2018-2019学年人教版选修3 第3章第1节 晶体的常识 学案

第一节晶体的常识
1.认识晶体和非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。

2.了解获得晶体的途径。

3．知道晶胞的概念，学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。

晶体与非晶体[学生用书P35]
1．晶体与非晶体的本质差异
2.
3．晶体的特点
(1)自范性
①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②形成条件之一：晶体生长速率适当。

③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。

(2)各向异性：许多物理性质(强度、导热性、光学性质等)常常会表现出各向异性。

(3)有序性：外形和内部质点排列的高度有序。

(4)熔点：有固定的熔点。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)晶体有自范性但其微粒排列无序。

( ) (2)晶体具有各向同性，非晶体具有各向异性。

( ) (3)晶体有固定的熔点。

( )
(4)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。

( )
(5)熔融的硝酸钾冷却可得晶体，故液态玻璃冷却也能得到晶体。

( ) (6)粉末状的固体也有可能是晶体。

( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 2．下列物质中属于晶体的是________。

A ．橡胶 B ．玻璃 C ．食盐 D ．水晶 E ．塑料
F ．胆矾
解析：固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性有序排列构成的具有规则几何外形的固体，如食盐、冰、金属、水晶、大部分矿石等都是晶体；非晶体中内部粒子的排列则相对无序，如玻璃、橡胶等都是非晶体。

答案：
CDF
1．晶体与非晶体的区别
(1)依据是否具有自范性
晶体具有自范性，能自发地呈现多面体的外形，而非晶体不具有自范性。

(2)依据是否具有各向异性
晶体具有各向异性，在不同方向上质点排列一般是不一样的，而非晶体不具有各向异性。

(3)依据是否具有固定的熔、沸点
晶体具有固定的熔、沸点，给晶体加热时，当温度升高到某温度时便立即熔化或汽化，在熔化过程中，温度始终保持不变，而非晶体没有固定的熔、沸点。

(4)依据能否发生X-射线衍射(最科学的区分方法)
当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。

X-射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X-射线产生衍射。

利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法。

非晶体物质没有周期性结构，不能使X-射线产生衍射，只有散射效应。

非晶硅光电薄膜的发电成本仅为多晶硅的三分之一，将成为今后太阳能电池的市场主流。

就晶体硅与非晶体硅探究如下问题。

(1)如图a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅。

a：____________；b：____________。

(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是________。

A．玻璃是非晶体
B．固体粉末都是非晶体
C．晶体内部质点具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性
D．区别晶体和非晶体最有效的方法是进行X-射线衍射实验
(3)关于晶体的自范性，下列叙述正确的是________。

A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
[解析](1)从粒子在微观空间里是否具有有序性和自范性角度观察。

(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。

(3)晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质，这一适宜条件一般指的是晶体能够自动结晶析出的条件。

A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D选项中玻璃属于非晶体；B选项中的氯化
钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的原因是晶体的自范性。

[答案](1)非晶硅晶体硅(2)ACD(3)B
晶体的性质
1．下列不属于晶体的特点的是()
A．一定有规则的几何外形
B．一定有各向异性
C．一定有固定的熔点
D．一定是无色透明的固体
解析：选D。

晶体的特点是有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。

2．晶体具有各向异性。

如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的1/104。

晶体的各向异性主要表现在()
①硬度②导热性
③导电性④光学性质
A．①③B．②④
C．①②③D．①②③④
解析：选D。

晶体的各向异性主要表现在物理性质方面。

晶体、非晶体的判断
3．下列不能区分晶体与非晶体的是()
A．各向异性B．X-射线衍射
C．导电性D．有无固定熔点
解析：选C。

根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形，具有各向异性；用X-射线衍射时能看到分立的斑点或谱线；晶体中除金属晶体外，一般不容易导电。

4．如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是()
A．两种物质在一定条件下都会自动形成有规则的几何外形的晶体
B．Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性
C．Ⅱ形成的固体一定有固定的熔、沸点
D．二者的X-射线图谱是相同的
解析：选B。

