（全国版）高考化学一轮复习 物质结构与性质 第3节 晶体结构与性质学案-人教版高三全册化学学案

第3节晶体结构与性质

考试说明

1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。

2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。

3.了解分子晶体结构与性质的关系。

4.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见

的堆积方式。

6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

命题规律

本节是选修3的重要组成部分，在高考中占有极其重要的地位。高考主要考查晶体类型

的判断；晶体熔、沸点高低的比较；晶胞组成的计算；有关晶体密度的计算，而晶体密度的

计算具有一定难度。

板块一主干层级突破-

考点1晶体和晶胞

知识梳理

1.晶体与非晶体

晶体非晶体

结构微粒周期结构微粒无序

结构特征

性有序排列排列

自范性有无

性质

熔点固定不固定

特征

异同表现各向异性各向同性

实例冰、NaCLFe玻璃、石蜡

二者区间接方法看是否有固定的熠点

别方法科学方法对固体进行X-射线衍射实验

2.获得晶体的三条途径

⑴熔融态物质凝固。

(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)o

⑶溶质从溶液中析出。

3.晶胞

⑴概念：描述晶体结构的基本单元。

⑵晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。

⑶晶胞中粒子数目的计算一一均摊法：如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有工属

n

于这个晶胞。

易错詈卷

(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻

璃。

(2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。

(3)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的

“平行六面体”。

(4)区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验。

(5)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

粒子

（6）非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其

顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占l/3o

【基础辨析】

判断正误，正确的画“，错误的画“X”。

（1）具有规则几何外形的固体一定是晶体。（X）

（2）晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。（J）

（3）区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定熔、沸点。（义）

（4）通过X-射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体。（J）

（5）立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用。（义）

（6）缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的晶体。（J）

£题组一晶体与非晶体的区别

1.如图是物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是（）

飞

A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体

B.I形成的固体物理性质有各向异性

C.II形成的固体一定有固定的熔点

D.二者的X-射线衍射图谱是相同的

答案B

解析由微观结构示意图可知I为晶体，II为非晶体，晶体具有规则的几何外形，具有

各向异性和固定的熔点，用X-射线衍射实验测定时，晶体内部的微粒在空间呈现有规则的

重复排列，非晶体则没有这些性质。

2.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是（）

解析晶体有固定的熔点，由图a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，这

段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知，温度一直在升高，所以找不出固定的熔点，b为非

晶体。

c题组二晶胞中微粒个数的计算

3.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面面心中

的B元素的原子未能画出）。则晶体中A、B、C的原子个数比为（）

A.1：3：1

C.2：2：1D.1：3：3

答案A

解析利用均摊法计算。据图知，该正方体中A原子个数=8X：=1,B原子个数=6X9

O乙

=3,C原子个数=1,所以晶体中A、B、C的原子个数比为1：3：1。

4.（l）Ti的氧化物和CaO相互作用形成钛酸盐，其晶胞结构如图所示。该晶胞中Ca?+

的配位数是,该晶胞的化学式为o

（2）M原子的外围电子排布式为3s23P5,与铜形成化合物的晶胞如图所示（黑点代表铜原

子），该晶体的化学式为。

答案(1)12CaTiO3

(2)CuCl

解析(1)根据晶胞图可知，距离C1+最近且距离相等的O?一有12个，故Ca"的配位数

为12,该晶胞中Ca?+数目=1,Ti计数目=8x9=1,02-数目=12XJ=3,故化学式为CaTi03o

(2)根据M的外围电子排布式为3s23P5,确定M为Cl元素，该晶胞中C1原子数目=8

O

+6x|=4,Cu原子数目=4,故化学式为CuCL

考点2四类晶体的组成和性质

梳理

i.四种类型晶体的比较

类型

分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体

比较

金属阳离

构成粒子分子原子子、自由阴、阳离子

电子

粒子间范德华力

的相互（某些含共价键金属就离子键

作用力氢键）

有的很大,

硬度较小很大较大

有的很小

有的很直,

熔、沸点较低很高有的赫较高

续表

、类型

分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体

比较

大多易溶于

难溶于任常见溶剂

溶解性相似相溶水等极性

何溶剂难溶

溶制

一般不具

一般不导晶体不导电.

