2019届一轮复习江苏专版晶体结构与性质学案
第三单元 晶体结构与性质
[教材基础—自热身]
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
比较
晶体
非晶体
结构特征
构成粒子周期性有序排列
构成粒子无序排列
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
二者区别方法
间接方法
测定其是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行 X射线衍射实验
(2)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。
2．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：所有晶胞平行排列、取向相同。
[知能深化—扫盲点]
(1)原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。
(2)方法：①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长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，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。
[对点练]
1．如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是______，乙中a与b的个数比是______，丙中一个晶胞中有______个c离子和______个d离子。
答案：2∶1 1∶1 4 4
2．下图为离子晶体空间构型示意图(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__________。
答案：MN MN3 MN2
提能点(二) 晶体粒子与M、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，单位为cm3)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
[对点练]
3.如图为Na2S的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶体密度是ρ g·cm－3，试计算Na＋与S2－的最短距离为____________cm(阿伏加德罗常数用NA表示，只写出计算式)。
解析：晶胞中，个数为8×＋6×＝4，个数为8，其个数之比为1∶2，所以代表S2－，代表Na＋。
设晶胞边长为a cm，则a3·ρ·NA＝4×78
a＝
面对角线为× cm
面对角线的为× cm
边长的为× cm
所以其最短距离为
cm
＝ cm。
答案：
[题点全练—过高考]
题点一 晶胞中微粒数目的计算
1.(2018·赣州模拟)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．B4A7
解析：选B A在正方体内，晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占有；B分别在顶点和面心，顶点上的离子被1个晶胞占有，面心上的离子被1个晶胞占有，所以1个晶胞实际占有的B离子为8×＋6×＝4，则该晶体的化学式为BA2。
2.(2018·无锡模拟)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。
(1)在1个晶胞中，Zn离子的数目为________。
(2)该化合物的化学式为________。
解析：(1)从晶胞图分析，含有Zn离子为8×＋6×＝4。(2)S为4个，所以化合物中Zn与S数目之比为1∶1，则化学式为ZnS。
答案：(1)4 (2)ZnS
题点二 晶体密度及微粒间距离的计算
3.如图所示，食盐晶体是由钠离子(图中的“”)和氯离子(图中的“”)组成的，且均为等距离交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离最接近于( )
A．3.0×10－8 cm B．3.5×10－8 cm
C．4.0×10－8 cm D．5.0×10－8 cm
解析：选C NaCl晶体的一个晶胞中有Na＋：8×＋×6＝4个，Cl－：1＋12×＝4个，即晶体为4个“NaCl分子”所占的体积，设上述晶体的边长为2a cm，其体积V＝8a3 cm3，故每个“NaCl分子”所占的平均体积为2a3 cm3；由ρ＝＝＝＝2.2 g·cm－3。解得a＝2.8×10－8，由图可知Na＋与Na＋最近的距离为a≈4.0×10－8 cm。
4．一种Al Fe合金的立体晶胞如图所示。
请回答下列问题：
(1)该合金的化学式为________。
(2)若晶胞的棱长为a pm，则晶体的密度为________ g·cm－3，则此合金中最近的Fe原子与Al原子之间的距离为_______pm。
解析：(1)4个铝原子位于晶胞内；Fe原子数为1＋8×＋12×＋6×＝8，故该合金的化学式为Fe2Al。
(2)该晶体的密度为 g·cm－3≈ g·cm－3。最近的Fe原子和Al原子之间的距离，即体对角线的，面对角线、棱、体对角线构成直角三角形，故二者之间的最短距离为a pm。
答案：(1)Fe2Al (2) a
[教材基础—自热身]
1．四类晶体的比较
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、自由电子
阴、阳离子
粒子间的相互作用力
范德华力(某些含氢键)
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
难溶于任何溶剂
常见溶剂难溶
大多易溶于水等极性溶剂
导电性或传热性
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
状态下导电
物质类
别及
实例
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)、绝大多数盐(如NaCl)
2．离子晶体的晶格能
(1)定义
气态离子形成 1_mol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。
3．五类晶体结构模型
晶体
晶体结构
晶体详解
原子晶体
金刚石
①每个碳原子与相邻4个碳原子以共价键结合，形成正四面体结构；
②键角均为109°28′；
③最小碳环由 6个碳原子组成且碳环上的原子不在同一平面内；
④每个碳原子参与4条C—C键的形成，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
原子晶体
SiO2
①每个Si原子与4个O原子以共价键结合，形成正四面体结构；
②晶体中，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
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分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个
混合晶体
石墨
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
金属晶体
简单立方堆积
典型代表Po(钋)，配位数为6，空间利用率52%
面心立方最密堆积
又称为A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74%
体心立方堆积
又称为A2型或钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68%
六方最密堆积
又称为A3型或镁型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%
离子晶体
NaCl型
①每个Na＋(Cl－)周围等距离且紧邻的Cl－(Na＋)有6个。每个Na＋周围等距离且紧邻的Na＋有12个；
②每个晶胞中含4个Na＋和 4个Cl－
CsCl型
①每个Cs＋周围等距离且紧邻的Cl－有 8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距离且紧邻的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－
[知能深化—扫盲点]
提能点(一) 晶体类型的5种判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断
①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。②原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。③分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。④金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
(2)依据物质的分类判断
①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。④金属单质是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高。②原子晶体的熔点很高。③分子晶体的熔点低。④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。②原子晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。④金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
