2006年高考第一轮复习化学：晶体类型与性质

四、晶体类型与性质知识梳理●网络构建●自学感悟1.晶体类型的判断有下列八种晶体：A.水晶B.冰醋酸C.氧化镁D.白磷E.晶体氩F.氯化铵G.铝H.金刚石用序号回答下列问题：（1）属于原子晶体的化合物是A，直接由原子构成的晶体是AEH，直接由原子构成的分子晶体是E。

（2）由极性分子构成的晶体是B，含有共价键的离子晶体是F，属于分子晶体的单质是DE。

（3）在一定条件下能导电而不发生化学变化的是G，受热熔化后化学键不发生变化的是BDE，需克服共价键的是AH。

2.晶体的性质比较（1）下列性质适合于分子晶体的是（BC）A.熔点是1070 ℃，易溶于水，水溶液能导电B.熔点是10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电C.能溶于CS2，熔点是112.8 ℃，沸点是444.6 ℃D.熔点是97.81 ℃，质软，导电，密度是0.97 g·cm－3（2）有下列五种晶体：①二氧化硅②碘③食盐④冰⑤干冰，不必查资料，请判别它们熔点由高到低的顺序（填序号）①③②④⑤。

（3）氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料，该晶体类型应该是原子晶体。

试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石相比较，硬度更大的应该是氮化碳晶体，熔点较低的应是金刚石晶体。

思考讨论1.离子晶体在熔融状态下能导电，这与金属导电的原因是否相同？ 提示：不相同。

在外加电场的作用下，前者是阴、阳离子发生定向移动而导电，后者则是自由电子发生定向移动而导电。

2.分子晶体的熔点一定低于金属晶体，这种说法对吗？为什么？提示：不对。

分子晶体的熔点一般来说较低，但某些金属晶体的熔点也很低。

硫的熔点为112.8 ℃，高于金属晶体铯的熔点。

疑难突破1.判断晶体类型的依据（1）据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。

如由分子通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过它们之间的较强作用形成的晶体属于金属晶体。

（2）据各类晶体的特征性质判断：如低熔沸点的化合物形成分子晶体；熔沸点较高，且在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物形成离子晶体；熔沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体；晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。

（3）据物质的分类判断：金属氧化物（如K 2O 、Na 2O 2等）、强碱（如NaOH 、KOH 等）和绝大多数的盐类是离子晶体；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SiO 2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。

常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。

金属单质（注：汞在常温为液体）与合金是金属晶体。

2.常见晶体结构分析（1）氯化钠晶体 NaCl 晶体是一种简单立方结构，Na ＋和Cl －交替占据立方体的顶点而向空间延伸，每个离子都被6个带相反电荷的离子包围，而每个离子周围距离最近的同种离子则有12个。

（2）氯化铯晶体 CsCl 晶体是一种立方体心结构，每8个Cs ＋、8个Cl －各自构成立方体，在每个立方体的中心有一个异种离子，所以每个离子都被8个带相反电荷的离子包围。

而每个离子周围距离最近的同种离子则有6个。

（3）二氧化碳晶体 干冰晶体是一种立方面心结构，立方体的8个顶点和6个面的中心各占据1个CO 2分子，每个CO 2分子周围距离相等且最近的CO 2有12个。

（4）金刚石晶体 它是一种正四面体的空间网状结构，每个C 原子以共价键同另4个C 原子结合。

晶体中的最小碳环由6个C 原子组成且不在同一平面，晶体中C 原子数与C —C 键数之比为1∶（4×21）=1∶2. （5）石墨晶体 它是一种混合型晶体，层内存在共价键，层间与范德瓦耳斯力结合，兼有原子晶体、分子晶体的某些特性和特征。

在层内，每个C 原子通过共价键与另3个C 原子结合，构成正六边形，每个六边形平均占有C 原子6×31=2个，C 原子个数与C —C 键数之比为1∶（3×21）=2∶3。

3.用均摊法确定晶体的化学式均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目。

求晶体中粒子个数比的方法是：（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞；（2）处于棱上的粒子同时为4个晶胞共有，每个粒子有1/4属于该晶胞；（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子有1/2属于该晶胞；（4）处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。

深化拓展图5－3为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。

T iC aO图5－3（1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近的且等距离的钛离子共有____个。

（2）该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是______。

提示：（1）6（2）3∶1∶1从所给模型图中可看出钙原子位于立方体体心，为该立方体单独占有，钛原子位于立方体顶点，为8个立方体共有，所以每个立方体拥有Ti 原子8×81=1个，氧原子位于立方体的棱边，为四个立方体所共有，所以每个立方体拥有O 原子12×41=3个。

典例剖析 【例1】 （2004年上海，10）有关晶体的下列说法正确的是A.晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B.原子晶体中共价键越强，熔点越高C.冰融化时水分子中共价键发生断裂D.氯化钠熔化时离子键未被破坏剖析：分子间作用力大小，不能反映其化学键的强弱，故A 项不正确。

