【基礎(chǔ)知識】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點六常見晶體類型【知識清單】一、金屬晶體1、三維堆積方式堆積模型簡單立方堆積體心立方堆積六方最密堆積面心立方最密堆積晶胞配位數(shù)原子半徑(r)和晶胞邊長(a)的關(guān)系2r=4r＝4r＝一個晶胞內(nèi)原子數(shù)目常見金屬PoNa、K、FeMg、Zn、TiCu、Ag、Au空間利用率52.36%68.05%74.05%74.05%2、電子氣理論金屬原子脫落下來的形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子共用，從而把所有金屬原子維系在一起。3、金屬通性（用電子氣理論解釋）通性解釋導(dǎo)電性通常情況下金屬晶體內(nèi)部電子的運動是的，但在外加電場的作用下會定向移動形成電流。導(dǎo)熱性金屬受熱時，自由電子與金屬離子（金屬原子）的碰撞頻率增加，自由電子把能量傳給金屬離子（或金屬原子）從而把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低得區(qū)域。延展性由于金屬鍵沒有方向性，在外力作用下，金屬原子之間發(fā)生相對滑動以后，各層金屬原子仍可保持這種相互作用，發(fā)生形變也不易斷裂。有金屬光澤當(dāng)光線投射到金屬表面時，自由電子吸收可見光，然后又把各種波長的光大部分再反射出來，使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色或銀白色光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時，金屬原子的取向雜亂，排列不規(guī)則，吸收可見光后不能再反射出來，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。思考1：為什么合金的硬度比純金屬大？思考2：為什么加熱后金屬電阻變大？二、離子晶體常見晶體類型晶體類型晶胞模型考點NaCl晶胞①在晶體中，每個Na＋同時吸引個Cl－，每個Cl－同時吸引個Na＋，配位數(shù)為。②每個晶胞含個Na＋和個Cl－。CsCl晶胞①在晶體中，每個Cl－吸引個Cs＋，每個Cs＋吸引個Cl－，配位數(shù)為。②每個晶胞中實際擁有的Cs＋個，Cl－有個。CaF2晶胞①在晶體中，每個Ca2＋吸引個F－，每個F－吸引個Ca2＋。②每個晶胞含個Ca2＋，個F－。ZnS晶胞①每個Zn2＋周圍距離最近的S2－有個，每個S2－周圍距離最近的Zn2＋有個。②每個晶胞中實際擁有的Zn2＋有個，S2－有個。例、如圖是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是()A．圖①和圖③ B．圖②和圖③C．圖①和圖④ D．只有圖④三、分子晶體1、分子常見堆積方式分子間作用力堆積方式實例范德華力采用密堆積，每個分子周圍有個緊鄰的分子如C60、干冰、I2、O2范德華力、氫鍵采用非密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子少于12個

如HF、NH3、冰2、常見分子晶體結(jié)構(gòu)分析晶體類型晶胞模型考點冰的結(jié)構(gòu)模型（分子非密堆積形式）①冰晶體中，氫鍵有方向性，它的存在迫使每個水分子與四面體頂角方向的個相鄰水分子相互吸引。②1molH2O的冰中，最多可形成mol氫鍵。③氫鍵H-O···H較長，分子間距離增大并在水分子中間留有空隙，所以固態(tài)水的密度比液態(tài)水的。干冰的晶胞（分子密堆積形式）①每個晶胞中有個CO2分子，個原子。②干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有個。例、C60晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是()A、該晶體熔化時需克服共價鍵B、晶體中1個C60分子有12個緊鄰的C60分子，屬于分子密堆積類型C、1個晶胞中含有8個C60分子D、晶體中C60分子間以范德華力結(jié)合，故C60分子的熱穩(wěn)定性較差四、共價晶體（1）金剛石①碳原子采取雜化，鍵角為。每個碳原子與周圍緊鄰的4個碳原子以共價鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳的配位數(shù)為。②金剛石晶胞的每個頂點和面心均有1個C原子，晶胞內(nèi)部有4個C原子，內(nèi)部的C在晶胞的體對角線的eq\f(1,4)處，每個金剛石晶胞中含有個C原子。③最小碳環(huán)由6個碳原子組成，每個碳原子被個六元環(huán)共用。六元環(huán)中最多有4個碳原子在同一平面。晶體中每個碳原子數(shù)目與C-C數(shù)目之比為。（2）二氧化硅晶體。二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。①Si原子采取雜化，正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為。②每個Si原子與個O原子形成4個共價鍵，Si原子位于正四面體的中心，O原子位于正四面體的頂點，同時每個O原子被個硅氧正四面體共用，晶體中Si原子與O原子個數(shù)比為，硅的配位數(shù)，氧的配位數(shù)。③最小環(huán)上有個原子，包括個O原子和個Si原子。③1molSiO2晶體中含Si—O數(shù)目為。