（高考化學(xué)專練）題型20 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ) （原卷版）

（高考化學(xué)專練）題型20物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)（原卷版）（高考化學(xué)專練）題型20物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)（原卷版）/（高考化學(xué)專練）題型20物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)（原卷版）題型20物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)目錄TOC\o"1-2"\h\u 1【考向一】原子核外電子的排布 1【考向二】元素的電離能、電負性及微粒半徑的大小比較 4【考向三】“兩大理論”與微粒構(gòu)型 6【考向四】分子性質(zhì)與微粒作用 10【考向五】成鍵方式、晶體類型的判斷 12【考向六】晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定 15【考向七】原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分析方法 18【考向八】有關(guān)晶胞參數(shù)的計算 22【考向九】解釋原因類簡答題 27 31【考向一】原子核外電子的排布【典例1】短周期元素R基態(tài)原子最外層的p能級上有2個未成對電子.下列關(guān)于基態(tài)R原子的描述正確的是A．基態(tài)R原子核外電子的電子云輪廓圖有兩種：球形和啞鈴形B．基態(tài)R原子的價層電子排布式為ns2np2(n＝2或3)C．基態(tài)R原子的原子軌道總數(shù)為9D．基態(tài)R原子的軌道表示式為

1．能層、能級、原子軌道數(shù)及最多容納電子數(shù)能層一二三四五…符號KLMNO…能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……包含原子軌道數(shù)11313513571……最多容納電子數(shù)22626102610142……281832…2n22.常見原子軌道電子云輪廓圖原子軌道電子云輪廓圖形狀軌道個數(shù)s球形1p啞鈴(或紡錘)形3(px,py,pz)3.基態(tài)原子的核外電子排布(1)原子核外電子排布的"三規(guī)律”能量最低原理原子核外電子總是優(yōu)先占有能量最低的原子軌道泡利原理每個原子軌道里,最多只能容納2個自旋狀態(tài)相反的電子洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同(2)基態(tài)原子核外電子排布的四種表示方法表示方法舉例電子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1簡化電子排布式Cu：[Ar]3d104s1價電子排布式Fe：3d64s2電子排布圖(或軌道表示式)【易錯點】原子軌道處于全空、半充滿、全充滿狀態(tài)更穩(wěn)定.Cr、Cu的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2.【變式1-1】通常情況下,原子核外p、d能級等原子軌道上電子排布為"全空”"半充滿”"全充滿”的時候更加穩(wěn)定,稱為洪特規(guī)則的特例.下列事實能作為這個規(guī)則的證據(jù)的是①某種激發(fā)態(tài)碳原子的電子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2②基態(tài)Cu原子的電子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2③基態(tài)He原子的電子排布式為1s2,基態(tài)H原子的電子排布式為1s1④Fe2+容易失電子轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+,表現(xiàn)出較強的還原性A．①②④ B．②④ C．③④ D．①②③【變式1-2】(2023上·北京西城·高三北京育才學(xué)校?？计谥?我國科研團隊對嫦娥五號月壤的研究發(fā)現(xiàn),月壤中存在一種含"水”礦物下列化學(xué)用語或圖示表達不正確的是A．的電子式： B．基態(tài)的價電子排布式：C．的模型： D．基態(tài)S原子的價層電子的軌道表示式：【考向二】元素的電離能、電負性及微粒半徑的大小比較【典例2】(2024上·山東·高三統(tǒng)考期末)利用α粒子(即氦核)轟擊不同原子,獲得人工放射性元素和,合成反應(yīng)如下：;.其中元素Y、Z的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為1：3.下列說法正確的是A．基態(tài)原子第一電離能：Y<X<Z B．簡單離子半徑：X<Y<ZC．簡單陰離子還原性：X<Z D．X、Y的三氯化物分子構(gòu)型相同1．元素第一電離能的遞變性(1)規(guī)律同周期元素從左到右,第一電離能呈增大趨勢(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性);同主族元素自上而下,第一電離能逐漸減小.(2)特殊情況當(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)、半充滿(p3、d5、f7)和全充滿(p6、d10、f14)的結(jié)構(gòu)時,原子的能量較低,為穩(wěn)定狀態(tài),該元素具有較大的第一電離能,如第一電離能：Be>B;Mg>Al;N>O;P>S.(3)應(yīng)用①判斷元素金屬性的強弱電離能越小,金屬越容易失去電子,金屬性越強;反之越弱.