資源簡介

(共28張PPT)
第66講
分子晶體及共價晶體的
堆積方式
2025：基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2025
2024山東卷T4 選擇題：共價晶體熔點比較
2024河北卷T7 選擇題：單質沸點的比較
2024安徽卷T7 選擇題：分子晶體、離子晶體熔點比較
2024江蘇T4 選擇題：氫化物沸點比較、氫鍵
2024廣東T12 選擇題：氫化物沸點比較、氫鍵
2024新課標卷T11 選擇題：單質熔點比較
2024黑吉遼T11 選擇題：單質沸點比較
2024浙江1月T12 選擇題：分子晶體沸點比較
2024浙江6月T10 選擇題：共價晶體熔點比較
2024全國甲卷T35 物質結構綜合：鹵化物晶體熔點比較
2024年——分子晶體及共價晶體考向考點統計
考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
考向2——以金剛石、石墨等晶體結構為背景的晶胞分析
分子晶體及共價晶體的堆積方式
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2025
知識重構
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2025
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考向1——原子晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
必備知識1——構成物質的基本微粒與相互作用
【問題1】構成物質的基本微粒有哪些？
原子
分子
離子
得失e-
共價鍵
【問題2】微粒能構成哪些類別的物質？
離子化合物
非金屬單質（金剛石等）
共價化合物（SiO2等）
非金屬單質（C60等）
共價化合物（HCl等）
金屬單質
【問題3】微粒之間存在哪些相互作用？
離子鍵：陰陽離子間靜電作用（含引力和斥力）
共價鍵：原子間通過共用電子對形成的相互作用。（靜電引力）
分子內：存在共價鍵、可能含分子內氫鍵；分子間：分子間作用力、可能含分子間氫鍵。
金屬鍵：金屬原子與自由電子之間的相互作用。
【問題4】微粒構成的晶體類型？
離子晶體
金屬原子：金屬晶體(金屬鍵）
分子晶體
非金屬原子：共價晶體（共價鍵）
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2025
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考向1——原子晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
（2024山東·T4）下列物質均為共價晶體且成鍵結構相似，其中熔點最低的是
A．金剛石(C) B．單晶硅(Si) C．金剛砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相)
共價晶體，結構相似，則原子半徑越大，鍵長越長，鍵能越小，熔沸點越低
B
（2024安徽卷·T7）地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質，轉化關系之一如下圖所示(X、Y均為氮氧化物)，羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下，羥胺易潮解，水溶液呈堿性，與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺[NH3OH]Cl廣泛用子藥品、香料等的合成。下列有關物質結構或性質的比較中，正確的是
A．鍵角： NH3>
B．熔點： NH2OH >[NH3OH]Cl
C．25℃同濃度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羥胺分子間氫鍵的強弱：O-H…O>N-H…N
NH3中N原子的價層電子對數=3+×(5-3×1)=4，為sp3雜化
中N的價層電子對數=3+×(5+1-3×2)=3，為sp2雜化
NH2OH為分子晶體，[NH3OH]Cl為離子晶體
Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)
O的電負性大于N，O-H鍵的極性大于N-H鍵
D
考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
（2024河北·T7）侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR+YW3+XZ2+W2Z==QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是
A. 原子半徑：WNaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl
W X Y Z Q R
H C N O Na Cl
分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高
C
（2024江蘇·T4）明礬 [KAl(SO4)2·12H2O]可用作凈水劑。下列說法正確的是
A．半徑：r(Al3+)> r(K+) B．電負性：χ(O)>χ(S) C．沸點：H2S>H2O D．堿性：Al(OH)3>KOH
H2O分子間可形成氫鍵
B
（2024全國甲卷·T35）(4)早在青銅器時代，人類就認識了錫。錫的鹵化物熔點數據如下表，結合變化規律說明原因： 。
物質 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔點/℃ 442 -34 29 143
SnF4屬于離子晶體，SnCl4、SnBr4、SnI4屬于分子晶體，離子晶體的熔點比分子晶體的高，分子晶體的相對分子量越大，分子間作用力越強，熔點越高
2.【2020 年山東T17節選】Sn為ⅣA族元素，單質Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常
壓下，SnCl4為無色液體，SnCl4固體的晶體類型為 。
1.【2022 年 1 月浙江新高考T26】（2） 四種晶體的熔點數據如表：
物質 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔點/℃ -183 -90 -127 ＞1000
CF4 和 SiF4 熔點相差較小，BF3 和 AlF3 熔點相差較大，原因是 。
3.【2022 年北京新高考9】由鍵能數據大小，不能解釋下列事實的是（ ）
化學鍵 C-H Si-H C=O C-O Si-O C-C Si-Si
鍵能/kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.穩定性：CH4>SiH4 B.鍵長：C=O晶體硅
考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
結構相似的分子晶體，分子間作用力相差較小
BF3是分子晶體， AlF3是離子晶體，破壞離子鍵需要能量更多，所以AlF3熔點很高。
常溫下SnCl4為液體，性質體現結構，可判定SnCl4為分子晶體。
CO2 是分子晶體，熔點由分子間作用力決定，SiO2 是共價晶體，所以熔點 CO2C
4.【2022 年全國高考理綜乙卷T35】(3) 鹵化物CsICl2 受熱發生非氧化還原反應,生成無色晶體 X 和紅棕色液體 Y。X 為 。解釋 X 的熔點比 Y 高的原因 。
5.【2021年福建高考(3) 節選】石墨相氮化碳g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構，其中一種二維平面結構如右圖所示，g-C3N4晶體中存在的微粒間作用力有_______
(填標號)。 a.非極性鍵 b.金屬鍵 c.π鍵 d.范德華力
