2018-2019版高中化學 第3章 物質的聚集狀態(tài)與物質性質 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第2課時學案 魯科版選修3.doc

第2課時　分子晶體 [學習目標定位]　1.了解分子晶體的概念、結構特點及常見的分子晶體。2.能夠從范德華力、氫鍵的特征，分析理解分子晶體的物理特性。3.會比較判斷晶體類型。 一、分子晶體及其結構特點 1．概念及微粒間的作用 (1)概念：分子間通過分子間作用力相結合形成的晶體叫分子晶體。 (2)微粒間的作用：分子晶體中相鄰分子之間以分子間作用力相互吸引。 2．分子晶體的結構特點 　 (1)碘晶體的晶胞是一個長方體，在它的每個頂點上有1個碘分子，每個面上有1個碘分子，每個晶胞從碘晶體中分享到4個碘分子。 氯單質、溴單質的晶體結構與碘晶體的結構非常相似，只是晶胞的大小不同而已。 (2)干冰晶體是一種面心立方結構，在它的每個頂點和面心上各有1個CO2分子，每個晶胞中有4個CO2分子。干冰晶體每個CO2分子周圍，離該分子最近且距離相等的CO2分子有12個。 (3) 在冰晶體中，由于水分子之間存在具有方向性的氫鍵，迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這樣的排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙，比較松散。 在冰晶體中，每個水分子中的每個氧原子周圍都有4個氫原子，氧原子與其中的兩個氫原子通過共價鍵結合，而與屬于其他水分子的另外兩個氫原子靠氫鍵結合在一起。 (1)分子晶體的結構特點 若分子間不存在氫鍵，則分子晶體的微粒排列時盡可能采用緊密堆積方式；若分子間存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性和飽和性，則晶體不能采用緊密堆積方式。 (2)常見的分子晶體 ①所有非金屬氫化物：H2O、NH3、CH4、H2S等。 ②多數非金屬單質：鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、紅磷、硫、稀有氣體等。 ③多數非金屬氧化物：CO2、SO2、SO3、P2O5等。 ④幾乎所有的酸：H2SO4、CH3COOH、H3PO4等。 ⑤絕大多數有機物：乙醇、蔗糖等。 (3)分子晶體的性質 ①分子晶體一般具有較低的熔點和沸點，較小的硬度、較強的揮發(fā)性。 ②分子晶體在固態(tài)、熔融時均不導電。 ③不同的分子晶體在溶解度上存在較大差別，并且同一分子晶體在不同的溶劑中溶解度也有較大差別。 提醒　(1)稀有氣體固態(tài)時形成分子晶體，微粒之間只存在分子間作用力，分子內不存在化學鍵。 (2)分子晶體汽化或熔融時，克服分子間作用力，不破壞化學鍵。 例1　下列各組物質各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是(　　) A．NH3、HD、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2 答案　B 解析　A中HD是單質，不是化合物；C中SiO2為原子晶體，不是分子晶體；D中Na2S是離子晶體，不是分子晶體。 例2　下表列舉了幾種物質的性質，據此判斷屬于分子晶體的物質是________。 物質 性質 X 熔點為10.31 ℃，液態(tài)不導電，水溶液導電 Y 易溶于CCl4，熔點為11.2 ℃，沸點為44.8 ℃ Z 常溫下為氣態(tài)，極易溶于水，溶液pH>7 W 常溫下為固體，加熱變?yōu)樽霞t色蒸氣，遇冷變?yōu)樽虾谏腆w M 熔點為1 170 ℃，易溶于水，水溶液導電 N 熔點為97.81 ℃，質軟，導電，密度為0.97 gcm－3 答案　X、Y、Z、W 解析　分子晶體熔、沸點一般比較低，硬度較小，固態(tài)不導電。M的熔點高，肯定不是分子晶體；N是金屬鈉的性質；X、Y、Z、W均為分子晶體。 規(guī)律總結 分子晶體具有熔、沸點較低，硬度較小，固態(tài)、熔融態(tài)不導電等物理特性。所有在常溫下呈氣態(tài)的物質、常溫下呈液態(tài)的物質(除汞外)、易升華的固體物質都屬于分子晶體。 例3　下圖為冰晶體的結構模型，大球代表O，小球代表H。下列有關說法正確的是(　　) A．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體 B．冰晶體具有空間網狀結構，是原子晶體 C．水分子間通過H—O鍵形成冰晶體 D．