晶体结构与性质（学生版）-2025年高考化学一轮复习知识清单（新高考专用）

知识清单16晶体结构与性质

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知识点01晶体和晶体类型

梳理归纳

一、晶体

1.晶体与非晶体的比较

比较晶体非晶体

结构微粒（原子、离子或分子）在三结构微粒（原子、离子或分

结构特征

维空间里呈___排列子）_.排列

自范性—"--—"--

性质特征熔点——--——--

异同表现---—■--

实例水、NaCl、Fe玻璃、石蜡

间接方法：测定其是否有固定的——

两者区别方法

科学方法：对固体进行________—实验

2.获得晶体的三种途径。

①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接

③溶质从溶液中析出。

3.非晶体、等离子体和液晶的比较

聚集状态组成与结构特征主要性能

内部微粒的排列呈现杂乱无章（长程无某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐

非晶体

序，短程有序）的分布状态的固体蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大

由电子、阳离子和电中性粒子组成，整

等离子体具有良好的导电性和流动性

体上呈电中性，带电离子能自由移动

内部分子的排列沿分子长轴方向呈现既具有液体的流动性、黏度、形变性，

液晶

出有序的状态又具有晶体的导热性、光学性质等

二、离子晶体

离子晶体

构成微粒

---------

粒子间的相互作用力---------

方向性和饱和性―方向性，饱和性

离子键强弱阴、阳离子半径越—，所带电荷数越—，离子键越强。

硬度—

熔、沸点较高

溶解性大多易溶于水等极性溶剂

导电、导热性______不导电，___________________导电

金属氧化物（如K2O、Na2O）＞强碱（如KOH、NaOH）、绝大

物质类别及举例

部分盐（如NaCl）

2.离子晶体的性质

性质原因

离子晶体中有较强的离子键，熔化或升华时需消耗较多的能量。所以离子晶

熔沸点体有较高的熔、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

硬度

键发生断裂，导致晶体破碎

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

导电性

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

大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水），难溶于非极性溶剂（如汽油、苯、

CCl4）o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

溶解性

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

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

延展性

斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性

3.离子晶体组成的认识误区

（1）离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4cl是离子晶体。

（2）离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2。?晶体中

还含有非极性共价键。

（3）由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCb是由金属元素A1和非金属元素

C1组成的分子晶体。

（4）含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。

（5）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。

三、分子晶体

1.概念及粒子间作用力

分子晶体

构成微粒

--------

粒子间的相互作用力____（某些含氢键）

硬度较小

熔、沸点较低

溶解性—

导电、导热性一般不导电，溶于水后有的导电

大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物（SiO2除外）、

物质类别及举例

绝大多数有机物（有机盐除外）

2.堆积方式

项目分子密堆积分子非密堆积

作用力只有_____________,无_______有分子间_____，它具有________

空间特点每个分子周围一般有一个紧邻的分子空间利用率不高，留有相当大的—

举例C60、干冰、12、。2HF、NH3>冰

3.常见分子晶体及物质类别

物质种类实例

所有_____H2O>NH3、CH4等

部分_____卤素（X2）,。2、N2、白磷（P4）、硫（S8）等

部分_____C02>P4O10、SO2、SO3等

几乎所有的—

HNO3>H2s。4、H3Po4、H2SiO3

绝大多数—苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

