2025年高考化學復習考點追蹤與預測（新高考）專題15 物質結構與性質綜合講義（原卷版）

專題15物質結構與性質綜合01專題網絡·思維腦圖02考情分析·解密高考03高頻考點·以考定法考點二晶胞結構分析與計算【高考解密】考點二晶胞結構分析與計算【高考解密】命題點01晶體密度的計算命題點02微粒間距離的計算命題點03原子分數坐標的確定命題點04微粒配位數的確定【技巧解密】【考向預測】考點一結構決定性質原因解釋【高考解密】命題點01原子結構與性質命題點02微粒的空間構型及分子極性命題點03微粒間作用力與物質性質的關系命題點04配位鍵、配合物的結構與性質【技巧解密】【考向預測】04核心素養(yǎng)·微專題微專題晶胞投影考點考查內容考情預測結構決定性質原因解釋1、原子結構與性質2、微粒的空間構型及分子極性3、微粒間作用力與物質性質的關系4、配位鍵、配合物的結構與性質物質結構與性質綜合題一般是以元素推斷或某主族元素為背景，以“拼盤”形式呈現，各小題之間相對獨立，主要考查原子結構與性質、分子結構與性質、晶體結構與性質。試題背景新穎，注重體現科學新成果或新發(fā)現，更注重“結構決定性質”思想的樹立，考查空間想象能力。在原子結構部分主要命題點有電子排布式或排布圖的書寫，電離能、電負性大小的比較與判斷；在分子結構部分主要命題點有化學鍵類型的判斷，分子構型的判斷，中心原子雜化方式的判斷；在晶體結構部分主要命題點有晶體類型的判斷，晶體結構的計算等。預計2024年的高考命題熱點主要集中以下：(1)原子結構與性質：基態(tài)原子核外電子排布、第一電離能和電負性遞變規(guī)律等；(2)分子結構與性質：共價鍵類型的判斷、原子軌道雜化類型、分子構型判斷等；(3)晶體結構與性質：晶體類型的判斷、晶體熔沸點高低的比較、氫鍵對溶解性的影響、晶體密度和晶體參數的計算、晶體空間利用率的計算等。從題型上看，一般給出一定的知識背景，然后設置3～4個小問題，每一個小題考查相應的知識要點仍是今后命題的基本模式。原子核外電子排布式(價電子排布式)、雜化方式、化學鍵類型、晶體結構、配合物、電負性、電離能大小的比較、等電子體知識是高考的熱點。晶胞結構分析與計算1、晶體密度的計算2、微粒間距離的計算3、原子分數坐標的確定4、微粒配位數的確定考點一結構決定性質原因解釋命題點01原子結構與性質典例01(2023?北京卷?節(jié)選)硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根(S2O32-)可看作是SO42-中的一個原子被原子取代的產物。(1)基態(tài)原子價層電子排布式是。(2)比較原子和原子的第一電離能大小，從原子結構的角度說明理由：。【答案】(1)3s23p4(2)I1(O)>I1(S)，氧原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去一個電子【解析】(1)S是第三周期ⅥA族元素，基態(tài)S原子價層電子排布式為3s23p4；(2)S和O為同主族元素，O原子核外有2個電子層，S原子核外有3個電子層，O原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去1個電子，即O的第一電離能大于S的第一電離能。典例02(2022?全國甲卷?節(jié)選)2008年北京奧運會的“水立方”，在2022年冬奧會上華麗轉身為“冰立方”，實現了奧運場館的再利用，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?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)F原子的價電子排布圖(軌道表示式)為_______。(2)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能Ⅰ變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第一電離能的變化圖是_______(填標號)，判斷的根據是_______；第三電離能的變化圖是_______(填標號)?！敬鸢浮?1)(2)

圖a

同一周期第一電離能的總體趨勢是依次升高的，但由于N元素的2p能級為半充滿狀態(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號元素其電子排布為1s22s22p5，則其價電子排布圖為。(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是依次升高的，但由于N元素的2p能級為半充滿狀態(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為C<O<N<F，滿足這一規(guī)律的圖像為圖a，氣態(tài)基態(tài)正2價陽離子失去1個電子生成氣態(tài)基態(tài)正3價陽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也依次升高，但由于C原子在失去2個電子之后的2s能級為全充滿狀態(tài)，因此其再失去一個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、生活和科研中應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有________種。(2)O、F、Cl電負性由大到小的順序為____________；OF2分子的空間構型為_______；OF2的熔、沸點_______(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，結構相似，Cl2O的相對分子質量大，Cl2O的熔、沸點高【解析】(1)基態(tài)F原子共有9個核外電子，則每個電子都有對應的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運動狀態(tài)有9種；(2)電負性一定程度上相當于得電子能力，半徑越小，得電子能力越強，電負性越大，半徑由小到大的順序為F、O、Cl，所以電負性大小順序為F>O>Cl；根據VSEPR理論有，去掉2對孤對電子，知OF2分子的空間構型是角形；OF2和Cl2O都是分子晶體，結構相似，Cl2O的相對分子質量大，Cl2O的熔、沸點高。命題點02微粒的空間構型及分子極性典例01（2024·浙江卷·節(jié)選）氮和氧是構建化合物的常見元素。已知：請回答：(3)①，其中的N原子雜化方式為；比較鍵角中的中的(填“>”、“<”或“=”)，請說明理由。②將與按物質的量之比1:2發(fā)生化合反應生成A，測得A由2種微粒構成，其中之一是。比較氧化性強弱：(填“>”、“<”或“=”)；寫出A中陰離子的結構式。【答案】(3)①sp3＜有孤電子對，孤電子對對成鍵電子排斥力大，鍵角變?、冢尽窘馕觥浚?）①的價層電子對數，故雜化方式為sp3；價層電子對數為4，有一對孤電子對，價層電子對數，無孤對電子，又因為孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對成鍵電子的排斥力，故鍵角中的＜中的；②將與按物質的量之比1:2發(fā)生化合反應生成A，測得A由2種微粒構成，其中之一是，則A為NO2HS2O7，為硝酸失去一個OH-，得電子能力更強，氧化性更強，故氧化性強弱：＞；陰離子為根據已知可知其結構式為。典例02（2023·北京卷·節(jié)選）硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個原子被原子取代的產物。(3)的空間結構是?！敬鸢浮?3)四面體形【解析】（3）的中心原子S的價層電子對數為4，無孤電子對，空間構型為四面體形，可看作是中1個O原子被S原子取代，則的空間構型為四面體形。答案為四面體形；典例03（2022·河北卷·節(jié)選）含Cu、Zn、Sn及S的四元半導體化合物(簡寫為CZTS)，是一種低價、無污染的綠色環(huán)保型光伏材料，可應用于薄膜太陽能電池領域?；卮鹣铝袉栴}：(3)SnCl的幾何構型為，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層電子對數為4、孤對電子對數為1，所以錫離子雜化方式為sp3雜化，離子的空間構型為三角錐形，故答案為：三角錐形；sp3雜化；命題點03微粒間作用力與物質性質的關系典例01（2022·山東卷·節(jié)選）研究籠形包合物結構和性質具有重要意義?；瘜W式為的籠形包合物四方晶胞結構如圖所示(H原子未畫出)，每個苯環(huán)只有一半屬于該晶胞。晶胞參數為?；卮鹣铝袉栴}：

