1、第18讲 物质结构与性质 基稳才能楼高1原子序数为 24 的元素原子的基态原子。(1)核外电子排布式为_，价电子排布式为_。(2)有_个电子层，_个能级；有_个未成对电子。(3)在周期表中的位置是第_周期、第_族。1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)3d54s147 6四B2试按从大到小的顺序表示元素 C、N、O、Si 的下列关系：(1)第一电离能：_(用元素符号表示，下同)。(2)电负性：_。(3)非金属性：_。NOCSiONCSiONCSi3分析下列化学式，选出划线元素符合要求的物质(填选项字母)。AC2H2BH2O CBeCl2DCH4 EC2H4 FN2H4
2、(1)既有 键，又有 键的是_。(2)sp3 杂化的是_；sp2 杂化的是_；sp 杂化的是_。(3)分子构型为正四面体的是_，为“V”形的是_，为直线形的是_。(4)分子间能形成氢键的物质是_，能作配体形成配位键的是_。(5)含有极性键的非极性分子是_。AEBDFEACDBACBFBFACDE4填空(1)如图为 NaCl 晶胞示意图，边长为 a cm，在 1 mol 的晶胞中，含有_个 Na，1 个 Na周围与其距离最近并且距离相等的 Cl有_个，形成_构型。NaCl 的密度为_。(2)用“”“把握精要 1书写基态原子电子排布时，应注意以下易错点(5)同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原
3、子结构稳定。如 Cr：Ar3d54s1 不能书写成Ar3d44s2Cu：Ar3d104s1 不能书写成Ar3d94s22分子结构与性质的 3 个易误点(1)误认为分子的稳定性与分子间的作用力和氢键有关，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，关键是要看其 键和孤电子对数是否相同。如 BCl3 中 B 原子为 sp2 杂化，NCl3 中 N 原子为 sp3 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，而分子内的氢键一般会使物质的熔、沸点降低。3熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目ANaC
4、l(含 4 个 Na，4 个 Cl)B干冰(含 4 个 CO2)CCaF2(含 4 个 Ca2，8 个 F)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)突破薄弱点才是增分点考点(一)原子结构与性质 高考考什么 原子结构考查能量最低原理的应用，考查点有电子排布式、电子排布图的书写，电负性、电离能的大小比较与应用等。原子结构在高考试题中，备考点相对独立，难度不大 备考怎么办 熟知核外电子排布的规律与书写方法，规避书写时的易错点(如Cu、Cr的电子排布的特殊性)，找出电离能、电负性的判断方法，通过题组训练提升解题能力 1基态原子的核外电子排布(1)排布规律能量最
5、低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如 Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳 2 个自旋状态相反的电子。洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。(2)表示方法电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1简化电子排布式“稀有气体价层电子”的形式表示。如 Cu：Ar3d104s1电子排布图用方框表示原子轨道，用“”或“”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能
6、级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。2电离能与电负性变化规律与大小判断(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
7、大，从上往下逐渐减小 特性 同周期主族元素，第A族(ns2)全充满、第A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A和第A族元素 方法 我们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：HClO中Cl为1价、O为2价，可知O的电负性大于Cl；Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl 题组练通 1填写下列空白：(1)(2017全国卷)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。(2)(2017全国卷)Co 基态原子核外电子排布式为_。(3)(2016江苏高考)Zn2基态核外电子排布式为_。(4)(2016全国卷)基态 Ge
8、 原子的核外电子排布式为Ar_，有_个未成对电子。1s22s22p63s23p63d74s2(或Ar3d74s2)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)3d104s24p22(5)(2016全国卷)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d 能级上的未成对的电子数为_。(6)(2016 全 国 卷)写 出 基 态 As 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式_。(7)(2015 江 苏 高 考)Cr3 基 态 核 外 电 子 排 布 式 为_。(8)(2015全国卷)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态 14C 原子中，核外存在_对自旋相反
9、的电子。1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)21s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)电子云22填写下列空白：(1)(2017全国卷)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的 E1 变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的 E1 自左而右依次增大的原因是_；氮元素的 E1 呈现异常的原因是_。(2)(2017全国卷)元素 Mn 与 O 中，第一电离能较大的是_，基态原子核外未成对电子数较多的是_。(3)(
