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2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用：选修物质结构与性质3第三单元 晶体的结构与性质
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第三单元 晶体的结构与性质
1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 2.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。 3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 4.了解分子晶体结构与性质的关系。 5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 6.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。 7.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。
晶体的组成与性质
[知识梳理]
一、晶体
1．晶体与非晶体
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质
特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
区别
方法
间接方法
看是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X射线衍射实验
2.得到晶体的途径
(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：描述晶体结构特征的基本重复单位。
(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：所有晶胞平行排列、取向相同。
4．晶格能
(1)定义：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量，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：离子半径越小，晶格能越大。
二、四种类型晶体的比较
类型
比较
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
分子
原子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
微粒间的相互作用力
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大，有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高，有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何常见溶剂
难溶(有的能发生反应)
大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性
固态、熔融态一般不导电，溶于水后有的导电
一般不具有导电性
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融状态导电
物质类别及举例
大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)
部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)
金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)
金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
三、晶体熔、沸点的比较
1．不同类型晶体熔、沸点的比较
(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
2．同种类型晶体熔、沸点的比较
(1)原子晶体
―→―→―→
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。
(2)离子晶体
①一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②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，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N2、CH3OH＞CH3CH3。
④同分异构体物质中支链越多，熔、沸点越低。
例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞
(4)金属晶体
金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。
[自我检测]
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。( )
(2)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。( )
(3)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。( )
(4)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。( )
(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)固态物质一定是晶体。( )
(8)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。( )
(9)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
(7)× (8)× (9)√
(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。
(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含有阴离子，如金属晶体。
(3)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为98 ℃，尿素的熔点为132.7 ℃。
(1) [2015·高考全国卷Ⅱ，37(2)]O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(2)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。
(3)(2015·高考四川卷)Mg、Si、Cl的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是____________________(填化学式)。
[解析] (1)H2O、H2O2均属于分子晶体而NaH属于离子晶体。(2)Fe(CO)5的熔、沸点低，为分子晶体。(3)硅属于原子晶体、Mg属于金属晶体、Cl2为分子晶体，因此熔点由高到低的排列顺序是Si、Mg、Cl2。
[答案] (1)分子晶体 离子晶体 (2)分子 (3)Si、Mg、Cl2
下列物质：①水晶 ②冰醋酸 ③氧化钙 ④白磷
⑤晶体氩 ⑥氢氧化钠 ⑦铝 ⑧金刚石 ⑨过氧化钠
⑩碳化钙 ⑪碳化硅 ⑫干冰 ⑬过氧化氢
(1)属于原子晶体的化合物：________。
(2)直接由原子构成的晶体：________。
(3)直接由原子构成的分子晶体：________。
(4)由极性分子构成的晶体是________，含有非极性键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
答案：(1)①⑪ (2)①⑤⑧⑪ (3)⑤
(4)②⑬ ⑨⑩ ④⑤
对于物质熔、沸点的判断，首先看物质的状态，一般情况下固体＞液体＞气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体＞离子晶体＞分子晶体(注意不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同再根据相应规律进行判断。同类型晶体熔、沸点比较思路为原子晶体：共价键键能→键长→原子半径；分子晶体：分子间作用力→相对分子质量；离子晶体：离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。
晶体类型的判断
1．下列数据是对应物质的熔点(℃)，据此作出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1 291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
－107
2 073
－57
1 723
A．铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
解析：选B。从表中各物质的熔点可以看出，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体均是分子晶体。
2．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550
Li：181
HF：－83
NaCl：801
硅晶体：1 410
Na：98
HCl：－115
KCl：776
硼晶体：2 300
K：64
HBr：－89
RbCl：718
二氧化硅：1 723
Rb：39
HI：－51
CsCl：645
据此回答下列问题：
(1)A组属于__________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是__________。
