文档内容
题型 20 物质结构与性质基础
目录
.....................................................................................................................................1
【考向一】原子核外电子的排布......................................................................................................................1
【考向二】元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较..........................................................................4
【考向三】“两大理论”与微粒构型..............................................................................................................6
【考向四】分子性质与微粒作用....................................................................................................................10
【考向五】成键方式、晶体类型的判断........................................................................................................12
【考向六】晶体化学式及粒子数确定............................................................................................................15
【考向七】原子分数坐标分析方法................................................................................................................18
【考向八】有关晶胞参数的计算....................................................................................................................22
【考向九】解释原因类简答题........................................................................................................................27
...................................................................................................................................31
【考向一】原子核外电子的排布
【典例1】短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确
的是
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
【答案】A
【分析】由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：p能
级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，由此
可知：【解析】A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形，A正确；
B．基态R原子的价层电子排布式还可能为ns2np4，B错误；
C．R元素一共有4种可能，C错误；
D．R元素还有可能为C，D错误；
故选A。
1．能层、能级、原子轨道数及最多容纳电子数
能层 一 二 三 四 五 …
符号 K L M N O …
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … …
包含原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 … …
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … …
最多容纳电子数
2 8 18 32 … 2n2
2.常见原子轨道电子云轮廓图
原子轨道 电子云轮廓图形状 轨道个数
s 球形 1
p 哑铃(或纺锤)形 3(p，p，p)
x y z
3.基态原子的核外电子排布
（1）原子核外电子排布的“三规律”
能量最低原理 原子核外电子总是优先占有能量最低的原子轨道
泡利原理 每个原子轨道里，最多只能容纳2个自旋状态相反的电子
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
洪特规则
据一个轨道，而且自旋状态相同
（2）基态原子核外电子排布的四种表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe：3d64s2
电子排布图(或轨道表示式)
【易错点】原子轨道处于全空、半充满、全充满状态更稳定。 Cr、Cu 的电子排布式分别为
1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2。
【变式1-1】通常情况下，原子核外p、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定，称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则的证据的是
①某种激发态碳原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2
②基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
③基态He原子的电子排布式为1s2，基态H原子的电子排布式为1s1
④Fe2+容易失电子转变为Fe3+，表现出较强的还原性
A．①②④ B．②④ C．③④ D．①②③
【答案】B
【解析】①1s22s22p2为基态，能量最低，激发态碳(C)原子电子排布式为1s22s12p3，与洪特规则的特例无关，
故错误；
②基态铜（Cu）原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2，[Ar]3d104s1中d轨道处于全满，为稳定结
构，故正确；
③He的s轨道为全满状态，而H的s轨道为半满状态，故错误；
④亚铁离子的3d轨道排布为3d6，失去一个电子后，变为3d5后为半满状态，较稳定，所以 Fe2+容易失去
26
电子转变为稳定的 Fe3+，故正确；
26
故选B。
【变式1-2】（2023上·北京西城·高三北京育才学校校考期中）我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现，
月壤中存在一种含“水”矿物下列化学用语或图示表达不正确的是
A． 的电子式： B．基态 的价电子排布式：
C． 的 模型： D．基态S原子的价层电子的轨道表示式：
【答案】B
【分析】A．简单阳离子的电子式就是离子符号，复杂离子的电子式要有中括号，NaOH的电子式没有错，
A正确；
B．基态Fe2+的价电子排布式为3d6， B错误；
C．HO的中心原子的价层电子对数为4，2个孤电子对，C正确；
2
D．基态S原子的价电子排布式为3S23P4，价层电子的轨道表示式正确 ，D正确；
故选B。
【考向二】元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较
【典例2】（2024上·山东·高三统考期末）利用α粒子(即氦核 )轰击不同原子，获得人工放射性元素
和 ，合成反应如下： ； 。其中元素Y、Z的基态原子核外未成对电子数之比为1：3.下列说法正确的是
A．基态原子第一电离能：YB；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
n＋1
≫I
n
，则该元素的常见化合价为＋n。
2．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3．微粒半径的比较（以短周期为例）
（1）相同电性微粒半径大小的比较
①原子半径：左下角的钠最大
②阳离子半径：左下角的钠离子最大
③阴离子半径：左下角的磷离子最大
（2）不同电性微粒半径大小的比较
①同周期：阴离子半径＞阳离子半径，如Na+＜Cl－
②同元素：电子数越多，微粒半径越大，如Fe2+＞Fe3+
