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专题07 物质结构与元素周期律
01 专题网络·思维脑图
02 考情分析·解密高考
03 高频考点·以考定法
04 核心素养·微专题
微专题 晶胞参数、坐标参数的分析与应用
考点一 原子结构与性质、元
素周期律
【高考解密】
命题点01 原子结构与核外电子排
布
命题点02 元素“位-构-性”的相互
推断
【技巧解密】
【考向预测】
考点二 分子结构与性质
【高考解密】
命题点01 共价键的形成及类型
的判断
命题点02 分子的空间结构与价
层电子对互斥理论、杂化轨道理
论
命题点03 分子性质及微粒间的
作用力
【技巧解密】
【考向预测】
考点三 晶体结构与性质
【高考解密】
命题点01 晶体的性质与晶
体类型的判断
命题点02 有关晶体计算
【技巧解密】
【考向预测】
1
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考点
考查内容
考情预测
原子结构与性质、
元素周期律
1.原子结构与核外电子排布
2.元素“位-构-性”的相互推断
1.选择题：高考命题一般是用元素周期表及元素周期
律知识去推断元素类型，或是根据原子结构推导元素
类型及其在周期表中的位置，考查原子结构和元素性
质之间的关系，试题以短周期元素考查元素周期律及
元素“位、构、性”三者之间的关系，考查原子半
径、化合价、金属性、非金属性、单质及化合物性质
的递变规律与原子结构的关系，涉及化学键时主要考
查对概念的理解。同时也考查分子结构判断及晶体相
关计算。
2.非选择试题常以填空或简答方式考查，常涉及原子
结构与元素的性质(如基态微粒的电子排布式、电离能
及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(如
化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析
与判断)；晶体结构与性质(如晶体类型、性质及与粒
子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与
微粒质量的关系计算及化学式分析)等考点。命题侧重
考查分析能力和计算能力，需要熟练掌握晶胞结构，
具备一定的数学计算能力，综合性较强，题目难度中
分子结构与性质
1.共价键类型的判断
2.分子的空间结构与价层电子
对互斥理论、杂化轨道理论
3.分子性质及微粒间的作用力
晶体结构与性质
1.晶体的性质与晶体类型的判
断
2.有关晶体计算
2
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等。
考点一 原子结构与性质、元素周期律
命题点01 原子结构与核外电子排布
典例01（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。
典例02（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
3
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【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。
命题点02 元素“位-构-性”的相互推断
典例01（2023·全国卷）一种矿物由短周期元素W、X、Y 组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、
X、Y 原子序数依次增大。简单离子
与
具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A．X 的常见化合价有
、
B．原子半径大小为
C．YX 的水合物具有两性
D．W 单质只有4 种同素异形体
【答案】A
【分析】W、X、Y 为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们
均为10 电子微粒， X 为O，Y 为Mg，W、X、Y 组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W
为C，产生的气体为二氧化碳。
【解析】A．X 为O，氧的常见价态有-1 价和-2 价，如H2O2和H2O，A 正确；B．W 为C，X 为O，Y 为
Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子
半径大小为：Y＞W＞X，B 错误；C．Y 为Mg，X 为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2
只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX 的水合物没有两性，C 错误；D．W 为C，碳的同素异
形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D 错误；故选A。
典例02（2022·浙江卷）X、Y、Z、M、Q 五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X 的核外电子数等
于其周期数，
分子呈三角锥形，Z 的核外电子数等于X、Y 核外电子数之和。M 与X 同主族，Q 是同
周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A．X 与Z 形成的10 电子微粒有2 种
B．Z 与Q 形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
4
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C．
与
的晶体类型不同
D．由X、Y、Z 三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】B
【分析】X 的核外电子数等于其周期数，X 为H，YX3分子呈三角锥形，Y 为N，Z 的核外电子数等于X、
Y 核外电子数之和，则Z 为O，M 与X 同主族，则M 为Na，Q 是同周期中非金属性最强的元素，则Q 为
Cl，综合分析，X 为H，Y 为N，Z 为O，M 为Na，Q 为Cl。
【解析】A．由分析可知X 为H，Z 为O，则其形成的10 电子微粒有H2O、OH-、H3O+，A 错误；B．由分
析可知Z 为O，Q 为Cl，可形成ClO2，有氧化性，可用于自来水消毒，B 正确；C．由分析可知Z 为O，
M 为Na，Q 为Cl，则M2Z 为Na2O，为离子晶体，MQ 为NaCl，为离子晶体，晶体类型相同，C 错误；
D．由分析可知X 为H，Y 为N，Z 为O，这三种元素可以形成NH₃·H₂O，其溶液显碱性，D 错误；故选
B。
典例03（2021·江苏卷）前4 周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 是空气中含量最多的
元素，Y 的周期序数与族序数相等，基态时Z 原子3p 原子轨道上有5 个电子，W 与Z 处于同个主族。下列
说法正确的是
A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B．X 的第一电离能比同周期相邻元素的大
C．Y 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的强
D．Z 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的弱
【答案】B
【分析】前4 周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 是空气中含量最多的元素，则X 为N
元素；Y 的周期序数与族序数相等，则Y 为Al；基态时Z 原子3p 原子轨道上有5 个电子，则Z 为Cl；W
与Z 处于同一主族，则W 为Br。
【解析】A．根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，因此原子半径：
r(X)＜r(Z)＜r(Y)＜r(W)，故A 错误；B．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N 的2p 处于半充
满状态，因此X(N)的第一电离能比同周期相邻元素的大，故B 正确；C．Y 的最高价氧化物对应水化物的
酸性比Z 的弱即Al(OH)3＜HClO4，故C 错误；D．同主族从上到下，非金属性逐渐减弱，简单氢化物的稳
定性逐渐减弱，所以Z 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的强，故D 错误。综上所述，答案为B。
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一 、原子结构与性质
1.原子或离子中各微粒间的数量关系
(1)对于原子:质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数。
(2)质量数=质子数+中子数。
(3)质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带正电荷数。
(4)质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带负电荷数。
2.元素、核素、同位素之间的关系
3.核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
(3)基态原子的核外电子排布原理
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：
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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：24Cr 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(4)表示基态原子核外电子排布的四种方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe:3d64s2
电子排布图
(或轨道表示式)
O:
4．明确“4 个同”所代表的描述对象
(1)同位素——原子，如H、H；
(2)同素异形体——单质，如O2、O3；
(3)同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3；
(4)同分异构体——化合物，如正戊烷、异戊烷、新戊烷。
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5．1~20 号元素原子核外电子排布的特点与规律
(1)原子核中无中子的原子：1
1H。
(2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na、K；
最外层有两个电子的原子：He、Be、Mg、Ca。
(3)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；
最外层电子数是次外层电子数2 倍的原子：C；
最外层电子数是次外层电子数3 倍的原子：O。
(4)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；
最外层电子数是电子层数2 倍的原子：He、C、S；
最外层电子数是电子层数3 倍的原子：O。
(5)次外层电子数是最外层电子数2 倍的原子：Li、Si。
(6)内层电子总数是最外层电子数2 倍的原子：Li、P。
(7)与He 原子电子层结构相同的离子：H—、Li+、Be2+。
(8)次外层电子数是其他各层电子总数2 倍的元素：Li、Mg。
(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。
6.巧记10e-、18e-微粒
(1)以Ne 为中心记忆10e-微粒:
(2)以Ar 为中心记忆18e-微粒:
二、元素周期表与元素周期律
1．元素周期表的结构
①“七横七周期，三短四长；十八纵行十六族，七主八副一0”。
②从左到右族的分布：ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、ⅧB、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、
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ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。ⅧB 族：包括8、9、10 三个纵列。
③0 族：第18 纵列，该族元素又称为稀有气体元素。其原子序数为He 2，Ne 10，Ar 18，Kr 36，
Xe 54，Rn 86。
④同周期第ⅡA 和第ⅢA 原子序数的差值可能为：1、11、25。
2．分区
①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，即为金属元素
区和非金属元素区的分界线。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
3．元素周期表中的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中部从ⅢB 族到ⅡB 族10 个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
②镧系：元素周期表第6 周期中，57 号元素镧到71 号元素镥共15 种元素。
③锕系：元素周期表第7 周期中，89 号元素锕到103 号元素铹共15 种元素。
④超铀元素：在锕系元素中92 号元素轴(U)以后的各种元素。
4.元素周期表中的重要规律
(1)三角递变规律
相邻的四种元素关系如图所示：
，则有原子半径：C>A>B；金属性：C>A>B；非金属性：B>A>C。
(2)相似规律
同主族元素性质相似，位于对角线位置的元素性质相似，相邻元素性质差别不大。
(3)电子排布规律