6.【2022 年山東新高考T5】AlN、GaN 屬于第三代半導體材料,二者成鍵結構與金剛石相似,晶體中只存在 N—Al 鍵、N—Ga 鍵。下列說法錯誤的是 ( )
A.GaN 的熔點高于 AlN B.晶體中所有化學鍵均為極性鍵
C.晶體中所有原子均采取 sp3 雜化 D.晶體中所有原子的配位數均相同
考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
CsCl
CsCl 為離子晶體,ICl 為分子晶體，離子鍵強于分子間作用力，所以 CsCl 的熔點高于ICl。
石墨相氮化碳具有和石墨相似的層狀結構，所以層與層之間存在范德華力，同層內C與N之間存在極性共價鍵，存在大π鍵，故選c、d。
c d
AlN、GaN 的成鍵結構與金剛石相似,因此 AlN、GaN 都為原子晶體,熔點的大小和鍵能有關，鍵能和鍵長有關，鍵長取決于原子半徑，Al原子的半徑比 Ga 原子的小,N—Al 鍵的鍵長小于 N—Ga 鍵的鍵長, N—Al 鍵的鍵能較大,AlN 晶體的熔點較高,故所以GaN 的熔點低于 AlN,A 錯誤;
A
CsICl2===CsCl+ICl
×
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2025
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考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
核心思想：
答題模板：
性質
體現
決定
結構
題目信息或問題
判斷
晶體類型
比較
微粒間作用力
①熔、沸點數據
②常溫下物質狀態③鍵能大小
④成鍵結構等
解釋差異
答題思想：
分析思路：
先整體后局部！
先根據題目信息判斷晶體的類型，再對微粒間作用力的大小進行晶體同類型或不同類型的比較，得出結論，解釋原因。
分析原因
考向1——共價晶體、分子晶體的類型判斷與性質比較
必備知識2——典型的分子晶體和共價晶體
分子間作用力 堆積方式 典型物質 分子結構 晶胞 結構特點
氫鍵和
范德華力
非密
堆積
冰(H2O)
氫鍵具有 ，冰晶體中，氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角的 個相鄰水分子相互吸引，所以1mol冰中有 mol氫鍵，這使冰晶體中水分子的空間利用率 ，冰的密度 液態水。
4
方向性
不高
2
范德華力
分子
密堆積
干冰(CO2)
碘(I2)
C60
面心立方最密堆積
若以一個分子為中心，周圍有 個緊鄰的分子，這就是分子 。
密堆積
12
①每個干冰晶胞中有 個CO2分子，配位數 ，CO2的排列方向有 種，
。
4
12
4
頂點1種，上下面心、前后面心、左右面心各1種
②I2的排列方向有 種， 和 。
③C60結構： 分子，固態時是 ，每個碳原子只跟相鄰的 形成共價鍵，60個碳原子構成 形，共32面體，包括 個五邊形， 個六邊形。
12
20
三個碳原子
分子晶體
球
2
籠狀
頂點
面心
小于
一維空間里粒子的堆積方式
二維空間里粒子的堆積方式
1
2
2
3
3
4
5
6
非密置層放置
密置層放置
1
4
配位數：
配位數：
空隙形狀：
空隙形狀：
4
6
高頻考點1：分子密堆積——面心立方最密堆積
三維空間中密置層的堆積方式
1
2
3
4
5
第三層小球
對準第一層
小球空隙的
2、4、6位。
第四層同第
一層。
每三層形成
一個周期的
緊密堆積。
6
a
a
a
a
a
高頻考點1：分子密堆積——面心立方最密堆積
C
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
C
【問題2】1個晶胞的質量(g)？
【問題3】小球間位置關系？
【問題4】微粒小球的半徑 r 與晶胞參數a的關系？
【問題5】兩小球之間的最近距離？
【問題1】1個晶胞中含有微粒的個數（N）？
4
該晶胞的密度？
g·cm-3
4
4
a3
a
a = 4 r
2
等徑球面心接觸（面對角線相切）
面對角線的一半,
①立方體空隙
【問題1】空隙的種類？
②四面體空隙
③八面體空隙
【問題2】如何判定空隙的類型？
正四面體空隙
4個緊密相切的堆積球
歸納：面心立方最密堆積的8個頂點各自對應一個正四面體空隙,1個晶胞共有8個正四面體空隙。
堆積球的位置：晶胞的一個頂點和三個面心
思路
梳理：
1、觀察堆積球的數目、位置及相互關系
8個堆積球相切
4個堆積球相切
6個堆積球相切
例：CaF2晶胞
說明：Ca2+做堆積球，在頂點和面心構成面心立方， F-在體內，做填隙球，填充在Ca2+圍成的8個正四面體空隙中。
高頻考點2：分子密堆積——面心立方最密堆積的空隙問題
例：BiF3晶胞
正八面體空隙
6個緊密相切的堆積球
最典型的填隙球位于晶胞體心，堆積球就位于晶胞的六個面心
思路
梳理：
歸納：屬于面心立方最密堆積晶胞棱邊上的正八面體空隙有12×1/4
=3個，加上體內的1個，1個晶胞共有4個正八面體空隙。
和體心等效的位置是棱心
2、根據填隙球（A）的配位數確定
若A的配位數為8，就填充在B圍成的立方體空隙中；
若A的配位數為6，填充在B圍成的八面體空隙中；
若A的配位數為4，填充在B圍成的四面體空隙中。
堆積球B的粒子數：立方體空隙數：四面體空隙數：八面體空隙數=1：1：2：1
N(Bi3+)=4
四面體空隙數=8
八面體空隙數=4
3、根據堆積球（B）與空隙的比例關系確定
基本思路：Bi3+做堆積球，位于頂點（8×1/8＝1個）和面心(6×1/2
＝3個）,構成面心立方晶胞；F-做填隙球，分別在體內（配位數為4）和棱心（配位數為6），
因此有8個正四面體空隙和4個正八面體空隙。
高頻考點2：分子密堆積——面心立方最密堆積的空隙問題
例：NaCl晶胞
說明：Cl－做堆積球，在頂點和面心構成面心立方； Na+在體心和棱心，做填隙球，填充在Cl－圍成的4個正八面體空隙中。
①每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體，配位數 。
②密度：
必備知識2——典型的分子晶體和共價晶體
典型代表物 空間結構 結構分析
①C原子采取 雜化，每個C與相鄰的 個C以 結合，形成 ，鍵角均為 。
②最小碳環為 元環，環上的C 同一平面內，
③每個C參與4個C-C鍵的形成，碳原子數與C-C鍵數之比為 。
④1個金剛石晶胞中，碳原子分別位于 、 、 ，共 個。
①每個Si與4個O以共價鍵結合，形成 結構；
②每個正四面體占有1個Si，4個“1/2O”，晶體中Si與O的個數比為 ；
③最小環上有 個原子，即 個Si， 個O。
sp3
1：2
6
12
6
4
共價鍵
正四面體
109.5
1：2
正四面體
6
金剛石
二氧化硅
SiC、BP、AlN
不在
⑤
④
頂點
面心
體內
8
4
高頻考點3：金剛石的空間構型
【問題1】微粒半徑 r 與晶胞參數 a的關系？
【問題2】兩個碳原子間的最近距離？
【問題3】正四面體空隙的填隙率？
【問題4】晶胞的密度計算？
金剛石晶胞
金剛石晶胞的1/8
m
2
m
m
3
m
m = 4 r
3
a=2m
a/2=4 r
3
2
1
r = a
注意：1、2兩球是虛擬的！
體對角線AD=
微粒半徑 r 與晶
胞參數 a的關系
兩原子最近距離為
晶胞體對角線的1/4
A
D
頂點和面心的C構成面心立方晶胞，即為堆積球B，共構成8個正四面體空隙；體內的4個碳原子即為填隙球A，填充在其中4個空隙中，所以正四面體空隙的填隙率為50%。
50%
8r
g·cm-3
8
a3
7.【2022 年全國高考理綜甲卷T35節選】 (5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物,其晶胞結構如圖所示,X代表的離子是 ;若該立方晶胞參數為 a pm,正負離子的核間距最小為 pm。
解析：由圖可知，X代表的離子位于頂點和面心，構成面心立方最密堆積，
面心立方最密堆積有8個正四面體空隙，X做堆積球，共8×1/8+6×1/2=4個，
