2024版新教材高考化学全程一轮总复习第五章物质结构与性质元素周期律第17讲晶体结构与性质学生用书

第17讲　晶体结构与性质复 习 目 标1．了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。3.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点一　晶体常识　晶体结构模型必备知识整理1.物质的聚集状态2．晶体(1)晶体与非晶体的区别(2)获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中析出。3．晶胞(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。②并置：所有晶胞　　　　排列、　　　　相同。4．晶体结构的测定(1)测定晶体结构最常用的仪器是________________________________。(2)晶体结构的测定原理：在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的　　　　。(3)经过计算可以从衍射图形获得晶胞的形状和大小，分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的　　　　和　　　　等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系等晶体结构的信息。微点拨　使用均摊法（切割法）时，要注意晶胞形状，分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如正六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2个晶胞所共有。[正误判断]　(1)物质的聚集状态只有固、液、气三态(　　)(2)晶体具有自范性，一般具有固体的熔点(　　)(3)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验(　　)(4)晶胞一般为平行六面体，其排列遵循无隙并置形成晶体(　　)(5)晶胞一般有三套平行棱，三套平行面(　　)(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(　　)(7)冰和碘晶体中相互作用力相同(　　)(8)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(　　)对点题组训练题组一　“平行六面体”晶胞的分析应用1．某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为(　　)A．B2A　　B．BA2　　C．B7A4　　D．B4A72．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　　　　。题组二　“非立方系”晶体结构分析应用3. 某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(　　)A．3∶9∶4　　B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶44．Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为　　　　。微点拨 晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法 (1)原理：晶胞中任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有，则每个晶胞对这个原子分得的份额就是。(2)方法 ①如长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算②非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为，那么一个六边形实际有6×＝2个碳原子。又如，在MgB2晶胞中，顶点上的原子为6个晶胞共有，面上的原子为2个晶胞共有，因此镁原子个数为12×＋2×＝3，硼原子个数为6。题组三　电子式及“8”电子稳定结构的判断5．已知反应3NH3＋3Cl2===NH4Cl＋5HCl＋N2，其中用化学用语描述的相关微粒正确的是(　　)6．下列分子中所有原子都满足最外层8个电子结构的是(　　)A．光气(COCl2) B．六氟化硫C．二氟化氙 D．三氟化硼微点拨（1）“8e-”结构的判断技巧 ①最外层电子数+│化合价│=8的原子均达到8e-稳定结构。②含氢化合物中的氢原子一定不是8e-稳定结构。③含稀有气体元素的化合物中稀有气体元素原子不是8e-稳定结构。（2）寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法①“10电子”微粒②“18电子”微粒题组四　共价键及其键参数7．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　)A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键8．已知几种共价键的键能如下：下列说法错误的是(　　)A．键能：N≡N＞N＝N＞N—NB．H(g)＋Cl(g)===HCl(g)　ΔH＝－431.8 kJ·mol－1C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝－463.9 kJ·mol－1考点二　晶体类型和微粒间作用力必备知识整理1.不同晶体的特点比较2.过渡晶体大多数晶体是这四种晶体类型之间的过渡晶体，以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例，如Na2O、Al2O3中既有　　　　键成分，也有　　　　键成分，Na2O中离子键成分占62%，因而通常当作　　　　晶体来处理，Al2O3中离子键成分占41%，因而通常当作　　　　晶体来处理。3．晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。(2)相同类型晶体①金属晶体：金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔、沸点就越高。②离子晶体：阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。③共价晶体：原子半径越小，键长越短，熔、沸点越高。④分子晶体：a.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常地高。b．组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点越高。[正误判断]　(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体(　　)(2)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子(　　)(3)由原子形成的晶体一定是共价晶体(　　)(4)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子(　　)(5)Al2O3含有金属元素，属于离子晶体(　　)对点题组训练题组一　晶体类型的判断1．