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解密 18 物质结构与性质
考点热度 ★★★★★
【考纲导向】
1．原子结构与元素的性质：
(1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写 1～36号元素原子核外电子、价电子
的电子排布式和轨道表达式。
(2)了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。
(3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
(4)了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。
2．化学键与分子结构：
(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
(2)了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。
(3)能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
(4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。
(5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。
3．分子间作用力与物质的性质：
(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
(2)了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
4．晶体结构与性质：
(1)了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。
(2)了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。
(3)了解分子晶体结构与性质的关系。
(4)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
(5)理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。(6)了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。
【命题分析】
分析近几年高考卷，对物质结构与性质的考查形式趋于稳定，一般是以给定相关元素的情境或者元素推断
的形式，考查电子排布式、元素电离能及电负性、杂化轨道和分子的立体构型、化学键类型以及晶体的相
关计算等知识，除了最后一问关于晶胞的分析及计算难度较大，其他设问相对简单，注重基础。
核心考点一 原子结构与元素的性质
1．电子层与原子轨道
原子轨道
2．基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于
最低状态。
如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
(2)泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳2 个电子，且自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。
(3)洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。
如2p3的电子排布为
，不能表示为 或
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体
系的能量最低，如： Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
24
①电子排布式
按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。
如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
②简化电子排布式
“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。
如Cu：[Ar]3d104s1
③电子排布图
用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序
和在轨道中的排布情况书写。
3．原子结构与周期表的关系
(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)
每周期第一种元素 每周期最后一种元素
电子
周期
层数 原子序 基态原子的电子排布
原子序数 基态原子的电子排布式
数 式
二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6
三 3 11 [Ne]3s1 18 1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p6
四 4 19 [Ar]4s1 36
3d104s24p6
1s22s22p63s23p63d10
五 5 37 [Kr]5s1 54
4s24p64d105s25p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
六 6 55 [Xe]6s1 86
4d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的电子排布特点
①主族
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特点 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 ns2np3 ns2np4 ns2np5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。
(3)元素周期表的分区
根据核外电子排布分区
4．元素周期律
(1)原子半径
①影响因素
②变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
(2)电离能
①第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号 I ，单
1
位kJ·mol－1。
②规律
a.同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大
的变化趋势。
b.同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。
c.同种原子：逐级电离能越来越大(即I<I<I…)。
1 2 3
(3)电负性
①含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸
引键合电子的能力越强。②标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4．0和锂的电负性为1．0作为相对标准，计算得出其他元素的
电负性(稀有气体元素未计)。
③变化规律
金属元素的电负性一般小于1．8，非金属元素的电负性一般大于1．8，而位于非金属三角区边界的“类金
属”(如锗、锑等)的电负性则在1．8左右，它们既有金属性又有非金属性。
在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性呈现减小的
趋势。
5．电离能与电负性变化规律与大小判断
(1)元素第一电离能的周期性变化规律
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀
一般规律 有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小。
同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小
第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子
核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)
特殊情况
和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电
离能
(2)电离能、电负性大小判断
规律 在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小
同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所
特性
以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA和第ⅥA族元素
我们常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比
方法 较：①HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；②Al O
2 3
是离子化合物、AlCl 是共价化合物，可知O的电负性大于Cl
3
6．元素第一电离能的递变性
(1)规律
同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA 族的特殊性)；同主族元素自上而下，
第一电离能逐渐减小。
(2)特殊情况
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的
结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；
N>O；P>S。
(3)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。②判断元素的化合价
如果某元素的I I，则该元素的常见化合价为＋n。
n＋1 n
7．元素电负性的递变性
≫
(1)规律
同周期主族元素从左到右，电负性依次增大；同主族元素自上而下，电负性依次减小。
(2)应用
考法 分析原子结构与性质(题型预测：选择题与非选择题)
1．（2022·黑龙江·绥化市第一中学高三期中）关于原子结构的下列说法中不正确的是
A．基态Al原子核外电子的空间运动状态有13种
B．Cu的价电子排布式为3d104s1，属于ds区
C．价电子中有3个单电子，该元素不一定属于主族元素
D．电子云图中黑点密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大
【答案】A
【解析】A．把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道
数；基态Al原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，空间运动状态有7种，故A错误；
B．Cu的价电子排布式为3d104s1，属于ds区，故B正确；
C．价电子中有3个单电子，该元素不一定属于主族元素,例如钒的价电子为3d34s2，，故C正确；
D．电子云图中黑点密度表示电子出现的几率，黑点密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大，故
D正确；
故选A。1．书写基态原子电子排布时，应注意以下易错点
(5)同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。