①离子晶体硬度较大、硬而脆。②原子晶体硬度大。③分子晶体硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
[注意] (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，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10m)短，所以熔、沸点高于金刚石。
(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190 ℃)。
(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。
[对点练]
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________________，只含非极性键的原子晶体是________________。
答案：(1)NaCl、Na2S (2)NaOH、(NH4)2S (3)(NH4)2S(4)Na2S2 (5)CO2、CCl4、C2H2 (6)C2H2 (7)H2O2 (8)SiO2、SiC (9)晶体氩 晶体硅、金刚石
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
原子半径越小、键长越短、键能越大，物质的熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
(2)离子晶体
一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。
(3)分子晶体
①分子间范德华力越大，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，如CH3Cl>CH3CH3。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如正戊烷>异戊烷>新戊烷
(4)金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，如熔、沸点：Na
NaBr NaF>NaBr
[题点全练—过高考]
题点一 晶体类型的判断
1．(1)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(2)NH4Cl固体的晶体类型是________________。
(3)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋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
解析：(1)C60是由60个C原子形成的分子，属于分子晶体。而石墨在层内原子间以共价键结合，在层间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(2)NH4Cl为离子化合物，为离子晶体。(3)在反应4NH3＋3F2NF3＋3NH4F中，NH3、F2、NF3为分子晶体；Cu为金属晶体；NH4F为离子晶体。
答案：(1)分子 混合 (2)离子晶体 abd
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________。
答案：(1)原子 共价键 (2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(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＋)CH3OH
B．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
C．MgO>H2O>N2>O2
D．金刚石>生铁>钠>纯铁
解析：选A A项，物质全部为分子晶体，分子量越大，熔、沸点越高，正确；B项，对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，错误；C项，N2与O2为同种类型的分子晶体，O2的熔、沸点比N2高，错误；D项，熔、沸点关系为金刚石>纯铁>生铁>钠，合金的熔、沸点比纯金属低，错误。
题点三 常见晶体模型
5．如图所示是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是________(请用相应的编号填写)。
解析：冰属于分子晶体，干冰、碘也属于分子晶体；B为干冰晶胞，C为碘晶胞。
答案：BC
6．(2018·成都诊断)碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________________。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。
(3)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。
(5)金刚石晶胞含有________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)。
解析：(1)金刚石、石墨、C60都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构、性质不同，互称为同素异形体。(2)金刚石中碳原子与相邻四个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体，石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六边形的平面层状结构。(3)C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键结合，层与层之间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(4)在金刚石中只存在C—C之间的σ键；石墨层内的C—C之间不仅存在σ键，还存在π键。(5)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，所以金刚石晶胞中C原子数目为4＋6×＋8×＝8；若C原子半径为r，金刚石的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体体对角线长度的就是C—C 键的键长，即
a＝2r，所以r＝a，碳原子在晶胞中的空间占有率w＝＝＝。
答案：(1)同素异形体 (2)sp3 sp2 (3)分子 混合
(4)σ σ π(或大π或pp π) (5)8 ＝
[课堂真题集训—明考向]
1．(2017·江苏高考)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。
某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为______________________________。
解析：能量越低越稳定，从图2知，Cu替代a位置Fe型晶胞更稳定，其晶胞中Cu位于8个顶点，N(Cu)＝8×＝1，Fe位于面心，N(Fe)＝6×＝3，N位于体心，N(N)＝1，其化学式为Fe3CuN。
答案：Fe3CuN
2．(1)(2014·江苏高考)铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
(2)(2013·江苏高考)元素X位于第四周期，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)根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。
(2)X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，X为Zn；Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y为S。①
由晶胞结构可知，X分别位于晶胞的顶点和面心，根据晶胞中原子的“分摊法”可计算一个晶胞中的X原子数为：8×1/8＋6×1/2＝4。②Y原子全部在晶胞中，故一个晶胞中含有4个Y原子。故该化合物的化学式为ZnS。
答案：(1)12 (2)①4 ②ZnS
3．(2017·全国卷Ⅰ)(1)KIO3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。
解析：(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。由于K、O分别位于晶胞的顶角和面心，所以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。
答案：(1)0.315 12 (2)体心 棱心
4．(2017·全国卷Ⅲ)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为_______nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为_______ nm。
解析：因为O2－采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2－半径的4倍，则有 [4r(O2－)]2＝2a2，解得r(O2－)＝×0.420 nm≈0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝a′，代入数据解得r(Mn2＋)＝0.076 nm。
答案：0.148 0.076
5.(2016·全国卷Ⅱ)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