(2)B组晶体共同的物理性质是__________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性
③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电
③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_______________________________________________________。
解析：(1)根据表中数据知A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性；(3)HF中存在分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。
答案：(1)原子 共价键
(2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗更多能量(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)
3．(2018·保定高三检测)下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4
B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．MgBr2＜SiCl4＜BN
D．金刚石>晶体硅>钠
解析：选D。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项SiCl4为分子晶体，MgBr2为离子晶体，BN为原子晶体，故SiCl4的熔点最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，键能与键长成反比，金刚石C—C键的键长更短些，所以金刚石的熔点比晶体硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，则金刚石和晶体硅的熔点比钠的高。
4．(1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)。
(2)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)NiO、FeO都为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于晶格能，离子半径越大，晶格能越小，熔点越低。(2)硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。
答案：(1)＞ (2)硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高
(1)判断晶体类型的五个依据
①构成晶体的微粒和微粒间的作用力。
②物质的类别。
③晶体的熔点。
④物质的导电性。
⑤硬度和机械性能。
(2)判断晶体类型的注意事项
①常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。
②石墨属于混合型晶体，但因每层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。
③AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190 ℃)。
④合金的硬度比各成分金属大，但熔、沸点比各成分金属低。
典型晶体模型及晶胞计算
[知识梳理]
1．典型晶体模型
晶体
晶体结构
晶体详解
原
子
晶
体
金刚石
(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构
(2)键角均为109.5°
(3)最小碳环由6个C原子组成且6个原子不在同一平面内
(4)每个C参与4个C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为 1∶2
SiO2
(1)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)＝1∶2
(3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si
分
子
晶
体
干冰
(1)每8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
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－
金
属
晶
体
简单立方堆积
典型代表Po，配位数为6，空间利用率52%
面心立方最密堆积
典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74%
体心立方堆积
典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68%
六方最密堆积
典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%
2.晶胞中微粒的计算方法——均摊法
[自我检测]
下图为三种离子晶体晶胞示意图(•阳离子，阴离子)，以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A________、B________、C________。
解析：在A中，含M、N的个数相等，故组成表达式为MN；在B中，含M：×4＋1＝(个)，含N：×4＋2＋4×＝(个)，N(M)∶N(N)＝∶＝1∶3，故组成表达式为MN3；在C中，含M：×4＝(个)，含N为1个，故组成表达式为MN2。
答案：MN MN3 MN2
(1)在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞都使用上述计算方法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。
(2)判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。例如：NaCl晶体中，Na＋周围等距且紧邻的Na＋数目(Na＋用“。”表示)：
每个面上都有4个，共计12个。
(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，35(4)(5)]①KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为____________nm，与K紧邻的O个数为____________。
②在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______________位置，O处于____________位置。
(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(6)]晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为______________。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为_____________________________________
g·cm－3(列出计算式即可)。
(3)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(5)]O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm, F 的化学式为__________；晶胞中O原子的配位数为______；列式计算晶体F的密度(g·cm－3)___________________________ _______。
(4)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(5)]碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
石墨烯晶体
金刚石晶体
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。
[解析] (1)①二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即×0.446 nm≈0.315 nm。与钾紧邻的氧原子有12个。②想象4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。(2)①对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标。②类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，ρ＝×107 g·cm－3。(3)该晶胞中含有8个Na＋、4个O2－，故化学式为Na2O，O原子的配位数为8；一个晶胞的质量为×62 g，故密度为 g·cm－3＝2.27 g·cm－3。(4)①由图中石墨烯的结构可知，每个碳被3个六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为6×＝2。②金刚石晶体中每个碳原子被12个六元环所共有。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子共平面。
[答案] (1)①0.315 12 ②体心 棱心
(2)①
②×107
(3)Na2O 8 g·cm－3＝2.27 g·cm－3
(4)①3 2 ②12 4
金刚石晶胞(如图)含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝____________a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率：________________(不要求计算结果)。
答案：8 ＝
晶体的密度及微粒间的距离的计算