如Cr：[Ar]3d54s1 不能书写成[Ar]3d44s2
Cu：[Ar]3d104s1 不能书写成[Ar]3d94s2
(6)第一电子层(K)只有s一种原子轨道；第二电子层(L)有s、p两种原子轨道；第三电子层(M)有s、p、d三
种原子轨道。
(7)s轨道只有1个轨道，p轨道有3个轨道，d轨道有5个轨道，f轨道有7个轨道。
(8)核外电子的能量并不是完全按电子层序数的增加而升高，不同电子层的原子轨道之间的能量高低有交错
现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。
(9)原子轨道的能量关系
①相同电子层上原子轨道能量的高低：ns<np<nd<nf……
②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……
③同一电子层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如np、np、np 轨道的能量相等。
x y z
变式1 能层与能级
1．（2022·全国·高三专题练习）下列关于能级的说法正确的是
A．所有能层都包含p能级 B．p能级的能量一定比s能级的高
C．3p2表示3p能级有两个轨道 D．2p、3p、4p能级的轨道数相同
【答案】D
【解析】A．K能层仅包括1s能级这一种能级，不包含p能级，A错误；
B．同一能层不同能级之间能量关系是p 能级的能量一定比s能级的高；但若能层序数不同，就不符合该
关系，如3s能级的能量比2p能级的能量高，B错误；
C．3p2表示3p能级上有两个电子，C错误；
D．2p、3p、4p能级的轨道数相同，都是仅有3个轨道，D正确；
故合理选项是D。
变式2 原子核外电子排布原理
2．（2022·全国·高三专题练习）下列有关说法不正确的是A．基态原子的核外电子排布遵循能量最低原理
B．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量
C．原子核外电子从基态跃迁到激发态时，只能跃迁到稍高的能级，如从2s只能跃迁到2p
D．夜幕下的霓虹灯光、军事上使用的激光均与原子核外电子发生跃迁有关
【答案】C
【解析】A．基态原子是指处于最低能量的原子，核外电子排布遵循能量最低原理，A项正确；
B．原子核外电子发生跃迁可以吸收能量，也可以释放能量，B项正确；
C．电子跃迁可以跨能级跃迁，如从2s跃迁到3s、3d等，C项错误；
D．霓虹灯光、激光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D项正确；
故选C。
变式3 原子结构与元素周期表
3．（2022·全国·高三专题练习）下列说法正确的是
A．同一周期中，随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐增大
B．原子核外电子排布，先排满K层再排L层､先排满M层再排N层
C．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高
D．同一周期中，IIA与IIIA族元素原子的核电荷数都相差1
【答案】C
【解析】A．同一周期中，随着核电荷数的增加，原子核对核外电子的束缚力逐渐增强，元素的原子半径
逐渐减小，A错误；
B．M能层中d能级的能量高于N能层中s能级能量，填充完4s能级后才能填充3d能级，B错误；
C．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高，C正确；
D．同一周期中，ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数不一定都相差1，例如第四周期的Ca和Ga相差11，
D错误；
答案选C。
变式4 元素的电离能与电负性
4．（2022·北京八中高三阶段练习）下列性质的比较，不正确的是
A．电负性： B．热稳定性：
C．酸性： D．第一电离能：
【答案】B
【解析】A. 已知S和Cl是同一周期的元素，同一周期从左往右主族元素的电负性依次增强，则电负性：，A正确；
B. 已知O和S为同一主族的元素，同一主族从上往下元素的非金属性依次减弱，简单气态氢化物的热稳
定性与其非金属性一致，则热稳定性： ，B错误；
C. 已知S和P是同一周期的元素，同一周期从左往右主族元素的非金属性依次增强，则最高价氧化物对应
水化物的酸性与其非金属性一致，则酸性： ，C正确；
D. 已知O和S为同一主族的元素，同一主族从上往下元素的第一电离能依次减小，则第一电离能： ，
D正确；
故答案为：B。
变式5 综合运用
5．（2022·河北·高碑店市崇德实验中学高三阶段练习）按要求回答下列问题：
(1)研究发现，在 低压合成甲醇反应( )中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒
子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。Co基态原子核外电子排布式为_______。元素Mn与O中，
第一电离能较大的是_______，基态原子核外未成对电子数较多的是_______。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐 。
①氮原子的价电子轨道表示式为_______。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能 。第二
周期部分元素的 变化趋势如图所示。
其中除氨元素外，其他元素的 自左而右依次增大的原因是_______；氮元素的 呈现异常的原因是
_______。(3)已知As元素的相关信息如图所示，下列说法不正确的是_______。
A．推测As能形成多种氧化物
B．热稳定性： 逐渐增强
C．As的一种核素表示为 ，中子数为40
D．原子半径由大到小的顺序：As、Cl、Si
【答案】(1) 或 O Mn
(2) 同周期主族元素随核电荷数的增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放
出的能量依次增大 基态N原子的2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子
(3)D
【解析】（1） 是27号元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子核外电子排布式为
或 。同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，故 的第一电离能
小于 ，同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，故 的第一电离能小于O，则第一电离能：
。O基态原子的价电子排布式为 ，所以其核外未成对电子数是2，而 基态原子的价电子
排布式为 ，其核外未成对电子数是5，故核外未成对电子数较多的是 。
（2）①N为7号元素，基态N原子的价电子排布式为 ，故氮原子的价电子轨道表示式为
；②由题意可知，元素的基态气态原子越容易得到一个电子，所放出的能量越大，即第一电子亲和能 越
大，同周期主族元素随核电荷数的增大，原子的电负性增大，得电子的能力增强，故结合一个电子释放的
能量逐渐增大；基态N原子的核外电子排布式为 ，则N原子的 轨道为半充满状态，相对稳定，
不易得电子。
（3）A．N和 是第ⅤA族元素， 性质与N有相似之处，N能形成 等多种氧
化物，据此推测 也能形成 、 等多种氧化物，A正确；
B．非金属性越强，对应的简单氢化物越稳定，则 的稳定性逐渐增强，B正确；
C．中子数=质量数-质子数，则 的中子数为 ，C正确；
D．一般电子层数越多，原子半径越大，同周期主族元素从左往右原子半径减小，则原子半径由大到小的
顺序为 ，D错误；
故答案选D。
1．（2022·福建·洛江学校高三期中）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为
10909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料 是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn
两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是
A．基态Sn原子的价电子排布式为
B．基态Si原子和基态Ti原子的价电子数不相等
C．基态Ti原子核外有7种能量不同的电子
D．基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子
【答案】B
【解析】A．Sn处于第IVA族，基态Sn原子的价电子排布式为 ，A正确；B．Si处于第IVA族，其价电子排布式为 ，价电子数为4，基态Ti原子价电子排布式为 ，价电
子数为4，B错误；
C．基态Ti原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，其中能量不同的电子，1s、2s、3s、4s各有1种，
2p、3p 各有1种，3d有1种，共7种，C正确；
D．基态Al原子核外有13个电子，则其有13种运动状态不同的电子，D正确；
故选B。
2．（2022·江苏·南京市第一中学高三阶段练习）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X
为地壳中含量最高的元素，Y、Z相邻，Y原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，W与X同主族，
下列说法正确的是
A．半径大小：r(X)<r(Y)<r(W)
B．电负性大小：χ(Y)<χ(Z)<χ(W)
C．电离能大小：I(Y)<I(Z)<I(W)
1 1 1
D．氢化物的稳定性：X<Z<W
【答案】B
【解析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X为地壳中含量最高的元素，则X为O元
素；Y、Z相邻，Y原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，则Y为Si元素、Z为P元素；W与X
同主族，则W为S元素。
A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则硅原子的原子半径大于硫原子，故A错误；
B．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则电负性由小到大的顺序为
Si<P<S，故B正确；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电
离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为Si<S <P，故C错误；
D．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，氢化物的稳定性依次增强，同主族元素，从上到下
元素的非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，则氢化物的稳定性由弱到强的顺序为PH <H S
3 2
<H O，故D错误；
2
故选B。
3．（2022·天津·一模）下列表示不正确的是
A．氯化钙的电子式： B．基态Cr原子的价层电子轨道表示式：C． 的VSEPR模型： D．Cl－Cl的p－pσ键电子云图形：
【答案】B
【解析】A．氯化钙属于离子化合物，电子式为 ，A正确；
B．Cr元素原子序数是24，价层电子轨道为4s13d5，其电子轨道表示式为： ，B
错误；
C．SO 分子中S原子的价层电子对数为3+ =3，无孤电子对，其VSEPR模型为 ，C正
3
确；