(4)在水中的溶解度，吡啶遠大于苯，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，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能與H2O分子形成分子間氫鍵，從而導致在水中的溶解度，吡啶遠大于苯。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，-Cl是吸電子基團，則導致N原子電子云密度大小順序為：＞＞，題干信息顯示：堿性隨N原子電子云密度的增大而增強，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)的有機化合物是重金屬元素汞的解毒劑。(2)H2S、CH4、H2O的沸點由高到低順序為。(5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內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，沸點較高，H2S、CH4的分子間范德華力隨相對分子質量增大而增加，因此沸點由高到低順序為：H2O>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，相同物質的量兩種物質溶于水后，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，回答下列問題：(2)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為(填化學式，下同)，還原性由強到弱的順序為，鍵角由大到小的順序為。【答案】(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3【解析】（2）NH3、PH3、AsH3的結構相似，結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越強，物質的沸點越高，但是NH3分子間能形成氫鍵，故這三種物質的沸點NH3＞AsH3＞PH3；N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序數依次增大，同一主族從上到下，隨著核電荷數的增加，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，故這三種物質的還原性由強到弱的順序為AsH3＞PH3＞NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化，都有1對孤電子對，中心原子的電負性越小，成鍵電子對之間的斥力越小，成鍵電子對之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質鍵角由大到小的順序為NH3＞PH3＞AsH3；命題點04配位鍵、配合物的結構與性質典例01（2023·海南卷·節(jié)選）我國科學家發(fā)現一種釩配合物Ⅰ可以充當固氮反應的催化劑，反應過程中經歷的中間體包括Ⅱ和Ⅲ。(代表單鍵、雙鍵或叁鍵)回答問題：(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，空間結構呈角形，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，釩的化合價分別為和，配合物Ⅱ、Ⅲ和三者中，兩個氮原子間鍵長最長的是。【答案】(1)C、O、P、Cl(2)根據VSEPR模型，氧原子的價層電子對數為4，其中孤電子對數為2，成鍵電子對之間呈角形(3)N(4)配合物Ⅱ【解析】（1）根據題干配合物Ⅰ的結構圖，中心原子釩的配位原子有C、O、P、Cl；（2）根據VSEPR模型，中心原子氧原子的價層電子對數為4，其中孤電子對數為2，空間結構呈角形；（3）配合物Ⅱ中，第一電離能最大的配位原子是N；（4）結合題干所給配合物Ⅱ和Ⅲ的結構，釩的化合價分別為和，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中兩個氮原子間鍵長最長；典例02（2023·北京卷·節(jié)選）硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個原子被原子取代的產物。(6)浸金時，作為配體可提供孤電子對與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由：。【答案】(6)中的中心原子S的價層電子對數為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子【解析】（6）具有孤電子對的原子就可以給個中心原子提供電子配位。中的中心原子S的價層電子對數為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子。典例03（2023·全國卷·節(jié)選）將酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復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?；卮鹣铝袉栴}：(2)酞菁和鈷酞菁的分子結構如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中軌道能提供一對電子的原子是(填圖2酞菁中原子的標號)。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價為，氮原子提供孤對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，其中標號為①和②的N原子均有一對電子占據了一個雜化軌道，其p軌道只能提供1個電子參與形成大π鍵，標號為③的N原子的p軌道能提供一對電子參與形成大π鍵，因此標號為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個的酞菁離子與鈷離子通過配位鍵結合成分子，因此，鈷離子的化合價為+2，氮原子提供孤對電子與鈷離子形成配位鍵。一、原子結構與性質1.原子或離子中各微粒間的數量關系(1)對于原子:質子數=核電荷數=核外電子數=原子序數。(2)質量數=質子數+中子數。(3)質子數=陽離子的核外電子數+陽離子所帶正電荷數。(4)質子數=陰離子的核外電子數-陰離子所帶負電荷數。2.元素、核素、同位素之間的關系3.核外電子排布(1)核外電子排布規(guī)律(2)原子結構示意圖(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，然后進入能量高的軌道，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。