專題15物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合（講義）

專題15物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點(diǎn)·以考定法考點(diǎn)二晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算【高考解密】考點(diǎn)二晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算【高考解密】命題點(diǎn)01晶體密度的計(jì)算命題點(diǎn)02微粒間距離的計(jì)算命題點(diǎn)03原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定命題點(diǎn)04微粒配位數(shù)的確定【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】考點(diǎn)一結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)原因解釋【高考解密】命題點(diǎn)01原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)命題點(diǎn)02微粒的空間構(gòu)型及分子極性命題點(diǎn)03微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系命題點(diǎn)04配位鍵、配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【技巧解密】【考向預(yù)測(cè)】04核心素養(yǎng)·微專題微專題晶胞投影考點(diǎn)考查內(nèi)容考情預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)原因解釋1、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、微粒的空間構(gòu)型及分子極性3、微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系4、配位鍵、配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題一般是以元素推斷或某主族元素為背景，以“拼盤(pán)”形式呈現(xiàn)，各小題之間相對(duì)獨(dú)立，主要考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。試題背景新穎，注重體現(xiàn)科學(xué)新成果或新發(fā)現(xiàn)，更注重“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”思想的樹(shù)立，考查空間想象能力。在原子結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有電子排布式或排布圖的書(shū)寫(xiě)，電離能、電負(fù)性大小的比較與判斷；在分子結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有化學(xué)鍵類型的判斷，分子構(gòu)型的判斷，中心原子雜化方式的判斷；在晶體結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有晶體類型的判斷，晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算等。預(yù)計(jì)2024年的高考命題熱點(diǎn)主要集中以下：(1)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：基態(tài)原子核外電子排布、第一電離能和電負(fù)性遞變規(guī)律等；(2)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：共價(jià)鍵類型的判斷、原子軌道雜化類型、分子構(gòu)型判斷等；(3)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：晶體類型的判斷、晶體熔沸點(diǎn)高低的比較、氫鍵對(duì)溶解性的影響、晶體密度和晶體參數(shù)的計(jì)算、晶體空間利用率的計(jì)算等。從題型上看，一般給出一定的知識(shí)背景，然后設(shè)置3～4個(gè)小問(wèn)題，每一個(gè)小題考查相應(yīng)的知識(shí)要點(diǎn)仍是今后命題的基本模式。原子核外電子排布式(價(jià)電子排布式)、雜化方式、化學(xué)鍵類型、晶體結(jié)構(gòu)、配合物、電負(fù)性、電離能大小的比較、等電子體知識(shí)是高考的熱點(diǎn)。晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算1、晶體密度的計(jì)算2、微粒間距離的計(jì)算3、原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定4、微粒配位數(shù)的確定考點(diǎn)一結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)原因解釋命題點(diǎn)01原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)典例01(2023?北京卷?節(jié)選)硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根(S2O32)可看作是SO42中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。(1)基態(tài)原子價(jià)層電子排布式是。(2)比較原子和原子的第一電離能大小，從原子結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)明理由：。【答案】(1)3s23p4(2)I1(O)>I1(S)，氧原子半徑小，原子核對(duì)最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子【解析】(1)S是第三周期ⅥA族元素，基態(tài)S原子價(jià)層電子排布式為3s23p4；(2)S和O為同主族元素，O原子核外有2個(gè)電子層，S原子核外有3個(gè)電子層，O原子半徑小，原子核對(duì)最外層電子的吸引力大，不易失去1個(gè)電子，即O的第一電離能大于S的第一電離能。典例02(2022?全國(guó)甲卷?節(jié)選)2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“水立方”，在2022年冬奧會(huì)上華麗轉(zhuǎn)身為“冰立方”，實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)場(chǎng)館的再利用，其美麗的透光氣囊材料由乙烯(CH2=CH2)與四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為_(kāi)______。(2)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能Ⅰ變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是_______(填標(biāo)號(hào))，判斷的根據(jù)是_______；第三電離能的變化圖是_______(填標(biāo)號(hào))?！敬鸢浮?1)(2)

圖a

同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的，但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài)，因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高

圖b【解析】(1)F為第9號(hào)元素其電子排布為1s22s22p5，則其價(jià)電子排布圖為。(2)C、N、O、F四種元素在同一周期，同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的，但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài)，因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高，因此C、N、O、F四種元素的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃<O<N<F，滿足這一規(guī)律的圖像為圖a，氣態(tài)基態(tài)正2價(jià)陽(yáng)離子失去1個(gè)電子生成氣態(tài)基態(tài)正3價(jià)陽(yáng)離子所需要的的能量為該原子的第三電離能，同一周期原子的第三電離能的總體趨勢(shì)也依次升高，但由于C原子在失去2個(gè)電子之后的2s能級(jí)為全充滿狀態(tài)，因此其再失去一個(gè)電子需要的能量稍高，則滿足這一規(guī)律的圖像為圖b。典例03(2021?山東卷?節(jié)選)非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有________種。(2)O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________；OF2分子的空間構(gòu)型為_(kāi)______；OF2的熔、沸點(diǎn)_______(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是______________________?！敬鸢浮?1)9(2)F>O>Cl角(V)形低于OF2和Cl2O都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，Cl2O的相對(duì)分子質(zhì)量大，Cl2O的熔、沸點(diǎn)高【解析】(1)基態(tài)F原子共有9個(gè)核外電子，則每個(gè)電子都有對(duì)應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種；(2)電負(fù)性一定程度上相當(dāng)于得電子能力，半徑越小，得電子能力越強(qiáng)，電負(fù)性越大，半徑由小到大的順序?yàn)镕、O、Cl，所以電負(fù)性大小順序?yàn)镕>O>Cl；根據(jù)VSEPR理論有，去掉2對(duì)孤對(duì)電子，知OF2分子的空間構(gòu)型是角形；OF2和Cl2O都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，Cl2O的相對(duì)分子質(zhì)量大，Cl2O的熔、沸點(diǎn)高。命題點(diǎn)02微粒的空間構(gòu)型及分子極性典例01（2024·浙江卷·節(jié)選）氮和氧是構(gòu)建化合物的常見(jiàn)元素。已知：請(qǐng)回答：(3)①，其中的N原子雜化方式為；比較鍵角中的中的(填“>”、“<”或“=”)，請(qǐng)說(shuō)明理由。②將與按物質(zhì)的量之比1:2發(fā)生化合反應(yīng)生成A，測(cè)得A由2種微粒構(gòu)成，其中之一是。比較氧化性強(qiáng)弱：(填“>”、“<”或“=”)；寫(xiě)出A中陰離子的結(jié)構(gòu)式。【答案】(3)①sp3＜有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子排斥力大，鍵角變?、冢尽窘馕觥浚?）①的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，故雜化方式為sp3；價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，有一對(duì)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)，無(wú)孤對(duì)電子，又因?yàn)楣码娮訉?duì)對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)成鍵電子的排斥力，故鍵角中的＜中的；②將與按物質(zhì)的量之比1:2發(fā)生化合反應(yīng)生成A，測(cè)得A由2種微粒構(gòu)成，其中之一是，則A為NO2HS2O7，為硝酸失去一個(gè)OH，得電子能力更強(qiáng)，氧化性更強(qiáng)，故氧化性強(qiáng)弱：＞；陰離子為根據(jù)已知可知其結(jié)構(gòu)式為。