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命题猜想
本题考查原子结构、分子结构、晶体结构相关知识，内容涵盖较小，考点、考法相对稳
定 。
难点重点热点
掌握前四周期元素序数及（价层）电子排布式、轨道表达式、电负性与第一电离能递变、
共价键类型与键参数、利用价层电子对互斥模型与杂化轨道理论对分子的空间构型做出
预测与解释、了解四类晶体并掌握晶胞的相关计算。在熟知全国卷考法前提下，多以山
东卷拓宽视野，练手提能！
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重难 而发
1.（2023·北京顺义·一模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，下列物质都是具有广阔应用前景的
储氢材料。按要求回答下列问题：
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂，遇水后放出氢气并生成一种碱，该反应的还原剂为_______。
(2)钛系贮氢合金中的钛锰合金具成本低，吸氢量大，室温下易活化等优点，基态锰的价层电子排布
式为_______。
(3) (氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)而成为颇具潜力的化学储氢材
料之一，它可通过环硼氮烷、 与 进行合成。
①上述涉及的元素H、B、C、N、O电负性最大的是_______。
②键角： _______ (填“>”或“<”)，原因是_______。
(4)咔唑( )是一种新型新型有机液体储氢材料，它的沸点比( )的高，其主要原
因是_______。
(5)氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之
一，其晶胞结构如图所示。①距离Mg原子最近的Fe原子个数是_______。
②铁镁合金的化学式为_______。
③若该晶胞的晶胞边长为dnm，阿伏加德罗常数为 ，则该合金的密度为_______ (
)。
④若该晶体储氢时， 分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下
的体积约为_______L。
【答案】(1)
(2)
(3) O > 分子中没有孤电子对， 有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排
斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以 小于 的键角；
(4)高于
(5) 4 22.4
【详解】（1） 遇水反应的方程式为： ， ，化合价升高，被
氧化，作还原剂；
（2）锰原子序数为25，基态锰的电子排布式为 ，价层电子排布式为： ；
（3）根据元素H、B、C、N、O在周期表中的位置，电负性最大的是O； 和 都有4个价层
电子对，但 分子中没有孤电子对， 有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力
大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以 小于 的键角；
（4） 分子中含有氢键，其沸点高于 ；
（5）由晶胞可知， 原子在晶胞内，距离 最近的 为4个；在晶胞中， 原子位于顶点和面
心，个数为： ， 原子在晶胞内，个数为8，铁镁合金的化学式为 ；该合金的
密度 ；晶胞中 原子为8， 为 ，48g 物质的量为2mol，储存的 物质的量为1mol，在标准状况下，体积为22.4L。
2.（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测）我国科学家制备的 催化剂能
实现氨硼烷(H NBH )高效制备氢气的目的，制氢原理：
3 3
，请回答下列问题：
(1)基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为_______。
(2)已知几种元素的电负性如下表所示。
元素 H B C N O
电负性 2.1 2.0 2.5 3.0 3.5
①上述制氢反应中，有_______种元素的原子采取sp3杂化。
②NH 中键角∠HNH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)H NBH 中键角∠HNH。
3 3 3
③B、C、N、O的电负性依次增大，其主要原因是_______。
(3)某有机硼化合物的结构简式如下图所示，组成该有机物的第二周期元素第一电离能由大到小的顺
序为_______(填元素符号)。
(4)化硼是一种新型无机非金属材料，晶胞结构如下图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，表
示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。a点磷原子的坐标为(0，0，0)，b点磷原子的坐标为(1，1，
0)，则c点硼原子的坐标为_______。
(5)四氢铝钠(NaAlH )是有机合成中重要的还原剂，晶胞结构如下图所示。
4
① 的配位数为_______。
②已知N 为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为_______(用含a、N 的代数式表示)g∙cm-3 。
A A【答案】(1)6∶7
(2) 4 小于 原子半径依次减小，得电子能力依次增强
(3)N>O>C>B
(4)( ， ， )
(5) 8
【详解】(1)铝元素的原子序数为13，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，则原子中球形的s能
级与哑铃形的p能级上电子数之比为6∶7，故答案为：6∶7；
(2)①由方程式可知，制氢反应的化合物中硼、碳、氮、氧四种原子的价层电子对数都为4，杂化方
式均为sp3杂化，故答案为：4；
②氨分子中氮原子含有1对孤对电子， 中氨分子的孤对电子与硼原子形成配位键，孤电子对
对成键电子对的排斥力大，所以氨分子中键角∠HNH小于 中键角∠HNH，故答案为：小于；
③同周期元素，从左到右原子半径依次减小，得电子能力依次增强，元素的非金属性依次增强，元
素的电负性依次增大，则硼、碳、氮、氧四种元素的电负性依次增大，故答案为：原子半径依次减
小，得电子能力依次增强；
④由电负性的大小可知，氢元素的电负性大于硼元素，则在氨硼烷中，H—B键中共用电子对偏向氢
原子，氢原子带部分负电荷，故答案为：负；
(3)同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离
能大于相邻元素，则硼、碳、氮、氧四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>B，故答案为：
42；N>O>C>B；
(4)由位于顶点a点磷原子的坐标为(0，0，0)、顶点b点磷原子的坐标为(1，1，0)可知，晶胞的边长
为1，则位于体对角线 处的c点硼原子的坐标为( ， ， )，故答案为：( ， ， )；
