第2課時(shí)共價(jià)晶體課時(shí)目標(biāo)1.知道共價(jià)晶體的概念及典型的共價(jià)晶體,認(rèn)識(shí)共價(jià)晶體中的微粒種類及微粒間的相互作用。2.借助金剛石、二氧化硅等模型認(rèn)識(shí)共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及物理性質(zhì)。一、共價(jià)晶體的概述1.共價(jià)晶體的概念晶體中相鄰原子間都以共價(jià)鍵結(jié)合,整個(gè)晶體是一個(gè)共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu),叫作共價(jià)晶體。2.共價(jià)晶體的組成與結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成微粒及微粒間作用(2)空間結(jié)構(gòu):整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不存在單個(gè)的小分子,是一個(gè)“巨分子”。3.常見的共價(jià)晶體及物質(zhì)類別物質(zhì)類別實(shí)例某些單質(zhì)晶體硼(B)、晶體硅(Si)、晶體鍺(Ge)、金剛石、灰錫(Sn)等某些非金屬化合物二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等小題對(duì)點(diǎn)過(guò)(1)“具有共價(jià)鍵的晶體叫做共價(jià)晶體”。這種說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?

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(2)下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是。

①由原子直接構(gòu)成的晶體一定是共價(jià)晶體②含有共價(jià)鍵的晶體叫做共價(jià)晶體③共價(jià)晶體中相鄰原子間不一定只存在非極性共價(jià)鍵④“硅—鍺”晶體管為我國(guó)首創(chuàng),單晶硅鍺均為共價(jià)晶體(3)下列物質(zhì)中,化學(xué)式能真實(shí)表示該物質(zhì)分子組成的是。

①C②S③SiO2④SO2⑤P4⑥CO⑦SiC⑧Na答案(1)此說(shuō)法不對(duì)?！熬哂泄矁r(jià)鍵”并不是判定共價(jià)晶體的唯一條件,大部分分子晶體中也有共價(jià)鍵,如冰和干冰晶體都是分子晶體,但H2O和CO2中存在共價(jià)鍵。對(duì)共價(jià)晶體的認(rèn)識(shí)除了要求“具有共價(jià)鍵”外,還要求形成晶體的粒子是原子(2)①②(3)④⑤⑥正確理解共價(jià)晶體(1)共價(jià)晶體中不存在單個(gè)分子,化學(xué)式僅僅表示的是物質(zhì)中的原子個(gè)數(shù)比關(guān)系,不是分子式。(2)由原子組成的晶體不一定是共價(jià)晶體。如:稀有氣體組成的晶體屬于分子晶體。(3)共價(jià)晶體中一定存在共價(jià)鍵,但晶體中有共價(jià)鍵卻不一定都是共價(jià)晶體,還可以是分子晶體或離子晶體。4.共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)(1)由于共價(jià)晶體原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合,熔化時(shí)必須破壞共價(jià)鍵,而破壞它們需要很高的溫度,所以共價(jià)晶體具有很高的熔點(diǎn)。(2)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體,其熔、沸點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵的鍵能大小。一般來(lái)說(shuō),鍵長(zhǎng)越短、鍵能越大,共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)越高。小題對(duì)點(diǎn)過(guò)金剛石、碳化硅、晶體硅均具有相似的結(jié)構(gòu),下表列出了它們的鍵長(zhǎng)、鍵能、熔點(diǎn)和硬度的數(shù)據(jù)。晶體鍵長(zhǎng)/pm鍵能/(kJ·mol-1)熔點(diǎn)/℃硬度金剛石154347.7>350010碳化5晶體硅23522614106.5(1)使共價(jià)晶體熔化,需要破壞粒子間的作用力是什么?使金剛石、碳化硅、晶體硅熔化分別破壞的這種具體的作用力又是什么?

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(2)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度等物理性質(zhì)與共價(jià)晶體中共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵能之間存在什么關(guān)系?

