新课标地区专用2020高中化学第3章第四节离子晶体讲义精练含解析新人教版选修

第四节离子晶体学业要求素养对接1.借助离子晶体模型认识离子晶体的结构和性质。2.能利用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质。微观探析：离子晶体的结构特点。模型认知：能借助离子晶体模型说明离子晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。[知识梳理]离子晶体(1)构成微粒：阳离子和阴离子。(2)作用力：离子键。(3)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。(1)几何因素：晶体中正、负离子的半径比。(2)电荷因素：晶体中正、负离子的电荷比。(3)键性因素：离子键的纯粹程度。晶体类型NaClCsClCaF2晶胞阳离子的配位数688阴离子的配位数684晶胞中所含离子数Cl－4Na＋4Cs＋1Cl－1Ca2＋4F－8(1)硬度较大，难于压缩。(2)熔点和沸点较高。(3)固体不导电，但在熔融状态或水溶液时能导电。【自主思考】离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成？提示不一定，如NH4Cl固体是离子晶体但它不含金属元素。[自我检测]1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。(1)“NaCl”是氯化钠的分子式。()(2)离子晶体一定含有金属阳离子。()(3)离子晶体中一定不存在共价键。()(4)离子晶体都能导电。()(5)金属晶体和离子晶体的导电实质是一样的。()(6)固态不导电、水溶液能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体。()(7)NaCl晶体的晶胞中有1个Cl－和1个Na＋。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×2.离子晶体一般不具有的特征是()A.熔点较高，硬度较大D.离子间距离较大，其密度较大解析离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性，这些特性包括A、B、C项所述；离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积方式等。答案D3.下列7种物质：①白磷(P4)；②水晶；③氯化铵；④氢氧化钙；⑤氟化钠；⑥过氧化钠；⑦石墨。固态下都为晶体，回答下列问题(填写序号)：(1)不含金属离子的离子晶体是________，只含离子键的离子晶体是________，既有离子键又有非极性键的离子晶体是________，既有离子键又有极性键的离子晶体是________。(2)既含范德华力，又有非极性键的晶体是________，熔化时既要克服范德华力，又要破坏化学键的是________，熔化时只破坏共价键的是________。答案(1)③⑤⑥③④(2)①⑦⑦②学习任务一离子晶体的结构与性质【合作交流】在我们周围广泛存在着离子化合物，常温下，许多离子化合物以晶体形态存在，如碳酸钙等。1.含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？有阳离子的晶体中一定存在阴离子吗？提示不一定。也可能是金属晶体；晶体中含有阳离子，不一定存在阴离子，如金属晶体由阳离子和自由电子构成。2.离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗？提示不一定。离子晶体的熔点不一定低于共价晶体，如MgO是离子晶体，SiO2是共价晶体，MgO的熔点高于SiO2的熔点。3.离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键？提示离子晶体中除含有离子键外，还有可能含有共价键、配位键。如Na2O2、NaOH、Ba(OH)2、Na2SO4中均含离子键和共价键。【点拨提升】(1)离子晶体微粒之间的作用力是离子键，由于离子键没有方向性和饱和性，故离子晶体一般采取密堆积方式。(2)离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子，离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。(3)离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。性质原因熔、沸点离子晶体中有较强的离子键，熔化或气化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高硬度硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎导电性不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子延展性离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性判断一种物质是不是离子晶体，我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。类型项目离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键共价键分子间作用力(范德华力或氢键)金属键确定作用力强弱的一般判断方法离子电荷数、半径键长(原子半径)组成结构相似时，比较相对分子质量离子半径、价电子数熔、沸点较高很高较低差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3410℃)硬度略硬而脆很大较小差别较大导电性不良导体(熔化后或溶于水导电)不良导体(个别为半导体)不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体溶解性多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良不良不良优良延展性差差差优良易错提醒(1)离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。(2)只有分子晶体中存在单个分子。(3)某些离子晶体的熔点高于某些共价晶体的熔点。如MgO(2852℃)＞SiO2(1710℃)。(4)某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。如碱金属熔点较低。(5)个别金属的熔点高于某些共价晶体的熔点。如钨(3410℃)＞SiO2(1710℃)。(6)合金的熔点一般低于成分金属的熔点。5.晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型晶体熔、沸点的比较：①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。(2)同种类型晶体熔、沸点的比较：①共价晶体原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高。如熔点：金刚石＞硅晶体。②离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高。如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl。③分子晶体a.分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。b.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。如熔、沸点：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。④金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。【例1】NaCl晶体模型如下图所示：(1)在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋，在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是________。A.相邻的正、负离子核间距等于正、负离子半径之和B.与氯化铯晶体结构相同C.