【易错考点讲义】高中化学（人教版2019）选修第二册--第07讲：四种晶体的组成和性质 易错考点讲义

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第07讲 四种晶体的组成和性质

易混易错聚焦

一、聚焦分子晶体的易混易错点
(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。
(4)某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。
如碱金属熔点较低。
二、聚焦原子晶体的易混易错点
(1)原子晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在，原子晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比。
(2)由原子组成的晶体不一定是原子晶体。如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。
(3)原子晶体中一定存在共价键，但晶体中有共价键却不一定都是原子晶体，还可以是分子晶体或离子晶体。
(4)晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。
(5)若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越牢固，破坏化学键需要的能量就越大，故晶体的熔点就越高。例如，比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：
原子半径：CC－Si>Si－Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
(6)若把金刚石中的碳原子换成硅原子，便可得到晶体硅的结构，跟金刚石不同的是，硅晶体中Si—Si键的键长大于金刚石晶体中C—C键的键长。
(7)碳化硅晶体的结构类似于金刚石晶体的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，每个碳原子结合4个硅原子，同时每个硅原子结合4个碳原子，所以在整个晶体中硅与碳的原子个数比是1∶1，碳化硅的化学式是SiC。碳化硅晶体中的Si—C键的键长小于硅晶体中Si—Si键的键长，大于金刚石晶体中C—C键的键长。
(8)SiO2晶体结构相当于将金刚石中的C原子全都改换为Si原子，同时在每两个Si原子中心连线的中间增添一个O原子，在晶体中只存在Si—O键，不存在Si—Si键和O—O键。
三、聚焦金属晶体的易混易错点
1．金属键的强度差别很大，导致金属的熔、沸点和硬度的差别很大。如常温下汞为液态而钨的熔点高达3410℃，钠的硬度小(可以用小刀切割)而铬的硬度很大(以金刚石为10，则钠的硬度是0.4，铬的硬度是9)。
2．金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性，也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性。
3．金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成的，金属晶体的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关。同时要注意晶体中有阳离子，不一定有阴离子。如金属晶体中只有阳离子而无阴离子，但有阴离子的晶体一定有阳离子。
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。
(2)同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔沸点降低。
(3)合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。
(4)金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而铁等金属熔点很高(1535 ℃)。
(5)个别金属的熔点高于某些共价晶体的熔点。
如钨(3 410 ℃)＞SiO2(1 710 ℃)。
(6)合金的熔点一般低于各成分金属的熔点。
四、聚焦离子晶体的易混易错点
(1)离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl。
(2)离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如NaOH、Na2O2中均含有共价键。
(3)金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。
(4)溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl等。
(5)熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如金属等。
(6)离子晶体熔、沸点的比较：一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，如Al2O3>MgO；NaCl>CsCl等。
(7)对于离子晶体的熔、沸点，要注意“一般来说”和“较高”等字词。“一般来说”说明离子晶体的熔、沸点还有些特例；“较高”是与其他晶体类型比较的结果。
(8)离子晶体的一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。如在固态时不导电，在熔融状态下能导电的晶体一定是离子晶体。
(9)离子晶体导电的前提是先电离出自由移动的阴、阳离子。难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水时，由于浓度极小，故导电性极弱。通常情况下，它们的水溶液不导电。
(10)离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。
(11)某些离子晶体的熔点高于某些共价晶体的熔点。
如MgO(2 852 ℃)＞SiO2(1 710 ℃)。
易错典例分析

易错典例1

1．关于晶体的下列说法正确的是
A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子
B．氯化钠溶于水时晶体中的离子键被破坏
C．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
D．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
【答案】B
【解析】A．晶体中如果含有阳离子，可能不含阴离子，如：金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，故A错误；
B．氯化钠溶于水电离为氯离子和钠离子，晶体中的离子键被破坏，故B正确；
C．分子的稳定性取决于分子内原子间共价键的键能大小，与分子间作用力无关，故C错误；
D．离子晶体可能含有共价键，如NaOH，故D错误；
故选：B。
易错典例2

2．下列说法正确的是
A．金刚石晶体中每个碳原子被12个最小碳环共用
B．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
C．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
D．NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+
【答案】A
【解析】A．金刚石晶体中每个碳原子与4个碳原子形成形成共价键，与6个碳原子形成六元环，每个碳原子被12个最小碳环共用，故A正确；
B．石墨中由于大π键的存在，使得C—C间核间距更小，键长更短，破坏石墨的C—C键更难，需要提供的能量更多，所以石墨的熔点高于金刚石，故B错误；
C．金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子相互碰撞，从而发生热的传导，故C错误；
D．氯化钠晶体中，位于顶点的钠离子与棱上的钠离子的距离最近，所以每个钠离子周围有12个距离最近且相等的钠离子，故D错误；
故选A。
举一反三1
jYFs