原子最外层电子数大于或等于3 而又小于8 的元素一定是主族元素；原子最外层电子数为1 或2 的元素可
能是主族、副族或0 族(He)元素；原子最外层电子数为8 的元素是稀有气体元素。
(4)原子序数与元素位置的“序数差值”规律
1)同周期相邻主族元素的“序数差值”规律。
①除第ⅡA 族和第ⅢA 族外,其余同周期相邻元素原子序数差为1。
②同周期第ⅡA 族和第ⅢA 族元素,其原子序数差分别是:第二、三周期相差1,第四、五周期相差11,第六、
七周期相差25。
2)同族相邻元素的“序数差值”规律。
①第二、三周期的同族元素原子序数相差8。
②第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况:第ⅠA 族、ⅡA 族相差8,其他族相差18。
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③第四、五周期的同族元素原子序数相差18。
④第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18,镧系之后的相差32。
⑤第六、七周期的同族元素原子序数相差32。
(5)含量或性质特殊的元素
5.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较
本质
原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法
①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y 比X 的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性比较
本质
原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
6.第一电离能、电负性
(1)元素第一电离能的周期性变化规律。
一
般
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
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规
律
特
殊
情
况
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)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。如同周期主族元素,第ⅡA 族元素的原子最外层s 能级全充满、ⅤA 族元素的原
子最外层p 能级半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的主族元素
(2)电负性大小判断。
规
律
在周期表中,同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,同主族从上往下逐渐减小
方
法
常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小,如O 与Cl 的电负性比较:①HClO 中Cl 为+1 价、O
为-2 价,可知O 的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O 的电负性大于Cl
7.元素推断题通常考查的角度及分析依据
考查角度
分析依据
原子半径
①同周期元素的原子半径随原子序数的增大而减小(不考虑稀有气体元素);
②同主族元素从上到下,原子半径随电子层数的增多而增大
元素化合价
①同周期元素从左到右,元素的最高正化合价由+1→+7,非金属元素的最低负化合价
由-4→-1(O、F 除外);
②同主族元素的最高正化合价、最低负化合价均相同(适用于短周期主族元素,氧无
最高正价,氟无正价)
氧化物对应水化物
①元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强;
②元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强(F 无正价,O 无最
高正价,不考虑)
单质的氧化性、还原
性
一般情况下,元素的金属性越强,单质的还原性越强,简单阳离子的氧化性越弱;元素
的非金属性越强,单质的氧化性越强,简单阴离子的还原性越弱
物质的熔点、沸点
①一般情况下,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,
物质的熔点、沸点也越高,如沸点:I2>Br2>F2;
②NH3、H2O、HF 的沸点反常高,是因为分子间形成氢键,使物质的沸点升高
得失电子能力
①同周期元素从左到右,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强(不考虑稀有气体
元素);
②同主族元素从上到下,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱
金属性与非金属性
①同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(不考虑稀有气体元素);
②同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱
元素的第一电离能
①同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势;
②同主族元素自上而下,第一电离能逐渐减小
电负性
①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大(稀有气体元素除外);
②同主族元素自上而下,电负性逐渐减小
8、解答元素推断题的基本方法
(1)已知元素原子或离子的核外电子排布
――→――→――→
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(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)
――→――→――→
(3)已知元素在周期表中的位置
(4)利用周期表片断推断元素的种类
①利用H、He 的特殊位置
已知X、Y、Z、W 四种短周期元素的位置关系如图：
则可以推出X 为He，再依次推知Y 为F、Z 为O、W 为P。
②利用元素的位置关系与原子序数关系
a．同一周期中元素的原子序数一般比左边元素原子序数大1，比右边元素的原子序数小1。
b．同主族中相邻周期元素的原子序数关系
9、关于元素周期律、元素周期表的认识误区
(1)误认为主族元素的最高正价一定等于族序数。但是，F 无正价。
(2)误认为元素的非金属性越强，其氧化物对应水化物的酸性就越强。但是，HClO、H2SO3是弱酸，忽略了
关键词“最高价”。
(3)误认为同周期相邻两主族元素原子序数之差等于1。忽视了相差11(第4、5 周期)和25(第6、7 周期)。
(4)误认为失电子难的原子得电子的能力一定强。碳原子、稀有气体元素的原子失电子难，得电子也难。
(5)误认为得失电子多的原子，得失电子的能力一定强。
(6)误认为最高正价和最低负价绝对值相等的元素只有第ⅣA 族的某些元素。忽视了第ⅠA 族的H 的最高
正价为＋1 价，最低负价为－1 价。
10、通过“三看”比较微粒半径大小
在中学化学要求的范围内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小:
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(1)“一看”电子层数:一般情况下,当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
例如:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)；r(O2-)<r(S2-)<r(Se2-)<r(Te2-)；r(Na)>r(Na+)
(2)“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
例如:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)、r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
(3)“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
例如:r(Cl-)>r(Cl)、r(Fe2+)>r(Fe3+)
考向01 原子结构与核外电子排布
1．（2023·湖北·校联考模拟预测）硫的下列4 种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是
A．[Ne]
B．[Ne]
C．[Ne]
D．[Ne]
【答案】B
【解析】A、B、C、D 四项中的微粒分别对应基态S、
、激发态
、激发态S，激发态上电子能量高，
不稳定，易失去，故需要能量最多的是基态的
；答案选B。
2．（2023·上海黄浦·统考二模）电子亚层2p 的三个轨道之间具有不同的
A．能量
B．形状
C．空间伸展方向
D．可容纳电子数
【答案】C
【解析】A．同一能级，能量相等，A 错误；B．2p 能级的三个轨道都是哑铃形，B 错误；C．2p 的三个轨
道分别沿着x 轴、y 轴、z 轴三个伸展方向延伸，所以具有不同的空间伸展方向，C 正确；D．2p 的三个轨
道分别能容纳的电子数都是2 个电子，D 错误；选C。
3．（2023·重庆·统考模拟预测）三星堆遗址出土了大量的青铜器，其主要成分为Cu、Sn、Pb，还含少量
Fe、As、O 等元素。对上述有关元素，下列说法正确的是
A．基态Cu 原子的价层电子轨道表示式为
B．基态Fe 原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C．第一电离能最大的是As
D．电负性最大的是O
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【答案】D
【解析】A．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，基态Cu 原子的价层电子轨道表示式为
，A 错误；B．基态Fe 原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，
最高能级为3d，轨道形状为花瓣形，B 错误；C．Cu、Sn、Pb、Fe、As、O 中O 的第一电离能最大，C 错
误；D．Cu、Sn、Pb、Fe、As、O 中O 的电负性最大，D 正确；故答案选D。
4．（2023·北京门头沟·统考一模）下列表述不正确的是
A．原子轨道能量：1s<2s<3s<4s
B．M 电子层存在3 个能级、9 个原子轨道
C．4s 电子能量较高，总是在比3s 电子离核更远的地方运动
D．同一周期，碱金属元素的第一电离能最小，最容易失电子
【答案】C
【解析】A．能层不同，能级相同的原子轨道，能层越大，能量越大，则原子轨道能量为1s<2s<3s<4s，故
A 正确；B．M 电子层存在s、p、d 共3 个能级，共有(1+3+5)=9 个原子轨道，故B 正确；C．4s 电子能量
高于3s 电子，4s 电子在离核更远的地方的出现几率比3s 电子大，不一定总是在比3s 电子离核更远的地方
运动，故C 错误；D．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，所以同一周期中碱金属元素的第
一电离能最小，最容易失电子，故D 正确；故选C。
5．（2023·湖北鄂州·高三校联考）第三周期元素X，第一电离能介于Mg 和S 之间，关于该元素及其化合
物，下列说法正确的是
A．X 与氢元素形成的化合物中，各原子均达到8 电子稳定结构
B．X 的原子核外电子有9 种空间运动状态
C．X 的单质和盐酸、
溶液均能反应放出
D．X 的单质可以用于制造合金
【答案】D
【分析】第三周期元素X，第一电离能介于
和S 之间，X 为
。
【解析】A．
中H 原子没有达到8 电子稳定结构，故A 错误；B．
的核外电子排布在8 个原子轨道
中，有8 种空间运动状态，故B 错误；C．
和盐酸不反应，故C 错误；D．
可用于制造硅钢，故D 正
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确；选D。
考向02 元素“位-构-性”的相互推断
1．（2023·广东·校联考一模）已知：X、Y、Z、W 为前四周期主族元素，基态X 的原子最外层有3 个未成
对电子，次外层电子仅有1 种空间运动状态；Y 的单质在空气中的含量位居第二，Z 是短周期主族元素中
原子半径最大的元素；基态W 的原子最外层电子排布式为
。下列有关说法正确的是
A．第一电离能：X>Y>Z
B．电负性：W>X>Y
C．氢化物的沸点：X>Y
D．W 与Y 形成的化合物为分子晶体
【答案】A
【分析】基态X 的原子最外层有3 个未成对电子，次外层电子仅有1 种空间运动状态，则X 为N，Y 的单
质在空气中的含量位居第二，则Y 的单质为氧气，则Y 为O，根据同周期元素“序大径小”，同主族元素
“序大径大”，Z 是短周期主族元素中原子半径最大的元素，则Z 为Na，基态W 的原子最外层电子排布
式为
，且为主族元素，则W 为K。
【解析】A．同周期电离能呈增大趋势，同主族电离能逐渐减小，但IIA、IVA 元素电离能大于IIIA、VIA
电离能。由分析可知，X 为N，Y 为O，Z 为Na，则第一电离能X>Y>Z，A 正确；B．W 为K，X 为N，Y
为O，同周期电负性逐渐增大，同主族电负性逐渐减小，则电负性：W<X<Y；C．X 为N，Y 为O，由于
N 与O 的氢化物种类繁多，沸点无法比较，C 错误；D．W 为K，Y 为O，形成的化合物都为离子晶体，D
错误；故选A。
2．（2023·浙江·校联考模拟预测）LDFCB 是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、
X、Y、Z 且原子序数依次增大，其结构如下图，Y 的最外层电子数等于X 的核外电子总数，四种原子最外
层电子数之和为20，下列说法正确的是
A．X 的杂化方式是
B．四种元素形成的简单氢化物中Z 的沸点最高
