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专题12 大题突破——物质结构与性质综合
目录
01 考情透视·目标导航............................................................................................................................
02 知识导图·思维引航............................................................................................................................
03 核心精讲·题型突破............................................................................................................................
题型一 电子排布、电负性、电离能及等电子体.............................................................................
【真题研析】.............................................................................
【核心精讲】.............................................................................
1．原子核外电子的排布规律................................................................
2．基态原子核外电子排布的四种方法........................................................
3．电离能、电负性........................................................................
4．常见等电子体..........................................................................
【命题预测】.............................................................................
考向1 核外电子的排布....................................................................
考向2 电离能、电负性.....................................................................
题型二 立体构型、杂化类型、晶体类型的判断及原因解释.....................................................
【真题研析】.............................................................................
【核心精讲】.............................................................................
1．中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断..............................................
2．常见结构与性质问题的原因解释..........................................................
【命题预测】.............................................................................
题型三 晶体化学式及粒子数的确定.............................................................................................
【真题研析】.............................................................................
【核心精讲】.............................................................................
1．晶胞中微粒数的计算方法——均摊法......................................................
2．晶胞中粒子配位数的计算................................................................
【命题预测】.............................................................................
考向1 晶体化学式及粒子数的确定...........................................................
考向2 配位数的计算.......................................................................
题型四 晶胞参数的计算.................................................................................................................
1
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【真题研析】.............................................................................
【核心精讲】.............................................................................