观察结构图可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排布，Ⅱ中微粒排列不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。

晶体有各向异性，具有固定的熔、沸点，非晶体没有固定的熔、沸点，用X-射线衍射实验检验晶体和非晶体，图谱明显不同，故应选B。

晶胞[学生用书P36]
1．概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。

2．晶体和晶胞的关系
一般来说，晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。

(1)“无隙”是相邻晶胞之间没有任何间隙。

(2)“并置”是所有晶胞都是平行排列的，取向相同。

(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。

3.
晶胞中粒子个数的计算(以铜晶胞为例)
晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。

金属铜的一个晶胞(如图所示)所含的原子数有8×18＋6×1
2
＝4个。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)晶胞是晶体的最小的结构重复单元。

( ) (2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。

( ) (3)晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞。

( ) (4)已知晶胞的组成就可推知晶体的组成。

( )
(5)由晶胞构成的晶体，其化学式表示一个分子中原子的数目。

( ) 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．如图是选取的氯化钠晶体结构的某一部分，其中________图是氯化钠晶体的一个晶胞。

解析：已知在氯化钠晶体结构中Na ＋和Cl －在三个互相垂直的方向上都是等距离交错排列的，因此将B 结构在NaCl 晶体中平移一个该单位后不能与氯化钠晶体的结构重合，故B 不是氯化钠晶体的一个晶胞。

而将A 结构在氯化钠晶体中平移一个该单位后，能与原来氯化钠晶体的结构完全重合，故A 应为氯化钠晶体的一个晶胞。

答案：A
1．晶胞中粒子数目及晶体化学式的确定 (1)晶体化学式含义
一般地，晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。

(2)均摊法确定晶胞中粒子的个数
如晶胞中某个粒子为n 个晶胞所共用，则该粒子有1
n 属于这个晶胞。

①长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。

②六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献。

③晶胞中粒子数目的计算要先根据具体情况分析晶胞中的粒子在晶胞中的位置以及为几个晶胞所共有，然后运用均摊法具体计算。

如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角碳原子被三个六边形共有，每个六边形占有该原子的1
3，则每个六元环占有的碳原子数为
6×1
3
＝2，如图所示。

2．晶胞密度的有关计算 (1)假设某晶体的晶胞如下：
以M 表示该晶体的摩尔质量，N A 表示阿伏加德罗常数，N 表示一个晶胞中所含的微粒数，a 表示晶胞的棱长，ρ表示晶体的密度，计算如下：
该晶胞的质量用密度表示：m ＝ρ·a 3， 用摩尔质量表示：m ＝N
N A
M ，
则有ρ·a 3＝N N A M ，ρ＝N
N A a 3M 。

(2)常用关系及计算方法
①立方晶胞的面对角线与边长a 的关系：面对角线等于2a ；晶胞的体对角线与边长的关系：体对角线等于3a 。

②晶体的密度是晶体的质量与晶体体积的比值，可把晶胞扩大阿伏加德罗常数(N A )倍，再进行计算。

如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞。

试完成下列问题：
(1)甲晶体的化学式(X 为阳离子)是__________________________________。

(2)乙晶体中A 、B 、C 三种微粒的个数比是____________________。

(3)丙晶体中每个D 周围结合E 的个数是________。

[解析] (1)甲晶体中X 位于立方体的体心，每个晶胞实际占有1个，Y 位于立方体的顶角，实际占有：4×18＝12个，X ∶Y(个数比)＝1∶1
2＝2∶1，所以甲的化学式为X 2Y 。

(2)乙晶体
中A 在立方体的顶角，A 占有：8×18＝1个，B 位于面心，B 占有：6×1
2＝3个，C 位于立
方体的体心，C 占有1个，由此推出A ∶B ∶C(个数比)＝1∶3∶1。

(3)丙晶体中E 位于立方体的体心，但从大的晶体范围看每个D 属于8个晶胞，故D 周围E 的个数与E 周围D 的个数相同，每个E 周围有8个D ，所以每个D 周围有8个E 。

