文档文本内容
专题十六 物质结构与性质
考点 原子结构与性质 分子结构与配位化合物 晶体结构与性质
了解共价键的形成 极性 类型
１． 、 、 （σ
了解原子核外电子的运动状态 键和 键 能用键能 键长 键角
１． 、 π ）， 、 、
能级分布和排布原理 能正确 等解释简单分子的某些性质 了解晶体的类型 了解不同类型晶体中结
。 １． ，
书写 号元素原子核外电 了解杂化轨道理论及简单的杂化 构微粒 微粒间作用力的区别
课 １～３６ ２． 、
子 价电子的电子排布式和轨道 轨道类型 ２ ３ 能用价层 了解原子 共价 晶体的特征 能描述金刚
标 、 （ｓｐ、ｓｐ 、ｓｐ ）， ２． （ ） ，
表达式 电子对互斥理论或者杂化轨道理 石 二氧化硅等原子 共价 晶体的结构与
解 解读 了解电离能的含义 并能用其解 论推测简单分子或离子的立体构 性 、 质的关系 （ ）
读 ２． ，
释元素的某些性质 型 空间结构 理解离子键的形成 能根据离子化合物的
（ ） ３． ，
了解电子在原子轨道之间的跃 了解化学键和分子间作用力的 结构特征解释其物理性质
３． ３．
迁及其简单应用 区别 理解金属键的含义 能用金属键理论解释
４． ，
了解电负性的概念 并能用其解 了解氢键的存在对物质性质的影 金属的一些物理性质
４． ， ４．
释元素的某些性质 响 能列举存在氢键的物质
，
了解配位键的含义
５．
分析近几年高考题 对于物质结构与性质的考查形式趋于稳定 一般题干是以相关元素的情境或者以元素推断的形式 考
， ， ，
考情分析 查电子排布式 元素电离能及电负性 杂化轨道和分子的立体构型 化学键类型以及晶体的相关计算等知识 除了最后一
、 、 、 ，
问关于晶胞的分析及计算难度较大 其他设问相对比较简单 注重基础 主要考查对基本概念的理解
， ， ，
复习备考时要针对高考常考的知识点进行针对训练 重点要强化晶胞的分析与计算 最好能根据实物模型图来培养空间
， ，
备考指导 想象力 掌握如何分析配位数 如何结合数学知识进行相关的计算 把常考的几种计算类型进行归纳总结 构建解题思维
， ， ， ，
模式
命题立意 解题指导 拓展延伸
近几年高考与新课程标准理念衔接 突出 本题涉及第一电离能 电负性 粒子半径 注意规律性知识的应用
， 、 、 ：
必备知识 关键能力 学科素养 核心价 大小的比较和简单氢化物沸点高低的判 同周期主族元素从左到右 元素的第
“ 、 、 、 （１） ，
值 的层次与关系 本专题命题要求和考 断 考查学生运用化学用语及文字 图表 一电离能呈增大的趋势 第 族元
” ， ， 、 ， ⅡＡ、ⅤＡ
查内容基本稳定 核心内容变化不大 分析和解决化学问题的能力 运用了宏观 素的第一电离能大于同周期相邻元素的
， 。 ，
和微观相结合的分析方法 体现了宏观辨 第一电离能
， 。
识与微观探析的学科核心素养 氢键不是化学键 不影响分子的稳定
。 （２） ，
性 只影响熔 沸点和溶解性等 注意分
， 、 。
子内氢键和分子间氢键对熔 沸点的
、
影响
。
８８ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学专题十六 物质结构与性质 ８９
３电负性的应用
．
金属的电负性一般小于 电负性
１．８，
判断元素金 越小 金属元素越活泼
，
考点一 原子结构与性质 属性与非金
属性的强弱 非金属的电负性一般大于 电负
１．８，
１基态原子核外电子排布规律及表示方法 性越大 非金属元素越活泼
． ，
三个原理 能量最低原理 泡利原理 洪特规则
（１） ： 、 、 。
构造原理 电
