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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IB；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：nsO，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-HSi-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-CSi-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 ，FN，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：NaNa>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：NaClCsCl，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