D．两个p轨道“头碰头”重叠形成p-pσ键，形成轴对称的电子云图形，D正确；
故选B。
4．（2022·湖南·宁乡一中高三期中）没有对物质结构的认识，同学们对化学的学习将是无源之水、无本之
木，下列关于铁元素的相关说法，正确的是
A． 的电子有23种空间运动状态
B．Fe的价电子轨道表示式为
C．Fe的26个电子在原子轨道中做圆周运动
D．铁原子中没有空轨道，不可能形成配合物
【答案】B
【解析】A．电子的空间运动状态数是指的轨道数，Fe3+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d5,只占据了14个
轨道，A项错误；
B．Fe的价电子排布式是3d64s2，轨道表示式为 ，B项正确；C．Fe的26个电子在各自轨道中做绕核运动，半径不确定，不是圆周运动，C项错误；
D．铁原子有空轨道，可形成配合物，D项错误
故答案选B。
5．（2022·湖北十堰·高三期中）在一个基态多电子原子中，下列说法正确的是
A．K层上的电子能量比L层上的电子能量低
B．激发态原子释放能量一定变成基态原子
C．不可能有2个能量完全相同的电子
D．若3d能级上只有2个电子，其能量不相同
【答案】A
【解析】A．根据构造原理可知，离核越远的电子能量越高，则K层上的电子能量比L层上的电子能量低，
A正确；
B．激发态原子释放能量不一定变成基态原子，可能变为较低能量的激发态，B错误；
C．每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，这两个电子的能量完全相同，另外在等价轨道上填充
的电子能量也相同，可能有2个能量完全相同的电子，C错误；
D．在等价轨道上填充的电子能量相同，则2个电子均在3d能级上，其能量相同，D错误；
故选A。
6．（2022·上海市松江二中高三阶段练习）关于硅原子核外电子的描述错误的是
A．有5种运动状态不同的电子 B．有4种空间伸展方向
C．有5种能量不同电子 D．占据了8个轨道
【答案】A
【解析】A．硅原子为14号元素，则核外有14种不同运动状态的电子，故A错误；
B．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，共2种轨道，s轨道为球形只有1伸展方向，p轨道有
3种伸展方向，则有4种不同的伸展方向，故B正确；
C．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，所以有5种不同能量的电子，故C正确；
D．硅原子核外电子排布在3个电子层，电子排布式1s22s22p63s23p2，共2种轨道，核外电子分布在s、p共
1+1+3+1+2=8个不同的轨道中，故D正确；
故选A。
7．（2023·湖南·攸县第二中学高三阶段练习）下列说法正确的是
A．p能级的 轨道相互垂直，其能量大小关系为
B．原子轨道具有一定的伸展方向，所形成的共价键都具有方向性
C．构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层D．元素周期表中，s区全部是金属元素
【答案】C
【解析】A．p能级的 轨道相互垂直，其能量相同，A错误；
B．s轨道没有伸展方向，故形成的共价键没有方向性，B错误；
C．构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，如M
层排满了3p轨道后再排4s轨道，4s轨道排满再排3d轨道，C正确；
D．元素周期表中，氢元素属于s区，D错误；
故选C。
8．（2022·河北·高碑店市崇德实验中学高三阶段练习）2019年10月1日晚，北京天安门广场进行了烟花
燃放表演，与联欢活动配合，形成地空一体的绚丽画卷。烟花的色彩与锂、钠等金属原子核外电子跃迁有
关。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最高的为
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该电子能量越高，原子能量越高，根据图
知，电子能量最低的是1s能级，能量较高的是2s、2p能级，2p能级电子的能量高于2s能级电子的能量，
故C符合题意；
答案选C。
9．（2022·河北·石家庄精英中学高三开学考试）下列说法正确的是
A．原子的第一电离能越大，则该元素的非金属性越强
B．基态S原子的核外电子排布式写成 违背了泡利原理
C．同一原子中，1s、2s、3s能级上的电子能量逐渐减小
D．随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的
【答案】D
【解析】A．如第一电离能：N>O，非金属性：O>N，A错误；B．泡利原理为不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态， 原子的核外电子排布式写成
违背了能量最低原理，B错误；
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，C错误；
D．构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，是能
级交错现象，D正确；
故选D。
10．（2022·全国·高三专题练习）下列有关核外电子运动状态的说法正确的是
A．原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的
B．原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹
C．第3电子层有3s、3p、3d三个轨道
D．氢原子只有1个电子，故氢原子只有一个轨道
【答案】A
【解析】A．原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的，本质是相同的，A正确；
B．原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态，只能描述核外电子高频出现的“区域”，而不
能描述核外电子运动的轨迹，B错误；
C．第3电子层有3s、3p、3d三个能级，分别有1、3、5个轨道，第3电子层共有9个轨道，C错误；
D．氢原子像其他原子一样，有多个电子层，电子层又分若干个能级和轨道，只是在通常条件下，氢原子
的这一个电子处于能量最低的1s轨道，当电子从外界吸收能量后，氢原子的这个电子可以跃迁到能量较高
的轨道，D错误；
故选A。
11．（2022·全国·高三专题练习）下列关于电子云示意图的叙述正确的是
A．电子云表示电子的运动轨迹
B．黑点的多少表示电子个数的多少
C．处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核
越远电子出现的概率越大
D．处在2p 轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现
z
【答案】D
【解析】A．电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小，A错误；
B．电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小，B错误；C．1s轨道的电子云呈球形对称，在原子核附近小黑点密集，电子出现的概率大，离核越远电子出现的概
率越小，C错误；
D．处在2p 轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，D
z
正确；
故选D。
12．（2021·江苏·海安县实验中学高三阶段练习）二氧化硫是一种重要的化工原料，可以制取硫酸、焦亚
硫酸钠等化工产品。其中，催化制取三氧化硫的热化学方程式为：
kJ·mol 。二氧化硫也是形成酸雨的主要污染物，可以通过氨气水溶液进行吸收。实验室可
以用浓硫酸与铜加热制取少量二氧化硫。下列关于上述相关元素说法正确的是
A．元素S在周期表中位于第三周期ⅣA族
B．第一电离能：I(N)＜I(O)
1 2
C．元素Cu基态原子的电子排布式为[Ar]3d94s2
D．氢化物的稳定性：HS＜HO
2 2
【答案】D
【解析】A．S是16号元素，原子核外电子排布是2、8、6，根据原子结构与元素性质关系可知元素S在
周期表中位于第三周期ⅥA族，A错误；
B．一般情况下同一周期元素原子序数越大，元素的第一电离能就越大，但当元素处于第ⅡA、第ⅤA的
全充满、半充满的稳定状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，故元素的第一电离能：I(N)＞
1
I(O)，B错误；
2
C．Cu是29号元素，根据构造原理，可知元素Cu基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，C错误；
D．元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：S＜O，所以氢化物的
稳定性：HS＜HO，D正确；
2 2
故合理选项是D。
核心考点二 分子结构与性质
1．共价键
(1)
(2)σ键和π键的判定
①
②ss、sp、杂化轨道之间一定形成σ键；pp可以形成σ键，也可以形成π键(优先形成σ键，其余只能形成
π键)。2．理解与分子结构有关的三种理论
(1)杂化轨道理论
①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。
②杂化轨道类型与分子构型的关系。
杂化轨道类型 杂化轨道数目 分子立体构型 实例
sp 2 直线形 CO、BeCl 、HgCl
2 2 2
平面三角形 BF、BCl 、CHO
3 3 2
sp2 3
V形 SO 、SnBr
2 2
四面体形 CH、CCl 、CHCl
4 4 3
sp3 4 三角锥形 NH 、PH 、NF
3 3 3
V形 HS、HO
2 2
(2)价层电子对互斥理论
①基本观点：分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。
②价电子对数的计算
价电子对数＝成键电子对＋中心原子的孤电子对数＝
③价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用
价层电子 电子对的 成键电 孤电子 分子的空
实例
对数目 空间构型 子对数 对数 间构型
2 直线形 2 0 直线形 CO、C H
2 2 2
平面
3 0 BF、SO
3 3
三角形
3 三角形
SnCl 、
2
2 1 V形
PbCl
2
正四 CH、SO、
4
4 0
面体 CCl 、NH
4
4 四面体 三角
3 1 NH 、PH
3 3
锥形
2 2 V形 HO、HS
2 2
(3)等电子原理
①基本观点：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。
②实例：SO、PO为等电子体，其中心原子均采用sp3杂化，离子构型均为正四面体形。
③常见的等电子体
微粒 通式 价电子总数 立体构型
CH、NH AX 8e－ 正四面体形
4 4
CO、N AX 10e－ 直线形
2CO、CNS－、NO、N AX 16e－ 直线形
2 2
SO 、O、NO AX 18e－ V形
2 3 2
CO、NO、SO AX 24e－ 平面三角形
3 3
PO、SO、ClO AX 26e－ 三角锥形
3
SO、PO AX 32e－ 正四面体形
4
3．掌握化学键的极性与分子极性的关系
分子 空间 键的 分子
键角 代表物
类型 构型 极性 极性
AB 直线形 极性 极性 HCl、NO
AB 直线形 180° 极性 非极性 CO、CS
2 2 2
平面三
AB 120° 极性 非极性 BF、SO
3 3 3
角形
正四面
AB 109°28′ 极性 非极性 CH、CCl
4 4 4
体形