下列晶体的分类正确的一组是(　　)2.分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电：　　　　。(2)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：　　　　。(3)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：　　　　。(4)硼，熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：　　　　。(5)硒，熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：　　　　。(6)锑，熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电：　　　　。微点拨　依据性质判断晶体类型的方法（1）依据晶体的熔点判断。（2）依据导电性判断。（3）依据硬度和机械性能判断。题组二　晶体熔、沸点比较3．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是(　　)A．O2、I2、Hg B．CO、KCl、SiO2C．Na、K、Rb D．Na、Al、Mg4．离子晶体熔点的高低取决于离子所带电荷和离子半径。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是 (　　)A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaOB．NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC．CaO＞BaO＞NaCl＞KClD．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl题组三　和晶体类型有关的熔、沸点比较简答集训5．氯化铝的熔点为190 ℃，而氟化铝的熔点为1290 ℃，导致这种差异的原因为______________________。6．邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，原因是_________________________________________________。7．C2H6和N2H4分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是__________________________________。8．硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是_____________________。考点三　常见晶体结构必备知识整理常见晶体的结构模型与分析[正误判断]　(1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围与其距离最近的Na＋有12个(　　)(2)石墨为混合型晶体，因层间存在分子间作用力，故熔点低于金刚石(　　)(3)构成粒子是原子的晶体一定为共价晶体(　　)(4)分子晶体中一定含范德华力，可能含共价键或氢键(　　)(5)金属晶体的构成粒子为金属阳离子和自由电子(　　)(6)离子晶体中阴、阳离子的配位数一定相同(　　)对点题组训练题组一　晶胞中原子半径、微粒间距离及晶体密度的计算1．GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为　　　　，Ga与As以　　　　键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________________________。2．图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝　　　　 pm，Mg原子之间最短距离y＝　　　　 pm。题组二　和俯视图有关的晶体结构分析3．已知三维立方钙钛矿CsPbBr3中三种离子在晶胞(a)中占据正方体顶点、面心、体心位置，图(b)显示的是三种离子在xz面、yz面、xy面上的位置。(1)若晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为　　　　g·cm－3(写出表达式)。(2)上述晶胞沿体对角线方向的投影图为　　　　(填序号)。4.(1)某种钛酸钴(CoTiO3)晶胞沿x、y或x轴任意一个方向的投影如图1所示。晶胞中 Co处于各顶角位置，则O处于　　　　位置，与Co紧邻的O的个数为　　　　。若晶胞中Co与O之间的最短距离a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为　　　　 g·cm－3(列出计算式即可)。(2)MgH2晶体属四方晶系，其晶胞结构如图2所示，晶胞参数a＝b＝450 pm，c＝301 pm，原子坐标为A(0，0，0)、B(0.305，0.305，0)、C(1，1，1)、D(0.195，0.805，0.5)。①Mg2＋的半径为72 pm，则H－的半径为　　　　　　　　　　　　 pm(列出计算式即可)。②用NA表示阿伏加德罗常数的值，MgH2晶体中H－的密度是标准状况下氢气密度的　　　　　　　　　　倍(列出计算式即可，标准状况下氢气的密度为0.089 g·L－1)。微点拨　晶胞结构的相关计算（1）计算晶体密度的方法确定晶胞中微粒个数如立方晶胞密度的计算其中①M为微粒的相对“分子”质量；②另外关于晶胞参数单位换算也需注意：1 m＝10 dm＝102 cm＝103 mm＝106μm＝109 nm＝1012pm；③密度公式中共有四个未知量：密度、微粒摩尔质量、晶胞体积、NA，知道3个可求另一个，因此可以围绕密度出现4种题型（2）计算晶体中微粒间距离的方法晶胞的体积＝ eq \f(M×晶胞中的微粒个数,NA×ρ) (M为微粒的相对“分子”质量)(3)计算空间利用率的方法空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比。空间利用率＝ eq \f(球数×\f(4,3)πr3,晶胞体积) ×100%。新 情 境 新 高 考多用途的冰晶石冰晶石(Cryolite)是一种矿物(见图)，白色单斜晶系，(109 ℃)白色细小的结晶体，无气味，微溶于水，在电解铝工业作助溶剂、制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光剂。其化学式是Na3AlF6，熔融时的电离方程式为Na3AlF6===3Na＋＋Al。现有冰晶石的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心， eq \a\vs4\al(○) 位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、 eq \a\vs4\al(○) 中的一种。 [问题探究](1)冰晶石属于哪种晶体类型？________________________________________________________________________(2)冰晶石晶胞(大立方体)中体心处的“”代表的是哪种微粒？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)晶胞中Na＋的配位数是多少？与Na＋距离相等且最近的Na＋有多少个？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)冰晶石晶体的密度是多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5)晶胞中Al与Al最近的距离是多少pm?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________本讲真题研练1．[2022·山东卷]AlN、CaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键，N—Ga键，下列说法错误的是(　　)A．GaN的熔点高于AlNB．晶体中所有化学键均为极性键C．晶体中所有原子均采取sp3杂化D．晶体中所有原子的配位数均相同2．[2022·山东卷](双选)Cu2－xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是(　　)A．每个Cu2－xSe晶胞中Cu2＋个数为xB．每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2－xSe晶胞，转移电子数为8C．每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1－xD．当NayCu2－xSe转化为NaCuSe时，每转移(1－y)mol电子，产生(1－x)mol Cu原子3．[2022·湖北卷]某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变4．[2022·江苏卷]下列说法正确的是(　　)A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同5．[2022·全国甲卷][化学——选修3：物质结构与性质]2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为　　　　　　　　　　。(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是　　　　(填标号)，判断的根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第三电离能的变化图是　　　　(填标号)。(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构　　　　　　　　　　。(4)CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为　　　　和　　　　；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因___________________________________________。(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是　　　　；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为　　　　 pm。6．[2022·全国乙卷][化学——选修3：物质结构与性质]卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)氟原子激发态的电子排布式有　　　　，其中能量较高的是　　　　。(填标号)a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2c．1s22s12p5d．1s22s22p33p2(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个　　　杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl　　　　键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是　　　　　　　　　　　　　，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl键越强；(ⅱ)________________________ ___________________________。(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为　　　　。解释X的熔点比Y高的原因______________________________________。(4)α­AgI晶体中I－离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag＋主要分布在由I－构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α­AgI晶体在电池中可作为__________________________________________。已知阿伏加德罗常数为NA，则α­AgI晶体的摩尔体积Vm＝______ m3·mol－1(列出算式)。第17讲　晶体结构与性质考点一必备知识整理1．电子、阳离子和电中性粒子2．周期性有序　无序　各向异性　各向同性　熔点　X射线衍射　3．(2)平行　取向4．(1)X射线衍射仪　(2)衍射峰　(3)数目　位置正误判断答案：(1)×　物质的聚集状态除了固液气外还有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态、离子液体等(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　晶胞是晶体中的最小重复单元，有些晶体的晶胞不是平行六面体(7)×　冰中除了有范德华力还有氢键(8)√对点题组训练1．解析：A：8，B：8×＋6×＝4。答案：B2．解析：R：8×＋1＝2；G：8×＋8×＋4×＋2＝8；Q：8×＋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。答案：＋33．解析：A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。答案：B4．解析：根据晶胞结构可以判断：Cu(●)：2×＋12×＋3＝6；H(○)：6×＋1＋3＝6，所以化学式为CuH。答案：CuH5．答案：C6．答案：A7．解析：同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。