X類似于金剛石在頂點和面心的C原子，
題給晶胞體內有8個Y，根據化學式CaF2，可知X是Ca2+，Y是F-，F-做填隙球，填隙率100%，
因此，對照金剛石的晶胞結構，Ca2+與F-最近的核間距為晶胞體對角線長度的1/4，
由于晶胞參數為apm，故Ca2+與F-最近的核間距為√3/4apm。
金剛石體內的C共4個，正四面體空隙填隙率為50% ；
Ca2+
√3/4a
考向2——以金剛石、石墨等晶體結構為背景的晶胞分析
8.【2019新課標Ⅰ卷35T35節選】(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離x= pm，Mg原子之間最短距離y= pm。設阿伏加德羅常數的值為NA，則MgCu2的密度是 g·cm 3(列出計算表達式)。
分析1：根據圖b可知，Cu原子之間最短距離為該晶胞面對角線的1/4，由于晶胞參數是a pm，則面對角線是 ，
則x＝ pm。
面對角線 a
體對角線 a
3
分析2：Mg以金剛石方式堆積，因而Mg原子之間最短距離為晶胞體對角線的1/4，體對角線是 ，則y＝ pm。
分析3：鎂以金剛石方式堆積，晶胞中含有Mg原子8×1/8+6×1/2+4＝8個，而Cu以四面體方式排列在Mg的八面體空隙和半數四面體空隙中，共16個，1mol晶胞的質量是 。由于晶胞參數是a pm，則MgCu2的密度是 g·cm 3。
考向2——以金剛石、石墨等晶體結構為背景的晶胞分析
混合型晶體 空間結構 晶胞 結構特點
石墨
碳原子的排列方式： 結構 ，每層內C以
雜化，存在 鍵，C之間以 形成 的平面網狀結構，鍵角 ，
C與碳碳鍵之比為 。每一層內C-C的鍵長為1.42×10-10m，比金剛石中C-C的鍵長(1.54×10-10m)短，因此熔沸點高于金剛石;層與層之間以 結合，所以石墨硬度小，滑膩感，能導電因為 。
層狀
正六邊形
sp2
120°
2：3
共價鍵
高頻考點4：混合型晶體——石墨
分子間作用力
大π
大π鍵
(5)每個基本結構單元(圖中實線圈部分)中兩個N原子(圖中
虛線圈所示)被O原子代替，形成O摻雜的g-C3N4(OPCN) ，
OPCN的化學式為_______。
9.【2021年福建高考真題節選】石墨相氮化碳g-C3N4作為一種新型光催化材料，在光解水產氫等領域具有廣闊的應用前景，研究表明，非金屬摻雜(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構，其中一種二維平面結構如圖所示。
解析：由題知g-C3N4 具有和石墨相似的層狀結構，由基本結構單元分析可知，N原子的成鍵存在連兩個C和三個C 的兩種情況，
連三個C的N原子處在中心的完全屬于該基本結構單元，
故一個基本結構單元含有6個C和7+1/3 ×3=8個N原子；
將圖中虛線圈所示的N原子用O原子代替，則O原子完全屬于該基本結構單元，故該基本結構單元含有6個C原子、6個N原子、2個O原子，
連兩個C的N原子完全屬于該基本結構單元，
處在“頂點”的屬于三個基本結構單元，
則形成O摻雜的g-C3N4(OPCN)的化學式為C3N3O。
C3N3O
考向2——以金剛石、石墨等晶體結構為背景的晶胞分析
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2025
知識重構
考向2——以金剛石、石墨等晶體結構為背景的晶胞分析
a
a
a
m
a = 4 r
2
m = 4 r
3
面心立方最密堆積
金剛石結構
1/8晶胞
石墨
遷移應用
層狀結構 ，每層內C原子采取sp2雜化，以共價鍵形成平面六元并環結構，鍵角120°，每個正六邊形的C原子與碳碳鍵之比為2：3。
面對角線相切
體對角線相切
遷移應用
立足微粒的面心立方最密堆積方式，熟知金剛石及石墨晶體的結構特點，靈活運用小球間的位置關系進行知識遷移。
核心思想：
考向2——以金剛石、石墨等晶體結構為背景的晶胞分析
a/2 = 4 r
3
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2025
知識重構
①熔、沸點數據
②常溫下物質狀態
③鍵能大小
④成鍵結構等
題目信息
晶體類型
分子晶體
共價晶體
CO2等面心立方
最密堆積小球間的位置關系
金剛石小球間的位置關系
拓展：石墨
（混合晶體）
結構問題
距離問題
空隙問題
密度問題
性質問題
熔沸點、硬度、
穩定性解釋問題
微粒間作用力
類型判斷
分子晶體及原子晶體的堆積方式之思維導圖分子晶體及共價晶體的堆積方式
1．（2024山東·T4）下列物質均為共價晶體且成鍵結構相似，其中熔點最低的是
A．金剛石(C) B．單晶硅(Si) C．金剛砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相)
2．（2024浙江6月卷·T10）X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數依次增大，分別位于三個不同短周期，Y與M同主族，Y與Z核電荷數相差2，Z的原子最外層電子數是內層電子數的3倍。下列說法不正確的是
A．鍵角： YX+ 3>YX- 3 B．分子的極性：Y2X2>X2Z2
C．共價晶體熔點： Y>M D．熱穩定性：YX4>MX4
3．（2024新課標卷·T11）我國科學家最近研究的一種無機鹽Y3[Z(WX6)]2納米藥物具有高效的細胞內亞鐵離子捕獲和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍，X和Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高。Z的M層未成對電子數為4。下列敘述錯誤的是
A．W、X、Y、Z四種元素的單質中Z的熔點最高
B．在X的簡單氫化物中X原子軌道雜化類型為sp3
C．Y的氫氧化物難溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D．Y3[Z(WX)6]2中WX-提供電子對與形成配位鍵
4．（2024安徽卷·T7）地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質，轉化關系之一如下圖所示(X、Y均為氮氧化物)，羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下，羥胺易潮解，水溶液呈堿性，與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺[NH3OH]Cl廣泛用子藥品、香料等的合成。下列有關物質結構或性質的比較中，正確的是
A．鍵角： NH3>NO- 3
B．熔點： NH2OH >[NH3OH]Cl
C．同濃度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羥胺分子間氫鍵的強弱：O-H…O>N-H…N
5．（2024河北·T7）侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR+YW3+XZ2+W2Z==QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是( )
A. 原子半徑：WC. 單質沸點：Z6．（2024黑吉遼卷·T11）如下反應相關元素中，W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態，基態Y、Z原子有兩個未成對電子，Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色。下列說法錯誤的是
QZY4溶液 QZX4Y4W12溶液
A．單質沸點： Z>Y>W B．簡單氫化物鍵角：X>Y
C．反應過程中有藍色沉淀產生 D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
