易錯點17晶體結構與性質

易錯題10。等離子體、液晶和離子液體的比較

等離子體液晶離子液體

構成電子、陽離子和電中性苯甲酸膽缶酯體積很大的陰離子、

粒子（分子或原子）陽離子

特性具有良好的導電性和具有液體的流動性、黏度、形難揮發、良好導電

流動性變性等，具有晶體的各向異性性、作溶劑

易錯題【02】“均攤法”與晶胞計算

（1）長方體（包括立方體）晶胞中不同位置粒子數的計算:

f1位于頂點If同為8個晶胞所共有，:粒子屬于該晶胞

O

網f|位于棱上|f同為4個晶胞所共有，:粒子屬于該晶胞

,-----1------------------------

f|位于面上|f同為2個晶胞所共有，萬粒子屬于該晶胞

f|位于內部|f|整個粒子都屬于該晶胞|

（2）“三棱柱”和“六棱柱”中不同位置粒子數的計算:

1

1-

棱上頂點上哈

-4&9—頂點上］

4

上

1面1

-棱上4-

22一J一?二、----棱上］

面

1底

1

--六'、'內部：1

2內部：12

三棱柱

六棱柱

（3）確定晶體的化學式

［分析晶］確之［晶胞中同種粒子］利用“均攤法''計算一晶胞中各種確定（各種粒子〕確定盅體的

［胞結詞［的位置及個藪粒子的個數一的個數比一二化學式

（4）計算晶體的密度

—*■晶體密度

（5）原子空間利用率計算

易錯題【03】四種晶體類型的比較

分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體

比

金屬陽離子

構成粒子分子原子陰、陽離子

和自由電子

粒子間的相

分子間作用力共價鍵金屬鍵離子鍵

互作用力

有的很大，

硬度較小很大較大

有的很小

有的很高，

熔、沸點較低很高較高

有的很低

難溶于任何溶常見溶劑難大多易溶于水等極

溶解性相似相溶

劑溶性溶劑

一般不導電，

一般不具有導電和熱的晶體不導電，水溶液

導電、傳熱性溶于水后有的

電性良導體或熔融態導電

導電

易錯題【04】晶體類型判斷

（1）依據構成晶體的微粒和微粒間作用力判斷

由陰、陽離子形成離子鍵構成的晶體為離子晶體；由原子形成的共價鍵構成的晶體為共價晶

體；由分子依靠分子間作用力形成的晶體為分子晶體；由金屬陽離子、自由電子以金屬鍵形

成的晶體為金屬晶體。

（2）依據晶體的熔點判斷

不同類型晶體熔點的一般規律：共價晶體〉離子晶體〉分子晶體。金屬晶體的熔點差別很大,

如鴇、鉗等熔點很高，葩等熔點很低。

易錯題【05】晶體熔、沸點高低的比較

（1）看物質所屬晶體類型，一般情況下，晶體的熔點：共價晶體〉離子晶體〉分子晶體。

（2）同類晶體熔、沸點判斷思路：

共價晶體一共價鍵鍵能一鍵長一原子半徑

四種晶

空笛睡一分子間作用力一相對分子質量（考慮分子間是否存在氫鍵）

體熔點

的比較離子晶體I-離子鍵強弱一離子所帶電荷數、離子半徑

金屬晶體上金屬鍵一價電子數、離子半徑

易錯題［06］晶胞投影圖的分析

（1）分析晶胞沿X軸方向（yz）、y軸方向（xz）、z軸方向（xy）的投影圖，確定晶胞中各

粒子的具體位置。

（2）結合晶胞參數，利用“均攤法”計算晶體的密度、原子的空間利用率等。

（3）結合三維坐標系及晶胞中原子的位置，確定相關原子的坐標參數（或分數坐標）。

易錯題【07】

典例分析

例題1、理論計算預測，由汞（Hg）、褚（Ge）、睇（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a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取

代后形成。

（1）圖b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o

（2）圖c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=o

（3）設X的最簡式的式量為跖，則X晶體的密度為g/cnP（列出算式）。

【解析】（1）對比圖b和圖c可知,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，可能還有其他形式。

（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，則1個晶胞中含有Ge原子數為1+8義：+4義；=4；Hg原子