3．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是
A．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子
B．分子晶体中一定存在共价键
C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF
D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键
【答案】A
【解析】A．金刚石属于共价晶体，其中的碳采取sp3杂化轨道与周围的4个碳原子形成正四面体结构，以共价键形成空间网状结构，晶体中最小环上有6个碳原子，A项正确；
B．分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，稀有气体是单原子分子，原子间没有共价键，B项错误；
C．HF分子间存在氢键，HI分子间不存在氢键，故HI的沸点低于HF，C项错误；
D．SiO2属于共价晶体，在SiO2晶体中1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，D项错误；
答案选A。
举一反三2
jYFs

4．下列说法中正确的有
①含有离子的晶体一定是离子晶体；
②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用；
③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关；
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低；
⑤共价晶体中一定含有共价键；
⑥分子晶体的熔点一定比金属晶体低；
⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6；
⑧硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】C
【解析】①金属晶体含有金属阳离子，故含有离子的晶体不一定是离子晶体，故错误；
②离子键是阴、阳离子间的静电作用力，包括吸引力和排斥力，故错误；
③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，故正确；
④分子晶体熔、沸点的高低由分子间作用力决定，故错误；
⑤共价晶体是原子通过共价键结合而成，所以共价晶体含有共价键，故正确；
⑥分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如汞在常温下为液体，碘是分子晶体，常温下为固体，故错误；
⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，故正确；
⑧金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体，键能越大，硬度越大，原子半径：C＞Si，键长：C-C＞C-Si＞Si-Si，键能：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故正确；综上所述，共4个正确；
故选C。
举一反三3
jYFs

5．下列叙述正确的是
A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B．共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C．离子晶体中可能含有共价键
D．金属晶体的熔点和沸点都很高
【答案】C
【解析】A．由单原子形成的分子晶体不含共价键，如稀有气体，故A错误；
B．共价晶体指原子晶体，其相邻原子间也可能是极性共价键，如SiC，故B错误；
C．离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，故C正确；
D．金属晶体的熔沸点不一定都很高，如K、Na等，故D错误；
故选C。
易混易错剖析

