1、专题重点突破 专题十一 物质结构与性质 主干知识梳理 一、原子结构与性质(一)基态原子的核外电子排布1排布规律(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量_的原子轨道，如 Ge：_。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳_的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是_轨道，且自旋状态_。01 最低02 1s22s22p63s23p63d104s24p203 2 个自旋状态相反04 优先单独占据一个05 相同2表示方法3特殊原子的核外电子排布式(1)Cr 的核外电子排布先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d4，因 3d5 为_状态，比较
2、稳定，故需要将_轨道的_电子调整到 3d 轨道，得_，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：_。09 半充满10 4s11 一个12 1s22s22p63s23p64s13d513 1s22s22p63s23p63d54s1(2)Cu 的核外电子排布先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d9，因 3d10 为_状态，比较稳定，故需要将 4s 轨道的_调整到 3d 轨道，得_，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：_。14 全充满15 一个电子16 1s22s22p63s23p64s13d1017 1s22s22p63s23p63d104s1(二)元素的第一
3、电离能和电负性的递变性及应用1元素的电离能第一电离能：_态电中性基态原子失去_个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。常用符号_表示，单位为_。(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从_到_的周期性变化(第一周期元素原子除外)。18 气19 一20 I121 kJmol122 ns123 ns2np6(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐_的趋势，稀有气体的第一电离能最_，碱金属的第一电离能最_；同主
4、族从上到下，第一电离能有逐渐_的趋势。24 增大25 大26 小27 减小(3)元素电离能的应用判断元素金属性的强弱电离能越_，金属越容易失去电子，金属性越强；反之，则越弱。判断元素的化合价如果某元素的 In1In，则该元素的常见化合价为n 价，如钠元素 I2I1，所以钠元素的化合价为_价。28 小29 12元素的电负性(1)元素电负性的周期性变化元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐_；同一主族从上到下，元素电负性呈现_的趋势。30 增大31 减小(2)电负性的应用二、分子结构与性
5、质1分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当 原 子 成 键 时，原 子 的 价 电 子 轨 道 相 互 混 杂，形 成 与 原 轨 道 数_且能量_的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的_不同，形成分子的空间结构_。01 相等02 相同03 夹角04 不同2分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对立体构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。3中心原子杂化类型和分子立体构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子立体构型有关，二者之间可以相互判断。4共价键(1)
6、共价键的类型按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键和三键。按共用电子对是否偏移分为_键、_键。按原子轨道的重叠方式分为_键和_键，前 者 的 电 子 云 具 有 _ 对 称 性，后 者 的 电 子 云 具 有_对称性。23 极性24 非极性25 26 27 轴28 镜面(2)键参数键能：指气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量，键能越_，化学键越稳定。键 长：指 形 成 共 价 键 的 两 个 原 子 之 间 的 核 间 距，键 长 越_，共价键越稳定。键角：在原子数超过_的分子中，两个共价键之间的夹角。29 大30 短31 2 键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越
7、稳定。(3)键、键的判断由轨道重叠方式判断“头 碰 头”重 叠 为 _ 键，“肩 并 肩”重 叠 为_键。由共用电子对数判断单键为_键；双键或三键，其中一个为_键，其余为_键。由成键轨道类型判断s 轨道形成的共价键全部是_键；杂化轨道形成的共价键全部为_键。34 35 36 37 38 39 40(4)等电子原理原子总数_、价电子总数_的分子或离子具有相似的化学键特征。其物理性质相似，化学性质不同。常见等电子体：41 相同42 相同(5)配位键孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称为_电子对。配位键a 配 位 键 的 形 成：成 键 原 子 一 方 提 供 孤 电 子 对，另 一 方
8、 提 供_形成的共价键；50 孤51 空轨道配位键与配位化合物的结构(以Cu(NH3)4SO4 为例)：5分子构型与分子极性的关系三、晶体结构与性质1物质熔沸点高低比较规律(1)不同类型晶体熔沸点高低的比较一般情况下，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：金刚石_NaCl_Cl2；金属晶体_分子晶体，如：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)。01 02 03 04 05 06(2)同种类型晶体熔沸点高低的比较 如：金刚石_石英_碳化硅_晶体硅。离子晶体a衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越_，硬
9、度越_。09 10 11 12 高13 大b一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越_，晶格能越_，熔沸点就越_，如：MgO_MgCl2，NaCl_CsCl。金属晶体：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 _，金 属 单 质 的 熔 沸 点 就 越 _，如Al_Mg_Na。14 强15 大16 高17 18 19 强20 高21 22 分子晶体a分子间作用力越大，物质的熔沸点越_；具有分子间氢键的分子晶体熔沸点反常地_。如H2O_H2Te_H2Se_H2S。b组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越_，如 SnH4_GeH4_SiH4_CH4。23
