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专题八 化学键 分子和晶体的结构与性质
基础篇
考点 一 化学键 分子间作用力 或配位体 以配位键结合形成的化合物称为
）
配位化合物 简称配合物 如
一、化学键 ， 。 ：
2.
离子键、金属键
离子键 阴 阳离子之间的静电作用 成键
１） ： 、 。
条件为成键原子所属元素电负性差值较大
。
1. 共价键 金属键 金属阳离子和自由电子之间的一种
２） ：
电性作用 存在于同种金属元素原子之间或
共价键类型
，
１）
不同种金属元素原子之间 合金
（ ）。
3.
物质的表示方法
电子式 如 ··
· · ·
１） ： Ｃｌ→·Ｃｌ·，Ｎ２→·Ｎ︙︙Ｎ·，ＣＯ２→
··
·· ·· ·· ··
· ·· ·· · · · ·
·Ｏ··Ｃ··Ｏ·， ＨＣｌＯ → Ｈ · Ｏ ·Ｃｌ·， ＮａＣｌ →
·· ··
注意 共价键成键规律：共价单键是 键； 个共价双
σ １ ＋ · ·· · －等
键中有 个 键、 个 键； 个共价三键中有 个 Ｎａ ［·Ｃｌ·］ 。
１ σ １ π １ １ σ 电子式 ·· 的书写方法如下
键、 个 键。 ：
２ π
共价键的键参数及对分子性质的影响
２）
配位键 一种特殊的共价键 由一方提供孤
３） ： ，
电子对 另一方接受孤电子对形成 电子对
， “
专
给予 接受 键 配位键可表示为 其
题
— ” 。 Ａ→Ｂ，
八
中 是能够提供孤电子对的原子或离子 称
Ａ （ 化
为配体或配位体 是具有能够接受孤电 结构式 电子式中共用电子对用短线 代 学
），Ｂ ２） ： “—” 键
子对的空轨道的原子或离子 替 省略未成键电子 如
。 ， ， ＨＣｌ→Ｈ—Ｃｌ，ＮＨ３→ 分
子
配合物 通常把金属离子或原子 称为中心 和
Ｈ
： （ 晶
离子或原子 与某些分子或离子 称为配体 体
） （ Ｈ Ｎ Ｈ。 的
结
构
【学术探索情境】 塑料也能导电 要使塑料能够导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合，同 与
性
时还必须经过掺杂处理，也就是说，通过氧化或还原反应失去或得到电子。 这样，这些额外的电荷才能够沿着 质
分子移动，塑料才能成为导体。 ２５５
二、分子间作用力 2 ．杂化轨道理论
1.
范德华力 理论要点 中心原子上若干不同类型 主要
１） ： （
一般来说 组成和结构相似的物质 相对分子 是 轨道 能量相近的原子轨道混合起
， ， ｓ、ｐ ）、
质量越大 范德华力越强 物质的熔 沸点越 来 重新组合成同等数目 能量完全相同的
， ， 、 ， 、
高 相对分子质量接近时 分子极性越强 范 新轨道
； ， ， 。
德华力越强 杂化轨道的类型
。 ２）
2.