1．分子晶体的熔沸点为什么较低？
【细剖精析】
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一般熔沸点都较低。
2．分子晶体及其熔融态时能否导电？为什么？
【细剖精析】
不能。因为分子晶体在固态和熔融状态均不存在自由电子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或易溶于水的非电解质不能导电。
3．“具有共价键的晶体叫做原子晶体”这种说法对吗？为什么？
【细剖精析】
不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。
4．原子晶体为什么不像金属晶体那样具有良好的导电性、延展性？为什么原子晶体又具有较高的熔沸点？
【细剖精析】
原子晶体的结构特征决定了这类晶体性质的特殊性。原子晶体内键的饱和性和方向性，决定了这类晶体不具有像金属那样的延性、展性和良好的导电性、导热性；又由于共价键的结合力比离子键的结合力强，一般说来原子晶体硬度较大，熔沸点较高，不导电，难溶于一般溶剂。例如，金刚石的熔点高达3550 ℃，硬度极大；水晶是一种坚硬难熔的固体。
5．在原子晶体中为什么不存在分子？
【细剖精析】
构成原子晶体的微粒是原子，这些原子以共价键相结合向空间延伸，形成空间网状结构，因此在晶体中不存在单个分子，也不存在离子。所以原子晶体的化学式如SiO2代表二氧化硅中硅、氧原子个数比为12，并不代表SiO2分子。
6．导热是能量传递的一种形式，它必然是物质运动的结果，那么金属晶体导热过程中电子气中的自由电子担当什么角色？
【细剖精析】
金属容易导热，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
7．金属导电与电解质溶液导电有什么不同？
【细剖精析】
金属导电的微粒是电子，离子晶体熔融状态下或溶于水后导电的微粒是阳离子和阴离子；金属导电过程不生成新物质，属物理变化，而电解质导电的同时要在阴、阳两极生成新物质，属于化学变化，故两者导电的本质是不同的。
8．什么是离子键？什么是离子化合物？
【细剖精析】
阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫做离子键。
含有离子键的化合物称为离子化合物。
9．如何判断一种晶体是否为离子晶体？
【细剖精析】
常见的方法有以下两种。
方法一：由组成晶体的粒子种类来判断，离子化合物形成的晶体一定为离子晶体。
方法二：由晶体的性质来判断。(1)根据导电性，固态时不导电，而熔融状态或溶于水时能导电的一般为离子晶体；(2)根据机械性能，一般具有较高硬度且质脆的为离子晶体。
10．离子键为何没有方向性和饱和性？
【细剖精析】
通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个异电性离子。因此，离子键没有方向性和饱和性。
11．NaCl、CsCl晶体中有无单个分子？“NaCl”、“CsCl”是否代表其分子构成？其晶体中阴、阳离子的配位数各是多少？
【细剖精析】
在NaCl晶体、CsCl晶体中都不存在单个的NaCl分子、CsCl分子，在这两种晶体里，阴、阳离子的个数比都是1∶1。所以NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示其分子构成的分子式。这两种离子晶体中阴、阳离子的配位数见下表。
离子晶体
阴离子的配位数
阳离子的配位数
NaCl
6
6
CsCl
8
8
12．晶格能的大小与什么因素有关？
【细剖精析】
离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大。
13．为什么石英在硅酸盐矿物中最后析出？
【细剖精析】
晶格能高的晶体熔点较高，更易在岩浆冷却过程中先结晶。石英在硅酸盐矿物中晶格能较小，因此石英最后析出。
14．金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？若不相同，哪种更高一些？为什么？
【细剖精析】
不相同。石墨熔点高于金刚石。金刚石中C原子杂化方式为sp3杂化，C原子之间存在σ键，而石墨中C原子杂化方式为sp2杂化，C原子之间存在σ键和π键，石墨中化学键的键能大，故熔点高。
15．碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔、沸点很高？
【细剖精析】
晶体的类型不同造成的。二氧化硅是共价晶体，这类晶体熔、沸点高，硬度大；而二氧化碳属于分子晶体，这类晶体熔、沸点低。
16．金属在发生变形延展时，金属键断裂吗？
【细剖精析】
不断裂。
17．金属在通常状况下都是晶体吗？金属晶体的性质与哪些因素有关？
【细剖精析】
不是，如汞；金属键和金属原子的堆积方式决定金属的性质。
18．金属为什么具有较好的延展性？
【细剖精析】
金属晶体中由于金属阳离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质，具有最密堆积结构的金属延展性往往比其他结构的金属的延展性好。

19．合金为何比纯金属的性质优越？
【细剖精析】
合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此，在一般情况下，合金比纯金属硬度大。
20．石墨晶体为什么具有导电性？
【细剖精析】
石墨晶体中每个C原子未参与杂化的轨道中含有1个未成对电子，能形成遍及整个平面的大π键，由于电子可以在整个六边形网状平面上运动，因此石墨沿层平行方向导电。
核心知识梳理

一、四种晶体比较
　　类型
项目　　
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
构成晶体
的微粒
阴、阳
离子
原子
分子或原子
金属阳离子
和自由电子
微粒间
的作用
离子键
共价键
分子间作用
力(范德华
力或氢键)
金属键
作用力强
弱(一般地)
较强
很强
弱
一般较强，
有的较弱
确定作用
力强弱的
一般判断
方法
离子电
荷、半径
键长(原
子半径)
组成和结
构相似时
比较相对
分子质量
离子半
径、价电
子数
熔、沸点
较高
高
低
差别较大
(汞常温下
为液态，钨
熔点为
3 410 ℃)
硬度
略硬而脆
大
较小
差别较大
导热和
导电性
不良导体
(熔化后
或溶于水
导电)
不良
导体
不良导体
(部分溶于
水发生电
离后导电)
良导体
溶解性
(水)
多数易溶
一般
不溶
相似相溶
一般不溶于
水，少数与
水反应
组成微粒
堆积方式
非等径
圆球紧
密堆积
不服从
紧密堆
积原理
紧密堆积
(与分子形
状有关且
分子间不
存在氢键)
等径圆球
紧密堆积
(A1、A2、A3)

二、晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断：
共价晶体：原子―→共价键。
分子晶体：分子或原子―→分子间作用力。
离子晶体：离子―→离子键。
金属晶体：金属阳离子和自由电子―→金属键。
(2)依据物质的分类判断：
①常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等；
②分子晶体：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)；
③离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类；
④金属晶体：金属单质与合金。
(3)依据晶体的熔点判断：
①离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度；
②共价晶体熔点很高，常在1 000度至几千度；
③分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点很低。
(4)依据导电性判断：
①共价晶体：一般不导电。
②分子晶体：