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C．电负性：
D．元素Z 的最高价氧化物的水化物为一元强酸
【答案】C
【分析】同周期元素W、X、Y、Z 中，Y 的最外层电子数等于X 的核外电子总数，说明这四种元素位于第
二周期；根据图示可，Y 可形成2 个共价键，位于第VIA 族，则Y 为O 元素；X 为6 号C 元素；Z 只能形
成1 个共价键，为与VIIA 族，则Z 为F 元素；四种元素最外层电子数之和为20，W 的最外层电子数为20-
4-6-7=3，为B 元素，所以W、X、Y、Z 分别为：B、C、O、F。
【解析】A．X 为C，形成一个双键和三个单键，杂化方式是sp2，A 错误；B．四种元素最简单氢化物分
别为BH3、CH4、H2O、HF，由于水和氟化氢均含有氢键，所以其沸点较前两者高，但由于相同物质的量
的水中含所有的氢键数比氟化氢中的氢键数多，所以水的沸点比氟化氢高，B 错误；C．非金属性越强电
负性越大，则电负性：Z>Y>X>W，C 正确；D．元素Z 为F 元素，F 元素无正化合价，D 错误；答案选
C。
3．（2023·四川乐山·统考一模）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，最外层电子数之和
为20，
是一种常见的耐高温材料，Y 的内层电子总数是最外层电子数的2.5 倍。下列说法正确的是
A．简单离子半径：
B．简单氢化物的沸点：
C．Y 与Z 可以形成离子化合物
D．Y 的最高价氧化物对应水化物可以与单质X 反应
【答案】B
【分析】W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，
是一种常见的耐高温材料，应该是
，所以X 是Al 元素，W 是O 元素，Y 的内层电子总数是最外层电子数的2.5 倍，原子序数大于Al，
所以Y 是Si 元素，根据四种元素最外层电子数之和为20，可知Z 元素的最外层电子数为
，
则Z 是Cl 元素，综上可得，W、X、Y、Z 依次为O、Al、Si、Cl 元素。
【解析】A．Z、X、W 对应的简单离子分别为
、
、
，其中
电子层数最多，故半径最大，而
和
电子层数相同，所以半径
＜
，则三种元素的简单离子半径关系为
，故A 错误；
B．W 和Z 的简单氢化物为
和
，由于
中有氢键，所以沸点
＞
，即
，故B 正确；
C．Y 是Si 元素，Z 是Cl 元素，都是非金属元素，都不太容易失去电子，因此不会形成离子化合物，故C
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错误；D．Si 的最高价氧化物对应水化物是硅酸，即
，与单质
不反应，故D 错误；故选B。
4．（2024·四川内江·统考一模）X､Y､Z､R､M 为原子序数依次增大的短周期元素，其原子的最外层电子数
与原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是
A．X 与Y 形成的化合物只含极性共价键
B．简单离子半径比较：
C．含氧酸酸性比较可能存在：
D．X 与Z､M 三种元素共同形成的化合物可能是离子化合物
【答案】A
【分析】R 半径最大，且最外层电子数为1，则R 为Na，X 的半径最小，则X 为H，Y 最外层为4 个电子，
则Y 为C，Z 为N，M 为S。
【解析】A．X 为H、Y 为C，若形成烯烃，则既含有极性共价键，也含有非极性共价键，A 错误；B．R
为Na、Z 为N，则
，B 正确；C．Z 为N，M 为S，若S 形成的是H2SO3弱酸，HNO3为强
酸，则酸性HNO3＞H2SO3，C 正确；D．X 为H、Z 为N、M 为S，若形成(NH4)2S，含有离子键则为离子化
合物，D 正确；故答案为：A。
5．（2023·海南·模拟预测）短周期主族元素X、Y、Z、R 的主要化合价和原子半径的关系如图所示。基态
X 原子的价层电子排布式为
。下列叙述错误的是
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A．简单氢化物的沸点：
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．第一电离能：
D．化合物
为非极性分子
【答案】C
【分析】基态X 原子的价层电子排布式为
，化合价为-2 价，说明最外层是6 个电子第二周期元素，
X 为O 元素，Y 和Z 原子半径与氧元素相差不大，化合价为+4 和+5 价，说明和氧元素是同周期相邻元素，
分别为C 和N 元素，R 的半径较大，化合价为+3 价，R 是Al 元素。
【解析】A．简单氢化物的沸点：H2O>NH3>CH4，A 正确；B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
HNO3>H2CO3>Al(OH)3，B 正确；C．第一电离能：C<O<N，C 错误；D．CO2为非极性分子，D 正确；答
案选C。
考点二 分子结构与性质
命题点01 共价键的形成及类型的判断
典例01（2023·北京卷）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
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下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A．三种物质中均有碳碳原子间的键
B．三种物质中的碳原子都是
杂化
C．三种物质的晶体类型相同
D．三种物质均能导电
【答案】A
【解析】A．原子间优先形成键，三种物质中均存在键，A 项正确；B．金刚石中所有碳原子均采用
杂化，石墨中所有碳原子均采用
杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用
杂化，碳碳三键上的碳原子采
用
杂化，B 项错误；C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C 项错误；D．金刚
石中没有自由移动电子，不能导电，D 项错误；故选A。
典例02（2022·天津卷）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确
的是
A．金刚石比石墨稳定
B．两物质的碳碳键的键角相同
C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3
D．可以用X 射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
【答案】D
【解析】A．石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，
故A 错误；B．金刚石是空间网状正四面体形，键角为109°28′，石墨是层内正六边形，键角为120°，因此
碳碳键的键角不相同，故B 错误；C．金刚石是空间网状正四面体形，石墨是层内正六边形，层与层之
间通过范德华力连接，1mol 金刚石有2mol 碳碳键，1mol 石墨有1.5mol 碳碳键，因此等质量的石墨和
金刚石中，碳碳键数目之比为3∶4，故C 错误；D．金刚石和石墨是两种不同的晶体类型，因此可用X
射线衍射仪鉴别，故D 正确。综上所述，答案为D。
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命题点02 分子的空间结构与价层电子对互斥理论、杂化轨道理论
典例01（2023·湖北卷）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VSEPR 模型均为四面体
B．
和
的空间构型均为平面三角形
C．
和
均为非极性分子
D．
与
的键角相等
【答案】A
【解析】A．甲烷分子的中心原子的价层电子对为4，水分子的中心原子价层电子对也为4，所以他们的
VSEPR 模型都是四面体，A 正确；B．SO
的孤电子对为1，CO
的孤电子对为0，所以SO
的空间构型
为三角锥形，CO
的空间构型为平面三角形，B 错误，
C．CH4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C 错误；D．XeF2和
XeO2分子中，孤电子对不相等，孤电子对越多，排斥力越大，所以键角不等，D 错误；故选A。
典例02（2022·江苏卷）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产
HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag 等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反
应生成NO，NO 进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和
水体中过量的NH 、NO 均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO 转化为N2，
也可将水体中的NO3
-转化为N2。下列有关NH3、NH 、NO 的说法正确的是
A．NH3能形成分子间氢键
B．NO 的空间构型为三角锥形
C．NH3与NH 中的键角相等
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D．NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6 个配位键
【答案】A
【解析】A．NH3能形成分子间氢键，氨分子是一个极性分子，氮原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正
电荷，当氨分子互相靠近时，由于取向力的作用，带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部
分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢，A 正确；B．硝酸根离子的空间构型是个标准的正三
角形，N 在中间，O 位于三角形顶点，N 和O 都是sp2杂化，B 错误；C．NH3和NH 都是sp3杂化，但NH3
中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而NH 为标准的正四面体，所以键角是不一样的，NH3中每两个N
—H 键之间夹角为107°18＇,正四面体为109°28＇，C 错误；D．N-H 为σ 键，配位键也为σ 键，则
[Ag(NH3)2]+中含有8 个σ 键，2 个配位键，D 错误；答案选A。
典例03（2021·山东卷）关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是
A．CH3OH 为极性分子
B．N2H4空间结构为平面形
C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D．CH3OH 和(CH3)2NNH2中C、O、N 杂化方式均相同
【答案】B
【解析】A．甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极
性分子，A 正确；B．N2H4中N 原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B 错误；C．N2H4分子中连接N 原子
的H 原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼（(CH3)2NNH2）只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲
基基团比较大，影响了分子的排列，沸点较N2H4的低，C 正确；D．CH3OH 为四面体结构，-OH 结构类似
于水的结构，(CH3)2NNH2的结构简式为
，两者分子中C、O、N 杂化方式均为sp3，D 正确；
故选B。
命题点03 分子性质及微粒间的作用力
典例01（2023·北京卷）下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A．
键的键能小于
键的键能
B．三氟乙酸的
大于三氯乙酸的
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C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D．气态氟化氢中存在
，而气态氯化氢中是
分子
【答案】A
【解析】A．F 原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，
键不稳定，因此
键的键能
小于
键的键能，与电负性无关，A 符合题意；B．氟的电负性大于氯的电负性。
键的极性大于
键的极性，使
—的极性大于
—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电
离出氢离子，酸性更强，B 不符合题意；C．氟的电负性大于氯的电负性，
键的极性大于
键的
极性，导致
分子极性强于
，C 不符合题意；D．氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原
子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在
，D 不符合题意；故选A。
典例02（2022·天津卷）下列物质沸点的比较，正确的是
A．
B．HF>HCl
C．
D．
【答案】B
【解析】A．甲烷和乙烷组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，因此沸点
，故A 错误；B．HF 存在分子间氢键，因此沸点HF＞HCl，故B 正确；C．
组成结
构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，因此沸点
，故C 错误；D．相同碳原子
的烷烃，支链越多，沸点越低，因此
，故D 错误。综上所述，答案为B。
典例03（2022·湖北卷）下列有关N、P 及其化合物的说法错误的是
