高考化学二轮复习：物质结构与性质综合题（新高考专用）

专题16物质结构与性质综合题

N考纲考情

稳定加创新是本专题的基本特点，命题采取结合新科技，新能源等社会热点为背景，命题的形式分为

选择题和填空题，原子的结构与性质、分子的结构与性质和晶体的结构与性质是命题的三大要点。从大题

的构成来看，给出一定的知识背景，然后设置成4—5个小题，每个小题考查一个知识要点是主要的命题

模式，内容主要考查基本概念，如电子排布式，轨道式，电离能，电负性，杂化方式以及空间构型等，也

可联系有机考查有机物中C原子的杂化，联系数学几何知识考查晶体的计算等，一般利用均摊法考查晶胞

中的原子个数，或者考查晶体的化学式的书写、晶体类型的判断等，考查的抽象思维能力、逻辑思维能力；

同时培养学生的分析和推理能力。

⑥考点梳理

高频考点一原子结构与性质

L核外电子排布

(1)核外电子排布规律

|能量，规律1离核由近到远,电子能量由低到高

［每层最多容纳的电子数为2招

|数量’规律最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)

〔次外层不超过18个

(2)原子结构示意图

粒子符号原子核核内质子数

(3)基态原子的核外电子排布原理

①能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量

处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：

②泡利不相容原理

每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。

2s2s

如2s轨道上的电子排布为不能表示为

③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，且自旋状态相

同。如2P3的电子排布为

2p2P

HrHI,不能表示为卜寸“康

2P

洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满》6、1°、"）、半满（p3、cP、f7）和全空（p。、d°、P）状态

时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为Is22s22P63s23P63d54s'

（4）表示基态原子核外电子排布的四种方法

表示方法举例

电子排布式Cr:Is22s22P63s23P63d54sl

简化表示式Cu:[Ar]3d104sl

价电子排布式Fe:3d64s2

电子排布图Is2s2p

（或轨道表示式）ojtllltllltllfltl

5第一*由离能由伟性

（1）元素第一£离能的周期性变化规律。

一般同一周期，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

规律能最大，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

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

特殊相等的轨道上形成全空（p°、d°、玲、半满（p3、d\f7）和全满（p6、d10＞尹）结构时，原子的能量较低，

情况该元素具有较大的第一电离能。如同周期主族元素，第nA族元素的原子最外层S能级全充满、VA

族元素的原子最外层P能级半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的主族元素

⑵电负性大小判断。

规律在周期表中,同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大，同主族从上往下逐渐减小

常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与C1的电负性比较:①HC1O中C1为+1价、

方法0为-2价，可知0的电负性大于C1;②AI2O3是离子化合物、A1C13是共价化合物，可知0的电负性大

于C1

核心考点二分子结构与性质

1.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、BeC12、HgCl2

2平面三角形BF3、BCh、CHO

sp32

V形SO2、SnBr2

四面体形CH4>CCI4、CH3CI

3

sp4三角锥形NH3、PH3、NF3

V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◎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=◎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=。键

电子对数+；（。一无6）

其中。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S02中硫原子的孤

6—2x26一1——3x1

电子对数为=i；H30+中氧原子的孤电子对数为—2—=i；cor中碳原子的孤电子对数为

4+2—3x2

=0

2

【易错提醒】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

5一2x2

原子N的孤电子对数为一=0.5M，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

0——O——0

2082、BeCl

直线形2

30BF3、SO3、cot

平面三角形

31so2

二V形

40CH4、NH〉、SOF>CC14

正四面体形

+

41NH3、PCI3、H3O

三角锥形

V

42H2O、H2S

V形

2.判断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叁键，如果有1个叁键，则其中有2个兀键，是sp杂化；如果有1

个双键，则其中有1个兀键，是sp?杂化；如果全部是单键，则是sp3杂化。

(2)杂化轨道数等于中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子个数之和。若和为2,则中心原子sp