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(3)如果不提供上述表格中的數(shù)據(jù),根據(jù)元素周期表,你能判斷金剛石、碳化硅、晶體硅的鍵長(zhǎng)、鍵能、熔點(diǎn)和硬度的相對(duì)大小嗎?說(shuō)出你的判斷方法。

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答案(1)使共價(jià)晶體熔化,需要破壞共價(jià)鍵。使金剛石、碳化硅、晶體硅熔化分別破壞的是C—C、C—Si、Si—Si(2)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體,其原子間形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,晶體的熔點(diǎn)就越高,硬度就越大(3)能。根據(jù)元素周期表,碳和硅為同一主族元素,原子半徑:C<Si,因此鍵長(zhǎng)大小順序?yàn)镃—C<C—Si<Si—Si,鍵能大小順序?yàn)镃—C>C—Si>Si—Si,熔點(diǎn)和硬度大小順序?yàn)榻饎偸?gt;碳化硅>晶體硅1.根據(jù)下列性質(zhì)判斷,屬于共價(jià)晶體的物質(zhì)是()A.熔點(diǎn)為2700℃,導(dǎo)電性好,延展性強(qiáng)B.無(wú)色晶體,熔點(diǎn)為3500℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑C.無(wú)色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點(diǎn)為800℃,熔化時(shí)能導(dǎo)電D.熔點(diǎn)為-56.6℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電答案B解析根據(jù)共價(jià)晶體的性質(zhì)判斷,共價(jià)晶體沒有自由移動(dòng)的電子,不導(dǎo)電,A錯(cuò)誤;共價(jià)晶體熔點(diǎn)高,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑,B正確;共價(jià)晶體難溶于水,C錯(cuò)誤;共價(jià)晶體熔點(diǎn)高,難溶于水,硬度大,D錯(cuò)誤。2.下列物質(zhì)的晶體直接由原子構(gòu)成的一組是()①CO2②SiO2③晶體Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固態(tài)HeA.①②③④⑤⑥ B.②③④⑥C.②③⑥ D.①②⑤⑥答案C解析CO2、白磷、氨基乙酸均屬于分子晶體,其晶體由分子構(gòu)成;固態(tài)He為單質(zhì),屬于單原子的分子晶體;SiO2、晶體Si屬于共價(jià)晶體,其晶體直接由原子構(gòu)成。3.金剛石是典型的共價(jià)晶體,下列關(guān)于金剛石的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.晶體中不存在獨(dú)立的分子B.碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C.是自然界中硬度最大的物質(zhì)D.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,即使在高溫下也不會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)答案D解析在金剛石中,碳原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成三維骨架結(jié)構(gòu),不存在分子;由于碳的原子半徑比較小,碳與碳之間的共價(jià)鍵鍵能很高,所以金剛石的硬度很大,故A、B、C項(xiàng)正確;由于金剛石是碳的單質(zhì),高溫下可以在空氣或氧氣中燃燒生成CO2或CO,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.有下列幾種晶體:A.水晶,B.冰醋酸,C.白磷,D.金剛石,E.晶體氬,F.干冰。①屬于分子晶體的是(填字母,下同),直接由原子構(gòu)成的分子晶體是。

②屬于共價(jià)晶體的化合物是。

③直接由原子構(gòu)成的晶體是。

④受熱熔化時(shí),化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是,需克服共價(jià)鍵的是。