导电、有导电性，电和热的

电，溶于水水溶液或熔

传热性个别为半良导体

后有的导电融态导电

导体

大多数非金

部分非金金属氧化物

属单质、气态

属单质（如（如KJ）、

氢化物、酸、金属单质

金刚石、硅、Na4））、强

物质类别非金属氧化与合金（如

晶体硼），部碱（如KOH、

及举例物（Si。除Na、Al、Fe、

分非金属NaOH）、绝

外）、绝大多青铜）

化合物（如大部分盐

数有机物（有

SiC.SiCX）（如NaCl）

机盐除外）

2.离子晶体的晶格能

（1）定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ•moF1,

⑵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。

易错鲁0（1）原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不

含共价键。

（2）含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属

晶体。

(3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1710℃,MgO的熔点为

2852℃o

(4)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97℃,尿素的熔点

为132.7℃0

(5)由原子形成的晶体不一定是原子晶体，如由稀有气体形成的晶体是分子晶体。

(6)依据导电性判断晶体类型

①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。

②原子晶体一般为非导体。

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移动的离子，也能导电。

④金属晶体是电的良导体。

(7)同种晶体熔点高低的比较

①原子晶体

原子半径越小|一I键长越短|一I键能越大|-I熔点越高

如熔点：金刚石〉碳化硅〉硅。

②离子晶体

a.一般地说，离子所带的电荷数越多(主要因素)，离子半径越小，熔点就越高，如熔

点：Al2Q3>MgO>NaCl>CsClo

b.晶格能越大，离子晶体熔点越高。

③分子晶体

a.具有氢键的分子晶体熔点反常地高。如熔点：H20>H2Te>H2Se>H2SO

组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高，如熔点：SnH，GeH，SiH，CH4。

b.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，其熔点越高，如

熔点：CO>N?o

c.对于有机物的同分异构体，支链越多，熔点越低。如熔点：

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>

CH3

CH3—CH—CH2—CH3>CH3-c—CH3O

CH3CH3

④金属晶体

金属原子半径越小，价电子数越多，其金属键越强，金属熔点越高，如熔点：Na<Mg<Alo

【基础辨析】

判断正误，正确的画“，错误的画“义”。

（1）由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。（X）

（2）在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。（J）

（3）在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。（X）

（4）原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。（X）

（5）分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。（义）

（6）碳有三种同素异形体：金刚石、石墨和C6。，其熔点由高到低的顺序为：C60>金刚石）

石墨。（X）

£题组一晶体类型的判断

Cu

1.怩可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3+3F2^^NF3+3NH4Fo上述

化学方程式中的5种物质没有涉及的晶体类型为（）

A.离子晶体B.分子晶体

C.原子晶体D.金属晶体

答案C

解析NH3>F2>NF3属于分子晶体，Cu属于金属晶体，NH&F属于离子晶体。

2.现有几组物质的熔点（℃）数据：

B

A组C组D组

组

Li：

金刚石：3550HF：-83NaCl

181

Na：

硅晶体：1410HC1：-115KC1

98

K：

硼晶体：2300HBr：-89RbCl

64

Rb：

二氧化硅：1723HI：-51MgO：2800℃

39

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0

②二氧化硅的熔点高于硅，是由于o

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、KCKRbCl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

答案(1)①原子共价键②0的原子半径小于Si的原子半径，Si-0的键长小于

Si—Si的键长，Si—0的键能大于Si—Si的键能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(4)②④

(5)NaCl>KCl>RbClMgO晶体为离子晶体，离子晶体中离子所带电荷数越多，半径越小,

晶格能越大，熔点越高

解析(DA组由非金属元素组成，熔点很高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。

由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔点高，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了氢键。

(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。

(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，电荷数越多，半径越小，晶格能越大，晶体

熔点越高。

C题组二晶体熔点的比较

3.下面的排序不正确的是()

A.熔点由高到低：Na>Mg>Al

B.硬度由大到小：金刚石〉碳化硅〉晶体硅

C.晶体熔点由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4

D.晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI

答案A

解析A项,金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越高，则熔点由高到低为Al>Mg>Na,

错误；B项，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，正确；C项，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范

德华力越大，晶体的熔点越高，则晶体熔点由低到高顺序为CF4<CC14<CBr4<Cl4,正确；D

项，电荷相同的离子，离子半径越小，晶格能越大，F、Cl、Br、I的离子半径由小到大，

则晶格能：NaF>NaCl>NaBr>NaI,正确。

4.下列各组物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是()

①Hg>l2>02②SiCVKCDCO③Rb〉K>Na®Al>Mg>Na⑤金刚石〉晶体硅〉二氧化硅〉

碳化硅⑥CI，CBr4〉CC14>CF4>CH4⑦生铁〉纯铁〉钠〉冰⑧KCl>NaCl>BaO>CaO

A.①②④B.②④⑥

C.②⑥⑦D.④⑥⑦

答案B

解析①常温下，Hg为液态，L为固态，为气态，故熔点：I2>Hg>02,错误；②SiO?

