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考点48晶体结构与性质

本知识点在全国卷中为选考题考查内容，近年来已有较多省市已列入高考必考题，主要从两个方面切入：(1)认识不同晶体类型的特点，能从多角度、动态的分析不同晶体的组成及相应物质的性质；(2)关于晶胞的计算。最后一问关于晶胞的分析及计算难度较大，其它设问相对简单，注重基础。

预测2023年高考将主要考查晶体类型、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算。重点强化晶胞的分析与计算，对常考的几种计算类型进行归纳总结，解题思维模式。

一、晶体、晶胞

二、常见晶体结构模型

三、四种晶体的比较

晶体、晶胞

1．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

性质特征

自范性

有

无

熔点

固定

不固定

异同表现

各向异性

各向同性

二者区别方法

间接方法

看是否有固定的熔点

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)。

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——无隙并置

无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

2．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n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是eq\f(1,n)。

(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。

②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eq\f(1,3)。

【小试牛刀】

请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)固态物质一定是晶体()

(2)凡有规则外形的固体一定是晶体()

(3)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列()

(4)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”()

(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验()

(6)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体()

【典例】

例1下列有关晶体的叙述中，正确的是

A．晶体与非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形

B．红外光谱不仅可以用于晶体和非晶体的鉴别，还可测定分子中官能团和化学键的信息

C．SiO2属于共价晶体，其中Si采取sp3杂化与4个O相连，形成正四面体结构单元

D．第三周期主族元素形成的氧化物的晶体中，Na2O是纯粹的离子晶体，SiO2是纯粹的共价晶体

【答案】C

【解析】A项，晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，A错误；B项，红外光谱是反映有机物分子中含有的化学键或官能团的信息，而不是用于鉴别晶体和非晶体，B错误；C项，SiO2属于共价晶体，Si原子与4个O原子形成4个共价键，因此其中Si采取sp3杂化与4个O相连，形成与Si原子相连的4个O原子形成正四面体结构单元，C正确；D项，Na2O、SiO2中既有共价键成分又有离子键成分，前者离子键的百分数大于50%，偏向于离子键，对应晶体偏向于离子晶体；后者离子键的百分数小于50%，偏向于共价键，对应晶体偏向于共价晶体，D错误；故选C。

例2一种由A、B、C三种元素组成的新物质是潜在的拓扑绝缘材料，其结构如图甲、乙所示(晶胞参数已在图中标出)。下列说法不正确的是()

A．图乙是该物质的晶胞单元

B．晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1：1：2

C．A、B原子之间最短的距离为xnm

D．该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为6

【答案】D

【解析】A项，晶胞是晶体的最小重复单元，对比图甲和图乙，图乙是该物质的晶胞单元，A正确；B项，由图乙知，晶胞中A的数目为，B的数目为，C的数目为8，则晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶1∶2，B正确；C项，A、B原子之间最短的距离是面对角线长的，即，C正确；D项，该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4，D错误；故选D。

【对点提升】

对点1下面有关晶体的叙述中，正确的是(???????)

A．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

B．离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中只有分子间作用力没有共价键

C．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

D．共价晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性

对点2某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，设该