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)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA，即ρ＝。
晶胞的结构
1．(1) 石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。
(2)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
(3)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
解析：(1)一个晶胞中M原子的个数为12×＋9＝12；一个晶胞中C60的个数为8×＋6×＝4，M与C60的个数比为3∶1，故该材料的化学式为M3C60。(3)根据晶胞可知，铜晶体是面心立方结构，顶点离面心的铜原子距离最近，一个晶胞中，一个顶点离它最近的面心铜原子有3个，经过一个顶点的晶胞有8个，共24个面心铜原子，1个面心铜原子由2个晶胞共有，故每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个。
答案：(1)12 M3C60 (2)2∶1 (3)12
2．(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。
(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。
(3) 元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
解析：(1)单质硅与金刚石都属于原子晶体，其中原子与原子之间以共价键结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献6×＝3个原子。
(2)B原子半径大于N原子半径，所以白球是B原子，黑球是N原子。其中B原子的个数是1＋8×＝2，N原子的个数是1＋4×＝2。所以该物质的化学式是BN。
(3)X的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，则X为锌，Y的核外电子排布式为[Ne]3s23p4，则Y为硫。1个晶胞中X离子数目为8×＋6×＝4，Y的离子数目为4，X与Y的离子数目比为1∶1，则该化合物的化学式为ZnS。
答案：(1)共价键 3 (2)2 BN (3)①4 ②ZnS
晶胞的计算
3．(1)①Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
②Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________________________________g·cm－3(不必计算出结果)。
(2) 前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为__________；D的配位数为____________；
②列式计算该晶体的密度：________________g·cm－3。
(3) 立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为________________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为__________pm(列式表示)。
解析：(1)②面心立方晶体中，铝原子的配位数为12；该晶胞中含有Al原子数目为×8＋×6＝4，根据(0.405×10－7)3×ρ＝27×，解得ρ＝ (g·cm－3)。(2)由题意可知：A为F元素，B为K元素，C为Fe元素，D为Ni元素。根据晶胞结构可知：F原子个数为16×＋4×＋2＝8，K原子个数为8×＋2＝4，Ni原子个数为8×＋1＝2，则化学式为K2NiF4。由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故Ni的配位数为6。该晶体的密度为＝3.4 (g·cm－3)。(3)用均摊法算出每个晶胞中含4个Zn2＋和4个S2－，其质量为4× g，其体积是(540.0×10－10 cm)3，所以其密度为＝4.1 (g·cm－3)。若把该晶胞均分为8个小立方，则b(Zn2＋)处于小立方体的正中心，它与顶点a(S2－)的距离为晶胞体对角线的，即(540.0 pm×)/4＝135 pm。
答案：(1)①16 ②12
(2)①K2NiF4 6
②＝3.4
(3)＝4.1 135
晶体结构的相关计算
(1)晶胞质量＝晶胞含有的微粒的质量＝晶胞含有的微粒数×。
(2)空间利用率＝×100%。
(3)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)
①面对角线长＝a；
②体对角线长＝a；
③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)；
④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。
[课后达标检测]
一、选择题
1．(2015·高考上海卷)某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是( )
A．不可能有很高的熔沸点
B．不可能是单质
C．可能是有机物
D．可能是离子晶体
解析：选A。A.在SiO2晶体中含有极性共价键Si—O键，由于该晶体是原子晶体，原子之间通过共价键结合，断裂需要吸收很高的能量，因此该物质的熔沸点很高，错误。B.同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键，不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键，因此含有极性键的物质不可能是单质，正确。C.若该极性键存在于含有C元素的化合物中，如CH4、CH3CH2OH等，则相应的物质是有机物，正确。D.离子化合物中一定含有离子键，可能含有极性共价键，如NaOH，也可能含有非极性共价键，如Na2O2，因此含有极性键的化合物可能是离子晶体，正确。
2．下列性质适合于某种原子晶体的是( )
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电
B．熔点10.32 ℃，液态不导电，水溶液导电
C．能溶于CS2，熔点112 ℃，沸点444.6 ℃
D．熔点3 550 ℃，很硬，不溶于水，不导电
解析：选D。由原子晶体所具有的一般特点：熔、沸点高，硬度大，不溶于水等性质，可以推断D项描述的晶体是原子晶体。
3．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＋周围等距且紧邻8个Cl－
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻12个CO2分子
解析：选B。氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有12个，距离相等且紧邻的Cl－共有6个。
4．下列说法正确的是( )
A．原子晶体中只存在非极性共价键
B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HF
C．液氮汽化时，分子内共价键不会发生断裂
D．凡有规则外形的固体一定是晶体
解析：选C。A项SiO2中存在极性键；B项HF分子间存在氢键，故HF的沸点高。
5．下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是( )
A．两种元素组成的分子中一定只有极性键
B．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高
C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D．只要含有离子键就是离子晶体
解析：选D。本题可用举例法判断，选项A中如H2O2和C2H6分子中既含有极性键又含有非极性键，A错。有的共价化合物在固态时形成分子晶体，熔点较低，有的共价化合物在固态时形成原子晶体，熔点很高，B错。对于选项C可考虑铵盐，常见的铵盐如NH4NO3只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C错。
6．下面的排序不正确的是( )
A．晶体熔点由低到高：CF4
C．熔点由高到低：Na>Mg>Al
D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI
解析：选C。选项A中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，选项A正确；选项B中硬度与共价键的键能有关，由于Si—Si 键的键长>C—Si 键的键长>C—C键的键长，键长越长，键能越小，选项B正确；选项C中熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，因此正确的顺序为Al>Mg>Na，选项C错误；选项D中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷数有关，选项D正确。
7．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是( )
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体
C．水分子间通过H—O键形成冰晶体
D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大
解析：选A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C错误；水结冰时体积膨胀，D错误。
8．下列关于晶体的说法一定正确的是( )
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