为原子晶体，KC1为离子晶体，CO为分子晶体，故熔点：SiO2>KCl>CO,正确；③金属键强

度：Na>K>Rb,故熔点：Na〉K>Rb,错误；④金属键强度：Al>Mg>Na,故熔点：Al>Mg>Na,正

确；⑤共价键强度：C—OSi—0>Si—OSi—Si,故熔点：金刚石〉二氧化硅〉碳化硅〉晶体硅，

错误；⑥CL、CBn、CCK、CEt、CH4均属于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越

大，熔点越高，正确；⑦合金的熔点低于其成分金属，故熔点生铁〈纯铁，错误；⑧离子晶

体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小，离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大,

熔点越高。离子半径：Ba2+>Cr>K+>Ca2+>02->Na+,故熔点CaO〉BaO>NaCl>KCl,错误。

考点3典型晶体模型

知识梳理

1.四种典型晶体模型

晶体晶体结构晶体详解

(1)每个碳与相邻！个碳以共价

键结合，形成正四面体结构

U虱^。9。28，(2)键角均为109°28'

金

刚(3)最小碳环由g个C组成且六

石原子不在同一平面内

(4)每个C参与4条C—C键的形

成,C原子数与CC键数之比为

1:2

(1)每个Si与L个o以共价键结

Si—9合，形成正四面体结构

(2)每个正四面体占有1个Si,4

SiOo个“;O”，〃(Si):“(0)=1：2

(3)最小环上有心个原子，即6

个0,6个Si

续表

晶体晶体结构晶体详解

(1)8个C()2分子构成立方体且

在6个面心又各占据1个CO?

分子

(2)每个CO2分子周围等距且紧

邻的C()2分子有工个

(1)每个水分子与3个水分子相邻

(2)分子以氢键相连接，含1mol

H2O的冰中.最多可形成2moi

“氢键”

续表

体

晶晶体结构晶体详解

(1)每个Na+(。一)周围等距且

紧邻的0一(Na+)有6个。每个

N

4acNa+周围等距且紧邻的Na+有

<型

u个

(2)每个晶胞中含g个Na4和*

离

子个cr

晶

体

(1)每个Cs+周围等距且紧邻的

C厂有乌个，每个Cs+(C厂)周围

等距且紧邻的©5+(。一)有0个

(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中

OCs+含1个Cs+、i个cr

ocr

简单

典型代表P。.配位数为〉空间利

立方

用率52%

堆积

面心

又称为铜型.典型代表Cu、Ag、

立方

Au.配位数为旧，空间利用率

最密

74%

堆积

金

属

品

体心

体又称为钾型•典型代表Na、K、

立方

Fc.配位数为8,空间利用率68%

堆积

六方又称为镁型.典型代表Mg、Zn、

最密Ti・配位数为止,空间利用率

堆积74%

2.晶体结构的相关计算

(1)晶胞质量=晶胞占有的微粒的质量=晶胞占有的微粒数X/。

晶胞占有的微粒体积

(2)空间利用率=

晶胞体积

(3)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=/a。

②体对角线长=/a。

③体心立方堆积4r=/a(r为原子半径)。

④面心立方堆积4r=4a(r为原子半径)。

易错

(1)判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时,

要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na+周围的Na+数目(Na+用表示):

X-z面y-z面面三维坐标系

每个面上有4个，共计12个。

(2)简单立方堆积属非密堆积方式；体心立方堆积属密堆积方式；面心立方堆积和六方

堆积属最密堆积方式。

(3)石墨晶体模型

石墨晶体是强令犁晶体，呈层不缜花I。同层内碳原子以共价键形成正六边形平面结构,

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sp2»层与层之间以分子

间作用力结合。所以石墨晶体熔、沸点很高，但硬度不大，有滑腻感，能导电。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“，错误的画“X”。

(1)1mol金刚石和SiOz中含有的共价键数目均为4酿(X)

(2)金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子。(J)

(3)氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个。(X)

(4)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键。(J)

(5)金属晶体能导电是因为金属晶体在外加电场作用下可失去电子。(X)

/题组一根据晶胞结构判断晶体类型

1.碳元素的单质有多种形式，如图依次是Cg石墨和金刚石的结构图:

回答下列问题：

(1)金刚石、石墨、Coo＞碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为o

(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、o

(3)C60属于晶体，石墨属于晶体。

(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142pm,而金刚石中C—C键的键长为154pm。

其原因是金刚石中只存在C-C间的共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在

共价键，还有键。

答案(1)同素异形体

(2)sp3sp2

(3)分子混合

(4)ooJI(或大JI)

