离子晶体中一定存在离子键B．原子晶体中只存在共价键 C．金属晶体的熔沸点均很高D．稀有气体的原子能形成分子晶体 9．下列说法正确的是（） A．分子晶体中一定含有共价键B．Na2O2晶体中阴、阳离子比为1：1 C．只有非金属元素才能形成共价化合物D．在晶体中只有阴离子就一定阳离子10．下列叙述正确的是( ) A．离子晶体中肯定不含非极性共价键 B．原子晶体的熔点肯定高于其他晶体 C．由分子组成的物质其熔点一定低 D．原子晶体中除非极性共价键之外不存在其他类型的化学键 11．关于晶体的下列说法中正确的是( )。 A．只有含金属阳离子的晶体才是离子晶体 B．离子晶体中一定含有金属阳离子和酸根离子 C．在共价化合物分子中各原子的最外层都形成8电子结构 D．分子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点低 12．下列叙述中，不正确的是( )。 A．化学键的形成必须具有空轨道或半空轨道可被利用 B．阴、阳离子间通过静电吸引而形成离子键 C．凡具有共价键的化合物一定是共价化合物． D．铵根离子中四个N—H键的形成过程不都相同，但其键长、键角、键能都相同 13.下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是（） A．CO2、H2S B．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2D．HCl、NH3 14．下列关于共价化合物的说法中，正确的是( )。 ①通常有较低的熔沸点，②是非电解质，③每一种物质都存在着一个一个的分子， ④它们的晶体都是分子晶体，⑤它们在液态时都不导电。 晶体结构综合例题 一．有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答： 1．晶体所属的点阵形式及结构基元； 2．已知＝169，＝181，试问此两种离于联合组成了何种型式 的密堆积； 3．2+处在何种空隙里？ 4．指出各离子的配位情况？ 解：1. 立方P，3 ; 2. A1型（立方面心）堆积, ＋，－离子半径大致相近; 3. 八面体空隙中; 4. 2＋周围－配位数6，＋配位数8；－周围2＋配位数2，＋配位数4；＋周围－配位数12，2＋配位数8。 二．黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼 的。 1．右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目,写出 黄铜矿的化学式; 2．在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁 原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离 子，请说出它的晶胞。 3．在无序的高温型结构中，硫原子作什么类型的堆积？ 金属原子占据什么类型的空隙？该空隙被金属原子占据的分数是 多少？ 4．计算黄铜矿晶体的密度; （晶胞参数：52.4，103.0；相对 原子量：63.5 55.84 S 32.06）。 解：1. 各种原子的数目, , S: 4, 4, 8; 黄铜矿的化学式2 ; 2.它的晶胞与晶胞相同；但金属离子随机性为50%; （如图）； 3.硫原子作A1型（立方F）堆积; 金属原子占据四面体空 隙; 该空隙被金属原子占据的分数1/2; 4.容易计算黄铜矿晶体的密度4.313 . 1/21/2 S 三．冰晶石（36）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶石晶胞是以大阴离子（63－ ）构成的面 心立方晶格，＋ 可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为2.953，—F 键长181 ，相对原子质量： 23.0； 27.0；F 19.0。 1．指出63－ 配离子中心离子的杂化轨道类型、配离子空间构型和所属分子点群。 2．指出36的点阵形式；阴离子作何种形式的堆积，阳离子占据何种空隙及占有率；写出它们的分数坐标。 3．计算冰晶石晶体的晶胞参数。 4. 计算＋ 的半径。 解：1. 63－ 配离子中心离子的杂化轨道类型为 3d 2杂化; 配离子空间构型为正八面体； 所属分子点群为 。 2. 36的点阵形式为立方F ；阴离子作A 1型堆积，阳离子占据100%八面体空及 100%四面体空隙；它们的分数坐标为 63－： （0，0，0） （1/2，1/2，0） （1/2，0，1/2） （0，1/2，1/2）（1分）； : （1/4，1/4，1/4） （1/4，1/4，3/4） （1/4，3/4，1/4） （1/4，3/4，3/4） （3/4，1/4，1/4） （3/4，1/4，3/4） （3/4，3/4，1/4） （3/4，3/4，3/4） （1/2，1/2，1/2） （0，0，1/2） （0，1/2，0） （1/2，0，0）. 