③同结构：质子数越多，离子半径越小，如Na+＜O2－
【变式2-1】（2024上·北京·高三统考期末）砷化镓( )太阳能电池大量应用于我国超低轨通遥一体卫
星星座。下列说法正确的是
A．原子半径： B．电子层数：
C．电负性： D．单质还原性：
【答案】C
【解析】A．原子半径同周期主族元素自左向右逐渐减小，原子半径： ，A错误；
B． 都是第四周期元素，电子层数相同，B错误；
C．电负性同周期主族元素自左向右逐渐增大，电负性： ，C正确；
D．单质还原性同周期主族元素自左向右逐渐减小，单质还原性： ，D错误；
故选C。
【变式2-2】（2024上·辽宁·高三校联考期末）某离子液体的阴离子结构如图所示，其中X、Y、Z、R、Q
是原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X原子的最外层电子中未成对电子数目与成对电子数目相
同。下列说法正确的是A．电负性：Z>R>Q
B．简单离子半径：Q>Z>Y
C．五种元素形成的简单氢化物中沸点最高的是Z
D．同周期主族元素中只有一种元素的第一电离能大于Z
【答案】C
【分析】X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X原子的最外层电子中未成对
电子数目与成对电子数目相同，可知X元素为C元素，结合Z元素的成键情况，可推断Z元素为O元素，
则Y元素为N元素，结合R形成一个共价键可推断R元素为F元素，结合Q元素形成六个共价键推断Q
元素为S元素；
【解析】A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属
性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：F>O>S，A错误；
B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：S2->N3->O2-，B
错误；
C．五种元素形成的简单氢化物中沸点最高的是氧元素形成的水，水常温下为液态，其它均为气体，C正
确；
D．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周
期相邻元素，同周期主族元素中N、F的第一电离能大于O，D错误；
故选C。
【考向三】“两大理论”与微粒构型
【典例3】（2024上·辽宁朝阳·高三统考期末）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列
说法正确的是
A． 和 的键角相同
B． 和 均为非极性分子
C． 和 的空间结构均为平面三角形
D． 和 的VSEPR模型均为四面体形
【答案】D
【解析】A． 空间结构为直线形，键角为180°， 空间结构为V形，键角为104.5°，A项错误；B． 分子中磷原子有一对孤对电子，空间结构为三角锥形，故 为极性分子，B项错误；
C． 的中心原子N的价层电子对数为3+ =3，空间结构为平面三角形， 的中心原子N
的价层电子对数为2+ =3，空间结构为V形，C项错误；
D． 和 的中心原子N的价层电子对数均为4，VSEPR模型均为四面体形，D项正确；
故选D。
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．与分子结构有关的两种理论
（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立体构型的关系
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
注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数。
（2）价层电子对互斥理论
①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排
斥，尽可能趋向彼此远离。
②价层电子对数的计算
中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电
子对数＋(a－xb)
其中a为中心原子的价电子数，x、b分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能
接受的电子数(H为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)。微粒为阳离子时，中心原子的价电子数要
减去离子所带电荷数；微粒为阴离子时，中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数。如 SO 中硫原子的
2孤电子对数为＝1；HO＋中氧原子的孤电子对数为＝1；CO中碳原子的孤电子对数为＝0。
3
【易错点】在计算孤电子对数时，出现0.5或1.5，则把小数进位为整数，即1或2。如NO 的中心原子N
2
的孤电子对数为＝0.5≈1，则价层电子对数为3，故VSEPR模型为平面三角形，分子立体构型为V形。
③利用价层电子对互斥理论判断分子(或离子)立体构型
价层电子对数 孤电子对数 分子(或离子)立体构型 示例
2 0 CO、BeCl
2 2
3 0 BF、SO 、CO
3 3
3 1 SO
2
4 0 CH、NH、SO、CCl
4 4
4 1 NH 、PCl 、HO＋
3 3 3
4 2 HO、HS
2 2
【变式3-1】（2023上·山东·高三山东省实验中学校考）W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主
族元素，其内层电子数之和为18，最外层电子数之和为28，它们所形成的阴离子具有很高的亲水性，可以
作为能源材料中的电解质，该离子结构如图所示。下列说法正确的是
A． 离子构型为四面体 B．YWX-离子构型为V形
C．非金属性：X＜W＜Q D．该阴离子中∠Y-X-Y为180°
【答案】A
【分析】W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，其内层电子数之和为18，最外层电子
数之和为28。从图中可以看出，W元素的化合价为4价，表明其最外层有4个电子，则W为碳；Q形成1个共价键，则Q应为氟；Y形成6个共价键，则最外层有6个电子，其为S；Z形成2个共价键，则Z为氧；
X形成2个共价键，又获得1个电子，所以X的最外层电子数为5，其为氮元素。从而得出W、X、Z、
Q、Y分别为C、N、O、F、S。
【解析】A． 离子的化学式为 ，其相当于 中的1个O原子被S替代，所以其构型与 相
似，为四面体结构，A正确；
B．YWX-离子为SCN-，其中心C原子的价层电子数为2，发生sp杂化，C原子的最外层无孤电子对，则
其构型为直线形，B不正确；
C．X、W、Q分别为N、C、F，它们的电子层数相同，为同周期元素，则非金属性：C＜N＜F，C不正确；
D．该阴离子中，S-N-S的中心N原子最外层存在孤电子对，对成键电子有排斥作用，所以∠S-N-S小于
180°，D不正确；
故选A。
【变式3-2】（2023上·河北邯郸·高三磁县第一中学校考）下列化学用语的表述正确的是
A． 杂化轨道模型： B．铍原子最外层电子的电子云图：
C．氨气分子的空间填充模型： D．质量数为127的碘原子：
【答案】A
【解析】A． 杂化轨道有1个s轨道和2个p轨道杂化形成，每个 杂化轨道含有 轨道成分，含有
轨道成分，A正确；
B．铍原子最外层电子位于 轨道，电子云图为球形，B错误；
C．氨气分子的空间构型为三角锥形，C错误；
D．质量数为127的碘原子： ，D错误；
故选A。
【考向四】分子性质与微粒作用
【典例4】（2024·广西·统考模拟预测）下列有关物质结构与性质的说法错误的是
A． 易溶于 ，可从 和 都是非极性分子的角度解释
B．对羟基苯甲酸存在分子内氢键，是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因
C． 溶于氨水，是由于 与 反应生成了可溶性配合物D．熔融 能导电，是由于熔融状态下产生了自由移动的 和
【答案】B
【解析】A．单质碘和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶的原理， 易溶于 ，A正确；
B．分子间氢键可以增大其熔沸点，则对羟基苯甲酸存在分子间氢键，是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主
要原因，B错误；
C．银离子可以和氨气形成配合物离子，导致氯化银可以溶解在氨水中，C正确；
D．氯化钠在熔融状态产生了自由移动的 和 ，从而可以导电，D正确；
故选B。
1．分子性质
（1）分子构型与分子极性的关系
（2）溶解性
“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂；若存在氢键，则
溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
（3）无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸可写成(HO) RO ，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的