位于棱邊、面心，則1個晶胞中含有Hg原子數為6xg+4xg=4,則該晶胞中粒子個數比Hg：

Ge：Sb=4：4：8=1：1：2。

（3）1個晶胞的質量片生如g,l個晶胞的體積V=（xxl0-7cm）2x（yxl0-7cm）=jt3xio—21cm3,

則X晶體的密度為？=23=要9<1021-3。

22,32

Vxyxl0-cmxyxNA0

【答案】(1)圖b不具有“無隙并置”的特點

(2)41：1：2(3)年與'KF

xzyxN^

例題2、在金屬材料中添加AlCn顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCr2

具有體心四方結構，如圖所示。

(1)處于頂角位置的是原子。

(2)設Cr和A1原子半徑分別為rcr和小，則金屬原子空間占有率為%(列出計算表

達式)。

【解析】(1)AlCn具有體心四方結構，黑球個數為8X：+1=2,白球個數為8X；+2=4,結合

化學式A1C"推知，白球為Cr,黑球為Al,即處于頂角位置的是Al原子。

(2)設Cr和A1原子半徑分別為2和小,則金屬原子的總體積為錚x4+苧x2=219,

8兀(2r1r+r；i)ROOirfr3)

故金屬原子空間占有率二一3—xlooy_8。。,匚2.%。

ac

800n(r1i+2r：r)

【答案】(1)A1(2)3aze

例題3、(1)OF2的熔、沸點(填“高于”或“低于”)CbO,原因是o

(2)硅、錯(Ge)及其化合物廣泛應用于光電材料領域，晶體硅和碳化硅熔點較高的是

(填化學式)。

(3)H2S,CH4、H2O的沸點由高到低順序為o

【解析】(1)OF2和CbO都是分子晶體，范德華力影響其熔、沸點，而相對分子質量越大，

范德華力越強，其熔、沸點越高。

(2)晶體硅和碳化硅都是共價晶體，Si原子半徑大于C,則鍵長：Si—Si>Si—C,鍵能:

Si—Si<Si—C,而鍵能越大，共價晶體的熔點越高，故熔點較高的是Sic。

(3)H2S,CH4>H2O都形成分子晶體，氏0形成氫鍵，H2S,CH4只存在范德華力，且H2s

的相對分子質量大，范德華力大，其沸點高于CH4，故沸點：H2O>H2S>CH4O

【答案】(1)OF2和CbO都是分子晶體，結構相似，C12O的相對分子質量大，C12O的熔、

沸點高

(2)SiC

(3)H2O>H2S>CH4

例題4、(1)XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90。，該晶胞中

有個XeF2分子。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位

置，稱為原子的分數坐標，如A點原子的分數坐標為(；，；，；)。已知Xe—F鍵長為rpm,

乙LL

則B點原子的分數坐標為；晶胞中A、B間距離d=—pm。

(2)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數

坐標。四方晶系CdSnAsz的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90。，晶胞中部分原子的

分數坐標如下表所示。

一個晶胞中有個Sn,找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn(用分數坐標表

示)。CdSnAsz晶體中與單個Sn鍵合的As有個。

【解析】(2)坐標原點是黑球Cd(0,0,0),又知晶體的化學式為CdSnAsz，結合晶胞結構推

知，Sn是白球，As是灰球。有4個Sn位于棱上(折合為1個)，另外有6個Sn位于面上(折

合為3個)，共4個Sn。距離Cd(0,0,0)最近的Sn有兩個,分數坐標分別為(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)。