4．作用力及对物质性质的影响
范德华力 氢键 共价键
氢、氟、氮、氧原子(分
作用粒子 分子或原子(稀有气体) 原子
子内、分子间)
有方向性、有饱和
特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性
性
强度比较 共价键＞氢键＞范德华力
①随着分子极性和相对分子
对于A—H…B—， 成键原子半径越
质量的增大而增大
影响强度 A、B的电负性越大，B 小，键长越短，键
②组成和结构相似的物质，
的因素 原子的半径越小，氢键 能越大，共价键越
相对分子质量越大，范德华
键能越大 稳定
力越大
①影响物质的熔、沸点、溶 ①影响分子的稳定
解度等物理性质②组成和结 分子间氢键的存在，使 性
对物质性
构相似的物质，随相对分子 物质的熔、沸点升高， ②共价键键能越
质的影响
质量的增大，物质的熔、沸 在水中的溶解度增大 大，分子稳定性越
点升高 强
5．分子间作用力和化学键的比较
化学键 分子间作用力
氢键 范德华力相邻的原子之间强 某些物质的分子间存在的比 物质分子间存在的微弱的相
概念
烈的相互作用 范德华力稍强的相互作用 互作用
分子内或某些晶体 分子间(某些物质的分子内
存在范围 分子间
内 也存在)
强度 较强 比范德华力稍强 较弱
主要影响物质的化 主要影响物质的物理性质， 主要影响物质的物理性质，
对物质性 学性质，化学键越 分子间形成的氢键会使物质 组成和结构相似的物质，相
质的影响 强，物质越稳定 的熔点和沸点反常的升高 对分子质量越大，范德华力
越大，熔、沸点越高
考法 分析分子结构与性质(题型预测：选择题和非选择题)
1．（2021·湖北·仙桃市沔城高级中学高三阶段练习）下列描述中正确的是
A．CS 为V形的极性分子
2
B．ClO 的空间构型为平面三角形
C．SF 中S原子和氟原子均满足最外层8电子稳定结构
6
D．SiF 和SO 的中心原子均为sp3杂化，SiF 分子呈空间正四面体，SO 呈三角锥形
4 4
【答案】D
【解析】A．CS 分子中C原子价层电子对数是2+ =2，C原子上无孤对电子，因此CS 分子是直线
2 2
型分子，由于三个原子空间排列对称，因此该分子是非极性分子，故CS 为直线形的非极性分子，A错误；
2
B．ClO 的中心Cl原子价层电子对数是3+ =4，中心Cl原子上有1对孤电子对，因此ClO 空间
构型为三角锥形，B错误；
C．SF 分子中是S原子和6个氟原子形成6对共用电子对，使S原子最外层有12个电子，不满足最外层8
6
电子稳定结构，C错误；
D．SiF 的价层电子对数是4+ =4，Si原子采用sp3杂化；中心Si原子上无孤对电子，则SiF 分子呈
4 4
空间正四面体；SO 的中心原子S价层电子对数是3+ =4，S原子采用sp3杂化；中心S原子上有
一对孤对电子，则SO 呈三角锥形，D正确；
故合理选项是D。1．分子结构与性质的3个易误点
(1)误认为分子的稳定性与分子间的作用力和氢键有关，其实分子的稳定性与共价键的强弱有关。
(2)误认为组成相似的分子，中心原子的杂化类型相同，关键是要看其σ键和孤电子对数是否相同。如BCl
3
中B原子为sp2杂化，NCl 中N原子为sp3杂化。
3
(3)误认为只要含有氢键，物质的熔、沸点就高，其实不一定，分子间的氢键会使物质的熔、沸点升高，而
分子内的氢键一般会使物质的熔、沸点降低。
2．判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法
(1)看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp
杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。
(2)由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对
占据1个杂化轨道。如NH 为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。
3
变式1 σ键和π键
1．（2022·全国·高三专题练习）对σ键的认识不正确的是
A．ss σ键与sp σ键的对称性相同
B．σ键不属于共价键，是另一种化学键
C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键
D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
【答案】B
【解析】A．ss σ键与sp σ键的对称性相同，均为轴对称，A正确；
B．化学中σ键是共价键的一种，原子轨道重叠方式为头碰头重叠，B错误；
C．单键全部是σ键，双键中1根σ键和1根π键，三键中1根σ键和2根π键，共价键中至少一个σ键，
C正确；
D．一般情况下π键更活泼，即含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同，D正确；
故选B。
变式2 价层电子对互斥理论
2．（2022·全国·高三专题练习）下列粒子的VSEPR模型为四面体但空间结构为 V 形的是
A．HCN B．NH C．CO D．NF
2 3
【答案】B【解析】A．HCN中心原子C周围价层电子对数为： =2，无孤电子对，故其VSEPR模型为直
线形，其空间结构为直线形，A不合题意；
B．NH 中心原子N周围价层电子对数为： =4，有2对孤电子对，故其VSEPR模型为正四
面体形，其空间结构为V形，B符合题意；
C．CO 中心原子C周围价层电子对数为： =2，无孤电子对，故其VSEPR模型为直线形，其空
2
间结构为直线形，C不合题意；
D．NF 中心原子N周围价层电子对数为： =4，有1对孤电子对，故其VSEPR模型为四面体
3
形，其空间结构为三角锥形，D不合题意；
故答案为：B。
变式3 杂化轨道理论
3．（2022·湖北十堰·高三期中）下列说法正确的是
A． 分子为三角锥形，P发生 杂化
B．杂化轨道只适用于形成共价键
C． 属于 型共价化合物，中心原子S采取sp杂化轨道成键
D．价层电子对互斥模型中， 键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
【答案】D
【解析】A． 中P原子的价层电子对数为： ，P发生 杂化，分子为三角锥形， A错误；
B．杂化轨道也适用于形成配位键，B错误；
C． 属于 型共价化合物，中心原子S的价层电子对数为 ，采取sp3杂化轨道成键，C错误；
D．价层电子对互斥模型中， 键电子对数不计入中心原子的价层电子对数， 键的电子对数计入中心原子
的价层电子对数，D正确；
故选D。
变式4 配合物理论及应用
4．（2022·全国·高三专题练习）许多过渡金属离子对多种配体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。
下列说法不正确的是
A．向配合物[CoBr(NH )]SO 的溶液中加入BaCl 溶液，有白色沉淀生成
3 5 4 2B．配离子[Cu(H O) ]2＋中的Cu2＋提供接受孤电子对的空轨道，HO中的O提供孤电子对
2 6 2
C．配合物[Cu(NH )]SO ·H O的配体为NH 和HO
3 4 4 2 3 2
D．配合物[Ag(NH)]OH的配位数为2
3 2
【答案】C
【解析】
A．向配合物[CoBr(NH )]SO 的溶液中加入BaCl 溶液，生成白色沉淀硫酸钡，A正确；
3 5 4 2
B．配离子[Cu(H O) ]2＋中的Cu2＋提供接受孤电子对的空轨道，HO中的O有孤电子对，提供孤电子对，
2 6 2
B正确；
C．Cu(NH )]SO ·H O的配体只有NH ，C错误；
3 4 4 2 3
D．配合物[Ag(NH)]OH中配体为NH ，配位数为2，D正确；
3 2 3
故选C。
变式5 微粒间相互作用力
5．（2022·全国·高三专题练习）下列说法正确的是
A．干冰气化克服范德华力和共价键
B．HO的热稳定性比HS强，是由于HO分子间形成氢键
2 2 2
C．2NaO+4HCl=4NaCl+2H O+O↑，该反应既有离子键、极性键和非极性键的断裂又有其形成
2 2 2 2
D．KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物
【答案】C
【解析】A．干冰气化只需要克服范德华力，不需要克服共价键，故A错误；
B．HO的热稳定性比HS强，是由于氧元素的非金属性强于硫元素，与HO分子间形成氢键无关，故B
2 2 2
错误；
C．过氧化钠和氯化钠为离子化合物，氯化氢和水为共价化合物，氧气为非金属单质，则过氧化钠与氯化
氢反应时，既有离子键、极性键和非极性键的断裂又有离子键、极性键和非极性键的形成，故C正确；
D．氯化氢是共价化合物，故D错误；
故选C。
变式6 综合运用
6．（2022·全国·高三专题练习）氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为 ，它是
经国家批准使用的植物生长调节剂。请回答下列问题：
(1)基态氯原子核外未成对电子数为_______。
(2)氯吡苯脲分子中，氮原子的杂化类型为_______，碳原子的杂化类型为_______，该分子_______(填“是”或“不是”)手性分子。
(3)查阅文献知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应生成氯吡苯脲。反应方程式如下：
＋ ―→
反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂_______个σ键、_______个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有HO、NH 、CO 等。
2 3 2
①请用共价键知识解释HO比NH 稳定的原因：_______。
2 3
②CO 的水溶液中含有 ，则该阴离子的VSEPR模型名称为_______，中心原子的杂化类型为_______。
2
【答案】(1)1
(2) sp2、sp3 sp2 不是
(3) 6.02×1023 6.02×1023
(4) H—O键的键能大于H—N键的键能 平面三角形 sp2
【解析】（1）根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数
为1；
（2）根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，属于sp3杂化；剩
余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，是sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双
键，为sp2杂化；氯吡苯脲的结构中没有手性碳原子，该分子不是手性分子；
（3）由于σ键比π键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N=C键中
的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H键；故每生成1mol氯吡苯脲，断裂1mol σ键，断裂1mol π键，
则断裂N 或6.02×1023个σ键，断裂N 或6.02×1023个π键。
A A
（4）①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H—O键的键能大于H—N键的键能，所以HO分
2
子比NH 分子稳定。
3
② 分子中C原子的价层电子对数= ，不含孤电子对，所以是平面三角形结构，C原
子采用sp2杂化。
1．（2022·全国·高三专题练习）下列物质分子中一定含有π键的是
A．HCl B．HO C．C H D．CHCl
2 2 2 4 2 2
【答案】C