m n
电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClOOF B．酸性：CHCOOH>CH FCOOH
2 2 3 2
C．分子的极性：O>O D．基态原子未成对电子数：Mn>Cr
2 3
【答案】A
【解析】A．氧的电负性大于氯，ClO中键合电子对偏向氧；氟电负性强于氧，OF 中键合电子对偏向氟，
2 2
两对键合电子对排斥小，键角就小键角，所以键角ClO＞OF ，故A正确；
2 2
B．F原子电负性大，吸电子能力强，所以极性CHCOOH＜CHFCOOH，CHFCOOH更能电离出氢离子，
3 2 2
所以酸性：CHCOOH＜CHFCOOH，故B错误；
3 2
C．O 是非极性分子，O 是极性分子，分子的极性：O＜O，故C错误；
2 3 2 3
D．基态原子Mn原子价电子排布式为3d84s2，未成对电子数为2；基态原子Cr原子价电子排布式为
3d54s1，未成对电子数为6，基态原子未成对电子数Mn＜Cr，故D错误。
答案选A。
【变式4-2】（2023上·北京西城·高三统考期末）下列事实不能用氢键解释的是
A．密度： B．沸点：
C．稳定性： D．溶解性(水中)：
【答案】C
【解析】A．水分子间存在氢键，氢键具有方向性，导致水结冰时存在较大空隙，密度比液态水小，A不
符题意；
B．水分子间可形成氢键，硫化氢分子间不能形成氢键，所以沸点： ，B不符题意；
C．原子半径： ，键长： ，键能： ，所以稳定性： ，与氢键无
关，C符合题意；
D．氨分子与水分子间可形成氢键，增大溶解性；甲烷分子与水分子间不能形成氢键，所以溶解性(水中)：
，D不符题意；
答案选C。【考向五】成键方式、晶体类型的判断
【典例5】（2023上·北京·高三北京一七一中校考）用 表示阿伏加德罗常数．下列说法正确的是
A．标准状况下，22.4L乙炔中 键数为 ， 键数为
B．质量相同的 和 所含的分子数相同
C．同温同压下，相同体积的 和 所含的原子数相同
D．12g金刚石中C―C键数为
【答案】A
【解析】A．标准状况下，22.4L乙炔的物质的量为1mol，CH CH中 键数为3， 键数为2，则1mol乙
炔中 键数为 ， 键数为 ，故A正确；
B．质量相同的HO和DO（重水）的物质的量之比为20：18，分子数之比为20：18，不相同，故B错误；
2 2
C．同温同压下，相同体积的 和 物质的量相等，所含的原子数不相同，故C错误；
D．12g碳是1mol，形成金刚石时一个碳形成4个共价键，而每个共价键同属于两个碳，所以12g金刚石
中含有碳碳键数为2N ，故D错误；
A
故选A。
1．σ键、π键的判断
（1）由轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键
（2）由共用电子对数判断：单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键
（3）由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键
配合物中σ键的算法 配位键是一种特殊的共价键
1mol Ni(CO) 中含___molσ键 4个CO中含有4个σ键，外加4个配位键，也属于σ键，总共8个σ键
4
2．晶体类别的判断方法
（1）依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子
依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体
（2）依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如KO、NaO 等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体
2 2 2
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是
分子晶体
③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有 SiC、SiO、AlN、
2BP、CaAs等
④金属单质、合金是金属晶体
（3）依据晶体的熔点判断
不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、
铂等熔点很高，铯等熔点很低
（4）依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电
②原子晶体一般为非导体
③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，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
（5）依据硬度和机械性能判断
一般情况下，硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展
性
【变式5-1】（2023上·北京·高三北京市第一六一中学校考）下列化学用语或图示表达不正确的是
A． 的空间结构模型：
B．HO的VSEPR模型
2
C．二氧化碳的电子式：
D．p-pπ键电子云轮廓图
【答案】A
【解析】A．在 中，中心P原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，则其空间构型为正四面体，空间
结构模型为 ，A不正确；
B．HO的中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，则其VSEPR模型为四面体，即为 ，B正
2
确；
C．二氧化碳分子中，C原子与每个O原子形成2对共用电子，其电子式为 ，C正确；
D．p-pπ键是两个p轨道肩并肩重叠，其电子云轮廓图为 ，D正确；
故选A。
【变式5-2】（2023上·湖南长沙·高三统考）下列有关晶体结构说法正确的是A．在NaCl晶胞中，与 最邻近且等距离的 有6个
B．在干冰晶体中，每个晶胞拥有6个 分子
C． 晶胞中 的配位数为4
D．该气态团簇分子的化学式为
【答案】D
【解析】A．根据NaCl晶胞可知，与 最邻近且等距离的 位于各棱心，共计12个，A错误；
B．根据干冰晶胞可知，CO 位于顶点和面心，利用均摊法，每个晶胞拥有CO 的个数： ，B
2 2
错误；
C．取任意面心 为中心，与其距离最近且相等的 由8个，配位数为8，C错误；
D．气态团簇分子不用于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子和4个F原子，则分子式 ，D正确；
答案选D。
【考向六】晶体化学式及粒子数确定
【典例6】（2024上·辽宁锦州·高三统考期末）一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知
化合物的摩尔质量为 ，晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为 。下列说法错误的是
A．该化合物的化学式可表示为MnSe B．与Se原子距离最近的Se原子有12个
C．Mn、Se原子的最近距离是 D．晶胞密度为
【答案】C【解析】A．根据均摊原则，晶胞中Se原子数为 、Mn原子数为4，该化合物的化学式可表
示为MnSe，故A正确；
B．根据图示，与Se原子距离最近的Se原子有12个，故B正确；
C．Mn、Se原子的最近距离为体对角线的 ，距离 ，故C错误；
D．每个晶胞中含有4个Se、4个Mn，所以晶胞密度为 ，故D正确；
选C。
1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
（1）原则：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，每个晶胞对这个原子分得的份
额就是
（2）方法：
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个
平面型
碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占
2．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目晶体 NaCl CsCl ZnS CaF 金刚石
2
晶体结构
4个Na 4个Ca2
1个Cs+， 4个S2－，
粒子数目 ＋， ＋， 8个C
1个Cl－ 4个Zn2＋
4个Cl－ 8个F－
晶体 简单立方 体心立方 面心立方 氮化硼 干冰
晶体结构
粒子数目 1个原子 2个原子 4个原子 4个B，4个N 4个CO
2
【变式6-1】（2023上·北京顺义·高三北京市顺义区第一中学校考期中）硅烷（ ）可用于制造高纯硅，
而 可由硅化镁（熔点1102℃）制得，硅化镁晶体的晶胞如图所示，每个Mg原子位于Si原子组成的四
面体中心。下列说法不正确的是
A．硅化镁可能为分子晶体 B．硅化镁的化学式为
C．每个晶胞中含有8个Mg原子 D．每个Si原子周围距离最近且等距的Mg原子有8个