[答案] (1)X 2Y (2)1∶3∶1 (3)8
(1)上述例题中乙晶胞中A 原子为什么不是8个，B 原子为什么不是6个？ (2)某气态团簇分子的结构如图所示：
则该物质中M 原子与N 原子个数比为__________。

解析：(2)气态团簇分子并不是晶胞，图示中M 、N 两种原子完全属于该分子而不与其
他分子共用，故图中分子中含M 原子 8＋6＝14个，N 原子12＋1＝13，故M 原子和N 原子的个数比为14∶13。

答案：(1)我们在观察晶胞时，千万不能忘记，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。

因而，晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的，所以乙晶胞中A 原子不是8个，而是8×18＝1个，B 原子不是6个，而是6×1
2
＝3个。

(2)14∶13
晶胞概念及微粒个数的计算
1．下列关于晶体的说法中不正确的是( ) A ．所有的晶胞都是平行六面体 B ．晶胞是晶体结构的基本单元
C ．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验
D ．晶胞的密度与晶体密度相同
解析：选A 。

通常人们习惯采用的晶胞都是平行六面体，但并非所有的晶胞都是平行六面体，A 项错误。

由晶体的特征和晶胞的概念可知B 、C 项正确。

整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所以晶胞与晶体的密度是相等的，D 项正确。

2.
已知X 、Y 、Z 三种元素组成的化合物的晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是( )
A ．ZXY 3
B ．ZX 2Y 6
C ．ZX 4Y 8
D ．ZX 8Y 12
解析：选A 。

由晶胞可知X 占据8个顶角，属于该晶胞的X 个数为8×1
8＝1；Y 占据
12条棱的中点，属于该晶胞的Y 个数为12×1
4＝3；Z 占据该晶胞的体心，属于该晶胞的Z
个数为1。

故化学式为ZXY 3。

3．某晶体的晶胞结构如图所示。

X(·)位于立方体顶角，Y(○)位于立方体体心。

试分析：
(1)晶体中每一个Y 同时吸引着________个X ，每个X 同时吸引着________个Y ，该晶体的化学式是_______________________________。

(2)晶体中在每个X 周围与它最接近且距离相等的X 共有________个。

(3)晶体中距离最近的2个X 分别与1个Y 形成的两条线的夹角为________。

解析：(1)同时吸引的微粒个数即指在某微粒周围距离最近的其他种类的微粒个数，观察图可知，Y 位于立方体的体心，X 位于立方体的顶角，每个Y 同时吸引着4个X ，而每个X 同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y ，所以每个X 同时吸引着8个Y ，X 、Y 的个数比为1∶2，所以化学式为XY 2或Y 2X 。

(2)晶体中每个X 周围与它最接近的X 之间的距离应为如图所示立方体的面对角线。

位置关系分为在此X 的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。

(3)若将4个X 连接，构成1个正四面体，Y 位于正四面体的中心，可联系CH 4的键角，知该夹角为109°28′。

答案：(1)4 8 XY 2(或Y 2X) (2)12 (3)109°28′
晶体密度的有关计算
4．已知氟化钙晶体的晶胞如图所示。

则1个晶胞中含有__________个Ca 2＋
、__________
个F －。

若晶体的密度为a g ·cm －
3，则晶胞的体积是______________(只要求列出计算式)。

解析：计算1个晶胞的质量，依据晶体的密度与晶胞的密度相同，可由ρ＝m
V 来计算晶
胞的体积。

1个CaF 2晶胞中有8个Ca 2＋在顶角、6个Ca 2＋在面心，Ca 2＋数目为8×18＋6×
1
2＝4；8个F －均在晶胞内部，F －个数为8，即1个晶胞中含有4个Ca 2＋、8个F －。

1个晶胞的质量为
4×78 g·mol －16.02×1023 mol －
1
，晶胞的密度为 a g ·cm －3，所以晶胞的体积V ＝m ρ
＝
4
6.02×1023×78 g
a g ·cm
－3＝4×78a ×6.02×1023 cm 3。