典例02（2023·北京卷·節(jié)選）硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。(3)的空間結(jié)構(gòu)是。【答案】(3)四面體形【解析】（3）的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，無(wú)孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為四面體形，可看作是中1個(gè)O原子被S原子取代，則的空間構(gòu)型為四面體形。答案為四面體形；典例03（2022·河北卷·節(jié)選）含Cu、Zn、Sn及S的四元半導(dǎo)體化合物(簡(jiǎn)寫(xiě)為CZTS)，是一種低價(jià)、無(wú)污染的綠色環(huán)保型光伏材料，可應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。回答下列問(wèn)題：(3)SnCl的幾何構(gòu)型為，其中心離子雜化方式為?！敬鸢浮?3)三角錐形sp3雜化【解析】（3）三氯化錫離子在錫離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1，所以錫離子雜化方式為sp3雜化，離子的空間構(gòu)型為三角錐形，故答案為：三角錐形；sp3雜化；命題點(diǎn)03微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系典例01（2022·山東卷·節(jié)選）研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義?；瘜W(xué)式為的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫(huà)出)，每個(gè)苯環(huán)只有一半屬于該晶胞。晶胞參數(shù)為。回答下列問(wèn)題：(4)在水中的溶解度，吡啶遠(yuǎn)大于苯，主要原因是①，②。(5)、、的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng)，其中堿性最弱的是?！敬鸢浮?4)吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵吡啶和H2O均為極性分子相似相溶，而苯為非極性分子(5)

【解析】（4）已知苯分子為非極性分子，H2O分子為極性分子，且吡啶中N原子上含有孤電子對(duì)能與H2O分子形成分子間氫鍵，從而導(dǎo)致在水中的溶解度，吡啶遠(yuǎn)大于苯。答案為：吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵；吡啶和H2O均為極性分子相似相溶，而苯為非極性分子；（5）已知CH3為推電子基團(tuán)，Cl是吸電子基團(tuán)，則導(dǎo)致N原子電子云密度大小順序?yàn)椋海荆?，題干信息顯示：堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng)，則堿性最弱的為：。答案為：。典例02（2021·廣東卷·節(jié)選）很多含巰基(SH)的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。(2)H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椤?5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒?；衔颕與化合物Ⅲ相比，水溶性較好的是?！敬鸢浮?2)H2O>H2S>CH4(5)化合物III【解析】(2)H2S、CH4、H2O均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，H2S、CH4的分子間范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增加，因此沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椋篐2O>H2S>CH4，故答案為：H2O>H2S>CH4。(5)中羥基能與水分子之間形成分子間氫鍵，為易溶于水的鈉鹽，溶于水后電離出的中O原子均能與水分子之間形成氫鍵，相同物質(zhì)的量?jī)煞N物質(zhì)溶于水后，形成的氫鍵更多，因此化合物III更易溶于水，故答案為：化合物III。典例03（2020·山東卷·節(jié)選）CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問(wèn)題：(2)NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式，下同)，還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋I角由大到小的順序?yàn)?。【答案?2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3【解析】（2）NH3、PH3、AsH3的結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的沸點(diǎn)越高，但是NH3分子間能形成氫鍵，故這三種物質(zhì)的沸點(diǎn)NH3＞AsH3＞PH3；N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序數(shù)依次增大，同一主族從上到下，隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，氫化物的還原性逐漸增強(qiáng)，故這三種物質(zhì)的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳sH3＞PH3＞NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化，都有1對(duì)孤電子對(duì)，中心原子的電負(fù)性越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質(zhì)鍵角由大到小的順序?yàn)镹H3＞PH3＞AsH3；命題點(diǎn)04配位鍵、配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)典例01（2023·海南卷·節(jié)選）我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種釩配合物Ⅰ可以充當(dāng)固氮反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)歷的中間體包括Ⅱ和Ⅲ。(代表單鍵、雙鍵或叁鍵)回答問(wèn)題：(1)配合物Ⅰ中釩的配位原子有4種，它們是。(2)配合物Ⅰ中，R′代表芳基，空間結(jié)構(gòu)呈角形，原因是。(3)配合物Ⅱ中，第一電離能最大的配位原子是。(4)配合物Ⅱ和Ⅲ中，釩的化合價(jià)分別為和，配合物Ⅱ、Ⅲ和三者中，兩個(gè)氮原子間鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)的是。【答案】(1)C、O、P、Cl(2)根據(jù)VSEPR模型，氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，其中孤電子對(duì)數(shù)為2，成鍵電子對(duì)之間呈角形(3)N(4)配合物Ⅱ【解析】（1）根據(jù)題干配合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)圖，中心原子釩的配位原子有C、O、P、Cl；（2）根據(jù)VSEPR模型，中心原子氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，其中孤電子對(duì)數(shù)為2，空間結(jié)構(gòu)呈角形；（3）配合物Ⅱ中，第一電離能最大的配位原子是N；（4）結(jié)合題干所給配合物Ⅱ和Ⅲ的結(jié)構(gòu)，釩的化合價(jià)分別為和，配合物Ⅱ中氮原子間是氮氮單鍵，配合物Ⅲ中為氮氮雙鍵，中為氮氮三鍵，故配合物Ⅱ中兩個(gè)氮原子間鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)；典例02（2023·北京卷·節(jié)選）硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。(6)浸金時(shí)，作為配體可提供孤電子對(duì)與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說(shuō)明理由：?！敬鸢浮?6)中的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，無(wú)孤電子對(duì)，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對(duì)，能做配位原子【解析】（6）具有孤電子對(duì)的原子就可以給個(gè)中心原子提供電子配位。中的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，無(wú)孤電子對(duì)，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對(duì)，能做配位原子。典例03（2023·全國(guó)卷·節(jié)選）將酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中軌道能提供一對(duì)電子的原子是(填圖2酞菁中原子的標(biāo)號(hào))。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價(jià)為，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成鍵。【答案】(2)③+2配位【解析】（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，則其分子中所有的C原子和所有的N原子均為雜化，且分子中存在大π鍵，其中標(biāo)號(hào)為①和②的N原子均有一對(duì)電子占據(jù)了一個(gè)雜化軌道，其p軌道只能提供1個(gè)電子參與形成大π鍵，標(biāo)號(hào)為③的N原子的p軌道能提供一對(duì)電子參與形成大π鍵，因此標(biāo)號(hào)為③的N原子形成的N—H鍵易斷裂從而電離出；鈷酞菁分子中，失去了2個(gè)的酞菁離子與鈷離子通過(guò)配位鍵結(jié)合成分子，因此，鈷離子的化合價(jià)為+2，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成配位鍵。一、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.原子或離子中各微粒間的數(shù)量關(guān)系(1)對(duì)于原子:質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)。(2)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。(3)質(zhì)子數(shù)=陽(yáng)離子的核外電子數(shù)+陽(yáng)離子所帶正電荷數(shù)。(4)質(zhì)子數(shù)=陰離子的核外電子數(shù)陰離子所帶負(fù)電荷數(shù)。2.元素、核素、同位素之間的關(guān)系3.核外電子排布(1)核外電子排布規(guī)律(2)原子結(jié)構(gòu)示意圖(3)基態(tài)原子的核外電子排布原理1)能量最低原理：即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。