10、 高24 高25 26 27 28 高29 30 31 c组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔沸点越_，如 CO_N2。d在同分异构体中，一般支链越多，熔沸点越低，如正戊烷异戊烷新戊烷。32 高33 2晶胞中微粒数目的计算方法均摊法熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。3晶胞求算(1)晶体密度的计算(2)晶体微粒与 M、之间的关系若 1 个晶胞中含有 x 个微粒，则 1 mol 晶胞中含有_ mol微粒，其质量为_ g(M 为微粒的相对原子质量)；又 1 个晶胞的质量为 a3 g(a3 为晶胞的体积，a 为晶胞边长)，则 1 mol 晶胞的质量为_ g，因此有
11、 xM_。42 x43 xM44 a3NA45 a3NA考点 1 原子结构与性质例 1(1)(2019全国卷)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_(填标号)。(2)(2019全国卷)Fe 成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm 的价层电子排布式为 4f66s2，Sm3价层电子排布式为_。(3)(2019全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用 FeCl3、NH4H2PO4、LiCl 和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：在周期表中，与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是_，该元素基态原子核外 M 层电
12、子的自旋状态_(填“相同”或“相反”)。NH4H2PO4 中，电负性最高的元素是_。批注点拨 解析(1)根据影响电离能大小的因素(核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知，A 中电离最外层一个电子所需能量最大。(2)Fe 的价层电子排布式为 3d64s2，成为阳离子时首先失去的是 4s 轨道的电子。Sm3是 Sm 原子失去 3 个电子形成的，Sm 的价层电子排布式为4f66s2，失去 3 个电子时，首先失去 6s 轨道上的 2 个电子，再失去 4f 轨道上的 1 个电子，因此 Sm3的价层电子排布式为 4f5。(3)在周期表中存在“对角线”关系的元素化学性质相似，如 Li 和Mg、Be 和 Al、
13、B 和 Si 等，所以与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是 Mg。Mg 元素基态原子核外 M 层上只有 3s 轨道上 2 个自旋状态相反的电子。元素的非金属性越强，电负性越高，非金属性：HPNO，故在N、H、P、O 四种元素中电负性最高的是 O。答案(1)A(2)4s 4f5(3)Mg 相反 O 3误认为第一电离能是 ON。前四周期中同周期元素中第A 族、第A 族第一电离能比较大，其原因：第A 族价电子排布为 ns2 呈全满状态，能量低，比较稳定，更难失去电子，第A 族价电子排布为 ns2np3，p 轨道半充满，能量低，比较稳定。例如 I1(Mg)I1(Al)，I1(N)I1(O)。1(1)
14、(2019福建六校联盟高三联考)铁、铬、镍等过渡元素的单质、化合物在工业上有广泛的应用。基态镍原子的电子共有_种不同的能量；写出 Fe2的电子排布式：_。铬元素所在周期中第一电离能最大的是_(填元素符号)。(2)(2019西安五校高三联考)建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击，航母的甲板要耐高温，航母的外壳要耐腐蚀。镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子的价电子排布式为_，同一周期中与基态 Ni 原子有相同的未成对电子数目的原子有_(填数字)种。元素 C、O、F、Si 的电负性由大到小的顺序为_。(3)(2019辽宁五校协作体高三联考)铁、钴、镍具有相似的性质，在化学上称为铁系元素。回答下列
15、问题：LiCoO2、LiFePO4 常用作锂离子电池的正极材料。基态 Co 原子核外电子排布式为_，第四电离能 I4(Co)_(填“”或“OCSi(3)Ar3d74s2 OCSi。(3)Co 原子核外有 27 个电子，由构造原理可写出其核外电子排布式为Ar3d74s2；Fe 原子失去 3 个电子后，3d 能级处于较稳定的半充满状态，而Co 失去 4 个电子后 3d 能级才达到半充满状态，即 I4(Co)MgCa(2)F F 3(3)Al解析(1)同一主族元素，第一电离能从上到下逐渐减小，故第一电离能BeMgCa。(2)同一周期从左到右，电负性逐渐增大，第一电离能呈增大的趋势，故电负性、第一电离
16、能最大的都是 F(稀有气体元素除外)，由第A 族、第A族元素第一电离能大于相邻元素知，在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有 Be、C、O 三种。(3)分析表中数据可知，该元素的 I3I4，则该元素原子最外层有 3 个电子，为 Al。考点 2 分子结构与性质例 2(1)(2019全国卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_、_。乙二胺能与 Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_(填“Mg2”或“Cu2”)。(2)(2019全国卷)元素 As 与 N 同族。预测 As 的氢化
17、物分子的立体结构为_，其沸点比 NH3 的_(填“高”或“低”)，其判断理由是_。比较离子半径：F_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。(3)(2019全国卷)FeCl3 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 FeCl3 的结构式为_，其中 Fe 的配位数为_。NH4H2PO4 中，电负性最高的元素是 O；P 的_杂化轨道与 O的 2p 轨道形成_键。批注点拨 解析(1)乙二胺中 N、C 原子价层电子对数均为 4，均采用 sp3 方式杂化。乙二胺中氮原子有孤对电子，Mg2、Cu2存在空轨道，两者易形成配位键。由于半径 Cu2Mg2，Cu2的配位数比 Mg2大，故乙二胺与 C
18、u2形成的配合物更稳定。(2)AsH3 和 NH3 为等电子体，NH3 为三角锥形，因此 AsH3 也为三角锥形。因为 NH3 分子间存在氢键，所以 AsH3 的沸点比 NH3 低。O2和 F的核外电子层结构相同，F的核电荷数大，因此 F的半径小。苯胺是有机化合物，属于分子晶体。由于苯胺分子中 N 原子电负性大、原子半径小，易形成分子间氢键 NHN，导致熔、沸点比相对分子质量相近的甲苯高。PO34 中价层电子对数为532 4，采取 sp3 杂化方式，杂化轨道只能形成 键，故与 O 原子的 2p 轨道形成 键。答案(1)sp3 sp3 乙二胺的两个 N 提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2(
19、2)三角锥形 低 NH3 分子间存在氢键 小于 1判断分子中心原子的杂化类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布呈正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生 sp3 杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生 sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生 sp 杂化。(2)根据等电子原理进行推断：如 CO2 是直线形分子，N2O、N3、SCN与 CO2 是等电子体，所以空间构型均为直线形，中心原子均采用 sp 杂化。2化学键的极性和分子极性的关系3三种作用力及对物质性质的影响 3(1)(2019西安五校高三联考)航母甲板涂有一