答案：4 8
4×78a ×6.02×1023 cm 3 5．如图
所示是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs ＋
核间距离为a cm ，氯化铯的相对分子质量为M r ，N A 为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是( )
A.8M r N A a 3 g ·cm －3
B.M r a 38N A g ·cm －3
C.M r N A a 3 g ·cm －3
D.M r a 3
N A g ·cm －3 解析：选C 。

处于顶角的离子同时为8个晶胞所共有，每个离子有18
属于该晶胞，处于晶胞内的离子完全属于该晶胞，可知1个氯化铯晶胞中有1个Cs ＋和1个Cl －，则1 mol 氯
化铯的体积为N A a 3cm 3，故氯化铯晶体的密度为M r N A a 3
g ·cm －3。

课后达标检测[学生用书P76(单独成册)]
[基础巩固]
1．(2017·泰安高二检测)普通玻璃和水晶的根本区别在( )
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规律性地排列，水晶的基本构成微粒呈周期性有序排列C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
解析：选B。

普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否呈周期性有序排列，B项正确。

2．云母属于晶体，用烧热的钢条去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，这是因为()
A．云母是热的不良导体，传热不均匀
B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀
C．石蜡具有各向异性，不同的方向导热性不同
D．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同
解析：选D。

云母属于晶体，具有各向异性，在不同的方向导热性不同，导致熔化了的石蜡呈现椭圆形。

3．如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品一定是()
A．金属B．半导体
C．非晶体D．晶体
解析：选D。

由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。

4．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是()
A．a、b均是晶体
B．a、b均是非晶体
C．a是非晶体、b是晶体
D．a是晶体、b是非晶体
解析：选D。

晶体有固定的熔点，由a曲线可知，中间有一温度值不变但一直在吸收能量，这个温度值就代表此晶体的熔点；由b曲线可知，温度一直在升高，所以找不出固定的熔点，b为非晶体。

5．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。

它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。

玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是()
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．X-射线通过玻璃态水时，能产生谱线
解析：选C。

玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，X­射线通过玻璃态水时不能产生谱线，因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。

6．下列关于晶体的说法正确的是()
A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体
B．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品
C．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点
D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
解析：选B。

A项，将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体。

B项，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别。

C项，非晶体没有固定的熔点。

D项，由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。

7．(2017·襄阳五中检测)某晶体的晶胞为正三棱柱形，如图所示，该晶体的化学式可能是()
A ．A 2
B 9
C 4
B ．A 3B 9
C 4 C ．AB 4C 2
D ．A 3B 8C 4
解析：选C 。

由晶胞结构可知，一个A 为12个正三棱柱所共用，即一个正三棱柱中含
有A 的个数为6×112＝12
；正三角形边上的一个B 为4个正三棱柱所共用，而竖棱上的一个B 为6个正三棱柱所共用，故一个正三棱柱中含有B 的个数为6×14＋3×16
＝2；C 位于正三棱柱的体心，故一个正三棱柱中含有1个C 。

因此，该晶胞中A 、B 、C 的个数之比为1∶4∶2，该晶体的化学式可能为AB 4C 2。

8．根据晶体中的晶胞结构，判断下列晶体的化学式中不正确的是( )
A ．A
B 2
B ．
C 2D
C ．EF
D ．XY 3Z
解析：选A 。

确定晶体的化学式，其实就是确定晶胞中各粒子的个数比。

在立方晶胞中，
只有处于晶胞内部的粒子才完全属于该晶胞，处于面上的粒子有12
属于该晶胞，处于棱上的粒子有14属于该晶胞，处于各顶角上的粒子只有18
属于该晶胞。

据此可以算出上述晶体的化学式分别是AB 、C 2D 、EF 、XY 3Z 。

9.
铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构如图所示。

Pb 4＋处于立方晶胞顶角，Ba 2＋
处于晶胞中心，O 2－
处于晶胞面心，则该化合物的化学式为( )
A ．BaPbO 3
B ．BaPb 2O 3
C ．BaPbO
D ．BaPbO 4
解析：选A 。