7．（2024浙江1月卷·T12）X、Y、Z、M和Q五種主族元素，原子序數依次增大，X原子半徑最小，短周期中M電負性最小，Z與Y、Q相鄰，基態Z原子的s能級與p能級的電子數相等，下列說法不正確的是
A．沸點： X2Z>X2Q
B．M與Q可形成化合物M2Q、M2Q2
C．化學鍵中離子鍵成分的百分數： M2Z>M2Q
D． YZ- 3與QZ2-3離子空間結構均為三角錐形
8．（2024浙江·T14）Si5Cl10中的Si原子均通過sp3雜化軌道成鍵，與NaOH溶液反應Si元素均轉化成Na2SiO3。下列說法不正確的是
A．Si5Cl10分子結構可能是 B．Si5Cl10與水反應可生成一種強酸
C．Si5Cl10與NaOH溶液反應會產生H2 D．Si5Cl10沸點低于相同結構的Si5Br10
9．（2024江蘇·T4）明礬 [KAl(SO4)2·12H2O]可用作凈水劑。下列說法正確的是
A．半徑：r(Al3+)> r(K+) B．電負性：χ(O)>χ(S)
C．沸點：H2S>H2O D．堿性：Al(OH)3>KOH
10．（2024廣東·T12）一種可為運動員補充能量的物質，其分子結構式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則
A．沸點：ZR3< YR3 B．最高價氧化物的水化物的酸性：ZC．第一電離能：Z11.(2022 年海南新高考T19節選)（3）鄰苯二甲酸酐 和鄰苯二甲酰亞胺 都是合成酞菁的原料,后者熔點高于前者,主要原因是 。
12.(2019年全國Ⅰ卷T35（3）)節選一些氧化物的熔點如表所示：
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔點/℃ 1570 2800 23.8 -75.5
解釋表中氧化物熔點差異的原因 。
13.（2018年全國Ⅰ卷T35（3）節選）LiAlH3中，存在 （填標號）。
A.離子鍵 B.δ鍵 C.π鍵 D.氫鍵
14.（2016年全國ⅡⅠ卷T37節選）（5）Ge單晶具有金剛石型結構，微粒之間存在的作用力是 。
15 .（2022 年湖北新高考T7）C60 在高溫高壓下可轉變為具有一定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是 ( )
A.具有自范性 B.與C60 互為同素異形體
C.含有 sp3 雜化的碳原子 D.化學性質與金剛石有差異
16.（2021·湖南卷）硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應用于光電材料領域。回答下列問題：
（1）基態硅原子最外層的電子排布圖為_______，晶體硅和碳化硅熔點較高的是_______(填化學式)；
（2）硅和鹵素單質反應可以得到SiX4，SiX4的熔沸點如下表：
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔點/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸點/K 187.2 330.8 427.2 560.7
①0℃時，呈液態的是____(填化學式)，沸點依次升高的原因是_____，氣態分子的空間構型是_______；
17.（2022 年江蘇新高考T5）下列說法正確的是 ( )D. ⅣA 族元素單質的晶體類型相同
18.(2020年福建漳州三檢）兩種硼氫化物的熔點如表所示，其熔點差異的原因是 。
硼氫化物 NaBH4 Al（BH4）3
熔點/℃ 400 -64.5
19.（2016年全國ⅢT37（4）節選）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是 。
20.（2020年山東濟寧三模節選）（2）HCOOH的沸點比CO2高的原因是 。
21.（2017年海南T19Ⅱ（1）節選）碳的一種單質的結構如圖1所示。該單質的晶體類型為 ，原子間存在的共價鍵類型有 ，碳原子的雜化軌道類型是
。
22.（2021 年高考廣東卷T9節選）
理論計算預測，由汞（Hg）、鍺（Ge）、銻（Sb）形成的一種新物質X為潛在的拓撲絕緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體（晶胞如圖9a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①圖9b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結構，它不是晶胞單元，理由是__________________。
②圖9c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數目為____；該晶胞中粒子個數比Hg：Ge：Sb = __ ____。
③設X的最簡式的式量為Mr，則X晶體的密度為________g/cm3（列出算式）。
23.（2020年湖北武漢6月模擬）
KBBF（氟代硼鈹酸鉀）為層片狀結構，如圖1所示為其中一層的局部示意圖。平面六元環以B—O鍵和Be—O鍵交織相連，形成平面網狀結構，每個Be都鏈接一個F，且F分別指向平面的上方或下方，K+分布在層間。KBBF晶體的化學式為 。
BeO也是制備KBBF的原料，其晶胞結構如圖2 所示。沿著晶胞體對角線方向投影，下列能正確表示投影結果的是 （填標號）。
BeO晶胞中，O的堆積方式為 ；設O與Be之間的最短距離為acm，NA表示阿伏伽德羅常數的值，則BeO晶體的密度為 g·cm-3。
14.（2021年河南三市三聯）（1）Li+嵌入兩層石墨間導致石墨堆積方式發生改變，形成如圖1所示的晶體結構。
①石墨是一種導體，但石墨的導電性只能沿石墨平面的方向，原因是 。
②已知碳原子與碳原子之間距離是anm，則Li+與Li+間的最短距離是 nm；石墨層之間的距離是bnm（其中b >3a），設NA表示阿伏伽德羅常數的值，則晶體的密度是 g·cm-3（列出計算式即可）。
磷化硼是一種耐磨涂料可用作金屬的表面保護層。磷化硼晶體的晶胞結構如圖2所示。
①在一個晶胞中磷原子的空間堆積方式為 ，磷原子的配位數為 。
②已知晶胞參數為apm，阿伏伽德羅常數的數值為NA，則磷化硼晶體的密度為
g·cm-3（列出計算式即可）。
分子晶體及原子晶體的堆積方式答案及解析
1.【答案】B
【詳解】金剛石(C)、單晶硅(Si)、金剛砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都為共價晶體，結構相似，則原子半徑越大，鍵長越長，鍵能越小，熔沸點越低，在這幾種晶體中，鍵長Si-Si> Si-C >B-N>C-C，所以熔點最低的為單晶硅。
2.【答案】B
【分析】X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數依次增大，分別位于三個不同短周期，Y與M同主族，Y與Z核電荷數相差2，Z的原子最外層電子數是內層電子數的3倍，則Z為O元素，Y為C元素，X為H元素，M為Si元素。
【解析】YX+ 3為CH+ 3，其中C原子的雜化類型為sp2，CH+ 3的空間構型為平面正三角形，鍵角為120°；YX- 3為CH- 3，其中C原子的雜化類型為sp3，CH- 3的空間構型為三角錐形，由于C原子還有1個孤電子對，故鍵角小于109°28 ，因此，鍵角的大小關系為YX+ 3>YX- 3，A項正確；
Y2X2為C2H2，其為直線形分子，分子結構對稱，分子中正負電荷的重心是重合的，故其為百極性分子；H2O2分子結構不對稱，分子中正負電荷的重心是不重合的，故其為極性分子，因此，兩者極性的大小關系為Y2X2金則石和晶體硅均為共價晶體，但是由于C的原子半徑小于Si，因此，C—C鍵的鍵能大于Si—Si鍵的，故共價晶體熔點較高的是金剛石，C項正確；
元素的非金屬性越強，其氣態氫化物的熱穩定性越強；C的非金屬性強于Si，因此，甲烷的穩定熱穩定性較高，D項正確。
3.【答案】A