每个Na＋与6个Cl－作为近邻解析(1)在氯化钠晶体中，一个Na＋位于晶胞的中心，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)×12＝3))，因此一个晶胞中共含有4个Na＋，8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8＝1))，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×6＝3))，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它最近且距离相等的Cl－也共有12个。(2)氯化铯晶体结构呈体心立方堆积，B错误，氯化钠晶体中以Na＋为中心向三维方向伸展，有6个Cl－近邻，C正确，相邻的正、负离子核间距不等于正、负离子半径之和，A错误。答案(1)664412(2)C判断物质结构图是否表示晶胞的方法整块晶体是由完全相同的晶胞“无隙并置”地堆积而成的。“完全相同”包括“化学上等同”——晶胞里原子的数目和种类完全等同；还包括“几何上等同”——晶胞的形状、取向、大小等同，而且原子的排列完全等同。“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞完全共顶角、共面、共棱。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。因此可根据结构图在晶体中是否具有平移性来判断是否表示晶胞。【变式训练】1.如图所示是从NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()A.图(1)和(3) B.图(2)和(3)C.图(1)和(4) D.只有图(4)解析本题考查了离子晶体的代表物质NaCl、CsCl的晶体结构。NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。答案C2.下列性质适合于离子晶体的是()A.熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电B.熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电2，熔点112.8℃，沸点444.6℃D.熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g·cm－3解析离子晶体在液态(即熔融状态)导电；CS2是非极性溶剂，根据相似相溶规律，C不是离子晶体；离子晶体质硬易碎，且固态不导电，D不是离子晶体。答案A3.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中正确的是()2O22＋距离相等且最近的Ba2＋共有4个解析图示晶体中含有Ba2＋和Oeq\o\al(2－,2)，则该晶体属于离子晶体，A正确。该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C不正确，D不正确。该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个Oeq\o\al(2－,2)，晶体的化学式应为BaO2，B不正确。答案A【例2】Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K12661534183(1)解释表中氟化物熔点差异的原因：_______________________________________________________。_______________________________________________________。(2)硅在一定条件下可以与Cl2反应生成SiCl4，试判断SiCl4的沸点比CCl4的________(填“高”或“低”)，理由_______________________________________________________。解析(1)先比较不同类型晶体的熔点。NaF、MgF2为离子晶体，离子间以离子键结合，离子键作用强，SiF4固态时为分子晶体，分子间以范德华力结合，范德华力较弱，故NaF和MgF2的熔点都高于SiF4。b.再比较相同类型晶体的熔点。Na＋的半径比Mg2＋半径大，Na＋所带电荷数小于Mg2＋，所以MgF2的离子键比NaF的离子键强度大，MgF2熔点高于NaF熔点。(2)SiCl4和CCl4组成、结构相似，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，SiCl4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力，故SiCl4的熔点高于CCl4的熔点。2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF42＋的半径小于Na＋的半径且Mg2＋所带电荷数较大，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF(2)高SiCl4的相对分子质量比CCl4的大，范德华力大，因此沸点高晶格能的大小与离子半径成反比，和电荷成正比。【变式训练】4.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是()A.熔点：NaF＞MgF2＞AlF3B.沸点：NaF＞NaCl＞NaBrC.阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2D.硬度：MgO＞CaO＞BaO解析由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的微粒间的作用力依次增大，即熔点依次升高，A错误；F－、Cl－、Br－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的微粒间的作用力依次减小，B正确；CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4，C正确；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的微粒间的作用力依次减小，即硬度依次减小，D正确。答案A5.现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550Li：181HF：－83NaCl硅晶体：1410Na：98HCl：－115KCl硼晶体：2300K：64HBr：－89RbCl二氧化硅：1732Rb：39HI：－51MgO：2800据此回答下列问题：(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：①A组属于________晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是________。②硅的熔点低于二氧化硅，是由于_______________________________________________________。③硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_______________________________________________________。(2)B组晶体中存在的作用力是________，其共同的物理性质是________(填序号)，可以用________理论解释。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于______________________________________________________________________________________________________________。(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为____________________，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为______________________________________________________________。解析(1)A组由非金属元素组成，熔点最高，属于共价晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的共价晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。