六出飞花入户时，

坐看青竹变琼枝。

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唐●高骈《对雪

诗》

2

晶体的类型与性质晶体的类型与性质

焦方亮

1 、化学键类型和晶体类型的判断2 、各类晶体物理性质的比较3 、根据粒子排列空间推断化学式4 、晶体的空间结构及信息迁移式试题5 、晶胞中粒子间距离等相关计算

命题趋势

例 1 、从下列各物质中，选出符合题目要求的填空：⑴CH4 SiO⑵ 2 CaCl⑶ 2 H⑷ 2O NH⑸ 4Cl

⑹KCl Na NaCl KOH Al SiC ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾⑿Ar NH⒀ 3 CH⒁ 3COOH H⒂ 2O2

⒃Na2O2 Hg Br⒄ ⒅ 2 ⒆晶体硅 ⒇金刚石 (2

1)I2(22)H2S(23)CBr4 (24)CF4

晶体类型的判断晶体类型的判断

1 ： 3 、 6 、 8 1 、 2 、 4 、 11 、 13 、 14 、15 、 18 、 19 、 20 、 21 、 22 、 23 、 24 5 、 9 、16 7 、 10 、 17 122 ： 3 、 5 、 6 、 8 、 9 、 16 1 、 2 、 4 、 11 、 13 、 14 、 15 、 22 、23 、 243 ：离子晶体： 3 、 5 、 6 、 8 、 9 、 16分子晶体： 1 、 2 、 4 、 12 、 13 、 14 、 15 、18 、 21 、 22 、 23 、 24原子晶体： 11 、 19 、 20金属晶体： 7 、 10 、 17

构成晶体的微粒

离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体

阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子、电子

微粒间的作用力 离子键 共价键 分子间作用力 金属键

物质性

质熔、沸点硬 度

导电性

传热性延展性溶解性

较高 很高 低 多数高硬而脆 大 小 多数硬

固态时不导电 非导体 非导体 良导体

不良 不良 不良 良好不良 不良 不良 良好

大多数易溶于极性溶剂

不溶于任何溶剂 相似相溶 不溶

存在的化学键 离子键 共价键 共价键 金属键

物质的类别 离子化合物 部分属共价化合物、单质 金属及合金

例 2 、将下列各组物质按要求按由高到低的，顺序排列：

1 、⑶ CaCl2 H⑷ 2O KCl ⑹ ⒆晶体硅

2 、⑾ SiC ⒆晶体硅 ⒇金刚石

3 、⑴ CH4 CCl⑵ 4 (23)CBr4(24)CF4

4 、⑶ CaCl2 NH⑸ 4Cl KCl NaCl⑹ ⑻

5 、⑺ Na Fe Ar Hg ⑽ ⑿ ⒄

6 、⒀ NH3 Hg Br⒄ ⒅ 2 ⒇金刚石

7 、 ⑷ H2O (21)I2 (22)H2S

晶体熔沸点的比较

1 、 ⒆晶体硅＞ ⑶ CaCl2 ＞⑹ KCl ＞⑷ H2O

2 、 ⒇金刚石 ＞ ⑾ SiC ＞ ⒆晶体硅　　　　　　3 、 (23)CBr4 ＞ ⑵ CCl4 ＞ (24)CF4 ＞ ⑴ CH4 　　　

4 、 ⑻ NaCl ＞ ⑶ CaCl2 ＞ ⑹ KCl ＞⑸ NH4Cl 　 5 、 ⑽ Al ＞ ⑺ Na ＞ ⒄ Hg ＞ ⑿ Ar

6 、 ⒇金刚石＞ ⒄ Hg ＞ ⒅ Br2 ＞ ⒀ NH3

7 、 (21)I2 ＞ ⑷ H2O ＞ (22)H2S

物质的熔沸点与晶体类型的关系1 、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

归纳总结

2 、若晶体类型相同，则有：⑴ 离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，离子键就越强，熔沸点就越高。⑵ 原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，熔沸点越高。

归纳总结

⑶ 分子晶体中（不含氢键），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力就越强，熔沸点就越高。⑷金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔沸点就越高。合金的熔沸点比它的各成分金属的熔点低。

你能具体的描述出 NaCl 晶体的微观结构吗 ?