四、共价晶体

1.共价晶体的结构特点

共价晶体

构成微粒—

粒子间的相互作用力—

硬度很大

熔、沸点很高

溶解性难溶于任何溶剂

导电、导热性一般不具有导电性

部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼、晶体褚）、部分非

物质类别及举例

金属化合物（如SiC、Si3N4>Si02）,氮化硼（BN）

2.共价晶体的熔、沸点

（1）特点：共价晶体具有—的熔点。原因：共价晶体熔化时必须破坏,而破坏它们需要—的

温度。

（2）影响因素：结构相似的共价晶体，原子半径越—，键长越—，键能越—，晶体的熔点越―-

3.对分子晶体和共价晶体的认识误区

（1）共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在

真实的分子。

（2）共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与0的

原子个数比为1：2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。

（3）由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。

五、金属键和金属晶体

金属晶体

构成微粒金属阳离子、自由电子

粒子间的相互作用力―-----

金属键的强弱比较原子半径越价电子数越—，金属键越—。

金属键特征___方向性和___饱和性。

硬度有的很大，有的很小

熔、沸点有的很高，有的很低

溶解性难溶于常见溶剂

导电、导热性电和热的良导体

物质类别及举例金属单质与合金（如Na、Al、Fe＞青铜）

2.金属晶体

（1）用电子气理论解释金属的性质

通性理论解释

当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生—，但______不变，金属

延展性

阳离子与自由电子形成的电子气____被破坏，所以金属有良好的延展性。

在外加电场的作用下，金属晶体中的________在电场中_______而形成电流，呈现

导电性

良好的导电性。

电子气中的自由电子在运动时经常与金属原子发生____,从而引起两者能量

导热性

的_____»

六、晶体类型的判断

1.微粒判据（本质判据）

晶体类型离子晶体分子晶体金属晶体共价晶体

构成微粒————

2.作用力判据（本质判据）

晶体类型离子晶体分子晶体金属晶体共价晶体

作用力————

3.结构判据：共价晶体为__________结构

4.组成判据

（1）金属晶体：（除汞外）与

（2）共价晶体：、、、

（3）离子晶体：金属和非金属形成的晶体及镂盐，等除外

（4）分子晶体

①典型物质：非金属和非金属形成的晶体和AlCb

②反例物质：锈盐及共价晶体

5.性能判据

（1）晶体：导热、导电、延展性、机械性能良好

（2）晶体：硬度较大或略硬而脆，大部分易溶于水

（3）晶体：硬度很大，熔沸点很高，不溶于任何常见的溶剂

（4）晶体：硬度小；熔沸点很低，常温下呈气体或液体；挥发性很强

6.用途判据

（1）—晶体：常用于制作半导体材料

（2）—晶体：常用于制作超硬、耐磨材料

（3）—晶体：常用于制作耐高温、耐腐蚀材料

（4）—晶体：常用于制作致冷剂

（5）—晶体：常用于制作导电材料

7.实验判据

（1）—晶体：熔融状态下能导电的化合物晶体

（2）—晶体或晶体：熔融状态下不能导电的化合物晶体

（3）—晶体：固体和熔融状态下都能导电的晶体

七、晶体熔沸点的比较

1.晶体熔沸点的比较

―固体>流体>气体

「（原子晶体）f键长理键能比,熔沸点高，硬度大

，熔沸点高，硬度大

L（分子晶体）f三因素四要点

左下角的金属熔沸点最延

右上角的非金属熔沸点险

中上方的碳的熔沸点最身

2.分子晶体熔沸点的比较

先看分子量）f组成和结构相似,分子量越上，熔沸点越高

盘一（看氢键类型）一分子间氢键熔沸点幽分子内氢键熔沸点随

要■｛看氢键多少）f形成的分子间氢键越多,熔沸点越直

一（看分子极性〕f组成相似分子量相近，极性分子的熔沸点邕

3.简答模板：|晶体类型小影响因素n|作用力强素n酷巢

（1）共价晶体：A和B都是共价晶体，A的原子半径小，键长短，键能大，共价键强，熔沸点高（硬度

大）

（2）离子晶体：A和B都是离子晶体，A的离子半径小，离子所带电荷多，离子键强（晶格能大），熔沸

点高

（3）金属晶体：A和B都是金属晶体，A的离子半径小，离子所带电荷多，金属键强，熔沸点高（硬度

大）

（4）分子晶体

①A和B都是分子晶体，A的相对分子质量大，分子间作用力强，熔沸点高

②A和B都是分子晶体，A中存在分子间氢键，分子间作用力强，熔沸点高

③A和B都是分子晶体，A中存在分子内氢键，分子间作用力弱，熔沸点低

（5）不同晶体

①A是离子晶体，靠较强的离子键结合，B为分子晶体，靠较弱的分子间作用力结合，所以A的熔

沸点高

②A是共价晶体，靠较强的共价键结合，B为分子晶体，靠较弱的分子间作用力结合，所以A的熔

沸点高

③A是金属晶体，靠较强的金属键结合，B为分子晶体，靠较弱的分子间作用力结合，所以A的熔

沸点高

易错辨析

1.判断正误，正确的打“J”，错误的打“X”。

(1)凡是有规则外形的固体一定是晶体()