（２） 负 判断元素在
电负性大的元素易呈现负价
性
化合物中价
的
电负性小的元素易呈现正价
应 态的正负
用
电负性差值大的元素原子之间形成
的化学键主要是离子键
判断化学键
类型 电负性相同或差值小的非金属元素
原子之间形成的化学键主要是共
价键
考点二 分子结构与配位化合物
一、分子结构与性质
１分子构型、分子极性及手性分子
．
分 实验测定
能量 ì
：１ｓ＜２ｓ＜２ｐ＜３ｓ＜３ｐ＜４ｓ＜３ｄ＜４ｐ＜５ｓ…… 子ï ï { 杂化 直线形
（３） 基 电 态 子 原 排 子 布 核 式 外电子排布的表示方 １ 法 ｓ ２ ２ （ ｓ 以 ２ ２ｐ 硫 ６ ３ 原 ｓ ２ ３ 子 ｐ ４ 为例 ） ì ï ï 构 型 判 断 î í ïï 理论 {杂化轨道理论 ｓ ｓ ｓ ｐ ｐ ｐ ２ ３ 杂 杂 化 化 ： ： ： ① 平 ② 面 正 三 四 角 面 形 体形
简化电子排布式 ２ ４ ï 推测 { 键电子对}分子立
［Ｎｅ］３ｓ ３ｐ σ
ï 价层电子对互斥理论 中心原子上 体构型
电子排布图
１ｓ ２ｓ ２ｐ ３ｓ ３ｐ ï 的孤电子对 空间结构
（轨道表示式） ↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓↑↓ ↑↓ ↑↓↑↑ ï {共价键的极性 （ ）
价电子排布式 ３ｓ ２ ３ｐ ４ ï ï ì ï 决定因素 分子空间构型
２ ． 电离能 判 素 的 断 金 应 元 属 用 第一电离能越小 ， 金属越容易失去电子 ， 金属 分 子 í ï ï ï分 ï ï ï ï 极 性 ì í ï ï ï 双原子分子 ： ì ï ïï 分 非 子 极 的 性键 极 ì ï 正 → 性 电 非 与 中 极 键 性 心 的 分 与 极 子 负 性 或 电 一 极 中 致 性 心 分 重 子 合
性 判 强 断 弱 元 性 如 越 果 强 某 ， 元 反 素 之 的 越 Ｉ 弱 ｎ＋１≫ Ｉ ｎ， 则该元素的常见化合 ï ï ï 子 极 性 í ï ï 判 断 î ï ï ï 多原子分子 î í ï ï 极性键 î í ï ïï 正 合 → 电 ③ 中 非 心 极 极 与 性 性 负 分 分 电 子 子 中心不重
电
离 能
素
价
化合
化
价
合
为 ＋
价
ｎ 。
为 ＋
如
１
钠元素Ｉ ２≫ Ｉ １， 所以钠元素的常见 ï
ï ï î
ï
ï ï
相似相溶规则
：⑤ 性 溶
极
剂
性
， ⑥
分 子
非
→ 构
极
④ 成
性
的
分
物
子
质
构
易
成
溶
的
于
物
极
质
的 应 用 判 外 断 电 核 子 多电子原子中 ， 元素的各级电离能增大 ， 有一 î ï 手性分子 易溶于非极性溶剂
分层排 定的规律性 。 当电离能出现突变时 ， 电子层 ２中心原子价层电子对数（ｎ）的求解方法
就可能发生变化 ．
布情况
计算法 先求中心原子上的孤电子对数 １ ａ ｘｂ 式
（１） ： ＝ （ － ），
同周期主族元素从左向右第一电离能有增大趋 ２
中ａ为中心原子的价电子数 ｘ为与中心原子结合的原子数 ｂ
势 但第 族元素最高能级轨道达到全 ， ，
特例 充满 。 和半充 Ⅱ 满 Ａ、 状 Ⅴ 态 Ａ ， 相对稳定 ， 其第一电离能大 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 ， ｎ ＝ 孤电子对
于同周期相邻的主族元素 如第一电离能 数 键数
， ： ＋σ 。
电子式或结构式法 先写出分子的电子式或结构式 观
Ｍｇ ＞Ａｌ ＞ Ｎａ、Ｎ＞Ｏ＞Ｃ （２） ： ，
察后再用ｎ 孤电子对数 键数进行计算
