第30講物質(zhì)的聚集狀態(tài)常見晶體類型【備考目標(biāo)】1.了解晶體和非晶體的區(qū)別。2.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。3.了解分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。4.了解四種晶體類型熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等性質(zhì)的不同?？键c(diǎn)1物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體1．物質(zhì)的聚集狀態(tài)常規(guī)三態(tài)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)等離子體由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)離子液體熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)其他狀態(tài)晶態(tài)、非晶態(tài)及介于晶態(tài)與非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等2.晶體與非晶體(1)區(qū)別項(xiàng)目晶體非晶體自范性有無微觀結(jié)構(gòu)原子在三維空間里呈周期性有序排列原子排列相對無序是否均一均一不均一有無固定熔、沸點(diǎn)有無某些物理性質(zhì)的各向異性有無能否發(fā)生X射線衍射能不能舉例NaCl晶體、I2晶體、Na晶體等玻璃、橡膠等(2)得到晶體的途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)晶體內(nèi)部的粒子按一定規(guī)律周期性排列(√)(2)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體(×)(3)沒有規(guī)則幾何外形的固體一定屬于非晶體(×)(4)晶胞是構(gòu)成晶體最小的立方體(×)一、物質(zhì)聚集狀態(tài)的多樣性1．下列有關(guān)物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的說法不正確的是()A．液晶中分子的長軸取向一致，表現(xiàn)出類似晶體的各向異性B．等離子體是一種特殊的氣體，由陽離子和電子兩部分構(gòu)成C．純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但其晶體顆粒尺寸在納米量級時也可能發(fā)生變化D．超分子內(nèi)部的分子間一般通過非共價鍵或分子間作用力結(jié)合成聚集體解析：選B。等離子體是由陽離子、電子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質(zhì)聚集體，故B錯誤；純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但其晶體顆粒尺寸在納米量級時也可能發(fā)生變化，熔點(diǎn)可能下降，故C正確。2．水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時形成的。玻璃態(tài)的水無固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，下列有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是()A.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C．玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D．在玻璃態(tài)水的X射線圖譜上有分立的斑點(diǎn)或明銳的衍射峰解析：選C。玻璃態(tài)水無固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，因密度與普通液態(tài)水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時體積不變。二、晶體與非晶體3．下列關(guān)于物質(zhì)的聚集狀態(tài)的說法中，不正確的是()A．X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以區(qū)分晶體和非晶體，也可以獲得分子的鍵長和鍵角的數(shù)值B．自然形成的水晶柱是晶體，從水晶柱上切削下來的粉末不是晶體C．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中慢慢生長為規(guī)則的多面體，體現(xiàn)了晶體的自范性D．液晶具有液體的流動性，在導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各向異性答案：B4．下列有關(guān)晶體和非晶體的說法中正確的是()A．晶體具有自范性，非晶體沒有自范性B．晶體研碎后即變?yōu)榉蔷wC．將玻璃加工成規(guī)則的固體即變成晶體D．具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體答案：A考點(diǎn)2晶體類型與微粒間作用力一、四種常見晶體類型的比較分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子分子原子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力范德華力(某些含氫鍵)共價鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于一般溶劑難溶于常見溶劑(鈉等可與水、醇類、酸類反應(yīng))大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性，個別為半導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)類別及舉例大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金金屬氧化物、強(qiáng)堿、絕大部分鹽[教材鏈接]魯科選擇性必修2·晶格能(1)定義：將1mol離子晶體完全氣化為氣態(tài)陰、陽離子所吸收的能量。(2)意義：晶格能越大，表示離子鍵越強(qiáng)，離子晶體越穩(wěn)定，熔、沸點(diǎn)越高。(3)影響因素(構(gòu)成晶體的離子為單原子離子時)①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。二、晶體熔、沸點(diǎn)的比較1．不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較(1)一般規(guī)律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。(2)金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高，汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低。2．同種類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較(1)共價晶體eq\x(\a\al(原子半徑,越小))→eq\x(\a\al(鍵長,越短))→eq\x(\a\al(鍵能,越大))→eq\x(\a\al(熔、沸點(diǎn),越高))如熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞硅。(2)離子晶體一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如熔點(diǎn)：MgO＞NaCl＞CsCl。(3)分子晶體①分子間范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，熔、沸點(diǎn)越高，如CO＞N2。④同分異構(gòu)體中，一般支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)：正戊烷＞異戊烷>新戊烷。(4)金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如熔、沸點(diǎn)：Na＜Mg＜Al?！净c(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(×)(2)共價晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高(×)(3)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低(×)(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體(×)(5)共價晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的高(×)一、晶體類型的判斷1．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶體：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶體：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于____________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_____(填序號)。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)A組熔點(diǎn)很高，為共價晶體，是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組為金屬晶體，具有①②③④四條共性。