1．晶胞参数..............................................................................
2．宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系......................................................
3．空间利用率............................................................................
【命题预测】.............................................................................
考点要求
考题统计
考情分析
原子结构
与性质
2024·山东卷，16(1)；2024·北京卷，
15(1)；2024·浙江1 月卷，17(2)；2024·浙
江6 月卷，17(2)；2023 全国乙卷35(1)
题，15 分；2023 浙江1 月选考17(2)题，
10 分；2023 北京卷，15(1)(2)题；2022 全
国甲卷，35(1)(2)题；2022 河北卷，17(1)
(2)；2022 湖南卷，18(1)(2)；2022 全国乙
卷，35(1)；2022 重庆卷，18(1)(2)；2022
北京卷，15(1)(2)(3)；2022 海南卷，19(1)
(2)；2022 广东卷，20(1)题；
随着改革的深入，《物质结构与性
质》已列入各省市必考题，题目一
般是以元素推断或某主族元素为背
景，以“拼盘”形式呈现，各小题
之间相对独立，主要考查原子结构
与性质、分子结构与性质、晶体结
构与性质。试题背景新颖，注重体
现科学新成果或新发现，更注重
“结构决定性质”思想的树立，考
查空间想象能力。在原子结构部分
主要命题点有电子排布式或排布图
的书写，电离能、电负性大小的比
较与判断；在分子结构部分主要命
题点有化学键类型的判断，分子构
型的判断，中心原子杂化方式的判
断；在晶体结构部分主要命题点有
晶体类型的判断，晶体结构的计算
等。预测2025 年试题背景新颖，注
重体现科学新成果或新发现，更注
重“结构决定性质”思想的树立，
考查空间想象能力。从题型上看，
一般给出一定的知识背景，然后设
置3～4 个小问题，每一个小题考查
相应的知识要点仍是今后命题的基
本模式。在原子结构部分主要命题
点有电子排布式或排布图的书写，
电离能、电负性大小的比较与判
断；在分子结构部分主要命题点有
化学键类型的判断，分子构型的判
断，中心原子杂化方式的判断；在
晶体结构部分主要命题点有晶体类
型的判断，晶体结构的计算等。
分子结构
与性质
2024·山东卷，16(3)；2024·北京卷，
15(2)；2024·浙江1 月卷，17(3)；2024·浙
江6 月卷，17(3)；2024· 海南卷，19(1)(2)
(3)(4)(5)；2023 浙江6 月选考，17(2)；
2023 全国乙卷，35(2)；2023 山东卷，
16(2)；2023 浙江1 月选考，17(1)；2023
北京卷，15(3)；2022 河北卷，17(3)；
2022 湖南卷，18(3)；2022 广东卷，20(2)
(4)(5)；2022 全国乙卷，35(2)；2022 全国
甲卷，35(3)；2022 海南卷，19(3)；
晶体结构
与性质
2024·山东卷，16(2)；2024·福建卷，
11(5)；2024·北京卷，15(3)；2024·浙江1
月卷，17(1)；2024·浙江6 月卷，17(1)；
2024·广西卷，15(6)；2024· 贵州卷，
16(5)；2024·甘肃卷，15(5)；2024· 海南
卷，19(6)；2024·广东卷，18(6)；2023 全
国乙卷，35(3)；2023 全国甲卷，35；2023
浙江1 月选考，17(3)；2023 浙江6 月选
考，17(3)；2023 山东卷，16(1)(3)；2023
北京卷，15(5)(6)；2022 全国甲卷，3(5)；
2022 全国乙卷，35(3)(4)；2022 重庆卷，
18(3)(4)；2022 北京卷，15(4)(5)；2022 湖
南卷，18(4)(5)(6)；2022 广东卷，20(6)；
2022 江苏卷，17(2)；
2
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题型一 电子排布、电负性、电离能及等电子体
1．(2024·山东卷，16 节选)锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：
(1)
在元素周期表中位于第_______周期_______族；同周期中，基态原子未成对电子数比
多的
元素是_______(填元素符号)。
2．(2024·北京卷，15 节选)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
(1) Sn 位于元素周期表的第5 周期第IVA 族。将Sn 的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。
3．(2024·浙江1 月卷，17 节选)氮和氧是构建化合物的常见元素。
(2)下列说法正确的是_______。
3
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A．电负性：B＞N＞O B．离子半径：P3-＜S2-＜Cl-
C．第一电离能：Ge＜Se＜As D．基态
2+的简化电子排布式：[Ar]3d4
4．(2024·浙江6 月卷，17 节选)氧是构建化合物的重要元素。请回答：
(2)下列有关单核微粒的描述正确的是_______。
A．Ar 的基态原子电子排布方式只有一种
B．Na 的第二电离能
的第一电离能
C．Ge 的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D．Fe 原子变成Fe+，优先失去
轨道上的电子
1 ．
原子核外电子的排布规律
①能量最低原理
原子核外电子总是优先占据能量更低的原子轨道
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…
②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
③泡利原理
每个原子轨道上最多只能容纳2 个自旋方向相反的电子
2 ．