如圖為構造原理示意圖，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原子軌道里最多只能容納2個電子，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)先單獨占據一個軌道，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，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簡化表示式Cu:[Ar]3d104s1價電子排布式Fe:3d64s2電子排布圖(或軌道表示式)O:4．明確“4個同”所代表的描述對象(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，如O2、O3；(3)同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3；(4)同分異構體——化合物，如正戊烷、異戊烷、新戊烷。5.第一電離能、電負性(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,隨著原子序數的增加,元素的第一電離能呈現增大的趨勢,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。通常情況下,當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)結構時,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能級全充滿、ⅤA族元素的原子最外層p能級半充滿,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)電負性大小判斷。規(guī)律在周期表中,同周期主族元素電負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用化合價及物質類別判斷電負性的大小,如O與Cl的電負性比較:①HClO中Cl為+1價、O為-2價,可知O的電負性大于Cl;②Al2O3是離子化合物、AlCl3是共價化合物,可知O的電負性大于Cl6.三種作用力及對物質性質的影響范德華力氫鍵共價鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強度比較共價鍵>氫鍵>范德華力影響因素組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大形成氫鍵元素的電負性原子半徑對性質的影響影響物質的熔、沸點,溶解度等物理性質分子間氫鍵使物質熔、沸點升高,溶解度增大鍵能越大,穩(wěn)定性越強二、分子結構與性質1．與分子結構有關的兩種理論(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型的關系雜化軌道類型雜化軌道數目分子立體構型實例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＝與中心原子結合的原子數＋中心原子的孤電子對數。(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價層電子對數的計算中心原子的價層電子對數＝σ鍵電子對數(與中心原子結合的原子數)＋中心原子的孤電子對數＝σ鍵電子對數＋eq\f(1,2)(a－xb)其中a為中心原子的價電子數，x、b分別為與中心原子結合的原子數及與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(H為1，其他原子為“8－該原子的價電子數”)。微粒為陽離子時，中心原子的價電子數要減去離子所帶電荷數；微粒為陰離子時，中心原子的價電子數要加上離子所帶電荷數。如SO2中硫原子的孤電子對數為eq\f(6－2×2,2)＝1；H3O＋中氧原子的孤電子對數為eq\f(6－1－3×1,2)＝1；COeq\o\al(2－,3)中碳原子的孤電子對數為eq\f(4＋2－3×2,2)＝0?！疽族e提醒】在計算孤電子對數時，出現0.5或1.5，則把小數進位為整數，即1或2。如NO2的中心原子N的孤電子對數為eq\f(5－2×2,2)＝0.5≈1，則價層電子對數為3，故VSEPR模型為平面三角形，分子立體構型為V形。③利用價層電子對互斥理論判斷分子(或離子)立體構型價層電子對數孤電子對數分子(或離子)立體構型示例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)看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個叁鍵，則其中有2個π鍵，是sp雜化；如果有1個雙鍵，則其中有1個π鍵，是sp2雜化；如果全部是單鍵，則是sp3雜化。(2)雜化軌道數等于中心原子的孤對電子對數與相連的其他原子個數之和。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對孤電子對，另外與3個氫原子成鍵，所以為1＋3＝4，為sp3雜化；再如CO2，C原子沒有孤電子對，與2個氧原子成鍵，所以為0＋2＝2，為sp雜化。3、中心原子A的價層電子對數的計算方法：對ABm型化合物，中心原子A的價層電子對數n＝eq\f(A的價電子數＋B提供的電子數×m,2)，計算時一般說來，價電子數即為最外層電子數，但B為鹵素原子、氫原子時，提供1個價電子，若為氧原子、硫原子時，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，價電子應加上陰離子所帶的電荷數；如果是陽離子，價電子應減去陽離子所帶的電荷數。如NHeq\o\al(＋,4)價電子為8，COeq\o\al(2－,3)價電子為24。（2）常見的等電子體微粒通式價電子總數立體構型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(1)分子極性1)分子構型與分子極性的關系2)鍵的極性與分子極性的關系類型實例兩個鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間構型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：非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑；若存在氫鍵，則溶劑和溶質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。6.配合物(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。(2)配位鍵①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成共價鍵。②配位鍵的表示：常用“→”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NHeq\o\al(＋,4)可表示為，在NHeq\o\al(＋,4)中，雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。(3)配合物。如[Cu(NH3)4]SO4配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。7.分子結構性質認識的5個易錯易混點(1)誤認為分子的穩(wěn)定性與分子間作用力和氫鍵有關,其實分子的穩(wěn)定性與共價鍵的強弱有關。(2)誤認為組成相似的分子,中心原子的雜化類型相同,其實要看其σ鍵和孤電子對數是否分別相同。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)誤認為只要含有氫鍵物質的熔、沸點就高,其實不一定,分子間的氫鍵會使物質的熔、沸點升高,而分子內氫鍵一般會使物質的熔、沸點降低。