A．N 的电负性比P 的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B．N 与N 的π 键比P 与P 的强，可推断N≡N 的稳定性比P≡P 的高
C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大
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D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
【答案】A
【解析】A．P 和Cl 的电负性差值比N 和Cl 的电负性差值大，因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大，A
项错误；B．N 与N 的
键比P 与P 的强，故
的稳定性比
的高，B 项正确；C．N 的电负性比P
大，NH3中成键电子对距离N 比PH3中成键电子对距离P 近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的
键角比PH3的大，C 项正确；D．相对分子质量：HNO3<H3PO4，因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子
间作用力小，从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低，D 项正确；故选A。
一、分子结构与性质
1．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
CO2、BeCl2、HgCl2
sp2
3
平面三角形
BF3、BCl3、CH2O
V 形
SO2、SnBr2
sp3
4
四面体形
CH4、CCl4、CH3Cl
三角锥形
NH3、PH3、NF3
V 形
H2S、H2O
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SO2中硫原子的孤电
子对数为＝1；H3O＋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。
【易错提醒】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NO2的中心原子
N 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。
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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
CO2、BeCl2
3
0
BF3、SO3、CO
3
1
SO2
4
0
CH4、NH、SO、CCl4
4
1
NH3、PCl3、H3O＋
4
2
H2O、H2S
2、判断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叁键，如果有1 个叁键，则其中有2 个π 键，是sp 杂化；如果有1 个双键，
则其中有1 个π 键，是sp2杂化；如果全部是单键，则是sp3杂化。
(2)杂化轨道数等于中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子个数之和。若和为2，则中心原子sp 杂化；
若和为3，则中心原子sp2杂化；若和为4，则中心原子sp3杂化。如NH3，N 原子有1 对孤电子对，另外与
3 个氢原子成键，所以为1＋3＝4，为sp3杂化；再如CO2，C 原子没有孤电子对，与2 个氧原子成键，所
以为0＋2＝2，为sp 杂化。
3、中心原子A 的价层电子对数的计算方法：
对ABm型化合物，中心原子A 的价层电子对数n＝，计算时一般说来，价电子数即为最外层电子数，但B
为卤素原子、氢原子时，提供1 个价电子，若为氧原子、硫原子时，则不提供电子。
4、等电子体的判断方法
（1）判断方法：一是同主族变换法，如CO2与CS2、CF4与CCl4是等电子体，二是左右移位法，如N2与
CO，CO、NO 与SO3是等电子体。如果是阴离子，价电子应加上阴离子所带的电荷数；如果是阳离子，
价电子应减去阳离子所带的电荷数。如NH 价电子为8，CO 价电子为24。
（2）常见的等电子体
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微粒
通式
价电子总数
立体构型
CH4、NH
AX4
8e－
正四面体形
CO、N2
AX
10e－
直线形
CO2、CNS－、NO、N
AX2
16e－
直线形
SO2、O3、NO
AX2
18e－
V 形
CO、NO、SO3
AX3
24e－
平面三角形
PO、SO、ClO
AX3
26e－
三角锥形
SO、PO
AX4
32e－
正四面体形
5、分子性质
(1)分子极性
1)分子构型与分子极性的关系
2)键的极性与分子极性的关系
类型
实例
两个键之间的夹角
键的极性
分子的极性
空间构型
X2
H2、N2
－
非极性键
非极性分子
直线型
XY
HCl、NO
－
极性键
极性分子
直线型
XY2(X2Y)
CO2、CS2
180°
极性键
非极性分子
直线型
SO2
120°
极性键
极性分子
三角形
H2O、H2S
104．5°
极性键
极性分子
V 形
XY3
BF3
120°
极性键
非极性分子
平面三角形
NH3
107．3°
极性键
非极性分子
三角锥形
XY4
CH4、CCl4
109．5°
极性键
非极性分子
正四面体
(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)mROn，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：
HClO<HClO2<HClO3<HClO4。
6.配合物
(1)孤电子对
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分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。
(2)配位键
①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。
②配位键的表示：常用“―
→
”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH 可表示为
，在NH 中，虽然有一个N—H 键形成过程与其他3 个N—H 键形成过程不同，但是一旦形
成之后，4 个共价键就完全相同。
(3)配合物。如[Cu(NH3)4]SO4
配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、
Ag＋等。
7.分子结构性质认识的5 个易错易混点
(1)误认为分子的稳定性与分子间作用力和氢键有关,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,其实要看其σ 键和孤电子对数是否分别相同。如CO2
和SO2中心原子的杂化方式不同,CO2分子中C 原子是sp 杂化,SO2分子中S 原子是sp2杂化。
(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
氢键一般会使物质的熔、沸点降低。
(4)误认为只含有极性键的分子都一定是极性分子,其实不ー定。如CO2、BF3 等是非极性分子。
(5)误认为杂化轨道构型和分子构型一致,其实不一定。如H2O 中氧原子是sp3 杂化,杂化轨道构型为四面体,
但由于分子中存在孤对电子,根据价层电子对互斥理论可知,H2O 的分子构型是V 形。
二、微粒间的相互作用力
1．离子键、共价键及金属键的比较
离子键
共价键
金属键
非极性键
极性键
概念
阴、阳离子通过静电
作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对(电子云重
叠)而形成的化学键
金属原子脱落下来的价电子形
成遍布整块晶体的“电子气”,
被所有原子共用,从而把所有金
属原子维系在一起
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成键粒子
阴、阳离子
原子
金属阳离子和自由电子
成键实质
阴、阳离子的静电作
用
共用电子对不
偏向任何一方
共用电子对偏向
一方原子
金属阳离子和自由电子间的电
子气
形成条件
活泼金属元素与活泼
非金属元素经电子得
失,形成离子键
同种元素原子
之间成键
不同种元素原子
之间成键
金属阳离子和自由电子间成键
形成的物质离子化合物
非金属单质;某
些共价化合物
或离子化合物
共价化合物或离
子化合物
金属晶体
2．化学键与物质类别的关系
(1)含有离子键的化合物一定是离子化合物，但离子化合物中可能含有共价键，如Na2O2。
(2)只含有共价键的化合物一定是共价化合物。
(3)由金属元素和非金属元素组成的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3是共价化合物；只含有非金属元
素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐是离子化合物。
(4)非金属单质不一定含有共价键，如稀有气体单质。
(5)气态氢化物是共价化合物，只含共价键，如NH3；而金属氢化物是离子化合物，只含离子键，如NaH。
(6)可能含有非极性键的物质有非金属单质(稀有气体单质除外)、某些共价化合物(如H2O2、C2H6等)、某些
离子化合物(如Na2O2等)。
(7)从图中可以看出，离子化合物一定含有离子键，离子键只能存在于离子化合物中。
(8)共价键可存在于离子化合物、共价化合物和共价单质分子中。
(9)熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如
HCl。
(10)金属元素与非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3为共价化合物；只由非金属元素形
成的化合物不一定是共价化合物，如NH4Cl 为离子化合物。
(11)有些物质中不存在化学键，如稀有气体分子中不存在化学键。
3.σ 键与π 键的判断方法
(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)由物质的结构式判断。通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ 键,
双键中有一个σ 键和一个π 键,三键中有一个σ 键和两个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。
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4.几种典型物质的电子式、结构式和模型：
物质
HCl
Cl2
H2O
NH3
CH4
电子式
结构式
H—Cl
Cl—Cl
H—O—H
球棍模型
比例模型
5.三种作用力及对物质性质的影响
范德华力
氢键
共价键
作用微粒
分子
H 与N、O、F
原子
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响因素
组成和结构相似的物质,相对分子质
量越大,范德华力越大
形成氢键元素的电负性
原子半径
对性质的影响
影响物质的熔、沸点,溶解度等物理
性质
分子间氢键使物质熔、沸点升高,溶
解度增大
键能越大,稳定性
越强
考向01 共价键的形成及类型的判断
1．（2024·广西北海·统考一模）
(俗称铵铁蓝)是一种蓝色的无机颜料。下列有关该物质
的说法错误的是
A．电负性：
B．铵铁蓝中铁元素有两种化合价
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C．
中
的键角比
中的
的键角大
D．铵铁蓝中的配体是
，该配体中键与键的数目之比是
【答案】D
【解析】A．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，则电负性：
，故
A 正确；B．由化合物中正、负化合价的代数和为0 可知，铵铁蓝中铁元素有
和
两种化合价，故B 正
确；C．根据价层电子对互斥理论可知，
的空间结构为正四面体形，
的空间结构为三角锥形，
中
的键角比
中的
的键角大，故C 正确；D．
中C 和N 之间是三键，与氮
气互为等电子体，1 个
中有1 个键和2 个键，则该配体中键与键的数目之比是
，故D 错误。
综上所述，答案为D。
2．（2023·辽宁大连·大连八中校考模拟预测）下列反应产物不能用反应物中键的极性解释的是
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】A．CH3CH=CH2中的碳碳双键和H2中的H-H 键都是非极性键，无法用键的极性解释反应产物，A
正确；B．羰基中的C 电负性较小，共用电子对偏向于Cl，容易与极性试剂NH3中电负性较强的-NH2结合，
Cl 电负性较强，容易与电负性较弱的H 结合生成HCl，可用键的极性解释，B 错误；C．CH3CH2OH 与
HBr 发生取代反应时，CH3CH2OH 中C-O 键中C 的电负性较弱，O 的电负性较强，共用电子对偏向于O，
HBr 中Br 电负性较强，共用电子对偏向于Br，因此CH3CH2-容易与电负性强的Br 结合，而-H 容易与电负
性强的-OH 结合，可用键的极性解释，C 错误；D．乙醛中醛基内C 的电负性较弱，O 的电负性较强，共
用电子对偏向O，HCN 中的H-C 键中C 的电负性较强，H 的电负性较弱，共用电子对偏向于C，因此醛基
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中电负性弱的C 容易与电负性强的-CN 结合，醛基中电负性强的O 容易与电负性弱的H 相结合，可用键的
极性解释，D 错误；故答案选A。
3．（2023·北京海淀·101 中学校考三模）甲磺酸
是一种强酸。下列说法正确的是
A．推测甲磺酸难溶于水
B．该分子中心原子S 的价层电子对数为6
C．分子中所有化学键均为极性共价键
D．该分子中硫氧键的键长均相同
【答案】C
