（高考化学专练）题型20 物质结构与性质基础 （原卷版）

（高考化学专练）题型20物质结构与性质基础（原卷版）（高考化学专练）题型20物质结构与性质基础（原卷版）/（高考化学专练）题型20物质结构与性质基础（原卷版）题型20物质结构与性质基础目录TOC\o"1-2"\h\u 1【考向一】原子核外电子的排布 1【考向二】元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较 4【考向三】“两大理论”与微粒构型 6【考向四】分子性质与微粒作用 10【考向五】成键方式、晶体类型的判断 12【考向六】晶体化学式及粒子数确定 15【考向七】原子分数坐标分析方法 18【考向八】有关晶胞参数的计算 22【考向九】解释原因类简答题 27 31【考向一】原子核外电子的排布【典例1】短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子.下列关于基态R原子的描述正确的是A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)C．基态R原子的原子轨道总数为9D．基态R原子的轨道表示式为

1．能层、能级、原子轨道数及最多容纳电子数能层一二三四五…符号KLMNO…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……包含原子轨道数11313513571……最多容纳电子数22626102610142……281832…2n22.常见原子轨道电子云轮廓图原子轨道电子云轮廓图形状轨道个数s球形1p哑铃(或纺锤)形3(px,py,pz)3.基态原子的核外电子排布(1)原子核外电子排布的"三规律”能量最低原理原子核外电子总是优先占有能量最低的原子轨道泡利原理每个原子轨道里,最多只能容纳2个自旋状态相反的电子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,而且自旋状态相同(2)基态原子核外电子排布的四种表示方法表示方法举例电子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1简化电子排布式Cu：[Ar]3d104s1价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图(或轨道表示式)【易错点】原子轨道处于全空、半充满、全充满状态更稳定.Cr、Cu的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2.【变式1-1】通常情况下,原子核外p、d能级等原子轨道上电子排布为"全空”"半充满”"全充满”的时候更加稳定,称为洪特规则的特例.下列事实能作为这个规则的证据的是①某种激发态碳原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2②基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2③基态He原子的电子排布式为1s2,基态H原子的电子排布式为1s1④Fe2+容易失电子转变为Fe3+,表现出较强的还原性A．①②④ B．②④ C．③④ D．①②③【变式1-2】(2023上·北京西城·高三北京育才学校校考期中)我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现,月壤中存在一种含"水”矿物下列化学用语或图示表达不正确的是A．的电子式： B．基态的价电子排布式：C．的模型： D．基态S原子的价层电子的轨道表示式：【考向二】元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较【典例2】(2024上·山东·高三统考期末)利用α粒子(即氦核)轰击不同原子,获得人工放射性元素和,合成反应如下：;.其中元素Y、Z的基态原子核外未成对电子数之比为1：3.下列说法正确的是A．基态原子第一电离能：Y<X<Z B．简单离子半径：X<Y<ZC．简单阴离子还原性：X<Z D．X、Y的三氯化物分子构型相同1．元素第一电离能的递变性(1)规律同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性);同主族元素自上而下,第一电离能逐渐减小.(2)特殊情况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)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时,原子的能量较低,为稳定状态,该元素具有较大的第一电离能,如第一电离能：Be>B;Mg>Al;N>O;P>S.(3)应用①判断元素金属性的强弱电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱.②判断元素的化合价如果某元素的In＋1≫In,则该元素的常见化合价为＋n.2．元素电负性的递变性(1)规律同周期主族元素从左到右,电负性依次增大;同主族元素自上而下,电负性依次减小.(2)应用3．微粒半径的比较(以短周期为例)(1)相同电性微粒半径大小的比较①原子半径：左下角的钠最大②阳离子半径：左下角的钠离子最大③阴离子半径：左下角的磷离子最大(2)不同电性微粒半径大小的比较①同周期：阴离子半径＞阳离子半径,如Na+＜Cl－②同元素：电子数越多,微粒半径越大,如Fe2+＞Fe3+③同结构：质子数越多,离子半径越小,如Na+＜O2－【变式2-1】(2024上·北京·高三统考期末)砷化镓()太阳能电池大量应用于我国超低轨通遥一体卫星星座.下列说法正确的是A．原子半径： B．电子层数：C．电负性： D．单质还原性：【变式2-2】(2024上·辽宁·高三校联考期末)某离子液体的阴离子结构如图所示,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的短周期非金属元素,其中X原子的最外层电子中未成对电子数目与成对电子数目相同.下列说法正确的是A．电负性：Z>R>QB．简单离子半径：Q>Z>YC．五种元素形成的简单氢化物中沸点最高的是ZD．同周期主族元素中只有一种元素的第一电离能大于Z【考向三】"两大理论”与微粒构型【典例3】(2024上·辽宁朝阳·高三统考期末)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构.下列说法正确的是A．和的键角相同B．和均为非极性分子C．