晶体概念及结构模型Word格式.docx
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CO2分子有12个。
②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，
最多可形成2mol“氢键”。
（3）离子晶体
＋
同时吸引
－
，配位数为6。
①NaCl型：
在晶体中，每个Na
6个Cl
，每个Cl
6个Na
每个晶胞含
4个Na＋和4个Cl－。
②CsCl型：
在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。
（4）石墨晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数
是2，C原子采取的杂化方式是sp2。
（5）常见金属晶体的原子堆积模型
堆积模型常见金属配位数晶胞
面心立方最密堆积Cu、Ag、Au12
体心立方堆积Na、K、Fe8
六方最密堆积Mg、Zn、Ti12
（1）
冰和碘晶体中相互作用力相同
（
）
（2）
晶体内部的微粒按一定规律周期性排列
（）
（3）
凡有规则外形的固体一定是晶体
（4）
固体SiO2一定是晶体（
（5）缺角的NaCl晶体在饱和
NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块（）
（6）晶胞是晶体中最小的“平行六面体”（）
（7）区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验（）
答案
（1）×
（2）√（3）×
（4）×
（5）√（6）×
（7）√
1．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：
试写出：
（1）甲晶体化学式（X为阳离子）为________。
（2）乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。
（3）丙晶体中每个
D周围结合E的个数是________。
（4）乙晶体中每个
A周围结合B的个数为________。
答案
（1）X2Y
（2）1∶3∶1（3）8（4）12
2.下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中
R为＋2价，G为－
2价，则Q的化合价为________。
答案＋3
解析R：
8×
＋1＝2
G：
8×
1＋8×
1＋4×
1＋2＝8
442
Q：
14＋2＝4
R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。
由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。
3．（常见晶体结构模型）填空。
（1）在金刚石晶体中最小碳环含有
________个C原子；
每个C原子被________个最小碳环共用。
（2）在干冰中粒子间作用力有______________________________________________。
（3）含1molH2O的冰中形成氢键的数目为________。
（4）在NaCl晶体中，每个Na＋周围有________个距离最近且相等的
Na＋，每个Na＋周围有
________个距离最近且相等的
Cl－，其立体构型为____________。
2＋
周围距离最近且等距离的
周围距离最
（5）在CaF2晶体中，每个Ca
F
有________个；
每个F
2＋
有________个。
近且等距离的Ca
答案
（1）6
12
（2）共价键、范德华力（3）2NA
（4）12
6
正八面体形（5）8
4
题组一晶胞粒子数与晶体化学式判断
1．已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为apm，
阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是（）
A．晶胞中一个CO2分子的配位数是8
44×
－3
B．晶胞的密度表达式是
NA2
2a3×
10－30g·
cm
C．一个晶胞中平均含
6个CO2分子
D．CO2分子的空间构型是直线形，中心
C原子的杂化类型是
sp3杂化
B
解析
晶胞中一个CO2分子的配位数＝
3×
8÷
2＝12，故A错误；
该晶胞中相邻最近的两个
CO2分子间距为apm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的
距离为apm，则晶胞棱长＝
2apm＝
－10
cm）3，该晶胞
2a×
10
cm，晶胞体积＝（
M
44
中二氧化碳分子个数＝
NA
×
4
NA×
＝
8
＋6×
＝4，晶胞密度＝
－103g·
2
V
－3
，故B正确；
该晶胞中二氧化碳分子个数＝
1＋6×
1＝4，故C
3
10
－30g·
2a×
错误；
二氧化碳分子是直线形分子，
C原子价层电子对个数是
2，根据价层电子对互斥理论
判断C原子杂化类型为
sp，故D错误。
2．石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构
（可以看作是晶体硅中的每个
Si—Si键中插入一个O），其中硅、氧原子数比是
m∶n，有关叙述正确的是（
A．m∶n＝2∶1
B．6g该晶体中含有0.1NA个分子
C．原硅酸根（SiO44）的结构为
，则二聚硅酸根离子Si2Ox6中的x＝7
D．石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的
Si、O原子个数和为8
C
每个Si原子占有O原子个数＝4×
1＝2；
该晶体是原子晶体，不存在分子；
原硅酸
（H4SiO4）的结构可表示为，两个原硅酸分子可发生分子间脱水生成二聚原
硅酸：