④SiO2晶胞中有個Si原子位于立方晶胞的頂點，有個Si原子位于立方晶胞的面心，還有個Si原子與個O原子在晶胞內(nèi)構(gòu)成4個硅氧四面體。每個SiO2晶胞中含有個Si原子和個O原子。（3）碳化硅晶體①碳、硅原子都采取雜化，Si—C—Si鍵角為。②每個硅(碳)原子與周圍緊鄰的4個碳(硅)原子以共價鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硅或碳的配位數(shù)為。③最小碳環(huán)由個原子組成且不在同一平面內(nèi)，其中包括個C原子和個Si原子。④每個SiC晶胞中含有個C原子和個Si原子。例、碳化硅和立方氮化硼的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，碳化硅硬度僅次于金剛石，立方氮化硼硬度與金剛石相當(dāng)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。（C:12，Si:28，N:14，B:11）請回答下列問題：(1)碳化硅晶體中，硅原子雜化類型為________，每個硅原子周圍與其距離最近的碳原子有________個；設(shè)晶胞邊長為acm，密度為bg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________(用含a、b的式子表示)。(2)立方氮化硼晶胞中有________個硼原子，________個氮原子，硼原子的雜化類型為________，若晶胞的邊長為acm，則立方氮化硼的密度表達(dá)式為________g·cm－3(設(shè)NA為阿加德羅常數(shù))。五、過渡晶體與混合型晶體1、概念①過渡晶體：純粹的分子晶體、共價晶體、離子晶體和金屬晶體四種典型晶體是不多的，大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。人們通常把偏向離子晶體的過渡晶體當(dāng)作離子晶體來處理，把偏向共價晶體的過渡晶體當(dāng)作共價晶體來處理。②混合型晶體：像石墨，既有共價鍵又有范德華力，同時存在類似金屬鍵的作用力，兼具有共價晶體、分子晶體、金屬晶體的特征的晶體。2、典型混合型晶體結(jié)構(gòu)分析——石墨晶體①石墨晶體是結(jié)構(gòu)，層與層之間是以力相結(jié)合，同層內(nèi)碳原子之間以共價鍵結(jié)合成平面網(wǎng)狀。層內(nèi)碳原子核間距為142pm，層間距為335pm。②每一層碳原子排列成正六邊形，則每個碳原子采用雜化，形成正六邊形。③所有p軌道相互平行且相互重疊，形成離域大π鍵，使p軌道中的電子可在事個碳原子平面中運動，而電子不能從一個平面跳躍到另一個平面，所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向。④石墨晶體中每個正六邊形含有的C原子數(shù)為，含有的C－C鍵數(shù)為。例、氮化硼(BN)晶體有多種結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）關(guān)于這兩種晶體的說法，正確的是（填序號）。A．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大B．六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟C．兩種晶體中B-N鍵均為共價鍵D．兩種晶體均為分子晶體（2）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是。（3）立方相氮化硼晶體，硼原子的雜化軌道類型為。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300km在古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是。（4）NH4BF4（氟硼酸銨）是合成氮化硼納米管的原料之一。1molNH4BF4含有mol配位鍵?！靖拍畋嫖觥?、分子晶體不導(dǎo)電，溶于水后也都不導(dǎo)電()2、第三周期主族元素從左到右，最高價氧化物中離子鍵的百分?jǐn)?shù)逐漸增大()3、大多數(shù)晶體是過渡晶體()4、共價晶體的熔點一定比離子晶體的高()5、金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子()6、金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光()7、過渡晶體是指某些物質(zhì)的晶體通過改變條件，轉(zhuǎn)化為另一種晶體()8、Na2O是純粹的離子晶體，SiO2純粹的共價晶體()9、自由電子屬于整塊金屬（）10、金屬的物理性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)（）11、有陽離子的晶體一定有陰離子（）12、金屬晶體與共價晶體一樣，是一種“巨分子”（）13、金屬陽離子與自由電子之間的強烈的相互作用，在一定外力作用下，不會因形變而消失（）14、溫度越高，自由電子的運動速率越快，金屬的導(dǎo)電性越強（）15、具有共價鍵的晶體叫共價晶體（）16、金屬一般具有金屬光澤，是物理性質(zhì)，與金屬鍵無關(guān)（）17、晶格能由大到?。