②判斷元素的化合價如果某元素的In＋1?In,則該元素的常見化合價為＋n.2．元素電負性的遞變性(1)規(guī)律同周期主族元素從左到右,電負性依次增大;同主族元素自上而下,電負性依次減小.(2)應(yīng)用3．微粒半徑的比較(以短周期為例)(1)相同電性微粒半徑大小的比較①原子半徑：左下角的鈉最大②陽離子半徑：左下角的鈉離子最大③陰離子半徑：左下角的磷離子最大(2)不同電性微粒半徑大小的比較①同周期：陰離子半徑＞陽離子半徑,如Na+＜Cl－②同元素：電子數(shù)越多,微粒半徑越大,如Fe2+＞Fe3+③同結(jié)構(gòu)：質(zhì)子數(shù)越多,離子半徑越小,如Na+＜O2－【變式2-1】(2024上·北京·高三統(tǒng)考期末)砷化鎵()太陽能電池大量應(yīng)用于我國超低軌通遙一體衛(wèi)星星座.下列說法正確的是A．原子半徑： B．電子層數(shù)：C．電負性： D．單質(zhì)還原性：【變式2-2】(2024上·遼寧·高三校聯(lián)考期末)某離子液體的陰離子結(jié)構(gòu)如圖所示,其中X、Y、Z、R、Q是原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素,其中X原子的最外層電子中未成對電子數(shù)目與成對電子數(shù)目相同.下列說法正確的是A．電負性：Z>R>QB．簡單離子半徑：Q>Z>YC．五種元素形成的簡單氫化物中沸點最高的是ZD．同周期主族元素中只有一種元素的第一電離能大于Z【考向三】"兩大理論”與微粒構(gòu)型【典例3】(2024上·遼寧朝陽·高三統(tǒng)考期末)價層電子對互斥理論可以預(yù)測某些微粒的空間結(jié)構(gòu).下列說法正確的是A．和的鍵角相同B．和均為非極性分子C．和的空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形D．和的VSEPR模型均為四面體形1．共價鍵(1)eq\a\vs4\al(共價鍵)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特征：方向性和飽和性,鍵參數(shù)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(鍵長、鍵能決定共價鍵穩(wěn)定程度,鍵長、鍵角決定分子立體結(jié)構(gòu))),\a\vs4\al(類型)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(成鍵方式\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(σ鍵：電子云"頭碰頭”重疊,π鍵：電子云"肩并肩”重疊)),極性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(極性鍵：不同原子間,非極性鍵：同種原子間)),配位鍵：一方提供孤電子對,另一方提供空軌道))))(2)σ鍵和π鍵的判定①eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(共價單鍵：σ鍵,共價雙鍵：1個σ鍵,1個π鍵,共價三鍵：1個σ鍵,2個π鍵))②s-s、s-p、雜化軌道之間一定形成σ鍵;p-p可以形成σ鍵,也可以形成π鍵(優(yōu)先形成σ鍵,其余只能形成π鍵).2．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：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數(shù).(2)價層電子對互斥理論①基本觀點：分子的中心原子上的價層電子對(包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對)由于相互排斥,盡可能趨向彼此遠離.②價層電子對數(shù)的計算中心原子的價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)(與中心原子結(jié)合的原子數(shù))＋中心原子的孤電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋eq\f(1,2)(a－xb)其中a為中心原子的價電子數(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－該原子的價電子數(shù)”).微粒為陽離子時,中心原子的價電子數(shù)要減去離子所帶電荷數(shù);微粒為陰離子時,中心原子的價電子數(shù)要加上離子所帶電荷數(shù).如SO2中硫原子的孤電子對數(shù)為eq\f(6－2×2,2)＝1;H3O＋中氧原子的孤電子對數(shù)為eq\f(6－1－3×1,2)＝1;COeq\o\al(2－,3)中碳原子的孤電子對數(shù)為eq\f(4＋2－3×2,2)＝0.【易錯點】在計算孤電子對數(shù)時,出現(xiàn)0.5或1.5,則把小數(shù)進位為整數(shù),即1或2.如NO2的中心原子N的孤電子對數(shù)為eq\f(5－2×2,2)＝0.5≈1,則價層電子對數(shù)為3,故VSEPR模型為平面三角形,分子立體構(gòu)型為V形.③利用價層電子對互斥理論判斷分子(或離子)立體構(gòu)型價層電子對數(shù)孤電子對數(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、H2S【變式3-1】(2023上·山東·高三山東省實驗中學(xué)校考)W、X、Z、Q、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,其內(nèi)層電子數(shù)之和為18,最外層電子數(shù)之和為28,它們所形成的陰離子具有很高的親水性,可以作為能源材料中的電解質(zhì),該離子結(jié)構(gòu)如圖所示.