【答案】A
【解析】A．硅化镁的熔点为1102℃，不是分子晶体，故A错误；
B．镁原子的个数为8，硅原子的个数为8× +6× =4，硅化镁的化学式为 ，故B正确；
C．根据结构可知，每个晶胞中含有8个Mg原子，故C正确；
D．根据晶胞结构可知，每个Si原子周围距离最近且等距的Mg原子有8个，故D正确；
故选A。【变式6-2】（2023上·山东·高三校联考）钙钛矿具有独特的晶体结构，广泛应用于传感器、固体电阻器等
诸多领域。图1、2均为钙钛矿型化合物，其中图1中另两种离子为 、 ，图2中另两种离子为 和
。
下列说法错误的是
A．钛酸钙的化学式为 B．图2中，Y为
C． 中含有配位键 D．晶胞中与每个 紧邻的 有12个
【答案】B
【解析】A．根据均摊原则，晶胞中Ca2+数为 、A离子数为 、B离子数为1，根据化合价
代数和等于0，A是O2-、B是Ti4+，钛酸钙的化学式为 ，故A正确；
B．根据均摊原则，图2中， 数为 、X离子数为1、Y离子数 ，根据化合价代数和
等于0，Y为 、X为 ，故B错误；
C．N原子能形成3个共价键， 中有1个N-H键为配位键，故C正确；
D．根据图示，图1中与每个 紧邻的 有12个，故D正确；
选B。
【考向七】原子分数坐标分析方法
【典例7】（2023上·黑龙江·高三牡丹江一中校考期末）砷化镉晶胞结构如图，图1中“①”和“②”位
是“真空”，晶胞参数为apm，建立如图2，①号位的坐标为( ， ， )。已知：砷化镉的摩尔质量为
Mg·mol-1，N 为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
AA．砷化镉中Cd与As原子个数比为3：2
B．两个Cd原子间最短距离为0.5a pm
C．③号位原子坐标参数为( ，1， )
D．该晶胞的密度为N (a×10—10)3g·cm-3
A
【答案】D
【解析】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的镉原子个数为6，位于顶点和面心的砷原子的个数为8×
+6× =4，则镉与砷原子个数比为3：2，故A正确；
B．由晶胞结构可知，两个镉原子间最短距离为边长的 ，则最短距离为apm× =0.5apm，故B正确；
C．由位于体对角线 处①号位的坐标为( ， ， )可知，晶胞的边长为1，则位于位于右侧面的面心上
的③号位原子坐标参数为( ，1， )，故C正确；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的镉原子个数为6，位于顶点和面心的砷原子的个数为8× +6×
=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得： =(10—10 a)3d，解得d= ，故D错误；
故选D。
1．原子分数坐标参数
（1）含义：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标
（2）原子分数坐标的确定方法
①依据已知原子的坐标确定坐标系取向
②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位
③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标
（3）示例
晶胞中原子坐标
A(0，0，0)， B(0，1，0)， C(1，1，0)， D(1，0，0)，E(0，0，1)， F(0，1，1)， G(1，1，1)， H(1，0，1)，
体心：(，，)， 上面心：(，，1)， 下面心：(，，0)，
z 左面心：(，0，)，右面心：(，1，)， 前面心：(1，，)，
E
F 后面心：(0，，)
H G
2．典型晶胞结构模型的原子分数坐标
A
B y
（1）简单立方体模型粒子坐标
D C
x 粒子坐标
若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3的原子分数坐标为(1，
1，0)，7为(1，1，1)
（2）体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图
粒子坐标
若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6的原子分数坐
标为(0，1，1)，7为(1，1，1)，9为(，，)
（3）面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图
粒子坐标
若1(0，0，0)，13(，，0)，12(1，，)，则15的原子分数坐标
为(，1，)，11为(，，1)
（4）金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图
粒子坐标
若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、
3、4的坐标分别为(，，)、(，，)、(，，)、(，，)
【变式7-1】（2023上·河南濮阳·高三濮阳一高校考期中）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示。已知晶胞参数为q nm，乙图为晶胞的俯视图，a点的原子分数坐标为 。
下列说法正确的是
A．晶胞中硒原子的配位数为12
B．晶胞中d点的原子分数坐标为
C．相邻两个Zn原子的最短距离为 nm
D．Zn和Se在元素周期表中分别位于d区与p区
【答案】B
【解析】A．该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误；
B．该晶胞中a点坐标为 ，b点坐标为 ，则a原子位于坐标原点，b原子在坐标轴正方向空
间内，由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为 ，即d原
子的坐标为 ，B正确；
C．面对角线的两个Zn原子距离最短，为 ，C错误；
D．Zn的价层电子排布式为 ，位于ds区，Se的价层电子排布式为 ，位于p区，D错误；
故选B。
【变式7-2】（2024上·黑龙江齐齐哈尔·高三齐齐哈尔市第八中学校校考）一种铜的溴化物晶胞结构如图所
示。下列说法正确的是A．该化合物的化学式为CuBr
2
B．铜原子的配位数为12
C．与每个Br紧邻的Br有6个
D．由图中P点和Q点原子的分数坐标，可确定R点原子的分数坐标为( ， ， )
【答案】D
【解析】A．该晶胞中，溴原子位于8个顶点和6个面心，共有 个，铜原子位于晶胞内部，
共有4个，故该化合物的化学式为 ，故A错误；
B．1个铜原子连接4个溴原子，则铜原子的配位数是4，故B错误；
C．溴原子位于晶胞的顶点和面心，与干冰结构类似，所以与每个Br紧邻的Br有12个，故C错误；
D．R点原子在x、y、z三个坐标轴中的坐标均为 ，故坐标参数为( )，故D正确；
故答案选D。
【考向八】有关晶胞参数的计算
【典例8】科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为 。阿伏加德罗
常数的值为 。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与 最近且距离相等的 有6个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面
D．晶体的密度为
【答案】B
【解析】A．晶胞中K位于顶点，每个晶胞中含K原子 个，Ca位于体心，每个晶胞中含Ca原子1
个，B和C位于面心，每个晶胞中含B原子和C原子各 个，则晶体最简化学式为 ，A正确；
B．晶体中与 位于顶点， 位于体心，则晶体中与 最近且距离相等的 有8个，B错误；
C．晶胞中B和C原子构成的多面体，有6个面位于晶胞的六个面上，上半部分和下半部分还各有4个面，
故该多面体共有14个面，C正确；
D． 的摩尔质量为217g/mol，一个晶胞的质量为 ，体积为 ，故晶体的密度为
，D正确；
故选B。
1．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＋)
NaCl
有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12
型
个；（2）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
离子
个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；
晶体
CsCl型
（2）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
简单立方堆
典型代表为Po，空间利用率为52%，配位数为6
积
体心立方堆 典型代表为Na、K、Fe，空间利用率为68%，配
积 位数为8
金属
晶体
六方最密堆 典型代表为Mg、Zn、Ti，空间利用率为74%，配
积 位数为12
面心立方 典型代表为Cu、Ag、Au，空间利用率为74%，
最密堆积 配位数为12（1）8个CO 分子构成立方体且在6个面心又各
2
分子
干冰 占据1个CO 分子；（2）每个CO 分子周围等距
2 2