晶 体 空 间 结 构晶 体 空 间 结 构

CsCl

晶 体 空 间 结 构晶 体 空 间 结 构

CO2

晶 体 空 间 结 构晶 体 空 间 结 构

例 2 、在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近的氯离子的距离为 a ，那么每个钠离子周围最近且等距离的氯离子有 __ 个，钠离子有 ___ 个 , 钠离子之间的距离为 ____ 。

6

12

3

5

4

6

典例分析

例 2 、在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近的氯离子的距离为 a ，那么每个钠离子周围最近且等距离的氯离子有 __ 个，钠离子有 ___ 个 , 钠离子之间的距离为 ____ 。

6 1

22 a

a

a

b

典例分析

⑵ 在干冰晶体中每个 CO2 分子周围最近且等距离的 CO2 有 __ 个。

典例分析

晶 体 空 间 结 构晶 体 空 间 结 构

Cl-

Na+

1 2

3 4

5 6

78

1

晶胞抽取的计算原则晶胞抽取的计算原则① 顶点：由 8 个小立方体共有，所以为 1/8② 棱上：由 4 个小立方体共有，所以为 1/4③ 面心：由 2 个小立方体共有，所以为 1/2④ 体内：由 1 个晶胞拥有，所以为 1

归纳小结

例 3: 现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图所示：可推知：甲晶体中 A 与 B 的个数比是 _____________,

乙晶体的化学式是 ______, 丙晶体的化学式是 ____

丁晶体的化学式是 _________

DCA

B

甲 乙 丙

E

F

X

Y

Z

1 8×1/8=1 1∶ ∶C2D EF

XY3Z

典例分析

丁

例 4 、 1987年 2月，朱经武（ PaulChu ）教授等发现钇钡铜氧化合物在 90K温度下即具有超导性，若该化合物的结构如下图所示，则该化合物的化学式可能是（ ）A 、 YBa2CuO7—x

B 、 YBa2Cu2O7—x

C 、 YBa2Cu3O7—x

D 、 YBa2Cu4O7—x

Ba

O

Y

Cu

C

典例分析

例 5:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有 1 个镁原子， 6 个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为

A 、 MgB B 、 MgB2 C 、 Mg2B D 、 Mg

3B2

典例分析

Mg 原子的数目：12×1/6+2×1/2=3B 原子的数目： 6故化学式可表示为 Mg2B

典例分析

晶体结构图形解题思路找出晶体中结构单 元（晶胞）

分析一个原子被几个结构单元共用

图中结构单元中原子数目×1/A A表示几个结构单元共用

得出结 论：一个结构单元平均占有几个原子

归纳小结

例 6 、中学教材上图示的 NaCl 晶体结构，它向三维空间沿伸得到完美晶体。假若钠离子与周围最近的氯离子的距离为 a cm ( 阿伏加德罗常数为 NA ， NaCl 的摩尔质量为M) ，求 NaCl 晶体的密度是 _____。

典例分析

4M/(NAa3)

例 7：某种 NiO晶体中存在如图所示缺陷，一个 Ni2+ 空

缺，另两个 Ni2+被两个 Ni3+ 所取代，其结果晶体仍呈

电中性，但化合物中 Ni和 O比值却发生了变化， 某氧

化镍样品组成为 Ni0.97O，试计算该晶体中 Ni3+ 与 Ni2+

的离子数之比。 O2-O2-

O2-O2-

O2- O2-

Ni2+

Ni3+

Ni3+

Ni2+

Ni2+

例 8 ：某核素 R 具有微弱放射性，其原子核内中子数比质子数多 43 ，由它组成的固体单质 A ，在一定条件下密度为 6.88g/cm3 ，用 x射线研究其固体表明，在边长为 1.0010—7cm 的立方体中含有 20 个原子。 R 在化学反应中常表现为 +2 价、 +4 价。在溶液中 R2+稳定，而 R4+ 有强氧化性，可将 NO氧化为 HNO3 。氧化物 R3O4 ，其性质与 Fe3O4 有些类似。 R 的另一种质量数比 R少 2 的同位素较为稳定，与铁可形成合金，在潮湿环境中易形成铁锈， R 的单质及化合物在工农业生产、医疗卫生、科学技术等各个领域都有很多用途。请回答：（ 1 ） R 原子的摩尔质量为 。（ 2 ） R元素处于周期表中第 周期 族。（ 3 ）假若能使少量 R4+加到 FeCl2 溶液中，是否会发生反应？若“否”，其原因为 。若“是”，其离子反应方程式为 。（ 4 ） R3O4因具有氧化性，被大量用于油漆涂料，涂在钢铁表面，有利于形成耐腐蚀的钝化层。 R3O4 与足量的 HNO3反应，生成 R 的氧化物、 R 的硝酸盐和水三种物质，此反应的方程式为 。