③离子晶体：固态不导电，熔融或溶于水导电。
④金属晶体：固态或熔融均导电。
(5)依据硬度和机械性能判断：
共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；离子晶体硬度较大而且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。
三、金属晶体
1．金属晶体熔点的影响因素
同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷决定，阳离子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越强，熔点就越高。例如熔点：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，Na＜Mg＜Al。
2．金属晶体的结构
常见金属晶体的四种结构如下表所示：
结构示意图




晶胞




配位数
6
8
12
12
a与r的关系(a为晶胞边长，r为金属原子半径)
a＝2r(位于边上的两个原子相切)
a＝4r(位于体对角线上的三个原子相切)
a＝4r(位于面对角线上的三个原子相切)
设底边边长为a，晶胞高为h，则a＝2r(底边上的两个原子相切)，h＝a

四、离子晶体
1．离子晶体的典型结构
(1)NaCl型晶体结构模型(图1)：配位数为6。
①在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引着6个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着6个Na＋。
②每个Na＋周围与它最近且等距的Na＋有12个，每个Na＋周围与它最近且等距的Cl－有6个。
(2)CsCl型晶体结构模型(图2)：配位数为8。
①在CsCl晶体中，每个Cs＋周围同时吸引着8个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着8个Cs＋。
②每个Cl－与8个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻。

(3)CaF2型晶体结构模型

①Ca2＋的配位数为8。
②F－的配位数为4。
③一个CaF2晶胞中含4个Ca2＋和8个F－。
2．离子晶体中离子的配位数
(1)离子的配位数：晶体晶胞中一个离子周围最邻近的异电性离子的数目称为该离子的配位数。见下表：
离子晶体
NaCl
CsCl
CaF2
阴离子的配位数
6
8
4
阳离子的配位数
6
8
8
(2)影响配位数的因素
①离子的半径：离子半径比值越大，配位数就越大(见下表)。
离子
晶体
正、负离子半径比(r＋/r－)
配位数
NaCl
r＋/r－＝0.52(0.414～0.732)
6
CsCl
r＋/r－＝0.93(0.732～1.00)
8
ZnS
r＋/r－＝0.27(0.225～0.414)
4
②离子的电荷数：离子正、负电荷的比值决定阴、阳离子的个数比，这对配位数有重要影响。
以CaF2的结构为例分析：

分析图中的晶胞结构可知：每个Ca2＋周围最邻近的F－有8个，表明Ca2＋的配位数为8；每个F－周围最邻近的Ca2＋有4个，表明F－的配位数为4。由此可见，在CaF2晶体中，Ca2＋和F－的个数比为1∶2，刚好与Ca2＋和F－的电荷比2∶1相反。因此可以得出：晶体中阴、阳离子的电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。
五、晶胞结构的有关计算
晶体结构的考查主要依据晶胞的计算模式——均摊法来确定晶胞中原子、离子或者分子等粒子的数目，进而依据数学中的几何知识来解决关于晶体结构以及与晶体结构相关的知识，如晶胞体积、晶体密度以及晶体结构中微粒数目等等。
1．用均摊法确定晶胞中微粒数目，进而确定物质的化学式
均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。
(1)长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
①处于顶角的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；
②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；
③处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞；
④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。
(2)非长方体(正方体)晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被3个六边形所共有，每个六边形占有1个碳原子的。
2．晶体密度
晶体的密度可由公式ρ＝求解，其中m指一个晶胞中微粒的质量，V指晶胞的体积。
3．空间利用率
×100%
例如(1)简单立方(见图1)：a＝2r(a为晶胞边长，r为微粒半径)
空间利用率＝×100%＝52%

图1　　　　　　　　图2
(2)体心立方(见图2)：
a2＋2a2＝(4r)2　a＝
空间利用率×100%＝68%
六、晶体熔、沸点的比较
1．不同晶体类型的熔、沸点高低规律
一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高(如钨)，有的很低(如汞)。
2．同属于原子晶体
一般组成晶体的原子半径越小，熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C—C)>二氧化硅(Si—O)>碳化硅(Si—C)>晶体硅(Si—Si)。
3．同属于离子晶体
离子所带电荷越多、离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>CsCl。
4．同属于金属晶体
金属原子的价电子数越多、半径越小，则金属键越强，熔、沸点越高。如熔点：Al>Mg>Na。
5．同属于分子晶体
分子间作用力越强，熔、沸点越高。
(1)组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。如熔点：I2>Br2>Cl2>F2。
(2)相对分子质量相同或相近的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如沸点：CO>N2。
(3)同分异构体之间
①一般是支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
②结构越对称，熔、沸点越低。如沸点：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。
(4)若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。如沸点：HF>HI>HBr>HCl。
(5)状态不同的物质在相同条件下，熔、沸点：固体>液体>气体。如熔点：S>Hg>O2。
冰易融化、干冰易气化、碘易升华，这都是因为它们是分子晶体，分子间的作用力较小，因而融化、气化、升华时需要克服的作用力小。故可以利用这些特性来判断某些晶体是否是分子晶体。
晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质的结合，是判断晶体类型的重要依据。
易错通关基础练