(5)①由晶胞结构可知，位于体心的四氢合铝酸根离子与位于棱上和面心的钠离子距离最近，则四氢
合铝酸根离子的配位数为8，故答案为：8；
②由晶胞结构可知，位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8× +4× =4，位于棱
上、面上的钠离子个数为4× +6× =4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：
=(a×10—7)2×2a×10—7×d，解得d= ，故答案为： 。
3.（2023·辽宁·校联考一模）黑釉瓷器是一种特殊的中国瓷器，流行于唐宋时期(约1000年前)。陶瓷
器皿以氧化铁为主要显色剂，与其他过渡金属氧化物混合，呈现出不同的颜色外观，如赤褐色、深棕色或黑色。目前，黑釉瓷器在中国仍很流行。
典型的黑釉由尖晶石结构的含铁氧化物组成。如图(a)所示，尖晶石氧化物的通式为 ，其结构
由 的立方最密堆积组成，其中A离子占据八分之一四面体空位，B离子占据一半八面体空位。
尖晶石结构的立方晶胞可分为8个立方亚单位，虚线表示亚单位的内部边缘。其中4个亚单位属于I
型，其他4个亚单位属于II型(图(b))。I型和II型相邻亚单位的详细信息如图(c)所示。
尖晶石结构的黑色陶瓷釉可以通过在还原气氛围中以一定比例焙烧 和 来制备(反应(I))。当
和 以质量比63.6：36.4反应时，它们恰好完全反应。该产物具有尖晶石结构，其中四面
体A位仅被铁(II/III)离子占据。
回答下面问题：
(1)一个晶胞中有多少个A离子与B离子_______？
(2)在反应(I)中，哪种元素被还原_______？
(3)求出在一个晶胞中，B离子中各有多少是 ，多少是 _______。(列式计算)
(4)设该晶胞参数为 ，试计算该晶体的密度_______ (列出计算式即可，单位 ，如果你在(3)
中没有能够算出晶胞的具体组成成分，使用摩尔质量 )
【答案】(1)A： ；B：
(2)
(3)7、9
(4)
【详解】（1）A位于晶胞的顶点、面心和4个亚单位I型的内部 ，B位于4个亚单
位II型的内部，1个亚单位内部4个， ，答案：A： ；B： ；
（2）铁元素的化合价反应后部分是+2, 部分是+3, 铁元素被还原，答案： ；
（3）假设在一个晶胞内有 个铁(包括二价铁与三价铁)和 个铬离子，那么考虑到一个晶胞内有
解得
则B离子中 的数目为 ， 的数目为 ，答案：7、9；
（4）由上题详解可知该物质的化学式是 ， ， ，一个晶胞的质
量 ，N=8，解得 ；答案： 。
4.（2022·全国·统考高考真题）卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下
列问题：
(1)氟原子激发态的电子排布式有_______，其中能量较高的是_______。(填标号)
a. b. c. d.
(2)①一氯乙烯 分子中，C的一个_______杂化轨道与Cl的 轨道形成 _______键，并
且Cl的 轨道与C的 轨道形成3中心4电子的大 键 。
②一氯乙烷 、一氯乙烯 、一氯乙炔 分子中， 键长的顺序是_______，
理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的 键越强；(ⅱ)_______。
(3)卤化物 受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X
的熔点比Y高的原因_______。
(4) 晶体中 离子作体心立方堆积(如图所示)， 主要分布在由 构成的四面体、八面体等空
隙中。在电场作用下， 不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此， 晶体在电池中可作为
_______。
已知阿伏加德罗常数为 ，则 晶体的摩尔体积 _______ (列出算式)。
【答案】(1) ad d
(2) sp2 σ 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键
的键长越短
(3) CsCl CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体(4) 电解质
【详解】（1）F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，
a．1s22s22p43s1，基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确；
b．1s22s22p43d2，核外共10个电子，不是氟原子，b错误；
c．1s22s12p5，核外共8个电子，不是氟原子，c错误；
d．1s22s22p33p2，基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d正确；
答案选ad；
而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，答案选d；
（2）①一氯乙烯的结构式为 ，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道
与Cl的3p 轨道形成C-Clσ键；
x
②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强，C-Cl键的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，
一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时p成分少，sp3杂化时p成分多，
因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，同时Cl参与形成的大π键越多，
形成的C-Cl键的键长越短，一氯乙烯中Cl的3p 轨道与C的2p 轨道形成3中心4电子的大π键(
z z
)，一氯乙炔中Cl的3p 轨道与C的2p 轨道形成2套3中心4电子的大π键( )，因此三种物质中
z z
C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔；
（3）CsICl 发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为
2
CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，
克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高；
（4）由题意可知，在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI晶体是优良
的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为8 +1=2个，依据化学式AgI
可知，银离子个数也为2个，晶胞的物质的量n= mol= mol，晶胞体积V=a3pm3=(504 10-
12)3m3，则α-AgI晶体的摩尔体积V = = = m3/mol。
m
5.（2022·北京·高考真题）工业中可利用生产钛白的副产物 和硫铁矿 联合制备铁