【分析】W、X 、Y、Z的原子序數依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍，則W為C元素；每個周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一電離能都比左右相鄰元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成簡單陽離子，則Y屬于金屬元素，故X和Y分別為N和Mg；Z的M層未成對電子數為4，則其3d軌道上有4個不成對電子，其價電子排布式為3d64s2，Z為Fe元素，Y3[Z(WX)6]2為Mg3[Z(CN)6]2。
【解析】W、X、 Y、Z四種元素的單質中，N元素的單質形成分子晶體，Mg和Fe均形成金屬晶體，C元素既可以形成金剛石又可以形成石墨，石墨的熔點最高，A項錯誤；
在X的簡單氫化物是NH3，其中C原子軌道雜化類型為sp3，B項正確；
Y的氫氧化物是Mg(OH)2，其屬于中強堿，其難溶于水，難溶于NaCl溶液，但是，由于NH4Cl電離產生的NH+ 4可以破壞Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液，C項正確；
Mg3[Z(CN)6]2中CN-提供電子對與Fe3+形成配位鍵，D項正確。
4.【答案】D
【解析】NH3中N原子的價層電子對數=3+×(5-3×1)=4，為sp3雜化，鍵角為107°，NO- 3中N的價層電子對數=3+×(5+1-3×2)=3，為sp2雜化，鍵角為120°，故鍵角：NH3NH2OH為分子晶體，[NH3OH]Cl為離子晶體，故熔點：NH2OH <[NH3OH]Cl，B項錯誤；
由題目信息可知，25℃下，Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，故NH2OH的堿性比NH3·H2O弱，故同濃度的水溶液中， [NH3OH]+的電離程度大于NH+ 4的電離程度，同濃度水溶液的pH：[NH3OH]ClO的電負性大于N，O-H鍵的極性大于N-H鍵，故羥胺分子間氫鍵的強弱O-H…O>N-H…N，D項正確。
5.【答案】C
【分析】侯氏制堿法主反應的化學方程式為NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl，則可推出W、X、Y、Z、Q、R分別為H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【詳解】A．一般原子的電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小，則原子半徑：HB．同周期從左到右元素第一電離能呈增大趨勢，ⅡA族、ⅤA族原子的第一電離能大于同周期相鄰元素，則第一電離能：CC．O2、Cl2為分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高，二者在常溫下均為氣體，在常溫下為固體，則沸點：O2< Cl2D．同周期元素，從左往右電負性逐漸增大，同族元素，從上到下電負性逐漸減小，電負性：Na6.【答案】D
【分析】Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色，則Q為Cu元素；空間運動狀態數是指電子占據的軌道數，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態，則X為第2周期元素，滿足此條件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z為原子序數依次增大，基態Y、Z原子有兩個未成對電子，若Y、Z為第2周期元素，則滿足條件的可能為C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序數小于N，所以Y不可能為C，若Y、Z為第3周期元素，則滿足條件的可能為Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可與Cu形成CuZY4，而O、Si、S中只有O和S形成的SO2-4才能形成CuZY4，所以Y、Z分別為O、S元素，則X只能為N；W能與X形成WX3，則W為IA族或VIIA族元素，但W原子序數小于N，所以W為H元素，綜上所述，W、X、Y、Z、Q分別為H、N、O、S、Cu。【解析】W、Y、Z分別為H、O、S，S單質常溫下呈固態，其沸點高于氧氣和氫氣，O2和H2均為分子晶體，O2的相對分子質量大于H2，O2的范德華力大于 H2，所以沸點O2＞H2，即沸點S＞O2＞H2，A項正確；
Y、X的 簡單氫化物分別為H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的價層電子對數為2+×(6-2×1)=4、孤電子對數為2，空間構型為V形，鍵角約105 ，NH3的中心原子N原子的價層電子對數為3+×(5-3×1)=4、孤電子對數為1，空間構型為三角錐形，鍵角約107 18 ，所以鍵角：X>Y，B項正確；
硫酸銅溶液中滴加氨水，氨水不足時生成藍色沉淀氫氧化銅，氨水過量時氫氧化銅溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反應過程中有藍色沉淀產生，C項正確；
QZX4Y4W12為Cu(NH3)4SO4，其中銅離子提供空軌道、NH3的N原子提供孤電子對，兩者形成配位鍵，配位原子為N，D項錯誤。
7.【答案】D
【分析】X半徑最小為H，短周期電負性最小則M為Na，Z原子的s能級與p能級的電子數相等，則Z為O，Z與Y、Q相鄰，Y為N，Q為S，以此分析；
【解析】A．H2O中含有氫鍵，則沸點高于H2S，A正確；
B．Na與O形成Na2O、Na2O2，則O與S同族化學性質性質相似，B正確；
C．Na2O的電子式為Na＋Na＋，Na2S的電子式為Na＋Na＋，離子鍵百分比 = (電負性差值 / 總電負性差值)，O的電負性大于S，則Na2O離子鍵成分的百分數大于Na2S，C正確；
D. NO- 3為sp2雜化，孤電子對為0，為平面三角形，SO2-3為sp3雜化，孤電子對為1，三角錐形，D錯誤。
8.【答案】A
【知識點】簡單配合物的成鍵、分子晶體的物理性質、氧化還原反應中反應物或產物的推斷
【詳解】
A．該結構中，如圖所示的兩個Cl，Cl最外層有7個電子，形成了兩個共價鍵，因此其中1個應為配位鍵，而Si不具備空軌道來接受孤電子對，因此結構是錯誤的，故A錯誤；
B．Si5Cl10與水反應可生成HCl，HCl是一種強酸，故B正確；
C．Si5Cl10與NaOH溶液反應元素均轉化成Na2SiO3，Si的化合價升高，根據得失電子守恒可知，H元素的化合價降低，會有H2生成，故C正確；
D．Si5Br10的相對分子質量大于Si5Cl10，因此Si5Br10的范德華力更大，沸點更高，故D正確。
9.【答案】B
【詳解】A．Al3+有2個電子層，而K+有3個電子層，因此，K+的半徑較大，A錯誤；
B．同一主族的元素，其電負性從上到下依次減小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的電負性較大，B正確；
C．雖然H2S的相對分子質量較大，但是H2O分子間可形成氫鍵，因此H2O的沸點較高，C錯誤；
D．元素的金屬性越強，其最高價的氧化物的水化物的堿性越強，K的金屬性強于Al，因此KOH的堿性較強，D錯誤。
10.【答案】D
【分析】Y可形成5個共價鍵，Z可形成3個共價鍵，Z和Y同族，Y原子序數比Z大，即Z為N元素，Y為P元素，W可形成4個共價鍵，原子序數比N小，即W為C元素，R可形成1個共價鍵，原子序數比C小，即R為H元素，X可形成2個共價鍵，原子序數在N和P之間，即X為O元素，綜上：R為H元素、W為C元素、Z為N元素、X為O元素、Y為P元素。
【詳解】A．由于NH3可形成分子間氫鍵，而PH3不能，因此沸點：NH3＞YH3，故A錯誤；
B．W為C元素、Z為N元素，由于非金屬性：C＜N，因此最高價氧化物的水化物的酸性：H2CO3＜HNO3，故B錯誤；
