【高考二輪復(fù)習(xí)】2023年高考化學(xué)精講+精練+小測(cè)（全國(guó)通用）——專題15 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（講）（原卷版+解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?專題15 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考綱
1．原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
(1)了解原子核外電子的能級(jí)分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號(hào))原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
(2)了解元素電離能的含義，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)；
(3)了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用；
(4)了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。
2．化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)
(1)理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)；
(2)了解共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)；
(3)了解簡(jiǎn)單配合物的成鍵情況；
(4)了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；
(5)理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)；
(6)了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)，能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)常見的簡(jiǎn)單分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)。
3．分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)
(1)了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別；
(2)了解氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)；
(3)了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)粒子、粒子間作用力的區(qū)別。
考情預(yù)測(cè)
《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》許多省市列入必考題，題目一般是以元素推斷或某主族元素為背景，以“拼盤”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寫，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。
核心素養(yǎng)
宏觀辨識(shí)與微觀探析證據(jù)推理與模型認(rèn)知?

高頻考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵
(1)微粒間“三個(gè)”數(shù)量關(guān)系
中性原子：核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)
陰離子：核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶的電荷數(shù)
陽(yáng)離子：核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-所帶的電荷數(shù)
(2)“四同”的判斷方法——關(guān)鍵是抓住描述的對(duì)象
①同位素——原子，如?11H、12H、13H。
②同素異形體——單質(zhì)，如O2與O3，金剛石與石墨，紅磷與白磷。
③同系物——有機(jī)化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。
④同分異構(gòu)體——化合物，如正戊烷與新戊烷。
(3)10e-、18e-微粒
10電子體和18電子體是元素推斷題的重要突破口。
以Ne為中心記憶10電子體：
Ne
以Ar為中心記憶18電子體：
Ar
此外，由10電子體中的CH4、NH3、H2O、HF失去一個(gè)H原子后的剩余部分如—CH3、—NH2、—OH、—F等為9電子體，兩兩組合得到的物質(zhì)如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等為18電子體。
(4)化學(xué)鍵與化合物的關(guān)系

(5)規(guī)避化學(xué)鍵判斷的易錯(cuò)點(diǎn)
①在離子化合物中一般既含有金屬元素又含有非金屬元素(銨鹽除外)；共價(jià)化合物一般只含有非金屬元素，但個(gè)別含有金屬元素，如AlCl3；只含有非金屬元素的化合物不一定是共價(jià)化合物，如銨鹽。
②非金屬單質(zhì)只含共價(jià)鍵或不含化學(xué)鍵(稀有氣體)。
③氣態(tài)氫化物是共價(jià)化合物，只含共價(jià)鍵；而金屬氫化物(如NaH)是離子化合物，含離子鍵。
④分子的穩(wěn)定性與分子間作用力無(wú)關(guān)，而與分子內(nèi)部化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。
2.原子核外電子排布的“三”規(guī)律
能量最
低原理
原子核外電子總是先占據(jù)能量最低的原子軌道
泡利原理
每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)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(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，而且自旋狀態(tài)相同
3.基態(tài)原子核外電子排布的表示方法
表示方法
含義
舉例
原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖
表示核外電子分層排布和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)

電子式
表示原子最外層電子數(shù)目
?··Cl·····
核外電子排布式
表示每個(gè)能級(jí)上排布的電子數(shù)
S：1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4
S2-：1s22s22p63s23p6
電子排布圖
(軌道表示式)
表示每個(gè)原子軌道中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

價(jià)電子排布式或排布圖
表示價(jià)電子的排布
S：3s23p4
Fe：3d64s2
4．電離能及其應(yīng)用
(1)電離能的變化規(guī)律
①同周期從左到右(ⅠA族→0族)，第一電離能呈增大的趨勢(shì)。但第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因?yàn)閜軌道處于全空或半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期右側(cè)相鄰的第ⅢA族或第ⅥA族元素，如第一電離能：Mg>Al、P>S。
②逐級(jí)電離能逐漸增大(I1r(Al3+)。
“三看”核外電子數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。
例：r(Cl-)>r(Cl)；r(Fe2+)>r(Fe3+)。
8．金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷

【典例剖析】
【例1】(2022?遼寧省選擇性考試）短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)X、Z、Q原子均有兩個(gè)單電子，W簡(jiǎn)單離子在同周期離子中半徑最小，Q與Z同主族。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．X能與多種元素形成共價(jià)鍵 B．簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：
C．第一電離能： D．電負(fù)性：
【答案】B
【解析】短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大，W簡(jiǎn)單離子在同周期離子中半徑最小，說(shuō)明W為第三周期元素Al。短周期元素的基態(tài)原子中有兩個(gè)單電子，可分類討論：①為第二周期元素時(shí)，最外層電子排布為2s22p2或2s22p4，即C或O；②為第三周期元素時(shí)，最外層電子排布為3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q與Z同主族，結(jié)合原子序數(shù)大小關(guān)系可知，則X、Z、Q分別為C、O和S，則Y為N。A項(xiàng)，X為C，能與多種元素(H、O、N、P、S等)形成共價(jià)鍵，A正確；B項(xiàng)，Z和Q形成的簡(jiǎn)單氫化物為H2O和H2S，由于H2O分子間能形成氫鍵，故H2O沸點(diǎn)高于H2S，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Y為N，Z為O，N的最外層p軌道電子為半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，故其第一電離能比O大，C正確；D項(xiàng)，W為Al，Z為O，O的電負(fù)性更大，D正確；故選B。
【例2】(2021?山東卷）X、Y為第三周期元素、Y最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，二者形成的一種化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．原子半徑：X>Y B．簡(jiǎn)單氫化物的還原性：X>Y
C．同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強(qiáng) D．同周期中第一電離能小于X的元素有4種
【答案】D
【解析】Y位于第三周期，且最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6，則Y是Cl元素，由X、Y形成的陰離子和陽(yáng)離子知，X與Y容易形成共價(jià)鍵，根據(jù)化合物的形式知X是P元素。A項(xiàng)，P與Cl在同一周期，則P半徑大，即X>Y，A項(xiàng)不符合題意；B項(xiàng)，兩者對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別是PH3和HCl，半徑是P3->Cl-，所以PH3的失電子能力強(qiáng)，還原性強(qiáng)，即X>Y，B項(xiàng)不符合題意；C項(xiàng)，同周期元素從左往右，金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)，各元素對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)還原性減弱，非金屬單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)，所以Cl2的氧化性最強(qiáng)，C項(xiàng)不符合題意；D項(xiàng)，同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能；所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5種，D項(xiàng)符合題意；故選D。
【變式探究】
1．主族元素的原子可失去最外層電子形成陽(yáng)離子，主族元素的原子也可得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是(　　)
A．Ca2＋　1s22s22p63s23p6 B．F－　1s22s22p5 C．S　1s22s22p63s23p4 D．Ar　1s22s22p63s23p6
2．已知元素原子的下列結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，能確定其在周期表中位置的是(　　)
A．某元素原子的第二電子層電子排布圖為
B．某元素在某種化合物中的化合價(jià)為＋4
C．某元素的原子最外層上電子數(shù)為6
D．某元素的原子外圍電子排布式為5s25p1
3．現(xiàn)有主族元素X、Y、Z，X原子的最外層電子排布式為ns1，Y原子M能層的p能級(jí)上有4個(gè)電子，Z原子的最外層p能級(jí)上也有4個(gè)電子，且Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少8個(gè)。由這三種元素組成的化合物不可能是(　　)
A．X2YZ3 B．X2YZ4 C．X2Y2Z3 D．XYZ4
4．(2020?山東卷)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說(shuō)法正確的是( )
A．第一電離能：W>X>Y>Z B．簡(jiǎn)單離子的還原性：Y>X>W
C．簡(jiǎn)單離子的半徑：W>X>Y>Z D．氫化物水溶液的酸性：Y>W
5．(2023·江蘇省南通市海安區(qū)高三期中)當(dāng)汽車遭受一定碰撞力量以后，安全氣囊中的物質(zhì)會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)：NaN3+KNO3=K2O+Na2O+N2↑(未配平)，生成大量氣體。下列說(shuō)法正確的是( )
A．半徑大小：r(Na+)χ(O)
C．電離能大?。篒1(Na)>I1(O) D．堿性強(qiáng)弱：KOH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
A—H…B中形成氫鍵元素的電負(fù)性(A、B的電負(fù)性)
原子半徑
對(duì)性質(zhì)
的影響
影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)
分子間氫鍵使熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高，溶解度增大
鍵能越大，穩(wěn)定性越強(qiáng)
5．配位化合物
配合物的組成
[中心離子(配體)n][外界]
典型配合物
Cu(NH3)4SO4
Fe(SCN)3
Ag(NH3)2OH
中心離子
Cu2+
Fe3+
Ag+
中心離子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
一般是金屬離子，特別是過(guò)渡金屬離子，必須有空軌道
配體
NH3
SCN-
NH3
配體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
分子或離子，必須含有孤對(duì)電子(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位數(shù)(n)
4
3
2
外界
SO42-
無(wú)
OH-
顏色
深藍(lán)色
血紅色
無(wú)色
配離子所含化學(xué)鍵
配體通過(guò)配位鍵與中心離子結(jié)合
配合物所含化學(xué)鍵
配位鍵、離子鍵；配體或外界中可能還含有共價(jià)鍵
配合物的常見性質(zhì)
屬于離子化合物，多數(shù)能溶解、能電離，多數(shù)有顏色
金屬羰基配合物
是過(guò)渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基鎳[Ni(CO)4]。在許多有機(jī)化合物的合成反應(yīng)中，金屬羰基配合物常常作為這些反應(yīng)的催化劑
二茂鐵
二茂鐵的結(jié)構(gòu)為一個(gè)鐵原子處在兩個(gè)平行的環(huán)戊二烯的環(huán)之間。在固體狀態(tài)下，兩個(gè)茂環(huán)相互錯(cuò)開成全錯(cuò)位構(gòu)型，溫度升高時(shí)則繞垂直軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。二茂鐵的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，類似芳香族化合物
6．超分子
(1)定義：有兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體。
注意：超分子定義中分子是廣義的，其中包括離子。
(2)特征：分子識(shí)別和自組裝。
【典例剖析】
【例1】(2022?遼寧省選擇性考試）理論化學(xué)模擬得到一種N13+離子，結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該離子的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A．所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu) B．N原子的雜化方式有2種
C．空間結(jié)構(gòu)為四面體形 D．常溫下不穩(wěn)定
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，由N13+的結(jié)構(gòu)式可知，所有N原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A正確；B項(xiàng)，中心N原子為sp3雜化，與中心N原子直接相連的N原子為sp2雜化，與端位N原子直接相連的N原子為sp雜化，端位N原子為sp2雜化，則N原子的雜化方式有3種，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，中心N原子為sp3雜化，則其空間結(jié)構(gòu)為四面體形，C正確；D項(xiàng)，N13+中含疊氨結(jié)構(gòu)()，常溫下不穩(wěn)定，D正確；故選B。
【例2】 (2022?海南選擇性考試)關(guān)于NH3性質(zhì)的解釋合理的是( )
選項(xiàng)
性質(zhì)
解釋
A
比PH3容易液化
NH3分子間的范德華力更大
B
熔點(diǎn)高于PH3
N-H鍵的鍵能比P-H大
C
能與Ag以配位鍵結(jié)合
NH3中氮原子有孤電子對(duì)
D
氨水中存在NH4+
NH3·H2O是離子化合物
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，NH3和PH3都屬于同一主族是氫化物，分子晶體的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比，但氨氣中含有氫鍵， PH3不含氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致氨氣的沸點(diǎn)升高，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NH3熔點(diǎn)高于PH3，是因?yàn)榘睔庵泻袣滏I，氫鍵的存在導(dǎo)致氨氣的熔點(diǎn)升高，不是N-H鍵的鍵能比P-H大，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，NH3中氮原子有孤電子對(duì)，使Ag+和NH3以配位鍵結(jié)合形成[Ag(NH3)2]+，故C正確；D項(xiàng)，NH3·H2O是共價(jià)化合物，是弱堿，在水溶液中部分電離出NH4+和OH-，故D錯(cuò)誤；故選C。
【變式探究】
1．(2023·海南省瓊海市嘉積中學(xué)高三期中)氯元素有多種化合價(jià)，可形成Cl2O、Cl-、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-等微粒。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．ClO2-、ClO3-、ClO4-中Cl原子的雜化方式相同
B．基態(tài)Cl原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種
C．鍵角：ClO2-＞ClO3-＞ClO4-
D．Cl2O的空間構(gòu)型為V形
2．(2022·湖北省鄂東南省級(jí)示范高中高三聯(lián)考)乙二胺四乙酸又叫EDTA，是化學(xué)中一種良好的配合劑，形成的配合物又叫螯合物。在配合滴定中經(jīng)常用到，一般是測(cè)定金屬離子的含量。已知：EDTA配離子結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是( )