(2)若合金的密度为d g·cm－3，晶胞参数a＝______ nm。
解析：(1)由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为6×＝3，含有Ni原子的个数为8×＝1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。
(2)根据m＝ρV可得，1 mol晶胞的质量为(64×3＋59)g＝a3×d g·cm－3×NA，则a＝cm＝×107 nm。
答案：(1)3∶1 (2)×107
6．(2016·全国卷Ⅲ)
砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：
(1)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是________________________________________________________________________。
(2)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________。
解析：(1)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。(2)GaAs的熔点为1 238 ℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×＋6×＝4(个)，Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10 cm，则原子的总体积为V原子＝4×π×[(rGa×1010cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，晶胞的密度为ρ g·cm－3，则晶胞的体积为V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNA cm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝×100%＝×100%。
答案：(1)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体
(2)原子晶体 共价 ×100%
[课下能力测评—查缺漏]
1．关于晶体的下列说法中正确的是( )
A．溶质从溶液中析出是得到晶体的三条途径之一
B．区别晶体和非晶体最好的方法是观察是否有规则的几何外形
C．水晶在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同
D．只有无色透明的固体才是晶体
解析：选A A项，获得晶体的方法有熔融态物质凝固、气态物质凝华、溶质从溶液中结晶析出，因此溶质从溶液中析出是得到晶体的三条途径之一，正确；B项，区别晶体和非晶体最好的方法是对固体进行X射线衍射实验，而不是通过观察是否有规则的几何外形，错误；C项，水晶是晶体SiO2，其性质的各向异性表现在物理性质如在不同方向上的硬度、导热性、导电性不相同，错误；D项，晶体不一定是无色透明的，如CuSO4·5H2O，无色透明的也不一定是晶体，如玻璃属于玻璃态物质，错误。
2．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．Rb>K>Na>Li
D．金刚石>Si>钠
解析：选D 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硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高，故D正确。
3．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )
①SiO2和SO3 ②晶体硼和HCl ③CO2和SO2 ④晶体硅和金刚石 ⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫磺和碘
A．①②③ B．④⑤⑥
C．③④⑥ D．①③⑤
解析：选C 属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫磺、碘，属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石，但晶体氖是由稀有气体分子构成的，分子间不存在化学键。
4．下列说法中，正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
解析：选B A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确；分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。
5．下列有关物质性质的比较，错误的是( )
A．溶解度：小苏打<苏打
B．密度：溴乙烷>水
C．硬度：晶体硅<金刚石
D．碳碳键键长：乙烯>苯
解析：选D 小苏打溶解度小于苏打的溶解度，A正确；溴乙烷的密度大于水的密度，B正确；晶体硅的硬度小于金刚石的硬度，C正确；乙烯的碳碳键长小于苯的碳碳键长，D错误。
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：选C A项，A离子个数是1，B离子个数＝×8＝1，所以其化学式为AB，故A错误；B项，E离子个数＝×4＝，F离子个数＝×4＝，E、F离子个数比为1∶1，所以其化学式为EF，故B错误；C项，X离子个数是1，Y离子个数＝×6＝3，Z离子个数＝×8＝1，所以其化学式为XY3Z，故C正确；D项，A离子个数＝×8＋×6＝4，B离子个数＝12×＋1＝4，A、B离子个数比1∶1，所以其化学式为AB，故D错误。
7．下列关于晶体的结构和性质的叙述正确的是( )
A．分子晶体中一定含有共价键
B．原子晶体的熔、沸点较高
C．离子晶体中含有离子键，不含有共价键
D．金属阳离子只能存在于离子晶体中
解析：选B 稀有气体晶体为分子晶体，不含共价键，A项错误；离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，C项错误；金属阳离子也可以存在于金属晶体中，D项错误。
8.下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
②金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
③CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
④SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑤晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑥氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②④ B．①②⑥
C．②③⑤ D．②③⑥
解析：选D ①金属晶体中有阳离子但无阴离子；④在SiO2中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合；⑤晶体的稳定性与分子间作用力无关。
9．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是( )
A．AlON和石英的化学键类型相同
B．AlON和石英晶体类型相同
C．AlON和Al2O3的化学键类型不同
D．AlON和Al2O3晶体类型相同
解析：选D AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确，D项错误。
10.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14个K＋和13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，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
解析：选D 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；晶胞中共有8个氧原子，根据电荷守恒，－2价氧原子数目为2，所以0价氧原子数目为8－2＝6，所以晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1。
11.(2018·信阳模拟)已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为( )
A．NA·a3·ρ B.
C. D.
解析：选A 该立方体中含1个Cl－，Cs＋个数＝8×＝1，根据ρV＝知，M＝ρVNA＝ρa3NA，摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是ρa3NA。
12．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________________________________________________________________________。
解析：(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8×＋6×＝4，CaCl2类似于CaF2，Ca2＋的配位数为8，Cl－配位数为4。
答案：(1)金刚石晶体
(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)小于 MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2＋)
查看更多