答案：B8．解析：A项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N≡N＞N===N＞N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431.8 kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能，键能不影响分子沸点，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物)－E(生成物)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9 kJ·mol－1，正确。答案：C考点二必备知识整理1．离子键　共价键　空间网状　阴、阳离子　金属阳离子、自由电子　分子　原子　离子　金属　分子间作用力　共价键2．离子　共价　离子　共价正误判断答案：(1)×　AlCl3属于分子晶体(2)×　在金属晶体中只有阳离子和自由电子，没有阴离子(3)×　稀有气体在固体时是分子晶体，组成微粒均为分子(4)√(5)×　含有金属元素的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3对点题组训练1．解析：石墨的层与层之间是分子间作用力，而碳原子间是共价键，石墨之中也会有自由电子在层与层间移动，石墨属于混合型晶体，故A不选；玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅的混合物，不是纯净物，不属于离子晶体，故B不选；CH3COONa是由醋酸根离子和钠离子组成的离子晶体，碳化硅是由碳原子和硅原子组成的共价晶体，属于有机物，属于分子晶体，镁是由金属阳离子和自由电子组成的金属晶体，故C选；NaH是钠离子和氢离子形成的离子晶体，不属于金属晶体，故D不选。答案：C2．答案：(1)共价晶体　(2)分子晶体　(3)离子晶体　(4)共价晶体　(5)分子晶体　(6)金属晶体3．解析：A中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故A错误；B中SiO2为共价晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故B正确；C中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故C错误；D中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故D错误。答案：B4．解析：离子晶体中，离子所带电荷总数越多，半径越小，离子键越强，晶体熔、沸点越高。答案：C5．答案：AlCl3是分子晶体，而AlF3是离子晶体6．答案：邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力更大7．答案：N2H4分子之间存在氢键8．答案：同是分子晶体，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)考点三必备知识整理正四面体　109°28′　1∶2　1∶2　共价键　2　sp2　分子间作用力正误判断答案：(1)√(2)×　石墨晶体中碳碳键比金刚石中碳碳键更牢固(有大∏键)，键能更大，故熔点高于金刚石(3)×　稀有气体固体的构成微粒为原子，但属于分子晶体(4)√　(5)√　(6)×　CaF2中阴、阳离子的配位数分别为4、8对点题组训练1．解析：GaAs的熔点很高，则其晶体类型为共价晶体，Ga和As以共价键键合。由晶胞结构可知一个晶胞中含有As、Ga原子的个数均为4，则晶胞的体积为，又知二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝×100%。答案：共价晶体　共价　×100%2．解析：由图(b)可知，立方格子面对角线长为a pm，即为4个Cu原子直径之和，则Cu原子之间最短距离为a pm。由图(b)可知，若将每个晶胞分为8个小立方体，则Mg原子之间最短距离y为晶胞内位于小立方体体对角线中点的Mg原子与顶点Mg原子之间的距离(如图所示) ，即小立方体体对角线长的一半，则y＝ pm×＝a pm。答案：a　a3．答案：(1)　(2)A4．解析：(1)CoTiO3晶胞中Co处于各顶角位置，则Co的数目为1，由晶体的化学式CoTiO3可知晶胞中O的数目为3，Ti的数目为1，结合题图1可知O处于面心位置，Ti处于体心位置。由题图1可知与Co紧邻的O的个数为12。若晶胞中Co与O之间的最短距离(面对角线长度的一半)为a nm，则晶胞参数为a×10－7 cm，该晶体的密度ρ＝＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。(2)①由题图2可知A与B之间的距离＝0.305×450 pm＝r(Mg2＋)＋r(H－)，则r(H－)＝(0.305×450－72) pm。②由题图2可知晶胞中H－的个数为4×＋2＝4，则晶胞中H－的密度ρ＝＝ g·cm－3，故MgH2晶体中H－的密度÷标准状况下氢气的密度＝＝＝。答案：(1)面心　12　(2)①0.305×450－72　②新情境新高考提示：(1)冰晶石晶体结构中含有Na＋和，属于离子晶体。(2)冰晶石的构成微粒是Na＋和，且二者的个数比为3∶1，图中的个数为8×＋6×＝4。○的个数为8＋12×＝11，故代表○，即代表Na＋。(3)晶胞中与Na＋(体心Na＋)相邻的分别处于Na＋的上、下、前、后、左、右，故Na＋的配位数为6。以体心Na＋分析，处于8个小立方体体心的Na＋与之最近，故与Na＋距离相等且最近的Na＋有8个。(4)晶胞中含Na＋数目为8＋1＋12×＝12，含的数目为8×＋6×＝4，即晶胞中相当于有4个Na3AlF6，晶胞的质量＝4× g，晶胞的体积＝(a×10－10)3 cm3则晶体的密度ρ＝＝＝×1030 g·cm－3。(5)晶胞中与最近的距离是晶胞中面的对角线，晶胞(小立方体)的边长是a pm。则与最近的距离是a pm＝a pm。本讲真题研练1．答案：A2．答案：BD3．解析：Ca2＋在晶胞体心，与其距离相等且最近的为在面心处的F－，故A项正确；Ca2＋与F－的最近距离是棱长的一半，K＋与F－的最近距离是面对角线长度的一半，则与F－距离最近的是Ca2＋，B项错误；Ca2＋在体心，个数为1，F－在面心，个数为6×＝3，K＋在顶角，个数为8×＝1，故C项正确；若F－换为Cl－，Cl－半径大，故晶胞棱长将改变，D项正确。答案：B4．答案：B5．解析：(1)基态F原子的价电子排布式为2s22p5，故其价电子排布图(轨道表示式)为(2)C、N、O、F均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力增强，第一电离能逐渐增大，但N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大，故选a；C原子失去2个电子后达到2s2全满稳定结构，再失去1个电子较难，故第三电离能比N原子大，故选b。(3)固态氟化氢分子间存在氢键，故(HF)3的链状结构为H—F…H—F…H—F。