晶体
且紧邻的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
金刚石 109°28′；（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
原子
的形成，C原子数与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
SiO
2
“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2；（3）最小环上有12个原
子，即6个O和6个Si
2．晶胞参数(边长)与半径的关系
晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系
简单立 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
方晶胞 r，则有a=2r
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
体心立
r，体对角线长为c，则有c＝√3a＝
方晶胞
4r
面心立 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
方晶胞 r，则有4r＝√2a
晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长
六方最
为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍
密堆积
晶胞 四面体高G点是空的，没有球，是正立方体
的体心，A球心到E球心，是2个
半径，即一个直径；同样，E球心到
G，是2个半径，即一个直径，所以
AG是两个直径，体对角线是AG的
金刚石
两倍，所以体对角线是4个直径，
晶胞
金刚石晶胞
即8r，则有8r＝√3a
晶胞参数(边长)为a，原子球半径为
r，则有8r＝√3a。(体对角线上五球
相切，其中有两个假想球)
3．晶体密度及微粒间距离的计算
晶体密度的计算公式推导过程
N x
N N
若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝ A＝ Amol
x
⋅M
x
⋅M
m
=
N
A
=
x⋅M
N V a3 N ⋅a3
晶胞的质量为：m＝n·M＝ A g，则密度为：ρ＝ A
右图为CsCl晶体的晶胞
假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，N 为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则
A
CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3
4．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(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比
4
球数× π⋅r3
V 3
空间利用率= 球 = ×100%
②
V
晶胞
a3
（2）金属晶体空间利用率分类简析
类型 晶体结构示意图 图示关系
简单 原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V 球 ＝πr3，V 晶胞 ＝(2r)3
立方 π
堆积 ＝8r3，空间利用率＝×100%＝×100%＝ 6 ≈52%原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2
体心
＋b2得a＝r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝
立方
√3π
晶胞
8
×100%＝×100%＝ ≈68%
原子的半径为 r，面对角线为 4r，a＝2r，V ＝a3＝(2r)3＝
面心 晶胞
立方
16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%
最密 √2π
堆积 6
＝ ≈74%
原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则
六方
底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V
晶胞
＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3，1个
最密 √2π
堆积 晶胞中有 2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝ 6
≈74%
设原子半径为R，由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两
金刚 个碳原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出
石型 晶胞参数：a＝b＝c＝R，α＝β＝γ＝90°。每个晶胞中包含八个原
堆积 金刚石晶胞 子。
η＝×100%＝×100%≈34.01%
【变式8-1】（2023上·贵州贵阳·高三贵阳一中校考）钙钛矿电池是第三代非硅薄膜太阳能电池的代表，具
有较高的能量转化效率。如图是一种边长为 的钙钛矿的正方体晶胞结构，其中 原子占据正方体中
心，O原子位于每条棱的中点。其中以原子1为原点，原子2的坐标为 。下列有关说法错误的是
A．原子3的坐标为 B． 原子与 原子最近距离为
C．距离 原子最近的O原子有6个 D．该晶胞密度约为
【答案】B【解析】A．原子1为原点，原子2的坐标为 ，则原子3的坐标为 ，A正确；
B． 原子与 原子最近距离为体对角线的一半，晶胞边长为 ，体对角线的一半为 ，B错误；
C．如图，以顶点 原子为中心，与该晶胞及周围晶胞距离最近的O原子有6个，围成正八面体，C正确；
D．该晶胞中含有1个 ，1个Ti，3个O， 摩尔质量为136g/mol，晶胞边长为 ，可得该晶胞
密度约为 ，D正确；
故选B。
【变式8-2】（2024上·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考期末）已知Mg、Al、O三种元素组成尖晶石型
晶体结构，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中 和 都在小晶格内部， 部分
在小晶格内部，部分在小晶格顶点(如图)，下列分析错误的是
A．该晶体为离子晶体
B．该物质的化学式为
C．晶胞中，距离 等距且最近的 数为12
D． 与 之间最近的距离是
【答案】D
【解析】A．从题干信息可知，构成晶体的微粒为 、 、 ，则该晶体为离子晶体，A正确；
B．在晶胞结构中， 位于晶胞顶角、面心及A型小晶格体心，共 个， 位于晶胞
B型小晶格体内，共 个， 位于晶胞A型小晶格及B型小晶格体内，共 ，在晶胞
中 、 、 个数比为8:16:32=1:2:4，化学式为 ，B正确；
C．在B型小晶格内与 等距且最近的 有3个，在晶体中，每个 参与形成4个B型小晶格，
故距离 等距且最近的 数为12，C正确；
D．在A型小晶格或B型小晶格内， 与 之间最近的距离是体对角线的 ，故
，D错误；答案选D。
【考向九】解释原因类简答题
【典例9】（2023·全国·高三专题练习）钛酸钙具有特殊的物理、化学性质，钛酸钙结构材料是当前材料科
学研究领域的热点之一，回答下列问题。
（1）钛在元素周期表中的位置是 。
（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+ 表示，与之相反的则用- 表示，
称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。从结构角度解
释TiCl 中Ti还原性较强的原因 。
3
（3）离子半径Ca2+>Ti4+，理由是 。
【答案】（1）第四周期第ⅣB族
（2） +1或-1 +3价Ti外围电子为3d1，失去一个电子后，3d能级处于全空稳定状态
（3）Ca2+和Ti4+电子层结构相同，核电荷数Ti＞Ca，导致离子半径Ca2+大于Ti4+
【分析】Ti核电荷数为22，位于周期表的第四周期第ⅣB族 ，价电子排布式为3d24s2，
价电子排布图为 。
【解析】（1）Ti原子核电荷数为22，钛位于周期表的第四周期第ⅣB族；
（2）Ti价电子排布式为3d24s2价电子排布图为 3d2是分占2个d轨道、
自旋方向相同的2个电子，4s轨道填了自旋方向相反的2个电子，则其价电子自旋磁量子数的代数和为
或 ；+3价Ti外围电子为3d1，失去一个电子后，3d能级处于全空稳定状态，因此
TiCl 中Ti(Ⅲ)还原性较强；
3
（3）Ca2+和Ti4+核外均为18电子，电子层结构相同，核电荷数Ti＞Ca，导致离子半径Ca2+大于Ti4+ ；
1．晶体熔、沸点的比较
（1）不同类型晶体熔、沸点的比较
①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体