如圖為構(gòu)造原理示意圖，即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖：2)泡利不相容原理每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。3)洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。(4)表示基態(tài)原子核外電子排布的四種方法表示方法舉例電子排布式Cr:1s22s22p63s23p63d54s1簡(jiǎn)化表示式Cu:[Ar]3d104s1價(jià)電子排布式Fe:3d64s2電子排布圖(或軌道表示式)O:4．明確“4個(gè)同”所代表的描述對(duì)象(1)同位素——原子，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H；(2)同素異形體——單質(zhì)，如O2、O3；(3)同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3；(4)同分異構(gòu)體——化合物，如正戊烷、異戊烷、新戊烷。5.第一電離能、電負(fù)性(1)元素第一電離能的周期性變化規(guī)律。一般規(guī)律同一周期,隨著原子序數(shù)的增加,元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),稀有氣體元素的第一電離能最大,堿金屬元素的第一電離能最小;同一主族,隨著電子層數(shù)的增加,元素的第一電離能逐漸減小特殊情況第一電離能的變化與元素原子的核外電子排布有關(guān)。通常情況下,當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)和全滿(p6、d10、f14)結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,該元素具有較大的第一電離能。如同周期主族元素,第ⅡA族元素的原子最外層s能級(jí)全充滿、ⅤA族元素的原子最外層p能級(jí)半充滿,比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰的主族元素(2)電負(fù)性大小判斷。規(guī)律在周期表中,同周期主族元素電負(fù)性從左到右逐漸增大,同主族從上往下逐漸減小方法常常應(yīng)用化合價(jià)及物質(zhì)類別判斷電負(fù)性的大小,如O與Cl的電負(fù)性比較:①HClO中Cl為+1價(jià)、O為2價(jià),可知O的電負(fù)性大于Cl;②Al2O3是離子化合物、AlCl3是共價(jià)化合物,可知O的電負(fù)性大于Cl6.三種作用力及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大形成氫鍵元素的電負(fù)性原子半徑對(duì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)升高,溶解度增大鍵能越大,穩(wěn)定性越強(qiáng)二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的兩種理論(1)雜化軌道理論①基本觀點(diǎn)：雜化軌道成鍵滿足原子軌道最大重疊原理；雜化軌道形成的共價(jià)鍵更加牢固。②雜化軌道類型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系雜化軌道類型雜化軌道數(shù)目分子立體構(gòu)型實(shí)例sp2直線形CO2、BeCl2、HgCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2OV形SO2、SnBr2sp34四面體形CH4、CCl4、CH3Cl三角錐形NH3、PH3、NF3V形H2S、H2O注意：雜化軌道數(shù)＝與中心原子結(jié)合的原子數(shù)＋中心原子的孤電子對(duì)數(shù)。(2)價(jià)層電子對(duì)互斥理論①基本觀點(diǎn)：分子的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)(包括σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì))由于相互排斥，盡可能趨向彼此遠(yuǎn)離。②價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)(與中心原子結(jié)合的原子數(shù))＋中心原子的孤電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)＋eq\f(1,2)(a－xb)其中a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，x、b分別為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)及與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(H為1，其他原子為“8－該原子的價(jià)電子數(shù)”)。微粒為陽(yáng)離子時(shí)，中心原子的價(jià)電子數(shù)要減去離子所帶電荷數(shù)；微粒為陰離子時(shí)，中心原子的價(jià)電子數(shù)要加上離子所帶電荷數(shù)。如SO2中硫原子的孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(6－2×2,2)＝1；H3O＋中氧原子的孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(6－1－3×1,2)＝1；COeq\o\al(2－,3)中碳原子的孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(4＋2－3×2,2)＝0。【易錯(cuò)提醒】在計(jì)算孤電子對(duì)數(shù)時(shí)，出現(xiàn)0.5或1.5，則把小數(shù)進(jìn)位為整數(shù)，即1或2。如NO2的中心原子N的孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(5－2×2,2)＝0.5≈1，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，故VSEPR模型為平面三角形，分子立體構(gòu)型為V形。③利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷分子(或離子)立體構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)分子(或離子)立體構(gòu)型示例20CO2、BeCl230BF3、SO3、COeq\o\al(2－,3)31SO240CH4、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、CCl441NH3、PCl3、H3O＋42H2O、H2S2、判斷雜化軌道類型的一般方法(1)看中心原子有沒(méi)有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)π鍵，是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵，則其中有1個(gè)π鍵，是sp2雜化；如果全部是單鍵，則是sp3雜化。(2)雜化軌道數(shù)等于中心原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)與相連的其他原子個(gè)數(shù)之和。若和為2，則中心原子sp雜化；若和為3，則中心原子sp2雜化；若和為4，則中心原子sp3雜化。如NH3，N原子有1對(duì)孤電子對(duì)，另外與3個(gè)氫原子成鍵，所以為1＋3＝4，為sp3雜化；再如CO2，C原子沒(méi)有孤電子對(duì)，與2個(gè)氧原子成鍵，所以為0＋2＝2，為sp雜化。3、中心原子A的價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算方法：對(duì)ABm型化合物，中心原子A的價(jià)層電子對(duì)數(shù)n＝eq\f(A的價(jià)電子數(shù)＋B提供的電子數(shù)×m,2)，計(jì)算時(shí)一般說(shuō)來(lái)，價(jià)電子數(shù)即為最外層電子數(shù)，但B為鹵素原子、氫原子時(shí)，提供1個(gè)價(jià)電子，若為氧原子、硫原子時(shí)，則不提供電子。4、等電子體的判斷方法（1）判斷方法：一是同主族變換法，如CO2與CS2、CF4與CCl4是等電子體，二是左右移位法，如N2與CO，COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)與SO3是等電子體。如果是陰離子，價(jià)電子應(yīng)加上陰離子所帶的電荷數(shù)；如果是陽(yáng)離子，價(jià)電子應(yīng)減去陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)。如NHeq\o\al(＋,4)價(jià)電子為8，COeq\o\al(2－,3)價(jià)電子為24。（2）常見(jiàn)的等電子體微粒通式價(jià)電子總數(shù)立體構(gòu)型CH4、NHeq\o\al(＋,4)AX48e－正四面體形CO、N2AX10e－直線形CO2、CNS－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)AX216e－直線形SO2、O3、NOeq\o\al(－,2)AX218e－V形COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、SO3AX324e－平面三角形POeq\o\al(3－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、ClOeq\o\al(－,3)AX326e－三角錐形SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)AX432e－正四面體形5、分子性質(zhì)(1)分子極性1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系2)鍵的極性與分子極性的關(guān)系類型實(shí)例兩個(gè)鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間構(gòu)型X2H2、N2－非極性鍵非極性分子直線型XYHCl、NO－極性鍵極性分子直線型XY2(X2Y)CO2、CS2180°極性鍵非極性分子直線型SO2120°極性鍵極性分子三角形H2O、H2S104．5°極性鍵極性分子V形XY3BF3120°極性鍵非極性分子平面三角形NH3107．3°極性鍵非極性分子三角錐形XY4CH4、CCl4109．5°極性鍵非極性分子正四面體(2)溶解性——“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑；若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。(3)無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性無(wú)機(jī)含氧酸可寫(xiě)成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強(qiáng)，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。6.配合物(1)孤電子對(duì)分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。(2)配位鍵①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。②配位鍵的表示：常用“→”來(lái)表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子，如NHeq\o\al(＋,4)可表示為，在NHeq\o\al(＋,4)中，雖然有一個(gè)N—H鍵形成過(guò)程與其他3個(gè)N—H鍵形成過(guò)程不同，但是一旦形成之后，4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。