晶體結構與性質（講義）-2025年高考化學一輪復習（新教材新高考）

第20講晶體結構與性質

目錄

考情分析知識點4離子晶體

網絡構建知識點5石墨的結構特點

1考點一晶體與晶胞知識點6四種晶體的性質與判斷

【夯基?必備基礎知識梳理】【提升?必考題型歸納】

知識點1物質的聚集狀態(tài)考向1考查常見晶體的比較與晶體類型判斷

考向考查晶體熔沸點高低的比較

知識點2晶體與非晶體2

知識點3晶胞組成的計算——均攤法

3考點三晶體中原子坐標

【提升?必考題型歸納】

【夯基?必備基礎知識梳理】

考向1考查晶體與非晶體

知識點1構建坐標原點、坐標軸和單位

考向2考查有關晶胞的計算

長度立體幾何模型

考向3考查晶胞中粒子配位數的計算

知識點2典型晶胞結構模型的原子坐標

參數與俯視圖

2考點二常見晶體的結構與性質

【提升?必考題型歸納】

【夯基?必備基礎知識梳理】

考向考查原子坐標的確定

知識點1分子晶體

知識點2共價晶體真題感悟

知識點3金屬晶體

考點要求考題統(tǒng)計考情分析

分析近三年全國卷試題，高考命題在本講有以下規(guī)

2023全國乙卷35題，6分

物質的聚集狀律：

2022山東卷5題，2分

1.從考查題型和內容上看，高考命題以非選擇題

態(tài)與晶體常識2021山東卷16題，4分

呈現(xiàn)，考查內容主要有以下兩個方面：

幾種簡單的晶2023湖南卷H題，3分(1)晶體類型的判斷，晶體熔沸點大小的判斷。

2022湖北卷9題，3分(2)晶體的密度、晶胞參數、核間距計算、晶體中原

體結構

2021山東卷9題，2分子的空間位置判斷。

2.從命題思路上看，側重以陌生物質的晶胞結構

為情境載體考查晶體的密度、晶胞參數計算、晶體

中原子的空間位置判斷等。

過渡晶體與混3.根據高考命題的特點和規(guī)律，復習時要注意以

2022江蘇卷7題，3分下幾個方面：

合型晶體液

2022天津卷12題，3分(1)晶胞中配位數、微粒間距離及原子分數坐標判

晶斷。

(2)晶體化學式的計算及晶體密度的計算。

(3)晶體類型的判斷、熔點差異原因及熔沸點高低的

比較等。

晶胞中原子間的距離的計算

考點一晶體與晶胞

礎硯梳理

知識點1物質的聚集狀態(tài)

1.物質三態(tài)的相互轉化

固態(tài)

2.物質的聚集狀態(tài)

（1）氣態(tài)：

①普通氣體

②等離子體：

A.定義：等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子（分子或原子）組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質。

B.產生途徑：高溫、紫外線、x射線、y射線、高能電磁波的照射及大自然的天體現(xiàn)象等都能使氣體變成等

離子體

C.存在：存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等

D.性質：具有良好的導電性和流動性

E.運用等離子體顯示技術可以制造等離子體顯示器，利用等離子體可以進行化學合成、核聚變等。

（2）液態(tài)：

①普通液體

②離子液體：離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質。

（3）介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)

①塑晶：

A.定義：在一定溫度條件下，能保持固態(tài)晶體典型特征但具有一定塑性（即物體發(fā)生永久形變的性質）的

一種物質聚集狀態(tài)。

②液晶：

A.定義：在由固態(tài)向液態(tài)轉化過程中存在的取向有序流體狀態(tài)。

B.分類：分為熱致液晶（只存在于某一溫度范圍內的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有機溶劑

后而呈現(xiàn)的液晶相）。

C.性質:具有液體的某些性質（如流動性、黏度、形變性等）和晶體的某些性質（如導熱性、各向異性等）。

D.用途：手機、電腦和電視的液晶顯示器，合成高強度液晶纖維已廣泛用于飛機、火箭、坦克、艦船、防

彈衣、防彈頭盔等。

（4）固態(tài)：

①晶體：內部粒子（原子、離子或分子）在三維空間按一定規(guī)律呈周期性重復排列構成的固體物質，絕大多數

常見的固體都是晶體。如：高鋅酸鉀、金剛石、干冰、金屬銅、石墨等。

②非晶體：內部原子或分子的排列呈雜亂無章的分布狀態(tài)的固體物質。如：玻璃、松香、硅藻土、橡膠、瀝

青等。

【名師提醒】（1）構成物質三態(tài)的粒子不一定都是分子，還可以是原子或離子等，如水的三態(tài)都是由分子構

成的，離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質。

（2）物質的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，還有晶態(tài)、非晶態(tài)，以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液

