Question

決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)．請(qǐng)回答下列問題．
（1）下圖是石墨的結(jié)構(gòu)，其晶體中存在的作用力有

 

（填序號(hào)）．

A：σ鍵  B：π鍵   C：氫鍵   D：配位鍵   E：分子間作用力  F：金屬鍵  G：離子鍵
（2）下面關(guān)于晶體的說法不正確的是

 

；
A．晶體熔點(diǎn)由低到高：CF₄＜CCl₄＜CBr₄＜CI₄
B．硬度由大到�。航饎偸�＞碳化硅＞晶體硅
C．熔點(diǎn)由高到低：Na＞Mg＞Al
D．晶格能由大到�。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI
（3）CaF₂結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示，Cu形成晶體的結(jié)構(gòu)如Ⅲ所示，Ⅱ?yàn)镠₃BO₃晶體結(jié)構(gòu)圖（層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H₃BO₃分子通過氫鍵結(jié)合） 

①圖Ⅰ所示的晶體中與Ca²⁺離子最近且等距離的Ca²⁺離子數(shù)為

 

；
圖Ⅲ中未標(biāo)號(hào)的Cu原子形成晶體后周圍最緊鄰的Cu原子數(shù)為

 

；
②H₃BO₃晶體中B原子雜化方式

 

；
③三種晶體中熔點(diǎn)高低的順序?yàn)?div id="84sv8vy" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（填化學(xué)式），H₃BO₃晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用為

 

；
（4）碳的某種單質(zhì)的晶胞如圖4所示，一個(gè)晶胞中有

 

個(gè)碳原子；若該晶體的密度為ρ g/cm³，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為

 

cm（用代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,晶體熔沸點(diǎn)的比較,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)石墨結(jié)構(gòu)判斷；
（2）A．分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越大；
B．鍵長越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，硬度越大；
C．金屬離子的電荷越大、半徑越小，其熔點(diǎn)越大；
D．離子半徑越小、離子鍵越強(qiáng)，則晶格能越大；
（3）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，判斷配位數(shù)；
②根據(jù)圖Ⅱ中B原子成鍵數(shù)目判斷；
③根據(jù)所屬晶體類型判斷熔點(diǎn)；
（4）利用均攤法計(jì)算晶胞中微粒數(shù)；根據(jù)密度和摩爾質(zhì)量計(jì)算出晶胞體積，從而計(jì)算出晶胞邊長．

解答： 解：（1）石墨為層狀結(jié)構(gòu)，雜化類型為sp²，每一片層內(nèi)部碳原子以σ鍵結(jié)合，每個(gè)碳原子還有一個(gè)未雜化的p軌道，肩并肩重疊，形成大π鍵，片層之間以分子間作用力結(jié)合，
故選：A B E；
（2）A．分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越大，則晶體熔點(diǎn)由低到高順序?yàn)镃F₄＜CCl₄＜CBr₄＜CI₄，故A正確；
B．鍵長越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，硬度越大，鍵長C-C＜C-Si＜Si-Si，則硬度由大到小為金剛石＞碳化硅＞晶體硅，故B正確；
C．金屬離子的電荷越大、半徑越小，其熔點(diǎn)越大，則熔點(diǎn)由高到低為Al＞Mg＞Na，故C錯(cuò)誤；
D．離子半徑越小、離子鍵越強(qiáng)，則晶格能越大，F(xiàn)、Cl、Br、I的離子半徑在增大，則晶格能由大到�。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故D正確；
故選C；
（3）①圖I 在每個(gè)晶胞中與Ca²⁺離子最近且等距離的Ca²⁺離子數(shù)為3個(gè)，通過每個(gè)Ca²⁺可形成8個(gè)晶胞，每個(gè)Ca²⁺計(jì)算2次，所以與Ca²⁺離子最近且等距離的Ca²⁺離子數(shù)為（8×3）÷2=12個(gè)； 圖III可看出在每個(gè)Cu原子周圍有12個(gè)Cu原子，Cu原子形成晶體后周圍最緊鄰的Cu原子數(shù)為12；
故答案為：12；12；
②H₃BO₃晶體結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)，則B原子雜化方式sp²，故答案為：sp²；
③CaF₂屬于離子晶體，Cu屬于金屬晶體，H₃BO₃屬于分子晶體，則熔點(diǎn)由高到低為：CaF₂＞Cu＞H₃BO₃；H₃BO₃晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用為層與層之間的分子間作用力，
故答案為：CaF₂＞Cu＞H₃BO₃；分子間作用力；
（4）碳原子位于晶胞頂點(diǎn)、面心和體心，數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

+4=8，晶胞中含有8個(gè)碳原子；晶胞摩爾質(zhì)量為8×12g/mol=96g/mol，則晶胞的摩爾體積為

96

ρ

L/mol，一個(gè)晶胞的體積為

96

ρ?NA

，則晶胞邊長為

3	96 ρ?NA

，晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為晶胞體對(duì)角線的

1

4

，則晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為

3

4

×

3	96 ρ?NA

，
故答案為：

3

4

×

3	96 ρ?NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查分子空間構(gòu)型、雜化類型的判斷、熔點(diǎn)比較、晶體的計(jì)算，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何判斷分子空間構(gòu)型以及有關(guān)晶體計(jì)算等方法．