(3)配合物。如[Cu(NH3)4]SO4配位體有孤電子對(duì)，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。7.分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)認(rèn)識(shí)的5個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)誤認(rèn)為分子的穩(wěn)定性與分子間作用力和氫鍵有關(guān),其實(shí)分子的穩(wěn)定性與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。(2)誤認(rèn)為組成相似的分子,中心原子的雜化類型相同,其實(shí)要看其σ鍵和孤電子對(duì)數(shù)是否分別相同。如CO2和SO2中心原子的雜化方式不同,CO2分子中C原子是sp雜化,SO2分子中S原子是sp2雜化。(3)誤認(rèn)為只要含有氫鍵物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就高,其實(shí)不一定,分子間的氫鍵會(huì)使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,而分子內(nèi)氫鍵一般會(huì)使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低。(4)誤認(rèn)為只含有極性鍵的分子都一定是極性分子,其實(shí)不ー定。如CO2、BF3等是非極性分子。(5)誤認(rèn)為雜化軌道構(gòu)型和分子構(gòu)型一致,其實(shí)不一定。如H2O中氧原子是sp3雜化,雜化軌道構(gòu)型為四面體,但由于分子中存在孤對(duì)電子,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知,H2O的分子構(gòu)型是V形。三、物質(zhì)結(jié)構(gòu)類答題規(guī)范1.有關(guān)電離能的考點(diǎn)的答題模板①氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是:基態(tài)原子電子占據(jù)的最高能級(jí)為半充滿，較穩(wěn)定。②第一電離能F＞N＞0的原因:同一周期從左至右第一電離能逐增大，但N元素2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能反常增大，因而F＞N＞0。2.有關(guān)電子親和能的考點(diǎn)的答題板板：元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次増大，原因是:同一周期，從左往右，元素的非金性逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸增強(qiáng)，形成的筒單明離子越穩(wěn)定，釋放出的能量越多，因此第一電子親和能逐漸增大；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是:由于氮元素的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，能量較低，相對(duì)穩(wěn)定，不易結(jié)合一個(gè)電子，釋放能量較低。3.物質(zhì)穩(wěn)定性比較答題模板①Cu0在1273K時(shí)分解為Cu20和02，請(qǐng)從銅的原子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明在高溫下Cu20比Cu0更穩(wěn)定的原因:最外層電子排布，Cu20中Cu+為3d10，而Cu0中Cu2+為3d9，最外層電子排布達(dá)到全滿時(shí)更穩(wěn)定。②鐵元素常見(jiàn)的離子有Fe2+和Fe3+，穩(wěn)定性Fe2+小于Fe3+，原因是:Fe2+的價(jià)電子排布式為3d6，F(xiàn)e3+的價(jià)電子排布式為3d5，F(xiàn)e3+的3d能級(jí)為半滿狀態(tài)，能低更穩(wěn)定。4、焰色反應(yīng)的答題模板：元素的焰色反應(yīng)呈綠色，很多金屬元素能發(fā)生焰色反應(yīng)的微觀原因?yàn)?電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能星，形成焰色反應(yīng)。5.分子的穩(wěn)定性答題板①穩(wěn)定性HS＞HSe的原因是:S原子半徑比Se小，SH鍵的鍵能比SeH的鍵能大。②硅與碳同族，也有系列氫化物但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是:CH健和CC較強(qiáng)，所以形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中SiSi健和siH的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以形成。③SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是:CH的鍵能大于C0健，CH健比C0鍵穩(wěn)定，而SiH健的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si0，所以SiH健不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更的Si0。④TiCl4分子結(jié)構(gòu)與CCl4相同，二者在常溫下都是液體，TiCl4的穩(wěn)定性比CCl4差，極易水解，試從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因:鈦原子半徑比原子大，TiCl健比CCl健的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，鍵能低，易斷裂。6.鍵角的答題模板：CH4、NH3、H20的鍵角由大到小的順序?yàn)?CH4＞NH3＞H20，原因是:三種氫化物的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，VSEPR模型均為正四面體，但中心原子的孤電子對(duì)數(shù)依次增多，排斥力越大，導(dǎo)致o健之問(wèn)的鍵角變小。7.酸性強(qiáng)弱的答題模板：H2Se04比H2Se03酸性強(qiáng)的原因:H2Se04和H2Se03可分別表示成(HO)2SeO2和(HO)2SeO，H2Se04的非羥基氧比H2Se03的非羥基氧多，H2Se04中的Se為+6價(jià)，而H2Se03中的se為+4價(jià)，H2Se04中的Se正電性更高，導(dǎo)致Se0H中0的電子更向Se偏移，越易電離出H。8.配位鍵的形成答題模板①CN做配體時(shí)，提供孤電子對(duì)的通常是C原子，而不是N原子，其原因是:碳元素的電負(fù)性小于氨元素的電負(fù)性，對(duì)孤對(duì)電子的吸引能力弱，給出電子對(duì)更容易。②C0作配體時(shí)，配位原子是C而不是0，其原因是:的電負(fù)性小于0，對(duì)孤對(duì)電子的吸引能力弱，給出電子對(duì)更容易。③NaBH4的陰離子中一個(gè)B原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，而冰品石(Na3AIF6)的陰離子中一個(gè)AI原子可以形成6個(gè)共價(jià)鍵，原因是:B原子價(jià)電子層上沒(méi)有d軌道，AI原子價(jià)電子層上有d軌道。④已知NF3與NH3的空間構(gòu)型相同，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是:在NF3中，共用電子對(duì)偏向F原子，偏離N原子，使得N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力増強(qiáng)，難與Cu2+形成配位鍵。9.氫鍵的答題模板①冰中氫鍵的鍵能為18.8KJ/mol，而冰的熔化熱為5.0KJ/mol，解釋原因:液態(tài)水中仍然存在大量氫鍵(或冰融化時(shí)只破壞了部分氫鍵）。②水由液體形成固體后密度卻減小，原因?yàn)?水在形成晶體時(shí)，由于氫鍵的作用使分子間距離增大，空間利用率降低，密度減小。③氨氣極易溶于水的原因?yàn)?氨氣和水都是極性分子，相似相溶;氨氣與水分子能形成氫鍵。④一定壓強(qiáng)下，將NH3和PH3的混合氣體降溫，首先液化的是NH3，解釋原因:NH3存在分子間氫鍵，分子問(wèn)作用力強(qiáng)。10.物質(zhì)溶解性的答題模板：請(qǐng)解釋加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]S04·2H20品體的原因:乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度。11.分子極性大小比較答題模板：C、0電負(fù)性相差1.0，由此可以判斷CO應(yīng)為極性較強(qiáng)的分子，但實(shí)際上CO的極性較弱，請(qǐng)解釋其原因:從電負(fù)性分析，CO中的共用電子對(duì)偏向氧原子，但分子中形成配位健的電子對(duì)是氧原子單方面提供的，抵消了共用電子對(duì)偏向O而產(chǎn)生的極性。12.相對(duì)分子質(zhì)量大小比較答題模板：測(cè)定化合物HF的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值一般高于理論值，其主要原因是:HF分子間存在氫鍵，易形成締合分子(HF)n。13.晶體導(dǎo)電原因答題模板：①Fe304晶體能導(dǎo)電的原因:電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子快速發(fā)生移動(dòng)。②金屬Ni導(dǎo)電的原因是:Ni單質(zhì)是金屬晶體，由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成，自由電子在外加電場(chǎng)的作用下可發(fā)生定向移動(dòng)。14.晶體熔點(diǎn)沸點(diǎn)比較答題模板①H20沸點(diǎn)高于H2S的原因:H20分子間存在氫鍵，且比范德華力強(qiáng)。②SiH4沸點(diǎn)高于CH4的原因:SiH4和CH4的組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，SiH4的相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間作用力大（范德華力大），熔沸點(diǎn)高。③氮化硼(BN)和磷化硼(BP)都是受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它們的結(jié)構(gòu)相似，但是氮化硼晶體的熔點(diǎn)要比磷化硼晶體高，其原因是：氮化硼(BN)和磷化硼(BP)都屬于原子晶體，而氮原子的半徑比磷原子小，BN共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比BP短，鍵能大，所以氮化硼晶體的熔點(diǎn)要比磷化硼晶體高。④從結(jié)構(gòu)角度分析并比較CoF2與CoCl2晶體的熔點(diǎn)高低:氟離子半徑比氯離子半徑小，CoF2的晶格能比CoCl2晶格能大，則CoF2比CoCl2的熔點(diǎn)高。⑤K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是:由于K原子的半徑比較大而且價(jià)電子數(shù)較少，其純金屬存在的金屬鍵的強(qiáng)度沒(méi)有的Cr高，所以其熔沸點(diǎn)較低。⑥從結(jié)構(gòu)的角度分析Si02比C02熔沸點(diǎn)高的原因:Si02屬于原子晶體，C02屬于分子晶體，故Si02沸點(diǎn)高。⑦氯化鋁的熔點(diǎn)為190°C，而氟化鋁的熔點(diǎn)為1290°C，導(dǎo)致這種差異的原因?yàn)?AlCl3是分子晶體，而AlF3是離子晶體，離子健比分子問(wèn)作用力大得多。