下列說法正確的是A．離子構(gòu)型為四面體 B．YWX-離子構(gòu)型為V形C．非金屬性：X＜W＜Q D．該陰離子中∠Y-X-Y為180°【變式3-2】(2023上·河北邯鄲·高三磁縣第一中學(xué)?？?下列化學(xué)用語的表述正確的是A．雜化軌道模型： B．鈹原子最外層電子的電子云圖：C．氨氣分子的空間填充模型： D．質(zhì)量數(shù)為127的碘原子：【考向四】分子性質(zhì)與微粒作用【典例4】(2024·廣西·統(tǒng)考模擬預(yù)測)下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法錯誤的是A．易溶于,可從和都是非極性分子的角度解釋B．對羥基苯甲酸存在分子內(nèi)氫鍵,是其沸點比鄰羥基苯甲酸的高的主要原因C．溶于氨水,是由于與反應(yīng)生成了可溶性配合物D．熔融能導(dǎo)電,是由于熔融狀態(tài)下產(chǎn)生了自由移動的和1．分子性質(zhì)(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系(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)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸可寫成(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,如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4.2．范德華力、氫鍵、共價鍵的比較范德華力氫鍵共價鍵作用粒子分子或原子(稀有氣體)氫、氟、氮、氧原子(分子內(nèi)、分子間)原子特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強度比較共價鍵＞氫鍵＞范德華力影響強度的因素①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大對于A—H…B—,A、B的電負性越大,B原子的半徑越小,氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔、沸點、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相對分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔、沸點升高分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點升高,在水中的溶解度增大①影響分子的穩(wěn)定性②共價鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強【變式4-1】(2024上·江蘇揚州·高三揚州中學(xué)?？?下列說法正確的是A．鍵角：Cl2O>OF2 B．酸性：CH3COOH>CH2FCOOHC．分子的極性：O2>O3 D．基態(tài)原子未成對電子數(shù)：Mn>Cr【變式4-2】(2023上·北京西城·高三統(tǒng)考期末)下列事實不能用氫鍵解釋的是A．密度： B．沸點：C．穩(wěn)定性： D．溶解性(水中)：【考向五】成鍵方式、晶體類型的判斷【典例5】(2023上·北京·高三北京一七一中?？?用表示阿伏加德羅常數(shù)．下列說法正確的是A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L乙炔中鍵數(shù)為,鍵數(shù)為B．質(zhì)量相同的和所含的分子數(shù)相同C．同溫同壓下,相同體積的和所含的原子數(shù)相同D．12g金剛石中C―C鍵數(shù)為1．σ鍵、π鍵的判斷(1)由軌道重疊方式判斷："頭碰頭”重疊為σ鍵,"肩并肩”重疊為π鍵(2)由共用電子對數(shù)判斷：單鍵為σ鍵;雙鍵或三鍵,其中一個為σ鍵,其余為π鍵(3)由成鍵軌道類型判斷：s軌道形成的共價鍵全部是σ鍵;雜化軌道形成的共價鍵全部為σ鍵配合物中σ鍵的算法配位鍵是一種特殊的共價鍵1molNi(CO)4中含___molσ鍵4個CO中含有4個σ鍵,外加4個配位鍵,也屬于σ鍵,總共8個σ鍵2．晶體類別的判斷方法(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間作用力判斷由陰、陽離子形成離子鍵構(gòu)成的晶體為離子晶體;由原子形成的共價鍵構(gòu)成的晶體為原子晶體;由分子依靠分子間作用力形成的晶體為分子晶體;由金屬陽離子、自由電子以金屬鍵形成的晶體為金屬晶體(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①活潑金屬氧化物和過氧化物(如K2O、Na2O2等),強堿(如NaOH、KOH等),絕大多數(shù)的鹽是離子晶體②部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物的晶體是分子晶體③常見的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等,常見的化合物類原子晶體有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等④金屬單質(zhì)、合金是金屬晶體(3)依據(jù)晶體的熔點判斷不同類型晶體熔點大小的一般規(guī)律：原子晶體>離子晶體>分子晶體.金屬晶體的熔點差別很大,如鎢、鉑等熔點很高,銫等熔點很低(4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷①離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時均能導(dǎo)電②原子晶體一般為非導(dǎo)體③分子晶體為非導(dǎo)體,但分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水時,分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動的離子,也能導(dǎo)電④金屬晶體是電的良導(dǎo)體(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷一般情況下,硬度：原子晶體>離子晶體>分子晶體.