解析：选B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A错；因在晶体中Ti4＋位于顶点而O2－位于面心，所以CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻，B正确；SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合，C错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D错。
9．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个
解析：选A。由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为8×＋6×＝4个；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为12×＋1＝4个，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。
二、非选择题
10．下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为________________________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体，原因是________________________________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是______________________________________________________________。
答案：(1)金刚石晶体
(2)金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰
(3)小于 MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子所带的电荷数；且r(Mg2＋)＜r(Na＋)、r(O2－)＜r(Cl－)
(4)4 8 (5)H2O分子之间能形成氢键
11．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
(1)基态硼原子的电子排布式为____________________________________。
(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B—N键均为共价键
d．两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是____________________________________________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________mol配位键。
解析：(1)B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。
(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有σ键和π键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的B—N键都是共价键，c正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d错误。
(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1个B原子与3个N原子相连，故为平面三角形结构；由于B最外层有3个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。
(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似，故B原子为sp3杂化；该晶体存在地下约300 km的古地壳中，因此制备需要的条件是高温、高压。
(5)NH中有1个配位键，BF中有1个配位键，故1 mol NH4BF4含有2 mol配位键。
答案：(1)1s22s22p1 (2)bc (3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 (4)sp3 高温、高压 (5)2
12．(2016·高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
(1)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_______________
________________________________________________________________________。
(2)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。
(3)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为＋3价，该反应的化学方程式是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，可知M为氧元素；R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素，且原子序数大于氧元素，故R为钠元素；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，故X为硫元素，Y为氯元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故Z为铬元素。(1)S的氢化物为H2S，与H2S组成相似的O的氢化物为H2O，由于水分子间能够形成氢键，使H2O的沸点高于H2S。(2)分析Na2O的晶胞结构图，利用均摊法可知，黑球与白球的个数之比为2∶1，故黑球代表的离子为Na＋。(3)在稀硫酸中，K2Cr2O7具有很强的氧化性，能把H2O2氧化，化学方程式为K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O。
答案：(1)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键
(2)Na＋
(3)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O
13．原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且所有原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子的s原子轨道与p原子轨道电子数相等；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。
(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子，T原子有________种不同原子轨道的电子。
(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)由X、Y、Z形成的离子XYZ－与XZ2互为等电子体，则XYZ－中X原子的杂化轨道类型为________。
(4)Z与R能形成化合物甲，1 mol甲中含________ mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为__________________。
(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为___________________________
________________________________________________________________________。
氟化物
G的氟化物
Q的氟化物
R的氟化物
熔点/K
993
1 539
183
(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)X单质的晶胞如图所示，一个X晶胞中有________个X原子；若X晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个X原子之间的距离为________cm(用代数式表示)。
解析：根据信息推断出X为C、Y为N、Z为O、Q为Mg、R为Si、T为Cu，而结合(5)中信息可知G为Na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同，N原子有7个电子，故有7种运动状态不同的电子；Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7种不同的原子轨道的电子。(2)注意第一电离能的反常性。(3)CO2中C采取sp杂化，故CNO－中C也采取sp杂化。(4)1 mol SiO2含4 mol Si—O键，SiO2与HF反应生成的SiF4的空间构型为正四面体形，而生成的H2O为V形。(6)氨水过量后，生成的是配离子[Cu(NH3)4]2＋。(7)晶胞中原子数＝×8＋×6＋4＝8；两个C原子间最近的距离是晶胞体对角线的，即a(a为晶胞棱长)，根据上述思路可计算。
答案：(1)7 7 (2)C＜O＜N (3)sp杂化
(4)4 正四面体形、V形
(5)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点最低；Mg2＋的半径比Na＋的半径小、所带电荷数多，晶格能：MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高
(6)Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH、