(3)HF中含有分子間氫鍵，故其熔點(diǎn)反常。(4)D組屬于離子晶體，具有②④兩條性質(zhì)。答案：(1)共價共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下，半徑越小，熔點(diǎn)就越高二、晶體熔、沸點(diǎn)的比較2．(2021·海南高考節(jié)選)MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型。前者的熔點(diǎn)明顯高于后者，其主要原因是________________________________________________________________________。答案：MnS中陰、陽離子所帶電荷數(shù)比NaCl的多，前者離子鍵強(qiáng)度更高3．Ti的四種鹵化物熔點(diǎn)如表所示，TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高，原因是________________________________________________________________________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377－24.1238.3155答案：TiF4為離子晶體，熔點(diǎn)高，其他三種均為分子晶體，隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點(diǎn)逐漸升高4．(1)某些氧化物的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表所示：氧化物CO2Cs2OPbO熔點(diǎn)/℃－56.6490888解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)NaF的熔點(diǎn)________(填“＞”“＝”或“＜”)BFeq\o\al(－,4)的熔點(diǎn)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點(diǎn)低；兩種離子晶體中PbO的Pb2+半徑小，所帶電荷數(shù)多，所以熔點(diǎn)高(2)＞NaF中Na＋、F－的電荷數(shù)與BFeq\o\al(－,4)中陽、陰離子的相同，但Na＋、F－的半徑小，則NaF的離子鍵強(qiáng)，熔點(diǎn)高考點(diǎn)3常見晶體的結(jié)構(gòu)模型1．典型的分子晶體——干冰和冰結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)干冰晶體每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個冰晶體每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol氫鍵2.典型的共價晶體——金剛石、二氧化硅結(jié)構(gòu)模型晶胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)金剛石①碳原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′②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)③最小碳環(huán)由6個碳原子組成，每個碳原子被12個六元環(huán)共用④金剛石晶胞的每個頂點(diǎn)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8個C原子二氧化硅①Si原子采取sp3雜化，正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為109°28′②每個Si原子與4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(diǎn)，同時每個O原子被2個硅氧正四面體共用，晶體中Si原子與O原子個數(shù)比為1∶2③最小環(huán)上有12個原子，包括6個O原子和6個Si原子④1molSiO2晶體中含Si—O數(shù)目為4NA⑤SiO2晶胞中有8個Si原子位于立方晶胞的頂點(diǎn)，有6個Si原子位于立方晶胞的面心，還有4個Si原子與16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8個Si原子和16個O原子3.典型的離子晶體——NaCl、CsCl、CaF2晶體圖示特點(diǎn)分析NaCl型：①在NaCl晶體中，Na＋的配位數(shù)為6，Cl－的配位數(shù)為6②與Na＋(Cl－)等距離且最近的Na＋(Cl－)有12個③每個晶胞中有4個Na＋和4個Cl－④每個Cl－周圍的Na＋構(gòu)成正八面體形CsCl型：①在CsCl晶體中，Cs＋的配位數(shù)為8，Cl－的配位數(shù)為8②每個Cs＋與6個Cs＋最近且等距離相鄰，每個Cl－與6個Cl－最近且等距離相鄰CaF2型：①在CaF2晶體中，Ca2+的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4②每個晶胞中含有4個Ca2+和8個F－4．金屬晶體結(jié)構(gòu)形式常見金屬配位數(shù)晶胞簡單立方堆積Po(釙)6面心立方最密堆積Cu、Ag、Au12體心立方堆積Na、K、Fe8六方最密堆積Mg、Zn、Ti125.過渡晶體和混合型晶體(1)過渡晶體大多數(shù)晶體是常見的四種晶體類型之間的過渡晶體，以離子晶體和共價晶體之間的過渡為例，如Na2O、Al2O3中既有離子鍵成分，也有共價鍵成分，Na2O中離子鍵成分占62%，因而通常當(dāng)作離子晶體來處理，Al2O3中離子鍵成分占41%，因而通常當(dāng)作共價晶體來處理。(2)混合型晶體石墨層狀晶體(如圖所示)中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2，每個C原子的配位數(shù)是3，C原子采取的雜化方式是sp2?！净c(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)1mol金剛石和SiO2中含有的共價鍵數(shù)目均為4NA(×)(2)氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離相等且最近的Na＋共有6個(×)(3)1mol石墨含有0.5mol六元環(huán)(√)(4)金剛石晶體中，最小環(huán)上有6個原子(√)1．(2025·四川巴中一模)幾種常見晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A.NaCl晶胞中Na＋周圍緊鄰的Cl－的個數(shù)為6B．干冰晶胞與金剛石晶胞中微粒間作用力不同C．若金剛石的晶胞邊長為anm，其中兩個最近的碳原子之間的距離為eq\f(\r(2)a,2)nmD．Cu晶胞在xy平面的投影圖為：答案：C2．(2023·北京高考)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σ鍵B．三種物質(zhì)中的碳原子都是sp3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)電答案：A【真題演練·感悟高考】1．(2024·貴州高考)我國科學(xué)家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其陰離子[K@Au12Sb20]5-為全金屬富勒烯(結(jié)構(gòu)如圖)，具有與富勒烯C60相似的高對稱性。下列說法錯誤的是()A．富勒烯C60是分子晶體B．圖示中的K＋位于Au形成的二十面體籠內(nèi)C．全金屬富勒烯和富勒烯C60互為同素異形體D．銻(Sb)位于第五周期第ⅤA族，則其基態(tài)原子價層電子排布式是5s25p3解析：選C。富勒烯C60是由C60分子通過范德華力結(jié)合形成的分子晶體，A正確；由題圖可知，中心K＋周圍有12個Au形成二十面體籠(每個面為三角形，上、中、下層分別有5、10、5個面)，B正確；全金屬富勒烯不是碳元素的單質(zhì)，因此其與富勒烯C60不互為同素異形體，C錯誤。2．(2024·甘肅高考)β-MgCl2晶體中，多個晶胞無隙并置而成的結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中部分結(jié)構(gòu)顯示為圖乙，下列說法錯誤的是()A．電負(fù)性：Mg<ClB．單質(zhì)Mg是金屬晶體C．晶體中存在范德華力D．Mg2+的配位數(shù)為3解析：選D。電負(fù)性越大的元素吸引電子的能力越強(qiáng)，活潑金屬的電負(fù)性小于活潑非金屬，因此，Mg的電負(fù)性小于Cl，A正確；金屬晶體包括金屬單質(zhì)及合金，單質(zhì)Mg是金屬晶體，B正確；由晶體結(jié)構(gòu)可知，該結(jié)構(gòu)中存在層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間存在范德華力，C正確；由圖乙中結(jié)構(gòu)可知，每個Mg2+與周圍有6個Cl－最近且距離相等，因此，Mg2+的配位數(shù)為6，D錯誤。3．(1)(2023·全國卷甲節(jié)選)如圖所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為______________，其中屬于共價晶體的是__________，C60間的作用力是________________________________________________________________________。