【解析】A．该物质中有-OH 可与水形成氢键，其溶解性较大，A 项错误；B．S 的价层电子对=4+0=4 对，
B 项错误；C．分子中有C-H、C-S、S=O、S-O、O-H 均为极性键，C 项正确；D．分子中S=O 和S-O 键键
长不同，D 项错误；故选C。
4．（2023·安徽芜湖·统考二模）周期表前四周期的元素A、B、C、D、E 原子序数依次增大。基态原子A
的原子轨道半充满，B 的价电子层中有3 个未成对电子，D 的价层电子排布式为nsn-1np2n-2，C 与D 同族，E
的最外层只有1 个电子，次外层有18 个电子。这5 种元素形成的一种1：1 型离子化合物中，由C、D 所形
成的阴离子呈正四面体结构、阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。下列说法正确的是
A．5 种原子中第一电离能最大的是C
B．A、B 所形成的化合物中只含极性键
C．1mol 该阳离子中含有24molσ 键
D．B、C、D 所形成的简单氢化物中，沸点最低的是D
【答案】D
【分析】基态原子A 的原子轨道半充满，则A 的电子排布式为1s1，为H 元素；D 的价层电子排布式为
nsn-1np2n-2，s 轨道全充满时有2 个电子，则n-1=2，n=3，D 的价层电子排布式为3s23p1，为S 元素；C、D
同主族，原子序数C<D，则C 为O 元素，B 的价电子层中有3 个未成对电子，且B 原子序数小于C，所以
B 只能为第二周期元素，价层电子排布为2p3，为N 元素：E 的最外层只有1 个电子，次外层有18 个电子，
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则E 为29 号元素，为Cu 元素。
【解析】A．C 为O 元素，第一电离能N>O，故A 错误；B．A、B 可形成N2H4，含有非极性键，故B 错
误；C．由图可知，1mol 该阳离子中含有26molσ 键，故C 错误；D．B、C 所形成的简单氢化物H2O 与
NH3均可形成分子间氢键，沸点较高，D 所形成的H2S 无分子间氢键，沸点最低，故D 正确；故答案选
D。
5．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）火箭发射时可用
作燃料，
作氧化剂，其反应
为
。
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．1.8 g
中氧的价层电子对数为
B．1 mol
中含有的π 键数为
C．当生成6.72 L
时转移电子数为
D．1 mol
中含有的质子数为
【答案】A
【解析】A．1.8 g
为0.1mol，1 个
中心O 原子的价层电子对数=
，0.1mol 水中氧的价
层电子对数为
，故A 正确；B．
结构简式为：
，分子中只含单键，不含π 键，故B 错
误；C．未指明气体所处状态，不能依据体积确定物质的量，故C 错误；D．1 mol
中含有的质子数
为
，故D 错误；故选：A。
考向02 分子的空间结构与价层电子对互斥理论、杂化轨道理论
1．（2024·广西·校联考模拟预测）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法错误的是
A．SO2和SO3的VSEPR 模型均为平面三角形
B．PCl3、NCl3的空间构型都是三角锥形
C．BF3和NF3均为非极性分子
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D．CO2与N 的键角相等
【答案】C
【解析】A．SO2和SO3中硫原子的价层电子对数均为3，则SO2和SO3的VSEPR 模型均为平面三角形，A
正确；B．PCl3、NCl3中心原子孤电子对数都是=
×(5−3×1)=1，价层电子对数为4，所以PCl3、NH3均为
三角锥形，B 正确；C．BF3中心原子B 原子孤电子对数=
×(3−3×1)=0，价层电子对数为3，是平面正三角
形结构，为非极性分子，NF3中心原子孤电子对数都是=
×(5−3×1)=1，为三角锥形结构，为极性分子，C
错误；D．CO2分子中的中心C 原子价层电子对数是2+
=2，故C 原子采用sp 杂化，分子呈直线形，
键角是180°，N3
−与CO2互为等电子体，N3
−也呈直线形，键角是180°，即CO2与N3
−的键角相等，D 正确。
答案选C。
2．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）磷酰氯(
)是有机合成的催化剂，可用以下方法制取：
或
，
的分子空间结构模型如图所示，下列说法不正确的
是
A．
中只含有键
B．
是非极性分子
C．
的空间构型是三角锥形
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D．
可与
反应生成
【答案】A
【解析】A．
结构中含有P-O 键、P=O 键，故既含键，也含
键，A 符合题意；B．
为空间对
称结构，是非极性分子，B 不符合题意；C．
的中心原子P 的价层电子对数为
，
由于中心P 原子有一对孤对电子，其空间构型是三角锥形，C 不符合题意；D．
可与
发
生反应：
+3
→
+3HCl，D 不符合题意； 故选A。
3．（2023·江苏南通·统考模拟预测）周期表中VIA 族元素及其化合物应用广泛。
、
、
是氧元
素的3 种核素，可以形0 成多种重要的化合物。亚硫酰氯
为黄色液体，其结构式为（
），遇水发生水解。工业上可电解H2SO4与
混合溶液制备过二硫酸铵
，过二硫酸铵与双氧水中都含有过氧键(-O-O-)。硝化法制硫酸的主要反应为：
。SO2和SO3都是酸性氧化物，是制备硫酸的中
间产物。下列说法正确的是
A．
、
、
具有相同的中子数
B．亚硫酰氯空间构型为平面三角形
C．SO2、SO3的中心原子轨道杂化类型均为sp2
D．SO2晶体中存在S 和O2之间的强烈作用
【答案】C
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【解析】A．
中子数为16-8=8、
的中子数为17-8=9、
的中子数为18-8=10，A 错误；B．亚硫酰
氯S 为sp3杂化，空间构型属于三角锥形，B 错误；C．SO2中σ 键为2，S 的孤电子对为（6-2×2）÷2=1，
SO3中σ 键为3，S 的孤电子对为（6-2×3）÷2=0，，中心原子轨道杂化类型均为sp2，C 正确；D．SO2晶体
中存在S 和O 之间的共价键，为强烈相互作用，D 错误；故选C。
4．（2023·辽宁大连·大连八中校考模拟预测）三硫化四磷(
)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结
构如图所示。下列有关
的说法中正确的是
A．
中仅P 原子最外层均满足8 电子稳定结构
B．键角：
C．
中P 原子为
杂化，S 原子为
杂化
D．
分子中含有6mol 极性共价键
【答案】D
【解析】A．P 最外层5 个电子，形成了3 个共价键，S 最外层6 个电子，形成了2 个键，因此都满足8 电
子稳定结构，不仅仅是P 原子，故A 错误；B．
均采用sp3杂化，PCl3的中心原子有一对孤电子，
而
无孤电子对，因为孤电子对对成键电子对有排斥力，所以导致Cl-P-Cl 键角更小，即键角比较：
，故B 错误；C．S 原子价层电子对数是4，则S 原子是sp3杂化，故C 错误；D．根据结构简式
可知1mol
分子中含有6mol 极性共价键，3mol 非极性共价键，故D 正确；答案选D。
5．（2023·山西晋城·晋城市第一中学校校考模拟预测）油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，
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在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄
褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是
A．反应I 和II 中，元素
和都被氧化
B．反应I 和II 中，氧化
转移的电子数之比为
C．
和
的空间结构都是正四面体形
D．反应I 和II 中，参加反应的
：I<II
【答案】C
【解析】A．反应Ⅰ中As 元素化合价不变，未发生氧化还原反应，故A 错误；B．反应Ⅰ的化学方程式：
2As2S3+6O2+3H2O=2As2O3+3H2S2O3，电子转移总数24e-，氧化1molAs2S3，转移电子物质的量12mol，反应
Ⅱ的化学方程式：2As2S3+14O2+12H2O=4H3AsO4+6H2SO4，电子转移数56e-，氧化1molAs2S3，转移电子物
质的量28mol，反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1molAs2S3转移的电子数之比=12：28=3：7，故B 错误；C．
的
价电子对数=4+
=4，结构中相当于一个氧原子被一个硫原子代替，空间结构是四面体结构，
的价电子对数=4+
=4，无孤对电子，空间结构是正四面体形，故C 正确；D．反应Ⅰ的
化学方程式：2As2S3+6O2+3H2O=2As2O3+3H2S2O3，反应Ⅱ的化学方程式：
2As2S3+14O2+12H2O=4H3AsO4+6H2SO4，参加反应的
：Ⅰ＞Ⅱ，故D 错误；故选C。
考向03 分子性质及微粒间的作用力
1．（2023·浙江台州·统考一模）某些微粒间相互作用的数据如下表所示：
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微粒间相互作用
化学键
分子间作用力
HCl
键能／范德华力强
度
(
)
463
568
366
157
497
28.1
18.8
21.1
根据表中数据，下列说法不正确的是
A．上表的微粒间相互作用中有5 种极性共价键，2 种氢键
B．键长：H-F<H-Br，但仅用上表数据无法比较两者与H-Cl 的键长大小
C．
的
D．用上表数据可比较
与
的沸点高低
【答案】A
【解析】A．表格中只有3 种极性共价键，分别是H—O、H—F、H—Br，故A 错误；B．表中数据可知键
能是H—F>H—Br，则键长H—F<H—Br，但是HCl 的键能未知，无法比较H—Cl 键长，故B 正确；C．
△H=反应物的总键能—生成物的总键能，所以△H=2×157+4×463—4×568—497= —603KJ/mol，所以其热
化学反应方程式书写正确，故C 正确；D．从表中数据范德华力强度可知，HF 的分子间作用力比H2O 的强，
相对分子质量越大，沸点越高，所以数据表中可比较出H2O 与HF 的沸点，故D 正确；故本题选A。
2．（2023 下·广东珠海·高三珠海市第一中学校考）科学家提出用
转换可燃冰(
)中
的
设想，转换过程如图所示，下列说法正确的是
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A．笼状结构中水分子间主要靠氢键结合
B．E 代表
，F 代表
C．
置换出
的过程涉及化学键的断裂及形成
D．
可置换可燃冰中所有的
分子
【答案】A
【解析】A．水分子中氧电负性较大，能形成氢键，笼状结构中水分子间主要靠氢键结合，故A 正确；
B．CO2置换可燃冰(mCH4·nH2O) 中CH4，由题图可知E 代表CH4， F 代表CO2，故B 错误；C．由图可知
CO2置换出CH4的过程没有形成新的化学键，没有生成新物质，CO2置换出CH4的过程是物理变化，故C
错误；D．由图可知小笼中的CH4 没有被置换出来，则CO2不可置换可燃冰中所有的CH4分子，故D 错误；
故选A。
3．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）超分子结构化学原理的应用非常广泛，尿素[CO(NH2)2]可与正烷烃(n-
CnH2n+2，n≥8)形成超分子包合物，原理如图所示。下列说法中错误的是
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A．尿素分子通过分子间氢键形成较稳定的六角形通道
B．尿素分子和正烷烃分子间通过共价键形成包合物
C．依据分子直径大小差异可分离正烷烃和支链烷烃
D．分子的大小和几何形状会影响有机物的分离效果
【答案】B
【解析】A．尿素分子通过分子间氢键形成较稳定六角形通道结构，A 正确；B．尿素分子和正烷烃分子间
通过分子间作用力而不是共价键形成包合物，B 错误；C．如果支链烷烃体积过大，则可能装不进六角形
通道，因此可依据分子直径大小差异可分离正烷烃和支链烷烃，C 正确；D．分子的大小和几何形状影响
有机物的分离效果，D 正确；故答案为：B。
4．（2023·河北·校联考模拟预测）某课题组发现水团簇最少需要21 个水分子才能实现溶剂化，即1 个水
分子周围至少需要20 个水分子，才能将其“溶解”(“溶解”时，水团簇须形成四面体)。下列叙述正确的
是
A．(H2O)21中水分子之间的作用力主要是氢键
B．(H2O)21和(H2O)23互为同系物
C．加热(H2O)23变为(H2O)19还破坏了极性键
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D．(H2O)21晶体属于共价晶体
【答案】A
【解析】A．水分子中氧电负性较强，能形成氢键；(H2O)21中水分子之间的作用力主要是氢键，A 正确；
B．同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；(H2O)21和(H2O)23不是同系物，
B 错误；C．加热(H2O)23变为(H2O)19破坏了氢键，而不是化学键，C 错误；D．(H2O)21晶体属于分子晶体，
D 错误；故选A。
5．（2023·上海宝山·统考二模）下列有关化学键和晶体的说法正确的是
A．干冰属于分子晶体，其升华破坏了共价键
B．氯化铵固体属于离子晶体，其加热仅破坏了离子键
C．晶体硅属于共价晶体，其熔化破坏了共价键
D．汞属于分子晶体，其气化破坏了共价键
【答案】C
【解析】A．干冰是固态的二氧化碳，由二氧化碳分子构成，属于分子晶体，升华时破坏分子间作用力，A
错误；B．氯化铵固体是由氯离子和铵根离子通过离子键结合而成的离子晶体，加热氯化铵破坏了氯离子