1．下列有关晶体的叙述中错误的是
A．干冰晶体中，每个分子周围紧邻12个分子
B．氯化铯晶体中，每个周围紧邻8个
C．氯化钠晶体中，每个周围紧邻6个
D．金刚石晶体中，每个C原子周围紧邻4个C原子
【答案】C
【解析】A．干冰（CO2）是分子晶体，晶胞属于面心立方堆积，故每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子，A正确；
B．氯化铯晶胞中，每个晶胞中含有一个铯离子，每个顶点上的氯离子被8个晶胞共用，故每个 Cs+ 周围紧邻8个 Cl−，B正确；
C．在氯化钠晶胞中，钠离子在体心和棱心位置，距离体心位置的钠离子最近的钠离子是位于棱心的12个钠离子，故每个钠离子周围紧邻12个钠离子，C错误；
D．金刚石晶体中，碳原子采用sp3杂化方式成键，故每个C原子周围紧邻4个C原子，D正确；
故选C。
2．下列有关比较正确的是
A．热稳定性： B．熔点：
C．硬度：金刚石>硅>碳化硅 D．微粒半径：
【答案】A
【解析】A．元素非金属性强弱与其氢化物稳定性一致，同周期主族元素自左而右元素非金属性增强，故氢化物稳定性HF＞H2O＞NH3，故A正确；
B．SO3是分子晶体，SiO2是原子晶体，MgO是离子晶体，一般而言，原子晶体的熔点大于离子晶体大于分子晶体，则熔点：SiO2>MgO> SO3，故B错误；
C．三者都属于共价晶体，原子半径C＜Si，故键长：C-C＜C-Si＜Si-Si,则键能由大到小顺序：C-C＞C-Si＞Si-Si,故熔点：金刚石＞碳化硅＞硅，故C错误；
D．Li+为一个电子层，O2−、Na+的电子层数为2个，核电荷数越大，离子半径越小，则O2−＞Na+，微粒半径：Li+＜Na+＜O2−，故D错误；
故选：A。
3．下列关于物质沸点高低的比较正确的是
A．CH4>SiH4>GeH4
B．NH3>AsH3>PH3
C．Cl2>Br2>I2
D．C(CH3)4>(CH3)2CHCH2CH3>CH3CH2CH2CH2CH3
【答案】B
【解析】A．一般情况下，对于组成和结构相似的分子晶体，分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而升高，即沸点：CH4 B．一般情况下，对于组成和结构相似的分子晶体，分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而升高；另外，氨分子间存在氢键，氨的沸点较高；故沸点：NH3>AsH3>PH3，B正确；
C．一般情况下，对于组成和结构相似的分子晶体，分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而升高，即沸点：Cl2 D．相对分子质量相同的烷烃，其支链越多，沸点越低，即沸点：C(CH3)4<(CH3)2CHCH2CH3 故选B。
4．下列关于共价晶体和分子晶体的说法中不正确的是
A．金刚石、水晶和干冰都属于共价晶体
B．共价晶体中存在共价键，分子晶体中可能存在共价键
C．共价晶体的硬度通常比分子晶体的大
D．有的分子晶体的水溶液能导电
【答案】A
【解析】A．金刚石和水晶是共价晶体，干冰是分子晶体，A错误；
B．共价晶体中存在共价键，故金刚石中存在共价键，分子晶体中可能存在共价键，如水中存在共价键，也可能不存在共价键，如稀有气体中不存在共价键，B正确；
C．共价晶体中共价键的强度强于分子间作用力，故共价晶体的硬度通常比分子晶体的大，C正确；
D．HCl为分子晶体，溶于水后的溶液盐酸可以导电，D正确；
故选A。
5．下列物质属于共价晶体的是
A．SO2 B．SiO2 C．HNO3 D．葡萄糖
【答案】B
【解析】A． SO2属于分子晶体，故A不符合；
B． 二氧化硅是原子构成的，通过共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，故B符合；
C． 硝酸分子为平面共价分子，属于分子晶体，故C不符合；
D． 葡萄糖是共价化合物，是通过分子间作用力形成的分子晶体，故D不符合；
答案选B。
6．下列说法错误的是
A．利用超分子的分子识别特征可以分离和
B．“硅—锗晶体管”为我国首创，单晶硅、锗均为共价晶体
C．等离子体是整体上呈电中性的气态物质，其中含有带电粒子
D．同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同
【答案】D
【解析】A．将和的混合物放入一种空腔大小合适的超分子，可以分离和，故A正确；
B．单晶硅、锗均为共价晶体，故B正确；
C．等离子体是由大量的带正电的粒子和带负电的粒子组成的系统，整体是电中性，故C正确；
D．同主族元素形成的氧化物的晶体类型不一定相同，CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体（共价晶体），故D错误；
选D。
7．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是