15.晶體類型形成的答題模板：S(黑球)和Cu(白球)形成某種晶體的晶胞如圖所示，若CuS中S2被02代替，形成的晶體只能采取NaCl型堆積，試從晶體結(jié)構(gòu)分析其不同及原因:將S2替換為后，由于r(02)＜r(S2)，導(dǎo)致r+/r的值增大，增加了空間利用率，減少了配位排斥，使之更易于配位，因此中心陽(yáng)離子的配位數(shù)由4増至6，導(dǎo)致晶體堆積方式發(fā)生改變?？枷?1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.（2024·陜西西安·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)?？级！す?jié)選）Ⅰ．鎵及其化合物在合金工業(yè)、制藥工業(yè)、電池工業(yè)有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)Ga原子的價(jià)層電子排布式為。Ⅱ．硒是人體需要的重要微量元素之一，參與體內(nèi)多種代謝。(3)①在同一周期中比Se元素的第一電離能大的元素有種。【答案】(1)(3)3【解析】（1）Ga的原子序數(shù)為31，基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1，價(jià)層電子排布式為4s24p1，故答案為：4s24p1；（3）①同一周期隨著原子序數(shù)變大，第一電離能變大，As的4p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素，在同一周期中比它的第一電離能大的元素有As、Br、Kr，共3種；故答案為：3；2．（2024·四川南充·統(tǒng)考一?！す?jié)選）藍(lán)色晶體二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀是一種常用化工原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)中四種元素電負(fù)性由大到小順序?yàn)椤！敬鸢浮?1)【解析】（1）元素非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，中四種元素電負(fù)性由大到小順序?yàn)椤?．（2024·陜西安康·統(tǒng)考一?！す?jié)選）美國(guó)某大學(xué)一課題組在金屬有機(jī)框架(MOF)中成功構(gòu)筑了含有雙核鎳氫中心的新型催化劑，用以催化有機(jī)物的選擇性氫化反應(yīng)?；卮鹣铝袉?wèn)題：提示：，為芳烴基，，為烴基。(1)基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式為。(4)上述物質(zhì)所含第二周期元素中，第一電離能由大到小的順序?yàn)?填元素符號(hào)，下同)，電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?。【答案?1)3d84s2(4)N>O>CC<N<O【解析】（1）鎳是28號(hào)元素，價(jià)層電子排布式為3d84s2。（4）上述物質(zhì)所含第二周期元素為C、N、O，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C；同一周期，從左到右元素電負(fù)性遞增，C、N、O電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椋篊<N<O。4．（2024·四川綿陽(yáng)·統(tǒng)考二?！す?jié)選）配位化合物在化工、醫(yī)藥、催化劑等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)各種配合物的相關(guān)信息，回答下列問(wèn)題。(1)鎳離子常與含的原子團(tuán)形成配位化合物。寫(xiě)出基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式，元素的第一電離能由大到小的順序排列是?！敬鸢浮?1)【解析】（1）鎳為28號(hào)元素，基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式為；同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N＞O，同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，所以O(shè)＞S，故答案為；5．（2024·陜西寶雞·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)·節(jié)選）國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》最近報(bào)道，我國(guó)科學(xué)家選擇碲化鋯(ZrTe5)和砷化鎘(Cd3As2)為材料驗(yàn)證了三維量子霍爾效應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Zr是Ti的同族相鄰元素，位于周期表的區(qū)；Ti元素在周期表中的位置。(2)周期表中As與Se同周期相鄰，Te與Se同主族且相鄰，這三種元素第一電離能由大到小的順序是?；鶓B(tài)As原子的價(jià)電子排布式是?！敬鸢浮?1)d；第四周期IVB族；(2)As>Se>Te1s22s22p63s23p63d104s24p3【解析】（1）Zr是Ti的同族相鄰元素，價(jià)電子排布式為4d25s2，位于周期表的d區(qū)；Ti原子為22號(hào)元素，位于周期表第四周期第IVB族；（2）同一周期元素，第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素，第一電離能從上到下逐漸減小，故第一電離能由大到小的順序是：As>Se>Te；基態(tài)As原子的價(jià)電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3；考向02微粒的空間構(gòu)型及分子極性1．（2024·山東濰坊·昌樂(lè)二中?？寄M預(yù)測(cè)·節(jié)選）中國(guó)海軍航母建設(shè)正在有計(jì)劃、有步驟地向前推進(jìn)，建造航母需要大量的新型材料。航母的龍骨要耐沖擊，航母的甲板要耐高溫，航母的外殼要耐腐蝕。(3)海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，預(yù)測(cè)ClO的空間構(gòu)型為形；寫(xiě)出一個(gè)ClO的等電子體的化學(xué)符號(hào)：。(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是、。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)?！敬鸢浮?2)sp3(3)②三角錐SO(4)sp3sp3乙二胺的兩個(gè)N提供孤對(duì)電子給金屬離子形成配位鍵Cu2+【解析】（2）C原子周圍都與其他原子形成4個(gè)σ鍵，且C上沒(méi)有孤電子對(duì)，因此雜化方式為sp3雜化；（3）②ClO中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋=4，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，等電子體是指價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離子或原子團(tuán)，ClO的等電子體的化學(xué)符號(hào)為SO；（4）乙二胺分子中氮形成3個(gè)共價(jià)鍵且存在1對(duì)孤電子對(duì)，為sp3雜化，碳形成4個(gè)共價(jià)鍵，為sp3雜化；Mg2+、Cu2+等金屬離子存在空軌道，乙二胺的兩個(gè)N提供孤對(duì)電子給金屬離子形成配位鍵，故乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子；銅離子半徑大于鎂離子，使得銅的配位數(shù)多于鎂離子，故Cu2+與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高。2．（2023·河南安陽(yáng)·安陽(yáng)一中?？寄M預(yù)測(cè)·節(jié)選）硅、鍺(Ge)、鎵及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。請(qǐng)回答：(2)分子是(填“極性”或“非極性”)分子。(3)氮化硅()是一種耐磨損、耐高溫的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其部分空間結(jié)構(gòu)如圖所示，其結(jié)構(gòu)中每個(gè)原子雜化類型相同且最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，比較晶體結(jié)構(gòu)中鍵角大?。?填“>”“<”“=”)。【答案】(2)非極性(3)>【解析】（2）中Ga的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為0，所以Ga原子的雜化方式為分子的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形，所以該分子為非極性分子；（3）題給結(jié)構(gòu)中每個(gè)原子的雜化類型相同，均為雜化，每個(gè)硅原子與4個(gè)氯原子成鍵，每個(gè)氮原子與3個(gè)硅原子成鍵，氮原子上的孤電子對(duì)數(shù)為1，硅原子上的孤電子對(duì)數(shù)為0，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力比成鍵電子對(duì)間的斥力大，鍵角大于；3．（2023·陜西渭南·統(tǒng)考一?！す?jié)選）中科院大連化學(xué)物理研究所科學(xué)家用、NiLiH等作催化劑，實(shí)現(xiàn)了在常壓、100~300℃的條件下合成氨，這一成果發(fā)表在《NatureEnergy》雜志上。(2)氨在糧食生產(chǎn)、國(guó)防中有著無(wú)可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸()是組成最簡(jiǎn)單的氨基酸，熔點(diǎn)為182℃，沸點(diǎn)為233℃。①硝酸溶液中的空間構(gòu)型為。甘氨酸的晶體類型是，其分子中碳原子的雜化方式為。(3)比較分子(前者)和在中(后者)分子中的鍵角大小，前者后者(填“>”、“<”或“=”)，原因是。1mol中含有σ鍵的物質(zhì)的量為mol?！敬鸢浮?2)①平面三角形②分子晶體sp2、sp3(3)＜氨氣分子中有一對(duì)孤對(duì)電子，成為配體后沒(méi)有孤對(duì)電子，孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子的斥力更大，導(dǎo)致鍵角更小16【解析】（2）和SO3是等電子體，其空間構(gòu)型為平面三角形；甘氨酸是分子構(gòu)成的晶體屬于分子晶體，從其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以看出存在sp2、sp3兩種雜化的C；（3）氨氣分子中有一對(duì)孤對(duì)電子，成為配體后沒(méi)有孤對(duì)電子，因此沒(méi)有成為配體之前氨氣分子的鍵角更小，1mol中含有σ鍵的物質(zhì)的量為4mol+4×3mol=16mol；4．（2023·四川樂(lè)山·統(tǒng)考一模·節(jié)選）碳酸丙烯酯是一種水溶性顏料的分散劑，工業(yè)上常用作催化劑用1，2丙二醇和尿素合成，原理如下：回答下列問(wèn)題：(3)碳酸丙烯酸酯中C原子的雜化方式為；(4)能與形成穩(wěn)定的配離子，其中配體的立體結(jié)構(gòu)為，配離子中的鍵角比的鍵角大，試從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度解釋其原因。