金屬晶體多數(shù)硬度大,但也有較小的,且具有延展性【變式5-1】(2023上·北京·高三北京市第一六一中學(xué)?？?下列化學(xué)用語或圖示表達不正確的是A．的空間結(jié)構(gòu)模型：B．H2O的VSEPR模型C．二氧化碳的電子式：D．p-pπ鍵電子云輪廓圖【變式5-2】(2023上·湖南長沙·高三統(tǒng)考)下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)說法正確的是A．在NaCl晶胞中,與最鄰近且等距離的有6個B．在干冰晶體中,每個晶胞擁有6個分子C．晶胞中的配位數(shù)為4D．該氣態(tài)團簇分子的化學(xué)式為【考向六】晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定【典例6】(2024上·遼寧錦州·高三統(tǒng)考期末)一種由Mn、Se組成的化合物立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.已知化合物的摩爾質(zhì)量為,晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為.下列說法錯誤的是A．該化合物的化學(xué)式可表示為MnSe B．與Se原子距離最近的Se原子有12個C．Mn、Se原子的最近距離是 D．晶胞密度為1．晶胞中微粒數(shù)目的計算方法——均攤法(1)原則：晶胞中任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有,那么,每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)(2)方法：①長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算a．處于頂點上的粒子,同時為8個晶胞所共有,每個粒子有eq\f(1,8)屬于該晶胞b．處于棱邊上的粒子,同時為4個晶胞所共有,每個粒子有eq\f(1,4)屬于該晶胞c．處于晶面上的粒子,同時為2個晶胞所共有,每個粒子有eq\f(1,2)屬于該晶胞d．處于晶胞內(nèi)部的粒子,則完全屬于該晶胞②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定三棱柱六棱柱平面型石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形,其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有,每個六邊形占eq\f(1,3)2．熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目晶體NaClCsClZnSCaF2金剛石晶體結(jié)構(gòu)粒子數(shù)目4個Na＋,4個Cl－1個Cs+,1個Cl－4個S2－,4個Zn2＋4個Ca2＋,8個F－8個C晶體簡單立方體心立方面心立方氮化硼干冰晶體結(jié)構(gòu)粒子數(shù)目1個原子2個原子4個原子4個B,4個N4個CO2【變式6-1】(2023上·北京順義·高三北京市順義區(qū)第一中學(xué)校考期中)硅烷()可用于制造高純硅,而可由硅化鎂(熔點1102℃)制得,硅化鎂晶體的晶胞如圖所示,每個Mg原子位于Si原子組成的四面體中心.下列說法不正確的是A．硅化鎂可能為分子晶體 B．硅化鎂的化學(xué)式為C．每個晶胞中含有8個Mg原子 D．每個Si原子周圍距離最近且等距的Mg原子有8個【變式6-2】(2023上·山東·高三校聯(lián)考)鈣鈦礦具有獨特的晶體結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于傳感器、固體電阻器等諸多領(lǐng)域.圖1、2均為鈣鈦礦型化合物,其中圖1中另兩種離子為、,圖2中另兩種離子為和.下列說法錯誤的是A．鈦酸鈣的化學(xué)式為 B．圖2中,Y為C．中含有配位鍵 D．晶胞中與每個緊鄰的有12個【考向七】原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分析方法 【典例7】(2023上·黑龍江·高三牡丹江一中?？计谀?砷化鎘晶胞結(jié)構(gòu)如圖,圖1中"①”和"②”位是"真空”,晶胞參數(shù)為apm,建立如圖2,①號位的坐標(biāo)為(,,).已知：砷化鎘的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯誤的是A．砷化鎘中Cd與As原子個數(shù)比為3：2B．兩個Cd原子間最短距離為0.5apmC．③號位原子坐標(biāo)參數(shù)為(,1,)D．該晶胞的密度為NA(a×10—10)3g·cm-31．