1、第41讲 晶体结构与性质考纲要求 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。高频考点一 晶体与晶胞1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高()(2)具有规则几
2、何外形的固体一定是晶体()(3)固态物质一定是晶体()(4)冰和固体碘晶体中相互作用力相同()(5)固体SiO2一定是晶体()(6)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(7)通过X射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体()(8)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”()(9)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列()(10)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用()2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】21 11 4 4 3下图为离子晶体空间构
3、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_。【解析】在 A 中，含有 M、N 的个数相等，故组成为 MN；在 B 中，含 M：184132(个)，含 N：124241892(个)，MN329213，在 C 中含 M：18412(个)，含 N 为 1 个。【答案】MN MN3 MN21晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较(2)获得晶体的三条途径 熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。考点1 晶体与非晶体的判断 1(2018黑龙江大庆四中期中)下列说法正确的是()A晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断
4、裂 B原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体的分子间只存在范德华力 C区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验 D非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子和非金属元素的原子间只形成离子键 【答案】C 2(2014课标理综，37(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_方法区分晶体、准晶体和非晶体。【答案】X射线衍射【知识归纳】晶体具有规则的几何外形，具有各向异性和固定的熔点，用X射线研究时，晶体内部的微粒在空间呈现有规则的重复排列，非晶体则没有这些性质。考点2 晶胞类型及其粒子个数的计算方法 3(2018漳州模拟)某物质的晶体中含有A、B、C三
5、种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为()A131 B231 C221 D133【答案】A【解析】利用均摊法计算。据图知，该正方体中 A 原子个数8181，B 原子个数6123，C 原子个数1，所以晶体中 A、B、C 的原子个数比为 131。4(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()AB2ABBA2 CB7A4DB4A7 【答案】B【解析】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
6、上的离子被 1 个晶胞占有18，面心上的离子被 1 个晶胞占有12，所以 1 个晶胞实际占有的B 离子为 8186124，则该晶体的化学式为 BA2。5.Zn与S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 8186124。(2)S 为 4 个，所以化合物中 Zn 与 S 数目之比为 11，则化学式为 ZnS。【答案】(1)4(2)ZnS6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：(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
7、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)由石墨烯的结构可知，每个 C 原子连接 3 个六元环，每个六元环占有的 C 原子数为1362。(2)由金刚石的结构可知，每个 C 可参与形成 4 条 CC 键，其中任意两条边(共价键)可以构成 2 个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有 6 组，6212。因此每个 C 原子连接 12 个六元环。六元环为空间六边形结构，最多有 4 个 C 原子位于同一平面。【答案】(1)3 2(2)12 4【方法总结】晶胞组成的计算均摊法(1)长方体(包括
8、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1/3。考点3 常见晶胞的类型及粒子数目计算 7如图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为2价，G为2价，则Q的化合价为_。【解析】R：81812 G：81481441228 Q：81424 R、G、Q 的个数之比为 142，则其化学式为 RQ2G4。由于 R 为2 价，G 为2 价，所以 Q 为3 价。【答案】3 价8某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是_。【解析】A 粒子数为 6
9、11212；B 粒子数为 6143162；C 粒子数为 1；故 A、B、C 粒子数之比为 142。【答案】142 9已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n_。【解析】La：21212163 Ni：1212612615 所以 n5。【答案】5 10(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_。(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_。【解析】(1)每个 Mg 周围有 6 个 B，而每个 B
10、周围有 3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出，每个单元中，都有一个 B 和一个 O 完全属于这个单元，剩余的 2 个O 分别被两个结构单元共用，所以 BO1(12/2)12，化学式为 BO2。【答案】(1)MgB2(2)BO2高频考点二 晶体的构成与性质1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体()(2)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子()(3)在分子晶体中一定有范德华力和化学键()(4)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高()(5)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()(6)离子晶体一定都含有金属元素()2在下列物质中：NaCl、N