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
(7)8 ×
1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 2.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。 3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 4.了解分子晶体结构与性质的关系。 5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 6.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。 7.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。
晶体的组成与性质
[知识梳理]
一、晶体
1．晶体与非晶体
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质
特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
区别
方法
间接方法
看是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X射线衍射实验
2.得到晶体的途径
(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：描述晶体结构特征的基本重复单位。
(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：所有晶胞平行排列、取向相同。
4．晶格能
(1)定义：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量，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：离子半径越小，晶格能越大。
二、四种类型晶体的比较
类型
比较
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
分子
原子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
微粒间的相互作用力
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大，有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高，有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何常见溶剂
难溶(有的能发生反应)
大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性
固态、熔融态一般不导电，溶于水后有的导电
一般不具有导电性
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融状态导电
物质类别及举例
大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)
部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)
金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)
金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
三、晶体熔、沸点的比较
1．不同类型晶体熔、沸点的比较
(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
2．同种类型晶体熔、沸点的比较
(1)原子晶体
―→―→―→
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。
(2)离子晶体
①一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②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，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N2、CH3OH＞CH3CH3。
④同分异构体物质中支链越多，熔、沸点越低。
例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞
(4)金属晶体
金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。
[自我检测]
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。( )
(2)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。( )
(3)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。( )
(4)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。( )
(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)固态物质一定是晶体。( )
(8)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。( )
(9)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
(7)× (8)× (9)√
(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。
(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含有阴离子，如金属晶体。
(3)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为98 ℃，尿素的熔点为132.7 ℃。
(1) [2015·高考全国卷Ⅱ，37(2)]O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(2)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。
(3)(2015·高考四川卷)Mg、Si、Cl的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是____________________(填化学式)。
[解析] (1)H2O、H2O2均属于分子晶体而NaH属于离子晶体。(2)Fe(CO)5的熔、沸点低，为分子晶体。(3)硅属于原子晶体、Mg属于金属晶体、Cl2为分子晶体，因此熔点由高到低的排列顺序是Si、Mg、Cl2。
[答案] (1)分子晶体 离子晶体 (2)分子 (3)Si、Mg、Cl2
下列物质：①水晶 ②冰醋酸 ③氧化钙 ④白磷
⑤晶体氩 ⑥氢氧化钠 ⑦铝 ⑧金刚石 ⑨过氧化钠
⑩碳化钙 ⑪碳化硅 ⑫干冰 ⑬过氧化氢
(1)属于原子晶体的化合物：________。
(2)直接由原子构成的晶体：________。
(3)直接由原子构成的分子晶体：________。
(4)由极性分子构成的晶体是________，含有非极性键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
答案：(1)①⑪ (2)①⑤⑧⑪ (3)⑤
(4)②⑬ ⑨⑩ ④⑤
对于物质熔、沸点的判断，首先看物质的状态，一般情况下固体＞液体＞气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体＞离子晶体＞分子晶体(注意不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同再根据相应规律进行判断。同类型晶体熔、沸点比较思路为原子晶体：共价键键能→键长→原子半径；分子晶体：分子间作用力→相对分子质量；离子晶体：离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。
晶体类型的判断
1．下列数据是对应物质的熔点(℃)，据此作出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1 291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
－107
2 073
－57
1 723
A．铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
解析：选B。从表中各物质的熔点可以看出，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体均是分子晶体。
2．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550
Li：181
HF：－83
NaCl：801
硅晶体：1 410
Na：98
HCl：－115
KCl：776
硼晶体：2 300
K：64
HBr：－89
RbCl：718
二氧化硅：1 723
Rb：39
HI：－51
CsCl：645
据此回答下列问题：
(1)A组属于__________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是__________。
(2)B组晶体共同的物理性质是__________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性
③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电