解析(1)金刚石、石墨、Ce。、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互称为同素异

形体。

(2)金刚石中碳原子与相邻四个碳原子形成4个共价单键，C原子采取sp，杂化方式；石

墨中的碳原子用sp?杂化轨道与相邻的三个碳原子以。键结合。

(3)C6。中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键结合，层与

层之间以范德华力结合，所以石墨属于混合晶体。

(4)在金刚石中只存在C—C之间的。键；石墨层内的C—C之间不仅存在。键，还存

在m键。

2.有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三

种晶体进行实验，结果如表：

X熔点5f水溶液与Ag+

水溶性导电性

/℃度反应

A811易溶水溶液或白色沉淀

大熔融导电

株

B3500不溶不导电不反应

大

布液态不导

C易溶白色沉淀

114.2小电

(1)晶体的化学式分另।为A、B、Co

(2)晶体的类型分别是A、B、C。

(3)晶体中微粒间作用力分别是A、B、Co

答案(l)NaClCHC1

(2)离子晶体原子晶体分子晶体

(3)离子键共价键范德华力

解析根据所述A、B、C晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCL微粒间的作用

力为离子键，B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体,

且易溶，只能为HC1,微粒间的作用力为范德华力。

Q题组二常见晶胞结构的相关计算

3.(1)铜是第四周期最重要的过渡元素之一，已知CuH晶体结构单元如右图所示。该化

合物的密度为Pg-cm-3,阿伏加德罗常数的值为儿，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的

最短距离为cm(用含P和4的式子表示)。

(2)CuFeS.2的晶胞如图所示,晶胞参数a=0.524nm,b—Q.524nm,c—1.032nm；CuFeS?

的晶胞中每个Cu原子与个S原子相连，列式计算晶体密度P=

•CuOFe⑤S

(3)NaH具有NaCl型晶体结构，已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm,Na*半径为102pm,

『的半径为,NaH的理论密度是g•cnT3。

答»山案⑴,、#手又3寸/4X不65

(2)4

_1

4X184g,mol〜_3

(0.524X10'7cm)2Xl.032X10-7cmX6.02X102331g*Cm

(3)142pm1.37

解析(l)CuH晶胞中有Cu原子数目=8X9+6X^=4,含有H原子数目=4,则晶胞的

oZ

3/4X65'巧3/4X65

边长=\/h^cni,则Cu原子与H原子之间的最短距离=邛乂\cm0

\lJVA9P4PJVA

(2)根据晶胞图可知，每个Cu原子与4个S原子相连,该晶胞中含有Cu原子数目=8义白

O

+4xj+l=4,含有Fe原子数目=4X；+6X；=4,含有S原子数目=8个，故化学式为

、、心心4m_____4X(64+56+32X2)g•mol_1__________

CuFeSz,该明体常度P=7=(o.524X10-7cm)2X1,032X10^7cmX6.02X102331

g,cm-3o

(3)由NaCl晶胞可知，NaH晶胞中Na+位于棱上和体心，IT位于顶点和面心，故NaH晶

胞的边长相当于『的直径和Na+的直径之和，故IT的半径为

L

4"P“：02PmX2=j2pnioNaH晶胞中含有4个Na+和4个IT,则该晶体的密度为

0；「023g4-(488X1O-10cm)3«=l.37g-cnT3

晶胞各物理量的计算

对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：百乂p乂N『nXM,a表示

晶胞的棱长，。表示密度，猴表示阿伏加德罗常数的值，〃表示1mol晶胞中所含晶体的物

质的量，〃表示晶体的摩尔质量。

(1)计算晶体密度的方法

(2)计算晶体中微粒间距离的方法

板块二高考真题实战・

1.［2017•高考题组］(1)［全国卷I］钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有

着广泛的应用。回答下列问题：

①K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比

金属Cr低，原因是_________________________

②KI0,晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=

0.446nm,晶胞中K、I、0分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与。间的最短距

离为nm,与K紧邻的0个数为。

③在KI03晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，。处

于________位置。

(2)［全国卷H］我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐

(Ns)6(H30)3(NHJ£1(用R代表),回答下列问题：

R的晶体密度为dg•cmT其立方晶胞参数为anm,晶胞中含有y个［①)6(压0)3(阳)£1］

单元，该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为

⑶［全国卷m］研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+HZO)中，Co氧化

物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验

测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm,则r(0")为nm。MnO也属于NaCl型结构，晶