1个晶胞中有1个Ba 2＋，Pb 4＋的个数为8×18＝1，O 2－的个数为6×12
＝3，故化学式为BaPbO 3。

10．根据下列四种晶体的晶胞示意图回答问题：
(1)根据图Ⅰ分析，铜晶胞平均含有的铜原子数是________。

(2)根据图Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有的CO 2分子数是________。

(3)根据图Ⅲ分析，碘晶体中碘分子的排列有________种不同的方向。

(4)根据图Ⅳ分析，晶体M 的化学式是________。

解析：(1)铜晶胞平均含有的铜原子数为18×8＋12
×6＝4。

(2)干冰晶胞平均含有的CO 2分子数为18×8＋12
×6＝4。

(3)根据碘晶胞中碘分子的排列方向可知，碘晶体中碘分子的排列有2种不同的方向。

(4)晶体M 的晶胞中，N (A)∶N (B)＝(18
×8)∶1＝1∶1，故M 的化学式为AB 或BA 。

答案：(1)4 (2)4 (3)2 (4)AB(或BA)
11．元素X 的某价态离子X n ＋中所有电子正好充满K 、L 、M 三个电子层，它与N 3－形成的晶体的晶胞结构如图所示。

(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为__________。

(2)该晶体中X n ＋
中n ＝__________。

(3)X 元素的原子序数是__________。

(4)晶体中每个N 3－被__________个等距离的X n ＋
包围。

解析：(1)X n ＋位于晶胞的棱上，其数目为12×14
＝3(个)，N 3－位于晶胞的顶角，其数目为8×18
＝1(个)，故其阳离子、阴离子个数比为3∶1。

(2)由晶体的化学式X 3N 知X 所带电荷数为1。

(3)因为X ＋中K 、L 、M 三个电子层全充满，故电子数为2、8、18，所以X 的原子序数是29。

(4)N 3－位于晶胞顶角，故其被6个等距离的X n ＋在上、下、左、右、前、后包围。

答案：(1)3∶1 (2)1 (3)29 (4)6
[能力提升]
12．纳米材料的表面微粒数占总微粒数的比例极大，这是它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相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面微粒数与总微粒数的比值为( )
A ．7∶8
B ．13∶14
C ．25∶25(1∶1)
D ．26∶27
解析：选D 。

由题意知一个氯化钠晶胞即为一个氯化钠纳米颗粒，则其表面粒子数＝8＋6＋12＝26，总粒子数＝表面粒子数＋中心粒子数＝26＋1＝27。

13.
(2017·泰安高二检测)如图所示是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面各有一个镁原子，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 ．MgB 2
C ．Mg 2B
D ．Mg 3B 2
解析：选B 。

正六棱柱晶胞的顶角原子有16属于该晶胞，故Mg 原子个数为12×16＋2×12
＝3，B 原子在晶胞内部，含6个，故该化合物化学式可表示为MgB 2。

14．北京大学和中国科学院的化学工作者合作，已成功研制出碱金属与C 60形成的石墨夹层离子化合物。

将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨吸收钾而形成名称为钾石墨的物质，其组成可以是C 8K 、C 12K 、C 24K 、C 36K 、C 48K 、C 60K 等。

在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。

下列分析正确的是( )
A ．题干中所列举的6种钾石墨属于同素异形体
B ．若某钾石墨的原子分布如图一所示，则它所表示的是
C 24K
C ．若某钾石墨的原子分布如图二所示，则它所表示的是C 12K
D ．另有一种灰色的钾石墨C 32K ，其中K 的分布也类似于图二中的六边形，则最近两个K 原子之间的距离为石墨中C —C 键键长的4 3 倍
解析：选D 。