3．晶胞内含4个[36]单元，36摩尔质量为210。设晶胞边长为a ，则95.21 1002.642103 23=???a 780 4. 181, 按四面体空隙计算 pm R a 1564 3 =--；按八面体空隙计算为209（舍去）； 真实值为157. 四．合金可看作由下图所示的a 、b 两种原子层交替堆积排列而成：a 是由和共同组成的层，层中－之间由实线相连；b 是完全由原子组成的层，－之间也由实线相连。图中由虚线勾出的六角形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置。c 是由a 和b 两种原子层交替堆积成的晶体结构图。在这结构中：同一层的－为294；相邻两层的－为327。 1．确定该合金的化学式； 2．有几个原子配位（周围的原子数，不一定要等距最近）; 的配位情况如何，列式计算的平均配位数； 3．该晶体属何种晶系；写出各原子的分数坐标；计算晶胞参数。 4．计算该合金的密度（ 40.1 63.5） 5．计算、原子半径。 天津高考化学专项训练晶体结构与性质 答案：A 4．离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是( ) A．KCl>NaCl>BaO>CaO B．NaCl>KCl>CaO>BaO C．CaO>BaO>NaCl>KCl D．CaO>BaO>KCl>NaCl 解析：离子晶体中，晶格能越大，晶体熔、沸点越高；离子所带电荷总数越多，半径越小，晶格能越大。 答案：C 5．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( ) A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有6个 C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－ D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 解析：氯化钠晶体中每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有12个，B项错误。 答案：B 6．现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是( ) 解析：A.A离子个数是1，B离子个数＝1/8×8＝1，所以其化学式为AB，故A错误；B.E 离子个数＝1/8×4＝1/2，F离子个数＝1/8×4＝1/2，E、F离子个数比为1：1，所以其化学式为EF，故B错误；C.X离子个数是1，Y离子个数＝1/2×6＝3，Z离子个数＝1/8×8＝1，所以其化学式为XY3Z，故C正确；D.A离子个数＝1/8×8＋1/2×6＝4，B离子个数＝12×1/4＋1＝4，A、B离子个数比1：1，所以其化学式为AB，故D错误。 答案：C 7. 磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物 专题复习，化学键与晶体结构 巩固·夯实基础 ●网络构建 1.离子键与共价键 （1）下列物质受热熔化时，不需要破坏化学键的是（ ） A.食盐 B.纯碱 C.干冰 D.冰 （2）下列五种物质中，只存在共价键的是（ ），只存在离子键的是（ ），既存在离子键又存在共价键的是（ ）；不存在化学键的是（ ）（填序号）。 ①Ar ②CO 2 ③SiO 2 ④NaOH ⑤K 2S （3）用电子式表示下列物质的形成过程： ①N 2 ； ②PCl 3 。 ③MgF 2 ；④Na 2O 。 ⑤H 2O ； ⑥NaH 。 2.极性分子与非极性分子 （1）下列关于分子的极性的说法，不正确的是（ ） A.极性分子中可能含有非极性键 B.非极性分子中可能含有极性键 C.极性分子中只含有极性键 D.非极性分子中只含有非极性键 (2)在HF 、H 2O 、NH 3、CS 2、CH 4、N 2分子中： ①以非极性键结合的非极性分子是（）。 ②以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是（）。 ③以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是（）。 ④以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是（）。 ⑤以极性键相结合，具有V 形结构的极性分子是（）。 ⑥以极性键相结合，而且分子极性最大的是（）。 链接·拓展 物质的结构常用电子式来表示。书写物质的电子式时应注意的问题有： （1）阴离子和复杂阳离子（+ 4NH 、+ 3CH ）要加括号，并注明所带电荷数。如： 等 （2）要注意化学键中原子直接相邻的事实。如MgBr 2的电子式为 ，不能写作 。 （3）要注意书写单质、化合物的电子式与单质、化合物形成过程电子式的差别。