(2)(2023·山東高考節(jié)選)－40℃時，F(xiàn)2與冰反應(yīng)生成HOF和HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態(tài)HOF的晶體類型為____________，HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為______________(填化學(xué)式)。(3)(2024·福建高考節(jié)選)LiOH的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶體中與一個O緊鄰的Li有________個。②一個Li與所有緊鄰的O形成的空間結(jié)構(gòu)為____________________。③晶體中微粒間作用力有________。(填字母)a．氫鍵b．離子鍵c．金屬鍵d．范德華力e．極性共價鍵f．非極性共價鍵答案：(1)同素異形體金剛石范德華力(2)分子晶體HF、H2O2(3)①4②四面體形③bde4．(1)(2022·山東高考改編)AlN、GaN屬于第三代半導(dǎo)體材料，二者成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，晶體中只存在N—Al鍵、N—Ga鍵。則GaN的熔點(diǎn)________(填“高于”或“低于”)AlN。(2)(2021·湖南高考節(jié)選)晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式)；硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4，SiX4的熔、沸點(diǎn)如下表：物質(zhì)SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.70℃時，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是________(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)(2022·全國卷乙節(jié)選)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為______。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)因?yàn)锳lN、GaN為結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長小于N—Ga的，則N—Al的鍵能較大，鍵能越大則其對應(yīng)的共價晶體的熔點(diǎn)越高，故GaN的熔點(diǎn)低于AlN的。(2)共價晶體的熔點(diǎn)取決于共價鍵的強(qiáng)弱，晶體硅和碳化硅都是共價晶體，碳原子的原子半徑小于硅原子，碳元素非金屬性強(qiáng)于硅元素，碳硅鍵的鍵長小于硅硅鍵的鍵長、鍵能大于硅硅鍵的，則碳硅鍵強(qiáng)于硅硅鍵，碳化硅的熔點(diǎn)高于晶體硅。由題給熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，0℃時，四氟化硅為氣態(tài)，四氯化硅為液態(tài)，四溴化硅、四碘化硅為固態(tài)；分子晶體的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大，則SiX4的沸點(diǎn)依次升高。(3)CsICl2發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，各元素化合價不變，生成無色晶體和紅棕色液體，則無色晶體X為CsCl，紅棕色液體Y為ICl；CsCl為離子晶體，熔化時克服的是離子鍵，ICl為分子晶體，熔化時克服的是分子間作用力，因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl的高。答案：(1)低于(2)SiCSiCl4SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大(3)CsClCsCl為離子晶體，ICl為分子晶體課下鞏固精練卷(三十)物質(zhì)的聚集狀態(tài)常見晶體類型一、選擇題1．晶體是一類非常重要的材料，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。我國現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300mm，重達(dá)81kg的大直徑硅單晶，晶體硅大量用于電子產(chǎn)業(yè)。下列敘述正確的是()A．形成晶體硅的速率越快越好B．晶體硅有固定的熔沸點(diǎn)，研碎后就變成了非晶體C．可用X射線衍射實(shí)驗(yàn)來鑒別晶體硅和玻璃D．晶體硅的形成與晶體的自范性有關(guān)，而與各向異性無關(guān)答案：C2．(2025·四川內(nèi)江期末)下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述正確的是()A．同一元素形成的單質(zhì)可能具有不同的晶體結(jié)構(gòu)B．等離子體是由陰、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)C．天然氣水合物晶體是分子晶體，其中僅存在范德華力D．冰和干冰都是分子晶體，因此二者晶體中每個分子周圍緊鄰的分子均為12個答案：A3．(2025·江西名校模擬)石墨可作鋰離子電池的負(fù)極材料。充電時，Li＋嵌入石墨層間，當(dāng)嵌入最大量Li＋時，晶體部分結(jié)構(gòu)的俯視示意圖如圖所示，下列說法錯誤的是()A．石墨屬于混合型晶體B．1mol石墨中含有1.5mol共價鍵C．石墨晶體中，層間存在化學(xué)鍵和范德華力D．圖中C與Li＋的個數(shù)比是6∶1解析：選C。石墨晶體中，層與層之間的作用力為分子間作用力，不存在化學(xué)鍵，C錯誤；從圖中可以看出，每個Li＋都位于1個平面正六邊形的中心，即平均每6個C原子對應(yīng)1個Li＋，所以此時C與Li＋的個數(shù)比是6∶1，D正確。4．(2025·海南海口一模)磷元素有白磷、紅磷等單質(zhì)，白磷(P4)結(jié)構(gòu)及晶胞如圖所示，白磷和紅磷轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式為xP4(白磷，s)=4Px(紅磷，s)ΔH<0。下列說法正確的是()A．P4屬于共價晶體B．白磷中的P—P—P夾角為109°28′C．白磷晶胞中，P—P鍵的作用弱于P4的分子間作用力D．白磷(s)和紅磷(s)在O2(g)中充分燃燒生成等量P2O5(s)，白磷放出的熱量更多解析：選D。P4是由分子構(gòu)成的，屬于分子晶體，A錯誤；白磷分子為正四面體結(jié)構(gòu)，每個頂點(diǎn)1個P原子，分子中的P—P—P鍵角為60°，B錯誤；P—P鍵為共價鍵，其作用遠(yuǎn)大于P4的分子間作用力，C錯誤；從題中可知，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷放熱，說明相同質(zhì)量的白磷能量高于紅磷，白磷和紅磷在氧氣中充分燃燒生成等量的P2O5(s)，白磷放出的能量更多，D正確。5．(2025·北京一模)我國科研人員發(fā)現(xiàn)g-C3N4非金屬半導(dǎo)體可以在光照下催化水產(chǎn)生氫氣。g-C3N4是一種平面二維片層結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)如圖，基本單元無限延伸，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A.g-C3N4屬于離子晶體B．其核心元素氮的氫化物分子間存在氫鍵，因此加熱時很難分解C．g-C3N4中氮原子為sp2雜化D．g-C3N4中含有手性碳原子解析：選C。g-C3N4是一種平面二維片層結(jié)構(gòu)，基本單元無限延伸，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則g-C3N4不屬于離子晶體，A不正確；氮的氫化物分子間存在氫鍵，使氫化物的熔沸點(diǎn)升高，而加熱時很難分解，屬于熱穩(wěn)定性，取決于分子內(nèi)的氮?dú)涔矁r鍵的強(qiáng)弱，B不正確。6．(2025·天津河西一模)下列物質(zhì)的有關(guān)敘述正確的是()A．它們的物理性質(zhì)相同B．它們充分燃燒后的產(chǎn)物相同C．石墨能導(dǎo)電故屬于金屬晶體D．C60分子中僅含σ鍵答案：B7．(2025·福建福州聯(lián)考)幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的數(shù)據(jù)如表，下列有關(guān)判斷錯誤的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)M熔點(diǎn)/℃801712190－702300沸點(diǎn)/℃1465141217857.62500注：AlCl3的熔點(diǎn)在2.02×105Pa條件下測定。A．AlCl3的晶體類型為分子晶體B．單質(zhì)M可能是共價晶體C．熔、沸點(diǎn)：MgO＜NaClD．離子鍵強(qiáng)度：NaCl>MgCl2解析：選C。AlCl3的熔點(diǎn)為190℃，沸點(diǎn)為178℃，熔、沸點(diǎn)較低，晶體類型為分子晶體，A正確；單質(zhì)M的熔、沸點(diǎn)很高，可能是共價晶體，B正確；氧化鎂中鎂離子半徑小于鈉離子半徑，氧離子半徑小于氯離子半徑，且鎂離子、氧離子所帶電荷數(shù)多，則熔、沸點(diǎn)：NaCl＜MgO，C錯誤；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，熔點(diǎn)NaCl>MgCl2，則離子鍵強(qiáng)度：NaCl>MgCl2，D正確。8．(2025·浙江衢州聯(lián)考)冰的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列相關(guān)說法不正確的是()A．硫化氫晶體結(jié)構(gòu)和冰相似B．