20、层耐高温的材料，结构如图所示。其中 O 原子杂化方式为_杂化。海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。a根据下表数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_(填元素符号)。b根据价层电子对互斥理论，预测 ClO4 的空间构型为_。c 已 知 HClO3 酸 性 强 于 HClO，从 结 构 上 分 析 其 原 因 是_。(2)(2019福建六校联盟高三联考)氯化铬酰(CrO2Cl2)是有机合成中重要的氯化剂，熔点为96.5，沸点为 117。若 CrO2Cl2 是非极性分子，最可能的分子构型是_(填“四面体”或“平面四边形”)，从理论上讲，CrO2Cl2 在苯中的溶解度比在乙醇中的溶
21、解 度 _(填“大”或“小”)，CrO2Cl2 中 的 化 学 键 类 型 为_(填“离子键”“共价键”或“离子键、共价键”)。氨基乙酸亚铁(H2NCH2COO)2Fe可用于防治各种动物贫血症，则该物质中碳原子的杂化轨道类型为_。(3)(2019辽宁五校协作体高三联考)PO34 的空间构型为_。铁系元素能与 CO 形成 Fe(CO)5、Ni(CO)4 等金属羰基配合物。与 CO互为等电子体的分子和离子分别为_和_(各举一种，填化学式)；在 CO 分子中，键与 键数目之比为_。铁与 K2O、(环戊二烯)在隔绝空气条件下共热可制得二茂铁Fe(C5H5)2。在环戊二烯中，C 原子的杂化轨道类型为_。
22、二茂铁熔点为 446 K，不溶于水，易溶于乙醚、苯、乙醇等有机溶剂，373 K 即升华；从各种性质看，它是典型的_化合物。答案(1)sp3 a.I b正四面体形 cHClO3 中氯原子的正电性高，使 ClOH 结构中 O 原子上的电子向 Cl 原子偏移，使其更容易电离出 H(2)平面四边形 大 共价键 sp2、sp3(3)正四面体形 N2 CN 12 sp2 和 sp3 共价解析(1)O 原子成键电子对数为 2，孤电子对数为 2，故杂化轨道数为 4，杂化类型为 sp3。a.由表格数据可知，I 的第一电离能最小，最容易失去 1 个电子生成较稳定的单核阳离子。b.ClO4 中 Cl 无孤对电子，成
23、键电子对数为 4，故空间构型为正四面体形。(2)苯和乙醇分别为非极性和极性分子，根据相似相溶原理可知，CrO2Cl2 在苯中的溶解度比在乙醇中大。由 CrO2Cl2 的熔、沸点数据可判断CrO2Cl2 为分子晶体，则 CrO2Cl2 中的化学键为共价键。(3)PO34 的中心原子 P 与 4 个 O 形成正四面体结构。CO 分子价电子数为 10，与其互为等电子体的分子和离子分别有 N2和 CN等。CO 与 N2 互为等电子体，二者结构相似，即 CO 分子中含有碳氧三键，其中 键与 键数目之比为 12。环戊二烯中双键碳原子为 sp2 杂化，单键碳原子为 sp3 杂化。由二茂铁的物理性质可判断其属
24、于分子晶体，是典型的共价化合物。4(1)(2017全国卷)X 射线衍射测定等发现，I3AsF6 中存在 I3 离子。I3离 子 的 几 何 构 型 为 _，中 心 原 子 的 杂 化 形 式 为_。(2)(2017全国卷)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用 R 代表)。经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R 中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号)A中心原子的杂化轨道类型B中心原子的价层电子对数C立体结构D共价键类型R 中阴离子 N5 中的 键总数为_个。分子中的大 键可用符号nm表示
25、，其中 m 代表参与形成大 键的原子数，n 代表参与形成大 键的电子数(如苯分子中的大 键可表示为 66)，则 N5 中的大 键应表示为_。图中虚线代表氢键，其表示式为(NH4)NHCl、_、_。(3)(2017全国卷)CO2 和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为_和_。在 CO2 低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)所涉及的 4种 物 质 中，沸 点 从 高 到 低 的 顺 序 为 _，原 因 是_。硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2 中的化学键除了 键外，还存在_。答案(1)V 形 sp3(2)ABD C 5 65 (H3O)OHN(N5)(NH4
26、)NHN(N5)(3)sp sp3 H2OCH3OHCO2H2 H2O 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多；CO2 与 H2 均为非极性分子，CO2 相对分子质量较大，范德华力较大 离子键和 键(64键)解析(1)I3 的价层电子对数为72124，中心原子杂化轨道类型为sp3，成键电子对数为 2，孤电子对数为 2，故空间构型为 V 形。(2)R 中两种阳离子分别为 H3O和 NH4。A 选项，两种阳离子中心原子的杂化轨道类型均为 sp3，所以两者相同；B 选项，H3O中心原子的价层电子对数为63124，NH4 中心原子的价层电子对数为54124，所以两者相同；C 选项，H3O
27、和 NH4 的立体结构分别为三角锥形和正四面体形，所以两者不同；D 选项，H3O和 NH4 均含有极性共价键和配位键，所以两者相同。由题给图示可知，N 与 N 之间形成 5 个 NN 键，因此有 5 个 键。N5 中有 5 个氮原子参与形成大 键，每个 N 原子与其他 2 个 N 原子形成共价键，每个 N 原子还可以提供 1 个电子参与大 键的形成，加上得到的 1个电子，共有 6 个电子参与形成大 键，因此 N5 中的大 键可表示为 65。根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况，因此氢键的表示式为(NH4)NHCl、(H3
28、O)OHN(N5)、(NH4)NHN(N5)。(3)CO2 和 CH3OH 的中心原子 C 的价层电子对数分别为 2 和 4，所以CO2 和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为 sp 和 sp3。考点 3 晶体结构与性质例 3(1)(2019全国卷)在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg 后，形成一种称为拉维斯相的 MgCu2 微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1570280023.875.5解 释 表 中 氧 化 物之 间 熔 点 差 异
29、 的原 因：_。图 a 是 MgCu2 的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的 Cu。图 b 是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu 原子之间最短距离 x_pm，Mg 原子之间最短距离 y_pm。设阿伏加德罗常数的值为 NA，则 MgCu2的密度是_gcm3(列出计算表达式)。(2)(2019全国卷)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为 Fe-Sm-As-F-O 组成的化合物。回答下列问题：一种四方结构的超导化合物的晶胞如图 1 所示。晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如图 2 所示。图中 F和 O2共同占据