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
K：1s22s22p63s23p64s1
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)
\s\up12(O：)
常见特殊原子或离子基态简化电子排布式
微粒
电子排布式
微粒
电子排布式
微粒
电子排布式
Fe 原子
[Ar]3d64s2
Cu＋
[Ar]3d10
Cu2＋
[Ar]3d9
Cr 原子
[Ar]3d54s1
Fe2＋
[Ar]3d6
Mn2＋
[Ar]3d5
Cr3＋
[Ar]3d3
Fe3＋
[Ar]3d5
Ni 原子
[Ar]3d84s2
【易错提醒】
基态原子电子排布图书写的常见错误
错误类型
错因剖析
改正
违背能量最低原理
4
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违背泡利原理
违背洪特规则
违背洪特规则
3 ．
电离能、电负性
(1)元素第一电离能的周期性变化规律
一般规
律
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀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
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
(2)电离能、电负性大小判断
规律
在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小
特性
同周期主族元素，第ⅡA 族(ns2)全充满、第ⅤA 族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能
大于同周期相邻的第ⅢA 族和第ⅥA 族元素
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
4 ．常见等电子体
粒子
通式
价电子总数
立体构型
CO2、SCN－、NO、N、N2O、COS、CS2
AX2
16e－
直线形
CO、NO、SO3
AX3
24e－
平面三角形
SO2、O3、NO
AX2
18e－
V 形
SO、PO
AX4
32e－
正四面体形
PO、SO、ClO
AX3
26e－
三角锥形
CO、N2、C
AX
10e－
直线形
CH4、NH
AX4
8e－
正四面体形
考向
1 核外电子排布
5
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1．(2025·北京市海淀区高三模拟，节选)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)Sn 位于元素周期表的第5 周期第ⅣA 族，属于 区。
2．(2025· 浙江省金华第一中学高三选考模拟，17 节选)铑(Rh)和铱(Ir)形成的材料在生产生活中应用广
泛，如铑(Rh)膦络合物常用作催化剂，二氧化铱(IrO2)可用作电生理学研究中的微电极。请回答：
(1)铱(Ir)的原子序数为77，其价电子排布式为 ，位于元素周期表的 区。
3．(2025·广东省广东实验中学高三模拟，节选)锂电池的电解液是目前研究的热点。
(1)锂电池的电解液可采用溶有LiPF6的碳酸酯类有机溶液。
①基态Li+的电子云轮廓图的形状为 。
②基态
原子的价层电子轨道表示式为 。
4．(2025·江西省九校联考高三期中，节选)硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛，
其在化合物中常显+3 价。回答下列问题：
(1)有机中常用BCl3做催化剂。形成BCl3时，基态B 原子价电子层上的电子先激发再杂化，激发过程
形成的原子光谱为 光谱(填“吸收”或“发射”)，激发后B 原子的价电子轨道表示式最可能为
(填标号)。
5．(2025·辽宁省沈阳市高中联合体高三模拟，节选)第ⅢA 族元素及其化合物应用广泛。回答下列问
题：
(1)基态Ga 原子的价层电子排布式为 。
(2)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是_______(填标号)。
A．
B．
C．
D．
6．(2025·湖南省多校高三联考，节选)氮气的活化与转化是现代化学领域极具挑战的课题之一。
(1)基态
15N 核外有 个运动状态不同的电子；某学生将基态硅原子核外电子轨道表示式画为
，该轨道表示式违反了 。
(2)Li 原子的核外电子由
状态变化为
状态所得原
6
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子光谱为 (填“发射”或“吸收”)光谱。
(3)从原子结构角度解释电负性Si＜Cl 的原因： 。
7．(2025·上海市复旦附中分校高三期中，节选)(1)基态铁原子核外电子排布式为 ，其核外电子
的空间运动状态有 种，价层电子的运动状态有 种。
(2)基态Fe3＋较基态Fe2＋稳定的原因是 。
(7)Cd 为第48 号元素，Cd 在元素周期表中的位置为 ，电子占据的最高能级的原子轨道的电子
云轮廓图的形状为 。
考向
2 电负性、电离能
8．(2025·海南省一模，节选)(4)含铜废液可以利用双缩脲[HN(CONH2)2]进行萃取，实现铜离子的富集、
进行回收。HN(CONH2)2中除氢外的非金属元素第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
9．(2025·山东省济南市高三联考，节选)镍及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态Ni 原子的价电子排布式为 。已知第四电离能：I4(Fe)＞I4(Ni)，从原子结构的角度
分析原因 。
10．[真题改编] (1)(2021·全国乙卷，35 节选)过渡金属元素铬(Cr)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。对于基态Cr 原子，下列叙述正确的是( )。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B．4s 电子能量较高，总是在比3s 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)(2020·全国Ⅰ卷，35 节选)Goodenough 等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方