答案①BCEFE②A③ADE④BCFAD解析根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子不同,分子晶體僅由分子組成,共價(jià)晶體中無(wú)分子。分子晶體有B、C、E、F,其中晶體氬是單原子分子構(gòu)成的晶體;共價(jià)晶體和單原子分子晶體都由原子直接構(gòu)成,共價(jià)晶體有A、D,但化合物只有A;分子晶體熔化時(shí),一般不破壞化學(xué)鍵;共價(jià)晶體熔化時(shí),破壞化學(xué)鍵。共價(jià)晶體與分子晶體的比較晶體類型共價(jià)晶體分子晶體定義相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而成的具有三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體只含分子的晶體組成粒子原子分子粒子間的作用力共價(jià)鍵(極性鍵、非極性鍵)范德華力(某些含氫鍵)熔化時(shí)需克服的作用力很強(qiáng)的共價(jià)鍵較弱的分子間作用力物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)很高較低硬度很大較小導(dǎo)電性固態(tài)和熔融狀態(tài)時(shí)都不導(dǎo)電,但個(gè)別為半導(dǎo)體固態(tài)和熔融狀態(tài)時(shí)都不導(dǎo)電,但某些分子晶體溶于水導(dǎo)電,如HCl溶解性難溶于一般溶劑相似相溶決定熔、沸點(diǎn)高低的因素共價(jià)鍵的強(qiáng)弱分子間作用力的大小二、常見共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)模型及分析1.金剛石晶體(1)在金剛石晶體中,每個(gè)碳原子以四個(gè)共價(jià)單鍵對(duì)稱地與相鄰的4個(gè)碳原子結(jié)合,C—C—C夾角為109°28',即金剛石中的碳采取sp3雜化軌道形成共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)。(2)晶體中最小的碳環(huán)由6個(gè)碳原子組成,且不在同一平面內(nèi),最多有4個(gè)碳原子在同一平面。(3)每個(gè)C形成4個(gè)C—C,每個(gè)C—C占有12個(gè)C,即C原子與C—C數(shù)目之比為1∶2(4)每個(gè)C原子被12個(gè)六元環(huán)共用,每個(gè)C—C被6個(gè)六元環(huán)共用。小題對(duì)點(diǎn)過(guò)(1)根據(jù)金剛石晶胞結(jié)構(gòu),回答下列問(wèn)題。①一個(gè)金剛石晶胞中含有個(gè)碳原子。

②已知晶胞參數(shù)為apm,則金剛石的密度為g·cm-3。

③晶體中兩個(gè)最近的碳原子之間的距離為pm。

④碳原子的半徑為r,則a、r有什么關(guān)系?

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(2)依據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)判斷12g金剛石晶體中含C—C共價(jià)鍵的數(shù)目是多少?

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答案(1)①8②12×8NA(a④2r=34apm,即r=38a(2)依據(jù)均攤法可知,金剛石中每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,其中碳原子數(shù)與C—C共價(jià)鍵數(shù)之比是1∶2,故12g金剛石中含有的C—C數(shù)目是2NA2.二氧化硅(1)二氧化硅晶體①1個(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)O原子和2個(gè)Si原子相結(jié)合。②1molSiO2中含4molSi—O。③最小環(huán)由6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子組成。④每個(gè)Si原子被12個(gè)12元環(huán)共用,每個(gè)O原子被6個(gè)12元環(huán)共用,每個(gè)Si—O被6個(gè)12元環(huán)共用。(2)低溫石英低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈,這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。小題對(duì)點(diǎn)過(guò)(1)二氧化硅晶體中Si原子與Si—O數(shù)目之比是,60gSiO2晶體中含Si—O的數(shù)目是。

(2)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是()A.124gP4含有的P—P的個(gè)數(shù)為6NAB.28g晶體硅中含有的Si—Si的個(gè)數(shù)為4NAC.12g金剛石中含有的C—C的個(gè)數(shù)為1.5NAD.60gSiO2中含Si—O的個(gè)數(shù)為2NA答案(1)1∶44NA(2)A解析(1)SiO2晶體中Si原子與Si—O數(shù)目之比為1∶4;60gSiO2晶體中含Si—O的數(shù)目為4NA。(2)白磷是正四面體結(jié)構(gòu),1個(gè)白磷分子中含有6個(gè)P—P,124g白磷的物質(zhì)的量是124g÷124g·mol-1=1mol,124gP4中含P—P的數(shù)目為6NA,A正確;28g晶體硅中n(Si)=1mol,每個(gè)Si原子形成4條Si—Si,每個(gè)Si—Si由2個(gè)Si原子共用,則28g晶體硅中含Si—Si的數(shù)目為2NA,B不正確;12g金剛石中n(C)=1mol,金剛石中n(C)∶n(C—C)=1∶2,12g金剛石中含有的C—C的個(gè)數(shù)為2NA,C不正確;60gSiO2的物質(zhì)的量為1mol,二氧化硅中平均每個(gè)硅原子形成的Si—O的個(gè)數(shù)為4,則60gSiO2中含Si—O的個(gè)數(shù)為4NA,D不正確。1.下列關(guān)于SiO2晶體空間結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是()A.最小的環(huán)上,有3個(gè)硅原子和3個(gè)氧原子B.最小的環(huán)上,硅原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為1∶2C.最小的環(huán)上,有6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子D.存在四面體結(jié)構(gòu)單元,O原子處于中心,Si原子處于4個(gè)頂角答案C解析SiO2晶體中,每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子成鍵,每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子成鍵,晶體中的硅氧四面體中Si原子處于中心,O原子處于4個(gè)頂角。最小的環(huán)是十二元環(huán),環(huán)上有6個(gè)Si原子、6個(gè)O原子,Si、O原子數(shù)之比是1∶1。2.已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該晶體屬于共價(jià)晶體,其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固B.該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子,每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子C.該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)D.該晶體與金剛石相似,都是原子間以非極性鍵形成三維骨架結(jié)構(gòu)答案D解析C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,該晶體為共價(jià)晶體,其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固,A正確;碳原子最外層有4個(gè)電子,氮原子最外層有5個(gè)電子,則該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子,每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子,B正確;構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合,每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子,每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子,則晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu),C正確;金剛石只含有非極性共價(jià)鍵,但是C3N4晶體中碳、氮之間以極性共價(jià)鍵結(jié)合,原子間以極性鍵形成三維骨架結(jié)構(gòu),D錯(cuò)誤。3.(1)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)