冰晶體中，相鄰的水分子均以氫鍵結(jié)合C．晶胞中z方向上的兩個氧原子最短距離為d，則冰晶胞中的氫鍵鍵長為dD．冰晶體中分子間氫鍵存在方向性、飽和性，晶體有較大空隙，因此密度比液態(tài)水小解析：選A。硫化氫分子間不存在氫鍵，冰中水分子間存在氫鍵，因此兩者結(jié)構(gòu)不相似，A錯誤；在冰晶體中，每個水分子與四個水分子通過氫鍵相結(jié)合，B正確；氫鍵鍵長可以表示為通過氫鍵相連的兩個氧原子的核間距，z方向上距離最近的兩個O原子所在的水分子通過氫鍵相連，C正確；在冰的晶體中，由于氫鍵有方向性和飽和性，迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，其密度比液態(tài)水小，D正確。9．(2025·江蘇南通二模)BN是一種無機(jī)非金屬材料，立方BN的硬度僅次于金剛石，其晶胞如下圖所示。下列說法不正確的是()A．立方BN屬于共價晶體B．1個晶胞中含有4個B和4個NC．距離每個B最近的N有4個D．1mol立方BN中含有2mol共價鍵解析：選D。立方BN中每個B形成4個B—N鍵，1mol立方BN中含有4mol共價鍵，D錯誤。10．(2025·遼寧模擬預(yù)測)Cu2O、Li2O、CaTiO3在光電領(lǐng)域有重要作用，三種晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A．Cu2O和Li2O結(jié)構(gòu)不同的主要原因是離子半徑比不同B．CaTiO3的熔點(diǎn)主要取決于所含Ti—O鍵的鍵能C．Li2O和CaTiO3中均含有屬于周期表s區(qū)的元素D．Cu2O和Li2O中陽離子配位數(shù)之比為1∶2解析：選B。Cu2O和Li2O均為離子晶體，結(jié)構(gòu)不同的主要原因?yàn)殡x子半徑比不同，A正確；CaTiO3為離子晶體，而離子晶體的熔點(diǎn)主要是取決于離子鍵的強(qiáng)弱，B錯誤；Li和Ca均屬于周期表s區(qū)元素，C正確；根據(jù)晶胞的位置關(guān)系，Li2O晶胞中，Li＋周圍有4個O2-，Li＋的配位數(shù)為4，Cu2O晶胞中，Cu＋周圍有2個O2-，因此Cu＋的配位數(shù)為2，可知Cu2O和Li2O中陽離子配位數(shù)之比為1∶2，D正確。11．快離子導(dǎo)體是一類具有優(yōu)良導(dǎo)電能力的固體電解質(zhì)。圖1(Li3SBF4)和圖2是潛在的快離子導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)示意圖。溫度升高時，NaCl晶體出現(xiàn)缺陷，晶體的導(dǎo)電性增強(qiáng)。該晶體導(dǎo)電時，③遷移的途徑有兩條：途徑1：在平面內(nèi)擠過2、3號氯離子之間的狹縫(距離為x)遷移到空位。途徑2：擠過由1、2、3號氯離子形成的三角形通道(如圖3，小圓的半徑為y)遷移到空位。已知：氯化鈉晶胞參數(shù)a＝564pm，r(Na＋)＝95pm，r(Cl－)＝185pm，eq\r(2)＝1.4，eq\r(3)＝1.7。下列說法不正確的是()A．第二周期元素中第一電離能介于B和F之間的元素有4種B．圖1所示晶體中，每個Li＋與4個呈四面體結(jié)構(gòu)的離子相鄰C．氯化鈉晶體中，Na＋填充在氯離子形成的正八面體空隙中D．溫度升高時，NaCl晶體出現(xiàn)缺陷，晶體的導(dǎo)電性增強(qiáng)，該晶體導(dǎo)電時，③遷移的途徑可能性更大的是途徑1解析：選D。第二周期元素第一電離能從左向右呈增大趨勢，由于Be的2p軌道全空，N的2p軌道半滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，造成Be和N比同周期相鄰元素的第一電離能高，因此第一電離能介于B和F之間的有Be、C、N、O共4種，A正確；由圖1所示晶體結(jié)構(gòu)可知，Li＋位于棱心，呈四面體結(jié)構(gòu)的離子在體心，則每個Li＋與4個呈四面體結(jié)構(gòu)的離子相鄰，B正確；eq\f(1,8)NaCl晶胞中Na＋周圍有3個Cl－，則在NaCl晶體中，Na＋周圍等距離最近有6個Cl－，6個Cl－構(gòu)成正八面體結(jié)構(gòu)，即Na＋填充在Cl－堆積而成的八面體空隙中，C正確；氯化鈉晶胞參數(shù)a＝564pm，則圖2的小立方體的邊長為其一半，由1、2、3號氯離子形成的三角形為等邊三角形，邊長等于圖2中面對角線長度，故三角形邊長＝eq\f(1,2)×564eq\r(2)pm＝282eq\r(2)pm＝394.8pm，即2r(Cl－)＋x＝394.8pm，r(Cl－)＝185pm，解得x＝24.8pm，該距離比鈉離子的直徑小很多，等邊三角形的內(nèi)部小圓的圓心是等邊三角形的重心，其到三角形頂點(diǎn)的距離為r(Cl－)＋y，就是這個三角形的高的三分之二，所以，eq\r(3)[r(Cl－)＋y]＝282eq\r(2)pm，則y≈47.2pm，則小圓的直徑為94.4pm，這個空隙比x大很多，Na＋如果能遷移，那么擠過由1、2、3號氯離子形成的三角形通道相對容易些，即遷移可能性更大的途徑是途徑2，D錯誤。二、非選擇題12．完成下列問題。(1)A、B、C、D為四種晶體，性質(zhì)如下：A．固態(tài)時能導(dǎo)電，能溶于鹽酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固態(tài)時不導(dǎo)電，熔融態(tài)時能導(dǎo)電，可溶于水D．固態(tài)、熔融態(tài)時均不導(dǎo)電，熔點(diǎn)為3500℃試推斷它們可能的晶體類型：A.______________；D.______________。(2)下圖中A～D是常見的幾種晶體結(jié)構(gòu)模型，請?zhí)顚懴鄳?yīng)物質(zhì)的名稱：A_______；B_______；C_______；D_______。(3)下圖所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中，請?zhí)顚懱摼€所表示的作用力(離子鍵、共價鍵、范德華力、氫鍵)，若以上作用力都不是填“無”。A.__________；B.__________；C.__________；D.__________；E.__________；F.__________；G.__________。答案：(1)金屬晶體共價晶體(2)氯化銫氯化鈉二氧化硅金剛石(3)范德華力共價鍵無共價鍵范德華力氫鍵氫鍵13．下表數(shù)據(jù)是8種物質(zhì)的熔點(diǎn)：編號①②③④⑤⑥⑦⑧物質(zhì)Na2ONaClAlF3AlCl3BCl3Al2O3CO2SiO2熔點(diǎn)/℃9208011291160－1072072－571723請根據(jù)上表中的信息回答下列問題：(1)上述涉及的元素中最活潑非金屬元素原子核外電子排布式是______________，其核外有________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，能量最高且相等的電子有______個。上述O、F、Na、Al、Cl五種元素能形成簡單離子的半徑由大到小的順序：________________________________________________________________________(用離子符號表示)。(2)物質(zhì)①的電子式：__________________，⑤的分子空間結(jié)構(gòu)：________，⑧的晶體類型：________。(3)不能用于比較Na與Al金屬性相對強(qiáng)弱的事實(shí)是________(填字母)。A．最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性B．Na最外層有1個電子，Al最外層有3個電子C．單質(zhì)與H2O反應(yīng)的難易程度D．比較同濃度NaCl和AlCl3溶液的pH(4)③比④熔點(diǎn)高出很多，其原因是________________________________________________________________________。①和②都屬于離子晶體，但①比②的熔點(diǎn)高，請解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)1s22s22p595Cl－>O2->F－>Na＋>Al3+(2)平面正三角形共價晶體(3)B(4)AlF3是離子晶體，AlCl3是分子晶體氧離子半徑比氯離子半徑小且氧離子帶2個電荷，故Na2O的離子鍵比NaCl強(qiáng)，熔點(diǎn)比NaCl高第31講晶胞結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算【備考目標(biāo)】1.掌握均攤法計(jì)算的一般方法，能根據(jù)晶胞中微粒的位置計(jì)算晶胞的化學(xué)式。2.能理清晶胞邊長與M、NA、ρ的關(guān)系，能對晶胞中微粒間距離、原子半徑進(jìn)行計(jì)算。3.能夠確定晶胞中粒子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，能夠根據(jù)投影圖分析晶胞結(jié)構(gòu)?？键c(diǎn)1晶胞組成的分析與計(jì)算1．晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算——切割法(均攤法)(1)晶體中晶胞的排列——“無隙并置”。①無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。②并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(2)晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算某晶胞中的粒子如果被n個晶胞所共有，則粒子的eq\f(1,n)屬于該晶胞。①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。