A．EDTA中氮原子雜化方式sp3
B．M元素可以是Cu、或
C．M元素的配位數(shù)是6
D．EDTANa-Fe(III)的化學(xué)鍵有：σ鍵、配位鍵、π鍵和離子鍵
3．三草酸合鐵酸鉀可用氯化鐵與草酸鉀混合直接合成：
FeCl3＋3K2C2O4===K3[Fe(C2O4)3]＋3KCl
(1)FeCl3中鐵離子基態(tài)核外電子排布式為________。
(2)上述反應(yīng)涉及的主族元素中，第一電離能最小的是________(填元素符號(hào))。
(3)K3[Fe(C2O4)3]中化學(xué)鍵的類型有________。
(4)草酸(H2C2O4)中C原子的雜化類型為________，1 mol草酸(H2C2O4)中含有σ鍵的數(shù)目為________。
(5)與C2O互為等電子體的一種分子為________(填化學(xué)式)。
4．W、M、X、Y、Z是周期表前36號(hào)元素中的四種常見元素，其原子序數(shù)依次增大。W的一種核素在考古時(shí)常用來(lái)鑒定一些文物的年代；M的氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一。X的某一種單質(zhì)在高空大氣層中保護(hù)人類免遭太陽(yáng)光中紫外線的強(qiáng)烈侵襲；Y的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài)；Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。
(1)Y3＋基態(tài)電子排布式可表示為________。
(2)MX的空間構(gòu)型是________(用文字描述)。
(3)M可形成多種氫化物，其中MH3的堿性強(qiáng)于M2H4的原因是_______________________________。
(4)根據(jù)等電子原理，WX分子的結(jié)構(gòu)式為________。
(5)1 mol WX2中含有的鍵數(shù)目為________。
(6)H2X分子中X原子軌道的雜化類型為________。