原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)(1)含義：以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(2)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定方法①依據(jù)已知原子的坐標(biāo)確定坐標(biāo)系取向②一般以坐標(biāo)軸所在正方體的棱長為1個單位③從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線,所得坐標(biāo)軸上的截距即為該原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(3)示例AABCDEFGHxyz晶胞中原子坐標(biāo)A(0,0,0),B(0,1,0),C(1,1,0), D(1,0,0),E(0,0,1),F(0,1,1),G(1,1,1),H(1,0,1),體心：(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),EQ\f(1,2)),上面心：(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),1),下面心：(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),0),左面心：(EQ\f(1,2),0,EQ\f(1,2)),右面心：(EQ\f(1,2),1,EQ\f(1,2)),前面心：(1,EQ\f(1,2),EQ\f(1,2)),后面心：(0,EQ\f(1,2),EQ\f(1,2))2．典型晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(1)簡單立方體模型粒子坐標(biāo)粒子坐標(biāo)若1(0,0,0),2(0,1,0),則確定3的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0),7為(1,1,1)(2)體心晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)和投影圖粒子坐標(biāo)若1(0,0,0),3(1,1,0),5(0,0,1),則6的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,1,1),7為(1,1,1),9為(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),EQ\f(1,2))(3)面心立方晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)和投影圖粒子坐標(biāo)若1(0,0,0),13(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),0),12(1,EQ\f(1,2),EQ\f(1,2)),則15的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(EQ\f(1,2),1,EQ\f(1,2)),11為(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),1)(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)和投影圖粒子坐標(biāo)若a原子為坐標(biāo)原點,晶胞邊長的單位為1,則原子1、2、3、4的坐標(biāo)分別為(eq\f(1,4),eq\f(1,4),eq\f(1,4))、(eq\f(1,4),eq\f(3,4),eq\f(3,4))、(eq\f(3,4),eq\f(1,4),eq\f(3,4))、(eq\f(3,4),eq\f(3,4),eq\f(1,4))【變式7-1】(2023上·河南濮陽·高三濮陽一高校考期中)硒化鋅是一種重要的半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示.已知晶胞參數(shù)為qnm,乙圖為晶胞的俯視圖,a點的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為.下列說法正確的是A．晶胞中硒原子的配位數(shù)為12B．晶胞中d點的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為C．相鄰兩個Zn原子的最短距離為nmD．Zn和Se在元素周期表中分別位于d區(qū)與p區(qū)【變式7-2】(2024上·黑龍江齊齊哈爾·高三齊齊哈爾市第八中學(xué)校?？?一種銅的溴化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.下列說法正確的是A．該化合物的化學(xué)式為CuBr2B．銅原子的配位數(shù)為12C．與每個Br緊鄰的Br有6個D．由圖中P點和Q點原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),可確定R點原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,)【考向八】有關(guān)晶胞參數(shù)的計算【典例8】科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該立方晶胞參數(shù)為.阿伏加德羅常數(shù)的值為.下列說法錯誤的是A．晶體最簡化學(xué)式為B．晶體中與最近且距離相等的有6個C．晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有14個面D．晶體的密度為1．