晶態(tài)等。

知識點2晶體與非晶體

1.晶體與非晶體的比較

晶體非晶體

結構特征結構微粒周期性有序排列結構微粒無序排列

自范性W無

性質特征熔點固定不固定

異同表現(xiàn)各向異性各向同性

二者區(qū)別間接方法看是否有固定的熔點

方法科學方法對固體進行X-射線衍射實驗

2.得到晶體的途徑

①熔融態(tài)物質凝固。

②氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固（凝華）。

注：升華與凝華：固態(tài)物質受熱不經過液態(tài)直接到氣態(tài)的過程叫做升華；氣態(tài)物質冷卻不經過液態(tài)直接到

固態(tài)的過程叫做凝華。升華和凝華都屬于物理變化。

③溶質從溶液中析出。

3.晶胞

①概念：描述晶體結構的基本單元。

②晶體中晶胞的排列一無隙、并置

A.無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。

B.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

知識點3晶胞組成的計算——均攤法

1.原則

晶胞任意位置上的一個原子如果是被〃個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是《

2.方法

①長方體（包括立方體）晶胞中不同位置的粒子數的計算。

一|位于頂點|一同為8個晶胞所共有，專粒子屬于該晶胞

*|位于棱上|f同為4個晶胞所共有，十粒子屬于該晶胞

，位于面上一同為2個晶胞所共有，十粒子屬于該晶胞

-1位于內部|f|整個粒子都屬于該晶胞

（1）晶體中原子（或分子）的配位數：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子（或分子）的配位數指的

是該原子（或分子）最接近且等距離的原子（或分子）的數目。

（2）離子晶體的配位數：指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數目。

【特別提醒】（1）判斷某種微粒周圍等距且緊鄰的微粒數目時，要注意運用三維想象法。如NaCl晶體中,

Na卡周圍的Na卡數目（Na+用“?！北硎荆?/p>

每個面上有4個，共計12個。

（2）?？嫉膸追N晶體主要有干冰、冰、金剛石、SiCh、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的

空間結構。當題中信息給出與某種晶體空間結構相同時，可以直接套用某種結構。

4.晶胞計算公式（立方晶胞）

（1）晶體密度：QpNx=NM

（a：棱長；？密度；NA：阿伏加德羅常數的值；N：1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質的個數；M：

基本粒子或特定組合的摩爾質量）。

（2）金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式（設棱長為a）

①面對角線長=逐。

②體對角線長=逐。

③體心立方堆積4r=y[3a（r為原子半徑）。

④面心立方堆積4r=V2fl（r為原子半徑）。

晶胞中微粒體積

（3）空間利用率=xl00%?