面的卓越贡献而获得2019 年诺贝尔化学奖。Li 及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。
I1(Li)>I1(Na)
，
原
因
是
______________________________
。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li)
，
原
因
是
_____________________。
I1/(kJ·mol-1)
Li
520
Be
900
B
801
Na
496
Mg
738
Al
578
(3)(2020·全国Ⅱ卷，35 节选)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电
阻器等的功能材料。CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是________________。
11．(2025·上海市复旦附中分校高三期中，节选)(3)在NH4H2PO4中的N、P、O 三种元素的电负性由大
到小的顺序是 ；N 的第一电离能大于O，原因是 。
(6)已知Ga 与B 同主族，基态Ga 原子的原子结构示意图为 。Ga 失去电子的逐级电离能(单位：
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kJ·mol−1)的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192.由此可推知镓的主要化合价为 和+3。
12．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考，17 节选)含铜铟镓硒元素的化合物作为太阳能吸收层
薄膜材料，可用于生产第三代太阳能电池。已知镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)是原子序数依次增大的ⅢA 族元素，
请回答：
(1)三乙基铝Al(C2H5)2常温下为无色液体，是烯烃定向聚合的催化剂，可与醚、胺类等形成相当稳定的
配合物。
①基态Al 原子的核外电子空间运动状态有 种。三乙基铝的晶体类型为 。
②三乙基铝能与乙醚形成配合物A[(C2H5)3AlO(C2H5)2]。比较键角
的大小：三乙基铝
配合物A(填“>”“<”或“=”)。
③三乙基铝还能与N，N-二甲基环己胺(
)形成配合物B，已知A 的稳定性小于B，解释原因：
。
(2)下列说法不正确的是___________。
A．第一电离能：Se>Ga
B．金属Ga 的熔点比Al 低
C．Al(OH)3具有两性，故Tl(OH)3具有两性
D．基态In 原子简化的电子排布式为 [Kr] 5s25p1
题型二 立体构型、杂化类型、晶体类型的判断及原因解释
1．(2024·山东卷，16 节选)锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：
(3)[BMIM]+BF4
- (见图)是MnOx晶型转变的诱导剂。BF4
-的空间构型为_______；[BMIM]+中咪唑环存
在
大
键，则N 原子采取的轨道杂化方式为_______。
(4) MnOx可作
转化为FDCA 的催化剂(见下图)。FDCA 的熔点远大于HMF，除相对分子质量存
在差异外，另一重要原因是_______。
8
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2．(2024·北京卷，15 节选)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
(2) SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到。
①SnCl2分子的
模型名称是 。
②SnCl4的Sn-Cl 键是由锡的 轨道与氯的
轨道重叠形成σ 键。
3．(2024·浙江1 月卷，17 节选)氮和氧是构建化合物的常见元素。
(3)①H2N-NH2+H+→H2N-NH3
+，其中-NH2的N 原子杂化方式为 ；比较键角
中
的-NH2 H2N-NH3
+中的-NH3
+ (填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。
②将HNO3与SO3按物质的量之比1：2 发生化合反应生成A，测得A 由2 种微粒构成，其中之一是
NO2
+。比较氧化性强弱：NO2
+ HNO3 (填“>”、“<”或“=”)；写出A 中阴离子的结构式 。
4．(2024·浙江6 月卷，17 节选)氧是构建化合物的重要元素。请回答：
(3)化合物
和
的结构如图2。
①
和
中羟基与水均可形成氢键(
)，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，
请说明理由 。
②已知
、
钠盐的碱性NaC＞NaD，请从结构角度说明理由 。
5．(2024· 海南卷，19 节选)锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之
一，Li-bfsi (阴离子bfsi 结构见下图。A)深受关注。
9
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回答问题：
(1) Li-bfsi 的制备前体Li-bfsi (B)，可由C 的氟化反应得到，C 中第三周期元素有 (填元素符号)。
(2)C 分子中，两个H-N-S 键角均为117°，S-N-S 键角为126°，N 的原子轨道杂化类型为 。
(3)B 溶于某溶剂发生自耦电离(2B
A+F)，阳离子F 的结构式为 。
(4)B 和D 水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：B D(填“>”或“<”)；沸点大小关系：
B(170℃)>E(60.8℃)，其原因是 。
(5)研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G 溶液和H 溶液，前者电导率显著低于后者，原因是
。
键角大小比较思维模型
1 ．
中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断
分子(A 为
中心原子)
中心原子
杂化方式
中心原子孤
电子对数
分子构型
示例
AB2
sp
0
直线形
BeCl2
sp2
1
V 形
