晶体结构与性质（讲义）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第20讲晶体结构与性质

目录

考情分析知识点4离子晶体

网络构建知识点5石墨的结构特点

1考点一晶体与晶胞知识点6四种晶体的性质与判断

【夯基・必备基础知识梳理】【提升•必考题型归纳】

知识点1物质的聚集状态考向1考查常见晶体的比较与晶体类型判断

考向考查晶体熔沸点高低的比较

知识点2晶体与非晶体2

知识点3晶胞组成的计算——均摊法

3考点三晶体中原子坐标

【提升•必考题型归纳】

【夯基•必备基础知识梳理】

考向1考查晶体与非晶体

知识点1构建坐标原点、坐标轴和单位

考向2考查有关晶胞的计算

长度立体几何模型

考向3考查晶胞中粒子配位数的计算

知识点2典型晶胞结构模型的原子坐标

参数与俯视图

2考点二常见晶体的结构与性质

【提升•必考题型归纳】

【夯基・必备基础知识梳理】

考向考查原子坐标的确定

知识点1分子晶体

知识点2共价晶体真题感悟

知识点3金属晶体

考点要求考题统计考情分析

分析近三年全国卷试题，高考命题在本讲有以下规

2023全国乙卷35题，6分

物质的聚集状律：

2022山东卷5题，2分

1.从考查题型和内容上看，高考命题以非选择题

态与晶体常识2021山东卷16题，4分

呈现，考查内容主要有以下两个方面：

几种简单的晶2023湖南卷H题，3分(1)晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断。

2022湖北卷9题，3分(2)晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原

体结构

2021山东卷9题，2分子的空间位置判断。

2.从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构

为情境载体考查晶体的密度、晶胞参数计算、晶体

中原子的空间位置判断等。

过渡晶体与混3.根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以

2022江苏卷7题，3分下几个方面：

合型晶体液

2022天津卷12题，3分(1)晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判

晶断。

(2)晶体化学式的计算及晶体密度的计算。

(3)晶体类型的判断、熔点差异原因及熔沸点高低的

比较等。

晶胞中原子间的距离的计算

考点一晶体与晶胞

础砚梳理

知识点1物质的聚集状态

1.物质三态的相互转化

固态

2.物质的聚集状态

（1）气态：

①普通气体

②等离子体：

A.定义：等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈电中性的气态物质。

B.产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等

离子体

C.存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等

D.性质：具有良好的导电性和流动性

E.运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。

（2）液态：

①普通液体

②离子液体：离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。

（3）介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态

①塑晶：

A.定义：在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性（即物体发生永久形变的性质）的

一种物质聚集状态。

②液晶：

A.定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。

B.分类：分为热致液晶（只存在于某一温度范围内的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有机溶剂

后而呈现的液晶相）。

C.性质:具有液体的某些性质（如流动性、黏度、形变性等）和晶体的某些性质（如导热性、各向异性等）。

D.用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防

弹衣、防弹头盔等。

（4）固态：

①晶体：内部粒子（原子、离子或分子）在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质，绝大多数

常见的固体都是晶体。如：高锌酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。

②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥

青等。

【名师提醒】（1）构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构

成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。

（2）物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液

晶态等。

知识点2晶体与非晶体

1.晶体与非晶体的比较

晶体非晶体

结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列

自范性W无

性质特征熔点固定不固定

异同表现各向异性各向同性

二者区别间接方法看是否有固定的熔点

方法科学方法对固体进行X-射线衍射实验

2.得到晶体的途径

①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。

注：升华与凝华：固态物质受热不经过液态直接到气态的过程叫做升华；气态物质冷却不经过液态直接到

固态的过程叫做凝华。升华和凝华都属于物理变化。

③溶质从溶液中析出。

3.晶胞

①概念：描述晶体结构的基本单元。

②晶体中晶胞的排列一无隙、并置

A.无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

B.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

知识点3晶胞组成的计算——均摊法

1.原则

晶胞任意位置上的一个原子如果是被〃个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是《

2.方法

①长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算。

一|位于顶点|一同为8个晶胞所共有，专粒子属于该晶胞

*|位于棱上|f同为4个晶胞所共有，十粒子属于该晶胞

，位于面上一同为2个晶胞所共有，十粒子属于该晶胞

-1位于内部|f|整个粒子都属于该晶胞

（1）晶体中原子（或分子）的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子（或分子）的配位数指的

是该原子（或分子）最接近且等距离的原子（或分子）的数目。

（2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。

【特别提醒】（1）判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中,

Na卡周围的Na卡数目（Na+用“。”表示）：

每个面上有4个，共计12个。

（2）常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiCh、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的