达标潜能练习

1 、下列不存在化学键的晶体是：A. 硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩2 、常温常压下的分子晶体是：A. 碘 B. 水 C. 硫酸铵 D.干冰3、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相同的是：A、 I2 Ar N2 Si B、金刚石 O2 F2

C 、 Ba(OH)2 K2O CaCl2 D、 HCHO CO2 C2H5OH

4、下列有关共价化合物的说：①具有较低的熔沸点

② 不是电解质③固态时是分子晶体④都由分子构成

⑤液态时不导电， 其中一定正确的说法是：

A.①③④ B.②⑤ C.⑤ D. 全部正确

5、关于晶体的下列说法正确的是：

A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C 、 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

达标潜能练习

6、晶体中的一个微粒周围有 6个微粒，这种晶体是：

A.金刚石 B.石墨 C.干冰 D.氯化钠

7、若使NaCl 晶体内离子间距扩大 2倍，晶体密度变为原 来的

A. 1/16倍 B.1/8 倍 C.1/4 倍 D.1/2倍

8、测知 NaCl 晶体中 Na+ 与 Cl-平均距离为 a cm该晶体密度为 ,则阿伏加德罗常数可表示为

A. B. C. D.117a3 34

585.0

a 338

85.5

a 32

5.58

a

达标潜能练习

9、许多事实都证明氯化铝是分子晶体 .请你设计一个实验证实这一结论 .实验方案为 :______________________________________10 、最近发现一种有钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，结构如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为 ______

达标潜能练习

达标潜能练习

11 、图示为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。 1 ）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有 ___ 个。 2 ）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是

。

6

3 1 1∶ ∶3 1 1∶ ∶

解： O ： 12×1/4 ＝ 3

Ti: 8 ×1/8 ＝ 1

Ca ： 1

TiTi

OO

CaCa

12 、如图所示，晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，其中含有 20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，观察图形回答：这个基本单元由 个硼原子

组成，键角是 ，共含有 个 B—B键。

12

60o 30

达标潜能练习

13、在一定温度下 , 用 X—射线衍射法测得干冰晶胞边长为 a cm, 则该温度下干冰的密度为 g/cm3. 14 、设氯化钠的摩尔质量为Mg/mol, 密度为 ρg/cm3 ,阿伏加德罗常数为 NA,则晶体中两个距离最近的 Na+ 中心的距离为 .

15、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晶体的结构与 NaCl 相同， Ni2+ 与最

邻近 O2 －的核间距离为 a×10 － 8cm，计算 NiO晶体的密度

（已知 NiO的摩尔质量为 74.4g/mol － 1 ）

达标潜能练习

1 、⑴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晶体的结构与 NaCl 相同， Ni2+ 与最邻近 O2 －的核间距离为 a×10 － 8cm，计算 NiO晶体的密度（已知 NiO的摩尔质量为 74.4g/mol － 1 ）

附加练习

NaCl 晶体结构如图所示。已知 FexO 晶体晶胞为NaCl 型，由于晶胞缺陷， x值小于 1 。测知 FexO 晶体密度 ρ 为 5.71g/cm3 ，晶胞边长为 4.28×10 － 10m （铁的相对原子质量为 55.9 ，氧相对原子质量为 16 ）求

⑴ FexO 中 x 的值 .⑵ 晶体中的铁分别为 Fe2+ 、 Fe3+ ，在 Fe2+ 和 Fe3+ 的总数中， Fe2+ 所占的质量分数。⑶确定出此晶体的化学式（化学式中表示出 Fe2+ 和 Fe3+ 的个数）⑷ 在该晶体中，铁元素的离子间的最短距离为多少米？

附加练习