精粉 和硫酸，实现能源及资源的有效利用。
(1) 结构示意图如图1。① 的价层电子排布式为___________。
② 中O和 中S均为 杂化，比较 中 键角和 中 键角的大小并
解释原因___________
。
③ 中 与 与 的作用力类型分别是___________。
(2) 晶体的晶胞形状为立方体，边长为 ，结构如图2。
①距离 最近的阴离子有___________个。
② 的摩尔质量为 ，阿伏加德罗常数为 。
该晶体的密度为___________ 。
(3) 加热脱水后生成 ，再与 在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。
分解和 在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用 作为 分解的燃料，
从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点___________。
【答案】(1) 孤电子对有较大斥力，使 键角小于 键角 配位键、
氢键
(2) 6
(3) 燃烧放热为 分解提供能量；反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料【详解】（1）①Fe的价层电子排布为3d64s2，形成Fe2+时失去4s上的2个电子，于是Fe2+的价层电
子排布为3d6。
②H O中O 和 中S都是sp3杂化，HO中O杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，2
2 2
个被键合电子对占据，而 中S杂化形成的4个杂化轨道均被键合电子对占据。孤电子对与键合
电子对间的斥力大于键合电子对与键合电子对间的斥力，使得 键角与 键角相比被
压缩减小。
③HO中O有孤电子对，Fe2+有空轨道，二者可以形成配位键。 中有电负性较大的O元素可以
2
与HO中H元素形成氢键。
2
答案为：3d6；孤电子对有较大斥力，使 键角小于 键角；配位键、氢键。
（2）①以位于面心Fe2+为例，与其距离最近的阴离子所处位置如图所示（圆中）：
。
4个阴离子位于楞上，2个位于体心位置上，共6个。
②依据分摊法可知晶胞中Fe2+离子个数为 ， 个数为 。一个晶胞中相
当于含有4个FeS，因此一个晶胞的质量 。所以晶体密度
2
。
答案为：6；
（3） 燃烧为放热反应， 分解为吸热反应， 燃烧放出的热量恰好为
分解提供能量。另外， 燃烧和 分解的产物如Fe O、SO 、SO 可以作为制备铁精粉
2 3 2 3
或硫酸的原料。
答案为： 燃烧放热为 分解提供能量；反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料。
6.（2023·四川成都·一模）含银卤化物胶片是摄影中常用的感光材料。回答下列问题：(1)卤化银 曝光后会产生 (黑色粉末)和 。基态 原子的价电子排布式为
___________。
(2)加入显影剂(如 等)，使潜影银核中的 进一步还原为 。 中
(除H外)其他所含元素的第二电离能最大的是___________；该物质能溶于冷水，原因是
_____________。
(3)用 溶解胶片上多余的 ，形成可溶的直线形配离子 ，从而定影．
离子的VSEPR模型为___________， 中中心 的杂化轨道类型为___________，
其中配位时给出孤电子对能力较强的是___________(填“S”或“O”)。
(4)电解法可回收银单质。 单质为面心立方最密堆积，晶胞参数为 ，则银原子的半径
__________ 。
(5) 晶胞如右图，晶胞参数为 。 晶体中 的配位数为___________；已知 离子半
径为 ， 离子之间不相切，则 晶体中 离子半径 _____________ 。
【答案】(1)
(2) O 一方面该分子具有极性，与水相似相溶，另一方面可与水形成分子间氢键
(3) 四面体(形) sp s
(4)
(5) 6
【详解】（1）基态 原子为35号元素，故价电子排布式为 。
（2）O、N、C原子失去1个电子后的价电子排布式为2s22p3、2s22p2、2s22p1，此时O的2p上处于半
满状态，较稳定，再失去一个电子需要更高的能量，故第二电离能最大；一方面该分子为极性分子，
易溶于同为极性分子的水中，另一方面可与水形成分子间氢键，故该物质能溶于冷水。
（3） 与SO 互为等电子体，故成键和结构相似，故VSEPR模型为四面体(形)；
中中心 形成2个配位键，故杂化轨道类型为sp杂化，S的电负性比O小，故S提
供孤电子对。
（4） 单质为面心立方最密堆积，故面对角线上的3个Ag原子相切，面对角线长度为pm=4r ，故 pm。
1
（5）如图所示，以体心处Ag+为对象，则距离最近的Cl-位于6个面心， 晶体中 的配位数
为6。边长apm=2bpm+2r ，则r=( )pm。
2 2
7.（2022·广东·高考真题）硒( )是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要
应用。自我国科学家发现聚集诱导发光( )效应以来， 在发光材料、生物医学等领域引起广泛
关注。一种含 的新型 分子 的合成路线如下：
(1) 与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______。
(2) 的沸点低于 ，其原因是_______。
(3)关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。
A．I中仅有 键
B．I中的 键为非极性共价键
C．II易溶于水
D．II中原子的杂化轨道类型只有 与
E．I~III含有的元素中，O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有_______。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为 _______ (填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适
量硒酸钠( )可减轻重金属铊引起的中毒。 的立体构型为_______。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助
于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构
如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。①X的化学式为_______。
②设X的最简式的式量为 ，晶体密度为 ，则X中相邻K之间的最短距离为_______
(列出计算式， 为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)4s24p4
(2)两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高
(3)BDE
(4)O、Se
(5) ＞ 正四面体形
(6) KSeBr
2 6
【详解】（1）基态硫原子价电子排布式为3s23p4， 与S同族，Se为第四周期元素，因此基态硒原