杂化；若和为3,则中心原子sp?杂化；若和为4,则中心原子sp3杂化。如NH3,N原子有1对孤电子对，

另外与3个氢原子成键，所以为1+3=4,为sp3杂化；再如CO2,C原子没有孤电子对，与2个氧原子成

键，所以为0+2=2,为sp杂化。

3.中心原子A的价层电子对数的计算方法：

对ABm型化合物，中心原子A的价层电子对数〃=.的价电子数十譬供的电子数的,计算时一般说

来，价电子数即为最外层电子数，但B为卤素原子、氢原子时，提供1个价电子，若为氧原子、硫原子时，

则不提供电子。

4.等电子体的判断方法

(1)判断方法：一是同主族变换法，如CO2与CS2、CF4与CC14是等电子体，二是左右移位法，如

N2与CO,COM、Nor与SO3是等电子体。如果是阴离子，价电子应加上阴离子所带的电荷数；如果是

阳离子，价电子应减去阳离子所带的电荷数。如NHI价电子为8,CO/价电子为24。

(2)常见的等电子体

微粒通式价电子总数立体构型

-正四面体形

CH4>NHIAX48e

直线形

co、N2AXlOe-

CO2、CNS->NO］、N3直线形

AX216e-

形

SO2、O3、NO2AX218e—V

、、「平面三角形

COrNO,SO3AX324e

「三角锥形

POF>so歹、ciorAX326e

正四面体形

soF,POFAX4321

5.分子性质

(1)分子极性

1)分子构型与分子极性的关系

单质——►正负电荷中心重合——结构对称

tt

双原子分子多原子分子

II

化合物一正负电荷中心不重合一结构不对称

I

极性分子

2)键的极性与分子极性的关系

类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型

—

x2H2、N2非极性键非极性分子直线型

XYHChNO—极性键极性分子直线型

极性键非极性分子直线型

82、cs2180°

XY2(X2Y)SO2120°极性键极性分子三角形

形

H2O、H2S104.5°极性键极性分子V

BF120°极性键非极性分子平面三角形

XY3

3极性键非极性分子三角锥形

NH3107.3°

、109.5°极性键非极性分子正四面体

XY4CH4CC14

(2)溶解性一“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)mRO“，如果成酸元素R相同，则w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：HCIO<HCIO2<HCIO3<HCIO40

6.配合物

⑴孤电子对

分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。

(2)配位键

①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。

②配位键的表示：常用“一>”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH]可表示为&

在NHl中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共

价键就完全相同。

(3)配合物。如[CU(NH3)4]SO4

配位原子(提供孤电子对)

中心原子、I配位体

(提供空轨道、L—

[CU(NH3),]SO^

配位数

内界外界------

配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、cr>CN一等。中心原子有空轨道，如Fe3+、Ci?’、Zn2

+、Ag+等。

7.分子结构性质认识的5个易错易混点

(1)误认为分子的稳定性与分子间作用力和氢键有关，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，其实要看其。键和孤电子对数是否分别相同。如

C02和S02中心原子的杂化方式不同,C02分子中C原子是sp杂化,S02分子中S原子是sp2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

子内氢键一般会使物质的熔、沸点降低。

(4)误认为只含有极性键的分子都一定是极性分子,其实不一定。如CO2、BF3等是非极性分子。

(5)误认为杂化轨道构型和分子构型一致,其实不一定。如H20中氧原子是sP3杂化，杂化轨道构型为四

面体,但由于分子中存在孤对电子，根据价层电子对互斥理论可知,H20的分子构型是V形。

核心考点三晶体结构与性质

L晶体类型的判断

(1)依据物质的分类判断

金属氧化物(如K2O、NazCh等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金

属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiCh外)、酸、绝大多数有

机物(除有机盐外)都是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化

合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。

(2)依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断

离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的

作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力；金属晶体的晶格质点是金属

离子和自由电子，质点间的作用是金属键。

(3)晶体的熔点判断

离子晶体的熔点较高，常在数百度至一千余度；原子晶体熔点高，常在一千度至几千度；分子晶体熔

点低，常在数百度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。

(4)依据导电性判断

离子晶体水溶液及熔化时能导电；原子晶体一般为非导体，但有些能导电，如晶体硅；分子晶体为非

导体，而分子晶体中的电解质(如酸和部分非金属气态氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离

子也能导电；金属晶体是电的良导体。

(5)依据硬度和机械性能判断

离子晶体硬度较大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但

也有较低的，且具有延展性。

2.均摊法确定晶胞组成

(1)方法：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被〃个晶胞所共有，那么，每个原子对这个晶胞的贡献