和的空间结构均为平面三角形D．和的VSEPR模型均为四面体形1．共价键(1)eq\a\vs4\al(共价键)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特征：方向性和饱和性,键参数\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(键长、键能决定共价键稳定程度,键长、键角决定分子立体结构)),\a\vs4\al(类型)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(成键方式\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(σ键：电子云"头碰头”重叠,π键：电子云"肩并肩”重叠)),极性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(极性键：不同原子间,非极性键：同种原子间)),配位键：一方提供孤电子对,另一方提供空轨道))))(2)σ键和π键的判定①eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(共价单键：σ键,共价双键：1个σ键,1个π键,共价三键：1个σ键,2个π键))②s­s、s­p、杂化轨道之间一定形成σ键;p­p可以形成σ键,也可以形成π键(优先形成σ键,其余只能形成π键).2．与分子结构有关的两种理论(1)杂化轨道理论①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.②杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子立体构型实例sp2直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2OV形SO2、SnBr2sp34四面体形CH4、CCl4、CH3Cl三角锥形NH3、PH3、NF3V形H2S、H2O注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数.(2)价层电子对互斥理论①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥,尽可能趋向彼此远离.②价层电子对数的计算中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电子对数＋eq\f(1,2)(a－xb)其中a为中心原子的价电子数,x、b分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1,其他原子为"8－该原子的价电子数”).微粒为阳离子时,中心原子的价电子数要减去离子所带电荷数;微粒为阴离子时,中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数.如SO2中硫原子的孤电子对数为eq\f(6－2×2,2)＝1;H3O＋中氧原子的孤电子对数为eq\f(6－1－3×1,2)＝1;COeq\o\al(2－,3)中碳原子的孤电子对数为eq\f(4＋2－3×2,2)＝0.【易错点】在计算孤电子对数时,出现0.5或1.5,则把小数进位为整数,即1或2.如NO2的中心原子N的孤电子对数为eq\f(5－2×2,2)＝0.5≈1,则价层电子对数为3,故VSEPR模型为平面三角形,分子立体构型为V形.③利用价层电子对互斥理论判断分子(或离子)立体构型价层电子对数孤电子对数分子(或离子)立体构型示例20CO2、BeCl230BF3、SO3、COeq\o\al(2－,3)31SO240CH4、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、CCl441NH3、PCl3、H3O＋42H2O、H2S【变式3-1】(2023上·山东·高三山东省实验中学校考)W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,其内层电子数之和为18,最外层电子数之和为28,它们所形成的阴离子具有很高的亲水性,可以作为能源材料中的电解质,该离子结构如图所示.下列说法正确的是A．离子构型为四面体 B．YWX-离子构型为V形C．非金属性：X＜W＜Q D．该阴离子中∠Y-X-Y为180°【变式3-2】(2023上·河北邯郸·高三磁县第一中学校考)下列化学用语的表述正确的是A．杂化轨道模型： B．铍原子最外层电子的电子云图：C．氨气分子的空间填充模型： D．质量数为127的碘原子：【考向四】分子性质与微粒作用【典例4】(2024·广西·统考模拟预测)下列有关物质结构与性质的说法错误的是A．易溶于,可从和都是非极性分子的角度解释B．对羟基苯甲酸存在分子内氢键,是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因C．溶于氨水,是由于与反应生成了可溶性配合物D．熔融能导电,是由于熔融状态下产生了自由移动的和1．分子性质(1)分子构型与分子极性的关系(2)溶解性"相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂;若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好.(3)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,使R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下越易电离出H＋,酸性越强,如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4.2．范德华力、氢键、共价键的比较范德华力氢键共价键作用粒子分子或原子(稀有气体)氢、氟、氮、氧原子(分子内、分子间)原子特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键＞氢键＞范德华力影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大对于A—H…B—,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大①影响分子的稳定性②共价键键能越大,分子稳定性越强【变式4-1】(2024上·江苏扬州·高三扬州中学校考)下列说法正确的是A．