空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。

4.晶胞计算公式（立方晶胞）

（1）晶体密度：QpNx=NM

（a：棱长；？密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：

基本粒子或特定组合的摩尔质量）。

（2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式（设棱长为a）

①面对角线长=逐。

②体对角线长=逐。

③体心立方堆积4r=y[3a（r为原子半径）。

④面心立方堆积4r=V2fl（r为原子半径）。

晶胞中微粒体积

（3）空间利用率=xl00%»

晶胞体积

5.有关晶胞的计算方法

（1）计算晶体密度的方法

以一个晶胞为研究对象，根据相=夕匕其一般的计算规律和公式可表示为：卷X"=px〃，其中M为晶体的

摩尔质量，w为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，p为晶体密度，a为晶胞参数。

（2）计算晶体中微粒间距离的方法

.提升•必考题型归纳

考向1考查晶体与非晶体

例1.（2023・湖北・武汉二中校联考二模）纳米SiO?为无定形（非晶态）白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表

面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO?的说法正确的是

A.对光有各向异性

B.熔点与晶体SiO?相同

C.与晶体SiO?互为同分异构体

D.可用X-射线衍射实验区分纳米Si。2与晶体Si。？

【解析】A.纳米SiO2为无定形，不是晶体，没有对光的各向异性，故A错误；B.纳米Si。?不是晶体，SiO2

是共价晶体，因此熔点不相同，故B错误；C.具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，SiO2

只是化学式，晶体Si。？中没有分子，故C错误；D.纳米Si。?不是晶体，Si。?是共价晶体，可用X-射线衍

射实验区分纳米Si。2与晶体Si。？，故D正确；故选D。

【答案】D

【变式训练1】（2023•新疆•统考三模）蜡染技艺是中国非物质文化遗产之一，其制作工序包括：棉布制板、

画蜡（将蜂蜡熔化后画在布上形成覆盖层）、蓝靛染色、沸水脱蜡、漂洗等。下列说法错误的是

A.“制板”用的白棉布，主要成分为纤维素

B.“画蜡”过程为物理变化

C.“画蜡”用的蜂蜡，是一种纯净物，有固定熔点

D.“染色”用的蓝靛（如图），属于芳香族化合物

【解析】A.棉花是纤维素，所以白棉布主要成分为纤维素，A正确；B.“画蜡”过程中将蜂蜡熔化后画在

布上形成覆盖层，没有新物质生成，为物理变化，B正确；C.“画蜡”用的蜂蜡，是一种混合物，不属于晶

体，无固定熔点，C错误；D.根据题目信息可知蓝靛的结构中有苯环属于芳香族化合物，D正确；故选C。

【答案】C

【变式训练2】（2023•江苏南通・海门中学校考模拟预测）化学与科技、生产、生活密切相关，下列有关说法

不正确的是

A.氮化硅、碳化硅等新型陶瓷属于无机非金属材料

B.不同冠酸有不同大小的空穴，可用于识别碱金属离子

C.X射线衍射实验可用于鉴别晶体与非晶体

D.利用CO?合成的可降解塑料PC（聚碳酸酯）是纯净物

【解析】A.氮化硅、碳化硅等新型陶瓷是高温结构材料，属于新型无机非金属材料，具有耐高温、耐酸

碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，A正确；B.冠醴是一类皇冠状的分子，不同冠配有不同大小

的空穴，可用于识别碱金属离子，B正确；C.根据X射线衍射图显示的信息，科学家能推知晶体内部的

微观结构，故可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体，C正确；D.利用co2合成的可降解塑料PC(聚碳