【解析】A．HCl：H—Cl，只含σ键，选项A不符合；B．HO：H—O—O—H，只含σ键，选项B不符合；
2 2
C．C H： ，C=C双键中含π键，选项C符合；
2 4
D．CHCl： ，只含σ键，选项D不符合；
2 2
答案选C。
2．（2012·甘肃张掖·高三阶段练习）下列说法正确的是
A． 键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的
B． 键是镜像对称，而 键是轴对称
C．乙烷分子中的键全为 键而乙烯分子中含有 键和 键
D． 分子中含 键而 分子中除 键外还含有 键
【答案】C
【解析】A．π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的，故A错误；
B．σ键是轴对称，而π键是镜面对称，故B错误；
C．乙烷分子的结构简式为CHCH，分子中全为σ键，而乙烯分子的结构简式为CH=CH ，分子中含σ键
3 3 2 2
和π键，故C正确；
D．H 分子、Cl 分子中的共价键都为单键，分子中只含σ键，故D错误；
2 2
故答案：C。
3．（2022·浙江·模拟预测）下列说法中正确的是
A．NO 、SO 、BF、NCl 分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
2 2 3 3
B．P 和CH 都是正四面体形分子且键角都为109°28′
4 4
C． 的电子式为 ，离子呈平面正方形结构
D．NH 分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
3
【答案】D【解析】A．NCl 分子的电子式为 ，分子中各原子都满足8电子稳定结构，
3
A错误；
B．P 为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；
4
C． 有4对价层电子对数，无孤对电子对数，则其为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；
D．NH 分子电子式为 ，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用，
3
使其键角为107°，呈三角锥形，D正确；
故选D。
4．（2022·江苏南通·高三期中）下列关于含氯微粒的说法不正确的是
A．ClO 的空间构型为V形 B．ClO 属于共价化合物
2
C．ClO 的键角为120° D．ClO 中心原子轨道杂化类型为sp3
【答案】C
【解析】A．ClO 的中心原子价层电子对数为 =4，含两对孤电子对，空间构型为V形，A
正确；
B．ClO 只含共价键，为共价化合物，B正确；
2
C．ClO 的中心原子价层电子对数为 =4，含一对孤电子对，空间构型为三角锥形，键角不是
120°，C错误；
D．ClO 中心原子价层电子对数为 =4，轨道杂化类型为sp3，D正确；
综上所述答案为C。
5．（2022·山东临沂·高三期中）亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K[Fe(CN) ]
4 612KCN+Fe C+2(CN) ↑+N ↑+C，下列关于该反应说法错误的是
3 2 2
A．基态Fe2+的价层电子排布式为3d6
B．N 和(CN) 均为非极性分子
2 2
C．(CN) 分子中σ键和π键数目比为3∶4
2
D．配合物K[Fe(CN) ]中配位原子是氮原子
4 6
【答案】D
【解析】A．Fe为26号元素，其原子核外共有26个电子，价电子排布式为3d64s2，Fe原子失去4s轨道上
的2个电子得到Fe2+，则Fe2+价电子排布式为3d6，A正确；
B．N 为非极性分子，(CN) 结构式为N≡C—C≡N，四原子共线为非极性分子，B正确；
2 2
C．(CN) 分子的结构式为N≡C—C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键和2个π键，因此(CN) 分子中σ键
2 2
和π键数目比为3:4，C正确；
D．配合物K[Fe(CN) ]中配体为CN-，由于电负性N＞C，所以C原子提供孤对电子，即配位原子是碳原子，
4 6
D错误；
故选D。
6．（2022·浙江·湖州市教育科学研究中心一模）下列物质中，由极性键构成的极性分子是
A．CH B．BF C．NH D．H
4 3 3 2
【答案】C
【解析】A．CH 是由极性键构成的非极性分子，A错误；
4
B．BF 是由极性键构成的非极性分子，B错误；
3
C．NH 为三角锥形，是由极性键构成的极性分子，C正确；
3
D．H 是由非极性键构成的非极性分子，D错误；
2
故答案选C。
7．（2022·上海上海·一模）由键能数据大小，不能解释下列事实的是
A．熔点： B．活泼性：
C．热稳定性： D．硬度：金刚石>晶体硅
【答案】A
【解析】A． 是分子晶体， 是共价晶体，所以熔点： ，不能用键能数据大小来解释，
故A符合题意；B． 中两个N原子之间以氮氮三键连接， 中P原子之间以单键连接，三键的键能大于单键的键能，所
以活泼性： 吗，可以用键能数据大小来解释，故B不符合题意；
C．由于C原子半径小于Si原子半径，所以键长：C-H<Si-H，键能：C-H>Si-H，热稳定性： ，
可以用键能数据大小来解释，故C不符合题意；
D．由于C原子半径小于Si原子半径，所以键长：C-C<Si-Si，键能：C-C>Si-Si，硬度：金刚石>晶体硅，
可以用键能数据大小来解释，故D不符合题意；
故选A。
8．（2022·广东·高三阶段练习）氢氰酸是酸性极弱的一种酸，其结构式为 ，下列有关 的说
法错误的是
A．碳原子为 杂化 B．是V形分子
C． 键、 键数目相等 D．所含化学键均是极性键
【答案】B
【解析】A．“H-C≡N”可知碳原子有2个σ键，无孤电子对，价层电子对数为2，碳原子的杂化类型为
sp，故A说法正确；
B．碳原子杂化类型为sp，空间构型为直线形，故B说法错误；
C．“H-C≡N”可知碳原子有2个σ键，2个π键，σ键、π键数目相等，故C说法正确；
D．成键元素不同，属于极性键，故D说法正确；
答案为B。
9．（2022·河北·石家庄市第二十七中学高三阶段练习）下列各组微粒互为等电子体的是
A．NO 和C H B．BF 和PCl C．CO 和NO D．SO 和O
2 4 2 4 3 3 2 2 2 3
【答案】D
【解析】A．NO 和C H 的原子数相等，价电子数不相等，所以两者不是等电子体，A错误；
2 4 2 4
B．BF 和PCl 的原子数相等，价电子数不相等，所以两者不是等电子体，B错误；
3 3
C．CO 和NO 的原子数相等，价电子数不相等，不属于等电子体，C错误；
2 2
D．SO 和O 的原子数和价电子数分别均相等，所以两者是等电子体，D正确；
2 3
故选D。
10．（2022·全国·高三专题练习）通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发
现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是A．CH 和 是等电子体，键角均为60°
4
B． 和 是等电子体，均为平面三角形结构
C．HO＋和PCl 是等电子体，均为三角锥形结构
3 3
D．B NH 和苯是等电子体，B NH 分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
3 3 6 3 3 6
【答案】B
【解析】A．CH 和 是正四面体结构，键角是109°28′，故A错误；
4
B． 和 是等电子体，均为平面三角形结构，故B正确；
C．HO＋和PCl 的价电子总数不相等，不互为等电子体，故C错误；
3 3
D．苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故其等电子体B NH 分子中也存在，故D错误；
3 3 6
故答案选B。
11．（2022·湖南师大附中高三阶段练习）下列描述原子结构的化学用语正确的是
A．氯化铵的电子式：
B．基态铜原子的价层电子排布式：
C．乙烯分子的结构简式为
D． 的VSEPR模型：
【答案】D
【解析】A．氯化铵为离子化合物，铵根离子与氯离子之间通过离子键结合，电子式为：
，故A错误；
B．Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，价层电子排布式为：3d104s1，故B错误；
C．乙烯分子中官能团碳碳双键不可省略，其结构简式为：CH=CH ，故C错误；
2 2
D．HO的中心原子的价层电子对数为2+ =4，含有2对孤电子对，VSEPR模型为 ，故D
2
正确；
故选：D。
12．（2022·辽宁·高三阶段练习）2022年诺贝尔化学奖表彰科学家在点击化学和生物正交化学方面的杰出
贡献。点击化学的一个基本反应原理简化如下：
下列有关说法正确的是
A．整个反应①位置的N原子杂化方式由 转变为
B．铜离子是中间产物
C．点击反应为一类典型的取代反应
D．产物含有五元环状结构，属于芳香烃
【答案】A
【解析】A．整个反应①位置的N原子由氮氮双键变为氮氮单键和氮氮双键交替的五元环结构，杂化方式
由 转变为 ，故A正确；
B．从图示可看出铜离子参与反应，而且产物中没有铜元素，应该是先参加反应后生成，所以铜离子是催
化剂，故B错误；
C．从图示可看出点击反应为一类典型的加成反应，故C错误；
D．产物含有五元环状结构，但含有氮原子，不属于芳香烃，故D错误；
故答案为：A。
18．（2022·山东·曹县一中高三阶段练习）已知吡啶( )中含有与苯类似的 大 键、则吡啶中N原子的
价层孤电子对占据的轨道是A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道
【答案】D
【解析】已知吡啶中含有与苯类似 大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形
成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故选：D。
核心考点三 晶体结构与性质
1．明确晶体类型的判断方法
(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
(1)依据构成晶体的微粒
和微粒间的作用判断
(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
(1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。
(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。
(2)依据晶体的熔点判断
(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
(1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。
(2)原子晶体一般为非导体。
(3)依据导电性判断 (3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化
物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。
(4)金属晶体是电的良导体。
离子晶体硬度较大且脆。
(4)依据硬度和机械性能 原子晶体硬度大。
判断 分子晶体硬度小且较脆。
金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
2．突破晶体熔、沸点高低的比较
原子晶体>离子晶体>分子晶体。
(1)不同类型晶体的熔、
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸
沸点高低一般规律
点很低，金属晶体一般不参与比较。
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、
(2)原子晶体
沸点高。如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用
(3)离子晶体
就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl >NaCl>CsCl。
2
(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点
(4)分子晶体
反常地高。如HO>HTe>H Se>H S。
2 2 2 2(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，晶体的熔、沸点越高，如
SnH >GeH>SiH >CH ，F<Cl<Br <I 。
4 4 4 4 2 2 2 2
(3)组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近)，分子的极性越大，其晶体的
熔、沸点越高，如CO>N，CHOH>CH CH。
2 3 3 3
(4) 同 分 异 构 体 分 子 中 ， 支 链 越 少 ， 其 熔 沸 点 就 越 高 ， 如
CH(CH)CH>CH CHCH(CH )>C(CH )。
3 2 3 3 3 2 3 2 3 4
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，
(5)金属晶体
如熔、沸点：Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs。
3．均摊法确定晶胞的化学组成
(1)方法
晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么每个原子对这个晶胞的贡献就是。
(2)类型
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：
②非长方体(非正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，
其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为。再如图所示的正三棱柱形晶胞中：
4．晶体密度及微粒间距离的计算
(1)计算晶体密度的方法
以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的
摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，N 为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。
A
(2)计算晶体中微粒间距离的方法5．金属晶体空间利用率的计算方法
(1)空间利用率的定义及计算步骤
①空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子(看成球)在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
空间利用率＝
②空间利用率的计算步骤：
a．计算晶胞中的微粒数；
b．计算晶胞的体积。
(2)金属晶体空间利用率分类简析
①简单立方堆积(如图1所示)
立方体的棱长为2r，球的半径为r
过程：V(球)＝πr3 V(晶胞)＝(2r)3＝8r3
空间利用率＝×100%＝≈52%。
②体心立方堆积(如图2所示)
过程：b2＝a2＋a2
(4r)2＝a2＋b2＝3a2，所以：a＝r
空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%≈68%。
③六方最密堆积(如图3所示)
过程：S＝2r×r＝2r2
h＝r V(球)＝2×πr3
V(晶胞)＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
④面心立方最密堆积(如图4所示)
过程：a＝2r
V(球)＝4×πr3
V(晶胞)＝a3＝(2r)3＝16r3
空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
6．典型晶体模型
晶体 晶体结构 晶体详解
(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6
NaCl
个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个；(2)
型
每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－
(1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个
离子
Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；(2)
晶体
CsCl型
如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl
－
在晶体中，每个F－吸引4个Ca2＋，每个Ca2＋吸引
CaF 型
2
8个F－，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4
简单立
典型代表为Po，空间利用率为52%，配位数为6
方堆积
体心立 典型代表为Na、K、Fe，空间利用率为68%，配
方堆积 位数为8
金属
晶体 六方最 典型代表为Mg、Zn、Ti，空间利用率为74%，配
密堆积 位数为12
面心立
方 典型代表为Cu、Ag、Au，空间利用率为74%，
最密堆 配位数为12
积(1)8个CO 分子构成立方体且在6个面心又各占
2
分子
干冰 据1个CO 分子；(2)每个CO 分子周围等距且紧
2 2
晶体
邻的CO 分子有12个
2
混合 层与层之间的作用是范德华力，平均每个正六边
型 石墨 形拥有的碳原子个数是2，C采取的杂化方式是
晶体 sp2杂化
(1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结
合，形成正四面体结构；(2)键角均为109°28′；
金刚石 (3)最小碳环由6个C组成且六个原子不在同一平
面内；(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原
原子
子数与C—C键数之比为1∶2
晶体
(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体
结构；(2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，
SiO
2
n(Si)∶n(O)＝1∶2；(3)最小环上有12个原子，即
6个O和6个Si
7．原子晶体、分子晶体、金属晶体与离子晶体的结构微粒，以及微粒间作用力的区别
晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
金属离子和自由电
组成晶体的粒子 阳离子和阴离子 原子 分子
子
组成晶体粒子间 范德华力(有的还
离子键 共价键 金属键
的相互作用 有氢键)
金刚石、晶体 冰(H O)、干冰
典型实例 NaCl 2 镁、铝
硅、SiO、SiC (CO)
2 2
无分子，是网状
是否有分子存在 无 无 无
结构
不破坏化学键，破
熔化时键的变化 断开离子键 破坏共价键 减弱
坏分子间力
晶 熔点较高、沸点
熔点、沸点 熔、沸点高 熔、沸点低 变化无规律
高
体
导热性 不良 不良 不良 良好
的
固态不导电，熔
物 差[来源:学科网
导电性 化或溶于水能导 差 良好
ZXXK]
理 电
特
机械加工性
不良 不良 不良 良好
性 能
8．金属晶体模型常见的三种结构
三种典型结构类型 体心立方晶格 面心立方晶体 密排六方晶格
配位数 8 12 12常见金属晶体结构 Li、Na、K、Rb、 Ca、Sr、Cu、Au、 Be、Mg、Ca、Sr、
Cs、Ca、Sr、Ba、 A1、Pb、NiPd、Pt Co、Ni、Zn、Cd、Ti
(有些金属晶体可能有
Ti、V、Nb、Ta、Cr、
两种或三种晶格)
Mo、W、Fe
结构示意图
空间利用率 68．02％ 74．05％ 74．05％
堆积形式 体心立方密堆积 面心立方最密堆积 六方最密堆积
考法 分析晶体的结构和性质、计算(题型预测：选择题和非选择题)
1．（2022·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)甲醛与新制Cu(OH) 加热可得砖红色沉淀Cu O，已知Cu O晶胞的结构如图所示：
2 2 2
①在该晶胞中，Cu+的配位数是_______
②若该晶胞的边长为apm，则Cu O的密度为_______g∙cm-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗
2
常数的值为N ，1pm=10-12m)。
A
(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，LiZnAs基稀磁半导体的晶胞
如图所示，其中A处Li的原子坐标参数为(0，0， )B处As的原子坐标参数为( ， ， )；C处Li的原
子坐标参数为_______。
(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构如图。储氢原理：镧镍合金吸附H，H
2 2解离为原子，H原子储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱心和面心，则形
成的储氢化合物的化学式为_______。
【答案】(1) 2
(2)( ， ， )
(3)
【解析】（1）①大白球位于顶点和体心，个数为 =2，小白球位于晶胞内部，有4个，根据氧化亚
铜的化学式，小白球为Cu＋，大白球为O2-，根据晶胞图，Cu＋的配位数为2；故答案为2；
②晶胞的质量为 g，晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，则晶胞的密度为 g/cm3，故
答案为 ；
（2）根据晶胞图以及所给原子坐标可知，C位于晶胞体心，则Li的原子坐标参数为( ， ， )；故答案
为( ， ， )；
（3）Ni位于晶胞面和体心，个数为 =5，La位于顶点，个数为 =1，H原子位于上下底面的棱
心和面心，个数为 =3，化学式为LaNiH；故答案为LaNiH；
5 3 5 3
1．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)
B．干冰(含4个CO)
2
C．CaF (含4个Ca2＋，8个F－)
2
D．金刚石(含8个C)
E．体心立方(含2个原子)
F．面心立方(含4个原子)
2．立方体中粒子周围粒子的个数判断
(2)晶体微粒与M、ρ之间的关系
若1个晶胞(立方晶胞)中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒
的相对分子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3N g，因此有
A
xM＝ρa3N 。
A
(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)
①面对角线长＝a。
②体对角线长＝a。
③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。
④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。
