晶体类型与性质

晶体类型与性质
1、离子晶体 ①NaCl 晶体：
1)在NaCl 晶体的每个晶胞中，Na +占据的位置有 种。

每种位置各有多少个Na +？
2)Cl -占据的位置有 种。

每种位置各有多少个Cl -？
3)在NaCl 晶体中，每个Na +周围与之等距离且最近的Na +有 个；每个Cl -周围
与之等距离且最近的Cl -有 个；氯离子所围成的空间是 体。

4)在NaCl 晶体中每个Na +同时吸引着 个Cl -，每个Cl -同时也吸引着 个
Na +，向空间延伸，形成NaCl 晶体。

5)宏观的NaCl 晶体是由无数个晶胞相互延伸构成的。

每个顶点、面心、棱边、体心上的
微粒实际提供给每个晶体的比例是多少？
每个晶胞平均占有 个Na +和 个Cl -。

1molNaCl 能构成这样的晶胞 个。

6)一定温度下，用X 射线衍射法测得晶胞的边长为acm ，求该温度下氯
化钠晶体的密度。

7)若氯化钠晶体的密度为d g ·cm －3，则NaCl 晶体中，Na +与Na +之间
最近的距离是多少？
②CsCl 晶体：
1)每个Cs +同时吸引着 个Cl -，每个Cl -同时吸引着 个Cs +；
2)在CsCl 晶体中，每个Cs +周围与它等距离且最近的Cs +有 个，每个Cl -周围
与它等距离且最近的Cl -有 个；
3)一个CsCl 晶胞有 个Cs +和 个Cl -组成；4)在CsCl 晶
体中，Cs +与Cl -的个数比为 。

2、分子晶体：
干冰晶体
3、原子晶体 金刚石：
1)金刚石结构中含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有(填数字)个碳原子。

2)每个碳原子的任意两个C-C键的夹角都是(填角度)。

SiO2晶体：
1）二氧化硅晶体中最小环为元环。

2）每个硅原子为个最小环共有。

3）每个最小环平均拥有个氧原子。

例：对于二氧化硅晶体说法正确的是：( )
A、二氧化硅晶体最小环为12元环
B、每个硅原子为4个最小环所共有
C、从晶体结构可知，1molSiO2拥有2molSi-O键
D、每个最小环平均拥有6个氧原子
4、过渡晶体石墨晶体：
在石墨晶体的层状结构中，每一层内以形成的最小碳原子环上有个碳原子，任意两个C-C键的夹角为，每个最小的碳原子环拥有的碳原子数为
个，碳原子数与碳碳键数之比为。

5、金属晶体
金晶体的最小重复单元（也称晶胞）是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。

金原子的直径为a，用N A表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

求：
1)金晶体每个晶胞中含有个金原子。

2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是钢性小球外，还应假定。

3)一个晶胞的体积是：。

4)金晶体的密度为：。

练习：1、下面有关晶体的叙述中，不正确的是：( )
A、金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有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10个CO2分子
2、某分子X12的构型是正多面体，每个X原子与相邻的5个X原子等距离形成共价键，
每个面都是正三角形，X12正多面体的面数是：( )
A、12
B、15
C、18
D、20
3、金属晶体的下列性质中，不能用金属晶体的结构加以解释的是：（）
A、易导电
B、易导热
C、有延展性
D、易锈蚀
四种晶体熔、沸点对比规律:
①离子晶体：结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中，离子半径小(或阴、阳离子半径之和越小的)，键能越强的熔、沸点就越高。

如NaCl、NaBr、Nal;NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。

离子所带电荷大的熔点较高。

如：MgO熔点高于NaCl
②分子晶体：在组成结构均相似的分子晶体中，式量大的分子间作用力就大熔点也高。

如：F2、Cl2、Br2、I2和HCl、HBr、HI等均随式量增大。

熔、沸点升高。

但结构相似的分子晶体，有氢键存在熔、沸点较高。

③原子晶体：在原子晶体中，只要成键原子半径小，键能大的，熔点就高。

如金刚石、金刚砂(碳化硅)、晶体硅的熔、沸点逐渐降低。

④金属晶体：在元素周期表中，主族数越大，金属原子半径越小，其熔、沸点也就越高。

如ⅢA的Al，ⅡA的Mg，IA的Na，熔、沸点就依次降低。

而在同一主族中，金属原子半径越小的，其熔沸点越高。

三．题型示例
一、判断晶体类型的方法：
例题1：下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是：( )
A、非金属单质
B、非金属氧化物
C、含氧酸
D、金属氧化物
例题2：有下列8种晶体：A、（水晶）SiO2；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，直接由原子构成的晶体是，直接由原子构成的分子晶体是。

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。

练习：
1、已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大硬度，且原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法正确的是：( )
A、C3N4晶体是分子晶体
B、C3N4晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要长
C、C3N4晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要短
D、C3N4晶体中微粒间通过离子键结合
2、固态AB型共价化合物，若原子最外层电子数之和为8，常是具有半导体性质的原子晶体。

已知金刚石不导电而善于导热，锆石（氧化锆）不导电不导热，但它很硬似钻石，近期用制耐热器的碳化硅也制成假钻石，则识别它们的可靠方法是：（）
A、能在玻璃上刻出划痕的是金刚石
B、很硬，不导电而导热的是金刚石和SiC
C、很硬，导电又导热的是SiC
D、锆石导电导热性不好，但却很硬
3、支持固态氨是分子晶体的事实是；（）
A、氮原子不能形成阳离子
B、铵离子不能单独存在
C、常温下氨是气态物质
D、常温下氨极易溶于水
二、晶体性质比较依据
）钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的有关，随着的增大，熔点依次降低。