和铵根离子之间的离子键，同时加热氯化铵分解为氨气和HCl，破坏了H 和N 之间的共价键，B 错误；
C．晶体硅是由Si 原子之间通过共价键结合而成的共价晶体，晶体硅熔化破坏了Si-Si 共价键，C 正确；
D．汞是常温下呈液态的金属，是由金属离子和自由电子通过金属键结合而成的金属晶体，其气化破坏了
金属键，D 错误；答案选C。
考点三 晶体结构与性质
命题点01 晶体的性质与晶体类型的判断
典例01（2023·重庆卷）配合物[MA2L2]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
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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[MA2L2]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
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。
典例02（2022·山东卷）
、
属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存
在
键、
键。下列说法错误的是
A．
的熔点高于
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取
杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【分析】Al 和Ga 均为第ⅢA 元素，N 属于第ⅤA 元素，AlN、GaN 的成键结构与金刚石相似，则其为共
价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN 晶体中，N 原子与其
相邻的原子形成3 个普通共价键和1 个配位键。
【解析】A．因为AlN、GaN 为结构相似的共价晶体，由于Al 原子的半径小于Ga，N—Al 的键长小于N—
Ga 的，则N—Al 的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN 的熔点低于AlN，A 说
错误；B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B 说法
正确；C．金刚石中每个C 原子形成4 个共价键（即C 原子的价层电子对数为4），C 原子无孤电子对，故
C 原子均采取sp ３杂化；由于AlN、GaN 与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C
说法正确；D．金刚石中每个C 原子与其周围4 个C 原子形成共价键，即C 原子的配位数是4，由于AlN、
GaN 与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D 说法正确。综上所述，本题选
A。
典例03（2021·天津卷）下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO2和SO3
B．I2和NaCl
C．Cu 和Ag
D．SiC 和MgO
【答案】C
【解析】A．SiO2为共价晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A 错误；B．I2为分子晶体，NaCl 为离
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子晶体，晶体类型不同，故B 错误；C．Cu 和Ag 都为金属晶体，晶体类型相同，故C 正确；D．SiC 为共
价晶体，MgO 为离子晶体，晶体类型不同，故D 错误；故选C。
命题点02 有关晶体计算
典例01（2023·辽宁卷）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图
1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1 晶体密度为
g∙cm-3
B．图1 中O 原子的配位数为6
C．图2 表示的化学式为
D．
取代产生的空位有利于
传导
【答案】C
【解析】A．根据均摊法，图1 的晶胞中含Li：8×
+1=3，O：2×
=1，Cl：4×
=1，1 个晶胞的质量为
g=
g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为
g÷(a3×10-30cm3)=
g/cm3，A 项正确；B．图1 晶胞中，O 位于面心，与O 等距离最近的Li 有6 个，O 原子的配
位数为6，B 项正确；C．根据均摊法，图2 中Li：1，Mg 或空位为8×
=2。O：2×
=1，Cl 或Br：4×
=1，Mg 的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2 的化学式为LiMgOClxBr1-x，C 项错误；D．进
行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传
导，D 项正确；答案选C。
典例02（2021·湖北卷）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a 为该合金的
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晶胞结构图，图b 表示晶胞的一部分。下列说法正确的是
A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3
B．K 和Sb 原子数之比为3∶1
C．与Sb 最邻近的K 原子数为4
D．K 和Sb 之间的最短距离为
apm
【答案】B
【解析】A．该晶胞的边长为
，故晶胞的体积为
，A 项错误；B．该
晶胞中K 的个数为
，Sb 的个数为
，故K 和Sb 原子数之比为3∶1，B 项正确；
C．以面心处Sb 为研究对象，与Sb 最邻近的K 原子数为8，C 项错误；D．K 和Sb 的最短距离为晶胞体对
角线长度的
，即
，D 项错误。故选B。
1、晶体类型的判断
(1)依据物质的分类判断
①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、
绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。
(2)依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断
①离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；
②共价晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；
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③分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力；
④金属晶体的晶格质点是金属离子和自由电子，质点间的作用是金属键。
(3)晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高，常在数百度至一千余度；
②共价晶体熔点高，常在一千度至几千度；
③分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；
④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
(4 )依据导电性判断
①离子晶体水溶液及熔化时能导电；
②共价晶体一般为非导体，但有些能导电，如晶体硅；
③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(如酸和部分非金属气态氢化物)溶于水，使分子内的化学键
断裂形成自由离子也能导电；
④金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
①离子晶体硬度较大或略硬而脆；
②共价晶体硬度大；
③分子晶体硬度小且较脆；
④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
2、物质熔、沸点高低比较规律
(1)一般情况下,不同类型晶体的熔、沸点高低规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,如熔、沸点:金刚石
>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如熔、沸点:Na>Cl2(金属晶体熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如
汞等)。
(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短,则键能越大,其熔、沸点就越高,如熔、沸点:金刚石>石英>碳化
硅>晶体硅。
(3)形成离子晶体的阴阳离子所带的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点就越高,如熔、沸
点:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。
(4)金属晶体中金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如
Al>Mg>Na。
(5)分子晶体的熔、沸点比较规律。
①组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,其熔、沸点就越高,如:HI>HBr>HCl。
②组成和结构不相似的分子,分子极性越大,其熔、沸点就越高,如:CO>N2。
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③同分异构体分子中,支链越少,其熔、沸点就越高,如:正戊烷>异戊烷>新戊烷。
④同分异构体中的芳香烃及其衍生物,邻位取代物>间位取代物>对位取代物,如熔、沸点:邻二甲苯>间二甲
苯>对二甲苯。
3、均摊法确定晶胞组成
(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。在如图所示的正三棱柱形晶胞中：
③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CO2)
C．CaF2(含4 个Ca2＋，8 个F－)
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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)
4、金属晶体空间利用率的计算方法
Ⅰ.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、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
空间利用率＝×100%
②空间利用率的计算步骤：
a．计算晶胞中的粒子数；
b．计算晶胞的体积。
Ⅱ.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，球的半球为r
过程：V(球)＝πr3 V(晶胞)＝(2r)3＝8r3
空间利用率＝×100%＝×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)
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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%
5、计算晶体密度的方法
6、计算晶体中粒子间距离的方法
7、千万差别貌相似,谨防马虎大错误
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(1)CO2 和SiO2 尽管有相似的化学组成,但二者物理性质有较大差异,原因是二者的晶体类型不同,CO2 属于
分子晶体,SiO2 属于原子晶体,二者不能混淆。
(2)离子晶体中不一定都含有金属元素,如NH4Cl 是离子晶体;金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离
子晶体,如AlCl3 是分子晶体;含有金属离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属离子。
(3)含阴离子的晶体中一定含有阳离子,但含阳离子的晶体中不一定含阴离子,如金属晶体。
(4)误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高,其实不一定,如Na 的熔点为97 ℃,尿素的熔点为132.7 ℃。
考向01 晶体的性质与晶体类型的判断
1．（2023·湖北·武汉二中校联考二模）纳米
为无定形(非晶态)白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表
面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米
的说法正确的是
A．对光有各向异性
B．熔点与晶体
相同
C．与晶体
互为同分异构体
D．可用X-射线衍射实验区分纳米
与晶体
【答案】D
【解析】A．纳米
为无定形，不是晶体，没有对光的各向异性，故A 错误；B．纳米
不是晶体，
是共价晶体，因此熔点不相同，故B 错误；C．具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，
只是化学式，晶体
中没有分子，故C 错误；D．纳米
不是晶体，
是共价晶体，可用X-
射线衍射实验区分纳米
与晶体
，故D 正确；故选D。
2．（2023·浙江·校联考三模）下列物质含有非极性共价键且属于分子晶体的是
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A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】A．H2O2结构式为H-O-O-H，属于分子晶体，含有极性共价键、非极性共价键，故A 符合题意；