氢键
概念 氢键是由已经与电负性很大的原子形
１） ：
成共价键的氢原子与另一个电负性很大的
原子之间的作用力
。
表示方法 分别可为
２） ：Ｘ—Ｈ…Ｙ—，Ｘ、Ｙ Ｎ、Ｏ、
表示共价键 表示形成的氢键
Ｆ，“—” ，“…” 。
氢键不属于化学键 氢键影响物质的熔 沸
３） 。 、
点 溶解性等
， 。
中心原子的杂化轨道数和杂化类型判断
３）
考点 二 分子结构与性质
杂化轨道用来形成 键和容纳孤电子对 所
σ ，
1. VSEPR
价层电子对互斥（ ）模型 以有关系式
：
理论要点 杂化轨道的数目 中心原子上的孤电子对数
１） ＝ ＋
价层电子对在空间上彼此相距最远时 排斥 中心原子的 键电子对数 与中心原子直接相
① ， σ （
力最小 体系的能量最低 连的原子个数 中心原子的价层电子对数
， 。 ）＝
孤电子对的排斥力较大 孤电子对越多 排 分子 型 离子 ｍ 型 的空间结构
② ， ， ４） （ＡＢｎ ）、 （ＡＢｎ ± ）
斥力越强 键角越小
分析示例
， 。
中心原子价层电子对数 ｎ 计算方法
２） （ ） 中心原子价层
ｎ 键电子对数 中心原子上的孤电子对数
＝σ ＋ 电子对数 ｎ ２ ３ ４
（ ）
计算法 中心原子上的孤电子对数 １ ａ
中心原子的
① ： ＝ （ －
２ ２ ３
杂化轨道类型 ｓｐ ｓｐ ｓｐ
ｘｂ 对于中性分子 式中 ａ 为中心原子的
）。 ，
价电子数 对于阳离子 ａ 为中心原子的价电 中心原子 键
σ
； ，
电子对 数 ２ ３ ２ ４ ３ ２
子数减去离子所带的电荷数 对于阴离子 ａ （ｂｐ）
； ，
为中心原子的价电子数加上离子所带的电荷 中心原子孤
电子对 数 ０ ０ １ ０ １ ２
数 ｘ为与中心原子结合的原子数 ｂ 为与中
（ｌｐ）
。 。
心原子结合的原子最多能接受的电子数 直线
。 ＶＳＥＰＲ 平面三角形 四面体形
5
键电子对数由化学式确定 键电子对 模型名称 形
年
σ ，σ
高
考 数 与中心原子结合的原子个数 平面
＝ 。 分子或离子 直线 四面 三角
3
电子式或结构式法 写出电子式或结构式 三角 形 形
年 ② ： ， 空间结构 形 Ｖ 体形 锥形 Ｖ
模 形
拟 观察 键电子对数和中心原子上的孤电子
σ
A 对数 两者相加即可 实例 ＣＯ２ ＣＯ ２ ３ － ＳＯ２ ＣＨ４ ＮＨ３ Ｈ２Ｏ
版 ， 。
高
考 【学术探索情境】 氢腐蚀及其危害 氢腐蚀，是指钢暴露在高温、高压的氢气环境中，氢原子在钢表面或渗入钢
化
学 内部与不稳定的碳化物反应生成甲烷，使钢脱碳，机械强度受到永久性破坏。 生成的甲烷在钢内部形成巨大
２５６ 的局部压力，继而发展为严重的鼓包开裂。
3. 比较键角大小的三种思维模型 之间通过非共价键相结合 包括氢键 静电
， 、
杂化轨道类型不同 作用 疏水作用以及一些分子与金属离子形
２ ３
１） ：ｓｐ＞ｓｐ ＞ｓｐ 。 、
成的弱配位键等
２） 。
超分子的应用 在分子水平上进行分子设
３） ：
计 有序组装甚至复制出一些新型的分子
，
材料
。
考点 三 晶体结构与性质
1.
在同一分子中 键电子斥力大 键角大 晶体
３） ，π ， 。
4. 分子的性质 结构特征 原子在三维空间里呈周期性有序
１） ：
分子的手性 排列
１） 。
当碳原子所连接的四个原子或原子团均不 性质特征 有自范性 固定熔点 各向异性
２） ： 、 、 。
相同时 这样的碳原子称为手性碳原子 不 获得途径 熔融态物质凝固 气态物质凝华
， （ ３） ： 、 、
对称碳原子 含有手性碳原子的分子不一 溶质从溶液中析出
）， 。
定为手性分子 有手性异构体的分子为手性 结构测定 射线衍射实验
； ４） ：Ｘ 。
2.