1．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
X2
H2、N2
－
非極性鍵
非極性分子
直線型
XY
HCl、NO
－
極性鍵
極性分子
直線型
XY2(X2Y)
CO2、CS2
180°
極性鍵
非極性分子
直線型
SO2
120°
極性鍵
極性分子
三角形
H2O、H2S
104．5°
極性鍵
極性分子
V形
XY3
BF3
120°
極性鍵
非極性分子
平面三角形
NH3
107．3°
極性鍵
非極性分子
三角錐形
XY4
CH4、CCl4
109．5°
極性鍵
非極性分子
正四面體
2．中心原子雜化類型和分子空間構(gòu)型的相互判斷
分子(A為中心原子)
中心原子雜化方式
中心原子孤電子對(duì)數(shù)
分子構(gòu)型
示例
AB2
sp
0
直線形
BeCl2
sp2
1
V形
SO2
sp3
2
V形
H2O
AB3
sp2
0
平面三角形
BF3
sp3
1
三角錐形
NH3
AB4
sp3
0
正四面體形
CH4
3．常見等電子體
粒子
通式
價(jià)電子總數(shù)
立體構(gòu)型
CO2、SCN－、NO、N、N2O、COS、CS2
AX2
16e－
直線形
CO、NO、SO3
AX3
24e－
平面三角形
SO2、O3、NO
AX2
18e－
V形
SO、PO
AX4
32e－
正四面體形
PO、SO、ClO
AX3
26e－
三角錐形
CO、N2、C
AX
10e－
直線形
CH4、NH
AX4
8e－
正四面體形
高頻考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1．常見原子晶體結(jié)構(gòu)分析
晶體
晶體結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)分析
金剛石

原子半徑(r)與邊長(zhǎng)(a)的關(guān)系：a=8r
(1)每個(gè)碳與相鄰4個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角均為109°28′
(2)每個(gè)金剛石晶胞中含有8個(gè)碳原子，最小的碳環(huán)為6元環(huán)，并且不在同一平面(實(shí)際為椅式結(jié)構(gòu))，碳原子為sp3雜化
(3)每個(gè)碳原子被12個(gè)六元環(huán)共用，每個(gè)共價(jià)鍵被6個(gè)六元環(huán)共用，一個(gè)六元環(huán)實(shí)際擁有個(gè)碳原子
(4)C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2，12g金剛石中有2 mol共價(jià)鍵
(5)密度＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
SiO2

(1)SiO2晶體中最小的環(huán)為12元環(huán)，即：每個(gè)12元環(huán)上有6個(gè)O，6個(gè)Si
(2)每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si，4個(gè)“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2
(3)每個(gè)Si原子被12個(gè)十二元環(huán)共用，每個(gè)O原子被 6個(gè)十二元環(huán)共用
(4)每個(gè)SiO2晶胞中含有8個(gè)Si原子，含有16個(gè)O原子
(5)硅原子與Si—O共價(jià)鍵之比為1：4，1mol Si O2晶體中有4mol共價(jià)鍵
(6)密度＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
SiC、BP、AlN

(1)每個(gè)原子與另外4個(gè)不同種類的原子形成正四面體結(jié)構(gòu)
(2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝；
ρ(AlN)＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
(3)若Si與C最近距離為d，則邊長(zhǎng)(a)與最近距離(d)的關(guān)系：a=4d
2．常見分子晶體結(jié)構(gòu)分析
晶體
晶體結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)分析
干冰

(1)面心立方最密堆積：立方體的每個(gè)頂點(diǎn)有一個(gè)CO2分子，每個(gè)面上也有一
個(gè)CO2分子，每個(gè)晶胞中有4個(gè)CO2分子
(2)每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)
(3)密度＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
白磷

(1)面心立方最密堆積
(2)密度＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
冰

(1)每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接
(2)每個(gè)水分子實(shí)際擁有兩個(gè)“氫鍵”
(3)冰晶體和金剛石晶胞相似的原因：每個(gè)水分子與周圍四個(gè)水分子形成氫鍵
【微點(diǎn)撥】
(1)若分子間只有范德華力，則分子晶體采取分子密堆積，每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子。在分子晶體中，原子先以共價(jià)鍵形成分子，分子再以分子間作用力形成晶體。由于分子間作用力沒(méi)有方向性和飽和性，分子間盡可能采取密堆積的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子
(2)若分子間靠氫鍵形成的晶體，則不采取密堆積結(jié)構(gòu)，每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)要小于12個(gè)。因?yàn)闅滏I有方向性和飽和性，一個(gè)分子周圍其他分子的位置和數(shù)目是一定的。如：冰晶體、苯甲酸晶體
3．常見離子晶體結(jié)構(gòu)分析
晶體
晶體結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)分析
NaCl