觀察圖中白球和灰球的關系，可知與單個Sn結合的As有4個。

【答案】（1）2(0,0,-)Xj-r)2

C

(2)4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4

例題5、（1）以Zn為頂點的ZnGePz晶胞結構如圖所示。

①Zn的配位數為o

②以Ge為頂點的晶胞中，Zn原子位于o

（2）氮、銅形成的一種化合物，為立方晶系晶體，晶胞參數為apm,沿面對角線投影如

圖所示。已知該晶胞中原子的分數坐標為：Cu/o,O,|j；［o,1,OjJ1,O,OjN:（0,0,0）則

該晶胞中，與Cu原子等距且最近的Cu原子有個。

【解析】（1）①以體心的Zn為例，距離其最近且距離相等的原子有4個，所以配位數為4；

②結合晶胞結構示意圖可知，若以以Ge為頂點的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。

（2）結合投影以及部分Cu、N原子的坐標可知N原子位于立方體的頂點，Cu原子位于棱

心，距離Cu原子相等且最近的Cu原子位于相鄰的棱上，所以個數為8。

【答案】（1）①4②棱心、面心

(2)8

易錯題通關

1.（2022?廣東.佛山市南海區九江中學高三階段練習）我國科學家以碳60為原料，制造出一

種單層碳60聚合物單晶新材料（局部結構如圖）。下列有關說法不正確的是

A.單層聚合C6o與金剛石互為同素異形體

B.C60中的12c中子數為6

C.C60和石墨均為分子晶體

D.單層聚合碳60中有非極性共價鍵

2.（2022?江蘇省包場高級中學高三開學考試）乙醛與新制氫氧化銅懸濁液反應的實驗如下:

步驟1：向試管中加入2mLi0%NaOH溶液，邊振蕩邊滴加4?6滴2%CuSO,溶液，觀察到

有藍色絮狀沉淀產生。

步驟2：再向試管中加入0.5mL乙醛溶液，加熱，觀察到有紅色沉淀產生。

下列說法不走確的是

A.乙醛分子中元素的電負性：O>C>H

B.步驟1中可用過量的氨水代替NaOH溶液

C.上述實驗說明新制氫氧化銅能被乙醛還原

D.上圖所示的Cu2O晶胞中銅原子的配位數為2

3.（2022?遼寧朝陽?高三階段練習）磷化硼是一種耐磨涂料，可用作金屬的表面保護層。磷

化硼晶體晶胞（立方體）如圖所示。已知原子坐標R為（0Q。），P?為（1』』），晶胞的密度為

pg-cm3,阿伏加德羅常數的值用NA表示。下列說法中正確的是

A.磷原子的配位數為12

B.圖中a原子的坐標是停梳梳

C.磷化硼晶體的晶胞邊長為

D.電負性：B>P

4.（2022?北京?高三開學考試）鈉的一種氧化物的正方體晶胞如圖所示（“?”或“。”均表示一個

簡單離子）。下列說法正確的是

A.該氧化物的化學式為NazCh

B.晶胞中連接“。”與“?”的線段表示共價鍵

C.晶胞中與“。”最近且等距的“?”的數目為4

D.該晶體中“。”與“?”的核外電子排布相同

5.（2022?湖北?高三開學考試）金剛砂與金剛石具有相似的晶體結構，硬度為9.5,熔點為

2700℃,其晶胞結構如圖所示。下列說法正確的是

A.該晶體屬于共價晶體，熔點比金剛石高

B.C位于Si構成的正四面體空隙中

C.C—Si的鍵長為apm,則晶胞邊長為2&apm

D.金剛砂中C原子周圍等距且最近的C原子數為6

6.(2022?湖南?長郡中學高三階段練習)通過反應4BI(g)+As4(g)T^4BAs(s,晶體)+6L(g)

可制備具有超高熱導率半導體材料——BAs晶體。下列說法錯誤的是

圖(a)圖(b)圖(c)

A.圖(a)表示AS4結構，AS4分子中成鍵電子對數與孤對電子數之比為3：1

B.圖(b)表示單質硼晶體52的基本結構單元，該基本單元為正二十面體

C.圖(b)所示單質硼晶體的熔點為2180C,它屬于共價晶體

D.圖(c)表示BAs的晶胞結構，距離As原子最近且相等的B原子有4個

7.(2022.四川.鹽亭中學一模)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子

的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系CdSnAsz的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均

為90。，晶胞中部分原子的分數坐標如表所示。下列說法不正確的是

apm

XYZ

Cd000

Sn000.5

As0.250.250.25

A.灰色大球代表As

B.一個晶胞中有4個Sn

C.CdSnAsz晶體中與單個Sn鍵合的As有2個

D.距離Cd(O,0,0)最近的Sn的分數坐標是(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)