②金属晶体的熔、沸点差别很大，如：钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低
（2）同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小
①共价晶体：看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小规律：原子半径越小 键长越短 键能越大 熔沸点越高
如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
②离子晶体：看离子键的强弱，取决于阴、阳离子半径大小和所带电荷数
规律：衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越
大。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶
体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl
③分子晶体：看分子间作用力 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性)
a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，
如沸点：HO＞HTe＞HSe＞HS
2 2 2 2
b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如沸点：SnH ＞GeH ＞SiH＞CH
4 4 4 4
c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如沸点：CO＞N
2
d．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
④金属晶体：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数
规律：金属离子的半径越小，离子的电荷数越多，其金属键越强，金属的熔、沸点就越高
如熔、沸点：Na＜Mg＜Al
【变式9-1】（2023上·上海浦东新·高三上海市洋泾中学校考）关于化学键和分子间作用力的理论是关于物
质结构的基本理论。
（1）N、P、As 电负性由大到小的顺序为 。
（2）用“>”或“<”填空：
第一电离能 离子半径 熔点 酸性
O2- Na
Si S NaCl Si HSO HClO
2 4 4
＋
（3）MgCl 在工业上应用广泛，可由 MgO 制备。MgO 的熔点比 BaO 的熔点 (填“高” 或
2
“低”)。
（4）HCHO 分子的立体构型为 形，它与 H 加成后，加成产物的熔、沸点比 CH 的熔、沸点
2 4
高，其主要原因是 (须指明加成产物是何物质) 。
（5）已知 HO 分子的结构如图所示：HO 分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，
2 2 2 2
两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为 93o52′，而两个O—H 键与O—O 键的夹角均为96o52′。
①HO 分子是含有 键和 键的 (填“极性”或“非极性”)分子。
2 2
②H O 难溶于 CS，简要说明理由： 。
2 2 2
【答案】（1）N>P>S（2） < > < <
（3）高
（4） 平面三角 加成产物 CHOH 分子之间能形成氢键
3
（5） 极性 非极性 极性 HO 为极性分子，而 CS 为非极性溶剂，根据“相似相溶”
2 2 2
规律，HO 难溶于 CS
2 2 2
【解析】（1）N、P、As同主族自上而下电负性逐渐增大，所以电负性由大到小的顺序为N>P>S，答案：
N>P>S；
（2）第一电离能Si 。NaCl为离子晶体，Si为共价晶体，所以熔点NaCl；<；<；
2 4 4
（3）MgO 、 BaO 均为离子晶体， 半径小于 ，MgO离子键强，熔点高。答案：高；
（4）HCHO中心碳原子形成3个σ键，中心碳原子无孤电子对，所以HCHO 分子的立体构型为平面三角
形。HCHO它与 H 加成生成乙醇。乙醇的熔、沸点比 CH 的熔、沸点高，其主要原因是加成产物
2 4
CHOH 分子之间能形成氢键，答案：平面三角；加成产物 CHOH 分子之间能形成氢键；
3 3
（5）①HO 分子含有的H-O键为极性键， O-O键为非极性键，正负电荷中心不重合，为极性分子。答
2 2
案：极性；非极性；极性；
②分子的溶解性可根据“相似相溶”规律解释，HO 为极性分子，而 CS 为非极性溶剂，根据“相似相
2 2 2
溶”规律，HO 难溶于 CS。
2 2 2
【变式9-2】（2023上·上海杨浦·高三复旦附中校考）NH 、HO 以及分子 PH 的空间结构和相应的键角
3 2 3
如下图所示。
（1）PH 中P的杂化类型是 ，HO 的键角小于 NH ，分析原因 。
3 2 3
（2）HO、PH 、KH按熔点由高到低的顺序排列为 。
2 3
（3） 的分子内部存在氢键，画出含氢键的分子结构： ，形成分子内氢键一般会使
得熔点 。(填“升高”或“降低”)
【答案】（1） sp3 NH 含有1个孤电子对，而HO含有2个孤电子对，HO中的孤电子对对成键
3 2 2
电子对的排斥作用较大
（2）KH>H O>PH
2 3（3） 较低
【解析】（1）由结构可知PH 中P的价层电子对数为4，P采用sp3杂化；
3
NH 含有1个孤电子对，而HO含有2个孤电子对，HO中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因
3 2 2
此HO 的键角小于 NH ；
2 3
（2）KH为离子晶体，HO、PH 均为分子晶体，HO分子间存在氢键，因此熔点：KH>H O>PH ；
2 3 2 2 3
（3） 的分子内部F原子与羟基H之间存在氢键，可表示为： ；形成分子内氢键使得分
子间作用力减弱，一般会使得熔点降低。
1．（2023·福建卷）某含锰着色剂的化学式为 ，Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元
素，其中 具有正四面体空间结构， 结构如图所示。下列说法正确的是
A．键角： B．简单氢化物沸点：
C．第一电离能： D．最高价氧化物对应的水化物酸性：
【答案】C
【分析】由题意，Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素，其中 具有正四面体空间结构，可
知 为 ，故Y为H，X为N；同时分析 结构，可知Q正常情况应该成两根键，Q为ⅥA的元
素，同时Z也成5根键，Z为ⅤA的元素，故Q为O,Z为P。
【解析】A． 和 都是sp3杂化，但是 中有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用
更大，在一个 是三角锥形结构，而 是正四面体结构，故键角： ＜ ，A错误；
B．X、Q、Z分别为N、O、P，沸点顺序为 ,正确顺序为Q＞X＞Z，B错误;C．同主族元素从上到下第一电离能减小，同周期从左到右第一电离能有增大的趋势，故第一电离能：N＞
O＞Mn，C正确;
D．Z的最高价氧化物对应的水化物为 ,X最高价氧化物对应的水化物为 ,前者为中强酸而后者
为强酸，D错误；
故选C。
2．（2023·重庆卷）“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由 和 (钇，原
子序数比 大13)组成，下列说法正确的是
A．Y位于元素周期表的第ⅢB族
B．基态 原子的核外电子填充在6个轨道中
C．5种元素中，第一电离能最小的是
D．5种元素中，电负性最大的是
【答案】A
【解析】A．钇原子序数比 大13，为39号元素，为元素周期表的第五周期第ⅢB族，A正确；
B．钙为20号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，基态 原子的核外电子填充在10个轨道中，
B错误；
C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离
能变大，5种元素中，钙第一电离能比铁小，C错误；
D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，
非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；5种元素中，电负性最大的是O，D错误；
故选A。
3．（2023·江苏卷）元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是
A．原子半径： B．第一电离能：
C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
【答案】D
【解析】A．同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径： ，A错误；
B．同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能： ，B错误；