酸酯)属于高分子化合物，属于混合物，D不正确；答案选D。

【答案】D

考向2考查有关晶胞的计算

例2.(2023•山西吕梁・统考二模)具有光催化活性的TiCh可通过氮掺杂生成TKh-aNb后，在光照下的输出

稳定性更好，其晶胞结构如图，已知原子1、原子2的分数坐标为(0,0,；)和(1,0,0),设阿伏加德罗常

数的值为NA,下列说法正确的是

氧空穴

.一53

A.氮掺杂生成的TiCh-aNb中，a=-,b=—

o16

3

B.原子3的分数坐标为(1,0,4)

4

C.TiO?晶体中，Ti的配位数为8

4x(48+16x2)

D.TiO2的密度为以m2nxiO,gvm-3

【解析】A.由TiCh-aNb晶体结构可知，氮掺杂反应后有3个氧空穴，。原子6个在棱上、6个在后面，1

个在体内，。原子个数为6、>6彳+1号,N原子1个在棱上、1个在面,N原子个数为lxt

11113113

Ti原子8个在顶点、4个在面心，1个在体内，Ti原子个数为8*"+4*彳+1=4,口:0、=4:7::=1:1丁，

8224816

n0UN2,2-a=?,a=|,A正确；B.原子1、2的坐标分别为(0,0,；)和(1,0,0),由TiO2的晶胞结构

816884

3

可知，原子3的坐标为(1,1,—),B错误；C.钛离子形成体心四方点阵，氧离子形成八面体，八面体嵌入体

心四方点阵中，每个钛离子周围有6个氧离子，Ti的配位数为8,C错误；D.Ti原子在晶胞的8个顶点、

4个面心和1个在体内，Ti原子的个数为8义，+4><:+1=4,O原子在8个棱上、8个面上，2个在体内，O

82

原子个数为8x；+8xg+2=8,则Imol晶胞的质量4x(48+16x2)g,一个晶胞的质量为

m=4x(48+16x2)体积为Vnm,xlO-cM,则「02的密度为p，D错误;

NANAxmnxlOcm

故答案为：Ao

【答案】A

【变式训练1】(2023春・湖北襄阳•高三襄阳五中校考阶段练习)Li、Fe、Se可形成新型超导材料，晶胞如

图所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为90。，X的分数坐标为［o』,；

,Y的分数坐标为(???)