子价电子排布式为4s24p4；故答案为：4s24p4。
（2） 的沸点低于 ，其原因是两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高；故答
案为：两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高。
（3）A．I中有 键，还有大π键，故A错误；B．Se−Se是同种元素，因此I中的 键为非极
性共价键，故B正确；C．烃都是难溶于水，因此II难溶于水，故C错误；D．II中苯环上的碳原子
和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp2，碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp，故D正确；E．根据同
周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此I~III含有的元素中，O电负
性最大，故E正确；综上所述，答案为：BDE。
（4）根据题中信息IV中O、Se都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子；故答案为：O、Se。
（5）根据非羟基氧越多，酸性越强，因此硒的两种含氧酸的酸性强弱为 ＞ 。
中Se价层电子对数为 ，其立体构型为正四面体形；故答案为：＞；正四面体形。
（6）①根据晶胞结构得到K有8个， 有 ，则X的化学式为KSeBr ；故答
2 6
案为：KSeBr 。
2 6
②设X的最简式的式量为 ，晶体密度为 ，设晶胞参数为anm，得到
，解得 ，X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的
一半即 ；故答案为： 。8.（2022·全国·高考真题）2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立
方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH=CH )与四氟乙烯(CF=CF )的共
2 2 2 2
聚物(ETFE)制成。回答下列问题：
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的
变化图是_______(填标号)，判断的根据是_______；第三电离能的变化图是_______(填标号)。
(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF) 的链状结构_______。
3
(4) CF =CF 和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为_______和_______；聚四氟乙烯的化学稳定性
2 2
高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因_______。
(5)萤石(CaF )是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是_______；若该立
2
方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为_______pm。
【答案】(1)
(2) 图a 同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，
因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高 图b
(3)
(4) sp2 sp3 C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能越大，化学性质越稳定
(5) Ca2+ a pm
【分析】根据基态原子的电子表示式书写价电子排布式；根据电离能的排布规律分析电离能趋势和
原因；根据氢键的表示方法书写(HF) 的结构；根据键能影响物质稳定性的规律分析两种物质的稳定
3
性差异；根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数，判断粒子种类。
【详解】（1）F为第9号元素其电子排布为1s22s22p5，则其价电子排布图为，故答案为 。
（2）C、N、O、F四种元素在同一周期，同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N
元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此C、N、O、F四
种元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F，满足这一规律的图象为图a，气态基态正2价阳
离子失去1个电子生成气态基态正3价阳离子所需要的的能量为该原子的第三电离能，同一周期原子
的第三电离能的总体趋势也依次升高，但由于C原子在失去2个电子之后的2s能级为全充满状态，
因此其再失去一个电子需要的能量稍高，则满足这一规律的图象为图b，故答案为：图a、同一周期
第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电
离能较C、O两种元素高、图b。
（3）固体HF中存在氢键，则(HF) 的链状结构为 ，故答案为：
3
。
（4）CF=CF 中C原子存在3对共用电子对，其C原子的杂化方式为sp2杂化，但其共聚物ETFE中
2 2
C原子存在4对共用电子对，其C原子为sp3杂化；由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结
合过程中形成的C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越
大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，故答案为：sp2、sp3、C-F键的键
能大于聚乙烯中C-H的键能，键能越大，化学性质越稳定。
（5）根据萤石晶胞结构，浅色X离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中浅色X离子共有
8× +6× =4个，深色Y离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个深色Y离子，因此该晶胞的
化学式应为XY ，结合萤石的化学式可知，X为Ca2+；根据晶胞，将晶胞分成8个相等的小正方体，
2
仔细观察CaF 的晶胞结构不难发现F-位于晶胞中8个小立方体的体心，小立方体边长为 ，体对角
2
线为 ，Ca2+与F-之间距离就是小晶胞体对角线的一半，因此晶体中正负的核间距的最小的距离
为 a pm，故答案为：Ca2+、 a pm。
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9.（2022·湖南·模拟预测）（2022·山东·高考真题）研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学