(4) CF2===CF2分子中C原子形成碳碳双键，故C原子为sp2杂化；ETFE是乙烯与四氟乙烯的共聚物，可表示为，故在ETFE分子中碳原子为sp3杂化；由于F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。(5)X离子位于顶点和面心，根据均摊法知，X离子数目为8×＋6×＝4，Y离子位于体内，故Y离子数目为8，结合CaF2的化学式知，X代表的离子是Ca2＋；根据晶胞结构图知，Ca2＋与F－的最小核间距为正方体体对角线长度的，即正负离子的核间距最小为a pm。答案：(1)(2)a　同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大　b(3)H—F…H—F…H—F(4)sp2　sp3　F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大(5)Ca2＋　a6．解析：(1)基态氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，有9个电子，排除b、c项；a项，相当于F原子的一个电子从2p能级跃迁到3s能级，属于激发态氟原子，正确；d项，相当于F原子的两个电子从2p能级跃迁到3p能级，属于激发态氟原子，正确；在两个激发态氟原子中，由于3p能级的能量高于3s能级，且d中发生跃迁的电子数目多于a，故d的能量较高。(2)①C2H3Cl分子中存在碳碳双键，C原子为sp2杂化，杂化轨道只能形成σ键，故在C2H3Cl分子中，C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。②C2H5Cl分子中只存在σ键，C原子为sp3杂化；C2H3Cl分子中存在一个的大π键，C原子为sp2杂化；C2HCl分子中存在两个的大π键[1个是Cl(3pz)－C(2pz)，1个是Cl(3py)－C(2py)]，C原子为sp杂化。杂化轨道中s成分越多(sp3、sp2、sp杂化轨道中s成分依次增多)，形成的C—Cl键越强；Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键越短，故C—Cl键长顺序为C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。(3)由CsICl2受热发生非氧化还原反应知，CsICl2受热分解生成CsCl和ICl，故无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；由于CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs＋和Cl－之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力，离子键比范德华力强得多，故CsCl的熔点高于ICl。(4)在α­AgI晶体中，Ag＋可以发生迁移，故α­AgI晶体在电池中可以作为固体离子导体。由于α­AgI晶体中I－作体心立方堆积，由“均摊法”知，1个晶胞中含有I－数目为8×＋1＝2，即1个晶胞中含有2个α­AgI，则α­AgI晶体的摩尔体积Vm＝(504×10－12 m)3·NA mol－1＝(5.04×10－10)3NA m3·mol－1。答案：(1)ad　d(2)①sp2　σ　②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl　Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键越短(3)CsCl　CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs＋和Cl－之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力(4)固体离子导体　(5.04×10－10)3NA比较晶体非晶体结构特征结构粒子　　　　　排列结构粒子　　　　排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现　　　　　　.　　　　　　.二者区别方法间接方法测定其是否有固定的　　　　.科学方法对固体进行　　　　　　实验化学键H—NN≡NCl—ClH—Cl键能/kJ·mol－1390.8946242.7431.8离子晶体金属晶体分子晶体共价晶体概念阳离子和阴离子通过　　　结合而形成的晶体通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体只含分子的晶体相邻原子间以　　　　相结合而形成　　　　　　结构的晶体晶体微粒　　　　.　　　　.　　　　.　　　　.微粒之间作用力　　　键　　　　键　　　　.　　　　.物理性质熔、沸点较高有的高(如铁)、有的低(如汞)低很高物理性质硬度硬而脆有的大、有的小小很大溶解性一般情况下，易溶于极性溶剂(如水)，难溶于有机溶剂钠等可与水、醇类、酸类反应极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂不溶于任何溶剂晶体晶体结构晶体详解共价晶体金刚石①每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成　　　　　结构②键角均为　　　　　③最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内④每个C参与4条C—C的形成，C原子数与C—C数之比为　　　　SiO2①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构②每个正四面体占有1个Si，4个O，n(Si)∶n(O)＝　　　　③最小环上有12个原子，即6个O，6个Si分子晶体干冰①8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子②每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个冰每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键离子晶体NaCl型①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个②每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－CsCl型①每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个②如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－混合晶体石墨①石墨晶体是混合型晶体，呈层状结构。同层内碳原子以　　　　形成正六边形平面网状结构，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是　　　　，C原子采取的杂化方式是　　　　。②层与层之间以　　　　结合。所以石墨晶体熔、沸点很高，但硬度不大，有滑腻感，能导电