，二聚原硅酸电离出6个H＋后，形成带6个负电荷的二聚原硅
酸根离子；
在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子。
3．
（1）硼化镁晶体在39K时呈超导性。
在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如
图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
则硼化镁的化学式为________。
（2）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。
下图是一种链状结构的多硼酸根，则
多硼酸根离子符号为________。
（1）MgB2
（2）BO2－
（1）每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为
MgB2。
（2）从
图可看出，每个
单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的
2个O分别被两个结构单元共用，所以
B∶O＝1∶（1＋2/2）＝1∶2，化学式为BO－2。
题组二
晶体密度及粒子间距的计算
4．Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为
ag·
cm，则Cu与F最近
距离为_______________________________________pm。
（NA表示阿伏加德罗常数的值，
列出
计算表达式，不用化简；
图中
○为Cu，为F）
34×
83×
1010
a·
设晶胞的棱长为
xcm，在晶胞中，Cu：
1＋6×
1＝4；
F：
4，其化学式为CuF。
x3·
＝4M（CuF），
34MCuF
。
最短距离为小立方体体对角线的一半，小立方体的体对角线为
x＝
x2
x。
所以最短距离为
31
334×
83
x·
·
10pm。
5．用晶体的X-射线衍射法对
Cu的测定得到以下结果：
Cu的晶胞为面心立方最密堆积
（如下
图），已知该晶体的密度为9.00g·
________；
Cu的原子半径
，晶胞中该原子的配位数为
为_______________________________________cm（阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算）。
4×
64
－8
2×
9.00×
6.02×
23
cm≈1.28×
设晶胞的边长为
acm，则a3·
ρ·
NA＝4×
64
a＝
面对角线为
2a
面对角线的为Cu原子半径
r＝4
1023cm≈1.28×
10cm。
6．按要求回答下列问题：
（1）Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，分别如图
1、图2所示。
面心立方晶胞和体
心立方晶胞的边长分别为
a、b，则铁单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为
________，铁原子的配位数之比为________。
（2）Mg为六方最密堆积，其晶胞结构如图
3所示，若在晶胞中建立如图
4所示的坐标系，以
A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度
1，则C点的坐标：
________。
（3）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图
5所示，则铁镁
合金的化学式为________。
若该晶胞的边长为
dnm，则该合金的密度为________g·
（列
出计算式即可，用
NA表示阿伏加德罗常数的值
）。
答案
（1）2b
∶a
3∶2
（2）（0,0，
（3）Mg2Fe
104
d3NA×
10－21
解析
（1）面心立方晶胞边长为
a，体积V＝a3，含有Fe原子数目为8×
1＝4，故m＝
a3ρ（面心）＝4×
56
g（NA为阿伏加德罗常数的值
），体心立方晶胞边长为
b，体积V＝b3，含有
Fe原子数目为8×
1＋1＝2，故b3ρ（体心）＝2×
56
g，故ρ（面心）∶ρ（体心）＝2b3∶a3。
面心立
方晶胞中每个
Fe原子周围有
12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，
故Fe原子配位数之比为12∶8＝3∶2。
（2）若建立如图
4所示的坐标系，x轴与y轴的夹角为
120°
，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度
1，则D点与A点、B点以及F点
构成一个正四面体，
D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。
由
D点向底面作垂线，垂
足到底面三角形各点的距离为
3，D点到垂足的距离为
3，则C点的坐标为
（0,0，
3）。
根据均摊法可知晶胞中铁原子数为8×
1＝4，镁原子数为8，则铁镁合金的化学式是
82
Mg2Fe。
由题给条件知，1个晶胞的体积为（d×
－73
个晶胞的质量为
56＋24×
2
cm,1
g，
根据ρ＝m可得合金的密度是
－21
g·
dNA×
考点二四种晶体的性质与判断
1．四种晶体类型比较
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
阴、阳离子
和自由电子
粒子间的相互
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
作用力
硬度
较小
很大
有的很大，有
较大
的很小
熔、沸点
较低
很高
有的很高，有
较高
的很低
溶解性
相似相溶
难溶于任何
常见溶剂难
大多易溶于水
溶剂
溶
等极性溶剂
一般不导电，溶于
一般不具有