2）硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与有关，随着增大，增大，故熔点依次升高。

3）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与有关，因为一般比高。

例题2：下列熔沸点高低顺序正确的是：( )
A、金刚石>晶体硅>二氧化碳>碳化硅
B、CI4>CBr4>CCl4>CH4
C、MgO>H2O>O2>N2
D、金刚石>生铁>纯铁>钠
练习：1.下列关系正确的是：( )
A、离子半径：Cl->F->Na+>Al3+
B、熔点：石英>食盐>冰>干冰
C、结合H+能力：SO42->HCO3->CO32-
D、热稳定性：PH3>H2S>HCl>HF
2.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）钠和硫熔化
（C）碘和干冰升华（D）二氧化硅和氧化钠熔化
三、晶体化学式确定的方法
例题1、最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，
如图。

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，则
它的化学式为：（）
A、TiC
B、Ti6C7
C、Ti14C13
D、Ti13C14
仿真训练：
1、下列叙述中错误的是；( )
A、金属单质或其合金在固态或液态时都能导电
B、晶体中存在离子的一定是离子晶体
C、金属晶体中的自由电子属整个晶体共有
D、钠比钾的熔点高是因为钠中金属阳离子与自由电子之间的作用力强
2、下列晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价健形成正面体，并向空间伸展成网状结构的是（）A、四氯化碳 B、石墨 C、金刚石 D、水晶
3、氢化铵(NH4H)是一种白色固体，其结构与NH4Cl相似，属于离子晶体，又知NH4H和H2O 反应时有H2产生,则下列叙述肯定正确的是:( )
A、NH4H和H2O反应时，所得溶液因NH4+的水解呈酸性
B、NH4H与H2O反应中，NH4+是氧化剂，H2O是还原剂
C、NH4H晶体中，铵离子具有正四面体结构，氢离子则是有一对电子的阴离子
D、NH4H固体放入水中后，除了有H2产生，还会同时NH3产生，且NH3是还原产物4．下列说法正确的是(N A为阿伏加德罗常数)( )
（A）124 g P4含有p—P键的个数为4N A
（B）12 g石墨中含有C—C键的个数为1．5N A
（C）12 g金刚石中含有C—C键的个数为2N A
（D）60gSi02中含Si—O键的个数为2N A
5、氢叠氮酸（HN3）与醋酸性质相近，其盐稳定，但受撞击时易迅速发生反应，生成氮气。

关于氢叠氮酸及其盐有以下说法：①NaN3的水溶液呈碱性②固体HN3属分子晶体③固体NaN3属离子晶体④NaN3可用于小汽车防撞保护气囊。

其中正确说法是：（）
A、①②③
B、①②③④
C、②③④
D、①③④
6、美国《科学》杂志报道：在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是：（）
A、该原子晶体中含有极性键
B、该原子晶体易气化，可用作制冷材料
C、该原子晶体有很高的熔点和沸点
D、该原子晶体硬度大，可用作耐腐材料
7、下列物质熔化或气化时，所克服的微粒间的相互作用属同种类型的是：( )
A、苯和汞的蒸发
B、干冰和萘的升华
C、氯化钠和钠的熔化
D、二氧化硅和生石灰的熔化
8、由下列各组的三种元素构成的化合物中既有离子晶体，又有分子晶体的是：( )
A、H，O，C
B、Na，S，O
C、H，N，O
D、H，S，O
9、测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，造成结构偏高的原因是下列四项中的：）
①坩埚用水洗后没有烘干②加热时有少量晶体溅出③把加热得到的白色粉末放在空
气中冷却④加热结束后，粉末中有少量的黑色固体
A、①②③
B、③④
C、②③
D、①②④
10、下列叙述正确的是：( )
A、原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高
B、分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定
C、分子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高
D、某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体
11、用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，同时用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜，这种化合物可以比金刚石更坚硬，其原因可能是：( )
A、碳、氮原子构成平面网状结构的晶体
B、碳、氮的单质化学性质均不活泼
C、碳、氮键比金刚石中的碳碳键更短
D、氮原子最外层电子数比碳原子多
12、碳有三种同素异形体：金刚石、石墨、足球烯，其中足球烯是分子晶体，据此推测，下列叙述正确的是：（）
A、足球烯可以发生加成反应
B、金刚石、石墨、足球烯和O2反应的最终产物不同
C、足球烯在苯中的溶解度比在乙醇中溶解度大
D、石墨、足球烯均为生产耐高温润滑剂的原料
13、下列叙述不正确的是：（）
A、由分子构成的物质其熔点一般较低
B、分子晶体在熔化时，共价键没有被破坏
C、分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定
D、物质在溶于水的过程中，化学键一定会被破坏或改变
14.下列各项所述的数字不是6的是（）
（A）在NaCl晶体中，与一个Na+最近的且距离相等的Cl-的个数
（B）在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数
（C）在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数
（D）在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数
15、为缓解北京地区的旱情，有关部门选择适宜的条件和方法，向大气中发射催雨剂，其主要成分是干冰、液氮、碘化银等。

下列有关叙述不正确的是：（）
A、干冰和液氮的固体都是分子晶体
B、干冰和液氮的分子中都有非极性共价键
C、干冰和液氮催雨的原理属于物理变
D、碘化银粒子在冷云中产生冰晶起到催雨作用
16、纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质
的原因。

假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状
（如图所示）相同。

则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为（）
A、87.5％
B、92.9％
C、96.3％
D、100％
17、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。

工业曾
普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。

（1）氮化硅晶体属于____________晶体（填晶体类型）。

（2）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子、Si原子和Si 原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构。

试写出氮化硅的化学式：
______________________。

（3）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅。

反应的化学方程式为_____________________________。