(2)B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“电子气理论”解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)熔点与离子电荷数和离子半径有关，电荷越多，半径越小，晶体熔点越高。答案(1)①原子共价键②Si—Si键键能小于Si—O键键能③硼晶体大于硅晶体(2)金属键①②③④电子气(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)NaCl＞KCl＞RbClMgO晶体为离子晶体，离子所带电荷越多，半径越小，熔点越高分层训练基础练1.如图所示，在氯化钠晶胞中，与每个Na＋等距离且最近的几个Cl－所围成的立体构型为()解析处在中心位置上的Na＋被6个等距离且最近的Cl－包围，将6个Cl－相连，得到的立体构型为正八面体。答案B2.氧化钙在2973K时熔化，而氯化钠在1074K时熔化，二者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是()A.氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多D.在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定解析氧化钙和氯化钠的离子间距离和晶体结构都类似，故熔点能主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定。答案C3.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是()2＋和S2－数目不相等解析选项A，该晶体属于离子晶体。选项B，从晶胞图分析，含有Zn2＋的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S2－位于立方体内，S2－的数目为4，所以该晶胞中Zn2＋与S2－的数目相等。选项C，在ZnS晶胞中，1个S2－周围距离最近的Zn2＋有4个，1个Zn2＋周围距离最近的S2－有4个，则S2－的配位数为4，Zn2＋的配位数也为4。选项D，ZnO和ZnS中，O2－的半径小于S2－的半径，离子所带的电荷数相等，所以ZnO的熔点高于ZnS。答案D4.下面的排序不正确的是()A.晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4B.硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅C.熔点由高到低：Na＞Mg＞AlD.熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI解析分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越大，则晶体熔点由低到高顺序为CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，故A正确；键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C－C＜C－Si＜Si－Si，则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故B正确；金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越大，则熔点由高到低为Al＞Mg＞Na，故C错误；离子半径越小、离子键越强，F、Cl、Br、I的离子半径在增大，离子间作用力越强，则熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故D正确。答案C5.有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是()3(CN)6B.该晶体属于离子晶体，M呈＋1价C.该晶体属于离子晶体，M呈＋2价3＋距离最近且等距离的CN－为3个解析由题图可推出，晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋的个数为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含Fe3＋的个数也为eq\f(1,2)，CN－的个数为12×eq\f(1,4)＝3，因此阴离子的化学式为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，故B项正确；由题图可看出与每个Fe3＋最近且距离相等的CN－为6个。答案B2的晶体结构与NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用Oeq\o\al(－,2)代替，则下列对于KO2晶体结构的描述正确的是()＋距离相等且最近的O2－共有8个＋距离相等且最近的O2－构成的多面体是正八面体＋距离相等且最近的K＋有8个2晶胞中的K＋和Oeq\o\al(－,2)粒子数均为8解析K＋位于晶胞棱心，与K＋距离相等且最近的O2－位于顶点和面心，共有6个，故A错误；与K＋距离相等且最近的O2－共有6个，构成正八面体，K＋位于正八面体中心，故B正确；K＋位于晶胞棱心，则被横平面、竖平面和正平面共有，且每一个平面有4个K＋距离最近，共4×3＝12个，故C错误；K＋位于晶胞棱心和体心，数目为12×1/4＋1＝4，O2－位于顶点和面心，数目为8×1/8＋6×1/2＝4，即一个KO2晶胞中摊得的K＋和O2－粒子数均为4个，故D错误。答案B7.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0，部分为－2。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。下列说法正确的是()2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)＋周围有8个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)周围有8个K＋＋距离最近的K＋有8个D.晶体中，0价氧元素与－2价氧元素的原子个数比为1∶3解析在一个超氧化钾晶胞中，含K＋数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，O2－数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，故化学式为KO2，且每个晶胞中含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)，故A项正确；晶体中每个K＋周围有6个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)周围有6个K＋，故B项不正确；晶体中与每个K＋最近距离的K＋有12个，故C项不正确；设0价氧原子个数为x，－2价氧原子个数为y，根据KO2为电中性得：2y＝eq\f(x＋y,2)，eq\f(x,y)＝eq\f(3,1)，故D项不正确。答案A8.下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。(2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。(3)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。(5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为________。解析根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋(或Cl－)周围与它最近且距离相等的Na＋(或Cl－)有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的eq\f(1,3)，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×eq\f(1,3)＝2。(6)离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径Na＋<Cs＋，所以熔点NaCl>CsCl。石墨虽为混合晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。答案(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12(6)石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰9.