Question

18．冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞（其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，其中空心球所示原子位于立方體的頂點(diǎn)或圓心，實(shí)心球所示原子位于立方體內(nèi)）類似．下列有關(guān)冰晶胞說(shuō)法合理的是（　　）

• A． 冰晶胞內(nèi)水分子間以共價(jià)鍵結(jié)合
• B． 晶體冰與金剛石晶體硬度都很大
• C． 冰分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，也是σ鍵一種
• D． 氫鍵存在導(dǎo)致冰晶胞與金剛石晶胞微料排列方式類似

Answer 1

分析 A．冰晶胞內(nèi)水分子間以氫鍵結(jié)合；
B．晶體冰為分子晶體，金剛石晶體屬于原子晶體；
C．氫鍵不屬于化學(xué)鍵，但有有飽和性和方向性；
D．C₆₀的晶體為面心立方堆積，利用均攤法確定每個(gè)冰晶胞含有的水分子個(gè)數(shù)，根據(jù)氧原子和碳原子的雜化方式分析；

解答 解：A、冰晶胞內(nèi)水分子間以氫鍵結(jié)合，故A錯(cuò)誤；
B、晶體冰為分子晶體，硬度很小，而金剛石晶體屬于原子晶體，硬度很大，故B錯(cuò)誤；
C、氫鍵有飽和性和方向性，每個(gè)H原子只能形成一個(gè)氫鍵，但不屬于化學(xué)鍵，不是σ鍵一種，故C錯(cuò)誤；
D、每個(gè)冰晶胞平均占有分子個(gè)數(shù)=4+$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=8，H₂O的氧原子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)孤電子對(duì)，金剛石中每個(gè)碳原子含有4個(gè)σ鍵且沒(méi)有孤電子對(duì)，所以水中的O和金剛石中的C都是sp³雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個(gè)水分子中一個(gè)氧原子可以和另外2個(gè)水分子中的氫原子形成2個(gè)氫鍵，2個(gè)氫原子可以和另外2個(gè)水分子中的氧原子形成氫鍵，所以每個(gè)水分子可與相鄰的4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵，導(dǎo)致冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相似，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氫鍵及其晶胞結(jié)構(gòu)，注意氫鍵只影響物理性質(zhì)不影響化學(xué)性質(zhì)，氫鍵屬于分子間作用力，不屬于化學(xué)鍵，題目難度不大．