②非長(立)方體晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂角(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)。2．晶胞中微粒配位數(shù)的計(jì)算一個粒子周圍最鄰近的粒子數(shù)稱為配位數(shù)，它反映了晶體中粒子排列的緊密程度。(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目，常見晶胞的配位數(shù)：簡單立方：6；面心立方：12；體心立方：8。(2)離子晶體的配位數(shù)指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。以NaCl晶體為例：①找一個與其他粒子連接情況最清晰的粒子，如上圖中心的黑球(Cl－)。②數(shù)一下與該粒子周圍距離最近的粒子數(shù)，如上圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na＋)。確定Cl－的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na＋的配位數(shù)也為6。一、應(yīng)用均攤法計(jì)算晶胞微粒數(shù)目1．(2024·江蘇高考節(jié)選)反萃取后，F(xiàn)e2(SO4)3經(jīng)轉(zhuǎn)化可得到鐵酸鉍。鐵酸鉍晶胞如圖所示(圖中有4個Fe原子位于晶胞體對角線上，O原子未畫出)，其中原子數(shù)目比N(Fe)∶N(Bi)＝________________________________________________________________________。解析：由均攤法知，晶胞中位于面上的Fe有8個，位于晶胞內(nèi)的Fe有4個，則N(Fe)＝8×eq\f(1,2)＋4＝8，位于晶胞面上的Bi有8個，則N(Bi)＝8×eq\f(1,2)＝4，故N(Fe)∶N(Bi)＝2∶1。答案：2∶12．(1)硼化鎂晶體在39K時呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________。(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為________。解析：(1)每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。(2)從圖可看出，每個單元中，都有一個B和一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別被兩個結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2×eq\f(1,2))＝1∶2，化學(xué)式為BOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))。答案：(1)MgB2(2)BOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))二、晶胞中微粒配位數(shù)的計(jì)算3．硅化鎂是一種窄帶隙n型半導(dǎo)體材料，在光電子器件、能源器件、激光、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。硅化鎂的晶胞參數(shù)a＝0.6391nm，屬于面心立方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示。Si原子的配位數(shù)為________。答案：84．(2023·浙江6月選考節(jié)選)氮的化合物種類繁多，應(yīng)用廣泛。某含氮化合物晶胞如圖，其化學(xué)式為____________，每個陰離子團(tuán)的配位數(shù)(緊鄰的陽離子數(shù))為________。解析：由晶胞圖和俯視圖可知，Ca2＋位于頂點(diǎn)和體內(nèi)，個數(shù)為4×eq\f(1,12)＋4×eq\f(1,6)＋2＝3，CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))位于棱上和體內(nèi)，個數(shù)為2＋2×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,3)＝3，Ca2＋∶CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))＝3∶3＝1∶1，則其化學(xué)式為CaCN2；由鍵角為120°，根據(jù)六方最密堆積圖可知，以體內(nèi)的1個CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))為例，在其上方、下方距離最近的Ca2＋各有3個，配位數(shù)為6。答案：CaCN26考點(diǎn)2晶胞參數(shù)計(jì)算1．晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個參數(shù)來表示，包括晶胞的3組棱長a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ，即晶格特征參數(shù)，簡稱晶胞參數(shù)。2．晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算(1)空間利用率＝eq\f(晶胞占有的微粒體積,晶胞體積)×100%。(2)立方堆積的金屬晶體中的幾組計(jì)算公式(設(shè)棱長為a)①面對角線長＝eq\r(2)a。②體對角線長＝eq\r(3)a。③體心立方堆積4r＝eq\r(3)a(r為原子半徑)。④面心立方堆積4r＝eq\r(2)a(r為原子半徑)。3．宏觀晶體密度與微觀晶胞參數(shù)的關(guān)系1．(2024·河北高考)金屬鉍及其化合物廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、醫(yī)藥等領(lǐng)域。如圖是鉍的一種氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ點(diǎn)的截面圖，晶胞的邊長為apm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是()A．該鉍氟化物的化學(xué)式為BiF3B．粒子S、T之間的距離為eq\f(\r(11),4)apmC．該晶體的密度為eq\f(1064,NA×a3×10－30)g·cm－3D．晶體中與鉍離子最近且等距的氟離子有6個解析：選D。根據(jù)均攤法可知，該晶胞中Bi的個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，F(xiàn)的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋8＝12，故該鉍氟化物的化學(xué)式為BiF3，A正確；如圖所示，根據(jù)勾股定理可知，BG2＝BP2＋PG2＝eq\f(5,4)a2pm2＝BO2＋OG2，則∠BOG為直角，OA＝eq\f(1,4)BH＝eq\f(\r(3),4)apm，OG＝eq\f(\r(2),2)apm，AG2＝OA2＋OG2＝eq\f(11,16)a2pm2，ST與AG平行且相等，則粒子S、T之間的距離為eq\f(\r(11),4)apm，B正確；該晶體密度為eq\f(4×209＋12×19,NA×a3×10－30)g·cm－3＝eq\f(1064,NA×a3×10－30)g·cm－3，C正確；以題給晶胞體心處鉍離子為研究對象，距離其最近的氟離子為位于該晶胞體內(nèi)的8個氟離子，D錯誤。2．(1)金屬錳有多種晶型，其中δ-Mn的結(jié)構(gòu)為體心立方堆積，晶胞參數(shù)為apm。δ-Mn中錳的原子半徑為__________pm。已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，δ-Mn的密度ρ＝________________________________________________________________________g·cm－3(列出計(jì)算式)。(2)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420nm，則r(O2－)為______nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0.448nm，則r(Mn2＋)為______nm。(3)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為______________________g·cm－3(列出計(jì)算式)。解析：(1)δ-Mn的結(jié)構(gòu)為體心立方堆積，設(shè)錳原子的半徑為r，則體對角線為4r，則有eq\r(3)a＝4r，r＝eq\f(\r(3),4)a；一個晶胞中含有錳原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(2M,NA（a×10－10）3)＝eq\f(2×55,NA×（a×10－10）3)g·cm－3。(2)因?yàn)镺2－是面心立方最密堆積方式，面對角線是O2－半徑的4倍，即4r(O2－)＝eq\r(2)a，解得r(O2－)＝eq\f(\r(2),4)×0.420nm≈0.148nm；MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)＝2r(O2－)＋2r(Mn2＋)，則r(Mn2＋)＝eq\f(0.448nm－2×0.148nm,2)＝0.076nm。(3)由題給圖示可知，Li原子位于晶胞內(nèi)部，O原子位于頂角和面心，因此一個晶胞有8個Li原子，O原子個數(shù)為6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4，因此一個Li2O晶胞的質(zhì)量為eq\f(8×7＋4×16,NA)g，一個晶胞的體積為(0.4665×10－7)3cm3，即該晶體密度為eq\f(8×7＋4×16,NA×（0.4665×10－7）3)g·cm－3。