典型晶體模型晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解離子晶體NaCl型(1)每個Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Na＋)有6個,每個Na＋周圍等距且緊鄰的Na＋有12個;(2)每個晶胞中含4個Na＋和4個Cl－CsCl型(1)每個Cs＋周圍等距且緊鄰的Cl－有8個,每個Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個;(2)如圖為8個晶胞,每個晶胞中含1個Cs＋、1個Cl－CaF2型在晶體中,每個F－吸引4個Ca2＋,每個Ca2＋吸引8個F－,Ca2＋的配位數(shù)為8,F－的配位數(shù)為4金屬晶體簡單立方堆積典型代表為Po,空間利用率為52%,配位數(shù)為6體心立方堆積典型代表為Na、K、Fe,空間利用率為68%,配位數(shù)為8六方最密堆積典型代表為Mg、Zn、Ti,空間利用率為74%,配位數(shù)為12面心立方最密堆積典型代表為Cu、Ag、Au,空間利用率為74%,配位數(shù)為12分子晶體干冰(1)8個CO2分子構(gòu)成立方體且在6個面心又各占據(jù)1個CO2分子;(2)每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個混合型晶體石墨層與層之間的作用是范德華力,平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2,C采取的雜化方式是sp2雜化原子晶體金剛石(1)每個碳原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu);(2)鍵角均為109°28′;(3)最小碳環(huán)由6個C組成且六個原子不在同一平面內(nèi);(4)每個C參與4條C—C鍵的形成,C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2SiO2(1)每個Si與4個O以共價鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu);(2)每個正四面體占有1個Si,4個"eq\f(1,2)O”,n(Si)∶n(O)＝1∶2;(3)最小環(huán)上有12個原子,即6個O和6個Si2．晶胞參數(shù)(邊長)與半徑的關(guān)系晶體晶體結(jié)構(gòu)圖示關(guān)系晶胞參數(shù)與邊長關(guān)系簡單立方晶胞晶胞參數(shù)(邊長)為a,原子球半徑為r,則有a=2r體心立方晶胞晶胞參數(shù)(邊長)為a,原子球半徑為r,體對角線長為c,則有c＝a＝4r面心立方晶胞晶胞參數(shù)(邊長)為a,原子球半徑為r,則有4r＝a六方最密堆積晶胞晶胞中原子球半徑為r,六棱柱邊長為a,高為h,則有a＝2r,h＝2倍四面體高金剛石晶胞金剛石晶胞金剛石晶胞G點是空的,沒有球,是正立方體的體心,A球心到E球心,是2個半徑,即一個直徑;同樣,E球心到G,是2個半徑,即一個直徑,所以AG是兩個直徑,體對角線是AG的兩倍,所以體對角線是4個直徑,即8r,則有8r＝a晶胞參數(shù)(邊長)為a,原子球半徑為r,則有8r＝a.(體對角線上五球相切,其中有兩個假想球)3．晶體密度及微粒間距離的計算晶體密度的計算公式推導(dǎo)過程若1個晶胞中含有x個微粒,則晶胞的物質(zhì)的量為：n＝＝mol晶胞的質(zhì)量為：m＝n·M＝g,則密度為：ρ＝右圖為CsCl晶體的晶胞假設(shè)相鄰的兩個Cs＋的核間距為acm,NA為阿伏加德羅常數(shù),CsCl的摩爾質(zhì)量用Mg·mol－1表示,則CsCl晶體的密度為ρ＝eq\f(M,a3NA)g·cm－34．金屬晶體空間利用率的計算方法(1)空間利用率的定義及計算步驟①空間利用率(η)：指構(gòu)成晶體的原子、離子或分子總體積在整個晶體空間中所占有的體積百分比②(2)金屬晶體空間利用率分類簡析類型晶體結(jié)構(gòu)示意圖圖示關(guān)系簡單立方堆積原子的半徑為r,立方體的棱長為2r,則V球＝eq\f(4,3)πr3,V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%體心立方晶胞原子的半徑為r,體對角線c為4r,面對角線b為eq\r(2)a,由(4r)2＝a2＋b2得a＝eq\f(4,\r(3))r.1個晶胞中有2個原子,故空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,a3)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,\f(4,\r(3))r3)×100%＝≈68%面心立方最密堆積原子的半徑為r,面對角線為4r,a＝2eq\r(2)r,V晶胞＝a3＝(2eq\r(2)r)3＝16eq\r(2)r3,1個晶胞中有4個原子,則空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(4×\f(4,3)πr3,16\r(2)r3)×100%＝≈74%六方最密堆積原子的半徑為r,底面為菱形(棱長為2r,其中一個角為60°),則底面面積S＝2r×eq\r(3)r＝2eq\r(3)r2,h＝eq\f(2\r(6),3)r,V晶胞＝S×2h＝2eq\r(3)r2×2×eq\f(2\r(6),3)r＝8eq\r(2)r3,1個晶胞中有2個原子,則空間利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,8\r(2)r3)×100%＝≈74%金剛石型堆積金剛石晶胞金剛石晶胞設(shè)原子半徑為R,由于原子在晶胞體對角線方向上相切(相鄰兩個碳原子之間的距離為晶胞體對角線的四分之一),可以計算出晶胞參數(shù)：a＝b＝c＝eq\f(8\r(3),3)R,α＝β＝γ＝90°.每個晶胞中包含八個原子.η＝eq\f(8×\f(4,3)πR3,a3)×100%＝eq\f(8×\f(4,3)πR3,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8\r(3)R,3)))3)×100%≈34.01%【變式8-1】(2023上·貴州貴陽·高三貴陽一中?？?鈣鈦礦電池是第三代非硅薄膜太陽能電池的代表,具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率.如圖是一種邊長為的鈣鈦礦的正方體晶胞結(jié)構(gòu),其中原子占據(jù)正方體中心,O原子位于每條棱的中點.其中以原子1為原點,原子2的坐標(biāo)為.