【答案】(3)、雜化(4)三角錐形在形成配離子時(shí)，孤電子對(duì)轉(zhuǎn)化為成鍵電子對(duì)，對(duì)鍵的排斥作用減弱，鍵角增大【解析】（3）碳酸丙烯酸酯中C原子雜化方式有2種，含有碳氧雙鍵的碳原子為sp2雜化，其余碳原子為sp3雜化；（4）NH3為配體，N原子最外層有5個(gè)電子，3個(gè)未成對(duì)電子和1個(gè)孤電子對(duì)，NH3中形成3個(gè)σ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，N為sp3雜化，VSEPR模型為四面體，空間構(gòu)型為三角錐形；NH3中含有1個(gè)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)排斥力較大，使NH3鍵角小于109o28'，約為107o，而NH3在形成配離子時(shí)，孤電子對(duì)轉(zhuǎn)化為成鍵電子對(duì)，對(duì)NH鍵的排斥作用減弱，使HNH鍵角增大；5．（2023·四川南充·四川省南充高級(jí)中學(xué)?？家荒！す?jié)選）鈦及其化合物被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、艦艇、醫(yī)療等領(lǐng)域。(2)與互為等電子體，與甲基咪唑反應(yīng)可以得到其結(jié)構(gòu)如下圖所示。①分子的空間構(gòu)型為。②甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為，C、N、Si的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋?個(gè)中含有個(gè)σ鍵?！敬鸢浮?2)正四面體、54【解析】（2）①分子中，中心Si原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知的空間構(gòu)型為正四面體，與互為等電子體，所以分子的空間構(gòu)型也為正四面體。②由離子的結(jié)構(gòu)可知，離子中含有雜化方式為雜化的單鍵碳原子和雜化的雙鍵碳原子；同周期主族元素，電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，同主族元素，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越小，故C、N、Si的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篘>C>Si；離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵，單鍵和配位鍵都是鍵，雙鍵中含有1個(gè)鍵，則離子中含有54個(gè)鍵?？枷?3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系1．（2024·四川內(nèi)江·統(tǒng)考一?！す?jié)選）鐵和氮是化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要元素，高附加值的鐵和氮的化合物也逐漸融入我們的學(xué)習(xí)和生活中?Ⅰ、富馬酸亞鐵()是一種補(bǔ)鐵劑，富馬酸分子結(jié)構(gòu)模型如圖：Ⅲ、雷氏鹽是分析化學(xué)中常用的試劑，其化學(xué)式為?(6)的沸點(diǎn)比高的主要原因是，分子易與形成配離子，而不易形成配離子的原因是?【答案】(6)和均為分子晶體，分子間存在氫鍵，而分子間只存在范德華力F的電負(fù)性很大，使鍵的成鍵電子對(duì)偏向F，導(dǎo)致中N很難提供孤電子對(duì)與形成配位鍵【解析】（6）和均為分子晶體，分子間存在氫鍵，而分子間只存在范德華力，因此的沸點(diǎn)高于；F的電負(fù)性很大，使鍵的成鍵電子對(duì)偏向F，導(dǎo)致中N很難提供孤電子對(duì)與形成配位鍵，因此分子易與形成配離子，而不易形成配離子，故答案為：和均為分子晶體，分子間存在氫鍵，而分子間只存在范德華力；F的電負(fù)性很大，使鍵的成鍵電子對(duì)偏向F，導(dǎo)致中N很難提供孤電子對(duì)與形成配位鍵；2．（2023·陜西漢中·統(tǒng)考一?！す?jié)選）砷化鋁(AlAs)常用作光譜分析試劑和制備電子組件的原料，是一種新型半導(dǎo)體材料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)的熔點(diǎn)約為712℃，的熔點(diǎn)約為194℃，其晶體類型分別是、。【答案】(3)離子晶體分子晶體【解析】（3）一般來(lái)說(shuō)，離子晶體熔點(diǎn)較高，分子晶體熔點(diǎn)較低，由AlF3的熔點(diǎn)約為1040℃，AlCl3的熔點(diǎn)為194℃，其晶體類型分別是離子晶體、分子晶體，故答案為：離子晶體；分子晶體；3．（2023·海南·模擬預(yù)測(cè)·節(jié)選）N、P、為第VA族元素，該族元素及其化合物在生產(chǎn)，生活中有廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：(3)《本草綱目》中記載砒霜()可入藥，已知：的熔點(diǎn)為312.3℃，沸點(diǎn)為465℃。古代采用“升華法”提純砒霜，砒霜升華時(shí)破壞的作用力有；【答案】(3)范德華力(或分子間作用力)【解析】（3）As2O3的熔沸點(diǎn)較低，有升華現(xiàn)象，屬于分子晶體，升華時(shí)破壞的是范德華力或者分子間作用力；4．（2023·四川資陽(yáng)·統(tǒng)考一模·節(jié)選）硫是組成生命的重要元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：(4)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，其中不存在的作用力有(填字母)。A．氫鍵

B．共價(jià)鍵

C．金屬鍵

D．配位鍵【答案】(4)C【解析】（4）根據(jù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，HO、OS為共價(jià)鍵，銅離子與O原子形成配位鍵，H…O為氫鍵，不存在的作用力有金屬鍵，選C；5．（2023·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考一模）鈣鈦礦型材料具有與天然鈣礦()相同的晶體結(jié)構(gòu)，其化學(xué)通式為ABX3通過(guò)元素的替換和摻雜，可以調(diào)控鈣鈦礦型材料的催化性能。(1)Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如下表所示，TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高，原因是?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377241238.3155【答案】(1)TiF4為離子化合物，熔點(diǎn)高，其他三種均為共價(jià)化合物，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點(diǎn)逐漸升高【解析】（1）一般不同的晶體類型的熔沸點(diǎn)是原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點(diǎn)高于其余三種物質(zhì)；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，則其相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力依次越大，熔點(diǎn)越高。考向04配位鍵、配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．（2023·寧夏銀川·銀川一中?？家荒！す?jié)選）完成下列問(wèn)題。(1)Ni2+和Fe2+可形成如圖所示的配合物離子，其中Ni2+的外圍電子排布式為，S元素的雜化方式為。該配合物離子中，C≡O(shè)(Ⅰ)和氣態(tài)C≡O(shè)分子(Ⅱ)，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)的為(用Ⅰ或Ⅱ表示)。(2)寫(xiě)出SCN﹣的一個(gè)等電子體分子，檢驗(yàn)Fe3+時(shí)，SCN﹣以S原子配位不以N原子配位的原因是。【答案】(1)2d8sp3I(2)N2O或CO2S的電負(fù)性比N小，易給出孤電子對(duì)【解析】（1）基態(tài)Ni原子價(jià)層電子排布為3d83s2，Ni2+是Ni原子失去最外層2個(gè)電子形成的，價(jià)電子排布式為3d8；S原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，S原子上還有一對(duì)孤對(duì)電子，則采取sp3雜化；該配合物離子中的C≡O(shè)(I)中由于C原子與Fe2+以配位鍵結(jié)合，使得C、O原子間的共價(jià)鍵結(jié)合力減弱，化學(xué)鍵的結(jié)合力越弱，化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)就越長(zhǎng)，故該配合物離子中的C≡O(shè)(I)和氣態(tài)C≡O(shè)分子(II)的三鍵相比，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)的為I；（2）SCN﹣含有3個(gè)原子、6+4+5+1=16個(gè)價(jià)電子，N2O、CO2都含有3個(gè)原子、16個(gè)價(jià)電子，與SCN﹣互為等電子體；S的電負(fù)性比N小，易給出孤電子對(duì)，故SCN﹣以S原子配位不以N原子配位；2．（2023·廣西柳州·柳州高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)·節(jié)選）2023年1月30日，中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)研究六方相砷化鎳(NiAs)型到正交相磷化錳(MnP)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰硫催化劑的精確設(shè)計(jì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)Mn的一種配合物化學(xué)式為[Mn(CO)5(CH3CN)]。①該配合物中錳原子的配位數(shù)為，配體CO中提供狐對(duì)電子的原子是氧，理由是。②CH3CN中C原子的雜化類型為。【答案】(2)①6C原子電負(fù)性比O原子小，更容易給出孤電子對(duì)②sp3、sp【解析】（2）Mn的一種配合物化學(xué)式為[Mn(CO)5(CH3CN)]。①由配合物化學(xué)式可知，配體有5個(gè)CO、1個(gè)CH3CN，該配合物中錳原子的配位數(shù)為6；電負(fù)性越小，越容易給出孤電子對(duì)，C的電負(fù)性小于O，配體CO中提供狐對(duì)電子的原子是O。②②CH3CN中甲基中C原子形成4個(gè)σ鍵，﹣CN中C原子形成2個(gè)σ鍵，CH3CN中C原子的雜化類型為sp3、sp。3．（2023·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒！す?jié)選）Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(4)無(wú)水硫酸銅為白色粉末溶于水形成藍(lán)色溶液，則硫酸銅稀溶液中不存在的微粒間作用力有。A．配位鍵

B．金屬鍵

C．離子鍵

D．共價(jià)鍵

E．氫鍵