(4)誤認為只含有極性鍵的分子都一定是極性分子,其實不ー定。如CO2、BF3等是非極性分子。(5)誤認為雜化軌道構型和分子構型一致,其實不一定。如H2O中氧原子是sp3雜化,雜化軌道構型為四面體,但由于分子中存在孤對電子,根據價層電子對互斥理論可知,H2O的分子構型是V形。三、物質結構類答題規(guī)范1.有關電離能的考點的答題模板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)原子電子占據的最高能級為半充滿，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.有關電子親和能的考點的答題板板：元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時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，得電子能力逐漸增強，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呈現異常的原因是:由于氮元素的2p軌道為半充滿結構，能量較低，相對穩(wěn)定，不易結合一個電子，釋放能量較低。3.物質穩(wěn)定性比較答題模板①Cu0在1273K時分解為Cu20和02，請從銅的原子結構來說明在高溫下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，最外層電子排布達到全滿時更穩(wěn)定。②鐵元素常見的離子有Fe2+和Fe3+，穩(wěn)定性Fe2+小于Fe3+，原因是:Fe2+的價電子排布式為3d6，Fe3+的價電子排布式為3d5，Fe3+的3d能級為半滿狀態(tài)，能低更穩(wěn)定。4、焰色反應的答題模板：元素的焰色反應呈綠色，很多金屬元素能發(fā)生焰色反應的微觀原因為:電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，以光的形式釋放能星，形成焰色反應。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，S-H鍵的鍵能比Se-H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量上都遠不如烷烴多，原因是:C-H健和C-C較強，所以形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si-Si健和si-H的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以形成。③SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是:C-H的鍵能大于C-0健，C-H健比C-0鍵穩(wěn)定，而Si-H健的鍵能卻遠小于Si-0，所以Si-H健不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更的Si-0。④TiCl4分子結構與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，試從結構的角度分析其原因:鈦原子半徑比原子大，Ti-Cl健比C-Cl健的鍵長長，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為:CH4＞NH3＞H20，原因是:三種氫化物的中心原子價層電子對數均為4，VSEPR模型均為正四面體，但中心原子的孤電子對數依次增多，排斥力越大，導致o健之問的鍵角變小。7.酸性強弱的答題模板：H2Se04比H2Se03酸性強的原因: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，而H2Se03中的se為+4價，H2Se04中的Se正電性更高，導致Se-0-H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，提供孤電子對的通常是C原子，而不是N原子，其原因是:碳元素的電負性小于氨元素的電負性，對孤對電子的吸引能力弱，給出電子對更容易。②C0作配體時，配位原子是C而不是0，其原因是:的電負性小于0，對孤對電子的吸引能力弱，給出電子對更容易。③NaBH4的陰離子中一個B原子能形成4個共價鍵，而冰品石(Na3AIF6)的陰離子中一個AI原子可以形成6個共價鍵，原因是:B原子價電子層上沒有d軌道，AI原子價電子層上有d軌道。④已知NF3與NH3的空間構型相同，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是:在NF3中，共用電子對偏向F原子，偏離N原子，使得N原子核對其孤對電子的吸引能力増強，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，原因為:水在形成晶體時，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為: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，分子問作用力強。10.物質溶解性的答題模板：請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，從而減小溶質的溶解度。11.分子極性大小比較答題模板：C、0電負性相差1.0，由此可以判斷CO應為極性較強的分子，但實際上CO的極性較弱，請解釋其原因:從電負性分析，CO中的共用電子對偏向氧原子，但分子中形成配位健的電子對是氧原子單方面提供的，抵消了共用電子對偏向O而產生的極性。12.相對分子質量大小比較答題模板：測定化合物HF的相對分子質量時，發(fā)現實驗值一般高于理論值，其主要原因是:HF分子間存在氫鍵，易形成締合分子(HF)n。13.晶體導電原因答題模板：①Fe304晶體能導電的原因:電子可在兩種不同價態(tài)的鐵離子快速發(fā)生移動。②金屬Ni導電的原因是:Ni單質是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子構成，自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動。14.晶體熔點沸點比較答題模板①H20沸點高于H2S的原因:H20分子間存在氫鍵，且比范德華力強。②SiH4沸點高于CH4的原因:SiH4和CH4的組成和結構相似的物質，SiH4的相對分子質量大，分子間作用力大（范德華力大），熔沸點高。③氮化硼(BN)和磷化硼(BP)都是受到高度關注的耐磨涂料，它們的結構相似，但是氮化硼晶體的熔點要比磷化硼晶體高，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，B-N共價鍵鍵長比B-P短，鍵能大，所以氮化硼晶體的熔點要比磷化硼晶體高。④從結構角度分析并比較CoF2與CoCl2晶體的熔點高低: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的熔點高。⑤K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是:由于K原子的半徑比較大而且價電子數較少，其純金屬存在的金屬鍵的強度沒有的Cr高，所以其熔沸點較低。⑥從結構的角度分析Si02比C02熔沸點高的原因:Si02屬于原子晶體，C02屬于分子晶體，故Si02沸點高。⑦氯化鋁的熔點為190°C，而氟化鋁的熔點為1290°C，導致這種差異的原因為:AlCl3是分子晶體，而AlF3是離子晶體，離子健比分子問作用力大得多。