下列有關(guān)說法錯誤的是A．原子3的坐標(biāo)為 B．原子與原子最近距離為C．距離原子最近的O原子有6個 D．該晶胞密度約為【變式8-2】(2024上·黑龍江哈爾濱·高三哈爾濱三中校考期末)已知Mg、Al、O三種元素組成尖晶石型晶體結(jié)構(gòu),其晶胞由4個A型小晶格和4個B型小晶格構(gòu)成,其中和都在小晶格內(nèi)部,部分在小晶格內(nèi)部,部分在小晶格頂點(如圖),下列分析錯誤的是A．該晶體為離子晶體B．該物質(zhì)的化學(xué)式為C．晶胞中,距離等距且最近的數(shù)為12D．與之間最近的距離是【考向九】解釋原因類簡答題【典例9】鈦酸鈣具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì),鈦酸鈣結(jié)構(gòu)材料是當(dāng)前材料科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點之一,回答下列問題.(1)鈦在元素周期表中的位置是.(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋狀態(tài)用+表示,與之相反的則用-表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù).對于基態(tài)鈦原子,其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為.從結(jié)構(gòu)角度解釋TiCl3中Ti還原性較強的原因.(3)離子半徑Ca2+>Ti4+,理由是.1．晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體熔、沸點的比較①不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體②金屬晶體的熔、沸點差別很大,如：鎢、鉑等熔、沸點很高,汞、銫等熔、沸點很低(2)同種晶體類型熔、沸點的比較——比較晶體內(nèi)微粒之間相互作用力的大?、俟矁r晶體：看共價鍵的強弱,取決于鍵長,即：成鍵原子半徑大小規(guī)律：原子半徑越小鍵長越短鍵能越大熔沸點越高如熔點：金剛石＞碳化硅＞晶體硅②離子晶體：看離子鍵的強弱,取決于陰、陽離子半徑大小和所帶電荷數(shù)規(guī)律：衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能.晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔點越高,硬度越大.一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,晶格能越大,離子間的作用力就越強,離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點：MgO＞NaCl＞CsCl③分子晶體：看分子間作用力(一般先氫鍵后范德華力最后分子的極性)a．分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高;具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高,如沸點：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2Sb．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高,如沸點：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如沸點：CO＞N2d．在同分異構(gòu)體中,一般支鏈越多,熔、沸點越低,如沸點：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷④金屬晶體：看金屬鍵的強弱,取決于金屬陽離子半徑和所帶電荷數(shù)規(guī)律：金屬離子的半徑越小,離子的電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強,金屬的熔、沸點就越高如熔、沸點：Na＜Mg＜Al【變式9-1】(2023上·上海浦東新·高三上海市洋涇中學(xué)?？?關(guān)于化學(xué)鍵和分子間作用力的理論是關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本理論.(1)N、P、As電負性由大到小的順序為.(2)用">”或"<”填空：第一電離能離子半徑熔點酸性SiSO2-Na＋NaClSiH2SO4HClO4(3)MgCl2在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,可由MgO制備.MgO的熔點比BaO的熔點(填"高”或"低”).(4)HCHO分子的立體構(gòu)型為形,它與H2加成后,加成產(chǎn)物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高,其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì)).(5)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示：H2O2分子不是直線形的,兩個氫原子猶如在半展開的書的兩面上,兩個氧原子在書脊位置上,書頁夾角為93o52′,而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96o52′.①H2O2分子是含有鍵和鍵的(填"極性”或"非極性”)分子.②H2O2難溶于CS2,簡要說明理由：.【變式9-2】(2023上·上海楊浦·高三復(fù)旦附中?？?NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如下圖所示.