键角：Cl2O>OF2 B．酸性：CH3COOH>CH2FCOOHC．分子的极性：O2>O3 D．基态原子未成对电子数：Mn>Cr【变式4-2】(2023上·北京西城·高三统考期末)下列事实不能用氢键解释的是A．密度： B．沸点：C．稳定性： D．溶解性(水中)：【考向五】成键方式、晶体类型的判断【典例5】(2023上·北京·高三北京一七一中校考)用表示阿伏加德罗常数．下列说法正确的是A．标准状况下,22.4L乙炔中键数为,键数为B．质量相同的和所含的分子数相同C．同温同压下,相同体积的和所含的原子数相同D．12g金刚石中C―C键数为1．σ键、π键的判断(1)由轨道重叠方式判断："头碰头”重叠为σ键,"肩并肩”重叠为π键(2)由共用电子对数判断：单键为σ键;双键或三键,其中一个为σ键,其余为π键(3)由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是σ键;杂化轨道形成的共价键全部为σ键配合物中σ键的算法配位键是一种特殊的共价键1molNi(CO)4中含___molσ键4个CO中含有4个σ键,外加4个配位键,也属于σ键,总共8个σ键2．晶体类别的判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体;由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体;由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体;由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体(2)依据物质的分类判断①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等),强碱(如NaOH、KOH等),绝大多数的盐是离子晶体②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等④金属单质、合金是金属晶体(3)依据晶体的熔点判断不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体.金属晶体的熔点差别很大,如钨、铂等熔点很高,铯等熔点很低(4)依据导电性判断①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电②原子晶体一般为非导体③分子晶体为非导体,但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时,分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电④金属晶体是电的良导体(5)依据硬度和机械性能判断一般情况下,硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体.金属晶体多数硬度大,但也有较小的,且具有延展性【变式5-1】(2023上·北京·高三北京市第一六一中学校考)下列化学用语或图示表达不正确的是A．的空间结构模型：B．H2O的VSEPR模型C．二氧化碳的电子式：D．p-pπ键电子云轮廓图【变式5-2】(2023上·湖南长沙·高三统考)下列有关晶体结构说法正确的是A．在NaCl晶胞中,与最邻近且等距离的有6个B．在干冰晶体中,每个晶胞拥有6个分子C．晶胞中的配位数为4D．该气态团簇分子的化学式为【考向六】晶体化学式及粒子数确定【典例6】(2024上·辽宁锦州·高三统考期末)一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示.已知化合物的摩尔质量为,晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为.下列说法错误的是A．该化合物的化学式可表示为MnSe B．与Se原子距离最近的Se原子有12个C．Mn、Se原子的最近距离是 D．晶胞密度为1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法(1)原则：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,每个晶胞对这个原子分得的份额就是eq\f(1,n)(2)方法：①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算a．处于顶点上的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有eq\f(1,8)属于该晶胞b．处于棱边上的粒子,同时为4个晶胞所共有,每个粒子有eq\f(1,4)属于该晶胞c．处于晶面上的粒子,同时为2个晶胞所共有,每个粒子有eq\f(1,2)属于该晶胞d．处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定三棱柱六棱柱平面型石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占eq\f(1,3)2．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目晶体NaClCsClZnSCaF2金刚石晶体结构粒子数目4个Na＋,4个Cl－1个Cs+,1个Cl－4个S2－,4个Zn2＋4个Ca2＋,8个F－8个C晶体简单立方体心立方面心立方氮化硼干冰晶体结构粒子数目1个原子2个原子4个原子4个B,4个N4个CO2【变式6-1】(2023上·北京顺义·高三北京市顺义区第一中学校考期中)硅烷()可用于制造高纯硅,而可由硅化镁(熔点1102℃)制得,硅化镁晶体的晶胞如图所示,每个Mg原子位于Si原子组成的四面体中心.下列说法不正确的是A．硅化镁可能为分子晶体 B．硅化镁的化学式为C．每个晶胞中含有8个Mg原子 D．每个Si原子周围距离最近且等距的Mg原子有8个【变式6-2】(2023上·山东·高三校联考)钙钛矿具有独特的晶体结构,广泛应用于传感器、固体电阻器等诸多领域.图1、2均为钙钛矿型化合物,其中图1中另两种离子为、,图2中另两种离子为和.下列说法错误的是A．钛酸钙的化学式为 B．图2中,Y为C．中含有配位键 D．晶胞中与每个紧邻的有12个【考向七】原子分数坐标分析方法 【典例7】(2023上·黑龙江·高三牡丹江一中校考期末)砷化镉晶胞结构如图,图1中"①”和"②”位是"真空”,晶胞参数为apm,建立如图2,①号位的坐标为(,,).