晶胞體積

5.有關晶胞的計算方法

（1）計算晶體密度的方法

以一個晶胞為研究對象，根據相=夕匕其一般的計算規(guī)律和公式可表示為：卷X"=px〃，其中M為晶體的

摩爾質量，w為晶胞所占有的粒子數，NA為阿伏加德羅常數，p為晶體密度，a為晶胞參數。

（2）計算晶體中微粒間距離的方法

.提升?必考題型歸納

考向1考查晶體與非晶體

例1.（2023?湖北?武漢二中校聯(lián)考二模）納米SiO?為無定形（非晶態(tài)）白色粉末，顆粒尺寸小、微孔多、比表

面積大、對紫外線反射能力強等特點。下列關于納米SiO?的說法正確的是

A.對光有各向異性

B.熔點與晶體SiO?相同

C.與晶體SiO?互為同分異構體

D.可用X-射線衍射實驗區(qū)分納米Si。2與晶體Si。？

【解析】A.納米SiO2為無定形，不是晶體，沒有對光的各向異性，故A錯誤；B.納米Si。?不是晶體，SiO2

是共價晶體，因此熔點不相同，故B錯誤；C.具有相同分子式而結構不同的化合物互為同分異構體，SiO2

只是化學式，晶體Si。？中沒有分子，故C錯誤；D.納米Si。?不是晶體，Si。?是共價晶體，可用X-射線衍

射實驗區(qū)分納米Si。2與晶體Si。？，故D正確；故選D。

【答案】D

【變式訓練1】（2023?新疆?統(tǒng)考三模）蠟染技藝是中國非物質文化遺產之一，其制作工序包括：棉布制板、

畫蠟（將蜂蠟熔化后畫在布上形成覆蓋層）、藍靛染色、沸水脫蠟、漂洗等。下列說法錯誤的是

A.“制板”用的白棉布，主要成分為纖維素

B.“畫蠟”過程為物理變化

C.“畫蠟”用的蜂蠟，是一種純凈物，有固定熔點

D.“染色”用的藍靛（如圖），屬于芳香族化合物

【解析】A.棉花是纖維素，所以白棉布主要成分為纖維素，A正確；B.“畫蠟”過程中將蜂蠟熔化后畫在

布上形成覆蓋層，沒有新物質生成，為物理變化，B正確；C.“畫蠟”用的蜂蠟，是一種混合物，不屬于晶

體，無固定熔點，C錯誤；D.根據題目信息可知藍靛的結構中有苯環(huán)屬于芳香族化合物，D正確；故選C。

【答案】C

【變式訓練2】（2023?江蘇南通?海門中學?？寄M預測）化學與科技、生產、生活密切相關，下列有關說法

不正確的是

A.氮化硅、碳化硅等新型陶瓷屬于無機非金屬材料

B.不同冠酸有不同大小的空穴，可用于識別堿金屬離子

C.X射線衍射實驗可用于鑒別晶體與非晶體

D.利用CO?合成的可降解塑料PC（聚碳酸酯）是純凈物

【解析】A.氮化硅、碳化硅等新型陶瓷是高溫結構材料，屬于新型無機非金屬材料，具有耐高溫、耐酸

堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點，A正確；B.冠醴是一類皇冠狀的分子，不同冠配有不同大小

的空穴，可用于識別堿金屬離子，B正確；C.根據X射線衍射圖顯示的信息，科學家能推知晶體內部的

微觀結構，故可用X射線衍射實驗區(qū)分晶體與非晶體，C正確；D.利用co2合成的可降解塑料PC(聚碳

酸酯)屬于高分子化合物，屬于混合物，D不正確；答案選D。

【答案】D

考向2考查有關晶胞的計算

例2.(2023?山西呂梁?統(tǒng)考二模)具有光催化活性的TiCh可通過氮摻雜生成TKh-aNb后，在光照下的輸出

穩(wěn)定性更好，其晶胞結構如圖，已知原子1、原子2的分數坐標為(0,0,；)和(1,0,0),設阿伏加德羅常

數的值為NA,下列說法正確的是

氧空穴

.一53

A.氮摻雜生成的TiCh-aNb中，a=-,b=—

o16

3

B.原子3的分數坐標為(1,0,4)

4

C.TiO?晶體中，Ti的配位數為8

4x(48+16x2)

D.TiO2的密度為以m2nxiO,gvm-3

【解析】A.由TiCh-aNb晶體結構可知，氮摻雜反應后有3個氧空穴，。原子6個在棱上、6個在后面，1

個在體內，。原子個數為6、>6彳+1號,N原子1個在棱上、1個在面,N原子個數為lxt

11113113

Ti原子8個在頂點、4個在面心，1個在體內，Ti原子個數為8*"+4*彳+1=4,口:0、=4:7::=1:1丁，

8224816

n0UN2,2-a=?,a=|,A正確；B.原子1、2的坐標分別為(0,0,；)和(1,0,0),由TiO2的晶胞結構

816884

3

可知，原子3的坐標為(1,1,—),B錯誤；C.鈦離子形成體心四方點陣，氧離子形成八面體，八面體嵌入體

心四方點陣中，每個鈦離子周圍有6個氧離子，Ti的配位數為8,C錯誤；D.Ti原子在晶胞的8個頂點、

4個面心和1個在體內，Ti原子的個數為8義，+4><:+1=4,O原子在8個棱上、8個面上，2個在體內，O

82

原子個數為8x；+8xg+2=8,則Imol晶胞的質量4x(48+16x2)g,一個晶胞的質量為

m=4x(48+16x2)體積為Vnm,xlO-cM,則「02的密度為p，D錯誤;

NANAxmnxlOcm

故答案為：Ao

【答案】A

【變式訓練1】(2023春?湖北襄陽?高三襄陽五中校考階段練習)Li、Fe、Se可形成新型超導材料，晶胞如

圖所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱邊夾角均為90。，X的分數坐標為［o』,；

,Y的分數坐標為(???)