11、aOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。(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原子晶体是_。(6)其中属于分子晶体的是_。【答案】(1)NaCl、Na2S(2)NaOH、(NH4)2S(3)(NH4)2S(4)Na2S2(5)SiO2、SiC(6)H2O2、CO2、CCl4、C2H2 1四类晶体的比较 2.晶格能
12、(离子晶体)(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体_的能量；单位：_。(2)影响因素：离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能_。离子的半径：离子的半径_，晶格能越大。对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越_，且熔点_，硬度_。释放kJmol1越大越小稳定越高越大上 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】在反应 4NH33F2NF33NH4F 中，NH3、F2、NF3 的晶体类型为分子晶体；Cu 为金属晶体；NH4F 为离子晶体，即 abd。【答案】abd2有下列八种晶体：
13、A.水晶 B冰醋酸 C氧化镁 D白磷 E晶体氩 F铝 G氯化铵 H金刚石。用序号回答下列问题：(1)直接由原子构成的晶体是_，属于原子晶体的化合物是_。(2)由极性分子构成的晶体是_，含有共价键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是_。【答案】(1)A、E、H A(2)B G D、E(3)F B、E、D A、H 3有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：序号 熔点/硬度 水溶性 导电性 水溶液与 Ag反应 A 811 较大 易溶
14、水溶液或 熔融导电 白色沉淀 B 3 500 很大 不溶 不导电 不反应 C 114.2 很小 易溶 液态不 导电 白色沉淀(1)晶体的化学式分别为A_、B_、C_。(2)晶体的类型分别是A_、B_、C_。(3)晶体中微粒间作用力分别是A_、B_、C_。【解析】根据A、B、C所述晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。【答案】(1)NaCl C HCl(2)离子晶体 原子晶体 分子晶体(3)离子键 共价键 范德华力【方法总结】确定晶体类型的方法(1
15、)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。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，即范德华力。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)依据物质的类别判断 金属氧化物(如K2O、Na2O2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(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)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
16、碳化硅、二氧化硅等。金属单质(常温汞除外)与合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度。原子晶体熔点高，常在1 000度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度。金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。(4)依据导电性判断 离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要指酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或硬而脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展
17、性。考点2 晶体熔、沸点高低的比较 4(2018银川质检)下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是()O2、I2、Hg CO、KCl、SiO2 Na、K、Rb Na、Mg、Al AB CD【解析】中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故错；中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故正确；中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故错；中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故正确。【答案】D 5(2018九江模拟)现有几组物质的熔点()数据：A组 B组 C组 D组 金刚石：3 550
18、Li：181 HF：83 NaCl 硅晶体：1 410 Na：98 HCl：115 KCl 硼晶体：2 300 K：64 HBr：89 RbCl 二氧化硅：1 732 Rb：39 HI：51 MgO：2 800 据此回答下列问题：(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：A组属于_晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是_；硅的熔点高于二氧化硅，是由于_；硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_。(2)B组晶体中存在的作用力是_，其共同的物理性质是_(填序号)，可以用_理论解释。有金属光泽 导电性 导热性 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)。硬度小 水溶液
19、能导电 固体能导电 熔融状态能导电(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为：_，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为 _。【解析】(1)A组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。(2)B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“电子气理论”解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，电荷越多半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高
20、。【答案】(1)原子 共价键 SiSi键能大于SiO键能 硼晶体大于硅晶体(2)金属键 电子气(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)(5)NaClKClRbCl MgO晶体为离子晶体，离子所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高【方法总结】晶体熔、沸点高低的比较 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 一般地说，阴阳