分子 晶胞
。
注意 手性碳原子一定是饱和碳原子。 概念 描述晶体结构的基本单元
１） ： 。
分子的极性 常见晶胞在晶体中的排列呈 无隙并置 一
２） ２） “ ”，
极性分子 正 负电中心不重合 如 般为平行六面体
① ： 、 。 ＮＨ３、 。
3.
常见晶体结构模型
Ｈ２Ｏ、ＨＣｌ。
非极性分子 正 负电中心重合 如 二氧化碳型 分子间
② ： 、 。 Ｈ２、Ｃｌ２、 １） （
作用力只有范德华
ＢＦ３、ＣＨ４、ＣＯ２。
点拨 双原子单质分子为非极性分子，双原子化合物 力 例如
， Ｃ６０、Ｈ２Ｓ）
分子为极性分子。 结构特点 每个晶
：①
溶解性 胞含 个 分子 每个 分子周围最
３） ４ ＣＯ２ ；② ＣＯ２
相似相溶 规律 非极性溶质一般能溶于非 近的 分子有 个
①“ ” ： ＣＯ２ １２ 。
极性溶剂 极性溶质一般能溶于极性溶剂 金刚石
， 。 ２）
如卤素单质可溶于 乙醇 甲醛可溶 结构特点 每个碳原子
ＣＣｌ４， 、 ：①
于水 与相邻 个碳原子以共价
。 ４
氢键 溶质与溶剂形成氢键时可以增强溶质 键结合 形成正四面体结 专
② ： ， 题
八
的溶解性 构 碳原子杂化方式为
。 ，
化
5.
超分子 键角均为 最小碳环由 个 学
３
ｓｐ ；② １０９°２８′；③ ６ 键
概念 超分子是由两种或两种以上的分子通 碳原子组成且 个原子不在同一平面内
１） ： ６ ； 分
子
过分子间相互作用形成的分子聚集体 每个碳原子参与 个 键的形成 碳 和
。 ④ ４ Ｃ—Ｃ ， 晶
超分子内分子间的作用力 超分子内部分子 原子数与 键个数之比为 每个 体
２） ： Ｃ—Ｃ １ ∶ ２；⑤ 的
结
构
【日常生活情境】 纯铁为什么不易生锈 一般情况下，纯铁在空气中刚开始呈银白色，而后会与空气中的氧气 与
性
反应，表面生成一层灰白的、致密的氧化膜。 这层氧化膜将整个金属表面覆盖起来，起到保护作用，阻止内部 质
的铁继续被氧化。 ２５７
晶胞含 个碳原子 金刚石含 共 氯化铯型
８ ，１ ｍｏｌ ２ ｍｏｌ ５）
价键 结构特点 ＋周围最近的
。 ：①Ｃｓ
二氧化硅 －有 个 －周围最近的
３） Ｃｌ ８ 、Ｃｌ
结构特点 每个 与 ＋有 个 每个晶胞中含
：① Ｓｉ Ｃｓ ８ ；②
个 以共价键结合 个 ＋ 个 －
４ Ｏ ， １ Ｃｓ 、１ Ｃｌ 。
4.