設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是

A.Fe原子的配位數為3

B.坐標為［g,1,()的原子是Li

C.該晶體的密度為5$七一二cm3

a-b7VA

D.Se原子，X與Y之間的距離為比8a?+?nm

6

【解析】A.距離Fe原子最近且距離相等的Se原子有4個，故Fe的配位數為4,故A錯誤；B.由晶胞結

構可知坐標為佶』，1的原子是Z原子，即Fe原子，故B錯誤；C.Li原子個數為：8x：+l=2,Fe個數

(24J8

1,17x2+56x2+79x4442

為8x丁=2,Se原子個數為：8x：+2=4,晶胞的質量為：m=----------------=三1g,晶胞體積為:a2bxl(y2i

44/$

m442x1023a

cm3,密度P=K=?一“g-cm-3,故C錯誤；D.Se原子X與Se原子Y,沿x軸方向的距離為;，沿y

VaDA^A2

軸方向的距離為:，沿Z軸方向的距離為苫，兩點間的距離為巡*inm,故D正確；故選：D。

266

【答案】D

【變式訓練2】(2023?重慶?統(tǒng)考三模)氮化鈦晶體的立方晶胞結構如圖所示，該晶胞中N、N之間的最近距

離為apm,以晶胞邊長為單位長度建立坐標系，原子A的坐標參數為(0,0,0),下列說法錯誤的是

A.原子B的坐標參數為B.晶胞邊長是"apm

C.該物質的化學式為TiND.Ti的配位數為6

【解析】A.原子B在x、y、z軸上坐標分別為1、1、則坐標參數為11,1,；）,A錯誤；B.晶胞中N、

N之間的最近距離為面對角線的二分之一，為apm,則N與Ti的最近距離是日apm,則晶胞邊長為缶pm,

B正確；C.該晶胞中，Ti（黑球）的個數為l+12x；=4,N（白球）的個數為836十4,則Ti和N的個數

比為1：1,該物質的化學式為TiN,C正確；D.如圖所示，以體心鈦為例，與Ti距離相等且最近的N有

6個，則Ti的配位數為6,D正確；答案選A。

【答案】A

【思維建模】晶胞密度計算的基本過程

考向3考查晶胞中粒子配位數的計算

例3.（2023?湖南郴州?校聯(lián)考模擬預測）某鹵化物可用于制作激光基質材料，其立方晶胞結構如圖所示，已

知：晶胞參數為硬m,NA為阿伏加德羅常數的值。下列有關該晶體的說法正確的是

A.化學式為KMgFjB.K的配位數為6

120X1029

C.若K位于晶胞的體心，則F位于面心D.密度為「“丁g<111-3

【解析】A.KMgE,晶胞中，鉀原子位于頂點，個數為8義：=1,鎂原子位于體心，個數為1,氟原子位于

O

面心，個數為6X：=3,則晶胞中K、Mg、F的原子個數比為1:1:3,化學式為KMgF,,A項正確；B.與K

等距且最近的F位于面心，共有12個，所以K的配位數為12,B項錯誤；C.晶體中若K位于晶胞的體心，

e八十廠、八十七一工…、口、、?32

m39+24+19x3_31.20xl0_3

則F位于棱心，Mg位于頂點，C項錯快；D.該晶體的儲度產置二31仆-30g（m3=---一g-cm,

▼liXALyJ.1

D項錯誤；故選A。

【答案】A

【變式訓練1】（2023?山東濰坊?統(tǒng)考三模）氧化鋅（ZnO）的透明度高，具有優(yōu)異的常溫發(fā)光性能。氧化鋅的

兩種晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是

?Zn2+

OO?-

丙

A.甲、乙兩種晶體類型的晶胞內Zn"數目之比為2：1

B.甲中Zn2+位于0?一形成的四面體空隙中，空隙填充率為50%

C.乙的晶胞沿z軸的二維投影圖如圖丙所示

D.兩種晶胞中0?一的配位數均為4

【解析】A.甲類型的晶胞中有4個Zn2+位于晶胞內，則甲晶胞有4個Zd+；乙晶胞有4個ZM+位于晶胞棱

上，1個Zd+位于晶胞內，則乙晶胞共4xg+l=2個Zn2+,甲、乙兩種晶體類型的晶胞內Zd+數目之比為2:

1,故A正確；B.甲晶胞中。2-形成8個空隙，Z/+占據4個空隙，則空隙填充率為50%,故B正確；C.乙

的晶胞沿z軸的二維投影圖如圖/、/,故C錯誤；D.CP-的配位數即為晶胞中距離02一最近的離子

個數，觀察甲乙兩晶胞，可知距離02一最近的離子個數均為4個Zn2+,則兩種晶胞中02一的配位數均為4,故

D正確；故選C。

【答案】C

【變式訓練2】（2023?遼寧?高三統(tǒng)考專題練習）據文獻報道：CeCh的氧缺陷可以有效促進氫氣在催化加氫

過程中的活化。圖1為CeCh理想晶胞，圖2為CeCh缺陷晶胞，若晶胞參數為anm,下列說法錯誤的是

RHK2

A.圖1晶胞面對角線切面上的離子數目有8個

B.圖2中Ce4+與02-的數目之比為4：7

C.理想晶胞中02-的配位數為4

D.Ce，+與-的最近距離為也anm

4

【解析】A.如圖勾選粒子在面對角線切面上共有10個，A項錯誤；B.從晶胞看

CP-位于小立方體體心共7個，Ce4+位于晶胞的頂點和面心共：x8+6x：=4,Ce,+與。2-的數目之比為4：7,

o2

B項正確；C.從圖看。2-最近的Ce，+有4個，其配位數為4,C項正確；D.Ce4+與。2-最短距離為八分之一

小立方體的體對角線的一半即且a,D項正確；故選A。

22

【答案】A

【思維建模】晶胞中微粒的配位數求算:一個粒子周圍最鄰近的粒子的數目稱為配位數

（1）晶體中原子（或分子）的配位數：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子（或分子）的配位數指的

是該原子（或分子）最接近且等距離的原子（或分子）的數目。

（2）離子晶體的配位數：指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數目。

考點二常見晶體的結構與性質

?夯基?必備基礎知識梳理

知識點1分子晶體

1.概念：只含分壬的晶體稱為分子晶體。

2.粒子間的相互作用力：分子晶體內相鄰分子間以分子間作用力相互吸引,分子內原子之間以共價鍵結合。

3.常見的分子晶體

①所有非金屬氫化物，如水、硫化氫、氨、甲烷等。

②部分非金屬單質，如鹵素（X2）、氧（。2）、硫⑸）、氮（N2）、白磷出4）、C60等。

③部分非金屬氧化物，如CC>2、SO2>P4O6、P4O10等。

④幾乎所有的酸，如H2s04、HNO3、H3Po4、HzSiCh等。

⑤絕大多數有機化合物的晶體，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。

4.物理性質

分子晶體熔、沸點較低，硬度較小。

5.分子晶體的結構特征

①分子間作用力只是范德華力：晶體中分子堆積方式為分子密堆積。

②分子間還有其他作用力：水分子之間的主要作用力是氫鍵,在冰的每個水分子周圍只有上個緊鄰的水分

子。冰的晶體結構如圖：

6.結構模型

①干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有睦個。

干冰的結構模型（晶胞）冰的結構模型

②冰的結構模型中，每個水分子與相鄰的生個水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2

mol"氫鍵

知識點2共價晶體

1.構成微粒及其相互作用

2.物理性質

①共價晶體中，由于各原子均以強的共價鍵相結合，因此一般熔點高，硬度太。

②結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短,鍵能越大,晶體的熔點越高。

3.常見的共價晶體。

產匕金屬|碳化硅（SiC）、二氧化硅（SiO?）

|化合物|

氮化硅（Si3、3氮化硼（BN）零

4.結構模型

Si-'

O-*/

金剛石二氧化硅

①金剛石晶體中，每個C與另外相鄰生個C形成共價鍵，C—C鍵之間的夾角是109。28，，最小的環(huán)是六元

環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價鍵有2mol。

②SiCh晶體中，每個Si原子與生個O原子成鍵，每個O原子與1個硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán),在

“硅氧”四面體中，處于中心的是魚原子，1molSiCh中含有4moiSi—O鍵。

知識點3金屬晶體

1.金屬鍵

①概念：金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子共用，從而把所有金屬原子

維系在一起。

②成鍵粒子是金屬陽離子和自由電子。

③金屬鍵的強弱和對金屬性質的影響：

a.金屬鍵的強弱主要取決于金屬元素的原子半徑和價電子數，原子半徑越大，價電子數越少，金屬鍵越弱;

反之，金屬鍵越強。

b.金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高，硬度越大。

2.金屬晶體

①在金屬晶體中，原子間以金屬鍵相結合。

②金屬晶體的性質：優(yōu)良的導電性、導熱性和延展性。

③用電子氣理論解釋金屬的性質：

當金屬受到外力作用時,晶體中的各原子

（延展徉卜層就會發(fā)生相對滑動.但排列方式不

變,金帆離子與自由電子■形成的電子氣沒

仃破壞.所以金3行艮好的延展性

fel+tk在外加電場的作用卜..金依晶體'I珀姓

也苧些，了/｛做定向移動而形成電流.呈現(xiàn)良

［好的導電性

叵邈｝1電子氣中的自由電干在運動時經常。金帆

〔原子碰撞.從而引冠兩檸能址的交換

3.結構模型

原子空間

配位每個晶胞包

晶胞結構舉例原子半徑⑺和晶胞邊長（。）的關系利用

數含原子數

率

Ca>

Al、

1Cu、

Q1242-274%

HAg、

Pt、

Au

)Li、

/

Na、、—典

822?268%

[W|)K、

Ba

)、

(Mg

0Zn、126(2)74%

3

(Ti

4

()