8.（2022.重慶市育才中學高三開學考試）已知，圖甲為金屬鈉的晶胞，晶胞邊長為apm,

圖乙為金屬鈉的晶胞截面，圖丙為Li2s晶胞截面（已知Li2s的晶體結構與CaFz相似）。假設

OS2'

OL『

圖丙

A.每個晶胞中含有的S2-數目為4

B.與Li+距離最近且相等的S2一有4個

C.與Li+距離最近且相等的Li+有12個

D.該晶胞中兩個距離最近的Li+和S2-的核間距的計算表達式為

9.（2022?江蘇南通.高三開學考試）NO?能與懸浮在大氣中的海鹽粒子作用，反應為

2NO2+NaCl=NaNO3+ClNO（CINO各原子均達到8電子穩定結構）。下列說法正確的是

A.NaNOs晶體屬于分子晶體B.C1NO的結構式為C1-N=O

C.NaCl晶胞中Na+的配位數為12D.NO?是由極性鍵構成的非極性分子

10.（2022?山西?大同市第二中學校高三開學考試）某Ba-Ti-O晶體具有良好的電學性能，其

晶胞為立方晶胞（如圖），晶胞參數為apm。設阿伏加德羅常數的值為NA,下列說法錯誤的

是

A.化學式為BaTiOsB.Ba?+的配位數為6

933x1032

C.「4+位于-的八面體空隙D.晶體的密度為;、g-m-3

11.（2022?浙江?高三開學考試）已知非金屬元素A、B、C、D是原子序數依次增大的4種

短周期元素，其中A是元素周期表中原子半徑最小的元素，D是地殼中含量最多的元素，B

原子核外電子數是未成對電子數的3倍，E原子核外電子層數為4,其基態原子的內層軌道

全部排滿電子，且最外層電子數與A相同。下列有關說法正確的是

A.元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序為：D>OB

B.由A與C以個數比1：1組成的化合物中不可能含有離子鍵

C.A與B、A與C、A與D均能形成18電子的分子

D.如圖為D和E兩種元素組成的化合物的晶胞，則E離子的配位數為4

12.（2022?山東日照?高三開學考試）LiFePO,的晶胞結構示意圖如（a）所示。其中。圍繞Fe

和P分別形成正八面體和正四面體。電池充電時，LiFePO,脫出討+轉化如圖，下列說法正

確的是

(a)LiFePO4(b)Li]JePO4(c)FePO4

A.每個Li|JePC）4晶胞中Li+個數為1-x

B.ImolLiFeO,晶胞完全轉化為L~FePO4晶胞，轉移電子數為0」875NA

C.ImolLi/ePO’晶胞中+2價Fe原子個數為3.25$

D.當FePC>4轉化為LijePO'時，每轉移（1-x）mol電子，消耗4（l-x）molLi+

13.我國科學家發明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrCh固

溶體，四方ZrCh晶胞如圖所示。

（1）Zr4+離子在晶胞中的配位數是o晶胞參數為apm、apm、cpm,該晶體密度

為g-cm-3(寫出表達式)。

(2)在ZrO2中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學式可表示為ZnxZri-xOy,則y=

14.GaAs的熔點為1238℃,密度為0g9四二，其晶胞結構如圖所示。

①該晶體的類型為，Ga與As以鍵鍵合。

②Ga和As的摩爾質量分別為Afcag-mo「和MAsg-morI原子半徑分別為rGapm和小pm,

阿伏加德羅常數值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。

15.AS與C。形成的某種化合物的晶胞如圖(a)所示，其中部分晶胞中As的位置如圖(b)所示。

(1)該化合物的化學式為O

(2)若化合物的摩爾質量為Mg-mol1,密度為pg-cm-3oCo和As原子半徑分別為npm和

r2pm,阿伏加德羅常數的值為NA,則晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為

(列出表達式即可)。

16.(1)Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素。三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，其熔

點由高到低的順序為O

(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCL至丁山熔點依

次升高，原因是。

化合物TiF4TiCl4Til4

熔點/℃377-24.12155

(3)一些氧化物的熔點如下表所示：

氧化物

Li2OMgOP4O6SO2

熔點/℃1570280023.8-75.5

解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：。

17.氮化錢是一種半導體