形成正四面体结构 过渡晶体和混合型晶体
；②
每 个 正 四 面 体 占 有 过渡晶体 四类典型晶体是分子晶体 共价
１） ： 、
晶体 金属晶体 离子晶体 大多数晶体是它
个 个 １ 、 、 ，
１ Ｓｉ， ４ “ Ｏ”，
们之间的过渡晶体 离子晶体和共价晶体
２
。
ｎ ｎ 最小环上有 个原
的过渡标准是化学键中离子键成分的百分
（Ｓｉ） ∶ （Ｏ）＝ １ ∶ ２；③ １２
子 即 个 个
数 离子键成分的百分数大 当作离子晶体
， ６ Ｏ、６ Ｓｉ。
。 ，
氯化钠型
处理 离子键成分的百分数小 当作共价晶
４）
； ，
结构特点 ＋周围最近
体处理
：①Ｎａ
。
的 －有 个 －周围最近
注意 电负性的差值越大，离子键成分的百分数
Ｃｌ ６ 、Ｃｌ
的 ＋有 个 每个 ＋ 越大。
Ｎａ ６ ；② Ｎａ
－ 周围紧邻 距离最近 混合型晶体 像石墨这样 既有共价键又有
（Ｃｌ ） （ ２） ： ，
且相等 的 － ＋ 构成 范德华力 同时还存在类似金属键的作用
） Ｃｌ （Ｎａ ） ，
正八面体 每个 ＋ － 周围紧邻的 力 兼具共价晶体 分子晶体 金属晶体特征
；③ Ｎａ （Ｃｌ ） ， 、 、
＋ － 有 个 每个晶胞中含 个 的晶体 称为混合型晶体
Ｎａ （Ｃｌ ） １２ ；④ ４ ， 。
＋ 个 －
Ｎａ 、４ Ｃｌ 。
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考 【学术探索情境】 同分异构体的沸点 在同分异构体中，分子结构不同，分子间的紧密程度不同，分子间作用力
化
学 的大小也不同。 例如异戊烷和新戊烷由于支链的位阻作用，不能像正戊烷那样相互接近，分子间作用力较小，
２５８ 故正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次降低。
5.
典型晶体的结构、微粒间作用力及性质比较
类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
实例 金刚石
ＣＯ２、Ｈ２Ｏ 、ＳｉＯ２ Ｎａ、Ｃｕ ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ
金属阳离子
构成微粒 分子 原子 阴 阳离子
和自由电子 、
分子间作用力 范德
微粒间作用力 （ 共价键 金属键 离子键
华力和氢键
）
作用力强弱 相对分子质量 分子
、 键长 原子半径 离子半径 价电子数 离子半径 离子所带电荷数
的影响因素 极性 （ ） 、 、
不导电 酸溶于水 一般不导电 个别 固体不导电 在水溶液中或
导电性 ， ， 导电 ，
导电 为半导体 熔融状态下导电
不溶 活泼金属与水
溶解性 相似相溶 不溶于水 （ 多数易溶于水
“ ” 反应
）
熔 沸点 较低 高 差别较大 较高
、
硬度 较小 大 一般较大 部分较小 较大
（ ）综合篇
除形成 键外的多余电子置于该原子的
２） σ
综合 一 杂化类型判断 大 π 键分析
周围
。
一、杂化类型判断 若该原子有 个单电子 则该单电子参与形
３） １ ，
1.
根据中心原子杂化轨道的空间结构判断 成大 键 若该原子没有单电子 则其最多
π ； ，
杂化轨道的 有 个孤电子对参与形成大 键
四面体形 平面三角形 直线形 １ π 。
空间结构 例如 中大 键的确定 和 最外层均
ＳＯ２ π ：Ｓ Ｏ
中心原子的 为 个电子 与 个 形成 个 键 多
３ ２ ６ ，Ｓ ２ Ｏ ２ σ ，Ｓ
杂化轨道类型 ｓｐ ｓｐ ｓｐ
余的 个电子为 个孤电子对 则 有 个
４ ２ ， Ｓ １
2.
根据杂化轨道之间的夹角判断
孤电子对参与形成大 键 与 形成 个
π ；Ｏ Ｓ １
杂化轨道之间的夹角 键后还多余 个电子 其中有 个孤电子
１０９°２８′ １２０° １８０° σ ５ ， ２
中心原子的杂化轨道类型 ３ ２ 对 还有 个为单电子 则该单电子参与形成
ｓｐ ｓｐ ｓｐ ， １ ，
3. 根据中心原子的价层电子对数判断 大 键 故 中的大 键为 ４
π ； ＳＯ２ π Π３。
注意 对于阴、阳离子，其参与形成大 键的电子数
价层电子对数 π
４ ３ ２
要相应加上或减去其所带电荷数。
中心原子的杂化轨道类型
３ ２
ｓｐ ｓｐ ｓｐ
例 （ 山东， ， 分） （无机苯）的
4. 根据中心原子形成的 π 键数目判断 ２０２０ ７ ２ Ｂ３Ｎ３Ｈ６
结构 与 苯 类 似， 也 有 大 键。 下 列 关 于
一般情况下 π
：
的说法错误的是 （ ）
键数目
Ｂ３Ｎ３Ｈ６
π ０ １ ２ 其熔点主要取决于所含化学键的键能
Ａ．
中心原子的杂化轨道类型
ｓｐ ３ ｓｐ ２ ｓｐ 形成大 键的电子全部由 提供
Ｂ． π Ｎ
二、大 π 键分析 分子中 和 的杂化方式相同
Ｃ． Ｂ Ｎ
1.