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，試從晶體結構分析其不同及原因:將S2-替換為后，由于r(02-)＜r(S2-)，導致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，因此中心陽離子的配位數由4増至6，導致晶體堆積方式發(fā)生改變。考向01原子結構與性質1.（2024·陜西西安·西北工業(yè)大學附屬中學?？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)有廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ga原子的價層電子排布式為。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。2．（2024·四川南充·統(tǒng)考一模·節(jié)選）藍色晶體二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀是一種常用化工原料?；卮鹣铝袉栴}：(1)中四種元素電負性由大到小順序為。3．（2024·陜西安康·統(tǒng)考一?！す?jié)選）美國某大學一課題組在金屬有機框架(MOF)中成功構筑了含有雙核鎳氫中心的新型催化劑，用以催化有機物的選擇性氫化反應?；卮鹣铝袉栴}：提示：，為芳烴基，，為烴基。(1)基態(tài)鎳原子的價層電子排布式為。(4)上述物質所含第二周期元素中，第一電離能由大到小的順序為(填元素符號，下同)，電負性由小到大的順序為。4．（2024·四川綿陽·統(tǒng)考二?！す?jié)選）配位化合物在化工、醫(yī)藥、催化劑等工農業(yè)生產領域中有著廣泛的應用，根據各種配合物的相關信息，回答下列問題。(1)鎳離子常與含的原子團形成配位化合物。寫出基態(tài)鎳原子的價電子排布式，元素的第一電離能由大到小的順序排列是。5．（2024·陜西寶雞·統(tǒng)考模擬預測·節(jié)選）國際權威學術期刊《自然》最近報道，我國科學家選擇碲化鋯(ZrTe5)和砷化鎘(Cd3As2)為材料驗證了三維量子霍爾效應。請回答下列問題：(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原子的價電子排布式是?？枷?2微粒的空間構型及分子極性1．（2024·山東濰坊·昌樂二中?？寄M預測·節(jié)選）中國海軍航母建設正在有計劃、有步驟地向前推進，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根據價層電子對互斥理論，預測ClO的空間構型為形；寫出一個ClO的等電子體的化學符號：。(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，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)定性相對較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。2．（2023·河南安陽·安陽一中?？寄M預測·節(jié)選）硅、鍺(Ge)、鎵及其化合物廣泛應用于光電材料領域。請回答：(2)分子是(填“極性”或“非極性”)分子。(3)氮化硅()是一種耐磨損、耐高溫的結構陶瓷材料，其部分空間結構如圖所示，其結構中每個原子雜化類型相同且最外層均達到8電子穩(wěn)定結構，比較晶體結構中鍵角大?。?填“>”“<”“=”)。3．（2023·陜西渭南·統(tǒng)考一?！す?jié)選）中科院大連化學物理研究所科學家用、Ni-LiH等作催化劑，實現了在常壓、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、國防中有著無可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸()是組成最簡單的氨基酸，熔點為182℃，沸點為233℃。①硝酸溶液中的空間構型為。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鍵的物質的量為mol。4．（2023·四川樂山·統(tǒng)考一?！す?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，其中配體的立體結構為，配離子中的鍵角比的鍵角大，試從物質結構的角度解釋其原因。5．（2023·四川南充·四川省南充高級中學?？家荒！す?jié)選）鈦及其化合物被廣泛應用于飛機、火箭、衛(wèi)星、艦艇、醫(yī)療等領域。(2)與互為等電子體，與甲基咪唑反應可以得到其結構如下圖所示。①分子的空間構型為。②甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為，C、N、Si的電負性由大到小的順序為，1個中含有個σ鍵?？枷?3微粒間作用力與物質性質的關系1．（2024·四川內江·統(tǒng)考一?！す?jié)選）鐵和氮是化學學習中的重要元素，高附加值的鐵和氮的化合物也逐漸融入我們的學習和生活中?Ⅰ、富馬酸亞鐵()是一種補鐵劑，富馬酸分子結構模型如圖：Ⅲ、雷氏鹽是分析化學中常用的試劑，其化學式為?(6)的沸點比高的主要原因是，分子易與形成配離子，而不易形成配離子的原因是?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，是一種新型半導體材料?；卮鹣铝袉栴}：(3)的熔點約為712℃，的熔點約為194℃，其晶體類型分別是、。3．（2023·海南·模擬預測·節(jié)選）N、P、為第VA族元素，該族元素及其化合物在生產，生活中有廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：(3)《本草綱目》中記載砒霜()可入藥，已知：的熔點為312.3℃，沸點為465℃。古代采用“升華法”提純砒霜，砒霜升華時破壞的作用力有；4．（2023·四川資陽·統(tǒng)考一?！す?jié)選）硫是組成生命的重要元素?；卮鹣铝袉栴}：(4)的結構簡圖如圖所示，其中不存在的作用力有(填字母)。A．氫鍵

B．共價鍵

C．金屬鍵

D．配位鍵5．（2023·內蒙古赤峰·統(tǒng)考一模）鈣鈦礦型材料具有與天然鈣礦()相同的晶體結構，其化學通式為ABX3通過元素的替換和摻雜，可以調控鈣鈦礦型材料的催化性能。(1)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377-241238.3155考向04配位鍵、配合物的結構與性質1．（2023·寧夏銀川·銀川一中?？家荒！す?jié)選）完成下列問題。(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(Ⅰ)和氣態(tài)C≡O分子(Ⅱ)，鍵長較長的為(用Ⅰ或Ⅱ表示)。(2)寫出SCN﹣的一個等電子體分子，檢驗Fe3+時，SCN﹣以S原子配位不以N原子配位的原因是。2．（2023·廣西柳州·柳州高級中學校聯考模擬預測·節(jié)選）2023年1月30日，中國科學院研究團隊研究六方相砷化鎳(NiAs)型到正交相磷化錳(MnP)，實現了對鋰硫催化劑的精確設計?；卮鹣铝袉栴}：(2)Mn的一種配合物化學式為[Mn(CO)5(CH3CN)]。①該配合物中錳原子的配位數為，配體CO中提供狐對電子的原子是氧，理由是。②CH3CN中C原子的雜化類型為。3．（2023·福建寧德·福建省寧德第一中學?？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而獲得2019年諾貝爾化學獎?；卮鹣铝袉栴}：(4)無水硫酸銅為白色粉末溶于水形成藍色溶液，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．共價鍵

E．氫鍵