电和热的良
晶体不导电，水
导电、传热性
溶液或熔融态
水后有的导电
导电性
导体
导电
2.离子晶体的晶格能
（1）定义
气态离子形成
1mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：
kJ·
mol
－1
（2）影响因素
①离子所带电荷数：
离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：
离子的半径越小，晶格能越大。
（3）与离子晶体性质的关系
晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。
（1）在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子（）
（2）在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子（）
（3）原子晶体的熔点一定比金属晶体的高（）
（4）分子晶体的熔点一定比金属晶体的低（）
（5）离子晶体一定都含有金属元素（）
（6）金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体（）
（7）原子晶体的熔点一定比离子晶体的高（）
答案
（1）√
（2）×
（3）×
（5）×
（6）√（7）×
1．在下列物质中：
NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、（NH4）2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、
SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。
（1）其中只含有离子键的离子晶体是
_____________________________________________。
（2）其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是
_____________________________。
（3）其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是
_____________________。
（4）其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是
___________________________。
（5）其中含有极性共价键的非极性分子是
_________________________________________。
（6）其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是
（7）其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是
____________________________。
（8）其中含有极性共价键的原子晶体是
（9）不含共价键的分子晶体是
__________，只含非极性共价键的原子晶体是____________。
（1）NaCl、Na2S
（2）NaOH、（NH4）2S
（3）（NH
4）2S（4）Na2S2
（5）CO2、CCl4、C2H2
（6）C2H2（7）H2O2（8）SiO2、SiC（9）晶体氩
晶体硅、金刚石
2．比较下列晶格能大小：
（1）NaCl________KCl；
（2）CaF2________MgO；
（3）Na2S________Na2O；
（4）CaO________KCl。
（1）＞
（2）＜
（3）＜
（4）＞
题组一
晶体类型判断
1．
（1）CO能与金属Fe形成Fe（CO）5，该化合物熔点为253K，沸点为
376K，其固体属于______
晶体。
（2）[2015·
全国卷Ⅱ，37
（2）节选]O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为
________和________。
（3）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：
Cu
4NH3＋3F2=====NF3＋3NH4F
上述化学方程式中的
5种物质所属的晶体类型有
_____________________________（填序号
a．离子晶体
b．分子晶体
c．原子晶体
d．金属晶体
（1）分子
（2）分子晶体离子晶体
（3）abd
2．
（1）用“>
”或“<
”填空：
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
H2SO4____HClO4
O
____Na
NaCl____Si
（2）MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。
①MgO的熔点比BaO的熔点________（填“高”或“低”）。
②SiO2的晶体类型为________________。
（3）对于钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（SiX4），下列叙述正确的是________。
A．SiX4难水解
B．SiX4是共价化合物
C．NaX易水解
D．NaX的熔点一般高于SiX4
（1）<
>
<
（2）①高
②原子晶体
（3）BD
（1）同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但
s、p、d等轨道处于全
空、半充满、全充满的稳定状态时，则出现反常现象。
Si、S元素基态原子的价电子排布式
分别为
3s23p2、3s23p4，其中3p轨道均处于不稳定状态，因此
Si的第一电离能小于S。
O2－
与Na＋
的
升级会员 