大 π 键概念 个及 个以上原子构成的离 分子中所有原子共平面
：３ ３ Ｄ．
子或分子中 原子有彼此平行的未参与杂化 解题导引 （无机苯）的结构与苯类似，
， Ｂ３Ｎ３Ｈ６
的 轨道 这些 轨道相互重叠形成大 键 这是解决本题的关键。
ｐ ， ｐ π ，
又称为离域 键 解析 项， 的结构与苯类似，二者
π 。
2.
Ａ Ｂ３Ｎ３Ｈ６
大 π 键的形成条件 原子在同一平面 中心
都属于分子晶体，熔化过程中化学键不断裂，
： ，
原子采取 杂化或 杂化
２ 熔点主要取决于分子间作用力； 项， 有 个
ｓｐ ｓｐ 。
Ｂ Ｂ ３
3. 大 π 键的表示 ｎ ｍ 指参与形成大 键的
：Πｍ（ π 价电子，分别与 、 形成 个 键，因此形成
Ｎ Ｈ ３ σ
原子数 ｎ 指参与形成大 键的电子数 且ｎ 专
大 键的电子全部由 提供； 项， 和 周
； π ， ＜ 题
π Ｎ Ｃ Ｂ Ｎ
ｍ 即参与形成大 键的电子数小于 轨道 八
围都形成 个 键，余下电子形成大 键，因
２ ， π ｐ
３ σ π 化
数目的 倍
２ ）。
此 与 都采取
２
杂化； 项，无机苯与苯结 学
Ｎ Ｂ ｓｐ Ｄ 键
4.
确定大 π 键的步骤
构类似，分子中所有原子共平面。
分
先画出原子间形成的 键 子
１） σ 。 答案 和
Ａ 晶
体
的
结
构
【生产环保情境】 同位素与辐射技术 简称“同辐技术”。 依靠铯 、钴 等对 的作用，通过电离辐射 与
－１３７ －６０ ＤＮＡ 性
（ 射线、 射线、电子束等）与物质相互作用产生物理、化学和生物效应，对粮、蔬、果、肉、调味品、药品等进行 质
γ Ｘ
灭菌。 ２５９
综合 二 物质熔、沸点高低的比较 制，熔点较高，常温下能与 、 等物质发
Ｈ２Ｏ ＣＯ２
生反应，熔点 的原因是
1.