F．范德華力4．（2024·浙江金華·浙江省義烏中學?？寄M預測·節(jié)選）鐵、銅、鋅是形成許多金屬材料和有機材料的重要組成元素?；卮鹣铝袉栴}：(3)向溶液中滴加氨水可以得到型離子化合物，其陽離子結構如圖所示。①下列說法正確的是。A．該陽離子中存在的化學鍵有極性共價鍵、配位鍵和氫鍵B．溶液中的陰離子為正四面體結構C．電負性大小：D．往該溶液中繼續(xù)加95%乙醇，并用玻璃棒摩擦試管壁，析出深藍色晶體②該化合物加熱時首先失去的組分是，原因是。5．（2023·四川南充·閬中中學?？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?，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中提供電子對形成配位鍵的原子是。考點二晶胞結構分析與計算命題點01晶體密度的計算典例01（2023·北京卷·節(jié)選）硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個原子被原子取代的產物。(5)的晶胞形狀為長方體，邊長分別為、，結構如圖所示。

晶胞中的個數為。已知的摩爾質量是，阿伏加德羅常數為，該晶體的密度為。典例02（2022·重慶卷·節(jié)選）配位化合物X由配體L2-(如圖)和具有正四面體結構的[Zn4O]6+構成。(4)X晶體具有面心立方結構，其晶胞由8個結構相似的組成單元(如圖)構成。④已知晶胞參數為2anm，阿伏加德羅常數的值為NA，L2-與[Zn4O]6+的相對分子質量分別為M1和M2，則X的晶體密度為g?cm-3(列出化簡的計算式)。典例03（2021·全國卷·節(jié)選）我國科學家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計劃。該項目通過太陽能發(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?；卮鹣铝袉栴}：(4)我國科學家發(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是，晶胞參數為apm、apm、cpm，該晶體密度為g·cm-3(寫出表達式)。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑，化學式可表示為ZnxZr1-xOy，則y=(用x表達)。命題點02微粒間距離的計算典例01（2023·全國卷·節(jié)選）中國第一輛火星車“祝融號”成功登陸火星。探測發(fā)現火星上存在大量橄欖石礦物()?；卮鹣铝袉栴}：(3)一種硼鎂化合物具有超導性能，晶體結構屬于六方晶系，其晶體結構、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有個。該物質化學式為，B-B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域具有重要應用。自我國科學家發(fā)現聚集誘導發(fā)光()效應以來，在發(fā)光材料、生物醫(yī)學等領域引起廣泛關注。一種含的新型分子的合成路線如下：(6)我國科學家發(fā)展了一種理論計算方法，可利用材料的晶體結構數據預測其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進程?；衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結構如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學式為。②設X的最簡式的式量為，晶體密度為，則X中相鄰K之間的最短距離為(列出計算式，為阿伏加德羅常數的值)。典例03（2021·山東卷·節(jié)選）非金屬氟化物在生產、生活和科研中應用廣泛?；卮?4)XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有個XeF2分子。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分數坐標，如A點原子的分數坐標為(，，)。已知Xe—F鍵長為rpm，則B點原子的分數坐標為；晶胞中A、B間距離d=pm。命題點03原子分數坐標的確定典例01（2022·河北卷·節(jié)選）含Cu、Zn、Sn及S的四元半導體化合物(簡寫為CZTS)，是一種低價、無污染的綠色環(huán)保型光伏材料，可應用于薄膜太陽能電池領域?；卮鹣铝袉栴}：(6)如圖是CZTS四元半導體化合物的四方晶胞。①該物質的化學式為。②以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標，例如圖中A原子的坐標為(，，)，則B原子的坐標為。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，回答下列問題：(4)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系CdSnAs2的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數坐標如下表所示。坐標原子xyzCd000Sn000.5As25一個晶胞中有個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn(用分數坐標表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有個。典例03（2019·全國卷·節(jié)選）近年來我國科學家發(fā)現了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe?Sm?As?F?O組成的化合物。回答下列問題：（4）一種四方結構的超導化合物的晶胞結構如圖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，則該化合物的化學式表示為，通過測定密度ρ和晶胞參數，可以計算該物質的x值，完成它們關系表達式：ρ=g·cm?3。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標，例如圖1中原子1的坐標為()，則原子2和3的坐標分別為、。命題點04微粒配位數的確定典例01（2023·全國卷·節(jié)選）將酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復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?；卮鹣铝袉栴}：(3)結構屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，的配位數為。若晶胞參數為，晶體密度(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為)。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、材料等領域有廣泛應用，回答下列問題：(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導材料的最簡化學式為；②Fe原子的配位數為；典例03（2021·天津卷·節(jié)選）鐵單質及其化合物的應用非常廣泛。(2)用X射線衍射測定，得到Fe的兩種晶胞A、B，其結構如圖所示。晶胞A中每個Fe原子緊鄰的原子數為。每個晶胞B中含Fe原子數為。1、晶體類型的判斷(1)依據物質的分類判斷金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。