已知：砷化镉的摩尔质量为Mg·mol-1,NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是A．砷化镉中Cd与As原子个数比为3：2B．两个Cd原子间最短距离为0.5apmC．③号位原子坐标参数为(,1,)D．该晶胞的密度为NA(a×10—10)3g·cm-31．原子分数坐标参数(1)含义：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,称为原子分数坐标(2)原子分数坐标的确定方法①依据已知原子的坐标确定坐标系取向②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线,所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标(3)示例AABCDEFGHxyz晶胞中原子坐标A(0,0,0),B(0,1,0),C(1,1,0), D(1,0,0),E(0,0,1),F(0,1,1),G(1,1,1),H(1,0,1),体心：(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),EQ\f(1,2)),上面心：(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),1),下面心：(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),0),左面心：(EQ\f(1,2),0,EQ\f(1,2)),右面心：(EQ\f(1,2),1,EQ\f(1,2)),前面心：(1,EQ\f(1,2),EQ\f(1,2)),后面心：(0,EQ\f(1,2),EQ\f(1,2))2．典型晶胞结构模型的原子分数坐标(1)简单立方体模型粒子坐标粒子坐标若1(0,0,0),2(0,1,0),则确定3的原子分数坐标为(1,1,0),7为(1,1,1)(2)体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图粒子坐标若1(0,0,0),3(1,1,0),5(0,0,1),则6的原子分数坐标为(0,1,1),7为(1,1,1),9为(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),EQ\f(1,2))(3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图粒子坐标若1(0,0,0),13(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),0),12(1,EQ\f(1,2),EQ\f(1,2)),则15的原子分数坐标为(EQ\f(1,2),1,EQ\f(1,2)),11为(EQ\f(1,2),EQ\f(1,2),1)(4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图粒子坐标若a原子为坐标原点,晶胞边长的单位为1,则原子1、2、3、4的坐标分别为(eq\f(1,4),eq\f(1,4),eq\f(1,4))、(eq\f(1,4),eq\f(3,4),eq\f(3,4))、(eq\f(3,4),eq\f(1,4),eq\f(3,4))、(eq\f(3,4),eq\f(3,4),eq\f(1,4))【变式7-1】(2023上·河南濮阳·高三濮阳一高校考期中)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示.已知晶胞参数为qnm,乙图为晶胞的俯视图,a点的原子分数坐标为.下列说法正确的是A．晶胞中硒原子的配位数为12B．晶胞中d点的原子分数坐标为C．相邻两个Zn原子的最短距离为nmD．Zn和Se在元素周期表中分别位于d区与p区【变式7-2】(2024上·黑龙江齐齐哈尔·高三齐齐哈尔市第八中学校校考)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示.下列说法正确的是A．该化合物的化学式为CuBr2B．铜原子的配位数为12C．与每个Br紧邻的Br有6个D．由图中P点和Q点原子的分数坐标,可确定R点原子的分数坐标为(,,)【考向八】有关晶胞参数的计算【典例8】科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为.阿伏加德罗常数的值为.下列说法错误的是A．晶体最简化学式为B．晶体中与最近且距离相等的有6个C．晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面D．晶体的密度为1．典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解离子晶体NaCl型(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个,每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个;(2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－CsCl型(1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个,每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个;(2)如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－CaF2型在晶体中,每个F－吸引4个Ca2＋,每个Ca2＋吸引8个F－,Ca2＋的配位数为8,F－的配位数为4金属晶体简单立方堆积典型代表为Po,空间利用率为52%,配位数为6体心立方堆积典型代表为Na、K、Fe,空间利用率为68%,配位数为8六方最密堆积典型代表为Mg、Zn、Ti,空间利用率为74%,配位数为12面心立方最密堆积典型代表为Cu、Ag、Au,空间利用率为74%,配位数为12分子晶体干冰(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子;(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个混合型晶体石墨层与层之间的作用是范德华力,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C采取的杂化方式是sp2杂化原子晶体金刚石(1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合,形成正四面体结构;(2)键角均为109°28′;(3)最小碳环由6个C组成且六个原子不在同一平面内;(4)每个C参与4条C—C键的形成,C原子数与C—C键数之比为1∶2SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构;(2)每个正四面体占有1个Si,4个"eq\f(1,2)O”,n(Si)∶n(O)＝1∶2;(3)最小环上有12个原子,即6个O和6个Si2．