冰融化時，水分子之間空隙增大 答案　A 解析　冰中的水分子是靠氫鍵結合在一起，氫鍵不是化學鍵，而是一種分子間作用力，故B、C兩項均錯誤；H2O分子形成氫鍵時沿O的四個sp3雜化軌道形成氫鍵，可以與4個水分子形成氫鍵，這4個水分子形成空間四面體構型，A項正確；水分子靠氫鍵連接后，分子間空隙變大，因此融化時，水的體積縮小，D項錯誤。 易錯警示 (1)冰和水中存在氫鍵，水蒸氣中不存在氫鍵。 (2)冰中每個水分子能與4個H2O分子形成氫鍵，平均每個水分子有(4)個氫鍵。 (3)水結成冰體積膨脹與氫鍵有關。 (4)冰融化時破壞氫鍵和范德華力，不破壞共價鍵。水分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關，水的熔、沸點與共價鍵無關。 二、石墨晶體的結構與性質 石墨的晶體結構如下圖所示： 1．在石墨晶體中，同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵，每一個碳原子以3個共價鍵與另外三個原子相連。六個碳原子在同一個平面上形成了正六邊形的環(huán)，伸展成平面網狀結構。 2．在同一平面的碳原子還各剩下一個2p軌道，并含有一個未成對電子形成π鍵。電子比較自由，相當于金屬中的自由電子，所以石墨能導熱和導電，這正是金屬晶體的特征。 3．石墨晶體中網絡狀的平面結構以范德華力結合形成層狀的結構，距離較大，結合力較弱，層與層間可以相對滑動，使之具有潤滑性。 　 石墨晶體中碳原子間形成共價鍵，層與層間的結合力為范德華力，同時還有金屬鍵特性。因此，石墨晶體既不是原子晶體，也不是金屬晶體、分子晶體，而是一種混合鍵型晶體。 例4　碳元素的單質有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結構圖： 回答下列問題： (1)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式分別為________、________。 (2)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。 (3)在金剛石晶體中，碳原子數與化學鍵數之比為________________________________； 在石墨晶體中，平均每個最小的碳原子環(huán)所擁有的化學鍵數為________，該晶體中碳原子數與共價鍵數之比為________。 (4)石墨晶體中，層內C—C鍵的鍵長為142 pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154 pm。推測金剛石的熔點____(填“>”“<”或“＝”)石墨的熔點。 答案　(1)sp3雜化　sp2雜化　(2)分子　混合鍵型　(3)1∶2　3　2∶3　(4) < 解析　(1)金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵(即C原子采取sp3雜化方式)，構成正四面體，石墨中的碳原子采取sp2雜化方式，形成平面六元環(huán)結構。(2)C60中構成微粒是分子，所以屬于分子晶體；石墨晶體有共價鍵、金屬鍵和范德華力，所以石墨屬于混合鍵型晶體。(3)金剛石晶體中每個碳原子平均擁有的化學鍵數為4＝2，則碳原子數與化學鍵數之比為1∶2。石墨晶體中，平均每個最小的碳原子環(huán)所擁有的碳原子數和化學鍵數分別為6＝2和6＝3，其比值為2∶3。(4)石墨中的C—C鍵比金剛石中的C—C鍵鍵長短，鍵能大，故石墨的熔點高于金剛石。 規(guī)律總結——金剛石與石墨比較 晶體 金剛石 石墨 碳原子雜化方式 sp3 sp2 碳原子成鍵數 4 3 有無未成對價電子 無 有 最小環(huán)碳原子個數 6 6 鍵角 109.5 120 含有1 mol C的晶體中所含化學鍵數目 2 mol 1.5 mol 四種晶體類型的比較 離子晶體 原子晶體 分子晶體 金屬晶體 構成晶體的粒子 陰、陽離子 原子 分子 金屬陽離子 和自由電子 粒子間的作用 離子鍵 共價鍵 分子間作用力(有的有氫鍵) 金屬鍵 作用力強弱 (一般情況下) 較強 很強 弱 較強 確定作用力強弱的一般判斷方法 離子所帶電荷總數、離子半徑 鍵長(原子半徑) 分子間的氫鍵增大分子間作用力，組成和結構相似時比較相對分子質量 離子半徑、離子所帶電荷數 熔、沸點 較高 高 低 差別較大(如汞常溫下為液態(tài)，鎢熔點為3 410℃) 硬度 硬而脆 大 較小 差別較大 導熱和 導電性 不良導體(熔化后或溶于水導電) 不良導體 不良導體(部分溶于水發(fā)生電離后導電) 良導體 溶解性 多數易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少數與水反應 機械加工性 不良 不良 不良 優(yōu)良 延展性 差 差 差 優(yōu)良 1．