式为 的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为 。回答下列问题：
(1)基态 原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为_______。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键， 与 的配位数之比为_______； _______；晶胞中
有d轨道参与杂化的金属离子是_______。
(3)吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。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_______(填标号)。
A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道
(4)在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①_______，②_______。
(5) 、 、 的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的
是_______。
【答案】(1) 3d84s2 第4周期第VIII族
(2) 2:3 2:1:1 Zn2+、Ni2+
(3)D
(4) 吡啶能与HO分子形成分子间氢键 吡啶和HO均为极性分子相似相溶，而苯为非极
2 2
性分子
(5)
【详解】（1）已知Ni是28号元素，故基态Ni原子的价电子排布式为：3d84s2，在周期表中第四横
行第10纵列即位于第4周期第VIII族，故答案为：3d84s2；第4周期第VIII族；
（2）由题干晶胞示意图可知， ，Ni2+周围连接四个原子团，形成的配位键数目
为：4，空间结构为正方形，VESPR模型为平面四边形，采用dsp2杂化；Zn2+周围形成的配位键数目为：6，VESPR模型为正八面体，采
用sp3d2杂化，所以 与 的配位数之比为4:6=2:3；
含有CN-（小黑球N+小白球C）为： =4，含有NH （棱上小黑球）个数为： =2，晶胞中苯
3
环在四个侧面且每个苯环只有一半属于该晶胞，所以苯环个数为： =2，则该晶胞的化学式为：
，即 4:2:2=2:1:1；故答案为：2:3；2:1:1；Zn2+、Ni2+；
（3）吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的 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，故答案为：D；
（4）已知苯分子为非极性分子，HO分子为极性分子，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与HO分
2 2
子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吡啶远大于苯，故答案为：吡啶能与HO分子形成
2
分子间氢键；吡啶和HO均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子；
2
（5）已知-CH 为推电子基团，-Cl是吸电子基团，则导致N原子电子云密度大小顺序为：
3
＞ ＞ ，结合题干信息可知，其中碱性最弱的为： ，故答案为：
。
10.（2023·四川绵阳·二模）中国近代化学启蒙者徐寿首次把“Nitrogen”译成中文时曾写成淡气”，
意指它“冲淡”了空气中的氧气。含氮化合物种类繁多，用途广泛，根据信息回答下列问题。
(1)GaN是第三代半导体材料，基态Ga的电子排布式为___________，GaN晶体为共价键空间网状结
构，熔点1700℃，晶体类型为___________。
(2)硫酸四氨合铂[Pt(NH )]SO 在工业上用于镀铂，Pt的配位数为___________，其阴离子的空间构型
3 4 4
为___________。
(3)氨缩脲与胆矾溶液反应得到如图所示的紫色离子，离子中C的杂化类型是___________。O的第二
电离能比N第二电离能更大，解释其原因是___________。(4)常温下，三甲胺[N(CH )]气体常用作天然气的警报剂。[N(CH )]与其同分异构体CHCHCHNH
3 3 3 3 3 2 2 2
相比较，熔点较高的是___________。[N(CH )]易与H+形成三甲胺正离子，反应中形成的化学键属于
3 3
___________。
A．氢键 B．极性键 C．π键 D．配位键
(5)某铁氮化合物晶体的晶胞结构如图所示。
①若以氮原子为晶胞顶点，则铁原子在晶胞中的位置为___________。
②若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为a pm，阿伏加德罗常数的值为N ，则该晶体的密度为
A
___________g/cm3(列出计算式即可)。
【答案】(1) [Ar]3d104s24p1 原子晶体(共价晶体)
(2) 4 正四面体
(3) sp2 O失去1个电子后p能级变为半充满比N失去1个电子后的结构更稳定，因此第二电离
能更大
(4) CHCHCHNH BD
3 2 2 2
(5) 棱心和体心
【详解】（1）Ga是31号元素，位于元素周期表第四周期第ⅢA族，根据构造原理，可知基态Ga
原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1，可简写为[Ar]3d104s24p1；
GaN晶体为共价键空间网状结构，熔点1700℃，晶体类型为共价晶体(或原子晶体)；
（2）在络合物硫酸四氨合铂[Pt(NH )]SO 中，中心Pt原子与4个配位体NH 结合，故Pt的配位数为
3 4 4 3
4；
外界离子 的价层电子对数是4+ =4，无孤对电子，因此 的空间构型是正四面体形；
（3）在该微粒中，C原子形成3个σ共价键，因此该C原子采用sp2杂化；
O的第二电离能比N第二电离能更大，这是由于O失去1个电子后p能级变为半充满的稳定状态，
比N失去1个电子后的结构更稳定，因此O的第二电离能比N第二电离能更大；
（4）[N(CH )]与其同分异构体CHCHCHNH 都属于分子晶体，[N(CH )]的分子之间只存在分子间
3 3 3 2 2 2 3 3
作用力，而CHCHCHNH 分子之间除存在分子间作用力外，还存在氢键，增加了分子之间的吸引
3 2 2 2
力，导致物质的熔沸点升高，因此二者相比较，熔点较高的是CHCHCHNH ；
3 2 2 2[N(CH )]易与H+形成三甲胺正离子，这是由于[N(CH )]的N原子上存在孤电子对，H+上存在空轨道，
3 3 3 3
二者形成配位键，配位键属于极性键，故合理选项是BD；
（5）①根据图示可知：若以氮原子为晶胞顶点，则铁原子在晶胞中的位置为棱心和体心；
②根据图示可知：在晶胞中含有Fe原子为8× +6× =4；含有N原子数是1个，由于晶胞中距离最
近的两个铁原子距离为a pm，则根据相对位置可知：晶胞边长为 pm，晶胞密度ρ=
。
11.（2022·北京海淀·人大附中校考模拟预测）硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和