＝ ＋σ 。
同位素 具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子互称为同位素。 “同位”之意，是它们在元
素周期表中共同占一个位置。 同一元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同。 在天然存
在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。 同位素原子在许多方面
有着广泛的应用。
９０ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
３价层电子对互斥模型、杂化轨道类型及分子立体构型（空 续表
．
间结构）的关系 微粒 价电子总数 立体构型（空间结构）
分子立体
价层电 中心原子 成键电 孤电子 ＶＳＥＰＲ 模 构型（空间 实例 ＣＯ、Ｎ２ １０ 直线形
子对数 杂化方式 子对数 对数 型名称
结构）名称
ＣＨ４、ＮＨ
＋
４ ８
正四面体形
直线形 直线形 二、 键和 键的比较
２ ｓｐ ２ ０ ＢｅＣｌ２ σ π
平面
键类型 键 键
３ ０ 平面 三角形 ＢＦ３ σ π
２
３ ｓｐ 三角形
形 原子轨道重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠
２ １ Ｖ ＳＯ２
四面体形
４ ０ ＣＨ４ 两原子核之间 在键 键轴上方和下方 键
原子轨道重叠部位 ， ，
４ ｓｐ ３ ３ １ 正四面体形 三角锥形 ＮＨ３ 轴上 轴处为零
形
２ ２ Ｖ Ｈ２Ｏ 原子轨道重叠程度 大 小
４等电子原理
．
等电子体的判断方法 键的强度 较大 较小
（１）
同主族变换 如 与 与 是等电子体
① ， ＣＯ２ ＣＳ２、ＣＦ４ ＣＣｌ４ 。 化学活泼性 不活泼 活泼
左右移位 如 与 ２－ － 与 是等电子体
② ， Ｎ２ ＣＯ，ＣＯ３ 、ＮＯ３ ＳＯ３ 。
如果是阴离子 判断价电子总数时应用各原子价电子数之和加 共价单键是 键 个双键中有 个 键
， 成键规律 σ ，１ ⑦ １ σ 、⑧ １
上阴离子所带的电荷数 如果是阳离子 判断价电子总数时应用 个 键 个三键中有 个 键 个 键
； ， π ，１ ⑨ １ σ 、⑩ ２ π
各原子价电子数之和减去阳离子所带的电荷数 。 如 ＣＯ ２ ３ － 价电 三、配合物的组成、结构、性质和应用
子总数为 等 ２ 电 ４， 子 ＮＨ 原 ＋ ４ 理 价 的 电 应 子 用 总数为 ８。 １ ． 概念：由提供孤电子对的 配体 与接受孤电子对的
（２） 中心原子 以配位键结合而成的化合物
利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构 。
① ì ï 外界
型 都 （ 相 空 等 间
，
结 它 构 们 ） 互 。 为 如 等 Ｓ 电 ｉＣｌ 子 ４、 体 ＳｉＯ
，
４ ４ 中 － 、 心 ＳＯ 原 ２ ４ － 子 的 都 原 是 子数
ｓｐ
目 ３杂 和 化 价
，
立 电 体 子 构 总数 型 ２
．
组成í ï
ï内界
{中
配
心
体
原子
空间结构 都为正四面体 ï
（ ） 。 î 配位数
②
常见的等电子体 {中心原子有空轨道
３形成条件
微粒 价电子总数 立体构型（空间结构） ． 配体可提供孤电子对
ì 湿法冶金
＋ － 直线形 ï（１）
ＣＯ２、ＮＯ２、Ｎ３ １６ ï 分离和提纯
（２）
２－ － 平面三角形 ï 合成具有特殊功能的分子
ＣＯ３ 、ＮＯ３、ＳＯ３ ２４ ï（３）