胞参数为a'=0.448nm,则r(Mn2+)为nm。

答案(1)①K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱②0.31512③体心棱

心

⑵『或写xiL

(3)0.1480.076

解析(1)①Cr的原子半径小于K且其价电子数较多，则Cr的金属键强于K,故Cr的

熔、沸点较高。

②K与。间的最短距离为半a=*X0.446nm^O.315nm；由于K、0分别位于晶胞的

顶角和面心，所以与K紧邻的0原子为12个。

③根据KIOs的化学式及晶胞结构可画出KIOs的另一种晶胞结构，如图，可看出K处于

体心，0处于棱心。

(2)晶胞的质量为dg/cm^X(aXl(T7cm)3=/d><io-2ig,♦个该单元的质量为〃g,则

-21

—adX1一0g』〃,乂故尸e6023才或一成丁羽、*八1八。一2))

(3)因为0?一采用面心立方最密堆积方式,面对角线是-半径的4倍，即4r(02-)=@,

解得r(0")-0.148nm；根据晶胞的结构可知，棱上阴阳离子相切,因此2r(Mn?+)+2r(0&

一)=0.448nm,所以MMn")=0.076nmo

2.［2016-高考题组］(1)［全国卷I改编］下图为Ge单晶的晶胞。

已知a=565.76pm,其密度为g•cnT“列出计算式即可)。

(2)［全国卷H］某银白铜合金的立方晶胞结构如下图所示。

①晶胞中铜原子与镁原子的数量比为O

②若合金的密度为dg•cm-3,晶胞参数a=nmo

(3)[全国卷III]GaAs的熔点为1238℃,密度为Pg-cm-3,其晶胞结构如下图所示。

该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为四

-1-1

g,mol^nMsg-mol,原子半径分别为正pm和八pm,阿伏加德罗常数值为儿，则GaAs

晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为

8X73

答案⑴6.02X565.763

2511

⑵①3：1②6.02X1023XJ3X10,7

处xioT°4P（＞L+A）

⑶原子晶体共价X100%

3(源+弧)

8X73

解析(1)1个晶胞含有8个错原子，PX107g•cm3

一6.02X565.763

(2)①Cu原子位于面心，个数为6X<=3,Ni原子位于顶点，个数为8X：=1,铜原子

Zo

64X3+59

与银原子的数量比为3：1。②以该晶胞为研究对象，则g=dg•cm-3X（aX10-

3/251

7cm))解得a=Q6.02X10"XdXl°'。

(3)根据晶胞结构示意图可以看出，As原子与Ga原子形成了空间网状结构的晶体，结

合GaAs的熔点知GaAs是原子晶体。首先用均摊法计算出1个晶胞中含有As原子的个数：8义弓

O

+6X^=4,再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总

44_

-30-303

体积n=4X(-JiX10Xns+-JIX10xA)cm；1个晶胞的质量为4个As原子和4个

Ga原子的质量之和，即［半+半［g,所以1个晶胞的体积(凝+寐Jcm\最后由

匕/松即得结果。

3.［2015•高考题组］(1)［全国卷II］A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，亡

和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D

元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：

A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如下图所示，晶胞参数a=0.566nm,F的化学式

为;晶胞中A原子的配位数为；列式计算晶体F的密度

(2)［四川高考］X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属

同族元素；Z和U位于第VHA族；X和Z可形成化合物XZ”Q基态原子的s轨道和p轨道的

电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。

X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是(填化学

式)；Z和U的氢化物中沸点较高的是(填化学式)；Q、R、U的单质形成的晶体,

熔点由高到低的排列顺序是(填化学式)。

答案⑴Na28

_________4X62g•mo]-__________〜_3

（0.566X10^7cm）3X6.02X1023mol-1^2-27g*Cm

（2）HN03HFSi、Mg、Cl2

解析（1）C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P,但是A、B、

C、D原子序数依次增大，且B存在离子形式，所以C应为P,D的最外层只有一个未成对电

子，且C、D同周期，所以D为Cl。A?一和B+的电子层结构相同，则A为0,B为Na。由晶

胞图知，小球有8个，大球有8X《+6X1=4,所以化学式为NaQ。小球为Na,大球为0。

A为0,由晶胞结构知，面心上的1个0连有4个Na,在相邻的另一个晶胞中，0也连有4

个Na,故0的配位数为8。1个晶胞中含有4个Na20,根据密度公式有：0=岸卫浮与山

VNK,a

4X62g,mol〜_3

6.02X1023mor^CO.566X10-7cm）3^2-27g.cm»

（2）根据题目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分别为C、F、Mg、Si、P、Cl。X位于第二

周期，该周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HNO3；HF分子间存在氢键,

所以HF的沸点高于HC1的；Mg为金属晶体，Si单质为原子晶体，CL为分子晶体，故熔点

Si>Mg>Cl