B．Na2S 属于离子晶体，含有离子键，故B 不符合题意；C．CO2属于分子晶体，其结构式为O=C=O，含
有极性共价键，故C 不符合题意；D．过氧化钠属于离子晶体，含有离子键和非极性共价键，故D 不符合
题意；答案为A。
3．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）2023 年诺贝尔化学奖授予三位探索纳米和量子点领域的科学家。纳米
晶体具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米
晶体的
说法正确的是
A．熔点低于大块
晶体
B．属于胶体，能产生丁达尔效应
C．与大块
晶体属于同分异构体
D．与NaOH、HF 都能反应，属于两性氧化物
【答案】A
【解析】A．纳米SiO2晶体颗粒尺寸小，相对大块
晶体来说，其中有一部分共价键断裂，熔化时需要
克服的作用力小一些，熔点低一些，故A 正确；B．纳米SiO2晶体是纯净物，而胶体是混合物，故B 错误；
C．纳米SiO2晶体和大块SiO2晶体都是共价晶体，由原子构成，没有分子式，不属于同分异构体，故C 错
误；D．SiO2能与NaOH 反应生成盐硅酸钠和水，SiO2能和HF 都能反应，但是SiO2不是和所有的酸都能
反应，只能和HF 反应，和其他酸不反应，是酸性氧化物不是两性氧化物，故D 错误；故答案为：A。
4．（2023·北京朝阳·统考一模）我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳
原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确
的是
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A．T-碳与金刚石互为同素异形体
B．T-碳与金刚石均属于共价晶体
C．T-碳与金刚石中键角均为
D．T-碳晶胞中平均含有32 个碳原子
【答案】C
【解析】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，结构不同，互为同素异形体，故A 正确；B．由晶胞结构可知T-
碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，两者均为共价晶体，故B 正确；C．T-碳中4 个碳原子围成
正四面体结构，该结构中键角为60°，故C 错误；D．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正
四面体结构单元有8 个位于顶点，6 个位于面心，4 个位于体内，个数为：
，则碳原子个
数为32，故D 正确；故选：C。
6．（2023·广东·统考二模）六氟磷酸盐离子液体可用于有机合成的溶剂和催化剂，其结构如图所示，下列
说法错误的是
A．阳离子中碳原子有
和
两种杂化方式
B．阴、阳离子体积较大，离子之间作用力较弱，晶体的熔点较低
C．该物质中存在的化学键类型：离子键、共价键
D．所有原子均符合8 电子稳定结构
【答案】D
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【解析】A．阳离子中饱和碳原子为
杂化，碳碳双键两端的碳为
杂化，A 正确；B．该物质为离子晶
体，但是由于阴、阳离子体积较大，离子之间作用力较弱，导致其晶体的熔点较低，B 正确；C．阴阳离
子间存在离子键，阴阳离子内部存在共价键，C 正确；D．氢原子不符合8 电子稳定结构，D 错误；故选
D。
考向02 有关晶体计算
1．（2023·广东梅州·统考三模）
晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是
A．阴、阳离子个数比为
B．
晶体中距离
最近的
的数目为12
C．若晶胞边长均为
，则
和
之间的最短距离为
D．阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中
【答案】C
【解析】A．
位于顶点和面心，个数为
，
位于棱心和体心，个数为
，阴、
阳离子个数比为
，A 项正确；B．
晶体的晶胞中，该晶体中距离
最近的
的数目为12，B 项
正确；C．
与
之间的最短距离等于晶胞面对角线的一半，即
和
之间的最短距离为
，C
项错误；D．由晶胞结构可知，晶胞中心的阳离子位于由阴离子构成的正八面体的中心，D 项正确；故选
C。
2．（2023·辽宁阜新·阜新实验中学校考模拟预测）砷化镓是一种立方晶系如图甲所示，将Mn 掺杂到晶体
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中得到稀磁性半导体材料如图乙所示，砷化镓的晶胞密度为gcm-3。下列说法错误的是
A．1mol 砷化镓中配位键的数目是4NA
B．掺入Mn 的晶体中Mn、Ga、As 的原子个数比为5：26：32
C．沿体对角线a→b 方向投影图如丙，若c 在11 处，则As 的位置为7、9、11、13
D．该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为
pm
【答案】B
【解析】A．由图甲知，1 个As 与4 个Ga 形成As-Ga 共价键，即砷化镓中As 的配位数为4，则1mol 砷化
镓中配位键的数目是4NA，A 正确；B．掺入Mn 的晶体中Ga 有7 个位于顶点，5 个位于面心，个数为：
；As 有4 个位于体内，Mn 有1 个位于顶点，1 个位于面心，个数为：
；
Mn、Ga、As 的原子个数比为
：
：4=5：27：32，B 错误；C．由砷化镓晶胞结构可知，c 位于侧面的
面心，沿体对角线a→b 方向投影图如丙，则As 的位置为7、9、11、13，C 正确；D．由晶胞结构可知，
距离最近的两个镓原子之间的距离为面对角线的一半，晶胞中含4 个Ga 和4 个As，晶胞质量为
，晶
胞体积为
，则晶胞边长为：
pm，两个镓原子之间的最近距离为
pm，
D 正确；故选：B。
3．（2023 上·湖南长沙·高三长郡中学校考开学考试）钛酸钡是太阳能电池材料。经X 射线衍射分析测定，
钛酸钡的晶胞结构如图所示(Ti4+、Ba2+均与O2-接触)，已知晶胞边长为a pm，O2-的半径为b pm，NA为阿伏
加德罗常数的值。下列叙述错误的是
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A．8 个Ti4+与Ba2+等距离且最近 B．Ti4+半径为
pm
C．钛酸钡的化学式为BaTiO3 D．钛酸钡的密度ρ=
×1021 g·cm-3
【答案】D
【解析】A．观察晶胞图示，钡离子位于体心，8 个位于顶点的钛离子与钡离子最近，A 项正确；B．已知
晶胞边长为apm，O2-的半径为bpm，根据图示，晶胞边长=2r(Ti4+)+2r(O2-)=apm，则r(Ti4+)=
pm，B 项正确；C．根据晶胞图示，Ti 位于晶胞的顶点，Ti 的数目为8×
=l，Ba 位于晶
胞的内部，数目为1，O 位于晶胞的棱上，其数目为12×
=3，则钛酸钡的化学式为BaTiO3，C 项正确；
D．该晶胞为立方体，晶体密度
g·cm-3，D 项错误；故选D。
4．（2023 上·湖南·高三校联考）实验室制取HF 的原理为
，氢氟酸可用
来刻蚀玻璃，发生反应：
。
的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为a pm。下
列说法错误的是
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A．氢化物的稳定性：
B．
、
、
三者的中心原子价层电子对数相等
C．
的晶体密度为
(
为阿伏加德罗常数的值)
D．
晶体中
与
之间的最近距离为
【答案】D
【解析】A．非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：
，故A 正确；B．
、
和
的中心
原子的价层电子时数均为4，故B 正确；C．由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4 个
，8 个
，由晶胞
结构可知其密度为
故C 正确；D．
晶体中
为面心立方最密堆积，
位于
围成的正四面体的空隙中，
与
之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的
，即为
，故D 错
误；答案选D。
5．（2023·辽宁·校联考三模）一种由Cu、In、Te 组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边
夹角均为90°，晶体中Te 原子填充在Cu、In 围成的四面体空隙中，A 点、B 点原子的分数坐标分别为
、
，下列说法错误的是
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A．该晶体的化学式为
B．C 点原子的分数坐标为
C．晶胞中四面体空隙的占有率为50%
D．晶胞中C、D 间距离
【答案】D
【解析】A．晶胞中位于顶点、面上、和体内的Cu 原子个数=
，位于面上、棱上的In 原
子个数=
，位于体内的Te 原子个数=8×1=8，则Cu、In、Te 的原子个数比为4:4:8=1:1:2，晶
体的化学式为CuInTe2，A 正确；B．由位于顶点A 点和体心B 点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、
可知，晶胞边长为1，则位于体对角线
处，面对角线
处的C 原子的分数坐标分别为
，B 正确；
C．由晶胞结构可知，In 原子形成的四面体空隙有8 个，形成的八面体空隙也有8 个，则四面体空隙的占
有率为
，C 正确；D．由晶胞中C、D 形成的直角三角形的边长为
pm、
pm 可知，
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C、D 间距离d=
，D 错误；答案选D。
微专题 晶胞参数、坐标参数的分析与应用
典例（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
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ZrO2，选项A 正确；B．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。
一、原子分数坐标参数
1．概念
原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。
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.金刚石晶胞中碳原子坐标的确定
以金刚石晶胞结构为例，金刚石晶体整体上是正四面体立体网状结构。每个碳原子L 能层的4 个电子
采用sp3杂化，形成4 个等同的杂化轨道，相邻的两个碳原子之间形成σ 键。这样每个碳原子与周围4 个碳
原子形成4 个σ 键，每个碳原子都是直接相连的4 个碳原子的重心。
在一个金刚石晶胞中有8 个碳原子位于立方体的顶点，6 个碳原子位于面心，4 个碳原子位于晶胞内部。
每个晶胞中8 个顶点中有4 个顶点、6 个面心和4 个晶胞内部的碳原子形成4 个正四面体，每个正四面体的
4 个顶点分别是一个晶胞顶点和这个顶点所在平面的面心，正四面体中心是晶胞内的1 个碳原子。
用解析几何知识研究晶体中各个微粒间的位置关系更具体更直接。以底面一个顶点的碳原子(通常取后
左下)为原点建立一个三维坐标系。
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原点上的原子坐标为(0，0，0)，晶胞边长参数看作1，并据此分析坐标参数。在晶胞进行“无隙并
置”时，可以看出，8 个顶点的原子都可以作为原点，注意看清楚，与这个原点原子重合的是晶胞上哪一
个顶点的碳原子。所以顶点上的8 个原子坐标都是(0，0，0)，这与纯粹立体几何不同，所以高中阶段我们
只标注顶点以外的晶胞内和晶胞上点的坐标；棱心和面心坐标点中数据中不会出现“1”。
以下是晶胞中各点碳原子对应的三维坐标和晶体中坐标的对应关系。
(1)6 个面心坐标
上面心
下面心
左面心
右面心
前面心
后面心
三维坐标
晶体中坐
标
(2)12 个棱中心坐标
上面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
下面四条棱
三维坐标
晶体中坐
标
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垂直底面四条棱
三维坐标
晶体中坐
标
(3)晶胞内部4 个碳原子的坐标
金刚石晶胞有两种取向，由于金刚石晶胞内部有4 个碳原子，在空间分布是不对称的，所以从不同方
向观察晶胞时，内部的4 个碳原子的位置是不相同的。我们把左边的图叫作取向1，右边的图叫作取向2
它们各自绕竖直中心轴旋转90°，就能够变为对方。金刚石晶胞内4 个碳原子坐标：
取向1：
取向2：
所以金刚石晶胞的取向不同时，晶胞内部不对称的4 个原子的坐标会发生改变。
4.常见晶胞的原子坐标
1）金刚石晶胞的原子坐标
（1）取向一：
金刚石晶胞中碳原子的坐标：
8 个顶点碳原子的坐标：0，0，0；
6 个面中心碳原子的坐标：1/2，0，1/2；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；
4 个内部碳原子的坐标：1/4，1/4，3/4；3/4，1/4，1/4；3/4，3/4，3/4；1/4，3/4，1/4；
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（2）取向二：
金刚石晶胞中碳原子的坐标：
8 个顶点碳原子的坐标：0，0，0；
6 个面中心碳原子的坐标：1/2，0，1/2；1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；
4 个内部碳原子的坐标：1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4；