F．范德華力【答案】(4)BC【解析】（4）硫酸銅稀溶液中，沒(méi)有自由電子，不存在金屬鍵，陰、陽(yáng)離子間隔太遠(yuǎn)，不能形成離子鍵，則不存在的微粒間作用力有BC。4．（2024·浙江金華·浙江省義烏中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)·節(jié)選）鐵、銅、鋅是形成許多金屬材料和有機(jī)材料的重要組成元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)向溶液中滴加氨水可以得到型離子化合物，其陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)如圖所示。①下列說(shuō)法正確的是。A．該陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵有極性共價(jià)鍵、配位鍵和氫鍵B．溶液中的陰離子為正四面體結(jié)構(gòu)C．電負(fù)性大小：D．往該溶液中繼續(xù)加95%乙醇，并用玻璃棒摩擦試管壁，析出深藍(lán)色晶體②該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是，原因是?！敬鸢浮?3)①BD②因?yàn)殡娯?fù)性O(shè)>N，O相對(duì)不易給出電子，與之間形成的配位鍵比與之間形成的配位鍵弱【解析】（3）向溶液中滴加氨水可以得到型離子化合物是[Cu（NH3）4]SO4，①A．該陽(yáng)離子中含有配位鍵、NH極性共價(jià)鍵，氫鍵不屬于化學(xué)鍵，故A錯(cuò)誤；B．溶液中的陰離子中心S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，無(wú)孤對(duì)電子，空間結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu)，故B正確；C．同周期從左往右，得電子能力越來(lái)越強(qiáng)，電負(fù)性越來(lái)越大，則電負(fù)性：O>N，故C錯(cuò)誤；D．往該溶液中繼續(xù)加極性較小的95%乙醇，并用玻璃棒摩擦試管壁，可以析出深藍(lán)色晶體，故D正確；故選BD；②因?yàn)殡娯?fù)性O(shè)>N，O相對(duì)不易給出電子，與之間形成的配位鍵比與之間形成的配位鍵弱，因此該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是；5．（2023·四川南充·閬中中學(xué)?？家荒！す?jié)選）金屬鈦有“生物金屬、海洋金屬、太空金屬”的美稱。有些含鈦的化合物在耐高溫、環(huán)?；蛘咭志矫嬗兄匾膽?yīng)用，鈦元素也被稱為“健康鈦”。(3)TiCl4可以與胺形成配合物，如TiCl4(H2NCH2CH2NH2)。H2NCH2CH2NH2中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是。【答案】(3)N【解析】（3）在TiCl4(H2NCH2CH2NH2)中Ti原子與H2NCH2CH2NH2的2個(gè)N原子形成配位鍵，即提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是N，故答案為：N；考點(diǎn)二晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算命題點(diǎn)01晶體密度的計(jì)算典例01（2023·北京卷·節(jié)選）硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。(5)的晶胞形狀為長(zhǎng)方體，邊長(zhǎng)分別為、，結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中的個(gè)數(shù)為。已知的摩爾質(zhì)量是，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。【答案】(5)4【解析】（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)晶胞中含有個(gè)，含有4個(gè)；該晶體的密度。答案為4；；典例02（2022·重慶卷·節(jié)選）配位化合物X由配體L2(如圖)和具有正四面體結(jié)構(gòu)的[Zn4O]6+構(gòu)成。(4)X晶體具有面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞由8個(gè)結(jié)構(gòu)相似的組成單元(如圖)構(gòu)成。④已知晶胞參數(shù)為2anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，L2與[Zn4O]6+的相對(duì)分子質(zhì)量分別為M1和M2，則X的晶體密度為g?cm3(列出化簡(jiǎn)的計(jì)算式)?！敬鸢浮俊窘馕觥竣苡蒟晶胞的組成單元結(jié)構(gòu)可知，單元結(jié)構(gòu)中位于頂點(diǎn)的[Zn4O]6+的個(gè)數(shù)為8×=1，位于棱上的L2的個(gè)數(shù)為12×=3，設(shè)晶體的密度為dg/cm3，由X晶體具有面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞由8個(gè)結(jié)構(gòu)相似的組成單元構(gòu)成可得：=(2a×10—7)3d，解得d=，故答案為：。典例03（2021·全國(guó)卷·節(jié)選）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級(jí)太陽(yáng)能燃料合成項(xiàng)目被形象地稱為“液態(tài)陽(yáng)光”計(jì)劃。該項(xiàng)目通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電電解水制氫，再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉?wèn)題：(4)我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是，晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm，該晶體密度為g·cm3(寫(xiě)出表達(dá)式)。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1xOy，則y=(用x表達(dá))?！敬鸢浮?4)82x【解析】(4)以晶胞中右側(cè)面心的Zr4+為例，同一晶胞中與Zr4+連接最近且等距的O2數(shù)為4，同理可知右側(cè)晶胞中有4個(gè)O2與Zr4+相連，因此Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是4+4=8；1個(gè)晶胞中含有4個(gè)ZrO2微粒，1個(gè)晶胞的質(zhì)量m=，1個(gè)晶胞的體積為(a×1010cm)×(a×1010cm)×(c×1010cm)=a2c×1030cm3，因此該晶體密度===g·cm3；在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1xOy，其中Zn元素為+2價(jià)，Zr為+4價(jià)，O元素為2價(jià)，根據(jù)化合物化合價(jià)為0可知2x+4×(1x)=2y，解得y=2x，故答案為：；2x。命題點(diǎn)02微粒間距離的計(jì)算典例01（2023·全國(guó)卷·節(jié)選）中國(guó)第一輛火星車“祝融號(hào)”成功登陸火星。探測(cè)發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物()?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能，晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有個(gè)。該物質(zhì)化學(xué)式為，BB最近距離為?！敬鸢浮?3)1【解析】（3）由硼鎂化合物的晶體結(jié)構(gòu)可知位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心，由均攤法可以求出正六棱柱中含有個(gè)，由晶胞沿c軸的投影圖可知本題所給晶體結(jié)構(gòu)包含三個(gè)晶胞，則晶胞中Mg的個(gè)數(shù)為1；晶體結(jié)構(gòu)中在正六棱柱體內(nèi)共6個(gè)，則該物質(zhì)的化學(xué)式為；由晶胞沿c軸的投影圖可知，B原子在圖中兩個(gè)正三角形的重心，該點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離是該點(diǎn)到對(duì)邊中點(diǎn)距離的2倍，頂點(diǎn)到對(duì)邊的垂線長(zhǎng)度為，因此BB最近距離為。典例02（2022·廣東卷·節(jié)選）硒()是人體必需微量元素之一，含硒化合物在材料和藥物領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。自我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光()效應(yīng)以來(lái)，在發(fā)光材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。一種含的新型分子的合成路線如下：(6)我國(guó)科學(xué)家發(fā)展了一種理論計(jì)算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程。化合物X是通過(guò)該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學(xué)式為。②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為，晶體密度為，則X中相鄰K之間的最短距離為(列出計(jì)算式，為阿伏加德羅常數(shù)的值)?！敬鸢浮?6)K2SeBr6【解析】（6）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到K有8個(gè)，有，則X的化學(xué)式為K2SeBr6；故答案為：K2SeBr6。②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為，晶體密度為，設(shè)晶胞參數(shù)為anm，得到，解得，X中相鄰K之間的最短距離為晶胞參數(shù)的一半即；故答案為：。典例03（2021·山東卷·節(jié)選）非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?；卮?4)XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有個(gè)XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為rpm，則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為；晶胞中A、B間距離d=pm?！敬鸢浮?4)(0，0，)pm【解析】(4)圖中大球的個(gè)數(shù)為，小球的個(gè)數(shù)為，根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個(gè)XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個(gè)坐標(biāo)系的單位長(zhǎng)度都記為1，B點(diǎn)在棱的處，其坐標(biāo)為(0，0，)；圖中y是底面對(duì)角線的一半，，，所以pm。命題點(diǎn)03原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定典例01（2022·河北卷·節(jié)選）含Cu、Zn、Sn及S的四元半導(dǎo)體化合物(簡(jiǎn)寫(xiě)為CZTS)，是一種低價(jià)、無(wú)污染的綠色環(huán)保型光伏材料，可應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：(6)如圖是CZTS四元半導(dǎo)體化合物的四方晶胞。①該物質(zhì)的化學(xué)式為。②以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖中A原子的坐標(biāo)為(，，)，則B原子的坐標(biāo)為?！