30、晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用 x和 1x 代表，则该化合物的化学式表示为_；通过测定密度 和晶胞参数，可以计算该物质的 x 值，完成它们的关系表达式：_gcm3。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，例如图 1 中原子 1 的坐标为12，12，12，则原子 2 和 3 的坐标分别为_、_。(3)(2019全国卷)NH4H2PO4 和 LiFePO4 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用 n 代表 P 原子数)。批注点拨 解析
31、(1)由图 b 可知，立方格子面对角线长为 2a pm，即为 4 个Cu 原子直径之和，则 Cu 原子之间最短距离为 24 a pm。由图 b 可知，若将每个晶胞分为 8 个小立方体，则 Mg 原子之间最短距离 y 为晶胞内位于小立方体体对角线中点的 Mg 原子与顶点 Mg 原子之间的距离(如图所示)，即小立方体体对角线长的一半，则 ya2 pm 312 34 a pm。由图 a 可知，每个晶胞含 Mg 原子 81861248 个，含 Cu 原子 16 个，则 MgCu2 的密度 8241664a10103NA gcm3。(2)由题图可知，As、Sm 都在晶胞的面上，该晶胞中 As 的原子个数
32、4122，Sm 的原子个数4122，Fe 在晶胞的棱上和体心，Fe 的原子个数14142，F和 O2在晶胞的顶点和上下底面，F和 O2的个数和2128182，已知 F和 O2的比例依次为 x 和 1x，所以该物质的化学式为SmFeAsO1xFx。1 个晶胞的质量2281161x19xNA g，晶胞的体积a2c1030cm3，所以晶胞的密度2281161x19xa2cNA1030 gcm3。根据图 1中原子 1 的坐标为12，12，12，可看出原子 2 的 z 轴为 0，x、y 轴均为12，则原子 2 的坐标为12，12，0；原子 3 的 x、y 轴均为 0，z 轴为12，则原子 3 的坐标为0
33、，0，12。(3)由题给焦磷酸根离子、三磷酸根离子的结构式可看出，多磷酸盐中存在 PO34 结构单元，n 个 PO34 结构单元共用(n1)个 O 原子，则 O 原子总数为 4n(n1)3n1，离子所带电荷数为(n2)，故通式为(PnO3n1)(n2)。答案(1)Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2 为分子晶体。晶格能 MgOLi2O，分子间作用力(相对分子质量)P4O6SO2 24 a 34 a 8241664NAa31030(2)SmFeAsO1xFx 2281161x19xa2cNA103012，12，0 0，0，12(3)(PnO3n1)(n2)1均摊法确定晶胞的化学组成(1
34、)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1n。(2)类型长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：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1/3。再如图所示的正三棱柱形晶胞中：2常见易错误区(1)CO2 和 SiO2 尽管有相似的组成，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
35、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)易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。(5)在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞都使用长方体晶胞中粒子数目的计算方法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 个晶胞共用。3金属晶体空间利用率的计算方法(1)空间利用率的
36、定义及计算步骤空间利用率：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 球体积晶胞体积空间利用率的计算步骤a计算晶胞中的微粒数；b计算晶胞的体积。(2)金属晶体空间利用率分类简析简单立方堆积(如图 1 所示)立方体的棱长为 2r，球的半径为 r过程：V(球)43r3 V(晶胞)(2r)38r3空间利用率 V球V晶胞100%43r38r3 52%体心立方堆积(如图 2 所示)过程：b2a2a2(4r)2a2b23a2，所以：a 43r空间利用率243r3a3100%243r343r 3100%38 100%68%六方最密堆积(如图 3 所示)过程：S2r 3r2 3
37、r2h2 63 r V(球)243r3V(晶胞)S2h2 3r222 63 r8 2r3空间利用率 V球V晶胞100%243r38 2r3 100%74%面心立方最密堆积(如图 4 所示)过程：a2 2rV(球)443r3V(晶胞)a3(2 2r)316 2r3空间利用率 V球V晶胞100%443r316 2r3 100%74%5(1)(2019辽宁五校协作体高三联考)铁单质的堆积方式有两种，其剖面图分别如图 a、b 所示，铁原子的半径为 r pm。在图 a 所示堆积方式里，其晶胞棱长为_cm。在图 b 所示堆积方式里，铁原子的总体积与晶胞体积的比值为_(用含圆周率 的代数式表示)。(2)(2
38、019西安五校高三联考)海底金属软泥是在海洋底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的资源，含有硅、氧化铁、锰、锌等。Zn2与 S2形成的一种晶体的晶胞结构如图所示(灰球表示 Zn2，白球表示 S2)。则该晶胞中六个面心的离子围成的立体图形为_。已知该晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶胞中Zn2和 S2之间的最短距离为体对角线长度的14，则该晶胞中 S2和 Zn2之间的最短距离为_nm。(写出计算式即可)答案(1)43r1010 26(2)正八面体 34 3 388NA107解析(1)题图 a 为体心立方堆积，体对角线长为 4r pm，设晶胞棱长为x pm，则(2x)2x2
39、(4r)2，解得 x 43r，即晶胞棱长为 43r1010 cm。题图 b 为面心立方最密堆积，晶胞中含 Fe 原子个数为1881264，Fe 原子的体积为 443r3 pm3，晶胞中面对角线长为 4r pm，则晶胞的棱长为 2 2r pm，其体积为(2 2r)3 pm3，则晶胞中 Fe 原子的总体积与晶胞体积的比值为443r32 2r3 26。(2)前、后、左、右四个面心的离子处于同一平面，上、下两个面心的离子与前、后、左、右四个面心的离子之间的距离相等，故该晶胞中六个面心的离子围成的立体图形为正八面体。该晶胞中含有 Zn2个数为 4，S2个数为8186124，即该晶胞中有 4 个 ZnS；
40、设晶胞的棱长为 a cm，则 gcm3(a cm)365324NA g，解得 a3 388NA，晶胞体对角线长度为 33 388NA cm，该晶胞中 Zn2和 S2之间的最短距离为体对角线的14，则该晶胞中 S2和 Zn2之间的最短距离为14 33 388NA cm 34 3 388NA107nm。6(1)(2017全国卷)KIO3 晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为 a0.446 nm，晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与 O 间的最短距离为_nm，与 K 紧邻的 O 个数为_。在 KIO3 晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角