药物等领域具有重要应用。
(1)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为__________。
(2) 的沸点低于 ，其原因是__________。
(3)硒的两种含氧酸的酸性强弱为 __________ (填“>”或“<”)。 的空间结构为
__________。比较键角大小：气态 分子__________ 离子(填“>”“<”或“=”)。
(4)关于I～III三种反应物，下列说法正确的有__________。
A．I中仅有 键
B．I中的Se-Se键为非极性共价键
C．I易溶于水
D．II中原子的杂化轨道类型只有sp与
E．I~III含有的元素中，O电负性最大
(5)IV中具有孤对电子的原子有__________。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能。化合物X是
通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如左图，沿x、y、z轴方向的投影均为右图。①X的化学式为__________。
②设X的最简式的式量为 ，晶体密度为 ，则X中相邻K之间的最短距离为
__________nm(列出计算式， 为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高
(3) > 正四面体形 >
(4)BDE
(5)O、Se
(6)
【详解】（1）Se与S同族，位于第4周期，ⅥA族，故基态硒原子价电子排布式为： ；
（2）两者都是分子晶体，但是水中含有氢键，分子间作用力较大，沸点较高，故答案为：两者都是
分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高；
（3）在含氧酸中，非羟基氧越多，起酸性越强， 和 非羟基氧的个数分别为2和1，
故酸性 > ； 中心原子的价层电子对数为4，则其空间结构为：正四面体形；SeO
3
中Se是sp2杂化，平面三角形，键角120°； 中Se是sp3杂化，Se原子上有孤对电子，离子空间
结构为三角锥形，键角小于120°，故键角气态 分子> 离子；
（4）A．I中含有苯环，除了有σ键之外还有其它化学键，A错误；
B．I中的Se-Se键是相同原子形成的共价键，为非极性共价键，B正确；
C．I为相对分子较大的有机物，没有亲水基，一般不易溶于水，C错误
D．II的主要结构是苯环、碳碳双键和碳碳三键，其中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2，D正确；
E．I~III含有的元素包括：H、C、N、O、S、Se，O电负性最大，E正确；
故选BDE；
（5）根据题中信息IV中O、Se都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子；故答案为：O、Se；
（6）①根据晶胞结构得到K有8个， 有 ，则X的化学式为KSeBr ；故答案
2 6
为：KSeBr 。
2 6②设X的最简式的式量为 ，晶体密度为 ，设晶胞参数为anm，得到
，解得 ，X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的
一半即 ；故答案为： 。
12.（2022·山东·模拟预测）硼、铝、镓、铟等第IIIA族元素及其化合物在材料化学、工业生产和生
活中具有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态镓原子核外价电子的轨道表示式为_______；同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成
对电子的有_______。
(2)氨硼烷(NH BH)是目前最具潜力的储氢材料之一。
3 3
①氨硼烷晶体中B原子的杂化方式为________。
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引
作用，称为双氢键，用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______(填序号)。
a.N H 和AlH b.C H 和C H c.B H 和HCN
2 4 3 3 6 2 6 2 6
(3)氟化铝常用作非铁金属的熔剂，可由氯化铝与氢氟酸、氨水作用制得。从氟化铝熔点(1090℃)到氯
化铝熔点(192.6℃)下降幅度近900℃的原因是_______。
(4)太阳能材料CuInS 晶体为四方晶系，其晶胞参数及结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。已知A
2
处In原子坐标为(0.5，0，0.25)，B处Cu原子坐标为(0，0.5，0.25)。
①C处S原子坐标为_______；
②晶体中距离D处Cu原子最近的S原子有_______个；
③设阿伏加德罗常数的值为N ，则该晶体密度为_______g·cm-3。
A
【答案】(1) K和Br
(2) ac
(3)因为氟化铝是离子晶体，熔点高，氯化铝是分子晶体，熔点低(4) (0.75，0.25，0.625) 4
【详解】（1）(1)镓元素原子序数为31，基态镓原子价电子排布式为 ，轨道表示式为
，基态镓原子未成对电子只有1个，同周期主族元素中基态原子未成对电子
数为1的有K和Br，基态原子价电子排布式分别为 和 ，故填 、
K和Br；
（2）(2)①氨硼烷晶体中B原子周围连接4个σ键，为 杂化，故填 ；
②a．NH 中N电负性大于H，H呈正电性；AlH 中，电负性H大于Al，H呈负电性，所以NH 和
2 4 3 2 4
AlH 可以形成双氢键，故a正确；
3
b．C H 和C H 中，电负性C大于H，H均呈正电性，不能形成双氢键，故b错误；
3 6 2 6
c．B H 中H呈负电性，HCN中，H呈正电性，所以B H 和HCN可以形成氢键，故c正确；
2 6 2 6
故填ac；
（3）(3)氟化铝是离子晶体，熔化时克服的是离子键，氯化铝是分子晶体，熔化时克服的是分子间作
用力，熔点低，故填因为氟化铝是离子晶体，熔点高，氯化铝是分子晶体，熔点低；
（4）(4)①如图， ，则C处S原子的坐标为(0.75，0.25，
0.625)，故填(0.75，0.25，0.625)；
②晶体中距离D处Cu原子最近的S原子是与D处直接相连的S原子，在晶体中，这样的S原子有4
个，故填4；
③该晶胞中，铜原子个数为 ，In原子个数为 ，S原子在晶胞内，个数
为8，该晶体的密度，其中V= ，ZM=
972，代入 ，故填 ；
13.（2021·全国·统考高考真题）过渡金属元素铬 是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：
(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为
B．4s轨道上电子能量较高，总是在比3s轨道上电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。 中提供电子对形成配位键的原子是
_______，中心离子的配位数为_______。
(3) 中配体分子 、 以及分子 的空间结构和相应的键角如图所示。