答案：(1)eq\f(\r(3),4)aeq\f(2×55,NA×（a×10－10）3)(2)0.1480.076(3)eq\f(8×7＋4×16,NA×（0.4665×10－7）3)一、原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)1．含義：以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。2．確定方法(1)依據(jù)已知原子的坐標(biāo)確定坐標(biāo)系取向。(2)一般以坐標(biāo)軸所在正方體的棱長為1個單位。(3)從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標(biāo)軸上的截距即為該原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)?！居?xùn)練】1.某金屬晶體中原子的堆積方式如圖所示，已知該金屬的原子半徑為acm，晶胞的高為bcm，A、C、D三點(diǎn)原子的坐標(biāo)參數(shù)分別為A(0，0，0)、C(2a，0，0)、D(0，0，b)，則B點(diǎn)原子的坐標(biāo)參數(shù)為______________________。解析：該金屬晶體中原子的堆積方式為六方最密堆積，結(jié)構(gòu)呈六棱柱型。結(jié)合A、C、D三點(diǎn)原子坐標(biāo)系參數(shù)，六棱柱中以A為原點(diǎn)所建立的三維坐標(biāo)系如圖所示。圖中A、C、E三點(diǎn)構(gòu)成邊長為a的正三角形，該正三角形的高為eq\r(3)a。結(jié)合A、C兩點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)，可以確定E點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(a，eq\r(3)a，0)。根據(jù)原子的堆積方式可知，B點(diǎn)x軸坐標(biāo)參數(shù)為a，z軸參數(shù)為eq\f(b,2)。B點(diǎn)的z軸投影點(diǎn)位于A、C、E三點(diǎn)組成的正三角形的中心，由正三角形的高為eq\r(3)a，可確定投影點(diǎn)的y軸參數(shù)為eq\f(\r(3)a,3)，因此B點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(a，eq\f(\r(3)a,3)，eq\f(b,2))。答案：(a，eq\f(\r(3)a,3)，eq\f(b,2))2．已知合金Na2AlAu3的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，Na原子以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中填入Au3Al四面體；圖2為沿x軸投影晶胞中所有Na原子的分布圖。每個Na周圍距離其最近的Na有________個；以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))，則B點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為________________；設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，Na2AlAu3的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，晶體的密度為ρg·cm－3，則A、C兩原子間的距離為__________________________pm(列出計(jì)算表達(dá)式)。解析：根據(jù)圖示，每個Na周圍距離其最近的Na有4個；如A點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))，則B點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(eq\f(3,4)，eq\f(1,4)，eq\f(3,4))；根據(jù)均攤原則，每個晶胞含有Na的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，Na2AlAu3的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，晶體的密度為ρg·cm－3，設(shè)晶胞的邊長為acm，則a＝eq\r(3,\f(4M,ρ×NA))cm，A、C兩原子間的距離為eq\r(（\f(\r(3,\f(4M,ρ×NA)),4)）2＋（\f(\r(3,\f(4M,ρ×NA)),4)）2＋（\f(3\r(3,\f(4M,ρ×NA)),4)）2)＝eq\f(\r(11),4)×eq\r(3,\f(4M,NAρ))cm＝eq\f(\r(11),4)×eq\r(3,\f(4M,NAρ))×1010pm。答案：4(eq\f(3,4)，eq\f(1,4)，eq\f(3,4))eq\f(\r(11),4)×eq\r(3,\f(4M,NAρ))×1010二、晶胞投影投影指的是用一組光線將物體的形狀投射到一個平面上，在該平面上得到的圖像也稱為“投影”。目前遇到的題目中涉及的投影問題，投射線的中心線都垂直于投影的平面。1．立方晶胞中原子的投影規(guī)律2．面心立方晶胞及投影圖3．體心立方晶胞及投影圖【訓(xùn)練】3.(2023·湖北高考)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn，在儲氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下，LaH2中的每個H結(jié)合4個H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，即得到晶體LaHx。下列說法錯誤的是()A．LaH2晶體中La的配位數(shù)為8B．晶體中H和H的最短距離：LaH2>LaHxC．在LaHx晶胞中，H形成一個頂點(diǎn)數(shù)為40的閉合多面體籠D．LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為eq\f(40,（4.84×10－8）3×6.02×1023)g·cm－3解析：選C。由題圖中LaH2的晶胞結(jié)構(gòu)可知，LaH2晶體中La的配位數(shù)為8，A說法正確；由LaH2沿c軸的投影圖可知，LaH2晶體中H和H的最短距離為棱長的一半，即281.05pm，LaHx晶體中原子的填充更加緊密，晶胞棱長更短，由LaH2沿c軸的投影圖和LaHx的晶胞結(jié)構(gòu)可知，LaHx晶體中H和H的最短距離為體對角線長度的四分之一減去107.9pm，約為101.68pm，B說法正確；在LaHx晶胞中，H形成的多面體籠中頂點(diǎn)數(shù)少于40個，且多面體籠是開放的，不是閉合的，C說法錯誤；由題意可知，LaHx晶胞中H原子個數(shù)為8＋8×4＝40，LaHx單位體積中含氫質(zhì)量為eq\f(NMH,V3NA)＝eq\f(40,（4.84×10－8）3×6.02×1023)g·cm－3，D說法正確。4．(2024·甘肅高考節(jié)選)某含鈣化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，沿x軸方向的投影為圖乙，晶胞底面顯示為圖丙，晶胞參數(shù)a≠c，α＝β＝γ＝90°。圖丙中Ca與N的距離為________________pm；化合物的化學(xué)式是______________，其摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值是NA，則晶體的密度為____________________g·cm－3(列出計(jì)算表達(dá)式)。解析：圖丙中，Ca位于正方形頂點(diǎn)，N位于正方形中心，故Ca與N的距離為eq\f(\r(2),2)apm；由均攤法可知，晶胞中Ca的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋2＝3，N的個數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＝3，B的個數(shù)為4×eq\f(1,4)＝1，則化合物的化學(xué)式是Ca3N3B；其摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值是NA，晶胞體積為a2c×10－30cm3，則晶體的密度為eq\f(M,NAa2c)×1030g·cm－3。答案：eq\f(\r(2),2)aCa3N3Beq\f(M,NAa2c)×1030【真題演練·感悟高考】1．(2024·黑、吉、遼高考)某鋰離子電池電極材料結(jié)構(gòu)如圖。結(jié)構(gòu)1是鈷硫化物晶胞的一部分，可代表其組成和結(jié)構(gòu)；晶胞2是充電后的晶胞結(jié)構(gòu)；所有晶胞均為立方晶胞。下列說法錯誤的是()A.結(jié)構(gòu)1鈷硫化物的化學(xué)式為Co9S8B．晶胞2中S與S的最短距離為eq\f(\r(3),2)aC．晶胞2中距Li最近的S有4個D．晶胞2和晶胞3表示同一晶體解析：選B。由均攤法知，結(jié)構(gòu)1中含Co數(shù)目為eq\f(1,8)×4＋4＝4.5，含S數(shù)目為eq\f(1,4)×12＋1＝4，Co、S個數(shù)比為9∶8，則結(jié)構(gòu)1鈷硫化物的化學(xué)式為Co9S8，A正確；由晶胞2可知，S與S的最短距離為面對角線長度的eq\f(1,2)，即eq\f(\r(2),2)a，B錯誤；晶胞2中Li與周圍4個S形成正四面體結(jié)構(gòu)，故晶胞2中距Li最近的S有4個，C正確；晶胞2中Li數(shù)目為8，S數(shù)目為eq\f(1,4)×12＋1＝4，晶胞2含4個Li2S，晶胞3中Li數(shù)目為8，S數(shù)目為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，晶胞3也含4個Li2S，故晶胞2和晶胞3表示同一晶體，D正確。