41、位置，则 K 处于_位置，O 处于_位置。(2)(2017全国卷)经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图所示。R 的晶体密度为 d gcm3，其立方晶胞参数为 a nm，晶胞中含有 y 个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为 M，则 y 的计算表达式为_。(3)(2017全国卷)MgO 具有 NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得 MgO 的晶胞参数为 a0.420 nm，则 r(O2)为_nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为 a0.448 nm，则 r(Mn2)为_nm。答案(1)0.31
42、5 12 体心 棱心(2)602a3dM(或a3dNAM1021)(3)0.148 0.076解析(1)K 与 O 间的最短距离为 22 a 22 0.446 nm0.315 nm；由于 K、O 分别位于晶胞的顶角和面心，所以与 K 紧邻的 O 原子为 12 个。根据 KIO3的化学式及晶胞结构可画出 KIO3的另一种晶胞结构，如图，可看出 K 处于体心，O 处于棱心。(2)晶胞的质量为 d g/cm3(a107 cm)3a3d1021 g，NA 个该单元的质量为 M g，则a3d1021 gyMNA，故 y602a3dM或a3dNAM1021。(3)因为 O2采用面心立方最密堆积方式，面对角
43、线是 O2半径的 4 倍，即 4r(O2)2a，解得 r(O2)0.148 nm；根据晶胞的结构可知，棱上阴、阳离子相切，因此 2r(Mn2)2r(O2)0.448 nm，所以 r(Mn2)0.076 nm。真题VS预测 真题调研1(2018全国卷)Li 是最轻的固体金属，采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：(1)下列 Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别是_、_(填标号)。(2)Li 与 H 具 有 相 同 的 电 子 构 型，r(Li)小 于 r(H)，原 因 是_。(3)LiAlH4 是有机合成中常用的还原剂，Li
44、AlH4 中的阴离子空间构型是_。中心原子的杂化形式为_。LiAlH4 中，存在_(填标号)。A离子键B 键C 键D氢键(4)Li2O 是离子晶体，其晶格能可通过图 a 的 BornHaber 循环计算得到。可知，Li 原子的第一电离能为_kJmol1，O=O 键键能为_kJmol1，Li2O 晶格能为_kJmol1。(5)Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图 b 所示，已知晶胞参数为 0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则 Li2O 的密度为_gcm3(列出计算式)。答案(1)D C(2)Li核电荷数较大(3)正四面体 sp3 AB(4)520 498 2908(5)87416NA
45、0.46651073解析(1)根据核外电子排布规律可知 Li 的基态核外电子排布式为1s22s1，则 D 中能量最低；C 中有 2 个电子处于 2p 能级上，能量最高。(2)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li的半径小于 H。(3)LiAlH4 中的阴离子是 AlH4，中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，且不存在孤对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是 sp3 杂化；阴、阳离子间存在离子键，Al 与 H 之间还有共价单键，不存在双键和氢键，答案选 AB。(4)根据示意图可知 Li 原子的第一电离能是 1040 kJmol12520 kJmol1；0
46、.5 mol 氧气转化为氧原子时吸热 249 kJ，所以 O=O 键键能是249 kJmol12498 kJmol1；根据晶格能的定义结合示意图可知 Li2O 的晶格能是 2908 kJmol1。(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计 8 个，根据化学式可知氧原子个数是 4 个，则 Li2O 的密度是 mV87416NA0.46651073 gcm3。2(2018全国卷)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：回答下列问题：(1)基 态Fe原 子 价 层 电 子 的 电 子 排 布 图(轨 道 表 达 式)为_，基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。(2)根据价
47、层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。(3)图 a 为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图 b 所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为_。(5)FeS2 晶体的晶胞如图 c 所示。晶胞边长为 a nm、FeS2 相对式量为 M，阿伏加德罗常数的值为 NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm3；晶胞中 Fe2 位于 S 22 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。答案(1)
48、哑铃(纺锤)(2)H2S(3)S8 相对分子质量大，分子间范德华力强(4)平面三角 2 sp3(5)4MNAa31021 22 a解析(1)基态 Fe 原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为；基态 S 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4，则电子占据的最高能级是 3p，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。(2)根据价层电子对互斥理论可知 H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是 261224、262223、362323，因此中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 H2S。(3)S8、二氧化
49、硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S8 相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是 3，且不存在孤对电子，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键，因此其中共价键的类型有 2 种，即 键、键；固体三氧化硫中存在如图 b 所示的三聚分子，该分子中 S 原子形成 4 个共价键，因此其杂化轨道类型为 sp3。(5)根据晶胞结构可知含有 Fe2的个数是 121414，S22 个数是 8186124，晶胞边长为 a nm、FeS2 相对式量为 M，阿伏加德罗常数的值为NA