如CO 2的电子式为∶ ，CO 2形成过程的电子式为： 离子晶体 氯化钠晶体 （1）NaCl晶胞每个Na+等距离且最近的Cl-（即Na+配位数）为6个 NaCl晶胞每个Cl-等距离且最近的Na+（即Cl-配位数）为6个 （2）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个； 占有的Cl-4个。 （3）在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 共有12个； 与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为正八面体 CsCl晶体（注意：右侧小立方体为CsCl晶胞；左侧为8个晶胞） （1） CsCl晶胞中每个Cs+等距离且最近的Cl-（即Cs+配位数） 为8个 CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+（即Cl-配位数） 为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。 （2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个 这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。 （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的Cl- 1个。 CaF 2 晶体 （1）） Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。 （2）CaF 2 晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-（即Ca2+配位数） 为8个 CaF 2 晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+（即F-配位数）为4个 （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个； 占有的F-8个。ZnS晶体： （1）1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋。 （2）Zn2＋的配位数为4个，S2－的配位数为 4个。 原子晶体 金刚石金刚石晶胞金刚石晶胞 （1）金刚石晶体 a、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平 面（实际为椅式结构），碳原子为sp3杂化，每个C以共价键跟相邻的_4_个C 结合，形成正四面体。键角109°28’ b、每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用 c、12g金刚石中有2mol共价键，碳原子与共价键之比为 1:2 1、晶体类型判别： 分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。 原子晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC）、氮化硅 （Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、石英等； 金属晶体：金属单质、合金； 离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物； 2、分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表 晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体 定义分子通过分子间 作用力形成的晶 体 相邻原子间 通过共价键 形成的立体 网状结构的 晶体 金属原子通 过金属键形 成的晶体 阴、阳离子通 过离子键形成 的晶体 组成晶体的粒子分子原子金属阳离子 和自由电子 阳离子和 阴离子 组成晶体粒子间的相互作用范德华力或氢键共价键 金属键（没 有饱和性方 向性） 离子键（没有 饱和性方向 性） 典型实例冰（H2O）、 P4、I2、干冰 （CO2）、S8 金刚石、晶 体硅、 SiO2、SiC Na、Mg、 Al、Fe NaOH、 NaCl、K2SO4 特征熔点、 沸点 熔、沸点较低熔、沸点高 一般较高、 部分较低 熔、沸点较高导热性不良不良良好不良 导电性 差，有些溶 于水可导电 多数差良好 固态不导电， 熔化或溶于水 能导电 机械加 工性能 不良不良良好不良 硬度硬度较小高硬度 一般较高、 部分较低 略硬而脆 溶解性相似相溶不溶 不溶，但有 的反应 多数溶于水， 难溶于有机溶 剂 3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定： 离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。 