(4)空间利用率＝。
变式1 晶体类型的判断
1．（2022·北京·海淀实验中学高三阶段练习）下列说法中正确的是
A．冰融化时，分子中H-O键发生断裂
B．一般来说，熔、沸点：共价晶体>离子晶体C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
【答案】B
【解析】A．冰融化时，水分子没有改变，改变的是分子间的距离，所以分子中H-O键没有发生断裂，A
错误；
B．共价晶体中，共价键的键能越大，破坏共价键所需的能量越大，该晶体的熔点越高，B正确；
C．分子晶体熔化或沸腾时，只改变分子间的距离，不需要破坏分子内的共价键，所以该晶体的熔沸点高
低与键能无关，C错误；
D．分子晶体中，物质的稳定性与分子内原子间的共价键有关，与分子间作用力无关，D错误；
故选B。
变式2 晶体熔、沸点高低的判断
2．（2022·湖北·高三阶段练习）几种离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是
A．熔沸点：NaCl<CsCl
B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数目为6
C．若ZnS的晶胞边长为apm，则Zn2+与S2-之间最近距离为 apm
D．上述三种晶胞中，其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl
【答案】D
【解析】A．NaCl 和CsCl都是离子晶体，Na+半径小于Cs+半径，半径越小，离子间的离子键越强，熔沸
点越高，因此熔沸点：NaCl>CsCl，A错误；
B．由图可知，在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数且为12，B错误；
C．ZnS的晶胞边长为a pm，Zn2+与S2-之间的最近距离为体对角线的 ，因此为 apm，C错误；
D．ZnS中阳离子配位数为4，NaCl中阳离子配位数为6，CsCl中阳离子配位数为8，因此阳离子的配位数
大小关系为ZnS<NaCl<CsCl，D正确；故选D。
变式3 晶胞中原子个数的计算
3．（2022·辽宁实验中学模拟预测）某钛酸钙的晶体结构如图(a)，某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导
材料的结构如图(b)所示，其中A为 ，另两种离子为I-和Pb2+。
下列说法错误的是
A．钛酸钙的化学式为CaTiO B．图(b)中，X为Pb2+
3
C． 中含有配位健 D．晶体结构中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个
【答案】B
【解析】A．根据图(a)所示晶胞结构可知：在一个晶胞中含有Ca2+原子数目是8× =1；含有Ti原子数目是
1，含有O2-数目是6× =3，故该晶体化学式为CaTiO ，A正确；
3
B．根据图(b)晶胞结构可知其中含有 位于晶胞顶点，其数目是1个，B为1个，X为3个，由于
X、B是I-和Pb2+中的一种，根据化合物中化合价代数和为0，结合微粒数目可知B为Pb2+，X为I-，B错误；
C． 是CHNH 的N原子与H+通过配位键结合形成的阳离子，故其中含有配位健，C正确；
3 2
D．以顶点Ca2+为研究对象，在一个晶胞中与该C2+距离相等且最近的O2-有3个，分别位于通过该顶点
a
Ca2+的三个面心上，通过该Ca2+可以形成8个晶胞，每个O2-被重复计算了2次，则与该Ca2+距离相等且最
近的O2-数目为： 个，D正确；
故合理选项是B。
变式4 综合运用4．（2022·全国·高三专题练习）硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问
题：
(1) 的晶胞结构如图所示，其中B代表 。
①原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中，原子分数坐标A为(0，0，0)，则C的原子
分数坐标为_______。
②该晶胞沿体对角线方向的投影图为_______(填标号)。
a． b． c． d．
(2)晶体硼有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见图I)，每个顶点为一个硼原子，
每个三角形均为等边三角形，则每一个此基本结构单元由_______个硼原子构成。
(3)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似，硼、氮原子相互交替排列(见图II)，其晶
胞结构如图III所示。设层内B-N核间距为apm，面间距为bpm，则该氮化硼晶体的密度为_______g/
cm3(用含a、b、N 的代数式表示)。
A【答案】(1) (1， ， ) a
(2)12
(3) ×1030
【解析】（1）①由晶胞结构可知，位于顶点的A原子的分数坐标为(0，0，0)，则晶胞的边长为1，位于
右侧面心的C原子的分数坐标为(1， ， )，故答案为：(1， ， )；
②该晶胞沿体对角线方向的投影，体对角线方向的2个顶点A原子和体心B原子投到1个点，两外6个顶
点A原子在平面上投出1个六边形，面心6个C原子在A投出六边形内部组成1个小六边形，故选a；
（2）由图Ⅰ可知，每个硼原子与2个硼原子形成平面三角形，被5个三角形所共有，由晶胞中含有20个
三角形可知，晶胞中硼原子的个数为 =12，故答案为：12；
（3）由图Ⅲ可知，晶胞中位于顶点和面心的硼原子的个数为8× +1=4，位于面心和棱上的氮原子个数为
2× +4× =2，设晶胞的密度为dg/cm3，由图Ⅱ可知，晶胞中相邻4个B原子构成四边形的面积等于硼、
氮构成的六边形的面积，每个六边形中含有6个三角形，三角形的面积为 ×apm× pm，则晶胞的体积
为6× ×apm× pm×bpm，由晶胞的质量公式为 =3 a2b×10—30×d，解得d= ×1030，故答案为： ×1030。
1．（2022·全国·高三阶段练习） 具有良好半导体性能。 晶体与 晶体的结构相似，如图给出
了 晶胞中的 和位于晶胞体心的 ( 中的 键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他 已省
略)。下列有关该 晶体的说法错误的是
A．一个晶胞中 的数目为2 B． 的配位数为6
C．该晶体中存在非极性键 D．晶胞中其他 均位于棱心
【答案】A
【解析】A．根据均摊法，一个晶胞中 为 ，则根据 化学式可知，一个晶胞中 的
数目为4，A错误；
B． 晶体与 晶体的结构相似，图中离体心 最近的 有6个，配位数为6，则 的配位数也
为6，B正确；
C． 中存在硫硫非极性键，C正确；
D． 晶体与 晶体的结构相似，晶胞中其他 均位于棱心，一个晶胞中 为 ，D正确；
故选A。
2．（2022·重庆·高三阶段练习）最近合成的一种铁基超导材料 在低温高压下能显示出独特的电子性质，其晶胞结构如图所示。已知：底边边长为anm，高为bnm，1号原子的高为 。下列说法错
误的是
A．该晶胞中含有4个As原子 B．1号原子的坐标为( ， ， )
C．距2号原子最近的As有4个 D．该晶体的密度为
【答案】C
【解析】A．As原子在晶胞中的位置为：每条棱上2个，内部有两个，结合均摊法可知，As原子数为
个，故A正确；
B．1号原子位于体心的正下方，高为 ，由图可知1号原子的坐标为( ， ， )，故B正确；
C．题中条件不能求出棱上As原子的坐标，故无法比较与2号原子相邻As原子的距离，故C错误；
D．结合均摊法可知，晶胞中Ca原子数为 ，Fe原子为 ，As原子数为 ，
则晶体的密度为 = ，故D正确；
故答案选C。
3．（2022·天津·南开中学高三阶段练习）下列实验方法可以有效判断某物质是否为晶体的是
A．质谱法 B．红外光谱分析法
C．核磁共振氢谱分析法 D．X射线衍射法
【答案】D
【解析】A．质谱法用于测定有机物的相对分子质量，不能判断某物质为晶体，故A错误；B．红外光谱仪能测定出有机物中的官能团和化学键，不能判断某物质为晶体，故B错误；
C．核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目，不能判断某物质是否为晶体，故C错误；
D．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，而X射线衍射法能看到微观
空间，故D正确；
故选D。
7．（2022·辽宁抚顺·高三阶段练习）下列物质中属于分子晶体，而且既含 键又含 键的是
σ π
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键；
A． 为离子晶体，不是分子晶体，A错误；
B． 为分子晶体，分子中存在硫碳双键，含有σ键又含π键，B正确；
C．过氧化氢虽属于分子晶体，但分子内只含有σ键，C错误；
D． 为离子晶体，不是分子晶体，D错误；
故选B。
4．（2022·上海上海·一模）有关化学键和晶体的叙述中正确的是
A．分子晶体中，分子间作用力越大分子越稳定 B．金属晶体都是由阴阳离子构成的
C．离子晶体中可能含有共价键 D．原子晶体中只存在非极性键
【答案】C
【解析】A．分子晶体的稳定性与化学键有关，共价键越强，稳定性越大，而分子间作用力只影响物质的
熔沸点，故A错误；
B．金属晶体中不含阴离子，由金属阳离子与自由电子构成，故B错误；
C．离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，如氢氧化钠、过氧化钠中，故C正确；
D．原子晶体中可能存在极性键，也可能存在非极性键，如二氧化硅、碳化硅晶体中，故D错误；
故选：C。
5．（2022·海南·琼海市嘉积第三中学高三阶段练习）在硼酸[B(OH) ]分子中，B原子与3个羟基相连，其
3
晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是
A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
【答案】C【解析】与石墨结构相似，则为sp2杂化；羟基间可形成氢键。
在硼酸[B(OH) ]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂
3
化轨道的类型与石墨中的碳原子相似，同为sp2杂化，同层分子间的主要作用力为氢键，层与层之间的作
用力是范德华力，C正确，选C。
6．（2022·湖北·高三开学考试）目前最热门的机器人材料液晶弹性体是一种最具代表性的智能材料，在外
界刺激下，其相态或分子结构会产生变化，进而改变液晶基元的排列顺序，从而导致材料本身发生宏观形
变，当撤去外界刺激后，液晶弹性体可以恢复到原来的形状。下列说法错误的是
A．该液晶同时具有各向异性和弹性
B．这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动
C．该液晶弹性体具有形状记忆功能
D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，而固体 是晶体
【答案】D
【解析】A．在外界刺激下，其相态或分子结构会产生变化，进而改变液晶基元的排列顺序，从而导致材
料本身发生宏观形变，当撤去外界刺激后，液晶弹性体可以恢复到原来的形状，说明该液晶同时具有各向
异性和弹性，A正确；
B．在外界刺激下，其相态或分子结构会产生变化，则这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等
进行驱动，B正确；
C．撤去外界刺激后，液晶弹性体可以恢复到原来的形状，则该液晶弹性体具有形状记忆功能，C正确；
D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，不是介于液态和固态之间的状态，D错误；