50、，则其晶体密度的计算表达式为 mV4MNAa1073 gcm3 4MNAa31021gcm3；晶胞中 Fe2位于 S22 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为 22 a nm。3(2018全国卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：(1)Zn 原子核外电子排布式为_。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 Zn 和 Cu 组成，第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大 于”或“小 于”)。原 因 是_。(3)ZnF2 具有较高的熔点(872)，其化学键类型是_；ZnF2 不溶于有机溶剂而 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 能够溶于乙醇、
51、乙醚等有机溶剂，原因是_。(4)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3 中，阴离子空间构型为_，C 原子的杂化形式为_。(5)金属 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为 a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，Zn 的密度为_gcm3(列出计算式)。答案(1)Ar3d104s2 或 1s22s22p63s23p63d104s2(2)大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)离子键 ZnF2 为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 的化学键以共价键为主、极性较小(4)平
52、面三角形 sp2(5)六方最密堆积(A3 型)656NA6 34 a2c解析(1)Zn 是第 30 号元素，所以核外电子排布式为Ar3d104s2 或1s22s22p63s23p63d104s2。(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作为离子化合物，氟化锌不溶于有机溶剂，而氯化锌、溴化锌和碘化锌的化学键以共价键为主，分子的极性较小，能够溶于乙醇、乙醚等弱极性有机溶剂。(4)碳酸锌中的阴离子为 CO23，根据价层电子对互斥理论，其中心原子C 的价层电子对数为 3432223，所以空间构型为平面三角形，中心 C 原子的杂化形式为 sp2 杂化。(5)由图可知，堆积方式为
53、六方最密堆积。为了计算方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是 6 个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为 121621236 个，所以该结构的质量为665NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为 a cm，底面的面积为 6个边长为 a cm 的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为 6 34 a2 cm2，高为 c cm，所以体积为 6 34 a2c cm3。所以密度为665NA6 34 a2c656NA6 34 a2c gcm3。4(2017海南高考)第A 族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：(1)碳的一种单质的结
54、构如图 a 所示。该单质的晶体类型为_，原子间存在的共价键类型有_，碳原子的杂化轨道类型为_。(2)SiCl4 分子的中心原子的价层电子对数为_，分子的立体构型为_，属于_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)四卤化硅 SiX4 的沸点和二卤化铅 PbX2 的熔点如图 b 所示。SiX4 的 沸 点 依F、Cl、Br、I次 序 升 高 的 原 因 是_。结合 SiX4 的沸点和 PbX2 的熔点的变化规律，可推断：依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2 中化学键的离子性_、共价性_(填“增强”“不变”或“减弱”)。(4)碳的另一种单质 C60 可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图 c所示。
55、K 位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_；其晶胞参数为 1.4 nm，晶体密度为_gcm3。答案(1)混合晶体 键、键 sp2(2)4 正四面体 非极性(3)SiX4 属于分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高 减弱 增强(4)K3C60 2.0解析(1)碳的一种单质的结构如图 a 所示，应为石墨，属于混合型晶体，在石墨晶体中，同层的每一个碳原子以 sp2 杂化轨道方式与相邻的三个碳原子以 键结合，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，在同一平面的碳原子还各剩下一个 p 轨道，其中有一个 2p 电子。这些 p 轨道又都互相平行，并垂直于碳原子 sp2 杂化轨
56、道构成的平面，形成了大 键。(2)SiCl4 分子的中心原子为 Si，形成 4 个 键，价层电子对数为 4，具有正四面体结构，属于非极性分子。(3)四卤化硅为分子晶体，沸点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。PbX2 的熔点先降低后升高，其中 PbF2为离子晶体，PbBr2、PbI2 为分子晶体，可知依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2中的化学键的离子性减弱、共价性增强。(4)K 位于棱上和内部，晶胞中的个数为 1214912，C60 位于顶点和面心，个数为 8186124，化学式为 K3C60，则晶胞的质量为4837NA g，其晶胞参数为 1.4 nm1.41
57、07 cm，则体积为(1.4107)3 cm3，所以密度为4837NA g1.41073 cm32.0 gcm3。5(2017江苏高考)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3基态核外电子排布式为_。(2)丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1 mol丙酮分子中含有 键的数目为_。(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。(4)乙 醇 的 沸 点 高 于 丙 酮，这 是 因 为 _。(5)某 FexNy 的晶胞如图 1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位