Po612r=a52%

k1Q

r)

知識點4離子晶體

1.構成粒子：陰離子和陽離子。

2.作用力：離子鍵。

3.配位數：一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數目。

4.離子晶體結構的決定因素

①幾何因素：晶體中正負離子的半徑比。

②電荷因素：晶體中正負離子的電荷比。

③鍵性因素：離子鍵的純粹程度。

5.離子晶體的性質

熔、沸點熔、沸點較高，難揮發(fā)

硬度硬度較大,難以壓縮

溶解性一般在水中易溶，在非極性溶劑中曲餐

導電性固態(tài)時不導電,熔融狀態(tài)或在水溶液中能昱電

6.結構模型

?Na+℃r

①NaCl型：在晶體中，每個Na+同時吸引6個Cl，每個C「同時吸引6個Na卡,配位數為每個晶胞含

生個Na卡和生個CPo

②CsCl型：在晶體中，每個C「吸引&個Cs+,每個Cs+吸引&個C廣，配位數為固。

知識點5石墨的結構特點

1.同層內，碳原子采用冠雜化，以共價鍵相結合形成正六邊形平面網狀結構。所有碳原子的p軌道平行且

相互重疊，p軌道中的電子可在整個平面中運動。

2.層與層之間以范德華力相結合。

3.石墨晶體中，既有共價鍵,又有金屬鍵和范德華力,屬于混合晶體。

4.結構模型

石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力,平均每個正六邊形擁有的碳原子個數是2,C原子采

取的雜化方式是企。

知識點6四種晶體的性質與判斷

1.四種晶體類型比較

比丁分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體

金屬陽離子

構成粒子分子原子陰、陽離子

和自由電子

粒子間的相互

分子間作用力共價鍵金屬鍵離子鍵

作用力

有的很大，有

硬度較小很大較大

的很小

有的很高，有

熔、沸點較低很高較高

的很低

難溶于任何常見溶劑難大多易溶于水等極性

溶解性相似相溶

溶劑溶溶劑

一般不導電，溶于一般不具有電和熱的良晶體不導電，水溶液或

導電、傳熱性

水后有的導電導電性導體熔融態(tài)導電

2.離子晶體的晶格能

⑴定義

氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJmol^o

(2)影響因素

①離子所帶電荷數：離子所帶電荷數越多，晶格能越大。

②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。

(3)與離子晶體性質的關系

晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越大。

3、晶體熔、沸點的比較

1)不同類型晶體熔、沸點的比較

(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律:原子晶體〉離子晶體〉分子晶體。

(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鋁、伯等熔、沸點很高，汞、能等熔、沸點

很低。

2)同種晶體類型熔、沸點的比較

(1)原子晶體

原子半徑越小一鍵長越短一鍵能越大一熔、沸點越高，如熔點:金剛石>碳化硅>硅。

(2)離子晶體

①一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強，其離子晶體的熔、沸點就越

高，如熔點:MgO>NaCl>CsClo

②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔、沸點越高，硬度越大。

(3)分子晶體

①分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S?

②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4o

③組成和結構不相似的物質(相對分子質量接近)，分子的極性越大,其熔、沸點越高，如CO>N2、

CH3OH>CH3CH3O

④同分異構體支鏈越多，熔、沸點越低。如CH3cH2cH2cH2cH3>CH3cH(CH3)CH2cH3>CH3c(CH3)2CH3。

(4)金屬晶體

金屬離子半徑越小，離子電荷數越多,其金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高,如熔、沸點:Na<Mg<Al。

4.晶體類型的判斷——依據性質判斷晶體類型的方法

(1)依據構成晶體的粒子和粒子間的作用判斷

①離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，粒子間的相互作用是離子鍵。

②原子晶體(共價晶體)的構成粒子是原子，粒子間的相互作用是共價鍵。

③分子晶體的構成粒子是分子，粒子間的相互作用為分子間作用力。

④金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的相互作用是金屬鍵。

⑵依據物質的類別判斷

①活潑金屬氧化物（如K2O、Na2O2等）、強堿（NaOH、KOH等）和絕大多數的鹽類是離子晶體。

②大多數非金屬單質（除金剛石、石墨、晶體硅等）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除SiCh外）、酸、絕大多數

有機物（除有機鹽外）是分子晶體。

③常見的原子晶體（共價晶體）單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體（共價晶體）化合物有碳化