10、2017江苏高考)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N 原子的 2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子HCOOMn(3)非金属性：HCO，则电负性：HC”或“GeZnOKF(7)金属 K 的金属性最强，第一电离能最小，F 的非金属性最强，电负性最大。(5)锗、锌位于同周期，同一周期从左至右元素的电负性逐渐增大(除稀有气体元素外)，而氧位于元素周期表右上角，电负性仅次于氟，由此得出氧、锗、锌的电负性依次减小。解析：(4)同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，第一电离能呈增大趋
11、势。(6)C 元素原子核外电子总数是最外层电子数的 3 倍，为 P 元素，与 P 同周期的元素 D 最外层有 1 个未成对电子，推出 D 为 Cl，原子序数小于 15 的 A2与 B具有相同的电子构型，则推出 A 为 O，B 为 Na,4 种元素中 O 的非金属性最强，电负性最大。考点(二)分子结构与性质高考考什么 分子结构与性质在高考中的常见命题角度是围绕某种物质判断共价键的类型与数目，分子的极性，中心原子的杂化方式，微粒的立体构型，氢键的形成及对物质性质的影响等，考查角度较多，但各个角度相对独立，难度不大 备考怎么办 对键和键判断，要掌握好方法；杂化轨道的判断，要证明常见物质的杂化方式；通
12、过三种作用力对性质的影响解释相关现象与结论 1理解与分子结构有关的三种理论(1)杂化轨道理论基本观点：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。杂化轨道类型与分子构型的关系。杂化轨道类型 杂化轨道数目分子构型实例sp2直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2O等性杂化：正四面体CH4、CCl4、NH4sp34不等性杂化：具体情况不同NH3(三角锥形)、H2S、H2O(V 形)(2)价层电子对互斥理论基本观点：分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。价电子对数的计算价电子对数成键电子对中心原
13、子的孤电子对数中心原子的价电子数每个配位原子提供的电子数m电荷数2价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用价层电子对数目电子对的空间构型成键电子对数孤电子对数分子的空间构型实例2直线形20直线形CO2、C2H230平面三角形BF3、SO33三角形21V 形SnCl2、PbCl240正四面体CH4、SO24、CCl4、NH431三角锥形NH3、PH34四面体22V 形H2O、H2S(3)等电子原理基本观点：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。实例：SO24、PO34 为等电子体，其中心原子均采用 sp3杂化，离子构型均为正四面体形。2掌握化学键的极性与分子
14、极性的关系分子类型空间构型键角键的极性分子极性代表物AB直线形极性极性HCl、NOAB2直线形180极性非极性CO2、CS2AB3平面三角形120极性非极性BF3、SO3AB4正四面体形10928极性非极性 CH4、CCl43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 分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大 键能越大，稳定性越强 题组练通 1(1)(2017全国卷)X 射线衍射测
15、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)经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图(b)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，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(b)中 虚 线 代 表 氢 键，其 表 示 式 为(N
16、H4)NHCl、_、_。(3)(2017全国卷)研究发现，在 CO2 低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：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_。(4)(2017江苏高考)丙酮()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_。乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。1(1
17、)(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)经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图(b)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，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(b)中 虚 线 代
18、表 氢 键，其 表 示 式 为(NH4)NHCl、_、_。(H3O)OHN(N5)(NH4)NHN(N5)V 形sp3ABDC565 解析：(1)I3 中 I 原子为中心原子，则其孤电子对数为12(712)2，且其形成了 2 个 键，中心原子采取 sp3 杂化，I3 空间构型为 V 形结构。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，因此氢键的表示式还有(H3O)OHN(N5)、(NH4)NHN(N5)。从图(b)可以看出：阴离子 N5 呈五元环状结构，其含有的 键总数为 5 个；N5 中参与形成大 键的电子数为 6，故可将其