下列有關分子晶體的說法中一定正確的是(　　) A．分子內均存在共價鍵 B．分子間一定存在范德華力 C．分子間一定存在氫鍵 D．其結構一定為分子密堆積 答案　B 解析　稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結合成晶體，所以不存在任何化學鍵，故A項錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較強的N、O、F原子結合的氫原子的分子之間或者分子之內，所以B項正確，C項錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，D項錯誤。 2．下列物質呈固態(tài)時，一定屬于分子晶體的是(　　) A．非金屬單質 B．非金屬氧化物 C．含氧酸 D．金屬氧化物 答案　C 解析　非金屬單質中的金剛石、非金屬氧化物中的SiO2均為原子晶體；金屬氧化物通常為離子化合物，屬離子晶體。 3．SiCl4的分子結構與CCl4相似，對其進行下列推測，不正確的是(　　) A．SiCl4的熔點高于CCl4 B．SiCl4晶體是分子晶體 C．常溫、常壓下，SiCl4是氣體 D．SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子 答案　C 解析　由于SiCl4具有分子結構，所以屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點的因素是分子間的作用力，在這兩種分子中都只有范德華力，SiCl4的相對分子質量大于CCl4的相對分子質量，所以SiCl4的分子間作用力強，熔、沸點比CCl4高。CCl4的分子是正四面體結構，SiCl4與它結構相似，因此也是正四面體結構，是含極性鍵的非極性分子。 4．甲烷晶體的晶胞結構如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．甲烷晶胞中的球只代表1個C原子 B．晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子 C．甲烷晶體熔化時需克服共價鍵 D．1個CH4晶胞中含有8個CH4分子 答案　B 解析　題圖所示的甲烷晶胞中的球代表的是1個甲烷分子，并不是1個C原子，A錯誤；甲烷晶體是分子晶體，熔化時克服范德華力，C錯誤；甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞中甲烷分子的個數為8＋6＝4，D錯誤。 5．根據下列性質判斷所描述的物質可能屬于分子晶體的是(　　) A．熔點1 070 ℃，易溶于水，水溶液能導電 B．熔點1 128 ℃，沸點4 446 ℃，硬度很大 C．熔點10.31 ℃，液態(tài)不導電，水溶液能導電 D．熔點97.81 ℃，質軟，導電，密度0.97 gcm－3 答案　C 解析　A項，熔點1 070 ℃，熔點高，不符合分子晶體的特點，故A錯誤；B項，熔點1 128 ℃，沸點4 446 ℃，硬度很大，屬于離子晶體或原子晶體或金屬晶體的特點，分子晶體分子間只存在分子間作用力，熔、沸點低，故B錯誤；C項，熔點10.31 ℃，熔點低，符合分子晶體的熔點特點，液態(tài)不導電，只存在分子，水溶液能導電，溶于水后，分子被水分子離解成自由移動的離子，如CH3COOHCH3COO－＋H＋，有自由移動的離子，就能導電，故C正確；D項，熔點97.81 ℃，質軟、導電、密度0.97 gcm－3，是金屬鈉的物理性質，金屬鈉屬于金屬晶體，故D錯誤。 6．晶胞是晶體結構中可重復出現的最小的結構單元，C60晶胞結構如下圖所示，下列說法正確的是(　　) A．C60摩爾質量是720 B．C60與苯互為同素異形體 C．在C60晶胞中有14個C60分子 D．每個C60分子周圍與它距離最近且等距離的C60分子有12個 答案　D 7．請回答下列問題： (1)下列有關石墨晶體的說法正確的是________(填字母，下同)。 a．由于石墨晶體導電，所以它是金屬晶體 b．由于石墨的熔點很高，所以它是原子晶體 c．由于石墨質軟，所以它是分子晶體 d．石墨晶體是一種混合鍵型晶體 (2)據報道，科研人員應用電子計算機模擬出來類似C60的物質N60，試推測下列有關N60的說法正確的是________。 a．N60易溶于水 b．N60是一種分子晶體，有較高的熔點和硬度 c．N60的熔點高于N2 d．N60的穩(wěn)定性比N2強 (3)已知碘晶胞結構如圖所示，請回答下列問題： ①碘晶體屬于________晶體。 ②碘晶體熔化過程中克服的作用力為______________。 ③假設碘晶胞中立方體的長為a cm，阿伏加德羅常數的值為NA，則碘單質的密度為__________________。 答案　(1)d　(2)c　(3)①分子?、诜肿娱g作用力?、?gcm－3 解析　(1)石墨晶體中存在共價鍵、范德華力、大π鍵，故為混合鍵型晶體。(2)C60是一種單質，屬于分子晶體，而N60類似于C60，所以N60也是單質，屬于分子晶體，即具有分子晶體的一些性質，如硬度較小和熔、沸點較低。分子晶體的相對分子質量越大，熔、沸點越高。單質一般是非極性分子，難溶于水等極性溶劑，因此a、b項錯誤，c項正確；N2分子以N≡N鍵結合，N60分子中只存在N—N鍵，而N≡N鍵比N—N鍵牢固得多，所以d項錯誤。(3)I2分子之間以分子間作用力結合，所以I2晶體屬于分子晶體。觀察碘的晶胞結構發(fā)現，一個晶胞中含有I2分子的數目為8＋6＝4，碘原子為8個。一個晶胞的體積為a3 cm3，質量為 g，則碘單質的密度為 gcm－3。 [對點訓練] 題組1　分子晶體的判斷 1．下列各組物質均屬于分子晶體的是(　　) A．SO2，SiO2，P2O5 B．PCl3，CO2，H2SO4 C．SiC，H2O，NH3 D．HF，CO2，Si 答案　B 解析　SiO2、SiC、Si均為原子晶體。 2．下列晶體由原子直接構成，且屬于分子晶體的是(　　) A．固態(tài)氫 B．固態(tài)氖 C．磷 D．三氧化硫 答案　B 解析　稀有氣體分子都屬于單原子分子，因此稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體且由原子直接構成。其他分子晶體一般由分子構成，如干冰、冰等。 3．某化學興趣小組，在學習分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔點/℃ 801 712 190 －68 782 沸點/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 根據這些數據分析，屬于分子晶體的是(　　) A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．全部 答案　B 解析　由于由分子構成的晶體，分子與分子之間以分子間作用力相互作用，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點較低，應為分子晶體，B項正確，A、C、D三項錯誤。 4．(2017合肥六中月考)AB型化合物形成的晶體結構多種多樣。下圖所示的幾種結構所表示的物質最有可能是分子晶體的是(　　) A．①③ B．②⑤ C．⑤⑥ D．③④⑤⑥ 答案　B 解析　從各圖中可以看出②⑤都不能再以化學鍵與其他原子結合，所以最有可能是分子晶體。 題組2　分子晶體的結構與性質 5．BeCl2熔點較低，易升華，溶于醇和醚，其化學性質與AlCl3相似。由此可推測BeCl2(　　) A．熔融態(tài)不導電 B．水溶液呈中性 C．熔點比BeBr2高 D．不與NaOH溶液反應 答案　A 解析　由題知BeCl2熔點較低，易升華，溶于醇和醚，應屬于分子晶體，所以熔融態(tài)不導電；對于組成相似的分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越大，其熔、沸點越高，因此BeCl2的熔點比BeBr2的低；BeCl2的化學性質與AlCl3相似，根據AlCl3能和NaOH溶液反應，則BeCl2也可與NaOH溶液反應；AlCl3水溶液中由于鋁離子水解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性質。 6．下列說法正確的是(　　) A．分子晶體都具有分子密堆積的特征 B．分子晶體中，分子間作用力越大，通常熔點越高 C．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，分子的熔、沸點越高 D．分子晶體中，分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定 答案　B 解析　含有氫鍵的分子晶體不具有分子密堆積的特征，如冰，A錯誤；分子晶體的熔、沸點高低與分子間作用力的大小有關，與化學鍵的強弱無關，B正確，C錯誤；分子的穩(wěn)定性與化學鍵的強弱有關，與分子間作用力的大小無關，D錯誤。 7．水的沸點是100 ℃，硫化氫的分子結構跟水相似，但它的沸點卻很低，是－60.7 ℃，引起這種差異的主要原因是(　　) A．范德華力 B．共價鍵 C．氫鍵 D．相對分子質量 答案　C 解析　水分子之間存在氫鍵，氫鍵是一種較強的分子間作用力，氫鍵的存在使水的沸點比硫化氫的高。 8．下列關于分子晶體的說法不正確的是(　　) A．