C．晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C 为分子晶体，C错
60
误；
D．周期表中元素Si附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，D正确。
故选D。
4．（2023·海南卷）下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A． 分子呈正四面体，键角为
B．NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关
C．Cu基态原子核外电子排布符合构造原理D． 是由极性键构成的极性分子
【答案】D
【解析】A． 分子呈正四面体，磷原子在正四面体的四个顶点处，键角为 ，A错误；
B．NaCl焰色试验为黄色，与Na电子跃迁有关，B错误；
C．Cu基态原子核外电子排布不符合构造原理，考虑了半满规则和全满规则，价电子排布式为3d104s1，这
样能量更低更稳定，C错误；
D. 的构型是V形，因此是由极性键构成的极性分子，D正确；
故选D。
5．（2023·广东卷）化合物 可作肥料，所含的5种元素位于主族，在每个短周期均有分布，仅有
Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满，X的基态原子价层电子排布式为 ，X与M同周期，E
在地壳中含量最多。下列说法正确的是
A．元素电负性： B．氢化物沸点：
C．第一电离能： D． 和 的空间结构均为三角锥形
【答案】A
【分析】E在地壳中含量最多为氧元素，X的基态原子价层电子排布式为 ，所以 ， ，X为
镁或者 ，X为锂，Y的基态原子价层p轨道半充满所以可能为氮或磷，Y和M同族所以为氮或磷，根
据X与M同周期、 化合价之和为零，可确定Z为氢元素、M为磷元素、X为镁元素、E为氧元
素、Y氮元素。
【解析】A．元素电负性：氧大于氮大于氢，A正确；
B．磷化氢、氨气、水固体均是分子晶体，氨气、水固体中都存在氢键沸点高，磷化氢没有氢键沸点低，
所以氢化物沸点：冰大于氨大于磷化氢，B错误；
C．同周期第一电离能自左向右总趋势逐渐增大，当出现第ⅡA族和第ⅤA族时比左右两侧元素电离能都
要大，所以氮大于氧大于镁 ，C错误；
D． 价层电子对为 ，有一对孤电子对，空间结构为三角锥形， 价层电子对为 ，没有
孤电子对， 空间结构为平面三角形，D错误；
故选A。
6．（2023·重庆卷） 和 均可发生水解反应，其中 的水解机理示意图如下：
下列说法正确的是
A． 和 均为极性分子 B． 和 中的 均为 杂化C． 和 的水解反应机理相同 D． 和 均能与 形成氢键
【答案】D
【解析】A． 中中心原子N周围的价层电子对数为：3+ =4，故空间构型为三角锥形，其分子
中正、负电荷中心不重合，为极性分子，而 中中心原子周围的价层电子对数为：4+ =4，是
正四面体形结构，为非极性分子，A错误；
B． 和 中中心原子N周围的价层电子对数均为：3+ =4，故二者 均为 杂化，B错误；
C．由题干NCl 反应历程图可知，NCl 水解时首先HO中的H原子与NCl 上的孤电子对结合，O与Cl结
3 3 2 3
合形成HClO，而SiCl 上无孤电子对，故SiCl 的水解反应机理与之不相同，C错误；
4 4
D． 和 分子中均存在N-H键和孤电子对，故均能与 形成氢键，D正确；
故答案为：D。
7．（2023·河北卷）锆 是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方
晶胞， 为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．该氧化物的化学式为
B．该氧化物的密度为
C． 原子之间的最短距离为
D．若坐标取向不变，将p点 原子平移至原点，则q点 原子位于晶胞 面的面心
【答案】B
【解析】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、 个O，则立方氧化锆的化学式为
ZrO，选项A正确；
2B．结合A分析可知，晶体密度为 ，选项B错误；
C． 原子之间的最短距离为面对角线的一般，即 ，选项C正确；
D．根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点 原子平移至原点，则垂直向下，q点 原子位于晶
胞 面的面心，选项D正确；
答案选B。
8．（2023·河北卷）物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
选项 实例 解释
A 用 替代 填充探空气球更安全 的电子构型稳定，不易得失电子
B 与 形成配合物 中的B有空轨道接受 中N的孤电子对
C 碱金属中 的熔点最高 碱金属中 的价电子数最少，金属键最强
D 不存在稳定的 分子 N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个 键
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．氢气具有可燃性，使用氢气填充气球存在一定的安全隐患，而相比之下,氦气是一种惰性气体,
不易燃烧或爆炸，因此使用电子构型稳定，不易得失电子的氦气填充气球更加安全可靠，故A正确；
B．三氟化硼分子中硼原子具有空轨道，能与氨分子中具有孤对电子的氮原子形成配位键，所以三氟化硼
能与氨分子形成配合物 ，故B正确；
C．碱金属元素的价电子数相等，都为1，锂离子的离子半径在碱金属中最小，形成的金属键最强，所以碱
金属中锂的熔点最高，故C错误；
D．氮原子价层只有4个原子轨道，3个不成对电子，由共价键的饱和性可知，氮原子不能形成5个氮氟键，
所以不存在稳定的五氟化氮分子，故D正确；
故选C。
9．（2023·重庆卷）配合物[MA L]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是
2 2
A．中心原子的配位数是4 B．晶胞中配合物分子的数目为2
C．晶体中相邻分子间存在范德华力 D．该晶体属于混合型晶体【答案】D
【解析】A．由题干配合物[MA L]的分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4个配位键，故中心原
2 2
子M的配位数是4，A正确；
B．由题干图示晶胞结构可知，晶胞中配合物分子的数目为 =2，B正确；
C．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C正确；
D．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，D错误；
故答案为：D。
10．（2023·浙江卷）氮的化合物种类繁多，应用广泛。
请回答：
（1）基态N原子的价层电子排布式是 。
（2）与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是 。
A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：
B．化学键中离子键成分的百分数：
C．最简单的氮烯分子式：
D．氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为 。
③给出 的能力： (填“>”或“<”)，理由是 。
（3）某含氮化合物晶胞如图，其化学式为 ，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为
。
【答案】（1）2s22p3
（2） A NH ( ，m为正整数) ＜ 形成配位键后，由于Cu对电子
n n+2−2m
的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
（3） CaCN 6
2【解析】（1）N核电荷数为7，核外有7个电子，基态N原子电子排布式为1s22s22p3，则基态N原子的价
层电子排布式是2s22p3；故答案为：2s22p3。
（2）①A．能量最低的激发态N原子应该是2p能级上一个电子跃迁到3s能级，其电子排布式：
，故A错误；B．钙的金属性比镁的金属性强，则化学键中离子键成分的百分数：
，故B正确；C．氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，
则其分子式： ，故C正确；D．氮烷中N原子有一对孤对电子，有三个价键，则氮原子的杂化方式
都是 ，故D正确；综上所述，答案为：A。
②氮和氢形成的无环氮多烯，一个氮的氮烷为NH ，两个氮的氮烷为NH，三个氮的氮烷为NH，四个氮
3 2 4 3 5
的氮烷为NH，设分子中氮原子数为n，其氮烷分子式通式为NH ，根据又一个氮氮双键，则少2个氢
4 6 n n+2
原子，因此当双键数为m，其分子式通式为NH ( ，m为正整数)；故答案为：NH ( ，
n n+2−2m n n+2−2m
m为正整数)。
③ 形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，