A．①为简单立方堆积，③为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①<②<③<④
【答案】B
【解析】A．由金属晶体的晶胞结构图可知：①为简单立方堆积；③为六方最密堆积，A错误；
B．顶点为8个晶胞共用；面为2个晶胞共用；晶胞体内原子为1个晶胞单独占有。晶胞①中原子个数=8×=1；晶胞②中原子个数=1+8×=2；晶胞③中原子个数=1+8×=2，晶胞④中原子个数=8×+6×=4，B正确；
C．①为简单立方堆积，配位数为6；②为体心立方堆积，配位数为8；③为六方最密堆积，配位数为12；④为面心立方最密堆积，配位数为12，C错误；
D．六方最密堆积与面心立方最密堆积的空间利用率相等，简单立方堆积、体心立方堆积不是最密堆积，空间利用率比六方最密堆积和面心立方最密堆积的小；体心立方堆积空间利用率比简单立方堆积的高，故空间利用率的大小关系为：①＜②＜③=④，D错误；
故选B。
8．下列说法正确的是
A．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，而熔沸点逐渐升高
B．石墨中C原子为sp2杂化，其中未杂化的P轨道电子形成金属键所以石墨能够导电
C．SiO2和干冰熔化时要破坏共价键和分子间作用力
D．[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的中心离子的配位数为4
【答案】B
【解析】A．F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，则HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，而HCl、HBr、HI的相对分子质量依次增大，熔沸点逐渐升高，但HF由于形成分子间的氢键，熔沸点出现反常，其熔沸点最高，A不正确；
B．石墨中C原子形成三个共价键，发生sp2杂化，每个C还有1个未杂化的p轨道电子形成π键，电子在片层中自由移动，在电场作用下定向移动，所以石墨能够导电，B正确；
C．SiO2形成共价晶体，熔化时只破坏共价键，不破坏分子间作用力，干冰熔化时不破坏共价键，只破坏分子间作用力，C不正确；
D．[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中，H2O和Br-都是配体，中心离子的配位数为4+2=6，D不正确；
故选B。
易错通关能力练

1．C60是富勒烯族分子中稳定性最高的一种，N60是未来的火箭燃料，二者结构相似。有关C60和N60的说法中正确的是
A．C60和N60均属于原子晶体 B．N60的稳定性强于N2
C．C60中碳原子是sp3杂化 D．C60易溶于CS2、苯中
【答案】D
【解析】A．C60和N60均由分子构成，属于分子晶体，A错误；
B．N2中有N≡N键，键能大，而N60中N—N单键，键能小，故N2更加稳定，B错误；
C．C60中每个C原子连接3个碳原子，每个C原子形成2个有C—C单键、1个C=C双键，C原子杂化轨道数目为3，C原子采取sp2杂化，C错误；
D．C60、CS2、苯都是非极性分子，根据相似相溶原理，C60易溶于CS2、苯，D正确；
故选D。
2．如图为几种晶体或晶胞的结构示意图，下列说法错误的是