晶體的構成微粒是分子 B．干燥或熔融時均能導電 C．分子間以分子間作用力相結合 D．熔、沸點一般比較低 答案　B 解析　A項，分子晶體是由分子構成的；B項，干燥或熔融時，分子晶體既不電離也沒有自由移動的電子，均不能導電；C項，分子間以分子間作用力相結合；D項，分子晶體的熔、沸點一般比較低。 題組3　常見晶體結構與性質的綜合 9．下列有關晶體的敘述中，錯誤的是(　　) A．分子晶體熔化時化學鍵一般不被破壞 B．白磷晶體中，結構粒子之間通過共價鍵結合 C．構成分子晶體的結構粒子中可能存在共價鍵 D．石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價鍵所形成的空間網狀結構的晶體 答案　B 解析　分子晶體是通過分子間作用力將分子結合在一起的，所以熔化時，分子內部的化學鍵未發(fā)生變化，破壞的只是分子間作用力，A正確；白磷晶體是分子晶體，在P4內部存在共價鍵，而結構粒子(P4)之間是通過分子間作用力結合的，B錯誤；稀有氣體在固態(tài)時也屬于分子晶體，而稀有氣體是單原子分子，在分子內部不存在共價鍵，在干冰晶體中，CO2分子內存在共價鍵，C正確；石英晶體是原子晶體，D正確。 10．石墨晶體為層狀結構，每一層均為碳原子與周圍其他3個碳原子相結合而成的平面片層，同層相鄰碳原子間距為142 pm、相鄰片層間距為335 pm。如圖是其晶體結構片層俯視圖。下列說法不正確的是(　　) A．碳原子采用sp2雜化 B．每個碳原子形成3個σ鍵 C．碳原子數與σ鍵鍵數之比為2∶3 D．片層之間的碳形成共價鍵 答案　D 解析　每個碳原子形成3個σ鍵，采取sp2雜化，故A、B正確；每個碳原子平均含有3＝個σ鍵，所以碳原子數與σ鍵鍵數之比為2∶3，故C正確；石墨片層之間的碳以范德華力結合而不是共價鍵，故D錯誤。 11．根據下表中給出的有關數據，判斷下列說法中錯誤的是(　　) AlCl3 SiCl4 晶體硼 金剛石 晶體硅 熔點/℃ 190 －60 2 300 3 550 1 410 沸點/℃ 183 57 2 550 4 827 2 355 A.SiCl4是分子晶體 B．晶體硼是原子晶體 C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華 D．金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱 答案　D 解析　SiCl4、AlCl3的熔、沸點低，都是分子晶體，AlCl3的沸點低于其熔點，即在未熔化的溫度下它就能汽化，故AlCl3加熱能升華，A、C項正確；晶體硼的熔、沸點高，所以晶體硼是原子晶體，B項正確；碳原子的半徑比硅的原子半徑小，金剛石中的C—C鍵鍵長比晶體硅中的Si—Si鍵鍵長短，金剛石中的C—C鍵鍵能比晶體硅中的Si—Si鍵鍵能大，金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強，D項錯誤。 12.中學教材上介紹的干冰晶體是一種立方面心結構，如圖所示，即每8個CO2構成立方體，且在6個面的中心又各占據1個CO2分子，在每個CO2周圍距離 a(其中a為立方體棱長)的CO2有(　　) A．4個 B．8個 C．12個 D．6個 答案　C 解析　如圖在每個CO2周圍距離a的CO2即為每個面心上的CO2分子，共有8(3)＝12個。 [綜合強化] 13．參考下表中物質的熔點，回答有關問題： 物質 NaF NaCl NaBr NaI NaCl KCl RbCl CsCl 熔點/℃ 995 801 750 622 801 776 715 646 物質 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 SiCl4 GeCl4 SnCl4 PbCl4 熔點/℃ －90.4 －70.4 5.2 120 －70.4 －49.5 －36.2 －15 (1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與鹵離子及堿金屬離子的________有關，隨著________的增大，熔點依次降低。 (2)硅的鹵化物熔點及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與________有關，隨著________的增大，________增大，故熔、沸點依次升高。 (3)鈉的鹵化物的熔點比相應的硅的鹵化物的熔點高得多，這與________有關，因為一般________比__________熔點高。 答案　(1)半徑　半徑　(2)相對分子質量　相對分子質量　分子間作用力　(3)晶體類型　離子晶體　分子晶體 14．