同类型晶体 Ｇｄ２Ｏ３＞Ｈ２Ｏ＞ＣＯ２
。
共价晶体 成键原子半径越小 键长越短 键
１） ： ， ，
解题导引 比较物质熔、沸点高低的思维流程：
能越大 晶体的熔 沸点越高 例如熔 沸
， 、 。 、
分析物质所属晶体类型 分析微粒间作用力
点 金刚石 单晶 →
： ＞ＳｉＣ＞ Ｓｉ。
分析作用力的影响因素。
离子晶体 一般阴 阳离子所带的电荷数越 →
２） ： 、
解析 （ ） 是离子晶体， 和 是
多 离子半径越小 离子键越强 熔 沸点越 ３ Ｇｄ２Ｏ３ Ｈ２Ｏ ＣＯ２
， ， ， 、
分子晶体，则 的熔点最高，而 分子
高 例如熔 沸点 Ｇｄ２Ｏ３ Ｈ２Ｏ
。 、 ：ＭｇＯ＞ＮａＣｌ＞ＣｓＣｌ。
间存在氢键，则熔点 。
分子晶体 Ｈ２Ｏ＞ＣＯ２
３）
答案 （ ） 是离子晶体， 和 是
首先看能否形成分子间氢键 若能形成分子 ３ Ｇｄ２Ｏ３ Ｈ２Ｏ ＣＯ２
① ，
分子晶体， 分子间存在氢键
间氢键 则熔 沸点较高 形成的分子间氢键 Ｈ２Ｏ
， 、 ， 例2 （ 届重庆南开中学 月月考， 节
越多 越强 则熔 沸点越高 例如熔 沸点 ２０２３ ９ １８
、 ， 、 ， 、 ：
选）虎年春晚上，一段舞蹈诗剧《只此青绿》生
若形
Ｈ２Ｏ＞Ｈ２Ｓ，ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ＞ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ；
动还原了北宋画家王希孟的绝世之作———《千
成分子内氢键反而会降低其熔 沸点 例如
、 ，
里江山图》。 它之所以能够流传千年依旧色彩
熔 沸点 邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛
、 ： ＜ 。
艳丽，璀璨夺目，与其绘制方法和所用颜料
若不能形成氢键 对于组成和结构相似的物
② ，
有关。
质 相对分子质量越大 范德华力越强 熔
， ， ， 、
（ ） 根据价层电子对互斥理论， 、 、
沸点越高 例如熔 沸点 相对 ４ ② Ｈ２Ｏ ＳＯ２
， 、 ：ＨＩ＞ＨＢｒ＞ＨＣｌ；
的气态分子中，中心原子价层电子对数不
分子质量接近的物质 分子的极性越大 范 ＳＯ３
， ，
同于其他分子的是 。
德华力越强 熔 沸点越高 例如熔 沸点
， 、 ， 、 ：
的熔、沸点比 高很多，主要原因是
③Ｓ８ ＳＯ２
ＣＯ＞Ｎ２。
。
金属晶体 金属离子半径越小 价电子数越
４） ： ，
解析 （ ） 根据价层电子对互斥理论，
多 金属键越强 熔 沸点越高 ４ ②
， ， 、 。
2. 、 、 的气态分子中，中心原子价层电
不同类型晶体 Ｈ２Ｏ ＳＯ２ ＳＯ３
熔 沸点高低一般规律 共价晶体 离子晶 子对数分别是 １（ ） 、 １（
、 ： ＞ ２＋ ６－２×１ ＝ ４ ２＋ ６－２×
体 分子晶体 金属晶体熔 沸点分布范围 ２ ２
＞ 。 、
较广 ） 、 １（ ） ，不同于其他分子的是
。 ２ ＝ ３ ３＋ ６－３×２ ＝ ３
２
例1 （ 福建三明三模， 节选）稀土元
２０２２ １４ ； 的熔、沸点比 高很多，主要原因
素钆（ ）及其化合物在医药、光学仪器、核反
Ｈ２Ｏ ③Ｓ８ ＳＯ２
Ｇｄ
是 的相对分子质量大，分子间范德华力强。
应控制等方面有广泛应用。
Ｓ８
答案 （ ） 的相对分子质量大，
年
5
（ ） 可用于增感荧光材料和核反应堆控
４ ②Ｈ２Ｏ ③Ｓ８
分子间范德华力强
高 ３ Ｇｄ２Ｏ３
考
3
年
模
拟
A
版
高
考 【日常生活情境】 硫代硫酸钠的应用 硫代硫酸钠，俗称海波、大苏打，易溶于水，遇强酸反应产生单质硫和二
化
学 氧化硫气体，可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂，用于治疗氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等引起的中毒，也
２６０ 可用于水产中吸附水体中的有机悬浮物。
应用篇
应用 晶胞相关计算 不论晶胞边长大小 都是 建立的坐标系
（ ， １） 。
确定某原子坐标的方法 通过该原子可以作
1.