個(gè)原子。(2)金剛砂(SiC)與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(如圖所示),在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合。試回答:①金剛砂屬于晶體,金剛砂的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn)。

②在金剛砂的結(jié)構(gòu)中,一個(gè)硅原子周圍結(jié)合了個(gè)碳原子,其鍵角是。

③金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有共價(jià)鍵形成的原子環(huán),其中最小的環(huán)上有個(gè)硅原子。

答案(1)共價(jià)鍵3(2)①共價(jià)低②4109°28'③3解析(1)硅晶體和金剛石晶體相似,即硅原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合。晶胞每個(gè)面心上的硅原子為2個(gè)晶胞共有,則面心位置貢獻(xiàn)的原子為6×12=3個(gè)。(2)①由于金剛砂是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),碳原子和硅原子交替以共價(jià)單鍵結(jié)合,所以金剛砂是共價(jià)晶體;硅原子的半徑比碳原子的半徑大,所以金剛砂的熔點(diǎn)比金剛石的低。②硅和碳是同主族元素,所以硅原子周圍同樣有4個(gè)碳原子,鍵角為109°28'。③構(gòu)成的六元環(huán)中,有3個(gè)碳原子、3A級(jí)合格過(guò)關(guān)練選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意題組一共價(jià)晶體及其性質(zhì)1.下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述錯(cuò)誤的是()A.共價(jià)晶體中,只存在共價(jià)鍵B.共價(jià)晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C.共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立的分子D.共價(jià)晶體熔化時(shí)不破壞共價(jià)鍵答案D解析A項(xiàng),共價(jià)晶體中原子之間通過(guò)共價(jià)鍵相連;B項(xiàng),共價(jià)晶體是相鄰原子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);C項(xiàng),共價(jià)晶體是由原子以共價(jià)鍵相結(jié)合形成的,不存在獨(dú)立的分子;D項(xiàng),共價(jià)晶體中原子是通過(guò)共價(jià)鍵連接的,熔化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵。2.下列晶體中①SiO2②CO2③P4④晶體硅⑤H2SO4⑥P2O5⑦SO3⑧SiC⑨冰醋酸⑩金剛石,屬于共價(jià)晶體的一組是()A.①③④⑤⑥⑩ B.①④⑧⑩C.③④⑧⑨⑩ D.全部答案B解析十種物質(zhì)中屬于分子晶體的有CO2、P4、H2SO4、P2O5、SO3、冰醋酸,其余的四種物質(zhì)均為共價(jià)晶體。3.下列關(guān)于SiO2和CO2的描述不正確的是()A.SiO2為共價(jià)晶體,CO2為分子晶體B.兩者中心原子采取的雜化方式不同C.SiO2和CO2都是非極性分子D.SiO2晶體的熔點(diǎn)比CO2晶體高答案C解析二氧化硅晶體中每個(gè)硅原子周圍有4個(gè)氧原子,則硅原子的雜化方式為sp3,二氧化碳分子中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為0,碳原子的雜化方式為sp,故B正確;二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共價(jià)晶體,晶體中不存在分子,故C錯(cuò)誤;共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)高于分子晶體,則二氧化硅晶體的熔點(diǎn)高于二氧化碳晶體,故D正確。4.氮氧化鋁(AlON)屬于共價(jià)晶體,是一種高強(qiáng)度透明材料,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.AlON和SiO2所含化學(xué)鍵的類型相同B.電解熔融AlON可得到AlC.AlON中N元素的化合價(jià)為-1D.AlON和SiO2的晶體類型相同答案B解析AlON和SiO2均屬于共價(jià)晶體,均只含有共價(jià)鍵,A、D項(xiàng)正確;AlON屬于共價(jià)晶體,熔融時(shí)不導(dǎo)電,B項(xiàng)錯(cuò)誤;AlON中O為-2價(jià),Al為+3價(jià),所以N元素的化合價(jià)為-1價(jià),C項(xiàng)正確。題組二常見共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特征5.單質(zhì)硅的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于單質(zhì)硅晶體的說(shuō)法不正確的是()A.是一種三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體B.晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)硅原子相連C.