決定物質性質的重要因素是物質結構。請回答下列問題： (1)上圖是石墨的結構，其晶體中存在的作用力有______(填字母)。 A．σ鍵　B．π鍵　C．氫鍵　D．配位鍵　E．范德華力　F．金屬鍵　G．離子鍵 (2)碳鈉米管由單層或多層石墨層卷曲而成，其結構類似于石墨晶體，每個碳原子通過________雜化與周圍碳原子成鍵，多層碳納米管的層與層之間靠________結合在一起。 (3)氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結構如圖所示。 ①關于這兩種晶體的說法正確的是________(填字母)。 a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大 b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟 c．兩種晶體中的B—N鍵均為共價鍵 d．兩種晶體均為分子晶體 ②六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為_______________，其結構與石墨相似卻不導電，原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼鈉米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________ mol配位鍵。 答案　(1)ABEF　(2)sp2　范德華力　(3)①bc?、谄矫嫒切巍訝罱Y構中沒有自由移動的電子　③2 解析　(1)石墨晶體是介于原子晶體、金屬晶體、分子晶體之間的一種特殊晶體，含有金屬鍵，層與層之間存在范德華力，層內存在共價鍵。在石墨晶體中同層的每一個碳原子與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合；每個碳原子有一個未參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面，形成了大π鍵，因此石墨晶體中既存在σ鍵又存在π鍵。(3)①立方相氮化硼晶體的硬度大小與是否含有σ鍵和π鍵無關，與晶體的結構有關，即立方相氮化硼晶體為原子晶體，硬度較大，a錯誤；六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似，根據石墨晶體可知其層和層之間是靠范德華力結合的，故其作用力小，質地較軟，b正確；B和N都是非金屬元素，兩種晶體中的B—N鍵都是共價鍵，c正確；六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似，屬于混合鍵型晶體，立方相氮化硼晶體為原子晶體，d錯誤。②六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似，同一層上的原子在同一平面內，根據六方相氮化硼晶體的晶胞結構可知，1個B原子與3個N原子相連，故為平面三角形結構；由于B最外層有3個電子都參與了成鍵，層與層之間沒有自由移動的電子，故不導電。③NH中有1個配位鍵，BF中有1個配位鍵，故1 mol NH4BF4含有2 mol配位鍵。 15．(1)水分子的立體結構是____________，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有____________。 (2)冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞(其晶胞結構如圖，其中空心球所示原子位于立方體的頂點或面心，實心球所示原子位于立方體內)類似。每個冰晶胞平均占有____________個水分子。冰晶胞與金剛石晶胞中微粒排列方式相同的原因是_________ _______________________________________________________________。 (3)實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5 kJmol－1，而冰的熔化熱為5.0 kJmol－1，這說明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)V形(或角形)　孤電子對　 (2)8　碳原子與氧原子都為sp3雜化，且氫鍵和共價鍵都具有方向性和飽和性(每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵)　 (3)冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，也說明液態(tài)水中仍存在氫鍵