注：金刚石晶胞的取向不同时，即使都是取前左下的顶点原子作原点，晶胞内部不对称的4 个碳原子的坐
标，也会发生改变。
2）氟化钙晶体：
每个CaF2晶胞有4 个Ca2＋和8 个F－原子分数坐标如下：
Ca2＋：
0，0，0
1/2，1/2，0
1/2，0，1/2
0，1/2，1/2
F－：
1/4，1/4，1/4
3/4，1/4，1/4
1/4，3/4，1/4
1/4，1/4，3/4
3/4，3/4，1/4
3/4，1/4，3/4
1/4，3/4，3/4
3/4，3/4，3/4
3）氯化钠晶胞：
每个晶胞含有4 个Cl－和4 个Na＋，它们的原子分数坐标为：
Na＋：
1/2，1/2，1/2
1/2，0，0
0，1/2，0
0，0，1/2
Cl－：
0，0，0
1/2，1/2，0
0，1/2，1/2
1/2，0，1/2
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注：碱金属的卤化物、氢化物，碱土金属的氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，过渡金属的氧化物、硫化
物，以及间隙型碳化物、氮化物都属NaCl 型结构。
二、宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
1.密度的计算式：
2.计算类型
晶体的密度有两种计算形式，一种是知道晶胞边长和晶胞结构进行的计算，一种是知道原子或离子半
径和晶胞结构进行的计算。
1）知道晶胞边长和晶胞结构进行的计算
若晶胞为正方体，边长为a pm，含有b 个分子，分子的相对分子质量为M，则密度的计算过程为(别记结
论，学会计算过程)
晶胞的体积为：(a×10－12m)3= a3×10－36m3
晶胞中分子的总质量为：m=nM=(b/NA)M= bM/6.02×1023g
ρ=M/V=(bM/6.02×1023g) /( a3×10－36m3)=(bM×1013)/(6.02×a3)g/m3
(1)CO2分子晶体的密度计算：
已知CO2分子晶体的结构如下图(面心立方)，晶胞边长为572pm(计算数据)。
①晶胞中的分子数目计算：8×1/8＋6×1/2=4
一个晶胞中有4 个CO2。
②晶体密度计算：
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m=nM=[4/(6.02×1023/mol)]×44g/mol=2.9236×10－22g
V=(572×10－12)3m3=1.8715×10－28m3
ρ=m/V=2.9236×10－22g /1.8715×10－28m3=1.562×106g/m3=1.562g/ cm3。
(2)Po(钋)，相对原子质量为209，晶胞边长为336pm。
①晶胞中原子数目计算：8×1/8=1。
②密度计算：
m=nM=[1/(6.02×1023/mol)]×209g/mol=3.472×10－22g
V=(336×10－12)3m3=3.7933×10－29m3
ρ=m/V=3.472×10－22g /3.7933×10－29m3=9.153 ×106g/m3=9.153g/cm3
2）知道原子或离子半径和晶胞结构进行的计算
先用原子或离子的半径计算出晶胞的边长，然后再进行密度计算。
(1)Na 的体心立方
Na 的原子半径r=186pm。
①晶胞中的原子数目计算：8×1/8＋1=2。
②密度计算：
先计算晶胞的边长a：根据体对角线=√3a=4r，
边长a=4r/√3=4×186pm/√3=429.56pm。
m=nM=[2/(6.02×1023/mol)]×23g/mol=7.6412×10－23g
V=(429.56×10－12)3m3=7.9263×10－29m3
ρ=m/V=7.6412×10－23g /7.9263×10－29m3=9.64 ×105g/m3=0.964g/cm3
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(2)Zn 的六方堆积：
Zn 的范德华半径为139pm。
①正六棱柱中原子数目计算：12×1/6＋2×1/2＋3=6
②密度计算：六方最密堆积不是正方体晶胞，不能用正方体的公式计算。
用上面的正六棱柱计算，正六棱柱的边长为278pm。
若边长为r，体积为24√2 r3。(计算式见空间利用率计算的(3))
V=24√2 r3=24√2×(139×10－12m)3=9.1153×10－29m3
m=nM=[6/(6.02×1023/mol)]×65.38g/mol=6.5163×10－22g
ρ=m/V=6.5163×10－22g /9.1153×10－29m3=7.15 ×106g/m3=7.15g/cm3
(3)金刚石原子晶体的结构
①晶胞中的原子数目计算：8×1/8＋6×1/2＋4=8
②密度计算：以金刚石结构为例，C 的共价半径为77pm。
大立方体的边长为8r/√3，即355.65 pm。(计算式见空间利用率计算的(4))
m=nM=[8/(6.02×1023/mol)]×12g/mol=1.5947×10－22g
V=(355.65×10－12)3m3=4.4985×10－29m3
ρ=m/V=1.5947×10－22g /4.4985×10－29m3=3.545 ×106g/m3=3.545g/cm3
(4)离子晶体的密度计算：
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①NaCl：Na＋的离子半径为95pm，Cl－的离子半径为181pm
晶胞边长的计算：2r(Na＋)＋2r(Cl－)=552pm。
其中含Na＋4 个，Cl－4 个。
m=nM=[4/(6.02×1023/mol)]×23g/mol＋[4/(6.02×1023/mol)]×35.45g/mol=3.8837×10－22g
V=(552×10－12)3m3=1.682×10－28m3
ρ=m/V=3.8837×10－22g /1.682×10－28m3=2.309×106g/m3=2.309g/cm3
②CsCl：Cs＋的离子半径为169pm，Cl－的离子半径为181pm。
晶胞边长的计算：[2r(Cs＋)＋2r(Cl－)]/√3=404.15pm。
其中含Cs＋1 个，Cl－1 个。
m=nM=[1/(6.02×1023/mol)]×132.9g/mol＋[1/(6.02×1023/mol)]×35.45g/mol=2.7965×10－22g
V=(404.15×10－12)3m3=6.6013×10－29m3
ρ=m/V=2.7965×10－22g /6.6013×10－29m3=4.236×106g/m3=4.236g/cm3
③CaF2：Ca2＋的离子半径为99pm，F－的离子半径为136pm。
右侧为晶胞的八分之一
晶胞边长计算为2{[2r(Ca2＋)＋2r(F－)]/√3}=542.71pm。
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其中含Ca2＋4 个，F－8 个，则密度为
M=nm=[4/(6.02×1023/mol)]×40g/mol＋[8/(6.02×1023/mol)]×19g/mol=5.1827×10－22g
V=(542.71×10－12)3m3=1.5985×10－28m3
ρ=m/V=5.1827×10－22g /1.5985×10－28m3=3.242×106g/m3=3.242g/cm3
1．（2023·吉林白山·统考三模）Li、Fe、Se 可形成新型超导材料，晶胞如图所示(Fe 原子均位于面上)。晶
胞棱边夹角均为90°，X 的坐标为(0，1，
)，Y 的坐标为(
，
，
)，设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
已知：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，称作原子分数坐标
A．基态Fe 原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2
B．坐标为(
，1，
)的原子是Li 原子
C．Se 原子X 与Se 原子Y 之间的距离为
nm
D．该晶体的密度为
g·cm-3
【答案】C
【解析】A．Fe 为26 号元素，基态Fe 原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，故A 错误；B．由晶胞结构可
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知坐标为(
，1，
)的原子是Z 原子，即Fe 原子，故B 错误；C．Se 原子X 与Se 原子Y，沿x 轴方向的
距离为
，沿y 轴方向的距离为
，沿z 轴方向的距离为
，两点间的距离为
nm，故C 正确；
D．Li 原子有8 位于顶点，1 个位于体心，个数为：
，Fe 有8 个位于面上，个数为
，Se
原子8 个位于棱上，2 个位于体内，个数为：
，晶胞的质量为：
g，
晶胞体积为：
×10-21 cm3，密度为：
g·cm-3，故D 错误；故选：C。
2．（2023·辽宁·校联考一模）某立方品系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a 为该合金
的晶胞结构，图b 表示晶胞的一部分，晶胞中1 号、3 号原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(1，1，1)。下
列说法错误的是
A．晶胞中含有的Sb 原子数为4
B．2 号原子的分数坐标为
C．K 和Sb 之间的最短距离为
pm
D．该晶体的密度为
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【答案】C
【解析】A．晶胞中含有的Sb 原子数为8
+6
=4，故A 正确；B．晶胞中1 号、3 号原子的分数坐标
分别为(0，0，0)、(1，1，1)，则2 号原子的分数坐标为
，故B 正确；C．根据图知，K 与Sb 原
子之间的最短距离为晶胞体对角线长度的
，最短距离=
，故C 错误；D．该晶胞中
Sb 原子数为8
+6
=4，K 原子个数为12
+9=12，该晶体的密度为
=
，故D 正确；故选C。
3．（2023·河北·统考模拟预测）(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示，其中B 代表Pb2+，下列说法正确的是
A．Pb2+的价电子排布式为：6s26p2
B．A 代表I-
C．若原子分数坐标A 为(0，0，0)，B 为(
，
，
)，则C 的原子分数坐标为(0，
，
)
D．已知CH3NH3)PbI3的摩尔质量为Mg·mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为
g•cm-3
【答案】C
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【解析】A．
的价电子排布式为：
，故A 错误；B．A 位于顶点，个数为1，A 代表
，
故B 错误；C．根据晶胞中原子的相对位置可知，若原子分数坐标A 为(0，0，0)，B 为(
，
，
)，则C
的原子分数坐标为(0，
，
)，故C 正确；D．
，故晶体的密度为
，故D 错
误；故选C。
4．（2023·湖南常德·统考一模）作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆，某种镧镍合金储氢后所
得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关表述不正确的是
A．Z 表示的微粒为H2
B．每个X 原子周围最近且等距离的X 原子有6 个
C．若A 的分数坐标为(0，0.5，0.5)，B 的分数坐标为(0.75，0.75，0)，则C 的分数坐标为(1，0.5，1)
D．若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则晶体的化学式为LaNi5H7
【答案】D
【解析】A．从晶胞中可以计算，含X 原子个数为
=1，含Y 原子个数为
=5，含Z 个数为
=3，对照晶胞的化学式LaNi5H6，可得出Z 表示的微粒为H2，A 正确；B．从图中可以看出，每
个X 原子周围最近且等距离的X 原子在顶点上，数目为6，B 正确；C．若A 的分数坐标为(0，0.5，0.5)，
B 的分数坐标为(0.75，0.75，0)，则坐标原点为底面左下角的X 原子，晶胞参数为1，所以C 的分数坐标为
(1，0.5，1)，C 正确；D．若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则与原晶胞比，增加Z 的个数为
=1，
而Z 为H2，所以晶体的化学式为LaNi5H8，D 不正确；故选D。
5．（2023·广东·统考一模）一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b=c=0.4665nm，晶胞棱边夹
角均为90°)。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，称作原子的分数坐标。
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下列有关说法不正确的是
A．该氧化物的化学式为Li2O
B．O 原子之间的最短距离为
×466.5pm
C．与Li 距离最近且相等的O 有8 个
D．若p 原子的分数坐标为(
，
，
)，则q 原子的分数坐标为(
，
，
)
【答案】C
【解析】A．该晶胞中，含Li+个数为8，含O2-个数为
=4，则氧化物的化学式为Li2O，A 正确；
B．从图中可以看出，O 原子之间的最短距离为面对角线长度的一半，即为
×466.5pm，B 正确；C．在
晶胞中，Li+与邻近的4 个O2-构成正四面体，则与Li 距离最近且相等的O 有4 个，C 不正确；D．若p 原子
的分数坐标为(
，
，
)，则q 原子在x、y、z 轴上的分数坐标分别为
、
、
，从而得出q 原子的分
数坐标为(
，
，
)，D 正确；故选C。
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