(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了共价键的作用力；碘的升华，粒子间克服了分子间作用力的作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是________________。(2)下列六种晶体：①CO2②NaCl③Na④Si⑤CS2⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为________________(填序号)。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，能形成分子晶体的物质是________________，含有氢键的晶体的化学式是________________，属于离子晶体的是________________，属于共价晶体的是________________，五种物质的熔点由高到低的顺序是________________。(4)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：A.固态时能导电，能溶于盐酸2，不溶于水C.固态时不导电，液态时能导电，可溶于水D.固态、液态时均不导电，熔点为3500℃试推断它们的晶体类型：C________；D________。解析(1)氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力；二氧化硅是共价晶体，熔化共价晶体时需要克服共价键的作用力；碘为分子晶体，熔化分子晶体时需克服的是分子间的作用力。由于共价晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体，所以共价晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力与化学键相比较要小得多，所以碘的熔点最低。(2)先把六种晶体分类。共价晶体：④、⑥；离子晶体：②；金属晶体：③；分子晶体：①、⑤。由于C原子半径小于Si原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，其熔点与相对分子质量成正比，故CS2熔点高于CO2；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，说明它的熔点较NaCl低。(3)H2、CO2是非极性分子，HF是极性分子，它们均形成分子晶体；(NH4)2SO4属离子晶体，SiC属共价晶体。答案(1)离子键SiO2＞KClO3＞I2(2)①⑤③②④⑥(3)H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC＞(NH4)2SO4＞HF＞CO2＞H2(4)离子晶体共价晶体素养练10.如图所示，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。(1)请将其中代表Na＋的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体的结构示意图。(2)在晶体中，每个Na＋的周围与它最接近且距离相等的Na＋共有________个。(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即________(填计算式)；Na＋的个数等于________，即________(填计算式)。(4)设NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为________cm。解析本题考查NaCl晶体的结构。(1)NaCl晶体中Na＋和Cl－相间排列成面心立方结构。(2)从体心Na＋看，与它最近的且距离相等的Na＋共有12个。(3)根据立方体结构的特点，可求阴、阳离子的个数。NaCl晶胞中，含Cl－：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)，含Na＋：12×eq\f(1,4)＋1＝4(个)。(4)设Cl－和Na＋的最近距离为acm，则两个最近的Na＋间的距离为eq\r(2)acm，晶胞边长为2acm，由m＝4×eq\f(M,NA)，ρ＝eq\f(m,V)可知V＝eq\f(4M,ρNA)，得(2acm)3＝eq\f(4×Mg·mol－1,ρg·cm－3×NAmol－1)，a＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，所以两个Na＋间的最近距离为eq\r(2)×eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。答案(1)见图(2)12(3)48×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)412×eq\f(1,4)＋1(4)eq\r(2)×eq\r(3,\f(M,2ρNA))11.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。回答下列问题：(1)D2＋的价层电子排布图为__________________________________。(2)四种元素中的第一电离能最小的是__________(填元素符号，下同)，电负性最大的是__________。(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。①该化合物的化学式为________________________________________；D的配位数为__________。②列式计算该晶体的密度__________g·cm－3。(4)A－、B＋和C3＋三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有______________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_______________________________________________________，配位体是____________。解析推断具体元素，根据元素的性质以及化合物的结构与性质分析、解决问题。A、B、C、D元素的原子序数依次增大，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，且B＋比A－多8个电子，故A为F元素，B为K元素；在第四周期中未成对电子数为4的原子的价电子排布式为3d64s2，故C为Fe元素；D的原子序数比Fe大2，D为Ni元素。(1)Ni原子的价电子排布式为3d84s2，Ni原子失去最外层4s轨道的两个电子变成Ni2＋，故价层电子排布图为。(2)F是电负性最大的元素；同周期元素中随原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，四种元素中第一电离能最小的是K元素。(3)①在该化合物中F原子位于棱、面心以及晶胞体内，故F原子个数为eq\f(1,4)×16＋eq\f(1,2)×4＋2＝8个，K原子位于棱和体内，故K原子个数为eq\f(1,4)×8＋2＝4个，Ni原子位于8个顶点上和晶胞体内，故Ni原子个数为eq\f(1,8)×8＋1＝2个，K、Ni、F原子的个数比为4∶2∶8＝2∶1∶4，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故配位数为6。②结合解析①，根据密度公式可知ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1308×10－30)g·cm－3≈3.4g·cm－3。(4)在K3FeF6中含有K＋与[FeF6]3－之间的离子键和[FeF6]3－中Fe3＋与F－之间的配位键，在配离子[FeF6]3－中F－是配位体。答案(1)(2)KF(3)①K2NiF46②eq\f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1308×10－30)(4)离子键、配位键[FeF6]3－F－2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为________。(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是________。H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为________。(3)二种晶体中熔点低的是________，其晶体受热熔化