21、离子的电荷数越多，离子半径越小，离子间的作用力越强，其形成晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2，NaClCsCl。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 具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。如熔、沸点H2OH2TeH2SeH2S。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，如熔、沸点：SnH4GeH4SiH4CH4。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，如熔、沸点CON2。对于有机物的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。(4)金属晶体 金属原子半径越小，价电子数越多，
22、其金属键越强，金属熔、沸点越高，如熔、沸点：NaMgAl。高频考点三 五类典型晶体的模型1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个()(2)在NaCl晶体中，每个Na周围与其距离最近的Na有12个()(3)在CsCl晶体中，每个Cs周围与其距离最近的Cl有8个()(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其最近的镁原子有6个()2(1)CO2和SiO2在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？【答案】决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构、微粒间的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其决定因
23、素，SiO2是原子晶体，其牢固的化学键是其决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而CO与SiO键都是极性键。(2)在晶体模型中，金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？【答案】不一样，金刚石中表示的是CC共价键，而干冰中的“棍”表示分子间作用力；分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的CO键)，少数则无(如稀有气体形成的晶体)。3下列排列方式中：A.ABCABCABC BABABABABAB CABBAABBA DABCCBAABCCBA，属于镁型堆积方式的是_；属于铜型堆积方式的是_。【答案】B A 1原子晶体(金刚石和二氧化硅)(1)金刚石晶体中，每
24、个C与另外_个C形成共价键，CC键之间的夹角是10928，最小的环是_元环。含有1 molC的金刚石中，形成的共价键有_ mol。(2)SiO2晶体中，每个Si原子与_个O成键，每个O原子与_个硅原子成键，最小的环是_元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是_原子。4六242十二Si2分子晶体(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有_个。12(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的_个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成_mol“氢键”。3离子晶体 42(1)NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引_个Cl，每个Cl同时吸引_个Na，配位数为_。每个晶胞含
25、_个Na和_个Cl。(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引_个Cs，每个Cs吸引_个Cl，配位数为_。666448884石墨晶体 石墨层状晶体中，层与层之间的作用是_，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是_，C原子采取的杂化方式是_。分子间作用力2sp25常见金属晶体的原子堆积模型 考点1 由晶胞判断所属晶体类型 1(2018宜昌模拟)下列说法正确的是()A钛和钾都采取图1的堆积方式 B图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积，仅得简单立方堆积 C图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为a cm，则在每个CO2周围最近且等距离的CO2有8个 D图4是一种金属晶体的晶胞，它是金属
26、原子在三维空间以密置层采取ABCABC堆积的结果 【解析】图1表示的堆积方式为A3型紧密堆积，K采用A2型密堆积，A错误；B在二维空间里的非密置层放置，在三维空间堆积形成A2型密堆积，得到体心立方堆积，B错误；干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞，配位数为12，即每个CO2周围距离相等的CO2分子有12个，C错误；该晶胞类型为面心立方，则为A1型密堆积，金属原子在三维空间里密置层采取ABCABC堆积，D正确。【答案】D 2(2018宁夏育才中学期中)几种晶体的晶胞如图所示：所示晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是()A碘、锌、钠、金刚石 B金刚石、锌、碘、钠 C钠、锌、碘、金刚石 D锌、钠、碘、金
27、刚石【解析】根据晶胞的结构可知：从左到右它们分别是钠、锌、碘、金刚石。【答案】C【反思归纳】常见晶体的晶胞及结构 判断下列不同物质的晶胞类型，并将序号填在横线上。(1)干冰_(2)氯化钠_ (3)金刚石_(4)碘晶体_ (5)氟化钙_ (6)金属钠_(7)冰_ (8)水合铜离子_ (9)硼酸(H3BO3)_(10)金属铜_ 考点2 晶胞中粒子的配位数及应用 3(2018山东东营质检)下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为()【解析】NaCl中阴、阳离子的配位数均为6。【答案】B 4下面有关晶体的叙述中，不正确的是
28、()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周围距离相等的Na共有6个 C氯化铯晶体中，每个Cs周围紧邻8个Cl D干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子【解析】氯化钠晶体中，每个Na周围距离相等的Na共12个，距离相等且最近的Cl共有6个。【答案】B 5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。(1)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为
29、_；D的配位数为_；列式计算该晶体的密度_ gcm3。(2)A、B和C3三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。【解析】前四周期价电子层中有 4 个未成对电子的一定是过渡金属元素，前四周期元素中只有 3d64s2 符合，因而 C 为 Fe元素，顺推出 D 为 Ni 元素，B 为 K 元素，A 为 F 元素。(1)A(F)原子数141612428，B(K)原子数14824，D(Ni)原子数18812，即该化合物的化学式为 K2NiF4。D(Ni)的配位体是距其最近的原子 A(F)，分别在它的前面、后面、左边、右边、上边、下