ＳＯ２、Ｏ３、ＮＯ － ２ １８ Ｖ 形 ４ ． 应用í ï（４） 检 掩 验 蔽 离 剂 子的特效试剂
ＳＯ ２ ４ － 、ＰＯ ３ ４ － ３２ 正四面体形 ï ïï （ （ ５ ６ ） ） 有机沉淀剂
ＰＯ ３ ３ － 、ＳＯ ２ ３ － 、ＣｌＯ － ３ ２６ 三角锥形 î （７） 作催化剂
南瓜的妙用 南瓜是中医常用的食品，它可补中益气、明目定喘、解毒杀虫。 不过许多人不知道，南瓜
还是著名的保健食品。 近年来，营养学界对南瓜的研究很多，发现了它的许多神奇功效：南瓜易消化，无刺激性，适合
胃溃疡患者食用；它的含钠量极低，适合高血压和肾病患者食用；南瓜中含甘露糖醇，能够促进大便畅通，适合便秘患
者食用；此外，南瓜对糖尿病的辅助疗效，更使它身价百倍。
考点三 晶体结构与性质
一、晶体的基本类型与性质
晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子（共价）晶体 金属晶体
晶体微粒 阴、阳离子 分子 原子 金属阳离子和自由电子
① ② ③
微粒间
离子键 分子间作用力 共价键 金属键
相互作用 ④ ⑤ ⑥
熔、沸点 较高 很低 很高 一般较高 少部分低
，
硬度 较硬 一般很软 很硬 一般较硬 部分软
，
溶解性 易溶于极性溶剂 相似相溶 难溶 难溶 部分与水反应
（ ）
晶体 不 导电 熔融状态下
导电情况 ⑦ ， 晶体和熔融状态下都不导电 一般不导电 个别导电 晶体导电
导电 ，
导热性 不良 不良 不良 良
物质类别 多数的非金属单质及共价化
离子化合物 金刚石 晶体硅 等 金属单质
或举例 合物 、ＳｉＣ、 、ＳｉＯ２专题十六 物质结构与性质 ９１
归纳总结 原子（共价）晶体中，原子间键长越短，键能越 续表
大，共价键越稳定，物质熔、沸点越高；反之越低。 晶体 晶体结构 晶体详解
离子晶体中，阴、阳离子半径越小，离子所带电荷越多，离子 个 分子构
（１）８ ＣＯ２
键越强，熔、沸点越高；反之越低。 成立方体且在 个
６
金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金 面心各有 个
分子 １ ＣＯ２
属阳离子与自由电子的静电作用越强，熔、沸点越高；反之越低。 干冰 分子
晶体
分子晶体中，范德华力越大，物质的熔、沸点越高；反之越低 每个 分子周
（２） ＣＯ２
（具有氢键的分子晶体的熔、沸点较高）。 围等距紧邻的
ＣＯ２
（ ）一般，组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大， 分子有 个
１ １２
范德华力越强，物质的熔、沸点越高。
每个 ＋ － 周围
（ ）在高级脂肪酸甘油酯中，不饱和程度越大，熔、沸点越低。 Ｎａ （Ｃｌ ）
２ 等距且紧邻的 －
（ ）链烃及其衍生物的同分异构体随着支链的增多，熔、沸 Ｃｌ
３ ＋ 有 个 每个
点降低。
ＮａＣｌ
（型） （Ｎ
＋
ａ ）
－
６
周围
。
等距
（ ）相同碳原子数的有机物，分子中官能团不同时，一般随 Ｎａ （Ｃｌ ）
４ 且紧邻的 ＋ －
Ｎａ （Ｃｌ ）
着相对分子质量的增大，熔、沸点升高；官能团相同时，官能团数 离子 有 个
１２
越多，熔、沸点越高。 晶体
每个 ＋ － 周围
晶体类型不同时，一般熔、沸点规律为原子（共价）晶体 离 Ｃｓ （Ｃｌ ）
＞ 等距且紧邻的 －
子晶体 分子晶体，金属晶体的熔、沸点差异较大。 Ｃｌ
＞ （型） （Ｃｓ ＋ ） 有 ８ 个 ， 每个
二、常见的晶体结构模型 ＣｓＣｌ ＋ － 周围等距
Ｃｓ （Ｃｌ ）
晶体 晶体结构 晶体详解 且紧邻的 Ｃｓ ＋ （Ｃｌ － ）
