[例4]　 圖4-1是石英晶體平面示意圖，它實(shí)際上是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中硅、氧原子數(shù)之比為_(kāi)______。原硅酸根離子SiO₄^4-的結(jié)構(gòu)如圖4-2所示，二聚硅酸根離子Si₂O₇^6-中，只有硅氧鍵，它的結(jié)構(gòu)可表示為_(kāi)______。

[解析]　 由圖4-1可以看出：每個(gè)硅原子周?chē)�結(jié)合4個(gè)氧原子，同時(shí)每個(gè)氧原子跟2個(gè)硅原子結(jié)合，因此二氧化硅晶體(石英)是由氧、硅原子按原子個(gè)數(shù)1∶2組成的立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。Si₂O₇^6-只有硅氧鍵，根據(jù)SiO₄^4-的結(jié)構(gòu)圖可得Si₂O₇^6-的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4-3。

　　 [例5]　 (1)中學(xué)化學(xué)教材中圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離為a×10^-8cm，計(jì)算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol)。

　　 (2)天然和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某氧化鎳晶體中就存在如圖4-4所示的缺陷：一個(gè)Ni²⁺空缺，另有兩個(gè)Ni²⁺被兩個(gè)Ni³⁺所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni_0.97O，試計(jì)算該晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數(shù)之比。

　　 [解析]　 晶胞中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)的確定通常采用“原子分割法”，具體如下：①處于頂點(diǎn)的離子，同時(shí)為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/8屬于晶胞；②處于棱上的離子，同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/4屬于晶胞；③處于面上的離子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/2屬于晶胞；④處于內(nèi)部的1個(gè)離子，則完全屬于該晶胞，該離子數(shù)目為1。要確定NiO的密度，就應(yīng)確定單位體積中NiO分子的個(gè)數(shù)，再結(jié)合NiO的摩爾質(zhì)量求算出該晶體中NiO的質(zhì)量，最后求出密度。本題解答如下：

(1)如圖4-5所示，以立方體作為計(jì)算單元，此結(jié)構(gòu)中含有Ni²⁺-O^2-離子數(shù)為：4×=(個(gè))，所以1 mol NiO晶體中應(yīng)含有此結(jié)構(gòu)的數(shù)目為6.02×10²³÷=12.04×10²³(個(gè))，又因一個(gè)此結(jié)構(gòu)的體積為(a×10^-8cm)³，所以1 mol NiO的體積應(yīng)為12.04×10²³×(a×10^-8)cm³，NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol，所以NiO晶體的密度為=(g/cm³)

(2)解法一(列方程)：設(shè)1 mol Ni_0.97O中含Ni³⁺為 x mol，Ni²⁺為y mol，則得

解得x=0.06,y=0.91，故n(Ni³⁺)∶n(Ni²⁺)=6∶91

　　 解法二(十字交叉)：由化學(xué)式Ni_0.97O求出Ni的平均化合價(jià)為2/0.97，則有

故n(Ni³⁺)∶n(Ni²⁺)=6∶91。

基礎(chǔ)知識(shí)

1．化學(xué)鍵

化　　　　 定義 學(xué) 鍵　　 類(lèi)型	相鄰的原子之間強(qiáng)烈的相互作用 　 離子鍵　　　　　　　　　　　　　　　 共價(jià)鍵
概念	間通過(guò)　　　 形成的化學(xué)鍵	間通過(guò)　　　　 (電子云重疊)所形成的化學(xué)鍵
成鍵微粒
作用方式
實(shí)例	CaCl2、Na2O2、NaOH、NaH	Cl2、CCl4、H2O、HF、HNO3
用電子式表示形成過(guò)程	MgCl2:	N2: CO2:

　　 [例3]　 碳化硅(SiC)的一種晶體具有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是

　　 A.①③②　　　 B.②③①　　　 C.③①②　　　 D.②①③

[解析]　 由于題給的三種物質(zhì)都屬于原子晶體，而且結(jié)構(gòu)相似都是正四面體形的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以晶體的熔點(diǎn)由微粒間的共價(jià)鍵強(qiáng)弱決定，這里共價(jià)鍵強(qiáng)弱主要由鍵長(zhǎng)決定，可近似地看作是成鍵原子的半徑之和，由于硅的原子半徑大于碳原子，所以鍵的強(qiáng)弱順序?yàn)镃-C>C-Si>Si-Si，熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)榻饎偸?gt;碳化硅>晶體硅。本題正確答案為A。

　　 [例1]　 下列敘述正確的是

　　 A.P₄和NO₂都是共價(jià)化合物

　　 B.CCl₄和NH₃都是以極性鍵結(jié)合的極性分子

　　 C.在CaO和SiO₂ 晶體中，都不存在單個(gè)小分子

　　 D.甲烷的結(jié)構(gòu)式：是對(duì)稱(chēng)的平面結(jié)構(gòu)，所以是非極性分子

[解析]　 P₄和NO₂分子中都含有共價(jià)鍵，但P₄是單質(zhì)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。CCl₄是含有極性鍵的非極性分子，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。原子晶體、離子晶體和金屬晶體中不存在小分子，只有分子晶體中才存在小分子，故選項(xiàng)C正確。甲烷分子為正四面體形的非極性分子，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。本題正確答案為C。

　　 [例2]　 關(guān)于化學(xué)鍵的下列敘述中，正確的是

　　 A.離子化合物可能含共價(jià)鍵　　　　　　　 B.共價(jià)化合物可能含離子鍵

　　 C.離子化合物中含離子鍵　　　　　　　　 D.共價(jià)化合物中不含離子鍵

[解析]　 凡含有離子鍵的化合物不管是否含有共價(jià)鍵，一定屬于離子化合物，所以共價(jià)化合物中不可能含有離子鍵。本題正確答案為ACD。

3．“相似相溶”規(guī)律

　　 極性分子組成的溶質(zhì)易溶于由極性分子組成的溶劑；非極性分子組成的溶質(zhì)易溶于由非極性分子組成的溶劑。

思維技巧點(diǎn)撥

2．物質(zhì)溶沸點(diǎn)的比較

(1)不同類(lèi)晶體：一般情況下，原子晶體>離子晶體>分子晶體

(2)同種類(lèi)型晶體：構(gòu)成晶體質(zhì)點(diǎn)間的作用大，則熔沸點(diǎn)高，反之則小。

①離子晶體：離子所帶的電荷數(shù)越高，離子半徑越小，則其熔沸點(diǎn)就越高。

②分子晶體：對(duì)于同類(lèi)分子晶體，式量越大，則熔沸點(diǎn)越高。

③原子晶體：鍵長(zhǎng)越小、鍵能越大，則熔沸點(diǎn)越高。

(3)常溫常壓下?tīng)顟B(tài)

①熔點(diǎn)：固態(tài)物質(zhì)>液態(tài)物質(zhì)

②沸點(diǎn)：液態(tài)物質(zhì)>氣態(tài)物質(zhì)

1．分類(lèi)

表4-6各種晶體類(lèi)型的比較

3．分子極性的判斷

(1)只含有非極性鍵的單質(zhì)分子是非極性分子。

(2)含有極性鍵的雙原子化合物分子都是極性分子。

(3)含有極性鍵的多原子分子，空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的是非極性分子；空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)的為極性分子。

注意：判斷AB_n型分子可參考使用以下經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：①若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子；②若中心原子有孤對(duì)電子(未參與成鍵的電子對(duì))則為極性分子，若無(wú)孤對(duì)電子則為非極性分子。

2．常見(jiàn)分子的類(lèi)型與形狀

表4-5常見(jiàn)分子的類(lèi)型與形狀比較

1．非極性分子和極性分子

表4-4　 非極性分子和極性分子的比較

表4-3非極性鍵和極性鍵的比較