C．同周期元素從左到右第一電離能有增大趨勢，ⅡA族、ⅤA族原子第一電離能大于同周期相鄰元素，即第一電離能：CD．NO- 3的中心原子價層電子對數為，屬于sp2雜化，為平面三角形， CO2- 3的中心原子價層電子對數為，屬于sp2雜化，為平面三角形，故D正確。
11.【答案】由于鄰苯二甲酸酐和鄰苯二甲酰亞胺均為分子晶體,而后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,因此后者熔點更高。
【解析】由于鄰苯二甲酸酐和鄰苯二甲酰亞胺均為分子晶體,而后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,因此后者熔點更高。
12.【答案】Li2O、MgO為離子晶體，晶格能MgO>Li2O；P4O6、SO2為分子晶體，分子間作用力（相對分子質量P4O6>SO2）
【解析】Li2O、MgO為離子晶體，晶格能MgO>Li2O；P4O6、SO2為分子晶體，分子間作用力（相對分子質量P4O6>SO2）
13.【答案】AB
【解析】Li+和AlH3-以離子鍵結合，AlH3-中Al和H之間是δ鍵。
14.【答案】共價鍵
【解析】 Ge單晶具有金剛石型結構，其中鍺原子的雜化方式為sp3，微粒之間存在的作用力是共價鍵。
15 .【答案】 A
【解析】自范性是晶體的性質,碳玻璃為非晶態,所以沒有自范性,A 錯誤;碳玻璃和 C60 均是由碳元素形成的不同的單質,二者互為同素異形體,B 正確;碳玻璃具有高硬度,物理性質與金剛石類似,因而結構上具有一定的相似性,二者均含有 sp3 雜化的碳原子,C 正確;金剛石與碳玻璃屬于同素異形體,性質差異主要表現在物理性質上,化學性質上也有著活性的差異,D 正確。
16.【答案】
【解析】（2） ①由題給熔沸點數據可知，0℃時，四氟化硅為氣態，四氯化硅為液態，四溴化硅、四碘化硅為固態；分子晶體的沸點取決于分子間作用力的大小，SiX4都是結構相似的分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增大，則SiX4的沸點依次升高；SiX4分子中硅原子的價層電子對數為4，孤對電子對數為0，則分子的空間構型為正四面體形，故答案為：SiCl4； SiX4都是結構相似的分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增大；正四面體形；
17.【答案】 D 錯誤
【解析】ⅣA 族元素中的碳元素形成的石墨為混合型晶體,硅形成的晶體為共價晶體(原子晶體),錫、鉛形成的晶體為金屬晶體。
18.【答案】硼氫化鋰屬于離子晶體，而硼氫化鋁屬于分子晶體，離子晶體的熔點比分子晶體高。
【解析】硼氫化鋰屬于離子晶體，而硼氫化鋁屬于分子晶體，離子晶體的熔點更高。
19.【答案】 GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體。
【解析】 GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體。根據晶體類型比較熔點。一般來說，離子晶體的熔點高于分子晶體的熔點。
20.【答案】HCOOH和CO2都為分子晶體，HCOOH分子間能形成氫鍵。
【解析】HCOOH和CO2都為分子晶體，比較分子晶體的沸點高低時先看是否能形成分子間氫鍵，再看相對分子質量的相對大小。
21.【答案】混合晶體 δ鍵和π鍵 sp2
【解析】由碳單質的晶體結構可知，該單質為片層結構，是石墨晶體，屬于混合晶體。在石墨晶體中，同層的每一個碳原子以SP2雜化軌道與相鄰的三個碳原子，以δ鍵結合，六個碳原子在同一個平面上形成了正六邊形的環，伸展成片層結構在同一平面內的碳原子還剩余2P軌道。這些P軌道又相互平行，并垂直于碳原子構成的平面，形成了大π鍵。
22.【答案】①由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形式。
② 4 4；1：1：2 ③
【解析】①對比圖9b和圖9c可得X晶體的晶胞中上下兩個單元內的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是晶體的最小重復單位要求，故答案為：由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形式。
②以晶胞上方立方體中右側面心中Hg原子為例，同一晶胞中與Hg距離最近的Sb的數目為2，右側晶胞中有2個Sb原子與Hg原子距離最近，因此X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數目為4；該晶胞中Sb原子均位于晶胞內，因此1個晶胞中含有Sb原子數為8，Ge原子位于晶胞頂點、面心、體心，因此1個晶胞中含有Ge原子數為1+8×+4×=4，Hg原子位于棱邊、面心，因此1個晶胞中含有Hg原子數為6×+4×=4，則該晶胞中粒子個數比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2，故答案為：4；1：1：2。
③1個晶胞的質量m=，1個晶胞的體積V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，則X晶體的密度為== g/cm3，故答案為：
23.【答案】(1)KBe2BO3F2 (2)D 面心立方最密堆積
【解析】（1） 取題圖1 中最小的重復單元——六元環進行分析》含2個Be、1個B、3個O，且每個原子均為3個環共有，所以每個環中有2/3個Be、1/3個B、1個O，且Be與F的個數相等。根據化合物中各元素化合價的代數和為零可知，每個環需要與1個K+結合，所以KBBF晶體的化學式為KBe2BO3F2 。
（2）由題圖2可知沿著晶胞體對角線方向可以觀察到六邊形，體對角線上的Be和頂角處的O重合，六邊形均由O原子構成，四個Be相連構成一個正四面體，正四面體投影時，三個頂角構成正三角形，另一個頂角位于正三角形的中心，所以得到的投影為D。根據題圖2可知氧原子位于晶胞的8個頂點和6個面心，所以屬于面心立方最密堆積。
一個Be晶胞中含有氧原子的個數為8×1/8+6×1/2=4，含有Be原子的個數為4，晶胞質量m=4×25/NA g，氧原子與鈹原子之間的最短距離為體對角線長度的1/4，設晶胞參數為xcm，則4a=√3x,故晶體密度為 g·cm-3。
24.【答案】（1）①由于石墨結構中碳原子未參與雜化的p軌道之間形成大π鍵，使p軌道中的電子可以在整個碳原子平面中運動，且相鄰碳原子平面之間相隔較遠，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面，所以石墨的導電性只能沿石墨平面的方向。
②3a
（2）① 面心立方最密堆積 4第66講分子晶體及原子晶體的堆積方式
知識重構（首行縮進2個漢字，五號，黑體）
構成物質的的基本微粒與相互作用
【問題1】構成物質的基本微粒有哪些？
【問題2】微粒都能構成哪些類別的物質？
【問題3】微粒之間存在哪些相互作用？
【問題4】微粒構成的晶體類型？
典型的分子晶體和原子晶體
(1)分子晶體
分子間 作用力 堆積方式 典型物質 分子結構 晶胞 結構特點
氫鍵和范德華力 非密 堆積 冰(H2O) 氫鍵具有 ，冰晶體中，氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角的 個相鄰水分子相互吸引，所以1mol冰中有 mol氫鍵，這使冰晶體中水分子的空間利用率 ，所以冰的密度 液態水。
范德華力 分子 密堆積 干冰(CO2) 碘(I2) C60 面心立方最密堆積 若以一個分子為中心，周圍有 個緊鄰的分子，這就是分子 。 ①每個干冰晶胞中有 個CO2分子，配位數 ，CO2的排列方向有 種， 。 ②I2的排列方向有兩種， 和 。 ③C60結構： 分子，固態時是 ，每個碳原子只跟相鄰的 形成共價鍵，60個碳原子構成 形，共32面體，包括 個五邊形， 個六邊形。
高頻考點1：分子密堆積——面心立方最密堆積