同素异形体是指同种元素形成的不同单质，题中所给的钾石墨属于离子化合物，不属于单质，A 项错误；将图一中的6个K 原子连起来形成一个六边形，该六边形
中含24个碳原子，而每个K 原子只有13属于该六边形，即所含K 原子个数为6×13
＝2，故它所表示的是C 12K ，B 项错误；将图二中外围的6个K 原子连起来也形成一个六边形，该
六边形中也含24个碳原子，而所含K 原子个数为6×13
＋1＝3，故它所表示的是C 8K ，C 项错误；按图二算出最近的两个K 原子之间的距离为石墨中C —C 键键长的2 3 倍，现在要变成C 32K ，则六边形的边长变成原来的两倍(面积就是原来的4倍，即容纳碳原子数为24×4＝96)，最近两个K 原子之间的距离为石墨中C —C 键键长的4 3 倍，D 项正确。

15．(2017·南京金陵中学检测)A 、B 、C 、D 、E 都是短周期元素，原子序数依次增大，
B 、
C 同周期，C 是非金属性最强的元素，A 、
D 同主族但隔周期，
E 元素原子最外层的p 能级电子数是s 能级电子数的一半。

A 、B 能形成两种液态化合物甲和乙，原子个数比分别为2∶1和1∶1。

根据以上信息回答下列问题：
(1)甲、乙两物质中含有非极性共价键的物质的电子式是________________，C 元素在周期表中的位置是____________________。

(2)C 和D 的离子中，半径较小的是________(填离子符号)。

(3)将D 的单质投入甲中，待D 消失后再向所得溶液中加入E 的单质，此时发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。

(4)C 、D 、E 可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，阳离子D ＋
(用表示)位于正方体棱的中点和正方体内部，阴离子EC x －6(用表示)位于正方体的顶角和面心。

该化合物的化学式是________。

解析：根据题中信息得出A 为氢元素，B 为氧元素，C 为氟元素，D 为钠元素，E 为铝
元素。

(4)一个晶胞中含有12×14＋8＋1＝12个Na ＋和8×18＋6×12
＝4个AlF 3－6，故该化合物的化学式为Na 3AlF 6。

答案：(1) 第二周期ⅦA 族 (2)Na ＋
(3)2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
(4)Na 3AlF 6
16．四种元素A 、B 、C 、D 位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为50；A 元素原子的核外只有一个电子；B 元素原子的L 层p 轨道中有2个电子；C 元素原子与B 元素原子的价电子数相同；D 元素原子的最外层电子数为1，其d 轨道中的电子数与K 层电子数之比为5∶1。

(1)B 、C 可分别与A 形成只含一个中心原子的共价化合物a 、b ，共价化合物a 、b 的分子式分别是________、________；a 分子的立体构型是________。

a 晶体的晶胞结构如图所示(已知每个○表示一个a 分子)，与一个a 分子紧密相邻的a 分子有________个。

(2)D 的单质晶体是面心立方体，立方体的每个面上5个D 原子紧密堆积(即面心立方最密堆积)，D 原子半径为d cm ，设N A 为阿伏加德罗常数的值，D 原子的相对原子质量为A r 。

则D 的单质晶体的密度为________g ·cm －
3。

解析：A 元素原子的核外只有一个电子，所以A 为氢元素；B 元素原子的L 层p 轨道中有2个电子，所以B 的电子排布式为1s 22s 22p 2，B 为碳元素；C 元素原子与B 元素原子的价电子数相同，即C 和B 为同主族元素，A 、B 、C 、D 的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为50，所以C 为硅元素；D 元素原子的最外层电子数为1，其d 轨道中的电子数与K 层电子数之比为5∶1，且A 、B 、C 、D 的核电荷数之和为50，所以D 元素原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1，D 为铜元素。

(1)C 与Si 可分别与H 形成只含一个中心原子的共价化合物CH 4、SiH 4，所以a 是CH 4，甲烷的立体构型是正四面体形。

(2)铜元素形成的单
质晶体是面心立方体，该晶胞中铜原子个数＝8×18＋6×12
＝4，铜原子半径为d cm ，晶胞的棱长＝
2×4d 2 cm ＝22d cm ，则其体积为(22d cm)3，ρ＝m V ＝4N A ·A r g （22d cm ）3＝2A r 8d 3N A g ·cm －3。

答案：(1)CH 4 SiH 4 正四面体形 12 (2)2A r 8d 3N A。