中P的杂化类型是_______。 的沸点比 的_______，原因是_______， 的键角小于
的，分析原因_______。
(4)在金属材料中添加 颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。 具有体心四方
结构，如图所示，处于顶角位置的是_______原子。设Cr和Al原子半径分别为 和 ，则金属原子
空间占有率为_______%(列出计算表达式)。
【答案】 AC 6 高 存在分子间氢键
含有一对孤对电子，而 含有两对孤对电子， 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较
大 Al
【详解】(1) A. 基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量低，
核外电子排布应为 ，A正确；
B. Cr核外电子排布为 ，由于能级交错，3d轨道能量高于4s轨道的能量，即3d电子能量较
高，B错误；C. 电负性为原子对键合电子的吸引力，同周期除零族原子序数越大电负性越强，钾与铬位于同周期，
铬原子序数大于钾，故铬电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正确；
故答案为：AC；
(2) 中三价铬离子提供空轨道， 提供孤对电子与三价铬离子形成配
位键，中心离子的配位数为 三种原子的个数和即3+2+1=6，故答案为： ；6；
(3) 的价层电子对为3+1=4，故 中P的杂化类型是 ； N原子电负性较强， 分子之间存
在分子间氢键，因此 的沸点比 的高； 的键角小于 的，原因是： 含有一对孤对
电子，而 含有两对孤对电子， 中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，故答案为： ；
高； 存在分子间氢键； 含有一对孤对电子，而 含有两对孤对电子， 中的孤对电子
对成键电子对的排斥作用较大；
(4)已知 具有体心四方结构，如图所示，黑球个数为 ，白球个数为 ，结合化
学式 可知，白球为Cr，黑球为Al，即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为
和 ，则金属原子的体积为 ，故金属原子空间占有率=
%，故答案为：Al； 。
14.（2022·四川成都·校考模拟预测）上海有机化学研究所施世良课题组以Ni(cod) 为催化剂实现了叔
2
醇的手性合成。
(1)Ni在元素周期表中的位置是_______，写出其基态原子的价电子排布式：_______。
(2)Ni(cod) 是指双-(1，5-环辛二烯)镍，其结构如图所示。
2
①与碳元素同周期且电负性大于碳的元素有_______种。
②Ni(cod) 分子内存在的作用力有_______(填序号)。
2
a.配位键 b.金属键 c.极性键 d.非极性键 e.氢键
③Ni(cod) 分子中碳原子的杂化方式为_______ 。
2
(3)葡萄糖（ ）分子中，手性碳原子个数为 _______。
(4)下图三种叔醇的沸点从高到低的顺序及原因是_______。(5)红银矿NiAs晶体结构如图所示：
①Ni原子的配位数为_______。
②两个As原子的原子分数坐标依次为( ， ， )和_______。
③已知晶体密度为pg·cm-3，X射线光谱测算出的晶胞参数为a=b=m pm、c=n pm，则阿伏加德罗常数
N 可表示为_______mol-1(用含m、n和p的代数式表示)。
A
【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 3d84s2
(2) 3 acd sp3、sp2
(3)4
(4)丙>乙>甲，甲、乙、丙均为分子晶体，从甲到丙相对分子质量依次增大，故分子间作用力依次增
强，所以沸点依次升高。
(5) 6
【详解】（1）Ni是28号元素，在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，其基态原子的价电子排
布式3d84s2。
（2）①同周期元素从左到右电负性增大，与碳元素同周期且电负性大于碳的元素有N、O、F，共3
种。
②Ni(cod) 分子内，cod分子和Ni形成配位键，cod分子内C和C形成非极性键、C和H形成极性键，
2
存在的作用力有配位键、极性键、非极性键，选acd。
③Ni(cod) 分子单键C为sp3杂化、双键C为sp2杂化。
2
（3）与4个不同原子或原子团相连的碳原子为手性碳原子，葡萄糖(
)分子中，手性碳原子个数为4(*号标出)。
（4）甲、乙、丙均为分子晶体，从甲到丙相对分子质量依次增大，故分子间作用力依次增强，所以
沸点依次升高。
（5）①根据图示，As的配位数是6，根据配位数与化学式中原子数的关系可知，Ni原子的配位数为
6。②根据图示，两个As原子的原子分数坐标依次为( ， ， )和 。
③根据均摊原则，晶胞中As原子数为2，Ni原子数为 ，X射线光谱测算出的晶胞参数
为a=b=m pm、c=n pm，晶胞的体积为 m2n×10-30cm3,晶体密度为pg·cm-3，则
，阿伏加德罗常数N 可表示为 mol-1。
A
15.（2022·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）我国科学家利用CsCO、XO (X=Si、Ge)和
2 3 2
HBO 首次合成了组成为CsXB O 的非线性光学晶体。回答下列问题：
3 3 3 7
(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为_______。
(2)基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]_______；其中能量最高的电子占据电子层的符号为_______；
SiO、GeO 不能形成类似CO 分子中的π键，原因是_______。
2 2 2
(3)下图为硼酸晶体的片层结构，其中硼的杂化方式为_______。HBO 在热水中比冷水中溶解度显著
3 3
增大的主要原因是_______。硼酸与NaOH溶液反应生成Na[B(OH) ]，则Na[B(OH) ]中含有的化学键
4 4
类型有_______(填字母序号)
a．离子键 b．极性键 c．非极性键 d．σ键 e．配位键 f．氢键
(4)第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。
①镓属于元素周期表的_______区。
②已知钛和铝的相对原子半径分别是1.45和1.43，钛的硬度比铝大的原因是_______。
③多酚氧化酶与植物的抗病性有关。螯合物[Mn(EDTB)](NO )·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。其
3 2
中EDTB和DMF的结构简式如下图，其中Mn的化合价为_______，配位原子是_______。(5)CsSiB O 属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为apm、bpm、cpm。下图为沿y轴投影的晶胞中所有