58、置 Fe，形成 Cu 替代型产物 Fe(xn)CunNy。FexNy 转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图 2 所示，其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为_。答案(1)Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5(2)sp2 和 sp3 9 mol(3)HCOC 4 sp2、sp3(2)AD 极性键、非极性键(3)0，12，12 8 21021NAR3解析(1)Cu 的原子序数为 29，基态 Cu 原子的价电子排布式为3d104s1，在元素周期表中铜位于 ds 区。同周期从左到右第一电离能有增大的趋势，N 的价电子排布为2s22p3,2p 能级为半充满结构，第一电离能变大，C
59、、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 NOC。邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2形成 2 个 CuN 键，2 个 CuO 键，Cu2的配位数是 4；NH2 上的 N 形成 3 个 键，一对孤电子对，为 sp3杂化，杂环上的 N 形成 3 个 键，一个 键，为 sp2 杂化。(2)C60 和 N60 均由分子构成，属于分子晶体，故 A 正确；N2 形成三键，键能大，N60 的稳定性弱于 N2，故 B 错误；C60 中碳原子形成 3 个 键，一个 键，碳是 sp2 杂化，故 C 错误；C60 为非极性分子，易溶于 CS2、苯，故 D正确。C60 置于“足球形”的 Si60 内合成“二重构造”
60、球形分子 C60Si60，该反应中反应物全部加合在一起，类似有机反应中的加成反应，其中 CC 键、SiSi 键为非极性键；CSi 键为极性键。(3)D 的原子坐标参数 x 为 0，y、z 为12，D 的原子坐标参数为0，12，12。Cu 晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中 Cu 原子个数6128184，其晶胞体积 V(2 2R107)3 cm3，其密度 mV 4MNAVgcm3644NA2 2R1073 gcm38 21021NAR3 gcm3。专题作业 1(2019广州高三调研测试)FeSe、MgB2 等超导材料具有广阔的应用前景。(1)基 态Fe原 子 价 层 电 子 的 电
61、子 排 布 图(轨 道 表 达 式)为_，基态 Se 原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。(2)向 FeSe 中嵌入吡啶()能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为_；该分子内存在_(填标号)。A 键B 键C配位键D氢键(3)将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，再通过系列反应可制得 FeSe 基超导材料 Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2。NH2 的空间构型为_。液 氨 是 氨 气 液 化 的 产 物，氨 气 易 液 化 的 原 因 是_。(4)MgB2 的晶体结构如图所示。B 原子独立为一层，具有类似于石墨的结构，每个 B 原子
62、周围都有_个与之等距离且最近的 B 原子；六棱柱底边边长为 a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶体的密度为_ gcm3(列出计算式)。答案(1)哑铃(或纺锤)(2)sp2 杂化 AB(3)V 形 氨分子间存在氢键，分子间作用力较强，容易液化(4)3 463NA3 32 a2c解析(1)基态 Fe 原子核外有 26 个电子，电子排布式为Ar3d64s2，价层电子的电子排布图为。Se 为第四周期A 族元素，价电子排布式为 4s24p4，电子占据的最高能级为 4p，电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形。(2)吡啶中氮原子有一对孤对电子，杂化轨道数为 213，故氮原子的杂化类型为 sp
63、2 杂化。该分子内存在 键、键。(3)NH2 中 N 的孤电子对数为511222，NH2 的空间构型为 V 形。氨气易液化，是因为 NH3 分子间存在氢键，其沸点较高。(4)根据题图知每个 B 原子周围有 3 个与之等距离且最近的 B 原子。该晶胞中 Mg 的个数为 12162123，B 的个数为 6，该晶胞的体积为 3 个相同的平行四面体的体积之和，每个平行四面体的体积为 a cm 32 a cmc cm32 a2c cm3，故 该 晶 体 的 密 度 为 241123NA g 3 32a2c cm3 463NA3 32 a2c gcm3。2(2019安徽五校联盟高三质检)微量元素硼对植物生
64、长及人体健康有着十分重要的作用，也广泛应用于新型材料的制备。(1)基 态 硼 原 子 的 价 电 子 轨 道 表 达 式 是 _。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为_。(2)晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体，其能自发地呈现多面体外形，这种性质称为晶体的_。(3)B 的简单氢化物 BH3 不能游离存在，常倾向于形成较稳定的 B2H6 或与其他分子结合。B2H6 分子结构如图，则 B 原子的杂化方式为_。氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是_，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_(填化学式)。(4)以硼
65、酸(H3BO3)为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂。BH4 的键角是_，立体构型为_。(5)磷化硼(BP)是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿 z 轴在平面的投影图中，B 原子构成的几何形状是_；已知晶胞边长为 458 pm，则磷化硼晶体的密度是_gcm3(列式并计算，结果保留两位有效数字，已知 4.58396.07)。答案(1)CBeB(2)自范性(3)sp3 杂化 N C2H6(4)10928 正四面体(5)正方形 442 gmol14581010 cm36.021023 mol12.9解析(1)硼的
66、价电子排布式为 2s22p1，故其价电子轨道表达式为。与 B 同周期且相邻的元素为 Be、C，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于 Be 的 2s 能级全满，为稳定状态，故第一电离能：BeB，因此第一电离能：CBeB。(2)晶体硼能自发地呈现多面体外形，这种性质为晶体的自范性。(3)B2H6 分子中每个 B 形成 4 个键，无孤电子对，B 原子的杂化轨道数为 4，故杂化方式为 sp3。氨硼烷(NH3BH3)中 B 无孤电子对，故 NH3 中 N 提供孤电子对。与氨硼烷互为等电子体的分子为 C2H6。(4)BH4 中 B 的价层电子对数为 4，且无孤电子对，故 BH4 的立体构型为正四
67、面体形，键角为 10928。(5)将该晶胞分为 8 个小立方体，则 B 原子处在互不相邻的 4 个小立方体的体心，故磷化硼晶胞沿 z 轴在平面的投影图中，B 原子构成的几何形状是正方形。该晶胞中含有 4 个 B、4 个 P，则磷化硼晶体的密度为11314NA g(4581010 cm)3442 gmol14581010 cm36.021023 mol12.9 gcm3。3(2019河南南阳市高三期末质量评估)中国炼丹家约在唐代或五代时期掌握了以炉甘石点化鍮石(即鍮石金)的技艺：将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(主要成分 Cu2O)和木炭粉混合加热至 800 左右可制得与黄金相似的鍮石金。回答下列