SO2
sp3
2
V 形
H2O
AB3
sp2
0
平面三角形
BF3
sp3
1
三角锥形
NH3
10
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AB4
sp3
0
正四面体形
CH4
2 ．常见结构与性质问题的
原因解释
(1)物质稳定性比较
CuO
①
在1 273 K 时分解为Cu2O 和O2，请从铜的原子结构来说明在高温下Cu2O 比CuO 更稳定的原因：
最外层电子排布
Cu
2O 中
Cu
+ 为
3d
10 ，而
CuO
中
Cu
2+ 为
3d
9 ，最外层电子排布达到全充满时更稳定
。
②稳定性H2S>H2Se 的原因：硫原子半径比硒小，
S—H
的键能比
Se—H
的键能大
。
SiH
③
4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是C—H
的键能大于
C—O
，
C—H
比
C—O
稳定，而
Si—H
的键能却远小于
Si—O
，所以
Si—H
不稳定而倾向于形成更稳定的
Si—O
。
(2)配位键的形成
CN
①
-作配体时，提供孤电子对的通常是碳原子，而不是氮原子，原因是碳元素的电负性小于氮元素的
电负性，对孤电子对的吸引能力弱，给出电子对更容易。
②已知NF3与NH3的空间结构相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，原因是 F 的电负性比
N 大，
N—F
成键电子对偏向氟原子，偏离氮原子，使得氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难与
Cu
2+ 形成配位键
。
(3)键角的大小
CH4、NH3、H2O 的键角由大到小的顺序为CH4>NH3>H2O，原因：三种氢化物的中心原子价层电子对数
均为
4 ，
VSEPR
模型均为四面体，但中心原子的孤电子对数依次增多，对成键电子对的排斥作用增大，故
键角依次减小。
(4)氢键
①水由液体形成固体后密度却减小，原因是水在形成晶体时，由于氢键的作用使分子间距离增大，空
间利用率降低，密度减小。
②测定化合物HF 的相对分子质量时，发现实验值一般高于理论值，其主要原因是 HF
分子间存在氢键
，
易形成缔合分子
(HF)
n。
H
③
2O 沸点高于H2S 的原因：H2O 分子间存在氢键，且比范德华力强
。
(5)晶体导电的原因
Fe
①
3O4晶体能导电的原因：电子可在两种不同价态的铁离子间迅速发生转移。
②金属镍导电的原因：镍单质是金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，自由电子在外加电场的作
用下可发生定向移动。
(6)晶体熔、沸点比较
①氯化铝的熔点为190 ℃，而氟化铝的熔点为 1 290 ℃，导致这种差异的原因：AlCl3 是分子晶体，而
AlF3是离子晶体，离子键比分子间作用力强得多。
②氮化硼(BN)和磷化硼(BP)都是耐磨涂料，它们的结构相似，但是氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体
的熔点高，原因是氮化硼
(BN)
和磷化硼
(BP)
都属于共价晶体，而氮原子的半径比磷原子小，
B—N
的键长
比
B—P
短，键能更大，熔化时破坏化学键需要的能量更多，所以氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体的熔
11
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点高。
K
③
和Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属钾的熔、沸点等都比金属铬低，原因是
由于钾原子的半径比铬原子大而且价层电子数较少，其金属键比
Cr
弱，所以其熔、沸点较低
。
1．(2025·广东省广东实验中学高三模拟，节选)锂电池的电解液是目前研究的热点。
(2)为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，
阴离子为PF6
-。
①
、
、
三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
②该阳离子中，带“*”的
原子的杂化轨道类型为 杂化。
③根据
模型，PF6
-的中心原子上的价层电子对数为 ，空间结构为正八面体形。
2．(2025·湖南省多校高三联考，节选)氮气的活化与转化是现代化学领域极具挑战的课题之一、我国
学者以氮气为氮源高效合成了活性氮物质Li2CN2，以Li2CN2为合成子，能用于多种高附加值含氮化合物的
合成。如有机物甲的合成路径如图所示：
(4) (CH3)3SiCl 分子中碳、硅原子的杂化类型分别为 、 。
(5)1mol 甲分子中
键数目为 。
3．(2025·浙江部分高中高三联考，17 节选)C、
元素是构成物质世界的基本元素。
(2)C60在超导、强磁性、耐高压等方面有优异的性能，其晶体采用面心立方堆积方式。下列说法正确的
是 。
A．C60晶体特征符合分子密堆积
B．C60中的碳原子的杂化方式有sp2、sp3
C．能量最低的激发态C 原子的电子排布式：1s22s22px
12pz
1
D．C60能与杯酚通过共价键相结合，经过尺寸匹配实现“分子识别”
E．C60晶体中分子的配位数为12
(3)已知：乙二酸分子内脱水可生成C2O3。芳香族化合物C12O9也可用于类似原理生成，核磁共振谱显
示该分子中仅存在两种化学环境不同的碳原子，则C12O9的结构简式为 。
12
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(4)物质的微观结构决定其宏观性质，进而影响其用途。
①氢氟酸(
的水溶液)能与二氧化硅反应，工业常常通过此方法来生成磨砂玻璃。其反应能进行的原
因除了氟的电负性比氧大，能够更强烈地吸引电子对，导致
键易断裂以外，请从化学反应的进行角
度解释能够发生的原因 。
②白磷(P4)为正四面体构型(如图)，其中每个P 均以sp3杂化，请从物质结构角度解释白磷易自燃的原因
。
4．[真题改编] (2021·广东卷，20 改编)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例
如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。
①化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有__________________。