30、边，共 6 个 A(F)原子。(2)在 K3FeF6 中含有 K与FeF63之间的离子键和FeF63中Fe3与 F之间的配位键，在配离子FeF63中 F是配位体。【答案】(1)K2NiF4 63945921986.02102340021 30810303.38(2)离子键、配位键 FeF63 F【方法总结】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。如NaCl晶体中，Na周围的Na数目(Na用“”表示)：每个面上有4个，共计12个。难点专攻(四十一)晶胞中不同物理量的计算 对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3NAnM，a表示晶胞的棱长，表示密度，NA表示阿
31、伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示晶体的摩尔质量。(1)晶胞质量晶胞占有的微粒的质量晶胞占有的微粒数MNA。(2)计算晶体密度的方法：nM/a3NA(3)空间利用率晶胞占有的微粒体积晶胞体积。(4)计算晶体中微粒间距离的方法(5)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)面对角线长 2a。体对角线长 3a。体心立方堆积 4r 3a(r 为原子半径)。面心立方堆积 4r 2a(r 为原子半径)。考点1 晶体密度和粒子间距离的计算 1(2016全国甲卷)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
32、度为d gcm3，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 6123，含有 Ni 原子的个数为 8181，故晶胞中 Cu 原子与 Ni 原子的数量比为 31。(2)根据 mV 可得，1 mol 晶胞的质量为(64359)ga3d gcm3NA，则 a2516.021023d13cm2516.021023d13107 nm。【答案】(1)31(2)2516.021023d131072Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为a gcm3，则Cu与F最近距离为_pm。(阿
33、伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简；图中 为Cu，为F)【解析】设晶胞的棱长为 x cm，在晶胞中，Cu：8186124；F：4，其化学式为 CuF。ax3NA4M(CuF)，x3 4M（CuF）aNA。最短距离为立方体对角线的14，立方体的体对角线为 3x。所以最短距离为 34 3 483aNA1010pm。【答案】34 3 483aNA1010考点2 晶体中原子半径及空间利用率的计算 3(2017全国卷)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a0.420 nm，则r(O2)为_nm。MnO也属于NaCl型 结
34、 构，晶 胞 参 数 为 a 0.448 nm，则 r(Mn2 )为_nm。【解析】O2是面心立方最密堆积方式，面对角线长度是O2半径的 4 倍，即 4r(O2)2a，解得 r 24 0.420 nm0.148 nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，根据 NaCl 晶胞的结构，可知 2r(O2)2r(Mn2)a0.448 nm，则 r(Mn2)a2r（O2）20.44820.1482nm0.076 nm。【答案】0.148 0.07642016全国卷，37(5)GaAs的熔点为1 238，密度为 gcm3，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
35、MGagmol 1和MAsgmol 1，原子半径分别为rGapm和rAspm，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】GaAs 的熔点很高，则其晶体类型为原子晶体，Ga 和 As 以共价键键合。由晶胞结构可知一个晶胞中含有 As、Ga 原子的个数均为 4 个，则晶胞的体积为（MGaMAs）NA4，又知二者的原子半径分别为 rGa pm和 rAs pm，则 GaAs 晶 胞 中 原 子 的 体 积 占 晶 胞 体 积 的 百 分 率 为443（r3Gar3As）10304NA（MGaMAs）100%41030NA（r3Gar3As）3（MGaMAs）10
36、0%。【答案】原子晶体 共价 4 1030NA（r3Gar3As）3（MGaMAs）100%1(2015新课标全国卷节选)(1)单质O有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_；O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(2)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a0.566 nm，F的化学式为_：晶胞中A原子的配位 数 为 _；列 式 计 算 晶 体 F 的 密 度(gcm 3)_。【解析】(1)O 元素形成 O2 和 O3 两种同素异形体，固态时均为分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故 O3 的沸点高于 O2。O 的
37、氢化物有 H2O 和 H2O2，二者均能形成分子晶体。Na 的氢化物为 NaH，属于离子晶体。(2)O2半径大于 Na半径，由 F 的晶胞结构可知，大球代表 O2，小球代表 Na，每个晶胞中含有 O2个数为 8186124，含有 Na个数为 8，故 O2、Na离子个数之比为 4812，从而推知 F 的化学式为 Na2O。由晶胞结构可知，每个 O 原子周围有 8 个 Na 原子，故 O 原子的配位数为 8。晶胞参数 a0.566 nm0.566107 cm，则晶胞的体积为(0.566107 cm)3，从而可知晶体 F 的密度为462 gmol1（0.566107 cm）36.021023 mol
38、12.27 gcm3。【答案】(1)O3 O3 相对分子质量较大，范德华力大 分子晶体 离子晶体(2)Na2O 8462 gmol1（0.566107 cm）36.021023 mol12.27 gcm32(2018阜新模拟)如图为Na2S的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶体密度是 gcm3，试计算Na与S2的最短距离_ 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 8186124，个数为 8，其个数之比为 12，所以代表 S2，代表 Na。设晶胞边长为 a cm，则 a3NA478，得 a3 478NA，则面对角线为 23 478NA cm，其14为 24
39、3 478NAcm，边 长 的 14 为 14 3 478NAcm，所 以 其 最 短 距 离 为24 3 478NA2143 478NA2 cm 343 478NA cm。【答案】343 478 NA3(2018济宁模拟)用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图)，已知该晶体的密度为9.00 gcm3，晶胞中该原子的配位数为_；Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算)。【解析】设晶胞的边长为 a cm，则 a3NA464 a3464NA 面对角线为 2a 面对角线的14为 Cu 原子半径 r 24 34649.006.0210231.27108 cm。【答案】12 24 34649.006.0210231.27108。