68、问题：(1)锌元素基态原子的价电子排布式为_，铜元素基态原子中的未成对电子数为_。(2)硫酸锌溶于过量氨水形成Zn(NH3)4SO4 溶液。Zn(NH3)4SO4 中，阴离子的立体构型是_，Zn(NH3)42中含有的化学键有_。NH3 分子中，中心原子的轨道杂化类型为_，NH3 在 H2O 中的 溶 解 度 _(填“大”或“小”)，原 因 是 _。(3)铜的第一电离能为 I1Cu745.5 kJmol1，第二电离能为 I2Cu1957.9 kJmol1，锌的第一电离能为 I1Zn906.4 kJmol1，第二电离能为 I2Zn1733.3 kJmol 1，I2CuI2Zn 的 原 因 是 _。
69、(4)Cu2O 晶体的晶胞结构如图所示。O2的配位数为_；若晶胞的密度为 d gcm3，则晶胞参数 a_nm。答案(1)3d104s2 1(2)正四面体 配位键和极性共价键 sp3 大 NH3 分子和 H2O分子均为极性分子，且 NH3 分子和 H2O 分子之间能形成氢键(3)铜失去的是全充满的 3d10 电子，而锌失去的是 4s1 电子(4)4 3288dNA107解析(1)Zn 原子核外有 30 个电子，根据构造原理，基态 Zn 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s2，基态 Zn 原子的价电子排布式为3d104s2。Cu 原子核外有 29 个电子，基态 Cu
70、原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,4s 上有 1 个未成对电子，即基态 Cu 原子有 1 个未成对电子。(2)SO24 中中心原子 S 上的孤电子对数12(6242)0，成键电子对数为 4，价层电子对数为 044，VSEPR 模型为正四面体，S 上没有孤电子对，SO24 的立体构型为正四面体。Zn(NH3)42中 Zn2与 NH3 分子间为配位键，NH3 分子内含极性共价键。NH3 分子中中心原子 N 的价层电子对数12(531)34，N 原子采取 sp3 杂化。NH3 分子和 H2O 分子都是极性分子，且 NH3 分子和 H2O分子间形成氢键，所以 NH3 在
71、 H2O 中的溶解度大。(3)基态 Cu 原子的价电子排布式为 3d104s1，基态 Zn 原子的价电子排布式为 3d104s2，Cu 的第二电离能失去的是全充满的 3d10 电子，Zn 的第二电离能失去的是 4s1 电子，所以 I2CuI2Zn。(4)由晶胞可以看出 O2的配位数为 4。用“均摊法”，1 个晶胞中含 O2：81812 个，Cu：4 个，晶胞的体积为264216NAd 288dNA cm3，晶胞参数 a3288dNA cm3288dNA107 nm。4(2019昆明市高三复习诊断测试理科综合能力测试)金属钼(Mo)常用于工业、军事等领域，已被多个国家列为战略金属，我国的钼储量居
72、世界第二。已知钼在元素周期表中呈现的信息为42 Mo 钼4d55s195.96回答下列问题：(1)钼位于元素周期表的位置是_，基态 Mo 原子核外有_种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层的符号是_。(2)辉钼(MoS2)在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯(如 C60)更有优势，可用 H2S 硫化(NH4)2MoO4 溶液生产辉钼。O、N、S 的第一电离能由大到 小 的 顺 序 为 _，H2S 中 心 原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 为_。(3)MoS2 纳米粒子具有类似于石墨的层状结构，具有优异的润滑性能，其原因是_。(4)Mo 能与 CO 形成 Mo(CO)6 的配合物，其中
73、Mo 的化合价为_，其配体分子与 N2 具有相似的化学结构，则该配体分子中 键与 键数目之比为_。(5)金 属 钼 晶 体 中 的 原 子 堆 积 方 式 如 图 所 示，这 种 堆 积 方 式 为_堆积。若晶体钼的密度为 gcm3，钼原子半径为 r pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，M 表示钼的相对原子质量，则钼晶胞中原子的空间利用率为_(用含有、r、NA、M 的代数式表示)。答案(1)第五周期B 族 42 O(2)NOS sp3(3)层与层之间的范德华力较弱，外力作用下易发生滑动(4)0 12(5)体心立方 243r101032MNA解析(1)已知钼在元素周期表中呈现的信息为42 Mo 钼
74、4d55s195.96，钼位于元素周期表的位置是第五周期B 族，Mo 原子核外有 42 个电子，所以基态 Mo 原子核外有 42 种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层是第五电子层，其符号是 O。(2)同一周期由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势，但氮原子 2p轨道为半充满状态，第一电离能比相邻的元素都大；同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小，故 N、O、S 三种元素的第一电离能从大到小的顺序为 NOS；H2S 中 S 的孤电子对数为61222，价电子数为 4，采取sp3 杂化。(4)Mo 能与 CO 形成 Mo(CO)6 的配合物，由于 CO 分子不带电，故 Mo的化合价为
75、0 价，CO 与 N2 是等电子体，N2 的结构式为 NN，CO 的结构式为 CO，CO 中有 1 个 键，2 个 键。(5)由题图可知金属钼晶体中的原子堆积方式为体心立方堆积。该晶胞中含有 2 个钼原子，体积为 V243(r1010)3，晶胞的体积为 Vm2MNA，钼晶胞中原子的空间利用率为243r101032MNA。5(2019成都市高三诊断)黄铜矿是工业冶炼铜的原料，主要成分为CuFeS2。试回答下列问题：(1)基态硫原子核外电子有_种不同运动状态，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为_。(2)基态 Cu 原子的价层电子排布式为_；Cu、Zn 的第二电离能大小 I2(Cu)_(填“”“
76、(3)sp2 V 形 O3(其他合理答案均可)(4)H2SO3 分子的非羟基氧数目小于 H2SO4(其他合理答案也可)(5)4 52(6)416 2a1073NA解析(1)基态硫原子核外有 16 个电子，每个电子的运动状态各不相同，因此总共有 16 种不同运动状态。能量最高的电子占据 3p 轨道，为哑铃形。(2)基态铜原子核外有 29 个电子，其电子排布式为Ar3d104s1，价层电子排布式为 3d104s1。Cu、Zn 原子各失去 1 个电子后的电子排布式分别为Ar3d10、Ar3d104s1，由于 3d 轨道全满，为稳定状态，再失去 1 个电子较难，故铜的第二电离能大于锌的第二电离能。(3)SO2 中 S 的孤电子对数为62221，S 的杂化轨道数为 213，故轨道杂化类型为 sp2。S 有一个孤电子对，故 SO2 的空间构型为 V 形。与SO2 互为等电子体的分子有 O3 等。(6)设晶胞边长为 r nm，则距离最近的两个 H2 分子之间的距离为晶胞边长的 22，故 22 ra，r 2a，该晶体的晶胞中 Mg 位于体内，个数为 8，Fe位于顶点和面心，个数为 8186124，故该晶体的密度为248564NAg(2a107 cm)3416 2a1073NA gcm3。本课结束