(1)PH3中P的雜化類型是,H2O的鍵角小于NH3,分析原因.(2)H2O、PH3、KH按熔點由高到低的順序排列為.(3)的分子內(nèi)部存在氫鍵,畫出含氫鍵的分子結(jié)構(gòu)：,形成分子內(nèi)氫鍵一般會使得熔點.(填"升高”或"降低”)1．(2023·福建卷)某含錳著色劑的化學(xué)式為,Y、X、Q、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,其中具有正四面體空間結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)如圖所示.下列說法正確的是A．鍵角： B．簡單氫化物沸點：C．第一電離能： D．最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性：2．(2023·重慶卷)"嫦娥石”是中國首次在月球上發(fā)現(xiàn)的新礦物,其主要由和(釔,原子序數(shù)比大13)組成,下列說法正確的是A．Y位于元素周期表的第ⅢB族B．基態(tài)原子的核外電子填充在6個軌道中C．5種元素中,第一電離能最小的是D．5種元素中,電負性最大的是3．(2023·江蘇卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族.下列說法正確的是A．原子半徑： B．第一電離能：C．碳單質(zhì)、晶體硅、SiC均為共價晶體 D．可在周期表中元素Si附近尋找新半導(dǎo)體材料4．(2023·海南卷)下列有關(guān)元素單質(zhì)或化合物的敘述正確的是A．分子呈正四面體,鍵角為B．NaCl焰色試驗為黃色,與Cl電子躍遷有關(guān)C．Cu基態(tài)原子核外電子排布符合構(gòu)造原理D．是由極性鍵構(gòu)成的極性分子5．(2023·廣東卷)化合物可作肥料,所含的5種元素位于主族,在每個短周期均有分布,僅有Y和M同族.Y的基態(tài)原子價層p軌道半充滿,X的基態(tài)原子價層電子排布式為,X與M同周期,E在地殼中含量最多.下列說法正確的是A．元素電負性： B．氫化物沸點：C．第一電離能： D．和的空間結(jié)構(gòu)均為三角錐形6．(2023·重慶卷)和均可發(fā)生水解反應(yīng),其中的水解機理示意圖如下：

下列說法正確的是A．和均為極性分子 B．和中的均為雜化C．和的水解反應(yīng)機理相同 D．和均能與形成氫鍵7．(2023·河北卷)鋯是重要的戰(zhàn)略金屬,可從其氧化物中提取.下圖是某種鋯的氧化物晶體的立方晶胞,為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法錯誤的是A．該氧化物的化學(xué)式為B．該氧化物的密度為C．原子之間的最短距離為D．若坐標(biāo)取向不變,將p點原子平移至原點,則q點原子位于晶胞面的面心8．(2023·河北卷)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì).下列實例與解釋不相符的是選項實例解釋A用替代填充探空氣球更安全的電子構(gòu)型穩(wěn)定,不易得失電子B與形成配合物中的B有空軌道接受中N的孤電子對C堿金屬中的熔點最高堿金屬中的價電子數(shù)最少,金屬鍵最強D不存在穩(wěn)定的分子N原子價層只有4個原子軌道,不能形成5個鍵A．A B．B C．C D．D9．(2023·重慶卷)配合物[MA2L2]的分子結(jié)構(gòu)以及分子在晶胞中的位置如圖所示,下列說法錯誤的是A．中心原子的配位數(shù)是4 B．晶胞中配合物分子的數(shù)目為2C．晶體中相鄰分子間存在范德華力 D．該晶體屬于混合型晶體10．(2023·浙江卷)氮的化合物種類繁多,應(yīng)用廣泛.

請回答：(1)基態(tài)N原子的價