A．冰晶体中水分子为非密堆积
B．金刚石属于共价晶体，每个碳原子周围距离相等且最近的碳原子数目为4
C．碘晶体属于分子晶体，每个碘晶胞中实际占有8个碘原子
D．四种晶体的熔点顺序为：金刚石>MgO>冰>碘单质
【答案】D
【解析】A．冰晶体中氧的电负性较强，分子间存在氢键，氢键具有方向性，所以在冰晶体中，每个H2O分子周围紧邻的H2O分子有4个，不能紧密堆积，A正确；
B．金刚石属于共价晶体，其中每个碳原子与紧邻4个其它C原子结合，故周围距离最近的碳原子为4，B正确；
C．由图可知，碘晶体属于面心立方，则用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，C正确；
D．熔点的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，冰属于分子晶体，碘单质为分子晶体，室温下碘为固体、水为液体，MgO属于离子晶体，金刚石是共价晶体，冰、金刚石、MgO、碘单质四种晶体的熔点顺序为：金刚石＞MgO＞碘单质＞冰，D错误；
故选D。
3．下列说法正确的是
A．沸点：>
B．NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键
C．SiO2属于共价晶体，熔化时破坏共价键和分子间作用力
D．NH4NO3、NaOH中既有离子键，又有极性共价键， 其中NH4NO3中还有配位键
【答案】D
【解析】A．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸分子间作用力强于邻羟基苯甲酸，沸点高于邻羟基苯甲酸，故A错误；
B．氨分子比磷化氢稳定是因为氮元素的非金属性强于磷元素，与氢键无关，故B错误；
C．二氧化硅属于共价晶体，熔化时只需破坏共价键，故C错误；
D．硝酸铵和氢氧化钠都是既有离子键，又有极性共价键的离子化合物，但硝酸铵中还含有氮氢配位键，故D正确；
故选D。
4．下列关于晶体结构和性质的叙述不正确的是
A．同一主族的不同元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构
B．氯化钠、氯化铯晶胞结构相似，它们具有相似的物理性质
C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键
D．在二氧化硅晶体中，每个硅原子与周围氧原子形成4个Si—O共价单键
【答案】B
【解析】A．碳元素和硅元素都是ⅣA族元素，与氧元素形成的二氧化硅和二氧化碳的化学式相似，但二氧化硅是原子晶体，二氧化碳是分子晶体，两者的晶体结构不同，故A正确；
B．氯化钠晶胞中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，氯化铯晶胞中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有6个铯离子，氯化钠、氯化铯晶胞结构不相似，故B错误；
C．二氧化碳为分子晶体，分子间存在分子间作用力，分子中存在碳原子和氧原子形成的共价键，故C正确；
D．二氧化硅晶体中，每个硅原子和4个氧原子形成硅氧共价键，每个氧原子和2个硅原子形成硅氧共价键，故D正确；
故选B。
5．下列关于物质熔点或沸点的比较中，不正确的是
A．沸点：Cl2＜Br2＜I2
B．熔点：金刚石＞碳化硅＞硅晶体
C．沸点：CH3Cl＜CH3CH2Cl＜CH3CH2CH2Cl
D．沸点：邻羟基苯甲醛＞对羟基苯甲醛
【答案】D
【解析】A．Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，所以沸点：Cl2＜Br2＜I2，A正确；
B．共价键的键长C-C＜C-Si＜Si-Si，则键能C-C＞C-Si＞Si-Si，所以熔点：金刚石＞碳化硅＞硅晶体，B正确；
C．CH3Cl、CH3CH2Cl、CH3CH2CH2Cl的相对分子质量依次增大，分子间的作用力依次增大，所以沸点：CH3Cl＜CH3CH2Cl＜CH3CH2CH2Cl，C正确；
D．邻羟基苯甲醛能形成分子内的氢键，使其沸点降低，对羟基苯甲醛能形成分子间的氢键，使其沸点升高，所以沸点：邻羟基苯甲醛＜对羟基苯甲醛，D不正确；
故选D。
6．下列说法正确的是
A．熔点：锂<钠<钾<铷<铯
B．晶体的熔点：干冰>冰
C．第ⅣA族元素氢化物的沸点顺序是，则第ⅤA族元素氢化物的沸点顺序是
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
【答案】D
【解析】A．锂、钠、钾、铆、铯属于碱金属，其半径逐渐增大，其熔点应逐渐降低，A错误；
B．冰晶体中存在氢键，晶体的熔点：干冰<冰，B错误；
C．分子之间存在氢键，沸点高于，C错误；
D．汞的熔点小于硫单质的熔点，D正确；
故选D。
7．下列关于晶体的说法正确的是