大多數非金屬單質(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、絕大多數有機物(除有機鹽外)都是分子晶體。常見的原子晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(除汞外)與合金是金屬晶體。(2)依據組成晶體的晶格質點和質點間的作用判斷離子晶體的晶格質點是陰、陽離子，質點間的作用是離子鍵；原子晶體的晶格質點是原子，質點間的作用是共價鍵；分子晶體的晶格質點是分子，質點間的作用為分子間作用力；金屬晶體的晶格質點是金屬離子和自由電子，質點間的作用是金屬鍵。(3)晶體的熔點判斷離子晶體的熔點較高，常在數百度至一千余度；原子晶體熔點高，常在一千度至幾千度；分子晶體熔點低，常在數百度以下至很低溫度；金屬晶體多數熔點高，但也有相當低的。(4)依據導電性判斷離子晶體水溶液及熔化時能導電；原子晶體一般為非導體，但有些能導電，如晶體硅；分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(如酸和部分非金屬氣態(tài)氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電；金屬晶體是電的良導體。(5)依據硬度和機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原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個原子對這個晶胞的貢獻就是eq\f(1,n)。(2)類型①長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻：②非長方體(非正方體)晶胞中粒子對晶胞的貢獻視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)對六邊形的貢獻為eq\f(1,3)。在如圖所示的正三棱柱形晶胞中：③熟記幾種常見的晶胞結構及晶胞含有的粒子數目。A．NaCl(含4個Na＋，4個Cl－)B．干冰(含4個CO2)C．CaF2(含4個Ca2＋，8個F－)D．金剛石(含8個C)E．體心立方(含2個原子)F．面心立方(含4個原子)3.金屬晶體空間利用率的計算方法Ⅰ.空間利用率的定義及計算步驟①空間利用率：指構成晶體的原子、離子或分子在整個晶體空間中所占有的體積百分比?？臻g利用率＝eq\f(球體積,晶胞體積)×100%②空間利用率的計算步驟：a．計算晶胞中的粒子數；b．計算晶胞的體積。Ⅱ.金屬晶體空間利用率分類簡析①簡單立方堆積(如圖1所示)立方體的棱長為2r，球的半球為r過程：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×\f(4,3)πr3,8\r(2)r3)×100%≈74%④面心立方最密堆積(如圖4所示)過程：a＝2eq\r(2)rV(球)＝4×eq\f(4,3)πr3V(晶胞)＝a3＝(2eq\r(2)r)3＝16eq\r(2)r3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%4.計算晶體密度的方法5.計算晶體中粒子間距離的方法6.原子分數坐標參數1）概念原子分數坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置。2）原子分數坐標的確定方法(1)依據已知原子的坐標確定坐標系取向。(2)一般以坐標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，所得坐標軸上的截距即為該原子的分數坐標。3）金剛石晶胞中碳原子坐標的確定以金剛石晶胞結構為例，金剛石晶體整體上是正四面體立體網狀結構。每個碳原子L能層的4個電子采用sp3雜化，形成4個等同的雜化軌道，相鄰的兩個碳原子之間形成σ鍵。這樣每個碳原子與周圍4個碳原子形成4個σ鍵，每個碳原子都是直接相連的4個碳原子的重心。在一個金剛石晶胞中有8個碳原子位于立方體的頂點，6個碳原子位于面心，4個碳原子位于晶胞內部。每個晶胞中8個頂點中有4個頂點、6個面心和4個晶胞內部的碳原子形成4個正四面體，每個正四面體的4個頂點分別是一個晶胞頂點和這個頂點所在平面的面心，正四面體中心是晶胞內的1個碳原子。用解析幾何知識研究晶體中各個微粒間的位置關系更具體更直接。以底面一個頂點的碳原子(通常取后左下)為原點建立一個三維坐標系。原點上的原子坐標為(0，0，0)，晶胞邊長參數看作1，并據此分析坐標參數。在晶胞進行“無隙并置”時，可以看出，8個頂點的原子都可以作為原點，注意看清楚，與這個原點原子重合的是晶胞上哪一個頂點的碳原子。所以頂點上的8個原子坐標都是(0，0，0)，這與純粹立體幾何不同，所以高中階段我們只標注頂點以外的晶胞內和晶胞上點的坐標；棱心和面心坐標點中數據中不會出現“1”。以下是晶胞中各點碳原子對應的三維坐標和晶體中坐標的對應關系。(1)6個面心坐標上面心下面心左面心右面心前面心后面心三維坐標晶體中坐標(2)12個棱中心坐標上面四條棱三維坐標晶體中坐標下面四條棱三維坐標晶體中坐標垂直底面四條棱三維坐標晶體中坐標(3)晶胞內部4個碳原子的坐標金剛石晶胞有兩種取向，由于金剛石晶胞內部有4個碳原子，在空間分布是不對稱的，所以從不同方向觀察晶胞時，內部的4個碳原子的位置是不相同的。我們把左邊的圖叫作取向1，右邊的圖叫作取向2它們各自繞豎直中心軸旋轉90°，就能夠變?yōu)閷Ψ?。金剛石晶胞?個碳原子坐標：取向1：取向2：所以金剛石晶胞的取向不同時，晶胞內部不對稱的4個原子的坐標會發(fā)生改變。4）常見晶胞的原子坐標(1）金剛石晶胞的原子坐標（a）取向一：金剛石晶胞中碳原子的坐標：8個頂點碳原子的坐標：0，0，0；6個面中心碳原子的坐標：1/2，0，1/2；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；4個內部碳原子的坐標：1/4，1/4，3/4；3/4，1/4，1/4；3/4，3/4，3/4；1/4，3/4，1/4；（b）取向二：金剛石晶胞中碳原子的坐標：8個頂點碳原子的坐標：0，0，0；6個面中心碳原子的坐標：1/2，0，1/2；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；4個內部碳原子的坐標：1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4；注：金剛石晶胞的取向不同時，即使都是取前左下的頂點原子作原點，晶胞內部不對稱的4個碳原子的坐標，也會發(fā)生改變。(2）氟化鈣晶體：每個CaF2晶胞有4個Ca2＋和8個F－原子分數坐標如下：Ca2＋：0，0，01/2，1/2，01/2，0，1/20，1/2，1/2F－：1/4，1/4，1/43/4，1/4，1/41/4，3/4，1/41/4，1/4，3/43/4，3/4，1/43/4，1/4，3/41/4，3/4，3/43/4，3/4，3/4(3）氯化鈉晶胞：每個晶胞含有4個Cl－和4個Na＋，它們的原子分數坐標為：Na＋：1/2，1/2，1/21/2，0，00，1/2，00，0，1/2Cl－：0，0，01/2，1/2，00，1/2，1/21/2，0，1/2注：堿金屬的鹵化物、氫化物，堿土金屬的氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，過渡金屬的氧化物、硫化物，以及間隙型碳化物、氮化物都屬NaCl型結構。考向01晶體密度的計算1．（2024·陜西寶雞·統(tǒng)考模擬預測·節(jié)選）國際權威學術期刊《自然》最近報道，我國科學家選擇碲化鋯(ZrTe5)和砷化鎘(Cd3As2)為材料驗證了三維量子霍爾效應。