冰融化时，克服了分子间的作用力而不是分子中的共价键断裂，故C 项不正确。

氯化钠熔化时，离子键断裂，故D 项不正确。

所以选B 。

答案：B【例2】 下列各组物质中，按熔点由低到高顺序排列正确的是A.O 2，I 2，HgB.CO ，KCl ，SiO 2C.Na ，K ，RbD.SiC ，NaCl ，SO 2剖析：此题考查的知识点是物质熔点高低的比较，这通常与晶体类型有关。

A 中的O 2是气体、I 2是固体、Hg 是液体，所以正确顺序应为I 2＞Hg ＞O 2；B 中的CO 固态时为分子晶体，KCl 是离子晶体、SiO 2是原子晶体，所以CO ＜KCl ＜SiO 2，B 对；C 中的Na 、K 、Rb 都是金属晶体，半径不断增大，金属键不断减弱，所以熔点不断降低，C 错；D 中的SiC 是原子晶体，NaCl 是离子晶体，SO 2形成分子晶体，熔点应不断降低而非升高。

答案：B特别提示比较物质熔沸点的高低，应首先分清物质的晶体类型，对于不同的晶体，其熔沸点高低顺序一般为：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

对于相同类型的晶体，要分清影响熔沸点的作用力及影响作用力大小的因素，即可顺利作答。

【例3】 （1）中学教材上图示了NaCl 晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。

NiO （氧化镍）晶体的结构与NaCl 相同，Ni 2＋与最邻近O 2－的核间距离为a ×10－8 cm ，计算NiO 晶体的密度（已知NiO 的摩尔质量为74.7 g ·mol －1）。

（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷。

例如在某种NiO 晶体中就存在如图5－4所示的缺陷：一个Ni 2＋空缺，另有两个Ni 2＋被两个Ni 3＋所取代。

其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和O 的个数比却发生了变化。

某氧化镍样品组成为Ni 0.97O ，试计算该晶体中Ni 3＋与Ni 2＋的离子数之比。

图5－4剖析：（1）依据NaCl 晶体结构，隔离出一个小立方体（如图5－5），小立方体的每个顶点离子为8个小立方体所共用。

则每个小立方体含Ni 2＋为4×81个，含O 2－为4×81个，即创设N A 个小立方体时，NiO 的物质的量为21 mol 。

根据物理知识有：ρV =nM ，即ρ=V nM 。

图5－5由数学知识知：V =（a ×10－8cm ）3·N A ，代入上式得： ρ=2332431-1002.6cm 10mol g 74.7mol 21⨯⨯⨯⋅⨯-a =30.62a g ·cm －3 （2）设1 mol Ni 0.97O 中含Ni 3＋的物质的量为x ，Ni 2＋为（0.97 mol －x ）。

根据晶体呈电中性：3x mol ＋2（0.97 mol －x ）=2×1 mol ，解之x =0.06 mol ，Ni 2＋为（0.97 mol －x ）=0.91 mol 。

离子数之比N （Ni 3＋）∶N （Ni 2＋）=0.06∶0.91=6∶91。

答案：（1）30.62ag ·cm －3（2）6∶91闯关训练夯实基础1.（2005年东城区模拟题）下列关于晶体的说法正确的是A.构成分子晶体的粒子一定含有共价键B.原子晶体的熔点一定比金属的高C.离子晶体发生状态变化时需要克服离子键D.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子解析：A 项稀有气体形成的分子晶体，只有分子间作用力，分子内无共价键，故A 错。

B 项中部分金属的熔点（如钨）比原子晶体的熔点高，故B 也错误。

C 项中离子晶体是阴、阳离子依靠离子键结合而构成的，只存在离子键，当状态发生改变时，需要克服离子键，故C 正确。

D 项中金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成，没有阴离子存在，故D 错误。

答案：C2.下列物质中，由极性共价键结合成的晶体是A.水晶B.干冰C.冰醋酸D.金刚石解析：由极性共价键结合的晶体，只能是原子晶体，所以B 、C 排除。

D 选项中金刚石虽然是原子晶体，但因是由同种原子构成的共价键为非极性键。

只有A 选项水晶符合题意，是由极性共价键（Si —O 键）结合成的晶体。

答案：A3.下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是A.食盐和蔗糖熔化B.金属钠和晶体硫熔化C.碘和干冰的升华D.二氧化硅和氧化钠熔化解析：食盐熔化克服的是离子键，蔗糖熔化克服的是分子间作用力，故A 选项错误。

钠发生状态变化克服的是金属键，而硫发生状态变化克服的是分子间作用力，因此B 选项也不正确。

碘和干冰都属于分子晶体，状态改变克服的都是分子间作用力，故C 选项符合题意。

二氧化硅属于原子晶体，熔化时克服的是共价键，而氧化钠属于离子晶体，熔化时克服的是离子键，故D 选项也不合题意。

答案：C4.根据下列实验事实，确认某晶体一定是离子晶体的是A.晶体熔点达2500 ℃B.晶体不导电，溶于水能导电C.晶体不导电，熔融能导电D.温度越高，溶解度增大解析：离子晶体、原子晶体、金属晶体的熔点一般都比较高，故A 不正确。

离子晶体、原子晶体、分子晶体不导电，但离子晶体和某些分子晶体溶于水后能导电，B 不正确。