3 7
Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为_______。CsSiB O 的摩尔质
3 7
量为Mg·mol-1，设N 为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB O 晶体的密度为_______g·cm-3(用代数式表
A 3 7
示)。
【答案】(1)O＞C＞Si
(2) 3d104s24p2 N Si、Ge的原子半径较大，不能实现p轨道的重叠
(3) sp2 热水破坏了硼酸晶体中的氢键，且硼酸分子能与水分子形成分子间氢键 abde
(4) p Ti原子的价电子数比Al多，Ti晶体中金属键比Al晶体强 +2 N
(5) 4 ×1030
【解析】(1)
元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性的强弱顺序为O＞C＞Si，则电负性的大小顺序为O＞
C＞Si，故答案为：O＞C＞Si；
(2)
锗元素的原子序数为32，基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，核外能量最高的电子占据电子
层为N电子层；二氧化硅和二氧化锗中硅原子和锗原子的原子半径原子半径较大，不能实现p轨道
的重叠，所以不能形成类似二氧化碳分子中的π键，故答案为：3d103s24p2；N；Si、Ge的原子半径
较大，不能实现p轨道的重叠；
(3)
由硼酸晶体的片层结构可知，硼原子与3个羟基形成3个共价键，则硼原子的价层电子对数为3，原
子的杂化方式为sp2杂化；片层结构中硼酸分子间形成氢键，降低了在水中的溶解度，热水破坏了硼
酸晶体中的氢键，且硼酸分子能与水分子形成分子间氢键，增大了硼酸在水中的溶解度，所以硼酸
在热水中比在冷水中溶解度显著增大；四羟基合硼酸钠中存在离子键、极性键、σ键、配位键和氢键，
不存在离子键和非极性键，氢键是较强的分子间作用力，不是化学键，所以四羟基合硼酸钠中存在
的化学键为离子键、极性键、σ键和配位键，故选abde，故答案为：sp2；热水破坏了硼酸晶体中的
氢键，且硼酸分子能与水分子形成分子间氢键；abde；
(4)
①镓元素的原子序数为31，价电子排布式为4s24p1，处于元素周期表的p区，故答案为：p；②钛和铝都是金属晶体，两者相对原子半径接近，但钛原子的价电子数比铝多，钛晶体中金属键比
铝晶体强，所以钛的硬度比铝大，故答案为：Ti原子的价电子数比Al多，Ti晶体中金属键比Al晶
体强；
③由配合物的化学式和化合价代数和为0可知，配合物中锰元素的化合价为+2价，具有空轨道的锰
两者与EDTB中具有孤对电子的氮原子形成配位键，故答案为：+2；N；
(5)
原子分数坐标为（0.5，0.2，0.5）的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为（0，0.3，0.5）及
（1.0，0.3，0.5）的Cs原子分别位于晶胞的左侧面、右侧面上，原子分数坐标为（0.5，0.8，1.0）
及（0.5，0.8，0）的Cs原子分别位于晶胞的上底面、下底面，原子分数坐标为（0，0.7，1.0）及
（1.0，0.7，1.0）（0，0.7，0）及（1.0，0.7，0）的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，则晶胞中
Cs原子数目为4× +4× +1=4，由化学式可知晶胞中含有4个CsSiB O，设晶体的密度为dg/cm3，
3 7
由晶胞的质量公式可得： =10—30abcd，解得d= ×1030，故答案为： ×1030。
16.（2022·山东聊城·统考三模）铝合金、铝离子电池在材料、能源领域有着重要的作用。回答下列
问题。
(1)硬铝合金中含有Si元素，若基态硅原子的电子排布式表示为[Ne]3s23p ，违背了____(填“泡利原
理”或“洪特规则”)。
(2)铝离子电池常用离子液体AlCl /[EMIM]Cl作电解质，其中阴离子有AlCl 、Al Cl ，阳离子为
3 2
EMIM+( )。
①AlCl 的空间构型为____；Al Cl 中各原子最外层均达到8电子结构，则其结构式为____。
2
②1molEMIM+中所含σ键为____mol，EMIM+中环上所有原子共面，其中氨原子的杂化方式____；为
分子中的大π键可用Π 符号：表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键
的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π )，则EMIM+中的大π键应表示为____。
③为使EMIM+以单个形式存在以获得良好的溶解性能，与N原子相连的－CH、－C2H，不能被H
3 5
原子替换，其原因是____。
(3)一种金属间化合物的晶胞结构如图所示：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，称为原子的分数坐标，如A点
原子的分数坐标为(0，0，0)，B点原子的分数坐标为( ， ， )，则C点Al原子在z轴方向上的
分数坐标z=___(用含c、s的代数式表示)；已知：阿伏加德罗常数的值为N ，则该晶体的密度为
A
____g•cm-3(列出计算表达式)。
【答案】(1)洪特规则
(2) 正四面体 19 sp2 Π 氨原子上连氢原子易
形成分子间氢键，使该离子不易以单个形式存在
(3)
【解析】(1)
基态Si原子价层电子占据3个轨道，其价电子的空间运动状态就有3种，基态原子核外电子在能量
相同的原子轨道上排布时，尽可能占不同的原子轨道，电子排布式表示为[Ne]3s23p 违背了洪特规则；
(2)
①AlCl 中中心原子的价层电子对数为4 + =4，故其空间构型为正四面体，Al Cl 中各原子
2
最外层均达到8电子稳定结构，每个Al原子周围形成4对共用电子对，则其结构式为：
；
②一个单键一个σ键，一个双键中含有一个σ键和π键，1个EMIM+中所含σ键19，1molEMIM+中
所含σ键为19mol，EMIM+中环上所有原子共面，与乙基相连的N原子若有孤电子对，则不可能为
平面结构，即无孤对电子，其价层电子对数为3，即为sp2杂化，同理，与甲基相连的N原子也无孤
对电子，价层电子对数为3，也为sp2杂化，N原子没有参与杂化的轨道上的电子形成了大π键，中
环上有5个原子参与成键，与乙基相连的N原子提供2个电子，每个C原子提供1个电子，与甲基
相连的N原子提供1个电子，故该大π键应表示为π ；
③氮原子上连H原子形成分子间氢键，防止离子间形成氢键而聚沉，使该离子不易以单个形式存在，
所以与N原子相连的-C H 不能被氢原子替换；
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(3)
根据A点原子的分数坐标为(0，0，0)，B点原子的分数坐标为片（ ， ， ）则C点原子高坐标原点在z轴方向上的距离为气 pm， C点原子在z轴方向上的分数坐标 = ；晶胞中Al原
子个数为8× =4，Cu原子个数为8× +2× =2，Mg原子个数为4× +1=2，晶胞的质量为
，晶胞的体积V=a3 (pm)3=a3×10-30cm3，则该晶体的密度为 =
= ；