③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_______________________________________________________。
解析：(1)根据表中数据知A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性；(3)HF中存在分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。
答案：(1)原子 共价键
(2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗更多能量(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(4)②④
(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)
3．(2018·保定高三检测)下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4
B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．MgBr2＜SiCl4＜BN
D．金刚石>晶体硅>钠
解析：选D。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项SiCl4为分子晶体，MgBr2为离子晶体，BN为原子晶体，故SiCl4的熔点最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，键能与键长成反比，金刚石C—C键的键长更短些，所以金刚石的熔点比晶体硅高，原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，则金刚石和晶体硅的熔点比钠的高。
4．(1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)。
(2)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)NiO、FeO都为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于晶格能，离子半径越大，晶格能越小，熔点越低。(2)硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。
答案：(1)＞ (2)硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高
(1)判断晶体类型的五个依据
①构成晶体的微粒和微粒间的作用力。
②物质的类别。
③晶体的熔点。
④物质的导电性。
⑤硬度和机械性能。
(2)判断晶体类型的注意事项
①常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。
②石墨属于混合型晶体，但因每层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。
③AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190 ℃)。
④合金的硬度比各成分金属大，但熔、沸点比各成分金属低。
典型晶体模型及晶胞计算
[知识梳理]
1．典型晶体模型
晶体
晶体结构
晶体详解
原
子
晶
体
金刚石
(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构
(2)键角均为109.5°
(3)最小碳环由6个C原子组成且6个原子不在同一平面内
(4)每个C参与4个C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为 1∶2
SiO2
(1)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)＝1∶2
(3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si
分
子
晶
体
干冰
(1)每8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
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－
金
属
晶
体
简单立方堆积
典型代表Po，配位数为6，空间利用率52%
面心立方最密堆积
典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74%
体心立方堆积
典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68%
六方最密堆积
典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%
2.晶胞中微粒的计算方法——均摊法
[自我检测]
下图为三种离子晶体晶胞示意图(•阳离子，阴离子)，以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A________、B________、C________。
解析：在A中，含M、N的个数相等，故组成表达式为MN；在B中，含M：×4＋1＝(个)，含N：×4＋2＋4×＝(个)，N(M)∶N(N)＝∶＝1∶3，故组成表达式为MN3；在C中，含M：×4＝(个)，含N为1个，故组成表达式为MN2。
答案：MN MN3 MN2
(1)在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞都使用上述计算方法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。
(2)判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。例如：NaCl晶体中，Na＋周围等距且紧邻的Na＋数目(Na＋用“。”表示)：
每个面上都有4个，共计12个。
(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，35(4)(5)]①KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为____________nm，与K紧邻的O个数为____________。
②在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______________位置，O处于____________位置。
(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(6)]晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为______________。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为_____________________________________
g·cm－3(列出计算式即可)。
(3)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(5)]O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm, F 的化学式为__________；晶胞中O原子的配位数为______；列式计算晶体F的密度(g·cm－3)___________________________ _______。
(4)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(5)]碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
石墨烯晶体
金刚石晶体
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。
[解析] (1)①二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即×0.446 nm≈0.315 nm。与钾紧邻的氧原子有12个。②想象4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。(2)①对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标。②类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，ρ＝×107 g·cm－3。(3)该晶胞中含有8个Na＋、4个O2－，故化学式为Na2O，O原子的配位数为8；一个晶胞的质量为×62 g，故密度为 g·cm－3＝2.27 g·cm－3。(4)①由图中石墨烯的结构可知，每个碳被3个六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为6×＝2。②金刚石晶体中每个碳原子被12个六元环所共有。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子共平面。
[答案] (1)①0.315 12 ②体心 棱心
(2)①
②×107
(3)Na2O 8 g·cm－3＝2.27 g·cm－3
(4)①3 2 ②12 4
金刚石晶胞(如图)含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝____________a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率：________________(不要求计算结果)。
答案：8 ＝
晶体的密度及微粒间的距离的计算
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)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA，即ρ＝。