故其更易断裂，因此给出 的能力： ＜ (填“>”或“<”)；故答案为：＜； 形成
配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂。
（3）钙个数为 ， 个数为 ，则其化学式为CaCN ；根据六方最密
2
堆积图 ，以上面的面心分析下面红色的有3个，同理上面也应该有3个，本体中分析得到
，以这个 进行分析，其俯视图为 ，因此距离最近的钙离子个数为
6，其配位数为6；故答案为：CaCN ；6。
2
1．下列说法或化学用语的使用正确的是
A．符号为M的能层最多容纳的电子数为32个
B．构造原理呈现的能级交错源于光谱学实验C．Se的价层电子排布为：3d104s24p4
D．Ni的简化电子排布式：[Ar]3d94s1
【答案】B
【解析】A．符号为M是第3层，第3层包含3s、3p、3d三个能级，最多容纳的电子数为18个，故A错
误；
B．以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理，构造原
理呈现的能级交错源于光谱学实验，故B正确；
C．Se位于第4周期第VIA族，价层电子排布为：4s24p4，故C错误；
D．Ni是28号元素，简化电子排布式：[Ar]3d84s2，故D错误；
故答案为B。
2．（2023上·全国·高三校联考期末）工业上可用 处理水体中的氨氮(NH 、NH )生成 。下列说
3
法正确的是
A．原子半径：
B．电负性：
C． 属于分子晶体
D．第一电离能：
【答案】B
【解析】A．同一周期元素的原子半径随原子序数的递增而减小；同一族的元素从上到下，随电子层数增
多，原子半径增大。原子半径： ，故A错误；
B．同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减，电负性：
，故B正确；
C． 属于离子晶体，故C错误；
D．N原子最外层电子为半满，第一电离能大于O原子，故D错误；
故答案选B。
3．（2023上·山东·高三校联考）某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的
短周期元素，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是
A．氧化物对应水化物的酸性：ZM>Z>X>Y
【答案】D
【分析】根据题意，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Z的原子序数等于X、Y原子
序数之和，Q为非金属性最强的元素，结合图中信息可知，Q为F，Z为C，X为H，Y为B，M为N，据
此分析解题。
【解析】A．Z和M的氧化物均有多种，无法比较对应水化物的酸性，故A错误；
B．MQ 分子NF ，有4个价层电子对，其VSEPR模型为四面体，故B错误；
3 3
C．C和N不能与氢元素形成含非极性键的二元化合物，故C错误；
D．Q为F，Z为C，X为H，Y为B，M为N，电负性：F>N>C>B>H，故D正确；
故答案选D。
4．在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是
A．范德华力、范德华力、范德华力 B．范德华力、范德华力、共价键
C．范德华力、共价键、共价键 D．共价键、共价键、共价键
【答案】B
【解析】石蜡→液体石蜡破坏范德华力，液体石蜡→石蜡蒸气破坏范德华力，石蜡蒸气→裂化气破坏共价
键，故B符合题意。
答案选B。
5．（2023上·重庆·高三重庆南开中学校考）设 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．32g ( )中含有 个S―S键
B．标准状况下22.4L 中含 个成键电子对
C．足量浓硫酸与1mol Zn完全反应，转移电子数为
D．1mol晶体硅中有 个Si―Si键
【答案】C
【解析】A．32g 的物质的量为0.125mol， 的结构为 ，一个分子含有8个S―S键，
0.125mol含有 个S―S键，故A错误；
B．标准状况下水不是气体，22.4L 无法确定成键电子对，故B错误；
C．足量浓硫酸与1mol Zn完全反应，生成二氧化硫和硫酸锌，一个锌原子失去2个电子，1mol Zn转移电
子数为 ，故C正确；
D．一个硅和周围四个硅形成Si―Si键，但是只有2个Si―Si键属于这个硅原子，1mol晶体硅中有 个
Si―Si键，故D错误；
故选：C。
6．（2023上·江苏常州·高三江苏省前黄高级中学校考）下列有关铁及其化合物的说法正确的是A． 元素位于元素周期表的VIIIB族
B．绿矾中 核外有6个未成对电子
C． (赤血盐)是含有配位键的离子化合物
D．若 (黄血盐)受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为
【答案】C
【解析】A．Fe是26号元素，位于周期表的第Ⅷ族，A项错误；
B． 价电子排布为 ，核外有4个未成对电子，B项错误；
C． (赤血盐)中 通过配位键与6个 结合为 ， 是含有配位
键的离子化合物，C项正确；
D．若 (黄血盐)受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，根据均摊原则，碳原子数为
、铁原子数为 ，则其化学式为 ，D项错误；
故选C。
7．（2024上·河北石家庄·高三石家庄二中校联考）稀磁半导体LiZnAs 的立方晶胞结构如下图所示，已
x y z
知N、Q两点对应的原子坐标分( ， ， )和( ， ，0)，阿伏加德罗常数的值为N ，下列说法错误的
A
是
A．该晶体的化学式为LiZnAs
B．该晶体中M点的原子坐标为( ， ， )
C．晶体的密度为 g/cm3D．晶胞x轴方向的投影图
【答案】D
【解析】A．根据均摊法计算：Li位于棱上和体心，其个数： ；As位于晶胞体内，其个数：
4；Zn位于顶角和面心，其个数： ，所以其化学式：LiZnAs，A正确；
B．M点对应原子为As，As原子在晶胞中八个小立方体的4个体心，参考N、Q两点坐标，其坐标为：(
， ， )，B正确；
C．参考A选项，晶胞中含4个LiZnAs，晶胞质量： ，晶胞体积： ，晶胞
密度： ，C正确；
D．As原子在晶胞中八个小立方体的4个体心，其晶胞x轴方向的投影图： ，D错误；
答案选D。
8．（2024上·河北石家庄·高三石家庄外国语学校）采用了氮化镓元件的充电器体积小、质量轻，在发热量、
效率转换上相比普通充电器也有更大的优势，被称为“快充黑科技”，下图是氮化镓的三种晶体结构(N
A
表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是
A．Ga、N均属于p区元素
B．图a晶体结构中含有6个Ga、6个N
C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，则晶体的密度为
D．三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为3∶2∶3
【答案】D
【解析】A． Ga、N的价电子分别是4s24p1、2s22p3、Ga、N均属于p区元素，故A正确；B． 图a晶体结构中 含有12× +2× +3=6个Ga、6× +4=6个N，故B正确；
C． 图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，取晶胞的八分之一作为一个小立方体，小立方体的对角线
为2xnm，小立方体的边长为 nm，晶胞的边长为2 nm，则晶体的密度为ρ=
= ，故C正确；
D． a的晶胞为 ，Ga原子的配位数为4，三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为
4∶4∶6=2∶2∶3，故D错误；
故选D。
9．已知一些物质的熔点数据如表：
物质 熔点/℃
NaCl 800.7
SiCl -68.8
4
GeCl -51.5
4
SnCl -34.1
4
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl ，原因是 。分析同族元素的氯化物SiCl 、
4 4
GeCl 、SnCl 熔点变化趋势及其原因 。SiCl 的空间结构为 ，其中Si的轨道杂化形式为
4 4 4
。
【答案】 氯化钠为离子晶体，SiCl 为分子晶体 SiCl 、GeCl 、SnCl 均为分子晶体，其熔点依次
4 4 4 4
升高；分子晶体中，组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点越高
正四面体 sp3
【解析】一般情况下，不同类型晶体的熔点大小关系为共价晶体>离子晶体>分子晶体。钠与氯的电负性差
值较大，形成离子晶体；Si与Cl的电负性差值不大，形成分子晶体，故NaCl熔点明显高于SiCl 。SiCl 、
4 4
GeCl 、SnCl 均为分子晶体，且三者组成结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点
4 4越高，故其熔点依次升高。SiCl 中心原子Si没有孤电子对，只有4个共用电子对，故其空间构型为正四面
4
体，Si的轨道杂化形式为sp3杂化。