(1)一個(gè)NaCl晶胞中，有4個(gè)Na+，有4個(gè)Cl－
(2)在NaCl晶體中，每個(gè)Na+同時(shí)強(qiáng)烈吸引6個(gè)Cl－，形成正八面體形；每
個(gè)Cl－同時(shí)強(qiáng)烈吸引6個(gè)Na+
(3)在NaCl晶體中，Na+ 和Cl－的配位數(shù)分別為6、6
(4)在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有12個(gè)，
每個(gè)Cl－周圍與它最接近且距離相等的Cl－共有12個(gè)
(5)密度＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
CsCl

(1)一個(gè)CsCl晶胞中，有1個(gè)Cs+，有1個(gè)Cl－
(2)在CsCl晶體中，每個(gè)Cs+同時(shí)強(qiáng)烈吸引8個(gè)Cl－，即：Cs+的配位數(shù)為8，每個(gè)Cl－同時(shí)強(qiáng)烈吸引8個(gè)Cs+，即：Cl－的配位數(shù)為8
(3)在CsCl晶體中，每個(gè)Cs+周圍與它最接近且距離相等的Cs+共有6個(gè)，形成正八面體形，在CsCl晶體中，每個(gè)Cl－周圍與它最接近且距離相等的Cl－共有6個(gè)
(4)密度＝ (a為晶胞邊長(zhǎng)，NA為阿伏加德羅常數(shù))
ZnS

(1)1個(gè)ZnS晶胞中，有4個(gè)S2－，有4個(gè)Zn2＋
(2)Zn2＋的配位數(shù)為4，S2－的配位數(shù)為4
(3)密度＝
CaF2

(1)1個(gè)CaF2的晶胞中，有4個(gè)Ca2＋，有8個(gè)F－
(2)CaF2晶體中，Ca2＋和F－的配位數(shù)不同，Ca2＋配位數(shù)是8，F(xiàn)－的配位數(shù)是4
(3)密度＝
離子晶體的配位數(shù)
離子晶體中與某離子距離最近的異性離子的數(shù)目叫該離子的配位數(shù)
影響離子晶體配位數(shù)的因素
(1)正、負(fù)離子半徑比：AB型離子晶體中，陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)相等，但正、負(fù)離子半徑比越大，離子的配位數(shù)越大。如：ZnS、NaCl、CsCl
(2)正、負(fù)離子的電荷比。如：CaF2晶體中，Ca2＋和F－的配位數(shù)不同
4．常見金屬晶體結(jié)構(gòu)分析
(1)金屬晶體的四種堆積模型分析
堆積模型
簡(jiǎn)單立方堆積
體心立方堆積 (鉀型)
面心立方最密堆積(銅型)
六方最密堆積(鎂型)
晶胞

代表金屬
Po
Na K Fe
Cu Ag Au
Mg Zn Ti
配位數(shù)
6
8
12
12
晶胞占有的原子數(shù)
1
2
4
6或2
原子半徑(r)與立方體邊長(zhǎng)為(a)的關(guān)系
a＝2r
a＝4r
a＝4r
——
　　2．物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低的比較
一般情況下，原子晶體>離子晶體>分子晶體，如：金剛石>NaCl>Cl2；金屬晶體>分子晶體，如：Na>Cl2。(金屬晶體熔、沸點(diǎn)有的很高，如鎢、鉑等，有的則很低，如汞等)
原子晶體
→→，如：金剛石>石英>晶體硅
離子晶體
一般地說(shuō)，陰陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，晶格能越大，熔、沸點(diǎn)就越高。如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl
金屬晶體
金屬離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其形成的金屬鍵越強(qiáng)，金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，如Al>Mg>Na
分子晶體
①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S
②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4
③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔沸點(diǎn)越高，如CO＞N2
在同分異構(gòu)體中，一般支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，如正戊烷＞異戊烷＞新戊烷
【典例剖析】
【例1】(2022?山東卷）Cu2-xSe是一種鈉離子電池正極材料，充放電過(guò)程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示，晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的0價(jià)Cu原子。下列說(shuō)法正確的是( ）