A．在Ⅰ中S 原子采取sp3杂化 B．在Ⅱ中S 元素的电负性最大
C．在Ⅲ中C—C—C 键角是180° D．在Ⅲ中存在离子键与共价键
E.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
②汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的
是___________。
5．(2025· 浙江省金华第一中学高三选考模拟，17 节选)铑(Rh)和铱(Ir)形成的材料在生产生活中应用广
泛。
(2)固体铑(Rh)膦缘金催化剂(Ph 为苯基)的结构如图所示，分子中P 原子的杂化方式为 ，
1mol 该物质中含有的σ 键的数目为 。
(4)均为平面结构的吡咯(
)和吡啶(
)在盐酸中溶解度较大的为 ，原因是
。
6．(2025·辽宁省沈阳市高中联合体高三模拟，节选)(5)六方氮化硼晶体也被称为“白石墨”，具有和
石墨晶体相似的层状结构(如下图所示)。
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①比较B 和N 的电负性大小，并从原子结构角度说明理由： 。
②分析六方氮化硼晶体层间是否存在化学键并说明依据： 。
题型三 晶体化学式及粒子数的确定
1．(2024·山东卷，16 节选)锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：
(2)
如某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy 平面的投影如图所示，该氧化物化学式为_______。
当MnOx晶体有O 原子脱出时，出现O 空位，
的化合价_______(填“升高”“降低”或“不变”)，O 空
位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是_______(填标号)。
A．CaO B．V2O5 C．Fe2O3 D．
2．(2024·福建卷，11 节选)(5)LiOH 的晶胞结构如图所示。
14
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①晶体中与一个O 紧邻的
有_______个。
②一个
与所有紧邻O 形成的空间结构为_______。
③晶体中微粒间作用力有_______。(填标号)
a．氢键 b．离子键 c．金属键 d．范德华力 e．极性共价键 f．非极性共价键
3．(2024·北京卷，15 节选)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
(3)白锡和灰锡是单质
的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方
金刚石结构。
①灰锡中每个Sn 原子周围与它最近且距离相等的Sn 原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为v1nm3和v2nm3，则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
4．(2024·浙江1 月卷，17 节选)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
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(1)某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
5．(2024·浙江6 月卷，17 节选)氧是构建化合物的重要元素。请回答：
(1)某化合物的晶胞如图1，
的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，
写出该化合物与足量NH4Cl 溶液反应的化学方程式 。
6．(2024·广西卷，15 节选)(6)KMnF3立方晶胞如图，晶胞参数为apm，该晶体中与一个F-紧邻的K+有
_______个。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为_______g· cm-3 (用含a、NA的代数式表示)。
7．(2024· 贵州卷，16 节选)煤气化渣属于大宗固废，主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO 等。
一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下：
(5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料NaFeO2，其工艺如下：
①该工艺经碳热还原得到Fe3O4，“焙烧”生成NaFeO2的化学方程式为 。
②NaFeO2的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有 个。
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③若“焙烧”温度为700℃，n(Na2CO3)：n(Fe3O4)=9：8 时，生成纯相Na1-xFeO2，则x= ，其可
能的结构示意图为 (选填“乙”或“丙”)。
8．(2023·浙江1 月选考，17 节选)(3)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是________，
该化合物的化学式为__________。
1 ．晶胞中微粒数的计算方法——均摊法
(1)原则
晶胞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)实例
①平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算
②其他晶体结构的计算(以六棱柱晶体结构为例)
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2 ．晶胞中粒子配位数的计算
一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。
(1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位
数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下：