19、中的大 键表示为 65。(2)结合图(b)可知：晶体 R 中两种阳离子为 NH4 和 H3O，两种阳离子的中心原子均采取 sp3 杂化；NH4 中成键电子对数为 4，H3O中含 1 个孤电子对和 3 个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为 4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NH4 和 H3O分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。(3)(2017全国卷)研究发现，在 CO2 低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，。回答下列问题：CO2 和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为_和_。在
20、CO2 低压合成甲醇反应所涉及的 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_。(4)(2017江苏高考)丙酮()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_。乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。乙醇分子间存在氢键spsp3 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 分子量较大，范德华力较大 离子键和 键(64键)sp2 和 sp39NA H2OCH3OHCO2H2解析 2填写下列空白：(1)(2016全国卷)硫酸镍溶于氨水
21、形成Ni(NH3)6SO4 蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4 中阴离子的立体构型是_。在 Ni(NH3)62 中 Ni2 与 NH3 之 间 形 成 的 化 学 键 称 为_，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_。解析：SO24 中，S 原子的价层电子对数为622 4，成键电子对数为 4，故 SO24 的立体构型为正四面体。Ni(NH3)62中，由于 Ni2具有空轨道，而 NH3 中 N 原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。由于 NH3 分子间可形成氢键，故 NH3 的沸
22、点高于 PH3。NH3分子中，N 原子形成 3 个 键，且有 1 个孤电子对，N 原子的轨道杂化类型为 sp3，立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称，NH3 属于极性分子。sp3正四面体配位键N高于NH3 分子间可形成氢键极性(2)(2016全国卷)Ge 与 C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、三键，但 Ge 原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_。Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。(3)(2016全国卷)AsCl3 分子的立体构型为_，其中 As的杂化轨道类型为_。Ge 原子半径大，原子间形成的 单键较长，p-p
23、轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键sp3 共价键三角锥形 sp3Ge 单晶为金刚石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为 sp3，因此 Ge 原子的杂化方式也为 sp3。微粒之间存在的作用力为共价键。(3)As 原子的价电子排布式为 4s24p3，最外层有 5 个电子，则 AsCl3分子中 As 原子形成 3 个 AsCl 键，且含有 1 对未成键的孤对电子，则 As 的杂化轨道类型为 sp3 杂化，AsCl3 分子的立体构型为三角锥形。解析：(2)锗虽然与碳为同族元素，但比碳多了两个电子层，因此锗的原子半径大，原子间形成的 单键较长，p-p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，
24、难以形成 键。3按要求回答下列问题：(1)(2015全国卷)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。CS2 分子中，共价键的类型有_，C 原子的杂化轨道类型是_，写出两个与 CS2 具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_。解析：碳原子核外最外层有 4 个电子，在化学反应中很难失去 4个电子形成阳离子，也很难得到 4 个电子形成阴离子，因此碳在形成化合物时，主要通过共用电子对形成共价键。CS2 分子中，存在 键和 键。CS2 分子中，C 原子的价层电子对数为 2，杂化轨道类型为 sp；根据等电子理论，与 CS2 具有相同空间构型和键合形式的分子有 CO2、COS 和 N2O，离子有 N
25、O2、SCN。CO2、SCN(或 COS 等)C 有 4 个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 键和 键sp(2)(2015全国卷)P和Cl反应可生成组成比为13 的化合物E，E 的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。化合物 Cl2O 的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，Cl2 与湿润的 Na2CO3 反应可制备 Cl2O，其化学方程式为_。解析：P 和 Cl 元素形成的组成比为 13 的化合物 E 为 PCl3，中心原子 P 形成 3 个 键且含有 1 对未成键的孤电子对，故 P 原子采取 sp3 杂化，分子构型为三角锥形。化合物 Cl2O 中，其中O 原子形成