设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A.Fe原子的配位数为3

B.坐标为［g,1,()的原子是Li

C.该晶体的密度为5$七一二cm3

a-b7VA

D.Se原子，X与Y之间的距离为比8a?+♦nm

6

【解析】A.距离Fe原子最近且距离相等的Se原子有4个，故Fe的配位数为4,故A错误；B.由晶胞结

构可知坐标为佶』，1的原子是Z原子，即Fe原子，故B错误；C.Li原子个数为：8x：+l=2,Fe个数

(24J8

1,17x2+56x2+79x4442

为8x丁=2,Se原子个数为：8x：+2=4,晶胞的质量为：m=----------------=三1g,晶胞体积为:a2bxl(y2i

44/$

m442x1023a

cm3,密度P=K=•一“g-cm-3,故C错误；D.Se原子X与Se原子Y,沿x轴方向的距离为;，沿y

VaDA^A2

轴方向的距离为:，沿Z轴方向的距离为苫，两点间的距离为巡*inm,故D正确；故选：D。

266

【答案】D

【变式训练2】(2023•重庆•统考三模)氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距

离为apm,以晶胞边长为单位长度建立坐标系，原子A的坐标参数为(0,0,0),下列说法错误的是

A.原子B的坐标参数为B.晶胞边长是"apm

C.该物质的化学式为TiND.Ti的配位数为6

【解析】A.原子B在x、y、z轴上坐标分别为1、1、则坐标参数为11,1,；）,A错误；B.晶胞中N、

N之间的最近距离为面对角线的二分之一，为apm,则N与Ti的最近距离是日apm,则晶胞边长为缶pm,

B正确；C.该晶胞中，Ti（黑球）的个数为l+12x；=4,N（白球）的个数为836十4,则Ti和N的个数

比为1：1,该物质的化学式为TiN,C正确；D.如图所示，以体心钛为例，与Ti距离相等且最近的N有

6个，则Ti的配位数为6,D正确；答案选A。

【答案】A

【思维建模】晶胞密度计算的基本过程

考向3考查晶胞中粒子配位数的计算

例3.（2023・湖南郴州•校联考模拟预测）某卤化物可用于制作激光基质材料，其立方晶胞结构如图所示，已

知：晶胞参数为硬m,NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关该晶体的说法正确的是

A.化学式为KMgFjB.K的配位数为6

120X1029

C.若K位于晶胞的体心，则F位于面心D.密度为「“丁g<111-3

【解析】A.KMgE,晶胞中，钾原子位于顶点，个数为8义：=1,镁原子位于体心，个数为1,氟原子位于

O

面心，个数为6X：=3,则晶胞中K、Mg、F的原子个数比为1:1:3,化学式为KMgF,,A项正确；B.与K

等距且最近的F位于面心，共有12个，所以K的配位数为12,B项错误；C.晶体中若K位于晶胞的体心，

e八十厂、八十七一工…、口、、«32

m39+24+19x3_31.20xl0_3

则F位于棱心，Mg位于顶点，C项错快；D.该晶体的储度产置二31仆-30g（m3=---一g-cm,

▼liXALyJ.1

D项错误；故选A。

【答案】A

【变式训练1】（2023•山东潍坊・统考三模）氧化锌（ZnO）的透明度高，具有优异的常温发光性能。氧化锌的

两种晶胞结构如图所示。下列说法错误的是

•Zn2+

OO?-

丙

A.甲、乙两种晶体类型的晶胞内Zn"数目之比为2：1

B.甲中Zn2+位于0?一形成的四面体空隙中，空隙填充率为50%

C.乙的晶胞沿z轴的二维投影图如图丙所示

D.两种晶胞中0?一的配位数均为4

【解析】A.甲类型的晶胞中有4个Zn2+位于晶胞内，则甲晶胞有4个Zd+；乙晶胞有4个ZM+位于晶胞棱

上，1个Zd+位于晶胞内，则乙晶胞共4xg+l=2个Zn2+,甲、乙两种晶体类型的晶胞内Zd+数目之比为2:

1,故A正确；B.甲晶胞中。2-形成8个空隙，Z/+占据4个空隙，则空隙填充率为50%,故B正确；C.乙

的晶胞沿z轴的二维投影图如图/、/,故C错误；D.CP-的配位数即为晶胞中距离02一最近的离子

个数，观察甲乙两晶胞，可知距离02一最近的离子个数均为4个Zn2+,则两种晶胞中02一的配位数均为4,故

D正确；故选C。

【答案】C

【变式训练2】（2023•辽宁•高三统考专题练习）据文献报道：CeCh的氧缺陷可以有效促进氢气在催化加氢

过程中的活化。图1为CeCh理想晶胞，图2为CeCh缺陷晶胞，若晶胞参数为anm,下列说法错误的是

RHK2

A.图1晶胞面对角线切面上的离子数目有8个

B.图2中Ce4+与02-的数目之比为4：7

C.理想晶胞中02-的配位数为4

D.Ce，+与-的最近距离为也anm

4

【解析】A.如图勾选粒子在面对角线切面上共有10个，A项错误；B.从晶胞看

CP-位于小立方体体心共7个，Ce4+位于晶胞的顶点和面心共：x8+6x：=4,Ce,+与。2-的数目之比为4：7,

o2

B项正确；C.从图看。2-最近的Ce，+有4个，其配位数为4,C项正确；D.Ce4+与。2-最短距离为八分之一

小立方体的体对角线的一半即且a,D项正确；故选A。

22

【答案】A

【思维建模】晶胞中微粒的配位数求算:一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数

（1）晶体中原子（或分子）的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子（或分子）的配位数指的

是该原子（或分子）最接近且等距离的原子（或分子）的数目。

（2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。

考点二常见晶体的结构与性质

・夯基•必备基础知识梳理

知识点1分子晶体

1.概念：只含分壬的晶体称为分子晶体。

2.粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引,分子内原子之间以共价键结合。

3.常见的分子晶体

①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。

②部分非金属单质，如卤素（X2）、氧（。2）、硫⑸）、氮（N2）、白磷出4）、C60等。

③部分非金属氧化物，如CC>2、SO2>P4O6、P4O10等。

④几乎所有的酸，如H2s04、HNO3、H3Po4、HzSiCh等。

⑤绝大多数有机化合物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。

4.物理性质

分子晶体熔、沸点较低，硬度较小。

5.分子晶体的结构特征

①分子间作用力只是范德华力：晶体中分子堆积方式为分子密堆积。

②分子间还有其他作用力：水分子之间的主要作用力是氢键,在冰的每个水分子周围只有上个紧邻的水分

子。冰的晶体结构如图：

6.结构模型

①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有睦个。

干冰的结构模型（晶胞）冰的结构模型

②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的生个水分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成2

mol"氢键

知识点2共价晶体

1.构成微粒及其相互作用

2.物理性质

①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高，硬度太。

②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短,键能越大,晶体的熔点越高。

3.常见的共价晶体。

产匕金属|碳化硅（SiC）、二氧化硅（SiO?）

|化合物|

氮化硅（Si3、3氮化硼（BN）零

4.结构模型

Si-'

O-*/

金刚石二氧化硅

①金刚石晶体中，每个C与另外相邻生个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109。28，，最小的环是六元

环。含有1molC的金刚石中，形成的共价键有2mol。

②SiCh晶体中，每个Si原子与生个O原子成键，每个O原子与1个硅原子成键，最小的环是十二元环,在

“硅氧”四面体中，处于中心的是鱼原子，1molSiCh中含有4moiSi—O键。

知识点3金属晶体

1.金属键

①概念：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用，从而把所有金属原子

维系在一起。

②成键粒子是金属阳离子和自由电子。

③金属键的强弱和对金属性质的影响：

a.金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱;

反之，金属键越强。

b.金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。

2.金属晶体

①在金属晶体中，原子间以金属键相结合。

②金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。

③用电子气理论解释金属的性质：

当金属受到外力作用时,晶体中的各原子

（延展徉卜层就会发生相对滑动.但排列方式不

变,金帆离子与自由电子■形成的电子气没

仃破坏.所以金3行艮好的延展性

fel+tk在外加电场的作用卜..金依晶体'I珀姓

也苧些，了/｛做定向移动而形成电流.呈现良

［好的导电性

叵邈｝1电子气中的自由电干在运动时经常。金帆

〔原子碰撞.从而引冠两柠能址的交换

3.结构模型

原子空间

配位每个晶胞包

晶胞结构举例原子半径⑺和晶胞边长（。）的关系利用

数含原子数

率

Ca>

Al、

1Cu、

Q1242-274%

HAg、

Pt、

Au

)Li、

/

Na、、—典

822・268%

[W|)K、

Ba

)、

(Mg

0Zn、126(2)74%

3

(Ti

4

()

Po612r=a52%

k1Q

r)

知识点4离子晶体

1.构成粒子：阴离子和阳离子。

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。

4.离子晶体结构的决定因素

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。

5.离子晶体的性质

熔、沸点熔、沸点较高，难挥发

硬度硬度较大,难以压缩

溶解性一般在水中易溶，在非极性溶剂中曲餐

导电性固态时不导电,熔融状态或在水溶液中能昱电

6.结构模型

・Na+℃r

①NaCl型：在晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl，每个C「同时吸引6个Na卡,配位数为每个晶胞含