简单立方：配位数为6
面心立方：配位数为12
体心立方：配位数为8
(2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
以NaCl 晶体为例
①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl－)。
②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数
为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。
考向
1 晶体化学式及粒子数的确定
1．如图表示的SiO2的晶胞结构，试回答下列问题。
18
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1
①个SiO2晶胞中含有 个Si-O 键。
②若SiO2正立方体形状晶体的密度为ρ g/cm3，SiO2晶体中最近的两个硅原子之间的距离表达式为
cm。(NA表示阿伏加德罗常数)
2．(2025· 浙江省金华第一中学高三选考模拟，17 节选)铑(Rh)和铱(Ir)形成的材料在生产生活中应用广
泛。
(3)在有机合成中C-H 键和C-C 键是非常难断裂的键，C-H 键活化曾被称为有机化学中的“圣杯”，铑、
铱复合催化剂在C→H 和C-C 插入反应中表现出了很好的催化活性。某一种铑、铱复合催化剂晶体的四方
晶胞如图所示，晶胞参数为anm、anm、cnm，晶胞中Ir、Rh 分别形成的八面体的微粒带两个和三个负电
荷，则该晶胞的化学式为 。
3．(2025·浙江省嘉兴市高三基础测试，17 节选)C、N、Na、Fe 是化合物中常见的元素，请回答：
(2)某钠离子电池电极材料由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-组成，其部分结构嵌入和脱嵌Na+过程中，Fe2+与
Fe3+含量发生变化，依次变为A、B、C 三种结构，其过程如图甲所示。
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①B 物质中与Na+紧邻的阴离子数为 ；若B 作为电池的正极材料，充电时Na+从B 中
(填“嵌入”或“脱嵌”)，理由是 。
②写出C 物质的化学式 ；Fe3+与CN-能形成配位键，结合电子式解释形成配位键的原因 。
(3)B 中有Fe2+、Fe3+，其中Fe3+周围最近且等距的Fe3+有12 个，图乙中“
”位置为Fe2+或Fe3+，用
“
”补全图中1 和2 两个小立方体中的Fe3+： (已标出两个Fe3+，嵌入的Na+未画出)。
5．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考，17 节选)(3)某种由铜铟硒元素形成的化合物的晶胞及
俯视图如图所示，已知晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直。
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①该化合物的化学式为 。
②该晶胞中，通过平移能与1 号Se 原子完全重合的原子为 号(填序号)。
6．[新考法](2025·山东省Eternal7 社区高三模拟预测，节选)(5)已知钇(Y)的另外一种二元化合物X 具
有金属般的导电性能，晶体结构如图所示，其间可捕获自由电子(e-)，且碳以C2
2-单元存在，据此猜想X 的
微粒组成可表示为 。
考向
2 配位数的计算
7．Cu2O 的晶胞结构如图所示，则Cu+的配位数为 。
8．
的某种氧化物晶胞如图所示，该氧化物的化学式为 ；
的配位数是 。
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9．立方
的晶体结构如图所示，晶胞参数为
，设
的摩尔质量为M g·molˉ1，阿伏加德罗常
数为NA。S2-的配位数为 ；该晶体的密度为 g· cm-3。(列出计算式即可)
10．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)。
图1 中O 原子的配位数为 ，图2 表示的化学式为 (设该晶胞中Cl 的个数为
)
11．
和
可以组成多种氧化物，其中一种氧化物的晶胞如图所示。
①该晶体中
的配位数为 。
②已知阿伏加德罗常数的值为
，该晶体的密度
(用含
、
的代数式表示)。
12．Mn 和O 可以组成多种氧化物，其中一种氧化物的晶胞如图所示。
①该晶体中Mn 的配位数为 。
②已知阿伏加德罗常数的值为
，该晶体的密度
(用含a、b 的代数式表示)。
13．某新型超导材料晶体中含有镍、镁、碳3 种元素，镁原子和镍原子形成立方晶胞如图所示(碳原子
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位于体心)。
①该晶体的化学式为 。
②若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。
③Mg 的C 配位数为 。
题型四 晶胞参数的计算
1．(2024·甘肃卷，15 节选)(5)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x 轴方向的投影为图乙，晶胞
底面显示为图丙，晶胞参数
。图丙中
与N 的距离为
；化合物的化学式是
，其摩尔质量为Mg·molˉ1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为 g· cm-3 (列出计算表达式)。
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2．(2024· 海南卷，19 节选)锂电池是新型储能系统中的核心部件。
(6)Li2(OH)Cl 在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，
长方体棱长为a、b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl 居于立方体中心，立方体棱长为d)。图中氢原子
皆己隐去。
①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●Li)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为 ；