有 个
每个碳原子与相 ６
（１）
邻的 个碳原子以
４ 典型代表为 配位
共价键结合 形成正 简单立 Ｐｏ，
， 数为 空间利用率
四面体结构 方堆积 ６，
为
键 角 均 为 ５２％
（２ ）
１０９°２８′
最小碳环由 个
金刚石 （３） ６
碳原子组成且 个
６ 典型代表为
碳原子不在同一平 面心立方 Ｃｕ、Ａｇ、
配位数为 空
面内 最密堆积 Ａｕ， １２，
间利用率为
每个碳原子参与 ７４％
（４） 金属
条 键的形成
原子 ４ Ｃ—Ｃ ， 晶体
碳原子数与 键
（共价） Ｃ—Ｃ
数之比为 典型代表为
晶体 １∶ ２ 体心立 Ｎａ、Ｋ、
配位数为 空间
每个 与 个 方堆积 Ｆｅ， ８，
（１） Ｓｉ ４ Ｏ 利用率为
以共价键结合 形成 ６８％
，
正四面体结构
每个正四面体占
（２）
典型代表为
有 个 个 １ 六方最 Ｍｇ、Ｚｎ、
１ Ｓｉ，４ “ 配位数为 空
ＳｉＯ２ ２ 密堆积 Ｔｉ， １２，
ｎ ｎ 间利用率为
Ｏ”， （Ｓｉ） ∶ （Ｏ）＝ ７４％
１∶ ２
最小环上有
（３） １２
个原子 即 个
， ６ Ｏ、６
个 考点二 直线形 正四面体形 非极性 极性 极性
Ｓｉ ：① ② ③ ④ ⑤
非极性 配体 中心原子
⑥ ⑦１ ⑧１ ⑨１ ⑩２
考点三 阴 阳离子 分子 原子 离子键 分子间作用
：① 、 ② ③ ④ ⑤
力 共价键 不
⑥ ⑦
阿伏加德罗 阿伏加德罗（ — ）是意大利科学家。 年获都灵大学法学博士学位，毕业后曾
１７７６ １８５６ １７９６
当过律师， 年开始研究物理学和数学。 年他发现了阿伏加德罗定律，此后又发现了阿伏加德罗常数。
１８００ １８１１ １８２０
年任都灵大学数学和物理学教授，是都灵科学院院士，还担任过意大利度量衡学会会长而促使意大利采用公制。
９２ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
续表
中心粒子位置 等距粒子位置 等距粒子数目 距离
顶角 面心
一、晶胞的计算———均摊法 面心 、 １２ ２／２
棱心 体心
晶体中微粒的排列具有周期性 晶体中最小的结构重复单 、 ６ １／２
，
元称为晶胞 利用均摊法可以计算一个晶胞中的粒子数 从而确 顶角 面心
定晶体的化 ， 学式 ， 棱心 、 ６ １／２
。 棱心 体心
均摊法的基本思想 晶胞中任意位置上的一个粒子被ｎ个 、 １２ ２／２
： 体心
晶胞共用 那么每个晶胞对这个粒子分得的份额就是 １ ８ ３／２
， ｎ 。 面心
１立方晶胞 顶角 １２ ２／２
． 顶角
每个顶点上的粒子被 个晶胞共用 ６ １
（１） ８ ，
棱心
每个粒子只有 １ 属于该晶胞 ６ １／２
。 例１ （２０２０河北张家口月考，１６）已知某离子晶体的晶
８
每条棱上的粒子被 个晶胞共用 每
（２） ４ ， 胞示意图如图所示 其摩尔质量为Ｍ －１ 阿伏加德罗常数
， ｇ·ｍｏｌ ，
个粒子只有 １ 属于该晶胞 的值为Ｎ 晶体的密度为ｄ －３ 下列说法中正确的是
。 Ａ， ｇ·ｃｍ ．
４
（ ）
每个面心的粒子被 个晶胞共用 每个粒子只有 １ 属于 个晶胞中阴 阳离子的个数都
（３） ２ ， Ａ．１ 、
２ 为
该晶胞 １
。 晶体中阴 阳离子的配位数都
晶胞内的粒子完全属于该晶胞 Ｂ． 、
（４） 。 是
２六方晶胞 ４
． 该晶胞可能是 的晶胞
每个顶点上的粒子被 个晶胞 Ｃ． ＮａＣｌ
（１） ６ 该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为 Ｍ
共用 Ｄ． ４ ／
。 Ｎ ｄ
底面每条棱上的粒子被 个晶胞 （ Ａ ）ｃｍ