26、 2 个 键且含有 2 对未成键的孤电子对，则 O 原子采取 sp3 杂化，故 Cl2O 为 V 形结构，中心原子 O 的价层电子对数为 4；Cl2 与湿润的 Na2CO3 反应可生成 Cl2O，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物 NaCl，反应的化学方程式为 2Cl22Na2CO3H2O=2NaClCl2O2NaHCO3。2Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl(或2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl)三角锥形sp3V 形4(3)(2015海南高考)V2O5 常用作 SO2 转化为 SO3 的催化剂。SO2分子中 S 原子价层电子对数是_对，分子的立体构型
27、为_；SO3 气态为单分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为_；SO3的三聚体环状结构如图 1 所示，该结构中 S 原子的杂化轨道类型为_；该结构中 SO 键长有两类，一类键长约 140 pm，另一类键长约为 160 pm，较短的键为_(填图 1 中字母)，该分子中含有_个 键。V2O5 溶解在 NaOH 溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为_；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图 2 所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为_。3V 形sp2sp3a12正四面体形NaVO3解析 规律方法 判断分子或离子中中心原子的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
28、三键。如果有 1 个三键，则其中有 2 个 键，用去了 2 个 p 轨道，则为 sp 杂化；如果有 1 个双键则其中有 1 个 键，则为 sp2 杂化；如果全部是单键，则为 sp3 杂化。(2)由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1 对孤电子对占据 1 个杂化轨道。如 NH3 为三角锥形，且有一对孤电子对，即 4 条杂化轨道应呈正四面体形，为 sp3 杂化。考点(三)晶体结构与性质高考考什么 晶体结构主要考查晶体中原子或分子数目的确定，晶体中作用力的判断及对晶体性质的影响，常见晶体的结构及熔、沸点的高低比较。难点是涉及晶胞微粒的计算 备考怎么办 晶胞的
29、计算是本考点内容的难点和重点。有些同学不熟悉常见晶体的晶胞类型，涉及晶胞的计算时，不注意单位的换算而造成错误，如面心立方晶胞与体心立方晶胞的配位数不同，晶胞参数给定的单位是nm或pm时，忽略换算成cm。训练时可设置计算题组，通过强化训练，找到破题方法，突破难点 1明确晶体类型的判断方法(1)依据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。如由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体，由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体，或由金属原子形成的晶体属于
30、金属晶体。(2)依据各类晶体的特征性质判断。如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔化状态下能导电的晶体属于离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。2突破晶体熔、沸点高低的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。(3)离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其
31、晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgONaClCsCl。(4)分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如 H2OH2TeH2SeH2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。如 SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如 CON2，CH3OHCH3CH3。(5)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：AlMgNa。3均摊法确定晶胞的化学组成(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
32、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13。再如图所示的正三棱柱形晶胞中：4晶体密度及微粒间距离的计算(1)计算晶体密度的方法以一个晶胞为研究对象，根据 mV，其一般的计算规律和公式可表示为：MNAna3，其中 M 为晶体的摩尔质量，n 为晶胞所占有的粒子数，NA 为阿伏加德罗常数，为晶体密度，a 为晶胞参数。(2)计算晶体中微粒间距离的方法题组练通 1高考组合：晶体结构分析，按要求回答下列问题。(1)(2017江苏高考
33、)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_。解析：能量越低越稳定，从图 2 知，Cu 替代 a 位置 Fe 型晶胞更稳定，其晶胞中 Cu 位于 8 个顶点，N(Cu)8181，Fe 位于面心，N(Fe)6123，N位于体心，N(N)1，其化学式为 Fe3CuN。Fe3CuN(2)(2016四川高考)Na2O 晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。(3)(20
34、16全国卷)单质铜及镍都是由_键形成的晶体。解析：(2)在题图所示的 Na2O 晶胞中，黑球数是 8，白球数是8186124，则黑球代表消息 Na。Na金属(4)(2015全国卷)CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO)5，该化合物的熔点为 253 K，沸点为 376 K，其固体属于_晶体。碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：a在石墨烯晶体中，每个 C 原子连接_个六元环，每个六元环占有_个 C 原子。b在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每个C 原子连接_个六元环，六元环中最多有_个 C 原子在同一平面。分子32124a.由图可知，石墨烯中每个碳被 3 个