①金属晶体能导电，离子晶体在一定条件下也能导电
②金属晶体和离子晶体的熔、沸点都很高
③在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
④CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-相紧邻
⑤金刚石、SiC、 NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
⑥分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑦SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑧晶体状态能导电的一定是金属晶体
A．②③⑤⑧ B．①②⑥⑦ C．②④⑥⑧ D．①③④⑤
【答案】D
【解析】①金属晶体能导电，离子晶体在熔融状态下也能导电，正确；②部分金属晶体的熔沸点很高，如钨，但有的很低，如汞，有的离子晶体的熔、沸点很高如MgO，有的很低，如离子液体，错误；③在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子，但有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体，正确；④Ti4+位于晶胞的顶点，O2-位于面心，每个Ti4+和12个O2-相紧邻，正确；⑤一般共价晶体熔点高于离子晶体，离子晶体高于分子晶体。金刚石和SiC是共价晶体，原子间以共价键结合，碳原子半径比硅原子半径小，所以金刚石熔点高于SiC； NaF和NaCl都是离子晶体，F-半径比Cl-半径小，所以NaF熔点比NaCl高；H2O和H2S都是分子晶体，水分子间有氢键，熔点比H2S高，所以金刚石、SiC、 NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的依次降低，正确；⑥分子的稳定性和分子间作用力无关，和分子内的共价键强弱有关，错误；⑦SiO2 晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合，错误；⑧晶体状态能导电的可以是金属晶体，也可以是石墨，石墨属于混合型晶体，错误；故正确的是①③④⑤，选D。
8．各图为几种分子、晶体或晶胞的结构示意图。


请回答下列问题：
(1)这些物质对应的晶体中，构成晶体的粒子之间主要以范德华力结合形成的晶体是_______、晶体；构成晶体的粒子之间主要以氢键结合形成的晶体是_______。
(2)冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。
(3)每个晶胞中实际占有_______个原子，每个MgO晶胞中实际占有_______个镁离子，晶体中每个周围距离最近且相等的有_______个。
(4)金刚石和晶体都是碳元素形成的单质，晶体中含键数目为_______。
【答案】(1)     干冰晶体     冰晶体
(2)金刚石冰干冰
(3)     4     4     8
(4)

【解析】（1）根据各晶体的构成和分析，分子晶体中粒子之间为范德华力，构成晶体的粒子之间主要以范德华力结合形成的晶体是干冰晶体、冰晶体；故答案为：干冰晶体；冰晶体；
（2）熔点的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，再结合晶体微粒作用力可得，冰和干冰属于分子晶体，熔点：冰＞干冰，MgO和CaCl2属于离子晶体，熔点：MgO＞CaCl2，金刚石是原子晶体，则熔点由高到低的顺序为：金刚石冰干冰，故答案为：金刚石冰干冰；
（3）Cu原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为=4；MgO晶胞中Mg2+位于棱上与体心，晶胞中Mg2+数目为1+12×=4，；在CaCl2晶体中，每个Cl-周围最近距离的Ca2+分布在一个顶点以及和这个顶点相连的三个面的面心上，一共是4个，每个Ca2+被8个Cl-所包围，故答案为：4：4：8；
（4）C60晶体中，每2个C原子形成一个π键，则1mol C60晶体中含π键数目为1mol×60××NAmol-1=30NA，故答案为：30NA。
9．完成下列问题。
(1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB……方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为_______。

(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，1mol石墨烯中含有的六元环个数为_______。下列有关石墨烯的说法正确的是_______(填字母)。

a.晶体中碳原子间全部是单键
b.石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面
c.从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
(3)石墨烯可转化为，的结构如图丙所示，该分子是由五边形和六边形构成的球体，其中五边形有12个，则六边形有_______个(注：简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间的关系为)。

(4)金刚石晶胞如图丁所示，则金刚石晶胞中原子的配位数为_______。

【答案】(1)4
(2)          abc
(3)20
(4)4
【解析】（1）由题图甲可知，六方晶胞中处于顶点的8个碳原子分为两种，其中4个被6个晶胞所共有，4个被12个晶胞所共有；处于棱上的4个碳原子也分为两种，其中2个被3个晶胞所共有，2个被6个晶胞所共有；处于面上的2个碳原子分别被2个晶胞所共有；晶胞内还有1个碳原子，所以每个六方晶胞中含有的碳原子数为；
（2）a．由题图乙可知，石墨烯中6个碳原子组成1个环，每个碳原子被3个环共有，相当于2个碳原子组成1个环，1mol碳原子组成的环的个数为。根据碳原子成键特点可知，每个碳原子与周围三个碳原子形成3个单键，a正确；
b．石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面，b正确；
c．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力，c正确；
故选：abc；
（3）设中六边形、五边形的个数分别为x、y。则有：、，解得，；
（4）由金刚石晶胞结构可知原子的配位数为4。