敬鸢浮?6)Cu2ZnSnS4(，，)【解析】（6）①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和體心的鋅原子個(gè)數(shù)為8×+1=2，位于面上的銅原子個(gè)數(shù)為8×=4，位于面心和棱上的錫原子個(gè)數(shù)為2×+4×=2，位于體內(nèi)的硫原子個(gè)數(shù)為8，則該物質(zhì)的化學(xué)式為ZnSnCu2S4，故答案為：ZnSnCu2S4；②若將晶胞先分為上下兩個(gè)相等的正方體后再將每個(gè)正方體繼續(xù)分為8個(gè)相等的小正方體，則B原子位于上面的正方體分割成的8個(gè)小立方體中位于右下后方的小立方體的體心，由A原子的坐標(biāo)為(，，)可知，B原子的坐標(biāo)為(，，)，故答案為：(，，)。典例02（2020·山東卷·節(jié)選）CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問(wèn)題：(4)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如下表所示。坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個(gè)晶胞中有個(gè)Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個(gè)Sn鍵合的As有個(gè)?！敬鸢浮浚?）4(，0，)、(，，0)4【解析】（4）由部分Cd原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)，可知8個(gè)Cd在晶胞的頂點(diǎn)，4個(gè)Cd在晶胞的面心，1個(gè)在晶胞的體心；部分Sn原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（0，0，），4個(gè)Sn在晶胞的棱上，6個(gè)Sn在晶胞的面心；部分As原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（，，），8個(gè)As在晶胞的體心；所以1個(gè)晶胞中Sn的個(gè)數(shù)為；距離Cd(0，0，0)最近的Sn是(，0，)、(，，0)；由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，CdSnAs2晶體中與單個(gè)Sn結(jié)合的As有4個(gè)。典例03（2019·全國(guó)卷·節(jié)選）近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為Fe?Sm?As?F?O組成的化合物?；卮鹣铝袉?wèn)題：（4）一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖中F?和O2?共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1?x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為，通過(guò)測(cè)定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的x值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ=g·cm?3。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為()，則原子2和3的坐標(biāo)分別為、?！敬鸢浮浚?）SmFeAsO1?xFx【解析】（4）由圖1可知，每個(gè)晶胞中含Sm原子：4=2，含F(xiàn)e原子：4+1=2，含As原子：4=2，含O原子：（8+2）（1x）=2（1x），含F(xiàn)原子：（8+2）x=2x，所以該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1xFx；根據(jù)該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1xFx，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為，一個(gè)晶胞的體積為a2c1030cm3，則密度=g/cm3，故答案為SmFeAsO1xFx；；根據(jù)原子1的坐標(biāo)（，，），可知原子2和3的坐標(biāo)分別為（，，0），（0，0，），故答案為（，，0）；（0，0，）；命題點(diǎn)04微粒配位數(shù)的確定典例01（2023·全國(guó)卷·節(jié)選）將酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，的配位數(shù)為。若晶胞參數(shù)為，晶體密度(列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為)?！敬鸢浮?【解析】（3）由AlF3的晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中含灰色球的個(gè)數(shù)為，藍(lán)色球的個(gè)數(shù)為，則灰色的球?yàn)?，距最近且等距的?個(gè)，則的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為apm，則晶胞的體積為，晶胞的質(zhì)量為，則其晶體密度。典例02（2021·湖南卷·節(jié)選）鐵和硒()都是人體所必需的微量元素，且在醫(yī)藥、催化、材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，回答下列問(wèn)題：(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為；②Fe原子的配位數(shù)為；【答案】(4)KFe2Se24【解析】（4）①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和體心的鉀原子個(gè)數(shù)為8×+1=2，鐵原子位于面心，原子個(gè)數(shù)為8×=4，位于棱上和體心的硒原子的個(gè)數(shù)為8×+2=4，則超導(dǎo)材料最簡(jiǎn)化學(xué)式為KFe2Se2，故答案為：KFe2Se2；②由平面投影圖可知，位于棱上的鐵原子與位于面上的硒原子的距離最近，所以鐵原子的配位數(shù)為4，故答案為：4；典例03（2021·天津卷·節(jié)選）鐵單質(zhì)及其化合物的應(yīng)用非常廣泛。(2)用X射線衍射測(cè)定，得到Fe的兩種晶胞A、B，其結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞A中每個(gè)Fe原子緊鄰的原子數(shù)為。每個(gè)晶胞B中含F(xiàn)e原子數(shù)為。【答案】(2)84【解析】（2）由圖可知，晶胞A中Fe的配位數(shù)為8，所以每個(gè)Fe原子緊鄰的原子數(shù)為8。根據(jù)原子均攤法，每個(gè)晶胞B中含F(xiàn)e原子數(shù)為，故答案為：8；41、晶體類型的判斷(1)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強(qiáng)堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)都是分子晶體。常見(jiàn)的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見(jiàn)的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(zhì)(除汞外)與合金是金屬晶體。(2)依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)間的作用判斷離子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是陰、陽(yáng)離子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是離子鍵；原子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵；分子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用為分子間作用力；金屬晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是金屬離子和自由電子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是金屬鍵。(3)晶體的熔點(diǎn)判斷離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百度至一千余度；原子晶體熔點(diǎn)高，常在一千度至幾千度；分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下至很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體水溶液及熔化時(shí)能導(dǎo)電；原子晶體一般為非導(dǎo)體，但有些能導(dǎo)電，如晶體硅；分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(如酸和部分非金屬氣態(tài)氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電；金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；原子晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。2、均攤法確定晶胞組成(1)方法：晶胞中任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)原子對(duì)這個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)就是eq\f(1,n)。(2)類型①長(zhǎng)方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)：②非長(zhǎng)方體(非正方體)晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)為eq\f(1,3)。在如圖所示的正三棱柱形晶胞中：③熟記幾種常見(jiàn)的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目。A．NaCl(含4個(gè)Na＋，4個(gè)Cl－)B．干冰(含4個(gè)CO2)C．CaF2(含4個(gè)Ca2＋，8個(gè)F－)D．金剛石(含8個(gè)C)E．體心立方(含2個(gè)原子)F．面心立方(含4個(gè)原子)3.金屬晶體空間利用率的計(jì)算方法Ⅰ.空間利用率的定義及計(jì)算步驟①空間利用率：指構(gòu)成晶體的原子、離子或分子在整個(gè)晶體空間中所占有的體積百分比。空間利用率＝eq\f(球體積,晶胞體積)×100%②空間利用率的計(jì)算步驟：a．計(jì)算晶胞中的粒子數(shù)；b．計(jì)算晶胞的體積。Ⅱ.金屬晶體空間利用率分類簡(jiǎn)析①簡(jiǎn)單立方堆積(如圖1所示)立方體的棱長(zhǎng)為2r，球的半球?yàn)閞過(guò)程：V(球)＝eq\f(4,3)πr3V(晶胞)＝(2r)3＝8r3空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(4,3)πr3,8r3)×100%≈52%②體心立方堆積(如圖2所示)過(guò)程：b2＝a2＋a2(4r)2＝a2＋b2＝3a2，所以：a＝eq\f(4,\r(3))r空間利用率＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,a3)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,\r(3))r))3)×100%＝eq\f(\r(3)π,8)×100%≈68%③六方最密堆積(如圖3所示)過(guò)程：S＝2r×eq\r(3)r＝2eq\r(3)r2h＝eq\f(2\r(6),3)rV(球)＝2×eq\f(4,3)πr3V(晶胞)＝S×2h＝2eq\r(3)r2×2×eq\f(2\r(6),3)r＝8eq\r(2)r3空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2