Question

18．冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞（其晶胞結構如圖，其中空心球所示原子位于立方體的頂點或圓心，實心球所示原子位于立方體內）類似．下列有關冰晶胞說法合理的是（　�。�

• A． 冰晶胞內水分子間以共價鍵結合
• 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．冰晶胞內水分子間以氫鍵結合；
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冰晶胞含有的水分子個數(shù)，根據(jù)氧原子和碳原子的雜化方式分析；

解答 解：A、冰晶胞內水分子間以氫鍵結合，故A錯誤；
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錯誤；
C、氫鍵有飽和性和方向性，每個H原子只能形成一個氫鍵，但不屬于化學鍵，不是σ鍵一種，故C錯誤；
D、每個冰晶胞平均占有分子個數(shù)=4+$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=8，H₂O的氧原子中含有2個σ鍵和2個孤電子對，金剛石中每個碳原子含有4個σ鍵且沒有孤電子對，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，每個水分子中一個氧原子可以和另外2個水分子中的氫原子形成2個氫鍵，2個氫原子可以和另外2個水分子中的氧原子形成氫鍵，所以每個水分子可與相鄰的4個水分子形成4個氫鍵，導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．

點評 本題考查了氫鍵及其晶胞結構，注意氫鍵只影響物理性質不影響化學性質，氫鍵屬于分子間作用力，不屬于化學鍵，題目難度不大．