（２） ４ 试题分析 本题主要考查了离子晶体的晶胞结构分析 侧
共用 侧面每条棱上的粒子被 个晶胞 ，
共用 ； ３ 重考查均摊法计算晶胞中离子数目 注意晶胞中各个位置微粒
。 ，
每个面心上的粒子被 个晶胞 的数目计算
（３） ２ 。
共用 解析 项，根据均摊法可知， 个晶胞中阴离子的数目为
。 Ａ １
晶胞内的粒子完全属于该晶胞
（４） 。 １ ，阳离子的数目为 １ １ ，错误。 项，晶体
３三棱晶胞 １２× ＋１＝４ ８× ＋６× ＝４ Ｂ
． ４ ８ ２
每个顶点上的粒子被 个晶胞 中，每个阴离子周围有 个阳离子，每个阳离子周围有 个阴离
共用 （１） １２ 子，所以晶体中，阴、阳离 ６ 子的配位数都为 ，错误。 项 ６ ，在这个
。 底面每条棱上的粒子被 个晶胞共 晶胞中阴、阳离子的个数都为 ，阴、阳离子 ６ 的配位 Ｃ 数都为 ，可
用 侧 （ 面 ２） 每条棱上的粒子被 个晶 ４ 胞共用 能是 的晶胞，正确。 项， ４ 设阳离子之间最短距离为ａ ６ ，
； ６ 。
每个面心上的粒子被 个晶胞共用 ＮａＣｌ Ｄ ｃｍ
（３） ２ 。 则晶胞棱长为 ａ ，晶胞体积 （ ａ ）３，晶胞中阴、阳离子
晶胞内的粒子完全属于该细胞 ２ ｃｍ ＝ ２ ｃｍ
二、等 （４ 距 ） 粒子数目的推导 。 的个数都为 ，ｄ ４ Ｍ ４ Ｍ ，ａ ３ ２ Ｍ ，错误。
以下图为例 边长为 ４ ＝ＶＮ ＝（ ａ）３Ｎ ＝ ｄＮ
（ １）： Ａ ２ Ａ Ａ
答案 Ｃ
三、晶胞密度的计算
根据晶体晶胞的结构特点和有关数据 求算晶体的密度或
，
晶体晶胞的体积或晶胞参数ａ 晶胞边长 对于立方晶胞 可建
（ ）， ，
立如下求算途径
：
一个晶胞中的粒子数目
中心粒子位置 等距粒子位置 等距粒子数目 距离
求一个晶胞的质量 摩尔质量
顶角 ←
８ ３／２ 晶胞的
面心 阿伏加德罗常数
体心 ６ １／２ 密度 ←
棱心 求一个晶胞的体积 晶胞边长 或粒子半径
１２ ２／２ ← （ ）
ｎ Ｍ
体心 关系式 ρ × ａ表示晶胞边长 ρ表示密度 Ｎ 表示阿
６ １ ： ＝ａ３ Ｎ （ ， ， Ａ
× Ａ
盖斯 盖斯（ — ），俄国化学家， 年毕业于多尔帕特大学医学系，并取得医学博士学位。
１８０２ １８５０ １８２５
年专门从事化学热效应测定方法的改进。 经过许多次实验， 年他总结出了举世闻名的盖斯定律。 年
１８３０ １８３６ １８３８
被选为俄国科学院院士。
专题十六 物质结构与性质 ９３
伏加德罗常数 ｎ表示 晶胞所含基本粒子或特定组合的物
质的量 Ｍ表示 ， 摩尔质 １ 量 ｍｏｌ ａ ｃｍ ，则六棱柱底面积为（ ６× １ ａ· ３ａ） ｃｍ ２ ＝ ３ ３ａ２ ｃｍ ２，体积为
， ）。 ２ ２ ２
例２ （２０１８ 课标Ⅲ，３５ 节选）
３ ３ａ２ｃ ３；根据均摊法知，一个六棱柱中含有 原子数目为
金属 晶体中的原子堆积方式如图所 ｃｍ Ｚｎ １２×
（５） Ｚｎ ２
示 这种堆积方式称为 六 Ｍ
棱 ， 柱底边边长为ａ 高 为 ｃ 阿 伏 加 。 德 Ｎ ·Ｎ Ｎ ６５ ×６
ｃｍ， ｃｍ， １ １ ，所以 的密度 ρ Ａ Ａ · －３
罗常数的值为Ｎ 的密度为 ＋２× ＋３＝６ Ｚｎ ＝ Ｖ ＝ ｇ ｃｍ ＝
Ａ，Ｚｎ ６ ２ ３ ３ａ２ｃ
－３ 列出计算式
ｇ·ｃｍ （ ）。 ２
解析 由金属 晶体中的原子堆积方
Ｚｎ ２６０ ３ · －３。
式图可知，其堆积方式为六方最密堆积；六棱柱底边边长为 ａ２ｃ·Ｎ ｇ ｃｍ
３ Ａ
答案 六方最密堆积（ 型） ６５×６
Ａ３
Ｎ ３ ａ２ｃ
Ａ×６× ×
４