①一維空間里微粒的堆積方式：
②二維空間里微子的堆積方式
非密置層放置：配位數： ，空隙形狀： 。
密置層放置：配位數： ，空隙形狀： 。
③三維空間中密置層的堆積方式
第二層小球的球心對準第一層小球空隙的 、 、 位；
第三層小球的球心對準第一層小球空隙的 、 、 位。
第四層同第 層。
每三層形成一個 的緊密堆積。
【問題1】1個晶胞中含有微粒的個數（N)？
【問題2】1個晶胞的質量？ 該晶胞的密度？
【問題3】小球間位置關系？
【問題4】微粒小球的半徑 r 與晶胞參數a的關系？
【問題5】兩小球之間的最近距離？
高頻考點2：分子密堆積——面心立方最密堆積的空隙問題
【問題1】空隙的種類？
①立方體空隙： ②四面體空隙 ③八面體空隙
結構特點: ， ， 。
【問題2】如何判定空隙的類型？
方法1：觀察堆積球的數目、位置及相互關系
正四面體空隙：
思路梳理： ；
歸納： 。
分析： 。
正八面體空隙：
思路梳理： ；
歸納： 。
分析： 。
方法2：根據填隙球（A）的配位數確定
若A的配位數為8，就填充在B圍成的 空隙中；
若A的配位數為6，填充在B圍成的 空隙中；
若A的配位數為4，填充在B圍成的 空隙中。
方法3：根據堆積球（B）與空隙的比例關系確定
堆積球B的原子數：立方體空隙數：四面體空隙數：八面體空隙數= ： ： ：
分析： 。
（2）原子晶體
典型代表物 空間結構 結構分析
金剛石 ①C原子采取 雜化，每個C與相鄰的4個C以 結合，形成 ， ②鍵角均為 。 ③最小碳環為 元環，環上C 同一平面內。 ④每個C參與4個C-C鍵的形成，碳原子數與C-C鍵數之比為 。 ⑤密度： 。
SiC、BP、AlN ①每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體，配位數 。 ②密度： ； 。 。
二氧化硅 ①每個Si與4個O以共價鍵結合，形成 結構； ②每個正四面體占有1個Si4個“1/2O”，晶體中Si與O的個數比為 ； ③最小環上有 個原子，即 個Si， 個O。 ④密度： 。
高頻考點4：金剛石的空間構型
【問題1】粒子半徑 r 與晶胞參數 a的關系？
【問題2】兩個碳原子間的最近距離？
【問題3】正四面體空隙的填隙率？
【問題4】晶胞的密度計算？
高頻考點5：混合型晶體——石墨
混合型晶體 空間結構 晶胞 結構特點
石墨 碳原子的排列方式： 結構 ，每層內C以 雜化，存在 鍵，C之間以 形成 的平面網狀結構，鍵角 ，C與碳碳鍵之比為 。每一層內C-C的鍵長為1.42×10-10m，比金剛石中C-C的鍵長(1.54×10-10m)短，因此熔沸點高于金剛石;層與層之間以 結合，所以石墨硬度小，滑膩感，能導電因為 。
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1．（2024山東·T4）下列物質均為共價晶體且成鍵結構相似，其中熔點最低的是
A．金剛石(C) B．單晶硅(Si) C．金剛砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相)
【答案】B
【詳解】金剛石(C)、單晶硅(Si)、金剛砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都為共價晶體，結構相似，則原子半徑越大，鍵長越長，鍵能越小，熔沸點越低，在這幾種晶體中，鍵長Si-Si> Si-C >B-N>C-C，所以熔點最低的為單晶硅。
2．（2024安徽卷·T7）地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質，轉化關系之一如下圖所示(X、Y均為氮氧化物)，羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下，羥胺易潮解，水溶液呈堿性，與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺[NH3OH]Cl廣泛用子藥品、香料等的合成。下列有關物質結構或性質的比較中，正確的是
A．鍵角： NH3>NO- 3
B．熔點： NH2OH >[NH3OH]Cl
C．25℃同濃度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D．羥胺分子間氫鍵的強弱：O-H…O>N-H…N
【答案】D
【解析】NH3中N原子的價層電子對數=3+×(5-3×1)=4，為sp3雜化，鍵角為107°，NO- 3中N的價層電子對數=3+×(5+1-3×2)=3，為sp2雜化，鍵角為120°，故鍵角：NH3NH2OH為分子晶體，[NH3OH]Cl為離子晶體，故熔點：NH2OH <[NH3OH]Cl，B項錯誤；
由題目信息可知，25℃下，Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，故NH2OH的堿性比NH3·H2O弱，故同濃度的水溶液中， [NH3OH]+的電離程度大于NH+ 4的電離程度，同濃度水溶液的pH：[NH3OH]ClO的電負性大于N，O-H鍵的極性大于N-H鍵，故羥胺分子間氫鍵的強弱O-H…O>N-H…N，D項正確。
3．（2024河北·T7）侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR+YW3+XZ2+W2Z==QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是( )
A. 原子半徑：WC. 單質沸點：Z【答案】C
【分析】侯氏制堿法主反應的化學方程式為NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl，則可推出W、X、Y、Z、Q、R分別為H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。
【詳解】A．一般原子的電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小，則原子半徑：HB．同周期從左到右元素第一電離能呈增大趨勢，ⅡA族、ⅤA族原子的第一電離能大于同周期相鄰元素，則第一電離能：CC．O2、Cl2為分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高，二者在常溫下均為氣體，Na在常溫下為固體，則沸點：O2< Cl2D．同周期元素，從左往右電負性逐漸增大，同族元素，從上到下電負性逐漸減小，電負性：Na4．（2024江蘇·T4）明礬 [KAl(SO4)2·12H2O]可用作凈水劑。下列說法正確的是
A．半徑：r(Al3+)> r(K+) B．電負性：χ(O)>χ(S)
C．沸點：H2S>H2O D．堿性：Al(OH)3>KOH
【答案】B
【詳解】A．Al3+有2個電子層，而K+有3個電子層，因此，K+的半徑較大，A錯誤；
B．同一主族的元素，其電負性從上到下依次減小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的電負性較大，B正確；
C．雖然H2S的相對分子質量較大，但是H2O分子間可形成氫鍵，因此H2O的沸點較高，C錯誤；
D．元素的金屬性越強，其最高價的氧化物的水化物的堿性越強，K的金屬性強于Al，因此KOH的堿性較強，D錯誤。
5．（2024全國甲卷·T11）(4)早在青銅器時代，人類就認識了錫。錫的鹵化物熔點數據如下表，結合變化規律說明原因： 。
物質 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔點/℃ 442 -34 29 143
【答案】(4)SnF4屬于離子晶體，SnCl4、SnBr4、SnI4屬于分子晶體，離子晶體的熔點比分子晶體的高，分子晶體的相對分子量越大，分子間作用力越強，熔點越高