生个Na卡和生个CPo

②CsCl型：在晶体中，每个C「吸引&个Cs+,每个Cs+吸引&个C广，配位数为固。

知识点5石墨的结构特点

1.同层内，碳原子采用冠杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且

相互重叠，p轨道中的电子可在整个平面中运动。

2.层与层之间以范德华力相结合。

3.石墨晶体中，既有共价键,又有金属键和范德华力,属于混合晶体。

4.结构模型

石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采

取的杂化方式是企。

知识点6四种晶体的性质与判断

1.四种晶体类型比较

比丁分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体

金属阳离子

构成粒子分子原子阴、阳离子

和自由电子

粒子间的相互

分子间作用力共价键金属键离子键

作用力

有的很大，有

硬度较小很大较大

的很小

有的很高，有

熔、沸点较低很高较高

的很低

难溶于任何常见溶剂难大多易溶于水等极性

溶解性相似相溶

溶剂溶溶剂

一般不导电，溶于一般不具有电和热的良晶体不导电，水溶液或

导电、传热性

水后有的导电导电性导体熔融态导电

2.离子晶体的晶格能

⑴定义

气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJmol^o

(2)影响因素

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。

(3)与离子晶体性质的关系

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

3、晶体熔、沸点的比较

1)不同类型晶体熔、沸点的比较

(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:原子晶体〉离子晶体〉分子晶体。

(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如铝、伯等熔、沸点很高，汞、能等熔、沸点

很低。

2)同种晶体类型熔、沸点的比较

(1)原子晶体

原子半径越小一键长越短一键能越大一熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。

(2)离子晶体

①一般地说，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>CsClo

②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔、沸点越高，硬度越大。

(3)分子晶体

①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H2O>H2Te>H2Se>H2S»

②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SnH4>GeH4>SiH4>CH4o

③组成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CO>N2、

CH3OH>CH3CH3O

④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。如CH3cH2cH2cH2cH3>CH3cH(CH3)CH2cH3>CH3c(CH3)2CH3。

(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。

4.晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法

(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断

①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。

②原子晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。

③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。

④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。

⑵依据物质的类别判断

①活泼金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。

②大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅等）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiCh外）、酸、绝大多数

有机物（除有机盐外）是分子晶体。

③常见的原子晶体（共价晶体）单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体（共价晶体）化合物有碳化

硅、二氧化硅等。

④金属单质与合金是金属晶体。

（3）依据晶体的熔点判断

①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。

②原子晶体（共价晶体）熔点高，常在一千至几千摄氏度。

③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。

④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。

（4）依据导电性判断

①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。

②原子晶体（共价晶体）一般为非导体。

③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水，使分子内的化学键

断裂形成自由离子也能导电。

④金属晶体是电的良导体。

（5）依据硬度和机械性能判断

①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。

②原子晶体（共价晶体）的硬度大。

③分子晶体的硬度小且较脆。

④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。

・■提升•必考题型归纳

考向1考查常见晶体的比较与晶体类型判断

例1.（2023•天津河西•统考二模）下列物质属于共价晶体的是

A.I2B.NaClC.SiO2D.Cu

【解析】A.I2是由分子构成，分子间作用力结合形成分子晶体，选项A不符合；B.NaCl是氯离子和钠离

子以离子键结合形成的离子晶体，选项B不符合；C.SiCh是硅原子和氧原子以共价键形成的共价晶体，选

项C符合；D.Cu是金属单质，属于金属晶体，选项D不符合；故答案为：C„

【答案】C

【变式训练】（2023•辽宁阜新•校联考模拟预测）含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是

已知：甲中晶胞的边长为硬m,NA为阿佛加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃。

网甲

A.图乙晶体的化学式为Mg?B

B.图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体

C.图甲中B原子和N原子之间的最近距离为*apm

D.图甲中，B原子填充在由N原子构成的四面体中

【解析】A.图乙晶体中硼原子在内部，每个晶胞中有6个原子，镁原子位于晶胞的顶点和面心均摊法计算

为：12x：+2x：=3,所以化学式为MgB?,A错误；B.图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃,

所以前者熔点很高是共价晶体，后者熔点较高是离子晶体，B错误；C.图甲中B原子和N原子之间的最近

距离是内部小正方体体对角线的一半，为与apm,C错误；D.图甲晶体中，硼原子与氮原子的配位数都

是4,所以硼原子位于氮原子构成的四面体中，D正确；故选D。

【答案】D

【思维建模】判断晶体类型的5种方法

（1）依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断

①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。

②原子晶体（共价晶体）的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。

③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。

④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。

（2）依据物质的类别判断

①活泼金属氧化物（如K2O、NazCh等）、强碱（NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。

②大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅等）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiCh外）、酸、绝大多数

有机物（除有机盐外）是分子晶体。

③常见的原子晶体（共价晶体）单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体（共价晶体）化合物有碳化