道尔顿 近代原子学说的奠基人———道尔顿， 年 月 日出生于英格兰， 年 月 日逝世。
１７６６ ９ ６ １８４４ ７ ２７
他提出了较系统的化学原子学说，引入了原子和原子量，并在容积分析方法上做出了开拓性的贡献。 道尔顿也是首
位发现色盲现象的科学家。 恩格斯在《自然辩证法》中“札记和片断”部分，简要地写着：“化学中的新时代是从原子
论开始的。”（所以近代化学的始祖不是拉瓦锡，而是道尔顿）
４面心立方最密堆积
．
ａ
＝２ ２
ｒ Ｖ
球＝４×
４
π
ｒ３
３
四种晶胞空间利用率的计算方法 Ｖ 晶胞＝ ａ３ ＝（２ ２ ｒ ） ３ ＝１６ ２ ｒ３
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 、 Ｖ ４× ４ π ｒ３
球体积 。 空间利用率 球 ３
空间利用率 ＝晶胞体积×１００％ ＝ Ｖ 晶胞 × １００％ ＝ １６ ２ ｒ３ ×
已知 球的半径为ｒ １００％≈７４％
１简单 ： 立方堆积 。 例 （２０２０辽宁葫芦岛期末，１２）有四种不同堆积方式
．
的金属晶体的晶胞如图所示 有关说法正确的是
１
个晶胞中平均含有
１
个原子
，
Ｖ
球＝
４
π
ｒ３ ， （ ）
３
Ｖ 晶胞＝（２ ｒ ） ３ ＝８ ｒ３
Ｖ
４
π
ｒ３
２ 空 体 间利 心 用 立 率 方 ＝ 堆 Ｖ 晶 积 球 胞 ×１００％＝ ３ ８ ｒ３ ×１００％≈５２％ 堆积 Ａ．① 为 为 简 面 单 心 立 立 方 方 堆 最 积 密 堆 ② 积 为六方最密堆积 ③ 为体心立方
． 每 ④ 个晶胞含有的原子数分别为 个 个 个 个
ｂ２ ＝ ａ２ ＋ ａ２ ，（４ ｒ ） ２ ＝ ａ２ ＋ ｂ２ ＝３ ａ２ ， ａ ＝ ４ ｒ 。 Ｂ． 晶胞中原子的配位数分别为 ①１ ②２ ③２ ④４
Ｃ． ①６ ②８ ③８ ④１２
３ 空间利用率的大小关系为
Ｄ． ①＜②＜③＜④
４ ｒ３ ４ ｒ３ 解题导引 本题考查金属晶体的晶胞结构 题目侧重考查
２× π ２× π ，
空间利用率 ３ ３ 学生对基础知识的识记 通过均摊法进行晶胞有关计算 学会利
＝ ａ３ ×１００％＝ × ， ，
４ ｒ３ 用数学知识计算晶胞空间利用率
（ ） 。
３ 解析 由金属晶体的晶胞结构图可知， 为简单立方堆
①
３π 积、 为体心立方堆积、 为六方最密堆积、 为面心立方最密
１００％＝ ×１００％≈６８％ ② ③ ④
８
３六方最密堆积 堆积，故 错误。 晶胞 中原子个数为 １ ，晶胞 中原子
． Ａ ① ８× ＝１ ②
８
Ｓ
＝２
ｒ
× ３
ｒ
＝２ ３
ｒ２ ｈ
＝
４ ６ｒ
个数为 １ ，晶胞 中原子个数为 １ １ ，晶
３ １＋８× ＝２ ③ １＋４× ＋４× ＝２
８ ６ １２
Ｖ 球＝２× ４ π ｒ３ 胞 中原子个数为 １ １ ，故 正确。 为简单立方堆
３ ④ ８× ＋６× ＝４ Ｂ ①
８ ２
积，其晶胞中原子的配位数为 ， 为体心立方堆积，其晶胞中原
Ｖ
晶胞＝
Ｓ
×
ｈ
＝２ ３
ｒ２
×
４ ６ｒ
＝８ ２
ｒ３
子的配位数为 ， 为六方最密
６
堆
②
积、 为面心立方最密堆积，二
３ ８ ③ ④
者晶胞中原子的配位数均为 ，故 错误。 六方最密堆积与面
Ｖ ２× ４ π ｒ３ 心立方最密堆积的空间利用率 １２ 相等， Ｃ 简单立方堆积、体心立方堆
空间利用率 球 ３ 积不是最密堆积，空间利用率比六方最密堆积、面心立方最密堆
＝Ｖ 晶胞 ×１００％＝ ８ ２ ｒ３ ×１００％≈７４％ 积的小，体心立方堆积空间利用率比简单立方堆积的高，故空间
利用率的大小关系： ，故 错误。
①＜②＜③＝④ Ｄ
答案 Ｂ