晶胞的结构
1．(1) 石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。
(2)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
(3)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
解析：(1)一个晶胞中M原子的个数为12×＋9＝12；一个晶胞中C60的个数为8×＋6×＝4，M与C60的个数比为3∶1，故该材料的化学式为M3C60。(3)根据晶胞可知，铜晶体是面心立方结构，顶点离面心的铜原子距离最近，一个晶胞中，一个顶点离它最近的面心铜原子有3个，经过一个顶点的晶胞有8个，共24个面心铜原子，1个面心铜原子由2个晶胞共有，故每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个。
答案：(1)12 M3C60 (2)2∶1 (3)12
2．(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。
(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。
(3) 元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
解析：(1)单质硅与金刚石都属于原子晶体，其中原子与原子之间以共价键结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献6×＝3个原子。
(2)B原子半径大于N原子半径，所以白球是B原子，黑球是N原子。其中B原子的个数是1＋8×＝2，N原子的个数是1＋4×＝2。所以该物质的化学式是BN。
(3)X的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，则X为锌，Y的核外电子排布式为[Ne]3s23p4，则Y为硫。1个晶胞中X离子数目为8×＋6×＝4，Y的离子数目为4，X与Y的离子数目比为1∶1，则该化合物的化学式为ZnS。
答案：(1)共价键 3 (2)2 BN (3)①4 ②ZnS
晶胞的计算
3．(1)①Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
②Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________________________________g·cm－3(不必计算出结果)。
(2) 前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为__________；D的配位数为____________；
②列式计算该晶体的密度：________________g·cm－3。
(3) 立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为________________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为__________pm(列式表示)。
解析：(1)②面心立方晶体中，铝原子的配位数为12；该晶胞中含有Al原子数目为×8＋×6＝4，根据(0.405×10－7)3×ρ＝27×，解得ρ＝ (g·cm－3)。(2)由题意可知：A为F元素，B为K元素，C为Fe元素，D为Ni元素。根据晶胞结构可知：F原子个数为16×＋4×＋2＝8，K原子个数为8×＋2＝4，Ni原子个数为8×＋1＝2，则化学式为K2NiF4。由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故Ni的配位数为6。该晶体的密度为＝3.4 (g·cm－3)。(3)用均摊法算出每个晶胞中含4个Zn2＋和4个S2－，其质量为4× g，其体积是(540.0×10－10 cm)3，所以其密度为＝4.1 (g·cm－3)。若把该晶胞均分为8个小立方，则b(Zn2＋)处于小立方体的正中心，它与顶点a(S2－)的距离为晶胞体对角线的，即(540.0 pm×)/4＝135 pm。
答案：(1)①16 ②12
(2)①K2NiF4 6
②＝3.4
(3)＝4.1 135
晶体结构的相关计算
(1)晶胞质量＝晶胞含有的微粒的质量＝晶胞含有的微粒数×。
(2)空间利用率＝×100%。
(3)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)
①面对角线长＝a；
②体对角线长＝a；
③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)；
④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。
[课后达标检测]
一、选择题
1．(2015·高考上海卷)某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是( )
A．不可能有很高的熔沸点
B．不可能是单质
C．可能是有机物
D．可能是离子晶体
解析：选A。A.在SiO2晶体中含有极性共价键Si—O键，由于该晶体是原子晶体，原子之间通过共价键结合，断裂需要吸收很高的能量，因此该物质的熔沸点很高，错误。B.同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键，不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键，因此含有极性键的物质不可能是单质，正确。C.若该极性键存在于含有C元素的化合物中，如CH4、CH3CH2OH等，则相应的物质是有机物，正确。D.离子化合物中一定含有离子键，可能含有极性共价键，如NaOH，也可能含有非极性共价键，如Na2O2，因此含有极性键的化合物可能是离子晶体，正确。
2．下列性质适合于某种原子晶体的是( )
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电
B．熔点10.32 ℃，液态不导电，水溶液导电
C．能溶于CS2，熔点112 ℃，沸点444.6 ℃
D．熔点3 550 ℃，很硬，不溶于水，不导电
解析：选D。由原子晶体所具有的一般特点：熔、沸点高，硬度大，不溶于水等性质，可以推断D项描述的晶体是原子晶体。
3．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＋周围等距且紧邻8个Cl－
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻12个CO2分子
解析：选B。氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有12个，距离相等且紧邻的Cl－共有6个。
4．下列说法正确的是( )
A．原子晶体中只存在非极性共价键
B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HF
C．液氮汽化时，分子内共价键不会发生断裂
D．凡有规则外形的固体一定是晶体
解析：选C。A项SiO2中存在极性键；B项HF分子间存在氢键，故HF的沸点高。
5．下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是( )
A．两种元素组成的分子中一定只有极性键
B．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高
C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D．只要含有离子键就是离子晶体
解析：选D。本题可用举例法判断，选项A中如H2O2和C2H6分子中既含有极性键又含有非极性键，A错。有的共价化合物在固态时形成分子晶体，熔点较低，有的共价化合物在固态时形成原子晶体，熔点很高，B错。对于选项C可考虑铵盐，常见的铵盐如NH4NO3只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C错。
6．下面的排序不正确的是( )
A．晶体熔点由低到高：CF4
C．熔点由高到低：Na>Mg>Al
D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI
解析：选C。选项A中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，选项A正确；选项B中硬度与共价键的键能有关，由于Si—Si 键的键长>C—Si 键的键长>C—C键的键长，键长越长，键能越小，选项B正确；选项C中熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，因此正确的顺序为Al>Mg>Na，选项C错误；选项D中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷数有关，选项D正确。
7．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是( )
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体
C．水分子间通过H—O键形成冰晶体
D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大
解析：选A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C错误；水结冰时体积膨胀，D错误。
8．下列关于晶体的说法一定正确的是( )
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