硅、二氧化硅等。

④金属单质与合金是金属晶体。

⑶依据晶体的熔点判断

①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。

②原子晶体（共价晶体）熔点高，常在一千至几千摄氏度。

③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。

④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。

（4）依据导电性判断

①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。

②原子晶体（共价晶体）一般为非导体。

③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水，使分子内的化学键

断裂形成自由离子也能导电。

④金属晶体是电的良导体。

（5）依据硬度和机械性能判断

①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。

②原子晶体（共价晶体）的硬度大。

③分子晶体的硬度小且较脆。

④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。

考向2考查晶体熔沸点高低的比较

例2.（2022秋・北京海淀•高三人大附中校考期中）下列性质的比较，不思硬的是

A.沸点：HCl>HBrB.键角：SO>NH3

C.熔点:MgO>BaCl2D.在水中溶解性：1-丁醇>1-戊醇

【解析】A.均为分子晶体，氯化氢相对分子质量小于氯化氢，故沸点：HCl<HBr,A错误；B.硫酸根

离子中硫原子为sp3杂化，无孤电子对；氨气分子中氮原子为sp3杂化，有1对孤电子对；由于孤电子对对

成键电子对斥力大于成键电子对之间的斥力，故导致键角：SO>NH3,B正确；C.离子半径Mg2+>Ba2+,

O2>C1,则离子键键能MgOBaCL，导致熔点MgO>BaCL，C正确；D.1-戊醇中燃基更大，导致其在水

中溶解度更小，故溶解性：1-丁醇>1-戊醇，D正确；故选A。

【答案】A

【变式训练1】（2022秋・湖北武汉•高三统考开学考试）下列各组物质性质的比较，结论正确的是

A.分子的极性：BC13>PC13B.沸点：邻羟基苯甲酸〈对羟基苯甲酸

C.熔点:MgCl2<A1C13D.硬度：C（金刚石）<SiC

3-3x1

【解析】A.BCb中心原子孤电子对数=与一=0、价层电子对数=3+0=3,故为sp2杂化、空间构型为平

5—3x1

面正三角形、为非极性分子；PC13的中心原子孤电子对数=^—=1、价层电子对数=3+1=4,故为sp3杂

化、空间构型为三角锥形、为极性分子，A错误；B.邻羟基苯甲酸存在分子内氢键、对羟基苯甲酸分子间

能形成氢键，沸点：邻羟基苯甲酸〈对羟基苯甲酸，B正确；C.氯化镁属于离子晶体、氯化铝属于分子

晶体，离子键大于分子间作用力，则熔点：MgCl2>AlCl3,C错误；D.金刚石与碳化硅均属于共价晶体,

碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键比碳硅键更牢固，硬度：C(金刚石)〉SiC,D错误；答案选B。

【答案】B

【变式训练2】(2022・上海宝山・上海市行知中学校考模拟预测)下列各组数据比较，前者比后者小的是

A.Mg2+与K+的氧化性B.乙烷与苯分子中碳碳键键长

C.氯化他与氯化钠的熔点D.AIQs与A1CL的熔点

【解析】A.金属单质的还原性越强，对应离子的氧化性越强，镁单质的还原性弱于钾单质，则镁离子的氧

化性强于钾离子，故不符合题意；B.苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键，则乙烷中碳碳

键长比苯分子中碳碳键键长长，故B不符合题意；C.氯化葩与氯化钠都是离子晶体，葩离子的离子半径大

于钠离子，氯化艳中离子键弱于氯化钠，熔点低于氯化钠，故C符合题意；D.氧化铝是离子晶体，氯化铝

是分子晶体，一般情况下离子晶体的熔点高于分子晶体，则氧化铝的熔点高于氯化铝，故D不符合题意；

故选C。

【答案】C

【思维建模】晶体熔、沸点的比较

(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体〉离子晶体〉分子晶体。

(2)相同类型晶体

①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<AL

②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，

离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl„

③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。

④分子晶体：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。

(3)离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高

考点三晶体中原子坐标

・夯基•必备基础知识梳理

知识点1构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型

从最简单的晶胞一简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。

简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立

方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。

其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建X轴