4、金属熔沸点高低的比较： （1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔沸点升高。 第 1 页共9 页 专题跟踪检测（九）晶体结构与性质1．下面的排序不正确的是() A．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．晶体熔点由低到高：CO 晶体类型与结构 知识梳理 一、晶体 1．定义： 晶体是指具有规则的几何外形的固体，它具有固定的熔点。 2．类型： 根据化学键的种类不同，我们把晶体分为_________________________ 二、离子晶体 1．定义：由_______形成的晶体是离子晶体，主要包括______________________________ 2．代表物 （1）氯化钠晶体 由图可知，在氯化钠晶体中，每个Na+周围有_____个Cl-，而每个Cl-周围也有____个Na+，它们之间通过离子键的作用结合，并在空间有规律地排列，形成规则的几何形状。 注：NaCl指的是化学式，而不是分子式，其晶体中不存在NaCl分子 （2）CsCl晶体 CsCl晶体是立方体结构，每个Cs+周围有____个Cl-与它距离相等且最近；每个Cl-周围有 ____个Cs+与它距离相等且最近；每个Cl-周围有_____个Cl-与它距离相等且最近。 【思考】构成氯化钠晶体和氯化铯晶体的微粒是什么？ 3．离子晶体的构成微粒：____________________ 4．离子晶体的特点 在离子晶体中，由于阴阳离子间存在较强的离子键，所以离子晶体的结构一般比较____，密度____，且具有较_____的熔点、沸点和硬度。 【思考】如何判断某物质属于离子晶体？ 三、分子晶体 1．定义 分子晶体的基本结构微粒是__________，是分子间通过___________形成的晶体。主要包括：__________________________________________________________________________________ 2．代表物 （1）干冰 干冰晶体中，二氧化碳分子分布于立方体的每个顶点和每个面心上。与每个二氧化碳分子最相邻的二氧化碳分子共有_____个。 （2）C60（富勒烯）：1985年发现，荣获1996年度诺贝尔化学奖 分子中碳原子组成12个五元环和20个六元环，被称为足球烯。 第五章晶体结构 §5-1晶体的点阵理论 1. 晶体的结构特征 人们对晶体的印象往往和晶莹剔透联系在一起。公元一世纪的古罗马作家普林尼在《博物志》中，将石英定义为“冰的化石”，并用希腊语中“冰”这个词来称呼晶体。我国至迟在公元十世纪，就发现了天然的透明晶体经日光照射以后也会出现五色光，因而把这种天然透明晶体叫做"五光石"。其实，并非所有的晶体都是晶莹剔透的，例如，石墨就是一种不透明的晶体。 日常生活中接触到的食盐、糖、洗涤用碱、金属、岩石、砂子、水泥等都主要由晶体组成，这些物质中的的晶粒大小不一，如，食盐中的晶粒大小以毫米计，金属中的晶粒大小以微米计。晶体有着广泛的应用。从日常电器到科学仪器，很多部件都是由各种天然或人工晶体而成，如，石英钟、晶体管，电视机屏幕上的荧光粉，激光器中的宝石，计算机中的磁芯等等。 晶体具有按一定几何规律排列的内部结构，即，晶体由原子(离子、原子团或离子团)近似无限地、在三维空间周期性地呈重复排列而成。这种结构上的长程有序，是晶体与气体、液体以及非晶态固体的本质区别。晶体的内部结构称为晶体结构。 晶体的周期性结构，使得晶体具有一些共同的性质： (1) 均匀性晶体中原子周期排布的周期很小，宏观观察分辨不出微观的不连续性，因而，晶体内部各部分的宏观性质(如化学组成、密度)是相同的。 (2) 各向异性在晶体的周期性结构中，不同方向上原子的排列情况不同，使得不同方向上的物理性质呈现差异。如，电导率、热膨胀系数、折光率、机械强度等。 (3) 自发形成多面体外形无论是天然矿物晶体还是人工合成晶体，在一定的生长条件下，可以形成多面体外形，这是晶体结构的宏观表现之一。晶体也可以不具有多面体外形，大多数天然和合成固体是多晶体，它们是由许多取向混乱、尺寸不一、形状不规则的小晶体或晶粒的集合。 (4) 具有确定的熔点各个周期内部的原子的排列方式和结合力相同，到达熔点时，各个周期都处于吸热溶化过程，从而使得温度不变。 (5) 对称性晶体的理想外形和内部结构具有对称性。 (6) X射线衍射晶体结构的周期和X射线的波长差不多，可以作为三维光栅，使X射线产生衍射现象。X射线衍射是了解晶体结构的重要实验方法。 2. 周期性高中化学选修三_晶体结构与性质
晶体结构计算-高考化学难点考点专题练习
高中化学选修三选修物质结构与性质第三章第章常见晶体结构晶胞分析归纳整理总结
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