均摊法计算晶胞中粒子的数目 ２） ：
出三个平行于坐标轴的平面 三个平面在三
立方晶胞中某个微粒为 ｎ 个晶胞所共用 则 ，
１） ，
条坐标轴上的截距占晶胞边长的分数 即该
，
该微粒有１属于这个晶胞
原子的分数坐标 如图 通过 点原子的三
ｎ 。
。 ， Ｂ
个面分别是 在 ｘ 轴上没有截距
位置 顶点 棱上 面上 内部 ＢＥＦＣ（ ）、
在 ｙ 轴上没有截距 在 ｚ 轴
贡献 ＢＥＧＡ（ ）、ＢＣＤＡ（
１／８ １／４ １／２ １
上的截距是 故 点原子的分数坐标是
非立方体形结构单元 １）， Ｂ
２） 通过右面心 点的三个面 在 ｘ 轴
若结构单元不是立方体形 则微粒对结构单 （０，０，１）； Ｍ ，
，
元的贡献视情况而定 计算顶点及侧棱上的 上的截距是１ 在 ｙ 轴上的截距是 在 ｚ 轴
， ， １，
２
微粒时与立方晶胞有所不同
。
上的截距是 １ 故 点原子的分数坐标是
以右图的正三棱柱形结构单元为 ， Ｍ
２
例 个三棱柱才能将一个顶点
，１２ １ １
完全盖住 所以顶点为 个结构 （ ，１， ）。
， １２ ２ ２
单元共用 侧棱被 个结构单元共
， ６
用 上下边被 个结构单元共用
， ４ ，
有 １ １ １ １
Ａ：４× ＝ Ｂ：３× ＋６× ＝２ Ｃ：１×１＝
１２ ３ ６ ４
因此 三种微粒的个数比为
１。 ，Ａ、Ｂ、Ｃ １ ∶
4.
晶胞密度的计算
６ ∶ ３。
2.
立方晶胞中粒子周围的粒子的个数判断
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
周围有 个 周围有 个
粒子数目
１）Ａ ４ Ｂ，Ｂ １２ Ａ
周围有 个 周围有 个
求一个晶
２）Ａ ２ Ｃ，Ｃ ６ Ａ 摩尔质量
周围有 个 周围有 个
胞的质量←
专
３）Ｂ ６ Ｄ，Ｄ ２ Ｂ 晶胞的 阿伏加德罗常数 题
周围有 个 周围有 个 密度 ← 八
４）Ｂ ８ Ｃ，Ｃ ８ Ｂ 求一个晶 晶胞边长
化
周围有 个 周围有 个 胞的体积← 或粒子半径 学
５）Ｃ １２ Ｄ，Ｄ ４ Ｃ （ ） 键
周围有 个 周围有 个
６）Ａ ４ Ｄ，Ｄ ４ Ａ 得关系式 ρ Ｎ × Ｍ ａ 表示晶胞边长 ρ 表示 分
3. 截距法判断原子的分数坐标 ： ＝ａ３ Ｎ （ ， 子
和
×
Ａ 晶
原子的分数坐标 以晶胞参数为单位长度 密度 Ｎ 表示阿伏加德罗常数 Ｎ 表示一个 体
１） ： ， Ａ ， 的
结
构
【生产环保情境】 新型环保环氧树脂固化剂 环氧树脂优良性能的实现依赖于固化剂，传统固化剂具有一定的 与
性
挥发性与毒性，改性胺类固化剂具有低气味、低毒性、低黏度等特点，使环氧固化物具备更优的附着力、柔韧 质
性、耐水性、耐腐蚀性和耐老化性等。 ２６１
5. 晶胞所含基本粒子或特定组合的数目 Ｍ 表 原子间距的计算
，
示摩尔质量 已知立方晶胞的边长为 ａ 根据原子所在的
）。 ，
注意单位换算 －１０ －１２ 位置关系计算原子间的距离
：１ ｐｍ ＝ １０ ｃｍ ＝ １０ ｍ； 。