篘aF＜NaCl＜NaBr＜NaI（）18、高硬度、高熔點是許多有共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)的共價晶體的特性（）19、固態(tài)和熔融時易導(dǎo)電，熔點在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體（）20、因金屬性K>Na，故金屬鉀的熔點高于金屬鈉（）21、金屬（除汞外）在常溫下都是晶體，稱其為金屬晶體（）【跟蹤練習(xí)】1、（2023·北京卷）中國科學(xué)家首次成功制得大面積單晶石墨炔，是碳材料科學(xué)的一大進(jìn)步。下列關(guān)于金剛石、石墨、石墨炔的說法正確的是（）A．三種物質(zhì)中均有碳碳原子間的鍵 B．三種物質(zhì)中的碳原子都是雜化C．三種物質(zhì)的晶體類型相同 D．三種物質(zhì)均能導(dǎo)電2、(2021·遼寧1月適應(yīng)性測試，6)我國科學(xué)家合成了富集11B的非碳導(dǎo)熱材料立方氮化硼晶體，晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是()A．11BN和10BN的性質(zhì)無差異B．該晶體具有良好的導(dǎo)電性C．該晶胞中含有14個B原子，4個N原子D．N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為123、(2021·遼寧，7)單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導(dǎo)材料，其晶胞如圖。下列說法錯誤的是()A．S位于元素周期表p區(qū)B．該物質(zhì)的化學(xué)式為H3SC．S位于H構(gòu)成的八面體空隙中D．該晶體屬于分子晶體4、釩的某種氧化物的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為apm。下列說法錯誤的是()（V:51O:16）A．該釩的氧化物的化學(xué)式為VO2B．V原子在該晶體中的堆積方式為體心立方C．V原子的配位數(shù)與O原子的配位數(shù)之比為1∶2D．該晶胞的密度為eq\f(2×51＋16×2,a×10－103×6.02×1023)g·cm－35、金剛石和石墨是碳元素形成的兩種單質(zhì)，下列說法正確的是()A．金剛石和石墨晶體中最小的環(huán)均含有6個碳原子B．在金剛石中每個C原子連接4個六元環(huán)，石墨中每個C原子連接3個六元環(huán)C．金剛石與石墨中碳原子的雜化方式均為sp2D．金剛石中碳原子數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶4，而石墨中碳原子數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶36、如圖是金屬晶體內(nèi)部的電子氣理論示意圖。電子氣理論可以用來解釋金屬的性質(zhì)，其中正確的是()A．金屬能導(dǎo)電是因為金屬陽離子在外加電場作用下定向移動B．金屬能導(dǎo)熱是因為自由電子在熱的作用下相互碰撞，從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)C．金屬具有延展性是因為在外力的作用下，金屬中各原子層間會出現(xiàn)相對滑動，但自由電子可以起到潤滑劑的作用，使金屬不會斷裂D．合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數(shù)目增多，所以合金的延展性比純金屬強，硬度比純金屬小7、碳化硅(SiC)晶體具有多種結(jié)構(gòu)，其中一種晶體的晶胞(如圖所示)與金剛石的類似。下列判斷正確的是()A．該晶體屬于分子晶體B．該晶體中存在極性鍵和非極性鍵C．該晶體中Si的化合價為－4D．該晶體中C的雜化類型為sp38、有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是()A．在NaCl晶體中，距Cl－最近的Na＋形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個晶胞平均含有4個Ca2＋C．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結(jié)構(gòu)D．該氣態(tài)團簇分子的分子式為EF9、鐵有δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)，以下依次是δ、γ、α三種晶體的晶胞在不同溫度下轉(zhuǎn)化的示意圖。下列有關(guān)說法不正確的是()A．每個δ-Fe晶體中有2個鐵原子B．γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個C．每個γ-Fe晶胞中含有14個鐵原子D．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型不相同10、鋇在氧氣中燃燒時得到一種鋇的氧化物晶體，其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A．該晶體屬于分子晶體B．晶體的化學(xué)式為Ba2O2C．該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與CsCl相似D．與Ba2＋距離相等且最近的Ba2＋共有12個11、石英晶體的平面示意圖如圖，它實際上是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(可以看作是晶體硅中的每個Si—Si中插入一個O)，其中硅、氧原子數(shù)比是m∶n，下列有關(guān)敘述正確的是()A．m∶n＝2∶1