請回答下列問題：(5)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系Cd-Sn-As形成的化合物的晶胞結構如下圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數坐標如下表所示。坐標原子xyzCd000Sn000.5As25②該化合物的化學式為，此晶體的密度為g/cm3(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA)。2．（2023·四川綿陽·?？既！す?jié)選）鐵及其化合物在生活、生產中有重要應用?；卮鹣铝袉栴}：(3)由鐵、鉀、硒形成的一種超導材料，其晶胞結構如圖1所示。①該超導材料的化學式是。②該晶胞參數a=0.4nm、c=1.4nm，該晶體密度ρ=g·cm-3。(用NA表示阿伏加德羅常數，寫出計算表達式即可)3．（2023·四川樂山·統(tǒng)考一?！す?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：回答下列問題：(5)有多種晶體結構，其中一種六方晶胞的結構如圖所示，則鋅的配位數為；該晶體的密度為(寫出計算式，阿伏加德羅常數的值為)。4．（2023·四川成都·棠湖中學?？家荒！す?jié)選）阿爾維德卡爾森因發(fā)現多巴胺獲得了2000年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，多巴胺是一種神經傳導物質，用來幫助細胞傳送脈沖的化學物質。這種腦內分泌物也能傳遞興奮及開心的信息。其結構式如下圖a所示，化學式為C8H11NO2?；卮鹣铝袉栴}：(5)鹽酸多巴胺形成的晶體的晶胞結構如圖所示，其晶胞中陽離子為面心立方最密堆積，陽離子半徑為Rpm，則晶胞氯離子的配位數是，晶胞的密度是。5．（2023·四川南充·閬中中學?？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?，鈦元素也被稱為“健康鈦”。(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似(如圖)，其中陰離子(N3-)采用面心立方、最密堆積方式，X-射線衍射實驗測得氮化鈦的晶胞參數(晶胞邊長)為apm，則r(N3-)為pm。該氮化鈦的密度為g?cm-3(NA為阿伏加德羅常數的值，只列計算式)?？枷?2微粒間距離的計算1．（2024·四川南充·統(tǒng)考一?！す?jié)選）藍色晶體二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀是一種常用化工原料?；卮鹣铝袉栴}：(4)一種的氧化物屬于立方晶系，其晶胞沿c軸不同位置的投影(ab平面)如下圖，黑球為、灰球為。該晶體化學式為。已知立方晶胞參數為ynm，則與之間距離為。2．（2023·河南安陽·安陽一中?？寄M預測·節(jié)選）硅、鍺(Ge)、鎵及其化合物廣泛應用于光電材料領域。請回答：(4)GaAs的熔點為1238℃，其晶胞結構如圖所示，該晶體中Ga和As以鍵結合，Ga的配位數為。若GaAs晶胞邊長為，則Ga與最近As的核間距為pm。3．（2023·四川綿陽·統(tǒng)考一?！す?jié)選）某柔性屏手機的柔性電池以碳納米管作電極材料，以吸收ZnSO4溶液的有機高聚物作固態(tài)電解質，其電池總反應為：6MnO2+3Zn+(6+x)H2O+ZnSO46MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3?xH2O。其電池結構如圖1所示，圖2是有機高聚物的結構片段，圖3是碳納米管?；卮鹣铝袉栴}：(4)一種新型稀磁半導體LiZnmMnnAs，其立方晶胞結構如圖所示。①m=，n=。②已知NA為阿伏加德羅常數的值，LiZnmMnnAs的摩爾質量為Mg?mol-1，晶體密度為dg?cm-3。晶胞中As原子與Mn原子之間的最短距離為nm(列出計算式)。4．（2023·浙江紹興·紹興一中?？家荒！す?jié)選）2023年8月1日起，我國對鎵(Ga)、鍺(Ge)相關物質實施出口管制。鎵、鍺元素及其化合物有許多用途。請回答：(3)砷化鎵是一種重要的半導體材料。砷化鎵的晶胞如圖1所示，Ga原子做面心立方密堆積，As原子填充在一半由Ga原子構成的四面體空隙中。沿晶胞對角線A→B方向觀察得到的投影圖如2所示。請回答：①Ga原子的半徑為apm，As原子的半徑為bpm，最近的兩個Ga原子的距離為pm(用含a、b的式子表示)。5．（2023·福建寧德·福建省寧德第一中學?？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而獲得2019年諾貝爾化學獎?；卮鹣铝袉栴}：(5)N和P是同主族元素，但是NH3分子中的鍵角大于PH3分子中的鍵角，原因是：。Li2O為離子晶體，具有反螢石結構，晶胞如圖所示。若晶胞參數為bnm，阿伏加德羅常數的值為NA，則Li2O的密度為g?cm-3(列出計算式即可)，O2-和Li+的最短距離等于nm(用含b的代數式表示)。

考向03原子分數坐標的確定1．（2024·陜西西安·西北工業(yè)大學附屬中學?？级！す?jié)選）(4)的一種晶體為閃鋅礦型結構，晶胞結構如圖所示。其中原子坐標參數A為，則C的原子坐標參數分別為。2．（2024·陜西寶雞·統(tǒng)考模擬預測·節(jié)選）國際權威學術期刊《自然》最近報道，我國科學家選擇碲化鋯(ZrTe5)和砷化鎘(Cd3As2)為材料驗證了三維量子霍爾效應。請回答下列問題：(5)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系Cd-Sn-As形成的化合物的晶胞結構如下圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數坐標如下表所示。坐標原子xyzCd000Sn000.5As25①找出此晶胞中距離Cd(0，0，0)最遠的As的位置或(用分數坐標表示)。3．（2023·四川南充·四川省南充高級中學?？家荒！す?jié)選）鈦及其化合物被廣泛應用于飛機、火箭、衛(wèi)星、艦艇、醫(yī)療等領域。(3)屬于四方晶系，晶胞棱邊夾角均為90°。研究表明，通過氮摻雜反應可生成，能使對可見光具有活性，反應如圖所示。①以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分數坐標。已知上述晶胞中所有鍵鍵長為rpm，B點鈦原子分數坐標為，占據氧原子圍成的八面體空隙，則A點鈦原子的分數坐標為(，0，)。若晶體密度為，則阿伏加德羅常數的值。②晶體中。4．（2023·四川資陽·統(tǒng)考一模·節(jié)選）硫是組成生命的重要元素?；卮鹣铝袉栴}：(5)ZnS在光導體材料、涂料等行業(yè)中應用廣泛。立方ZnS晶體結構如圖所示，其晶體密度為，若將a位置離子的分數坐標確定為(0，0，0)，則b位置離子的分數坐標為，離子與離子的最近距離為pm(列出計算式，阿伏加德羅常數用表示)。5．（2024·四川成都·成都七中?？家荒！す?jié)選）我國在新材料領域研究的重大突破，為“天宮”空間站的建設提供了堅實的物質基礎?；卮鹣铝袉栴}：(4)CeO2是重要的稀土拋光材料，圖甲為理想的CeO2的立方晶胞模型，但是幾乎不存在完美的晶型，實際晶體中常存在缺陷（如圖乙）。已知：CeO2缺陷晶型中X處原子的分數坐標為（0，0，0），Y處原子的分數坐標為，則氧空位處原子的分數坐標為，該缺陷晶型的化學式可表示為。設阿伏加德羅常數的值為NA，CeO2理想晶型的密度為，則Ce原子與O原子的最近距離為pm（列出表達式）。考向04微粒配位數的確定1．（2023·浙江溫州·瑞安中學?？寄M預測·節(jié)選）氮元素可形成多種結構和性質特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}：(4)一定條件下，和反應生成碳單質和化合物X。已知X屬