硅、二氧化硅等。

④金屬單質與合金是金屬晶體。

（3）依據晶體的熔點判斷

①離子晶體的熔點較高，常在數百至一千攝氏度以上。

②原子晶體（共價晶體）熔點高，常在一千至幾千攝氏度。

③分子晶體熔點低，常在數百攝氏度以下至很低溫度。

④金屬晶體多數熔點高，但也有相當低的，如汞。

（4）依據導電性判斷

①離子晶體水溶液或熔融態(tài)時能導電。

②原子晶體（共價晶體）一般為非導體。

③分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質（主要是酸和強極性非金屬氫化物）溶于水，使分子內的化學鍵

斷裂形成自由離子也能導電。

④金屬晶體是電的良導體。

（5）依據硬度和機械性能判斷

①離子晶體的硬度較大或略硬而脆。

②原子晶體（共價晶體）的硬度大。

③分子晶體的硬度小且較脆。

④金屬晶體多數硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性。

?■提升?必考題型歸納

考向1考查常見晶體的比較與晶體類型判斷

例1.（2023?天津河西?統(tǒng)考二模）下列物質屬于共價晶體的是

A.I2B.NaClC.SiO2D.Cu

【解析】A.I2是由分子構成，分子間作用力結合形成分子晶體，選項A不符合；B.NaCl是氯離子和鈉離

子以離子鍵結合形成的離子晶體，選項B不符合；C.SiCh是硅原子和氧原子以共價鍵形成的共價晶體，選

項C符合；D.Cu是金屬單質，屬于金屬晶體，選項D不符合；故答案為：C?

【答案】C

【變式訓練】（2023?遼寧阜新?校聯(lián)考模擬預測）含硼化合物的兩種晶體如圖所示。下列敘述正確的是

已知：甲中晶胞的邊長為硬m,NA為阿佛加德羅常數的值。圖甲、圖乙對應的晶體熔點依次為2700℃、830℃。

網甲

A.圖乙晶體的化學式為Mg?B

B.圖甲、圖乙對應的晶體都是離子晶體

C.圖甲中B原子和N原子之間的最近距離為*apm

D.圖甲中，B原子填充在由N原子構成的四面體中

【解析】A.圖乙晶體中硼原子在內部，每個晶胞中有6個原子，鎂原子位于晶胞的頂點和面心均攤法計算

為：12x：+2x：=3,所以化學式為MgB?,A錯誤；B.圖甲、圖乙對應的晶體熔點依次為2700℃、830℃,

所以前者熔點很高是共價晶體，后者熔點較高是離子晶體，B錯誤；C.圖甲中B原子和N原子之間的最近

距離是內部小正方體體對角線的一半，為與apm,C錯誤；D.圖甲晶體中，硼原子與氮原子的配位數都

是4,所以硼原子位于氮原子構成的四面體中，D正確；故選D。

【答案】D

【思維建?！颗袛嗑w類型的5種方法

（1）依據構成晶體的粒子和粒子間的作用判斷

①離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，粒子間的相互作用是離子鍵。

②原子晶體（共價晶體）的構成粒子是原子，粒子間的相互作用是共價鍵。

③分子晶體的構成粒子是分子，粒子間的相互作用為分子間作用力。

④金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的相互作用是金屬鍵。

（2）依據物質的類別判斷

①活潑金屬氧化物（如K2O、NazCh等）、強堿（NaOH、KOH等）和絕大多數的鹽類是離子晶體。

②大多數非金屬單質（除金剛石、石墨、晶體硅等）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除SiCh外）、酸、絕大多數

有機物（除有機鹽外）是分子晶體。

③常見的原子晶體（共價晶體）單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體（共價晶體）化合物有碳化

硅、二氧化硅等。

④金屬單質與合金是金屬晶體。

⑶依據晶體的熔點判斷

①離子晶體的熔點較高，常在數百至一千攝氏度以上。

②原子晶體（共價晶體）熔點高，常在一千至幾千攝氏度。

③分子晶體熔點低，常在數百攝氏度以下至很低溫度。

④金屬晶體多數熔點高，但也有相當低的，如汞。

（4）依據導電性判斷

①離子晶體水溶液或熔融態(tài)時能導電。

②原子晶體（共價晶體）一般為非導體。

③分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質（主要是酸和強極性非金屬氫化物）溶于水，使分子內的化學鍵