晶胞参数(边长)与半径的关系晶体晶体结构图示关系晶胞参数与边长关系简单立方晶胞晶胞参数(边长)为a,原子球半径为r,则有a=2r体心立方晶胞晶胞参数(边长)为a,原子球半径为r,体对角线长为c,则有c＝a＝4r面心立方晶胞晶胞参数(边长)为a,原子球半径为r,则有4r＝a六方最密堆积晶胞晶胞中原子球半径为r,六棱柱边长为a,高为h,则有a＝2r,h＝2倍四面体高金刚石晶胞金刚石晶胞金刚石晶胞G点是空的,没有球,是正立方体的体心,A球心到E球心,是2个半径,即一个直径;同样,E球心到G,是2个半径,即一个直径,所以AG是两个直径,体对角线是AG的两倍,所以体对角线是4个直径,即8r,则有8r＝a晶胞参数(边长)为a,原子球半径为r,则有8r＝a.(体对角线上五球相切,其中有两个假想球)3．晶体密度及微粒间距离的计算晶体密度的计算公式推导过程若1个晶胞中含有x个微粒,则晶胞的物质的量为：n＝＝mol晶胞的质量为：m＝n·M＝g,则密度为：ρ＝右图为CsCl晶体的晶胞假设相邻的两个Cs＋的核间距为acm,NA为阿伏加德罗常数,CsCl的摩尔质量用Mg·mol－1表示,则CsCl晶体的密度为ρ＝eq\f(M,a3NA)g·cm－34．金属晶体空间利用率的计算方法(1)空间利用率的定义及计算步骤①空间利用率(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比②(2)金属晶体空间利用率分类简析类型晶体结构示意图图示关系简单立方堆积原子的半径为r,立方体的棱长为2r,则V球＝eq\f(4,3)πr3,V晶胞＝(2r)3＝8r3,空间利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(4,3)πr3,8r3)×100%＝≈52%体心立方晶胞原子的半径为r,体对角线c为4r,面对角线b为eq\r(2)a,由(4r)2＝a2＋b2得a＝eq\f(4,\r(3))r.1个晶胞中有2个原子,故空间利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,a3)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,\f(4,\r(3))r3)×100%＝≈68%面心立方最密堆积原子的半径为r,面对角线为4r,a＝2eq\r(2)r,V晶胞＝a3＝(2eq\r(2)r)3＝16eq\r(2)r3,1个晶胞中有4个原子,则空间利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(4×\f(4,3)πr3,16\r(2)r3)×100%＝≈74%六方最密堆积原子的半径为r,底面为菱形(棱长为2r,其中一个角为60°),则底面面积S＝2r×eq\r(3)r＝2eq\r(3)r2,h＝eq\f(2\r(6),3)r,V晶胞＝S×2h＝2eq\r(3)r2×2×eq\f(2\r(6),3)r＝8eq\r(2)r3,1个晶胞中有2个原子,则空间利用率＝eq\f(V球,V晶胞)×100%＝eq\f(2×\f(4,3)πr3,8\r(2)r3)×100%＝≈74%金刚石型堆积金刚石晶胞金刚石晶胞设原子半径为R,由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一),可以计算出晶胞参数：a＝b＝c＝eq\f(8\r(3),3)R,α＝β＝γ＝90°.每个晶胞中包含八个原子.η＝eq\f(8×\f(4,3)πR3,a3)×100%＝eq\f(8×\f(4,3)πR3,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8\r(3)R,3)))3)×100%≈34.01%【变式8-1】(2023上·贵州贵阳·高三贵阳一中校考)钙钛矿电池是第三代非硅薄膜太阳能电池的代表,具有较高的能量转化效率.如图是一种边长为的钙钛矿的正方体晶胞结构,其中原子占据正方体中心,O原子位于每条棱的中点.其中以原子1为原点,原子2的坐标为.下列有关说法错误的是A．原子3的坐标为 B．原子与原子最近距离为C．距离原子最近的O原子有6个 D．该晶胞密度约为【变式8-2】(2024上·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考期末)已知Mg、Al、O三种元素组成尖晶石型晶体结构,其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成,其中和都在小晶格内部,部分在小晶格内部,部分在小晶格顶点(如图),下列分析错误的是A．该晶体为离子晶体B．该物质的化学式为C．晶胞中,距离等距且最近的数为12D．与之间最近的距离是【考向九】解释原因类简答题【典例9】钛酸钙具有特殊的物理、化学性质,钛酸钙结构材料是当前材料科学研究领域的热点之一,回答下列问题.(1)钛在元素周期表中的位置是.(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的则用-表示,称为电子的自旋磁量子数.对于基态钛原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为.从结构角度解释TiCl3中Ti还原性较强的原因.(3)离子半径Ca2+>Ti4+,理由是.1．晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体②金属晶体的熔、沸点差别很大,如：钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低(2)同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小①共价晶体：看共价键的强弱,取决于键长,即：成键原子半径大小规律：原子半径越小键长越短键能越大熔沸点越高如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅②离子晶体：看离子键的强弱,取决于阴、阳离子半径大小和所带电荷数规律：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,熔点越高,硬度越大.一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl③分子晶体：看分子间作用力(一般先氢键后范德华力最后分子的极性)a．分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2Sb．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,如沸点：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4c．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、沸点越高,如沸点：CO＞N2d．在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷④金属晶体：看金属键的强弱,取决于金属阳离子半径和所带电荷数规律：金属离子的半径越小,离子的电荷数越多,其金属键越强,金属的熔、沸点就越高如熔、沸点：Na＜Mg＜Al【变式9-1】(2023上·上海浦东新·高三上海市洋泾中学校考)关于化学键和分子间作用力的理论是关于物质结构的基本理论.(1)N、P、As电负性由大到小的顺序为.(2)用">”或"<”填空：第一电离能离子半径熔点酸性SiSO2-Na＋NaClSiH2SO4HClO4(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备.MgO的熔点比BaO的熔点(填"高”或"低”).(4)HCHO分子的立体构型为形,它与H2加成后,加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高,其主要原因是(须指明加成产物是何物质).(5)已知H2O2分子的结构如图所示：H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊位置上,书页夹角为93o52′,而两个O—H键与O—O键的夹角均为96o52′.①H2O2分子是含有键和键的(填"极性”或"非极性”)分子.②H2O2难溶于CS2,简要说明理由：.【变式9-2】(2023上·上海杨浦·高三复旦附中校考)NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示.

(1)PH3中P的杂化类型是,H2O的键角小于NH3,分析原因.(2)H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为.(3)的分子内部存在氢键,画出含氢键的分子结构：,形成分子内氢键一般会使得熔点.(填"升高”或"降低”)1．(2023·福建卷)某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示.下列说法正确的是A．键角： B．简单氢化物沸点：C．第一电离能： D．最高价氧化物对应的水化物酸性：2．(2023·重庆卷)"嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由和(钇,原子序数比大13)组成,下列说法正确的是A．Y位于元素周期表的第ⅢB族B．基态原子的核外电子填充在6个轨道中C．5种元素中,第一电离能最小的是D．5种元素中,电负性最大的是3．(2023·江苏卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族.下列说法正确的是A．原子半径： B．第一电离能：C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料4．(2023·海南卷)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是A．分子呈正四面体,键角为B．NaCl焰色试验为黄色,与Cl电子跃迁有关C．Cu基态原子核外电子排布符合构造原理D．是由极性键构成的极性分子5．(2023·广东卷)化合物可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族.Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为,X与M同周期,E在地壳中含量最多.下列说法正确的是A．元素电负性： B．氢化物沸点：C．第一电离能： D．和的空间结构均为三角锥形6．(2023·重庆卷)和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下：

下列说法正确的是A．和均为极性分子 B．和中的均为杂化C．和的水解反应机理相同 D．和均能与形成氢键7．(2023·河北卷)锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取.下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值.下列说法错误的是A．该氧化物的化学式为B．该氧化物的密度为C．原子之间的最短距离为D．若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则q点原子位于晶胞面的面心8．(2023·河北卷)物质的结构决定其性质.下列实例与解释不相符的是选项实例解释A用替代填充探空气球更安全的电子构型稳定,不易得失电子B与形成配合物中的B有空轨道接受中N的孤电子对C碱金属中的熔点最高碱金属中的价电子数最少,金属键最强D不存在稳定的分子N原子价层只有4个原子轨道,不能形成5个键A．A B．B C．C D．D9．(2023·重庆卷)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法错误的是A．中心原子的配位数是4 B．晶胞中配合物分子的数目为2C．晶体中相邻分子间存在范德华力 D．该晶体属于混合型晶体10．(2023·浙江卷)氮的化合物种类繁多,应用广泛.

请回答：(1)基态N原子的价