该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为 。
②两种晶型的密度近似相等，则c= 。(以含a、b 和d 的代数式表达)
3．(2024·广东卷，18 节选) 镓(
)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。
(6)一种含Ga、Ni、Co 元素的记忆合金的晶体结构可描述为
与Ni 交替填充在Co 构成的立方体体心，
形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co：Ga：Ni= ，其立方晶胞的体积
为 nm3。
4．(2023·北京卷，15 节选)(5)MgS2O3·6H2O 的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，
结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋个数为____________。已知MgS2O3·6H2O 的摩尔质量是M g·mol－1，阿伏加德
罗常数的值为NA，该晶体的密度为____________g·cm－3。(1 nm＝10－7 cm)
5．(2022·广东卷，20 节选)(6)化合物X 是筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z
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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Mr ，晶体密度为ρ g·cm －3 ，则X 中相邻K 之间的最短距离为
________________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
6．(2021·湖南卷，18 节选)(3)下图是Mg、Ge、O 三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
①已知化合物中Ge 和O 的原子个数比为1∶4，图中Z 表示________原子(填元素符号)，该化合物的
化学式为____________。
②已知该晶胞的晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝
____________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。
1 ．晶胞参数
晶胞的形状和大小可以用6 个参数来表示，包括晶胞的3 组棱长a、b、c 和3 组棱相互间的夹角α、
β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。
2 ．宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
3 ．空间利用率
空间利用率＝×100%。
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1．(2025·浙江部分高中高三联考，17 节选)C、
元素是构成物质世界的基本元素。
(1)尿素[CO(NH2)2]是无色或白色针状晶体，该晶体属于四方晶系，晶胞参数
，晶胞结构如图所示，其中所有分子均在棱上。
①按照第一电离能由大到小对组成元素排序 。
②该晶体的密度为 g· cm-3。
2．(2025· 浙江省杭州市浙南联盟高三联考，17 节选)镍酸镧具有良好的电化学性能，可用于光电化学
领域。镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示：
(1)La 周围紧邻的O 有 个，镍酸镧晶体的化学式为 。
3．(2025·广东省广东实验中学高三模拟，节选)锂电池的电解液是目前研究的热点。
(3) Li2S 因其良好的锂离子传输性能可作锂电池的固体电解质，其晶胞结构示意图如图所示，晶胞的
边长为apm。
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①晶胞中的“
”代表 (填“Li+”或“S2-”)。
②距离S2-最近的Li+有 个。
③已知阿伏加德罗常数为NA，Li2S 的晶体密度为 g· cm-3。
4．(2025·浙江省第二届辛愉杯高三联考，17 节选)(5) Fe 与N 形成的某种化合物晶体的晶体结构如图
所示，已知六棱柱底面边长为apm，高为2apm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体的密度为 g·
cm-3。
5．某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞的边长为a pm，则该物质的化学式为
________；晶体中Pb2＋与Cs＋最短距离为________pm；晶体的密度ρ＝________ g·cm－3(设阿伏加德罗常数
的值为NA，用含a、NA的代数式表示；可能用到的相对原子质量： Cs—133 Pb—207 I—127)
6．[真题改编](2021·全国甲卷，35 改编)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，
其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是__________，晶胞参
数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为____________g·cm－3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO 后形
成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则y＝________________(用x 表达)。
7．(2025·山东省济南市高三联考，节选)镍及其化合物应用广泛。
(3)某镧镍氧化物的晶胞在xz、yz 和xy 平面投影分别如图所示：
晶胞中填在形成的 形空隙中，La3+离子间距离d= pm(用含a、c 的代数式表
示)。若阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ= g· cm-3 (用含NA、a、c 的代数式表示)。
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