A．每個(gè)Cu2-xSe晶胞中Cu2+個(gè)數(shù)為x
B．每個(gè)Na2Se晶胞完全轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe晶胞，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8
C．每個(gè)NaCuSe晶胞中0價(jià)Cu原子個(gè)數(shù)為1-x
D．當(dāng)NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe時(shí)，每轉(zhuǎn)移電子，產(chǎn)生(1-x)mol原子
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，由Cu2-xSe晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的硒離子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，位于體內(nèi)的銅離子和亞銅離子的個(gè)數(shù)之和為8，設(shè)晶胞中的銅離子和亞銅離子的個(gè)數(shù)分別為a和b，則a+b=8-4x，由化合價(jià)代數(shù)和為0可得2a+b=4×2，解得a=4x，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由Na2Se轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe的電極反應(yīng)式為Na2Se-e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+Na+，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的硒離子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，則每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Na2Se，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由NaCuSe晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的硒離子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，則每個(gè)晶胞中含有4個(gè)NaCuSe，晶胞中0價(jià)銅而個(gè)數(shù)為(4-4x)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由題意可知，NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe的電極反應(yīng)式為NayCu2-xSe+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，所以每轉(zhuǎn)移(1-y)電子，產(chǎn)生(1-x)mol銅，故D正確；故選D。
【例2】 (2022?湖北選擇性考試)某立方晶系的銻鉀(Sb－K)合金可作為鉀離子電池的電極材料，圖a為該合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖，圖b表示晶胞的一部分。下列說(shuō)法正確的是( )

A．該晶胞的體積為 B．K和Sb原子數(shù)之比為3:1
C．與Sb最鄰近的K原子數(shù)為4 D．K和Sb之間的最短距離為 pm
【答案】B
【解析】該晶胞的邊長(zhǎng)為a×10-10 cm，故晶胞的體積為(a×10-10 cm)3＝a3×10-30 cm3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該晶胞中K的個(gè)數(shù)為12×＋9＝12，Sb的個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4，故K和Sb原子個(gè)數(shù)之比為3:1，B項(xiàng)正確；以面心處Sb為研究對(duì)象，與Sb最鄰近的K原子數(shù)為8，C項(xiàng)錯(cuò)誤；K和Sb的最短距離為晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度的，即 pm，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【變式探究】
1．(2022·遼寧省名校聯(lián)盟高三聯(lián)合考試)鋅與硫所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是( )

A．Zn位于元素周期表的d區(qū) B．該晶胞中Zn2+和S2-數(shù)目相等
C．S2-位于Zn2+構(gòu)成的四面體空隙中 D．氧化鋅的熔點(diǎn)高于硫化鋅
2．(2022·湖北省騰云聯(lián)盟高三聯(lián)考)近期，我國(guó)科技工作者合成了一種高質(zhì)量的納米棒發(fā)光材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長(zhǎng)a。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A．與Cs+距離最近I-個(gè)數(shù)為12 B．Pb2+的配位數(shù)為6
C．Pb2+與Cs+間最短距離為 D．該物質(zhì)的化學(xué)式為CsPbI3
3．在20世紀(jì)90年代末期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證明碳有新的單質(zhì)形態(tài)C60存在。后來(lái)人們又相繼得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世紀(jì)初，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子，大大豐富了碳元素單質(zhì)的家族。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A．熔點(diǎn)比較：C60＜C70＜C90
B．C60、C70、管狀碳和洋蔥狀碳之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化
C．C60晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，每個(gè)C60分子周圍與它最近且等距離的C60分子有12個(gè)
D．C60、C70、管狀碳和洋蔥狀碳都不能與O2發(fā)生反應(yīng)
4．(2023·重慶市拔尖強(qiáng)基聯(lián)合高三檢測(cè))某熒光材料由X2+與Y2-組成，其摩爾質(zhì)量為，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述不正確的是( )

A．該晶體的化學(xué)式是XY
B．該晶胞參數(shù)為anm，則其晶體密度為
C．X2+的配位數(shù)是4，Y2-的配位數(shù)也是4
D．若A點(diǎn)的原子坐標(biāo)為，則B點(diǎn)的原子坐標(biāo)為

晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算
(1)晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算——均攤法