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為8D.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為6答案C解析單質(zhì)硅是一種三維骨架結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體,A正確;晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)硅原子相連,B正確;根據(jù)單質(zhì)硅的晶體結(jié)構(gòu)可判斷晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為6,C錯(cuò)誤、D正確。6.磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料。如圖為其晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元,其中每個(gè)原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.磷化硼的化學(xué)式為BP,其晶體屬于分子晶體B.磷化硼晶體的熔點(diǎn)高,且熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電C.磷化硼晶體中每個(gè)原子均參與形成4個(gè)共價(jià)鍵D.磷化硼晶體在熔化時(shí)需克服范德華力答案C解析由磷化硼的晶胞結(jié)構(gòu)可知,P位于頂角和面心,數(shù)目為18×8+6×12=4,B位于晶胞內(nèi),數(shù)目為4,故磷化硼的化學(xué)式為BP,磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料,所以磷化硼晶體屬于共價(jià)晶體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;磷化硼屬于共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)可知,磷化硼晶體中每個(gè)原子均參與形成4個(gè)共價(jià)鍵,C項(xiàng)正確;磷化硼晶體為共價(jià)晶體,熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵7.氮化硼(BN)晶體有多種相結(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(rùn)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,下列關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法正確的是()A.六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電B.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大C.兩種晶體均為分子晶體D.六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形答案D解析A項(xiàng),六方相氮化硼晶體中沒有可以自由移動(dòng)的電子或離子,所以不導(dǎo)電,錯(cuò)誤。B項(xiàng),立方相氮化硼中只含有σ鍵,錯(cuò)誤。C項(xiàng),立方相氮化硼是共價(jià)晶體,錯(cuò)誤。D項(xiàng),由六方相氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)硼原子與相鄰3個(gè)氮原子構(gòu)成平面三角形,正確。8.如圖所示是某共價(jià)晶體A的空間結(jié)構(gòu)的一個(gè)單元,A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C,其實(shí)質(zhì)是在每個(gè)A—A中插入一個(gè)B原子,則C物質(zhì)的化學(xué)式為()A.AB B.A5B4 C.AB2 D.A2B5答案C解析由圖可知,每個(gè)A原子形成4個(gè)鍵,每個(gè)A—A中插入一個(gè)B原子,每個(gè)B原子形成2個(gè)鍵,故C物質(zhì)中每個(gè)A原子形成4個(gè)A—B,每個(gè)B原子形成2個(gè)A—B,則A、B原子個(gè)數(shù)比為1∶2,所以其化學(xué)式是AB2。9.(1)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,則金剛砂晶體類型為;在SiC中,每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為;若晶胞的邊長(zhǎng)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則金剛砂的密度表達(dá)式為。

(2)硅的某種單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示。GaN晶體晶胞結(jié)構(gòu)與該硅晶體相似。則GaN晶體中,每個(gè)Ga原子與個(gè)N原子相連,與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為。若該硅晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中最近的兩個(gè)硅原子之間的距離為cm(用代數(shù)式表示即可)。