2．(2024·廣西高考)一定條件下，存在H－缺陷位的LiH晶體能吸附N2使其分解為N，隨后N占據(jù)缺陷位(如圖)。下列說法錯誤的是()A．c>0.5aB．半徑：r(H－)>r(H)C．b＝dD．LiH晶體為離子晶體答案：C3．(2023·湖南高考)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該立方晶胞參數(shù)為apm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯誤的是()A．晶體最簡化學(xué)式為KCaB6C6B．晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個C．晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個面D．晶體的密度為eq\f(2.17×1032,a3·NA)g·cm－3解析：選C。由題圖可知，晶胞中K處于頂點(diǎn)，數(shù)目為eq\f(1,8)×8＝1，Ca在晶胞的體心，數(shù)目為1，B在晶胞的面上，數(shù)目為eq\f(1,2)×12＝6，C也在晶胞的面上，數(shù)目為eq\f(1,2)×12＝6，故晶體的最簡化學(xué)式為KCaB6C6，A項(xiàng)正確；由晶胞圖可知，與Ca2＋最近且距離相等的K＋有8個，而晶胞中Ca2＋、K＋數(shù)目之比為1∶1，故與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個，B項(xiàng)正確；結(jié)合題圖可知，B、C原子圍成的多面體，有6個面位于晶胞的六個面上，上半部分和下半部分還各有4個面，故該多面體中共有14個面，C項(xiàng)錯誤；該晶胞的摩爾質(zhì)量為217g·mol－1，晶胞體積為(a×10－10)3cm3，故晶體密度為eq\f(2.17×1032,a3·NA)g·cm－3，D項(xiàng)正確。4．(2024·黑、吉、遼高考節(jié)選)負(fù)載在TiO2上的RuO2催化活性高，穩(wěn)定性強(qiáng)。TiO2相RuO2的晶體結(jié)構(gòu)均可用下圖表示，二者晶胞體積近似相等，RuO2與TiO2的密度比為1.66，則Ru的相對原子質(zhì)量為________(精確至1)。解析：二者晶體結(jié)構(gòu)相同，晶胞體積近似相等，則二者密度之比等于摩爾質(zhì)量之比，設(shè)Ru的相對原子質(zhì)量為Mr，則eq\f(Mr＋32,48＋32)＝1.66，解得Mr≈101。答案：1015．(2023·北京高考節(jié)選)MgS2O3·6H2O的晶胞形狀為長方體，邊長分別為anm、bnm、cnm，結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋個數(shù)為________________________________________________________________________。已知MgS2O3·6H2O的摩爾質(zhì)量是Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)為NA，該晶體的密度為________________________________________________________________________g·cm－3。(1nm＝10－7cm)解析：由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＋1＝4個[Mg(H2O)6]2＋，含有4個S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；該晶體的密度ρ＝eq\f(NM,NAV)＝eq\f(4M,NAabc×10－21)g·cm－3。答案：4eq\f(4M,NAabc)×1021課下鞏固精練卷(三十一)晶胞結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算一、選擇題1．(2024·湖北高考)黃金按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分級，純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結(jié)構(gòu)如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是()A．Ⅰ為18K金B(yǎng)．Ⅱ中Au的配位數(shù)是12C．Ⅲ中最小核間距Au-Cu<Au-AuD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au與Cu原子個數(shù)比依次為1∶1、1∶3、3∶1解析：選C。純金為24K，則18K金中金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，Ⅰ中Au位于體心，個數(shù)為1，Cu位于頂點(diǎn)，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，則Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(197,197＋64)×100%≈75%，為18K金，A正確；Ⅱ中Au位于頂點(diǎn)，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Cu位于面心，個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，晶體化學(xué)式為Cu3Au，1個Cu周圍有4個Au，則1個Au周圍有12個Cu，Au的配位數(shù)是12，B正確；Ⅲ中Au-Cu和Au-Au的最小核間距均為面對角線長度的eq\f(1,2)，故最小核間距Au-Cu＝Au-Au，C錯誤；結(jié)合上述分析可知，Ⅰ中Au、Cu原子個數(shù)比為1∶1，Ⅱ中Au、Cu原子個數(shù)比為1∶3，Ⅲ中Au位于面心，個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，Cu位于頂點(diǎn)，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Au、Cu原子個數(shù)比為3∶1，D正確。2.(2024·湖南高考)Li2CN2是一種高活性的人工固氮產(chǎn)物，其合成反應(yīng)為2LiH＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高溫))Li2CN2＋H2，晶胞如圖所示，下列說法錯誤的是()A．合成反應(yīng)中，還原劑是LiH和CB．晶胞中含有的Li＋個數(shù)為4C．每個CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))周圍與它最近且距離相等的Li＋有8個D．CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))為V形結(jié)構(gòu)解析：選D。LiH中H元素為－1價，由圖中CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))化合價可知，N元素為－3價，C元素為＋4價，根據(jù)反應(yīng)2LiH＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高溫))Li2CN2＋H2可知，H元素由－1價升高到0價，C元素由0價升高到＋4價，N元素由0價降低到－3價，由此可知還原劑是LiH和C，A正確；根據(jù)均攤法可知，Li＋位于晶胞中的面上，則含有的Li＋個數(shù)為8×eq\f(1,2)＝4，B正確；觀察位于體心的CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))可知，與它最近且距離相等的Li＋有8個，C正確；CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))的中心原子C原子的價層電子對數(shù)為2＋eq\f(1,2)×(4＋2－3×2)＝2，且CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))與CO2互為等電子體，可知CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))為直線形分子，D錯誤。3．兩種含汞化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，甲為四方晶胞結(jié)構(gòu)，乙為立方晶胞結(jié)構(gòu)。下列說法錯誤的是()A．甲和乙中Hg2＋的配位數(shù)之比為3∶2B．乙的化學(xué)式為HgSC．乙中相鄰的兩個S2－之間的距離為eq\f(\r(3),2)anmD．每個甲、乙晶胞中含有的陰離子數(shù)目不相等解析：選C。甲中，Hg2＋位于Cl－構(gòu)成的八面體的體心，其配位數(shù)為6，乙中面心的Hg2＋位于4個S2－圍成的四面體的中心，配位數(shù)為4，則甲和乙中Hg2＋的配位數(shù)之比為3∶2，A項(xiàng)正確；乙晶胞中含Hg2＋個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含S2－個數(shù)為4，則其化學(xué)式為HgS，B項(xiàng)正確；乙晶胞中，4個S2－位于互不相鄰的小正方體的體心，相鄰兩個S2－之間的距離等于面對角線長的eq\f(1,2)，即為eq\f(\r(2),2)anm，C項(xiàng)錯誤；甲晶胞中，陰離子Cl－數(shù)目為3，乙晶胞中，陰離子S2－數(shù)目為4，則每個甲、乙晶胞中含有的陰離子數(shù)目不相等，D項(xiàng)正確。4．