【解析】根據表中數據可知，SnF4的熔點均遠高于其余三種物質，故SnF4屬于離子晶體，SnCl4、SnBr4、SnI4屬于分子晶體，離子晶體的熔點比分子晶體的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三種物質的相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增強，熔點升高，故原因為：SnF4屬于離子晶體，SnCl4、SnBr4、SnI4屬于分子晶體，離子晶體的熔點比分子晶體的高，分子晶體的相對分子量越大，分子間作用力越強，熔點越高。
6.（2022 年 1 月浙江新高考T26）（2） 四種晶體的熔點數據如表：
物質 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔點/℃ -183 -90 -127 ＞1000
CF4和SiF4 熔點相差較小，BF3 和 AlF3 熔點相差較大，原因是 。
【答案】CF4 和 SiF4 都是分子晶體，結構相似，分子間作用力相差較小，所以
熔點相差較小；BF3 通過分子間作用力形成分子晶體， AlF3 通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量多得多，所以熔點相差較大。
【解析】先判斷晶體類型，結構決定性質，性質體現結構。CF4 和 SiF4 熔點較低，且
相差較小，說明它們是結構相似的分子晶體，分子間作用力相差較小；BF3 和AlF3 熔點相差較大，推測BF3通過分子間作用力形成分子晶體， AlF3通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量更多，所以AlF3熔點很高。
7.（2020 年山東T17節選）Sn為ⅣA族元素，單質Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常壓下，SnCl4為無色液體，SnCl4固體的晶體類型為 。
【答案】分子晶體
【解析】由于常溫下SnCl4為液體，性質體現結構，可判定SnCl4為分子晶體；
8.（2022 年北京新高考9）由鍵能數據大小，不能解釋下列事實的是（ ）
化學鍵 C-H Si-H C=O C-O Si-O C-C Si-Si
鍵能/kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.穩定性：CH4>SiH4 B.鍵長：C=O晶體硅
【答案】C
【解析】鍵能越大越穩定，C-H 鍵能大于 Si-H，所以穩定性：CH4>SiH4，故不選 A；
鍵能越大，鍵長越短，C=O 鍵能大于 C-O，所以鍵長：C=O 晶體硅，故不選 D。
9.（2022 年全國高考理綜乙卷T35）(3) 鹵化物CsICl2 受熱發生非氧化還原反應,生成無色晶體 X 和紅棕色液體 Y。X 為 。解釋 X 的熔點比 Y 高的原因 。
【答案】CsCl 因 CsCl 為離子晶體,ICl 為分子晶體,所以 CsCl 的熔點高于ICl。
【解析】CsICl2 拆分成 CsCl·ICl 分析，加熱分解，發生非氧化還原反應，紅棕色液體 Y 鹵素互化物ICl,因此無色晶體X 應為 CsCl,其反應的化學方程式為CsICl2 =CsCl+ICl。因 CsCl 為離子晶體,ICl 為分子晶體,所以 CsCl 的熔點高于ICl。
10.（2021年福建高考(3) 節選）g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構，g-C3N4晶體中
存在的微粒間作用力有_______(填標號)。
a.非極性鍵 b.金屬鍵 c.π鍵 d.范德華力
【答案】cd
【解析】由題知，g-C3N4具有石墨相似的層狀結構，層與層之間存在范德華力，C與N之間存在極性共價鍵，層內存在大π鍵，故選c、d。
11.（2022 年山東新高考T5）AlN、GaN 屬于第三代半導體材料,二者成鍵結構與金剛石相似,晶體中只存在 N—Al 鍵、N—Ga 鍵。下列說法錯誤的是 ( )
A.GaN 的熔點高于 AlN B.晶體中所有化學鍵均為極性鍵
C.晶體中所有原子均采取 sp3 雜化 D.晶體中所有原子的配位數均相同
【答案】A
【解析】AlN、GaN 的成鍵結構與金剛石相似,因此 AlN、GaN 都為共價晶體,由于 Al原子的半徑小于 Ga 原子的半徑,N—Al 鍵的鍵長小于 N—Ga 鍵的鍵長,因此 N—Al 鍵的鍵能較大,AlN 晶體的熔點較高,故 GaN 的熔點低于 AlN,A 錯誤;不同種元素的原子之間形成的共價鍵為極性鍵,故兩種晶體中所有共價鍵均為極性鍵,B 正確;金剛石中每個 C 原子均采取 sp3 雜化,由于 AlN、GaN 與金剛石的成鍵結構相似,因此 AlN、GaN 晶體中所有原子也均采取 sp3 雜化,C 正確;金剛石中每個 C 原子與其周圍 4 個 C 原子共形成 4 條共價鍵,即 C 原子的配位數是 4,由于 AlN、GaN 與金剛石的成鍵結構相似,則其晶體中所有原子的配位數也均為 4,D 正確。
12.（2022 年全國高考理綜甲卷T35節選） (5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物,其晶胞結構如圖所示,X代表的離子是 ;若該立方晶胞參數為 a pm,正負離子的核間距最小為 pm。
【答案】Ca2+ √3/4apm
【解析】由圖可知，X代表的離子位于頂點和面心，構成面心立方最密堆積，面心立方
最密堆積有8個正四面體空隙，X做堆積球，共8×1/8+6×1/2=4個，X類似于金剛石在頂點和面心的C原子，金剛石體內的C共4個，正四面體空隙填隙率為50% ；題給晶胞體內有8個Y，根據化學式CaF2，可知X是Ca2+，Y是F-，F-做填隙球，填隙率100%，因此，對照金剛石的晶胞結構，Ca2+與F-最近的核間距為晶胞體對角線長度的1/4，由于晶胞參數為apm，故Ca2+與F-最近的核間距為√3/4apm
13.（2019新課標Ⅰ卷T35節選）(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方堆
積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離x= pm，Mg原子之間最短距離y= pm。設阿伏加德羅常數的值為NA，則MgCu2的密度是 g·cm 3(列出計算表達式)。
14.（2021年福建高考真題節選）石墨相氮化碳g-C3N4作為一種新型光催化材料，光
解水產氫等領域具有廣闊的應用前景，研究表明，非金屬摻雜(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構，其中一種二維平面結構如圖所示。
每個基本結構單元(圖中實線圈部分)中兩個N原子(圖中虛線圈所示)被O原子代替，
形成O摻雜的g-C3N4(OPCN) ，OPCN的化學式為_______。
【答案】C3N3O
【解析】由題知g-C3N4 具有和石墨相似的層狀結構，由基本結構單元分析可知，N原子的成鍵存在連兩個C和三個C 的兩種情況，連兩個C的N原子完全屬于該基本結構單元，連三個C的N原子處在中心的完全屬于該基本結構單元，處在“頂點”的屬于三個基本結構單元，故一個基本結構單元含有6個C和7+1/3×3=8個N原子；將圖中虛線圈所示的N原子用O原子代替，則O原子完全屬于該基本結構單元，故該基本結構單元含有6個C原子、6個N原子、2個O原子，則形成O摻雜的g-C3N4(OPCN)的化學式為C3N3O。
模型建構
1.晶體類型的判斷、晶體熔、沸點高低的比較、晶體微粒間作用力
核心思想：
分析思路：
答題思想：先整體后局部！
答題模板：先根據題目信息判斷晶體的類型，再對微粒間作用力的大小進行晶體同類型或不
同類型的比較，得出結論，解釋原因。
2.晶體微粒數的計算
核心思想：立足微粒的面心立方最密堆積方式，熟知金剛石及石墨晶體的結構特點，靈活運
用小球間的位置關系進行知識遷移。
名師導學
分子晶體及原子晶體的堆積方式之思維導圖

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