立方體中粒子周圍粒子的個(gè)數(shù)判斷

(2)晶體微粒與M、ρ之間的關(guān)系
若1個(gè)晶胞(立方晶胞)中含有x個(gè)微粒，則1 mol該晶胞中含有x mol 微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對(duì)分子質(zhì)量)；又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NA g，因此有xM＝ρa(bǔ)3NA。
(3)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)
①面對(duì)角線長(zhǎng)＝a。
②體對(duì)角線長(zhǎng)＝a。
③體心立方堆積4r＝a(r為原子半徑)。
④面心立方堆積4r＝a(r為原子半徑)。
(4)空間利用率＝。
高頻考點(diǎn)四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合運(yùn)用
1．命題揭秘
“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”作為高中化學(xué)新課程的一個(gè)選修模塊，側(cè)重于幫助學(xué)生了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要意義和基本方法，研究物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。考點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，應(yīng)抓住重點(diǎn)，明確考點(diǎn)，辨別易錯(cuò)點(diǎn)。
從近幾年新課標(biāo)區(qū)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊的高考試題來(lái)看，穩(wěn)定和創(chuàng)新是命題的特點(diǎn)，其命題熱點(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。該知識(shí)點(diǎn)的試題能很好地考查考生的空間想象能力，具有很高的區(qū)分度，是“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”選考題中的必考點(diǎn)。
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。
2．突破考點(diǎn)
(1）原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。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)等。
(2）分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。分子的成鍵方式、空間構(gòu)型、雜化類型、價(jià)層電子對(duì)理論的計(jì)算與應(yīng)用等方面，
(3）晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。做到識(shí)圖、辨圖、析圖，最后深刻記憶，如金剛石、二氧化硅、氯化鈉、氯化銫、氟化鈣、干冰等；對(duì)于金屬晶體的四種堆積模型，要理清半徑和晶胞棱長(zhǎng)的關(guān)系，學(xué)會(huì)空間利用率的計(jì)算方法。
【典例剖析】
【例1】(2022?全國(guó)乙卷)鹵素單質(zhì)及其化合物在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有_______，其中能量較高的是_______。(填標(biāo)號(hào))
a. 1s22s22p43s1???????b. 1s22s22p43d2???????c. 1s22s12p5???????d. 1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一個(gè)_______雜化軌道與Cl的3px軌道形成C-Cl_______鍵，并且Cl的3px軌道與C的2px軌道形成3中心4電子的大π鍵。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C-Cl鍵長(zhǎng)的順序是_______，理由：(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多，形成的鍵越強(qiáng)：(ⅱ)_______。
(3)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)色晶體X和紅棕色液體Y。X為_______。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因_______。
(4) α-AgI晶體中離子作體心立方堆積(如圖所示)，Ag+主要分布在由I-構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場(chǎng)作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α-AgI晶體在電池中可作為_______。

已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm=_______ m3/mol (列出算式)。
【答案】(1) ad???? d
(2) sp2???? σ???? 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔???? Cl參與形成的大π鍵越多，形成的C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)越短
(3)? CsCl???? CsCl為離子晶體，ICl為分子晶體
(4)電解質(zhì)????
【解析】(1)F的原子序數(shù)為9，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5。a項(xiàng)，1s22s22p43s1，基態(tài)氟原子2p能級(jí)上的1個(gè)電子躍遷到3s能級(jí)上，屬于氟原子的激發(fā)態(tài)，a正確；b項(xiàng)，1s22s22p43d2，核外共10個(gè)電子，不是氟原子，b錯(cuò)誤；c項(xiàng)，1s22s12p5，核外共8個(gè)電子，不是氟原子，c錯(cuò)誤；d項(xiàng)，1s22s22p33p2，基態(tài)氟原子2p能級(jí)上的2個(gè)電子躍遷到3p能級(jí)上，屬于氟原子的激發(fā)態(tài)，d正確；故選ad；而同一原子3p能級(jí)的能量比3s能級(jí)的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，故選d。(2)①一氯乙烯的結(jié)構(gòu)式為，碳為雙鍵碳，采取sp2雜化，因此C的一個(gè)sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C-Clσ鍵。②C的雜化軌道中s成分越多，形成的C-Cl鍵越強(qiáng)，C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)越短，一氯乙烷中碳采取sp3雜化，一氯乙烯中碳采取sp2雜化，一氯乙炔中碳采取sp雜化，sp雜化時(shí)p成分少，sp3雜化時(shí)p成分多，因此三種物質(zhì)中C-Cl鍵鍵長(zhǎng)順序?yàn)椋阂宦纫彝?一氯乙烯>一氯乙炔，同時(shí)Cl參與形成的大π鍵越多，形成的C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)越短，一氯乙烯中Cl的3px軌道與C的2px軌道形成3中心4電子的大π鍵( )，一氯乙炔中Cl的3px軌道與C的2px軌道形成2套3中心4電子的大π鍵( )，因此三種物質(zhì)中C-Cl鍵鍵長(zhǎng)順序?yàn)椋阂宦纫彝?一氯乙烯>一氯乙炔。(3)CsICl2發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，各元素化合價(jià)不變，生成無(wú)色晶體和紅棕色液體，則無(wú)色晶體為CsCl，紅棕色液體為ICl，而CsCl為離子晶體，熔化時(shí)，克服的是離子鍵，ICl為分子晶體，熔化時(shí)，克服的是分子間作用力，因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl高。(4)由題意可知，在電場(chǎng)作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可發(fā)生遷移，因此α-AgI晶體是優(yōu)良的離子導(dǎo)體，在電池中可作為電解質(zhì)；每個(gè)晶胞中含碘離子的個(gè)數(shù)為8×+1=2個(gè)，依據(jù)化學(xué)式AgI可知，銀離子個(gè)數(shù)也為2個(gè)，晶胞的物質(zhì)的量n=mol=mol，晶胞體積V=a3pm3=(504×10-12)3m3，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm===m3/mol。
【例2】(2022?海南省選擇性考試）以Cu2O、ZnO等半導(dǎo)體材料制作的傳感器和芯片具有能耗低、效率高的優(yōu)勢(shì)。回答問(wèn)題：
(1)基態(tài)O原子的電子排布式_______，其中未成對(duì)電子有_______個(gè)。
(2)Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性，從金屬鍵的理論看，原因是_______。
(3)酞菁的銅、鋅配合物在光電傳感器方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。酞菁分子結(jié)構(gòu)如下圖，分子中所有原子共平面，所有N原子的雜化軌道類型相同，均采取_______雜化。鄰苯二甲酸酐()和鄰苯二甲酰亞胺()都是合成酞菁的原料，后者熔點(diǎn)高于前者，主要原因是_______。