答案(1)共價(jià)晶體124×40(a(2)4正四面體形34×解析(1)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,硬度大,屬于共價(jià)晶體;每個(gè)碳原子周圍最近的碳原子數(shù)目為12;該晶胞中C原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,Si原子個(gè)數(shù)為4,晶胞邊長(zhǎng)為a×10-10cm,V=(a×10-10cm)3,ρ=mV=4×40(a×10-10)3NAg·cm-3。(2)根據(jù)物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)可知,在GaN晶體中,每個(gè)Ga原子與4個(gè)N原子相連,與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。在晶體Si的晶胞中含有Si原子的數(shù)目是8×18+6×12+4=8,則1個(gè)晶胞的體積為28×8NAρcm3=224ρ·NAB級(jí)素養(yǎng)培優(yōu)練10.SiO2是合成“中國(guó)藍(lán)”的重要原料之一。如圖是SiO2晶胞中Si原子沿z軸方向在xy平面的投影圖(即俯視投影圖,O原子略去),Si原子旁標(biāo)注的數(shù)字是Si原子位于z軸的高度,SiA與SiB的距離是()A.12d B.2C.33d D.答案B解析根據(jù)題圖可知,SiA與SiB的距離是面對(duì)角線長(zhǎng)的一半,即22d,故B11.金剛石是由碳原子所形成的正四面體結(jié)構(gòu)向空間無(wú)限延伸而得到的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體。在立方體中,若一碳原子位于立方體體心,則與它直接相鄰的四個(gè)碳原子位于該立方體互不相鄰的四個(gè)頂角上(如圖中的小立方體)。請(qǐng)問(wèn),圖中與小立方體頂角的四個(gè)碳原子直接相鄰的碳原子數(shù)為多少,它們分別位于大立方體的什么位置()A.12,大立方體的12條棱的中點(diǎn)B.8,大立方體的8個(gè)頂角C.6,大立方體的6個(gè)面的中心D.14,大立方體的8個(gè)頂角和6個(gè)面的中心答案A解析與小立方體頂角的四個(gè)碳原子直接相鄰的碳原子分別位于大立方體的12條棱的中點(diǎn),共12個(gè)。如圖所示:12.我國(guó)科學(xué)家預(yù)言的T-碳已被合成。T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可看作將金剛石中的碳原子用由四個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代所得,金剛石和T-碳的晶胞如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.金剛石中每個(gè)碳原子被6個(gè)最小環(huán)共用B.T-碳晶胞由32個(gè)碳原子組成C.T-碳屬于分子晶體D.T-碳中鍵角是109°28'答案B解析在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)為六元環(huán),每個(gè)C原子連接4個(gè)碳原子,連接的4個(gè)C原子中每個(gè)C原子形成3個(gè)六元環(huán),所以金剛石晶體中每個(gè)C原子能形成12個(gè)六元環(huán),A錯(cuò)誤;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,在T-碳晶胞中四個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元有8個(gè)位于頂角,6個(gè)位于面心,4個(gè)位于體內(nèi),個(gè)數(shù)為:8×18+6×12+4=8,則碳原子個(gè)數(shù)為32,B正確;由晶胞結(jié)構(gòu)可知T-碳也是以四面體為結(jié)構(gòu)單元的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為共價(jià)晶體,C錯(cuò)誤;T-碳中4個(gè)碳原子圍成正四面體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中鍵角為13.氮化鋁屬類金剛石氮化物、六方晶系,最高可穩(wěn)定到2200℃,硬度大,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料,氮化鋁晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是()A.AlN是共價(jià)晶體B.與每個(gè)鋁原子距離相等且最近的氮原子共有4個(gè)C.AlN屬于離子化合物D.與每個(gè)鋁原子距離相等且最近的鋁原子共有12個(gè)答案C解析氮化鋁屬類金剛石氮化物,所以AlN是共價(jià)晶體,A項(xiàng)正確;AlN屬于共價(jià)化合物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;以頂角的鋁原子為研究對(duì)象,與之距離最近的鋁原子位于面心上,每個(gè)頂角上的鋁原子為8個(gè)晶胞共用,每個(gè)面上的鋁原子為2個(gè)晶胞共用,故與每個(gè)鋁原子距離相等且最近的鋁原子共有8×32=