(2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性()

(3)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。()

(4)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。()

⑸缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。()

(6)通过X—射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体。()

(7)粉末状的物质不是晶体，具有各向异性的固体一定是晶体。()

(8)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。()

(9)晶体内部的微粒按一定规律进行周期性排列。()

(10)某晶体的熔点为112.8℃,溶于CS2、CCL等溶剂，可推出该晶体可能为分子晶体。()

(11)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。()

(12)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高。()

(13)离子晶体一定都含有金属元素()

(14)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体()

(15)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高()

专项提升

1.(1)晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大

直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是()

A.形成晶体硅的速率越大越好

B.晶体硅没有固定的熔、沸点

C.可用X—射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃

D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关

(2)下列说法错误的是()

A.晶体在受热熔化过程中不一定存在化学键的断裂

B.原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体的分子间除存在范德华力外，还有可能存在氢键

C.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

D.非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子和非金属元素的原子间只形成离子键

2.现有几组物质的熔点(°C)数据:

A组B组C组D组

金刚石:3550℃Li：181℃HF：-83℃NaCl：801℃

硅晶体：1410℃Na：98℃HCl：-115℃KCl：776℃

硼晶体：2300℃K：64℃HBr：-89℃RbCl：718℃

二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：-51℃CsCl：645℃

据此回答下列问题：

(1)A组属于晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是o

(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。

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o

(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

⑸D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCL其原因为

知识点02晶体结构及计算

一、晶体结构

1.晶胞

(1)概念：描述晶体结构的。

(2)结构：晶胞一般都是体,晶体是由无数晶胞而成。

医阑一相邻晶胞之间无任何间隙。

I

医圄一所有晶胞都是手行排列的,取向相同。

r-Ln所有晶胞的形状及其内部的原子种类、

1—3个数及几何排列是完全相同的。

2.晶胞中微粒个数：均摊法

1

(1)如某个粒子为〃个晶胞所共有，则该粒子有-属于这个晶胞。

n

①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。

同为2个晶胞所共有，

位于面上

面心该粒子的属于该晶胞

同为8个晶胞所共有，

位于顶点该粒子的！属于该晶胞

位于内部整个粒子都属于该晶胞

'体、

同为4个晶胞所共有，

位于棱上该粒子的I属于该晶胞

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定

A.正三棱柱晶胞中:

,顶点：为12个晶胞共有，吉属于该晶胞

©为4个晶胞共有,+属于该晶胞

△为6个晶胞共有，春属于该晶胞

O处于晶胞内部，全部属于该晶胞

B.六棱柱晶胞中:

O顶点:为6个晶胞共有,《属于该晶胞

•侧棱:为3个晶胞共有,当属于该晶胞

△底面上的棱:为4个晶胞共有,看属于该晶胞

◎面心:为2个晶胞共有,十属于该晶胞

1

C.石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占？

•顶点:为3个六边形共有,j属于该六边形

(2)类比三种类型

晶胞正或长方体正六棱柱正三棱柱

*q----<

：用…Y才…才—

示意图疥1«田

A—o

顶点上微粒

———

侧棱上微粒

———

上下棱微粒

———

面点上微粒

———

内部的微粒

一——

3.金属晶体的四种堆积方式

堆积面心立方体心立六方最简单立

名称最密堆积方堆积密堆积方堆积

麴公

堆积函麴

模型<:c

>o0(1

0Aojyo2:

堆积Al型A2型或钾A3型

Po型

类型或铜型型或镁型

…ABCABC…•••ABAB…

堆积\\

(TTT)A

B(TTI)*

方式JYB

d55)A(CO、

配位

————

数

晶胞<:c二

>o0(„[1

结构00151:

a…

投影1\：z：‘::号

,Aj

r.炊.，/•\

图Zi4......X

4.典型离子晶体的空间构型

类型NaCI型CsCI型立方ZnS型CaFz型

)O

P71M

--O

19।

图示,彳r_/

0/0

OO

2+-

+OZn"・S•CaOF

•Na+0C1-crOCs

1/8晶胞为间隔排列的4个

结构体心立8个小立方体的

简单立方结小立方体的体

特点方结构体心各有1个L

构心各有1个ZM+

配位Ca2+：_

———

数F-：_

5.常见分子晶体和共价晶体的晶胞

晶胞二氧化碳金刚石碳化硅二氧化硅

舞

图示

・标fC01行

结构特点面心立方同ZnS将金刚石中内将晶体硅中每个

部的4个碳原硅硅键中间插入

子换成硅原子1个氧原子

配位数———Si：_；0：_

।।।

—X—Y—x—Y—X—

反111

：丫丫丫

投影图一千一Y—}Y—*一

YYY

—1—Y—Y—1一

a111

6.金刚石、晶体硅和二氧化硅的结构

(1)结构特点

①基本结构：结构，中心原子配位数为一

②空间构型：结构，键角为,都是杂化

(2)最小的环

被共用的最小环数

晶体最小环

原子共价键

金刚石—元环C：_c—C键：_

二氧Si：_

___元环Si—o键：_

化硅a0：_

(3)化学键数

①金刚石：lmol金刚石中含__5个C—C键

②晶体硅：lmol晶体硅中含一5个Si—Si键

③二氧化硅：lmol二氧化硅中含—NA个Si—O键

7.石墨的结构

(1)结构特点

①基本结构：结构

②层内构型：结构，键角为,杂化方式：

③最小碳环：有一个碳原子，实际含一个碳原子

(2)化学键

①lmol石墨中含有molC—C键(cr键)

②层和层的自由电子构成1个键，沿层的平行方向可导电

(3)微粒间作用力

①层内部：__________

②层之间：__________________

③石墨的大"键具有键的性质

(4)物理性质

①熔点：比金刚石的—，C—C键的键长比金刚石中的一

②质地：比较柔软，层与层间的距离比C—C键的键长—，作用力

二、晶体的有关计算

1.晶体中某些几何体中的数量关系(晶胞参数为。)

(1)立方体体对角线=，面对角线=

(2)面心立方晶胞相邻的两个面心间的距离=—

①直角三角形BEC中：(BC)2=(CE)2+(BE)2

71

②BO=*BE,OE=-BE

33

③直角三角形AOB中：(AB)2=(B0)2+(A0)2

2.几种单质晶体晶胞的结构特点

(1)面心立方：面对角线上的三个原子相切：r=a

(2)体心立方：体对角线上的三个原子相切：r=a

(3)简单立方：侧面上的原子两两相切：r=a

(4)六方最密：正四面体相邻原子两两相切：r=a

(5)金刚石型：内部小立方体体对角线上的三个原子相切：=a

3.晶胞密度的计算

⑴计算公式一NxM

(2)晶胞的体积：Y=Sh(S为底面积，/)为IWJ)

①立方体晶胞：V=a3

②长方体晶胞：Y=obc

③正三棱柱晶胞：—a2/?sin60°=""'

24

④正六棱柱晶胞：V=6X力sin60°="

22

⑤六方最密堆积晶胞：V=c/2sin60°X2h=2X--Xa2sin60°=VIa3

3

(3)单位换算

①1pm=m=cm

②lnm=m=cm

(3)l|im=m=cm

4.空间利用率

晶胞中实际所含原子的体积和

(1)空间利用率=X100%

晶胞的体积

(2)原子的体积：V=±nr3(r为原子半径)

3

(3)晶胞体积

①根据晶胞参数计算

②根据密度计算：丫=坐丝

P^NA

(4)三种典型结构的有关计算

三种典型结构型式面心立方最密堆积(A。体心立方堆积仆2)六方最密堆积(A3)

常见金属Cu、Au、AgNa、K、Fe*Mg、Zn、Ti

*

结构示意图

匚

晶胞

配位数

-----■一—'----!----_----

空间利用率

———

每个晶胞所含原子数

—---一一

易错辨析

1.正误判断，正确的打“J”，错误的打“X”

(1)在金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个()

(2)在NaCl晶体中，每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个()

⑶在CsCl晶体中，每个Cs+周围与其距离最近的C厂有8个()

(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其最近的镁原子有6个()

(5)Ai型最密堆积又称为六方最密堆积。()