斷裂形成自由離子也能導電。

④金屬晶體是電的良導體。

（5）依據硬度和機械性能判斷

①離子晶體的硬度較大或略硬而脆。

②原子晶體（共價晶體）的硬度大。

③分子晶體的硬度小且較脆。

④金屬晶體多數硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性。

考向2考查晶體熔沸點高低的比較

例2.（2022秋?北京海淀?高三人大附中?？计谥校┫铝行再|的比較，不思硬的是

A.沸點：HCl>HBrB.鍵角：SO>NH3

C.熔點:MgO>BaCl2D.在水中溶解性：1-丁醇>1-戊醇

【解析】A.均為分子晶體，氯化氫相對分子質量小于氯化氫，故沸點：HCl<HBr,A錯誤；B.硫酸根

離子中硫原子為sp3雜化，無孤電子對；氨氣分子中氮原子為sp3雜化，有1對孤電子對；由于孤電子對對

成鍵電子對斥力大于成鍵電子對之間的斥力，故導致鍵角：SO>NH3,B正確；C.離子半徑Mg2+>Ba2+,

O2>C1,則離子鍵鍵能MgOBaCL，導致熔點MgO>BaCL，C正確；D.1-戊醇中燃基更大，導致其在水

中溶解度更小，故溶解性：1-丁醇>1-戊醇，D正確；故選A。

【答案】A

【變式訓練1】（2022秋?湖北武漢?高三統(tǒng)考開學考試）下列各組物質性質的比較，結論正確的是

A.分子的極性：BC13>PC13B.沸點：鄰羥基苯甲酸〈對羥基苯甲酸

C.熔點:MgCl2<A1C13D.硬度：C（金剛石）<SiC

3-3x1

【解析】A.BCb中心原子孤電子對數=與一=0、價層電子對數=3+0=3,故為sp2雜化、空間構型為平

5—3x1

面正三角形、為非極性分子；PC13的中心原子孤電子對數=^—=1、價層電子對數=3+1=4,故為sp3雜

化、空間構型為三角錐形、為極性分子，A錯誤；B.鄰羥基苯甲酸存在分子內氫鍵、對羥基苯甲酸分子間

能形成氫鍵，沸點：鄰羥基苯甲酸〈對羥基苯甲酸，B正確；C.氯化鎂屬于離子晶體、氯化鋁屬于分子

晶體，離子鍵大于分子間作用力，則熔點：MgCl2>AlCl3,C錯誤；D.金剛石與碳化硅均屬于共價晶體,

碳原子半徑小于硅原子半徑，碳碳鍵比碳硅鍵更牢固，硬度：C(金剛石)〉SiC,D錯誤；答案選B。

【答案】B

【變式訓練2】(2022?上海寶山?上海市行知中學?？寄M預測)下列各組數據比較，前者比后者小的是

A.Mg2+與K+的氧化性B.乙烷與苯分子中碳碳鍵鍵長

C.氯化他與氯化鈉的熔點D.AIQs與A1CL的熔點

【解析】A.金屬單質的還原性越強，對應離子的氧化性越強，鎂單質的還原性弱于鉀單質，則鎂離子的氧

化性強于鉀離子，故不符合題意；B.苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵，則乙烷中碳碳

鍵長比苯分子中碳碳鍵鍵長長，故B不符合題意；C.氯化葩與氯化鈉都是離子晶體，葩離子的離子半徑大

于鈉離子，氯化艷中離子鍵弱于氯化鈉，熔點低于氯化鈉，故C符合題意；D.氧化鋁是離子晶體，氯化鋁

是分子晶體，一般情況下離子晶體的熔點高于分子晶體，則氧化鋁的熔點高于氯化鋁，故D不符合題意；

故選C。

【答案】C

【思維建?！烤w熔、沸點的比較

(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律：原子晶體〉離子晶體〉分子晶體。

(2)相同類型晶體

①金屬晶體：金屬原子的價電子數越多，原子半徑越小，金屬熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na<Mg<AL

②離子晶體：a.晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點越高，硬度越大。b.陰、陽離子的電荷數越多，

離子半徑越小，熔、沸點就越高，如熔點：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl?

③原子晶體：原子半徑越小，鍵長越短，熔沸點越高。

④分子晶體：組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高。

(3)離子晶體：一般地說，陰、陽離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，熔、沸點就越高

考點三晶體中原子坐標

?夯基?必備基礎知識梳理

知識點1構建坐標原點、坐標軸和單位長度立體幾何模型

從最簡單的晶胞一簡單立方堆積的晶胞模型入手，構建坐標原點、坐標軸和單位長度立體幾何模型。

簡單立方堆積的晶胞中8個頂點的微粒是完全一致的，因此可以任意選擇一個原子為坐標原點。以立

方體的三個棱延長線構建坐標軸，以晶胞邊長為1個單位長度。由此可得如圖所示的坐標系。

其他晶胞也可以采用這種方式構建。如六方最密堆積模型的晶胞按此法構建X軸