故选D。
7．（2022·上海杨浦·一模） 的结构片段为： ， ，下列说
法正确的是：
A．是共价化合物 B．为原子晶体 C．为离子晶体 D．原子最外层都是8电子
【答案】A
【解析】A． 由S、N两种元素组成，是共价化合物，故A正确；
B． 由分子构成，属于分子晶体，故B错误；
C． 由分子构成，属于分子晶体，故C错误；D． 中N原子形成3个共价键，最外层是8电子结构，S原子形成3个共价键，最外层不是8电子结
构，故D错误；
选A。
8．（2022·上海闵行·一模）科学家已成功将二氧化碳在高温高压下转化为类似二氧化硅的晶体结构。关于
这种二氧化碳晶体的叙述，错误的是
A．属于原子晶体 B．熔点比二氧化硅晶体低
C．每个原子都达到8电子稳定结构 D．每个碳原子与4个氧原子形成单键
【答案】B
【解析】A．这种二氧化碳晶体类似二氧化硅的晶体结构，属于原子晶体，故A正确；
B．二氧化碳晶体结构和二氧化硅晶体结构相似，都为原子晶体，C原子半径小于Si原子半径，所以C-O
键键能大于Si-O键，二氧化碳晶体熔点比二氧化硅晶体高，故B错误；
C．每个碳原子与4个氧原子通过1对共用电子对连接，每个氧原子与2个碳原子通过1对共用电子对连接，
所以晶体中C、O原子最外层电子都满足8电子结构，故C正确；
D．二氧化碳晶体结构和二氧化硅晶体结构相似，二氧化碳晶体中每个碳原子和4个氧原子形成单键，构
成正四面体结构，其键角是109°28′，故D正确；
故选B。
9．（2022·河北·石家庄精英中学高三阶段练习）化学关联生活，下列生活中的现象不能用金属键知识解释
的是
A．用铁制品做炊具 B．用金属铝制成导线
C．用铂金做首饰 D．铁器易生锈
【答案】D
【解析】A．用铁制品做炊具利于金属导热性，金属易导热是金属中自由电子运动时与金属离子发生碰撞
引起能量交换，能用金属键知识解释，A不符合题意；
B．金属导电性，是通电时自由电子定向移动导致，能用金属键知识解释，B不符合题意；
C．用铂金做首饰利用了金属光泽，金属光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键知识解释，C
不符合题意；
D．铁器易生锈是铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，不能用金属键知识解释，D符合题意。
故选D。
10．（2022·内蒙古·包钢一中高三阶段练习）下列说法正确的是
A．固体溶于水时，一定破坏了化学键B． 、 溶于水均只破坏离子键
C． 、 中所有原子最外层都满足8电子结构
D．金刚石和 熔化时，克服相同类型的作用力
【答案】C
【解析】A．固体溶于水时，不一定破坏了化学键，例如葡萄糖溶于水，A错误；
B． 中硫酸氢根离子中存在共价键，溶于水电离为氢离子、硫酸根离子，也破坏共价键，B错误；
C． 、 均为共价化合价物，且所有原子最外层都满足8电子结构，C正确；
D．金刚石和 分别为共价晶体、分子晶体，熔化时分别为破坏了共价键、分子间作用力，克服的不是相
同类型的作用力，D错误；
故选C。
11．（2022·辽宁·沈阳市第十中学高三阶段练习）在液氨中投入金属钠，迅速溶剂化得到蓝色电子液
，且过程中有少量 产生。下列说法正确的是
A．液氨为电解质
B．电子通过配位键和 结合
C． 和 示意图为：
D．钠与液氨的反应可表示为：
【答案】D
【解析】A．液氨中没有自由移动的离子，溶于水后生成一水合氨，故液氨为非电解质，A错误；
B．含有孤电子对和含有空轨道的原子之间容易形成配位键， NH 无空轨道含有孤电子对，故电子不是通
3
过配位键和 NH 结合，B错误；
3
C．e-(NH )y 中 NH 含有孤电子对，带负电，中心的e-也带负电，故NH 中的N原子应该朝外，故示意图
3 3 3
错误； Na+(NH )x 中Na+含有空轨道，NH 含有孤电子对，故形成配位键，故示意图正确，C错误；
3 3
D．反应中Na失去电子，只能是H得到电子形成氢气，反应可表示为：2Na+2NH =2NaNH +H ↑，D正确；
3 2 2故答案选D。
12．（2022·全国·高三专题练习）下列有关超分子的说法错误的是
A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体
B．分子形成超分子的作用可能是分子间作用力
C．超分子具有分子识别的特性
D．分子以共价键聚合形成超分子
【答案】D
【解析】A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，A正确；
B．超分子内部分子之间可以通过氢键、静电作用等分子间作用力结合在一起，B正确；
C．分子识别和自组装是超分子形成的两个重要方面，C正确；
D．超分子内部分子之间通过非共价键相结合，可以通过氢键、静电作用、堆积作用等结合在一起，D错
误；
综上所述答案为D。
【考点拓展】物质结构与性质运用
拓展一 物质结构与反应历程
1．（2022·四川·成都七中高三期中）天宫空间站有两对单翼翼展约30米的柔性太阳翼。关键部件为高性
能颗粒增强铝基复合材料(SiC/Al)。请回答：
(1)基态Si的价电子轨道表示式是_______。碳化硅的晶体类型是_______晶体。
(2)矾土含Al3+，《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”，茜草中的茜素与矾土中的Al3+、Ca2+生成的红色配合物X
是最早的媒染染料。
①C、N、O、Al的第一电离能从大到小的顺序为 _______。
②X中Al3+的配位数为 _______，C的杂化轨道类型是 _______。③茜素水溶性较好的原因是 _______。
(3)某硅、铁化合物晶胞如图2，铁有两种位置，分别用Fe1、Fe2(未画出)表示，Fe2占据硅形成的所有正四
面体空隙。
①距离Fe1最近的Fe1有 _______个。
②若将Fe1置于晶胞顶点，则位于此晶胞面心、体心的原子分别是 _______、_______(选填
“Si”、“Fe1”、“Fe2”)。
③若晶体密度为ρ g•cm﹣3，则两个最近的Fe1和Fe2之间的距离是 _______pm(不必化简)。
【答案】(1) 共价
(2) N＞O＞C＞Al 6 sp2 茜素含有亲水性的羟基、羰基，易与水形成数目较多的分子间氢键
(3) 12 Fe1 Si × ×1010
【解析】（1）Si是14号元素，根据构造原理可知基态Si原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p2，基态Si
的价电子排布式为3s23p2，其轨道表达式为 ；
SiC中Si原子与C原子之间以共价键结合形成立体网状结构，故SiC为共价晶体；
（2）①同一周期主族元素的第一电离能从左向右呈增大的趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族比相邻元素大，
活泼金属的第一电离能比非金属的小，所以C、N、O、Al的第一电离能从大到小的顺序为：N＞O＞C＞
Al；
②由图可知，Al与6个O原子成键；X中每个C原子形成3个σ键和1个π键，所以C原子杂化类型为
sp2；
③茜素含有亲水性的羟基、羰基，易与水形成数目较多的分子间氢键，使得茜素水溶性较好，导致该物质
比较易溶于水；
（3）①以体心的Fe1为例，距离体心的Fe1最近的Fe1位于棱心，一共由12个；
②若将Fe1置于晶胞顶点，则Fe1位于面心，则Si位于体心，故答案为：Fe1；Si；
③设晶胞边长为x pm，则晶胞体积为(x pm)3，即x3×10﹣30cm3，晶胞中Si原子个数为8× +6× =4，Fe2原
子位于正方体分割成的8个小立方体的体心，Fe1原子位于棱心和体心，则Fe原子个数为8+12× +1=12，
则晶胞质量为m= ，则晶胞密度ρ= ，则x= ，两个最
近的Fe1和Fe2之间的距离是体对角线的的 ，即 ，则其距离为 × 。
拓展二 物质结构与性质运用于新材料
2．（2021·陕西·西工大附中分校高三阶段练习）离子液体是一种由离子组成的液体，因具有许多独特的性
质而成为当前科学研究的热点之一， 是一种离子液体(记为X)。
(1)基态氮原子的最高能级电子排布图为_______，[FeCl ]-中铁的M能层中电子运动状态有_______种。
4
(2)X离子液体中的碳原子杂化轨道类型为_______，该物质中不存在_______(填字母标号)。
A．离子键 B．氢键 C．π键 D．配位键
(3)已知氯化铁熔点为306℃，易溶解在甲醇、乙醇中，氟化铁熔点高于1000℃，不溶于甲醇、乙醇。氟化
铁熔点远高于氯化铁的主要原因是_______。
(4)铁能形成多种氧化物，其中一种的晶胞结构如图所示：
该氧化物的化学式为_______，若O、Fe原子半径分别为apm、bpm，Fe与O在晶体中紧密接触，晶体密
度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数N =_______mol-1，空间利用率为_______(用含π、a、b的式子表示)。
A(5)从1200K 降温到298K时，面心立方型的γ-Fe变化为体心立方型的δ-Fe，配位数_______(填“变大”
“不变” 或 “变小”)。假定降温时Fe原子半径不变，体积变为高温时的_______倍(保留3位有效数字，
已知 =2.45)。
【答案】(1) 13
(2) sp2、sp3 B
(3)FeF 是离子晶体，而FeCl 是分子晶体
3 3
(4) FeO
(5) 变小 1.09
【解析】（1）N是7号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p3，所以基态氮原子的最高能级是2p能级，
有3个电子，由于原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子的能量低，稳
定，所以其电子排布图为 ；在[FeCl ]-中Fe元素化合价是+3价，Fe3+的核外电子排布式是
4
1s22s22p63s23p63d5，可见M能层中有13个电子，由于在任何原子中都不存在运动状态完全相同的电子，所
以M层电子的运动状态有13种。
（2）乙基中含有C原子形成4个共价键，这类C原子杂化类型是sp3杂化，形成五元环的C原子形成了大
π键，环上的C原子杂化类型是sp2杂化；该物质为离子化合物，阳离子与阴离子之间通过离子键结合，含
有离子键；在阳离子中含有共价键、大π键；在阴离子中含有配位键、共价键，不存在氢键，故选B
（3）三氯化铁熔点为306°C，熔点比较低，易溶解在甲醇、乙醇中，说明FeCl 为分子晶体，由分子构成；
3
而三氟化铁熔点高于1000°C，熔点高，不溶于甲醇、乙醇，说明FeF 为离子晶体，离子之间以强烈的离子
3
键结合，而FeCl 的分子之间以微弱的分子间作用力结合，FeCl 晶体中结构粒子是FeCl 分子，则三氟化铁
3 3 3
熔点远高于三氯化铁。
（4）晶胞中O原子数目为 、Fe原子数目为 ，n(Fe) : n(O)=4:4=1 : 1，所以晶体化
学式为 FeO；若O、Fe原子半径分别为apm、bpm， Fe与O在晶体中紧密接触，假设晶胞参数为L，
则根据原子的相对位置可知L=2(a+b)pm= 2(a+b)10-10cm，所以晶胞体积
，晶胞的质量为 ，解得；在该晶胞中含有4个Fe原子，4个O原子，空间利用率为
。
（5）体心立方时，铁的配位数为8，面心立方时，铁的配位数为12，从1200K 降温到298K时，面心立方
型 的γ- Fe变化为体心立方型的δ-Fe，配位数减小。
设Fe原子半径为r cm，晶胞的边长为a cm，则体心立方时，则有 ，故体心立方的密度
1
，面心立方时，设晶胞的边长acm，则有 ，故面心立方时的密度为
2
，又相同质量的铁的体积与密度成反比，假定降温时铁原子半径不变，体积变
为高温时的 倍。