－７ －９
１ ｎｍ＝１０ ｃｍ＝１０ ｍ。
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考 【生产环保情境】 回收动力电池电极材料 利用物理分离工艺，可从废锂离子动力电池的集电器中回收活性正
化
学 极材料，具体操作是将正极材料高速剪切分离成活性正极材料（ ）和集电器（ 碎片）。 这种方法可以
ＬｉＦｅＰＯ４ Ａｌ
２６２ 解决环境污染和资源浪费两大问题。
三种常见类型
１）
晶胞种类 简单立方堆积 体心立方堆积 面心立方堆积
晶胞示意图
晶胞特点 相邻顶点的两原子相切 体对角线上三原子相切 面对角线上三原子相切
原子间最短距离 ｄ ｄ ａ 即晶胞边长 ｄ ３ａ 即体对角线长度的一半 ｄ ２ａ 即面对角线长度的一半
（ ） ＝ ， ＝ ， ＝ ，
２ ２
根据截距法求出两原子的分数坐标 ｘ ｙ 。 根据微粒间的位置关系， 晶胞中
２） （ １， １， ２７ ∶ ３２ ＧａＡｓ
ｚ ｘ ｙ ｚ 再 按 照 公 式 ｄ 和 之间的最短距离为体对角线长度
１）、 （ ２， ２， ２ ）， ＝ Ｇａ Ａｓ
ｘ ｘ ２ ｙ ｙ ２ ｚ ｚ ２ ａ 进 行 的１。
（ １ － ２） ＋（ １ － ２） ＋（ １ － ２） ×
计算 ４
。
解析 题图乙中， 、 点的原子分数坐标分
例 （ 湖北华中师大附中押题， ） ａ ｂ
２０２２ １０ ＧａＡｓ
别为（ ， ， ）和（ ， ， ）， 点 原子位于晶
的晶胞结构如图甲所示，将 掺杂到 的 ０ ０ ０ １ １ ０ ｃ Ｍｎ
Ｍｎ ＧａＡｓ
晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如 胞左侧面的面心上，其原子分数坐标为（ ，１，
０
２
图乙所示。 、 点的原子分数坐标分别为（ ，
ａ ｂ ０
１）， 项正确；掺杂 之后， 个晶胞中含有
， ）和（ ， ， ）。 下列说法错误的是 （ ）
Ａ Ｍｎ １
０ ０ １ １ ０
２
的 原子个数： １ １ ５， 原子个数：
Ｍｎ １× ＋１× ＝ Ｇａ
８ ２ ８
１ １ ２７， 原子个数： ，故 、 、
７× ＋５× ＝ Ａｓ ４ Ｍｎ Ｇａ Ａｓ
８ ２ ８
原子个数比为５ ２７ ， 项正
点 的原子分数坐标为（ ，１，１） ∶ ∶ ４＝５ ∶ ２７ ∶ ３２ Ｂ
Ａ．ｃ Ｍｎ ０ ８ ８
２ ２
晶体乙中 、 、 的原子个数比为
确；基态
Ｇａ
原子的价电子排布式为
４ｓ ２ ４ｐ
１，未
Ｂ． Ｍｎ Ｇａ Ａｓ ５ ∶ ２７ ∶ ３２
成对电子数为 ， 项错误； 和 之间的最
基态 原子未成对电子数为
１ Ｃ Ｇａ Ａｓ
Ｃ． Ｇａ ３
若 晶胞参数为 ｌ ，则 和 之间
Ｄ． ＧａＡｓ ｎｍ Ｇａ Ａｓ 短距离为体对角线长度的 １，即 ３ｌ ， 项
ｎｍ Ｄ
４ ４
的最短距离为 ３ｌ 正确。
ｎｍ
４
答案
解题导引 本题的关键信息：利用均摊法求出
Ｃ
题图乙晶胞中 、 、 的原子个数比为
Ｍｎ Ｇａ Ａｓ ５ ∶