解析：选B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A错；因在晶体中Ti4＋位于顶点而O2－位于面心，所以CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻，B正确；SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合，C错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D错。
9．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个
解析：选A。由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为8×＋6×＝4个；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为12×＋1＝4个，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。
二、非选择题
10．下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为________________________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体，原因是________________________________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是______________________________________________________________。
答案：(1)金刚石晶体
(2)金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰
(3)小于 MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子所带的电荷数；且r(Mg2＋)＜r(Na＋)、r(O2－)＜r(Cl－)
(4)4 8 (5)H2O分子之间能形成氢键
11．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
(1)基态硼原子的电子排布式为____________________________________。
(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B—N键均为共价键
d．两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是____________________________________________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________mol配位键。
解析：(1)B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。
(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有σ键和π键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的B—N键都是共价键，c正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d错误。
(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1个B原子与3个N原子相连，故为平面三角形结构；由于B最外层有3个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。
(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似，故B原子为sp3杂化；该晶体存在地下约300 km的古地壳中，因此制备需要的条件是高温、高压。
(5)NH中有1个配位键，BF中有1个配位键，故1 mol NH4BF4含有2 mol配位键。
答案：(1)1s22s22p1 (2)bc (3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 (4)sp3 高温、高压 (5)2
12．(2016·高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
(1)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_______________
________________________________________________________________________。
(2)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。
(3)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为＋3价，该反应的化学方程式是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，可知M为氧元素；R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素，且原子序数大于氧元素，故R为钠元素；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，故X为硫元素，Y为氯元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故Z为铬元素。(1)S的氢化物为H2S，与H2S组成相似的O的氢化物为H2O，由于水分子间能够形成氢键，使H2O的沸点高于H2S。(2)分析Na2O的晶胞结构图，利用均摊法可知，黑球与白球的个数之比为2∶1，故黑球代表的离子为Na＋。(3)在稀硫酸中，K2Cr2O7具有很强的氧化性，能把H2O2氧化，化学方程式为K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O。
答案：(1)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键
(2)Na＋
(3)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O
13．原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且所有原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子的s原子轨道与p原子轨道电子数相等；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。
(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子，T原子有________种不同原子轨道的电子。
(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)由X、Y、Z形成的离子XYZ－与XZ2互为等电子体，则XYZ－中X原子的杂化轨道类型为________。
(4)Z与R能形成化合物甲，1 mol甲中含________ mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为__________________。
(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为___________________________
________________________________________________________________________。
氟化物
G的氟化物
Q的氟化物
R的氟化物
熔点/K
993
1 539
183
(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)X单质的晶胞如图所示，一个X晶胞中有________个X原子；若X晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个X原子之间的距离为________cm(用代数式表示)。
解析：根据信息推断出X为C、Y为N、Z为O、Q为Mg、R为Si、T为Cu，而结合(5)中信息可知G为Na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同，N原子有7个电子，故有7种运动状态不同的电子；Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7种不同的原子轨道的电子。(2)注意第一电离能的反常性。(3)CO2中C采取sp杂化，故CNO－中C也采取sp杂化。(4)1 mol SiO2含4 mol Si—O键，SiO2与HF反应生成的SiF4的空间构型为正四面体形，而生成的H2O为V形。(6)氨水过量后，生成的是配离子[Cu(NH3)4]2＋。(7)晶胞中原子数＝×8＋×6＋4＝8；两个C原子间最近的距离是晶胞体对角线的，即a(a为晶胞棱长)，根据上述思路可计算。
答案：(1)7 7 (2)C＜O＜N (3)sp杂化
(4)4 正四面体形、V形
(5)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点最低；Mg2＋的半径比Na＋的半径小、所带电荷数多，晶格能：MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高
(6)Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH、
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
(7)8 ×
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