35、六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为 6132。b.金刚石晶体中每个碳原子被 12 个环所共有；六元环呈船式或椅式结构，最多有 4 个原子共平面。解析：Fe(CO)5 的熔沸点低，常温下为液体，为分子晶体。2高考组合：熔沸点比较，按要求回答下列问题。(1)(2016全国卷)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/49.5 26 146 沸点/83.1 186 约400(2)(2016全国卷)GaF3 的熔点高于 1 000，GaCl3 的熔点为77.9，其原因是_。GeCl4、GeBr4、GeI4 的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似
36、，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强GaF3 为离子晶体，GaCl3 为分子晶体(3)(2015山东高考)ClF3的熔、沸点比BrF3的_(填“高”或“低”)。(4)(2015安徽高考)熔点：金刚石 _晶体硅，沸点：CH4_SiH4(用“”或“HNO3HF32017 高考组合：晶胞的计算，按要求回答下列问题。(1)(2017全国卷)KIO3 晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，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
37、表示中，I 处于各顶角位置，则K 处于_位置，O 处于_位置。解析：二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即 220.446 nm0.315 nm。由于 K、O 分别位于晶胞的顶角和面心，所以与钾紧邻的氧原子有 12 个。想象 4 个晶胞紧密堆积，则 I处于顶角，O 处于棱心，K 处于体心。0.31512体心棱心(2)(2017全国卷)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
38、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。602a3dM或（a3dNAM1021）0.148 0.076(3)因为 O2采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是 O2半径的 4 倍，则有 4r(O2)22a2，解得 r(O2)24 0.420 nm 0.148 nm；MnO 也属于 NaCl 型结构，根据晶胞的结构可得 2r(Mn2)2r(O2)a，代入数据解得 r(Mn2)0.076 nm。解析：(2)该晶胞的体积为(a107 cm)3
39、，根据 yNAM(a107)3d，可求出 y602a3dM或（a3dNAM1021）。42016 高考组合：晶胞计算，按要求回答下列问题。(1)(2016全国卷)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为 d gcm3，晶胞参数 a_nm。解析：由晶胞结构图可知，Ni 原子处于立方晶胞的顶点，Cu 原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有 Cu 原子的个数为 6123，含有 Ni 原子的个数为 8181，故晶胞中 Cu 原子与 Ni 原子的数量比为 31。根据 mV 可得，1 mol 晶胞的质量为(64359)g(a107 cm)3d gcm
40、3NA，则 a2516.021023d 107 nm。31 2516.021023d 1071313(2)(2016全国卷)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数 A 为(0,0,0)；B 为12，0，12；C 为12，12，0。则 D 原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知 Ge 单晶的晶胞参数 a565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。14，14，14 8736.02565.763107解析：根据题给图示可知，D 原子的坐标参数为14，14，14。每个晶胞中含有锗原子 81861248(个
41、)，每个晶胞的质量为873 gmol1NA，晶胞的体积为(565.761010 cm)3，所以晶胞的密度为873 gmol1NA565.761010 cm3。(3)(2016全国卷)GaAs 的熔点为 1 238，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol1 和 MAs gmol1，原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 NA，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。解析：分析 GaAs 的晶胞结构，4 个 Ga 原子处于晶胞体内，8个 As 原子处于晶胞的顶点、6 个 As 原子处于晶胞的面心，结合“均摊法
42、”计算可知，每个晶胞中含有 4 个 Ga 原子，含有As 原子个数为 8186124(个)，Ga 和 As 的原子半径分别为 rGapmrGa1010cm，rAspmrAs1010 cm，则原子的总体积为 V 原子443(rGa1010cm)3(rAs1010cm)3163 1030(r3Gar3As)cm3，又知 Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol1 和MAs gmol 1，晶 胞 的 密 度 为 gcm 3，则 晶 胞 的 体 积 为 V晶 胞 4MGaMAs NA cm3，故 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V原子V晶胞100%163 1030r3Gar3Ascm34MGaMAs NA cm3100%41030NAr3Gar3As3MGaMAs100%。41030NAr3Gar3As3MGaMAs100%“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测（十八）”(单击进入电子文档)