(2024·安徽高考)研究人員制備了一種具有鋰離子通道的導(dǎo)電氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和導(dǎo)電時Li＋遷移過程如圖所示。已知該氧化物中Ti為＋4價，La為＋3價。下列說法錯誤的是()A．導(dǎo)電時，Ti和La的價態(tài)不變B．若x＝eq\f(1,3)，Li＋與空位的數(shù)目相等C．與體心最鄰近的O原子數(shù)為12D．導(dǎo)電時，空位移動方向與電流方向相反解析：選B。由題可知導(dǎo)電時Li＋發(fā)生遷移，沒有發(fā)生化學(xué)變化，Ti和La的化合價不變，A項(xiàng)正確；由晶胞圖可知，LixLayTiO3中Li＋、La3＋和空位均位于晶胞體心，則x＋y＝1－空位數(shù)目，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為0可得x＋3y＝2，若x＝eq\f(1,3)，則y＝eq\f(5,9)，空位數(shù)目為1－eq\f(5,9)－eq\f(1,3)＝eq\f(1,9)，Li＋與空位的數(shù)目不相等，B項(xiàng)錯誤；與體心最鄰近的O原子位于12條棱的棱心，共12個，C項(xiàng)正確；內(nèi)電路中電流從負(fù)極流向正極，陽離子(Li＋)也移向正極，空位移動方向與Li＋移動方向相反，故空位移動方向與電流方向相反，D項(xiàng)正確。5．(2025·山西呂梁二模)具有光催化活性的TiO2通過氮摻雜生成TiO2－aNb后，在光照下的輸出穩(wěn)定性更好，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，已知原子1、原子2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，eq\f(1,4))和(1，0，0)，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，下列說法正確的是()A.氮摻雜生成的TiO2－aNb中，a＝eq\f(5,8)，b＝eq\f(3,16)B．原子3的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1，0，eq\f(3,4))C．TiO2晶體中，Ti的配位數(shù)為8D．TiO2的密度為eq\f(4×（48＋16×2）,NAm2n×10－21)g·cm－3解析：選A。由TiO2－aNb晶體結(jié)構(gòu)可知，氮摻雜反應(yīng)后有3個氧空穴，O原子6個在棱上、6個在面上，1個在體內(nèi)，O原子個數(shù)為6×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋1＝eq\f(11,2)，N原子1個在棱上、1個在面上，N原子個數(shù)為1×eq\f(1,4)＋1×eq\f(1,2)＝eq\f(3,4)，Ti原子8個在頂點(diǎn)、4個在面上，1個在體內(nèi)，Ti原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4，Ti∶O∶N＝4∶eq\f(11,2)∶eq\f(3,4)＝1∶eq\f(11,8)∶eq\f(3,16)，TiOeq\s\do9(\f(11,8))Neq\s\do9(\f(3,16))，2－a＝eq\f(11,8)，a＝eq\f(5,8)，A正確；原子1、2的坐標(biāo)分別為(0，0，eq\f(1,4))和(1，0，0)，由TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)可知，原子3的坐標(biāo)為(1，1，eq\f(3,4))，B錯誤；鈦原子形成體心四方點(diǎn)陣，氧原子形成八面體，八面體嵌入體心四方點(diǎn)陣中，每個鈦原子周圍有6個氧原子，Ti的配位數(shù)為6，C錯誤；Ti原子的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4，O原子個數(shù)為8×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,2)＋2＝8，則1mol晶胞的質(zhì)量為4×(48＋16×2)g，一個晶胞的質(zhì)量為m＝eq\f(4×（48＋16×2）,NA)g，體積為V＝m2n×10－30cm3，則TiO2的密度為ρ＝eq\f(4×（48＋16×2）,NA×m2n×10－30)g/cm3，D錯誤。6．(2025·陜西渭南模擬)硫化鋅是一種優(yōu)良的寬帶隙半導(dǎo)體鋰離子電池的負(fù)極材料，具有在充電的同時發(fā)生合金化反應(yīng)的特點(diǎn)。在充電過程中負(fù)極材料晶胞的組成變化如圖所示，下列說法正確的是()A．x∶y＝3∶1B．當(dāng)ZnmS完全轉(zhuǎn)化為LixZnyS時，Li＋和Zn2＋轉(zhuǎn)化為LiZn(合金相)，每轉(zhuǎn)移6mole－理論上生成3molLiZnC．Li2S晶體中S2－的配位數(shù)是12D．若Li2S的晶胞參數(shù)為anm，則E、F間的距離為eq\f(\r(11),4)anm解析：選D。1個ZnmS晶胞中含有S2－：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Zn2＋：4個，則m＝1；根據(jù)硫守恒，則1個LixZnyS晶胞中，含有4x個Li＋，4y個Zn2＋；根據(jù)LixZnyS晶胞中，共有7個Li＋和Zn2＋，則4x＋4y＝7；根據(jù)化合價代數(shù)和為零知：x＋2y＝2；可以解出：x＝1.5，y＝0.25，x∶y＝6∶1，A錯誤；當(dāng)ZnmS完全轉(zhuǎn)化為LixZnyS時，Li＋和Zn2＋轉(zhuǎn)化為LiZn(合金相)，當(dāng)生成3molLiZn，轉(zhuǎn)移電子：3mol＋6mol＝9mol，因此每轉(zhuǎn)移6mole－理論上生成2molLiZn，B錯誤；一個Li2S晶胞中距離S2－最近且等距離的Li＋有8個，則S2－的配位數(shù)是8，C錯誤；Li2S晶胞中，E位于內(nèi)部小正方體的體心，E、F間的距離為eq\r(（\f(3a,4)）2＋（\f(a,4)）2＋（\f(a,4)）2)nm＝eq\f(\r(11),4)anm，D正確。7．(2024·重慶高考)儲氫材料MgH2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，MgH2的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是()A．H－的配位數(shù)為2B．晶胞中含有2個Mg2＋C．晶體密度的計(jì)算式為eq\f(2M,NAa2c)g/cm3D．Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之間的距離為eq\f(\r(a2＋2c2),2)nm解析：選B。由圖可知，與H－距離最近且等距離的Mg2＋的個數(shù)是3，則H－的配位數(shù)為3，A項(xiàng)錯誤；Mg2＋位于晶胞的頂點(diǎn)和體心上，該晶胞中Mg2＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，B項(xiàng)正確；該晶胞體積為(a×10－7×a×10－7×c×10－7)cm3＝a2c×10－21cm3，該晶胞中H－的個數(shù)為4×eq\f(1,2)＋2＝4，相當(dāng)于晶胞中含有2個MgH2，晶體密度為eq\f(\f(M,NA)×2,V)＝eq\f(2M,NAa2c×10－21)g/cm3，C項(xiàng)錯誤；Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之間的距離等于晶胞體對角線長度的一半，為eq\f(\r(2a2＋c2),2)nm，D項(xiàng)錯誤。8．(2023·遼寧高考)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1)，進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯誤的是()A．圖1晶體密度為72.5/(NA×a3×10－30)g·cm－3B．圖1中O原子的配位數(shù)為6C．圖2表示的化學(xué)式為LiMg2OClxBr1－xD．Mg2＋取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋傳導(dǎo)解析：選C。題圖1晶胞中Li個數(shù)為8×eq\f(1,4)＋1＝3，O個數(shù)為2×eq\f(1,2)＝1，Cl個數(shù)為4×eq\f(1,4)＝1，晶體密度為eq\f(72.5,NA×a3×10－30)g·cm－3，A項(xiàng)正確；圖1中以下底面面心處O為例，與O距離相等且最近的Li有6個，分別位于下底面的4個棱心、上下兩個晶胞的2個體心，即O原子的配位數(shù)為6，B項(xiàng)正確；題圖2中，Mg或空位取代了棱心的Li，根據(jù)電荷守恒，8個棱心位置的Li只有4個被Mg取代，4個被空位取代，則Li個數(shù)為1，Mg個數(shù)為1，Cl和Br的總個數(shù)為1，故題圖2表示的化學(xué)式為LiMgOClxBr1－x，C項(xiàng)錯誤；鎂離子取代及鹵素共摻雜后，獲得高性能固體電解質(zhì)材料，則Mg2＋取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋傳導(dǎo)，D項(xiàng)正確。9．Ta2O5和KHF2按一定計(jì)量比燒結(jié)，獲得一晶體產(chǎn)物，沿x軸、z軸視圖分別為圖1、圖2。已知M(0，0，0)、N(1，0，eq\f(1,2))。下列說法錯誤的是()A．晶體產(chǎn)物的化學(xué)式為K3TaO2F4B．制備晶體產(chǎn)物的過程中有HF產(chǎn)生C．P點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，