(4)金屬Zn能溶于氨水，生成以氨為配體，配位數(shù)為4的配離子，Zn與氨水反應(yīng)的離子方程式為_______。
(5)ZnO晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導(dǎo)體的性能，Zn-N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn-O鍵，原因是_______。
(6)下圖為某ZnO晶胞示意圖，下圖是若干晶胞無(wú)隙并置而成的底面O原子排列局部平面圖。為所取晶胞的下底面，為銳角等于60°的菱形，以此為參考，用給出的字母表示出與所取晶胞相鄰的兩個(gè)晶胞的底面_______、_______。

【答案】(1)? 1s22s22p4或[He]2s22p4???? 2
(2)自由電子在外加電場(chǎng)中作定向移動(dòng)
(3) sp2???? 兩者均為分子晶體，后者能形成分子間氫鍵，使分子間作用力增大，熔點(diǎn)更高
(4)Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑
(5)電負(fù)性O(shè)＞N，O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng)，Zn和O更易形成離子鍵
(6)??cdhi???? ?bcek
【解析】(1)O為8號(hào)元素，其基態(tài)O原子核外有8個(gè)電子，因此基態(tài)O原子的電子排布式為1s22s22p4或[He]2s22p4，其2p軌道有2個(gè)未成對(duì)電子，即O原子有2個(gè)未成對(duì)電子；(2)由于金屬的自由電子可在外加電場(chǎng)中作定向移動(dòng)，因此Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性；(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知，N原子均形成雙鍵，故N原子的雜化方式均為sp2，由于鄰苯二甲酸酐和鄰苯二甲酰亞胺均為分子晶體，而后者能形成分子間氫鍵，使分子間作用力增大，因此熔點(diǎn)更高；(4)金屬Zn與氨水反應(yīng)可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2，反應(yīng)的離子方程式為Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑；(5)由于電負(fù)性O(shè)＞N，O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng)，Zn和O更易形成離子鍵，因此Zn—N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn—O鍵；(6)根據(jù)晶胞示意圖，一個(gè)晶胞中8個(gè)O原子位于晶胞的頂點(diǎn)，1個(gè)O原子位于晶胞體內(nèi)，4個(gè)Zn原子位于晶胞的棱上，1個(gè)Zn原子位于晶胞體內(nèi)，棱上的3個(gè)Zn原子和體內(nèi)的Zn原子、O原子形成四面體結(jié)構(gòu)，則于其相鄰的晶胞與該晶胞共用bc和cd，則相鄰的兩個(gè)晶胞的底面為?cdhi和?bcek。
【變式探究】
1．(2022?全國(guó)甲卷)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?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為_______。
(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))。

(3)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式，畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)_______。
(4) CF2=CF2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為_______和_______；聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學(xué)鍵的角度解釋原因_______。
(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是_______；若該立方晶胞參數(shù)為a pm，正負(fù)離子的核間距最小為_______pm。

2．(2021?全國(guó)甲卷)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：
(1)太陽(yáng)能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價(jià)電子層的電子排式為________；單晶硅的晶體類型為_________。SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為_______。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機(jī)理如下：

含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為________(填標(biāo)號(hào))。
(2)CO2分子中存在_______個(gè)鍵和______個(gè)鍵。
(3)甲醇的沸點(diǎn)(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之間，其原因是________。
(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a pm、a pm、c pm，該晶體密度為______g·cm-3(寫出表達(dá)式)。在ZrO2中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1-xOy，則y=________(用x表達(dá))。

3．(2021?湖南選擇性考試）硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為　　，晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是　　(填化學(xué)式)；
(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4。
SX4的熔沸點(diǎn)

SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔點(diǎn)/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸點(diǎn)/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃時(shí)，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是　　(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是　　，氣態(tài)SiX4分子的空間構(gòu)型是　　；
②SiCl4與N﹣甲基咪唑()反應(yīng)可以得到M2+，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

N﹣甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為　　，H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤? 　，1個(gè)M2+中含有　　個(gè)σ鍵；
(3)如圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。

①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1：4，圖中Z表示　　原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為　 ??；
②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝　　g?cm﹣3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。

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