就是

(2)类型

①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：

同为2个晶胞所共有，

赵*该粒子的或属于该晶胞

焉二V画编尸同为8个黑胞所共有，

一一」该粒子的土属于该晶胞

/0s，~(^壬遹A整个粒子都属于该晶胞

同为4个晶胞所共有，

出整A该粒子的点属于该晶胞

②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(在如图所示的正三棱柱形晶胞中：

顶点：为12个晶胞共有，击属于该晶胞

为4个晶胞共有，十属于该晶胞

为6个晶胞共有，春属于该晶胞

处于晶胞内部，全部属于该晶胞

◎O

BC

③熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。

ABC

A.NaCl（含4个Na卡,4个C1）

B.干冰（含4个CCh）

C.CaF2（含4个C个+,8个『）

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）

3.金属晶体空间利用率的计算方法

I.空间利用率的定义及计算步骤

①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。

球体积

空间利用率=獭而'I。。％

②空间利用率的计算步骤：

a.计算晶胞中的粒子数；

b.计算晶胞的体积。

II.金属晶体空间利用率分类简析

①简单立方堆积（如图1所示）

立方体的棱长为2r,球的半球为r

图1

4cC

过程：V（球）=］兀r3V（晶胞）=（2厂）3=8#

空间利用率=错误!xlOO%=错误!xioo%%52%

②体心立方堆积（如图2所示）

过程：b2=a2+a2

4

(4r)2=a2+b2=3a2,所以：a=^r

2乂%,刈。。％=学"。％=第］°。%4%

空间利用率=

a3

③六方最密堆积（如图3所示）

图3

过程：S=2rxy[3r=2y[3r2

h=^^rV(球)=2乂*/

V（晶胞）=Sx2/?=2小r2x2x^^r=8陋r3

空间利用率=错误!xlOO%=错误!xl00%M4%

④面心立方最密堆积（如图4所示）

过程：a=2y/2r

4

V（球）=4xg兀r3

V（晶胞）=（2吸厂）3=16也产

4

M球）4x3^^

空间利用率=-f厂晶胞））x10。％=面豆xioo%u74%

4.计算晶体密度的方法

确定晶胞中物质的口晌的店■耳|

粒子个数一化学式―"I叩胞的质里

—»|密度|

|确定晶胞的体枳J

5.计算晶体中粒子间距离的方法

确定晶胞中物质的晶胞

粒子个数化学式的质量粒子

距

晶胞间

体积离

|晶胞的密度］

6.原子分数坐标参数

(1)概念

原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。

(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)金刚石晶胞中碳原子坐标的确定

以金刚石晶胞结构为例，金刚石晶体整体上是正四面体立体网状结构。每个碳原子L能层的4个电子

采用sp3杂化，形成4个等同的杂化轨道，相邻的两个碳原子之间形成。键。这样每个碳原子与周围4个

碳原子形成4个。键，每个碳原子都是直接相连的4个碳原子的重心。

在一个金刚石晶胞中有8个碳原子位于立方体的顶点，6个碳原子位于面心，4个碳原子位于晶胞内

部。每个晶胞中8个顶点中有4个顶点、6个面心和4个晶胞内部的碳原子形成4个正四面体，每个正四

面体的4个顶点分别是一个晶胞顶点和这个顶点所在平面的面心，正四面体中心是晶胞内的1个碳原子。

用解析几何知识研究晶体中各个微粒间的位置关系更具体更直接。以底面一个顶点的碳原子(通常取后

左下)为原点建立一个三维坐标系。

原点上的原子坐标为(0,0,0),晶胞边长参数看作1,并据此分析坐标参数。在晶胞进行“无隙并置”

时，可以看出，8个顶点的原子都可以作为原点，注意看清楚，与这个原点原子重合的是晶胞上哪一个顶

点的碳原子。所以顶点上的8个原子坐标都是(0,0,0),这与纯粹立体几何不同，所以高中阶段我们只标

注顶点以外的晶胞内和晶胞上点的坐标；棱心和面心坐标点中数据中不会出现"1”。

以下是晶胞中各点碳原子对应的三维坐标和晶体中坐标的对应关系。

①6个面心坐标

上下面左面右,刖>r.后面

面心心心面心面心心

三维坐fl1(1

3

标出团出12¥

晶体中

Q0,i1〕

坐标122)2,2

②12个棱中心坐标

上面四条棱

三维坐fl

标

晶体中,11(1)

0,-,0->04)

坐标k2J

下面四条棱

三维坐11

-Af

标<22,1。4/(4

晶体中

9

坐标回<2y

垂直底面四条棱

三维坐[in

标K

晶体中

0杉：

坐标

③晶胞内部4个碳原子的坐标

金刚石晶胞有两种取向，由于金刚石晶胞内部有4个碳原子，在空间分布是不对称的，所以从不同方

向观察晶胞时，内部的4个碳原子的位置是不相同的。我们把左边的图叫作取向1,右边的图叫作取向2

它们各自绕竖直中心轴旋转90。，就能够变为对方。金刚石晶胞内4个碳原子坐标:

(111V331V313V333]

取向1：1屋彳力1彳彳■乂屋屋,乂屋屋)'

(311V131V113V333]

取向2：〔d左‘“抓，'"认屋

所以金刚石晶胞的取向不同时，晶胞内部不对称的4个原子的坐标会发生改变。

(4常见晶胞的原子坐标

①金刚石晶胞的原子坐标

(a)取向一:

金刚石晶胞中碳原子的坐标:

8个顶点碳原子的坐标：0,0,0；

6个面中心碳原子的坐标：1/2,0,1/2；1/2,1/2,0；0,1/2,1/2；

4个内部碳原子的坐标：1/4,1/4,3/4；3/4,1/4,1/4；3/4,3/4,3/4；1/4,3/4,1/4；

(b)取向二：

金刚石晶胞中碳原子的坐标：

8个顶点碳原子的坐标：0,0,0；

6个面中心碳原子的坐标：1/2,0,1/2；1/2,1/2,0；0,1/2,1/2；

4个内部碳原子的坐标：1/4,1/4,1/4；3/4,3/4,1/4；3/4,1/4,3/4；1/4,3/4,3/4；

注：金刚石晶胞的取向不同时，即使都是取前左下的顶点原子作原点,晶胞内部不对称的4个碳原子

的坐标，也会发生改变。

②氟化钙晶体：

每个CaF2晶胞有4个Ca2+和8个『原子分数坐标如下:

Ca2+：0,0,01/2,1/2,01/2,0,1/20,1/2,1/2

F"：1/4,1/4,1/43/4,1/4,1/41/4,3/4,1/41/4,1/4,3/4

3/4,3/4,1/43/4,1/4,3/41/4,3/4,3/43/4,3/4,3/4

③氯化钠晶胞:

每个晶胞含有4个和4个Na+,它们的原子分数坐标为:

Na+：1/2,1/2,1/21/2,0,00,1/2,00,0,1/2

cr：0,0,01/2,1/2,00,1/2,1/21/2,0,1/2

注：碱金属的卤化物、氢化物，碱土金属的氧化物、硫化物、硒化物、碎化物，过渡金属的氧化物、

硫化物，以及间隙型碳化物、氮化物都属NaCl型结构。

题型一核外电子排布的表示方法

【例1】（2022•广东卷）Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为。

【答案】4s24P4

【解析】基态硫原子价电子排布式为3s23P4,Se与S同族，Se为第四周期元素，因此基态硒原子价电

子排布式为4s24P4;

【变式探究】（2022•海南卷）基态。原子的电子排布式______,其中未成对电子有个。

【答案】Is22s22P4或［He］2s22P42

【解析】。为8号元素，其基态O原子核外有8个电子，因此基态O原子的电子排布式为Is22s22P4

或［He］2s22P3其2p轨道有2个未成对电子，即O原子有2个未成对电子；

题型二原子结构与元素性质

【例2】（2022.全国甲卷）基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为。

【答案】

【解析】F为第9号元素其电子排布为Is22s22P5,则其价电子排布图为「l。

u||n|T

【变式探究】（2021?全国乙卷）（1）对于基态Cr原子，下列叙述正确的是______（填标号）。

A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为［Ar］3d54sl

B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

【答案］（1）AC

【解析】（DA项，基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量

低，核外电子排布应为［Ar］3d54s1,A正确；B项，Cr核外电子排布为［Ar］3d54sL由于能级交错,3d轨

道能量高于4s轨道的能量，即3d电子能量较高，B错误；C项，电负性为原子对键合电子的吸引力，同

周期除零族原子序数越大电负性越强，钾与铭位于同周期，铭原子序数大于钾，故铝电负性比钾高，原子

对键合电子的吸引力比钾大，C正确；故选AC。

题型三电离能、电负性的应用

【例3】（2022•辽宁卷）短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有

两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是

A.X能与多种元素形成共价键B.简单氢化物沸点：Z＜Q

C.第一电离能：Y＞ZD.电负性：W＜Z

［答案］B

【解析】短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，

说明W为第三周期元素A1。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，

最外层电子排布为2s22P2或2s22P、即C或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布为3s23P2或3s23P3

即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q分别为C.O和S,则Y为N。A.X

为C,能与多种元素（H、O、N、P、S等）形成共价键，A正确；B.Z和Q形成的简单氢化物为H2O和

H2S,由于H2O分子间能形成氢键，故H2O沸点高于H2S,B错误；C.Y为N,Z为O,N的最外层p

轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确；D.W为Al,Z为O,O的电负性

更大，D正确；故选B。

【变式探究】（2022•江苏卷）工业上电解熔融ALO3和冰晶石（NasAIR）的混合物可制得铝。下列说

法正确的是

3++

A.半径大小：r（Al）＜r（Na）B.电负性大小：X（F）＜Z（O）

C.电离能大小：L9）＜L（Na）D.碱性强弱：NaOH＜Al（OH）3

【答案】A

【解析】A.核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为r（A13+）＜r（Na+）,故A正确；

B.同周期元素核电荷数越大电负性越大，故%（F）＞＞（O）,故B错误；C.同周期从左往右第一电离能呈增

大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为L（O）＞L（Na）,故C错误；D.元素金

属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为NaOH＞Al（OH）3,故D错误；故选A。

题型四共价键的类别及判断

【例4】（2022•湖南卷）富马酸亚铁（FeC4H2O4）是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：

W①富马酸分子中b键与兀键的数目比为_______;

②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为______。

【答案】①11:3②O>C>H>Fe

【解析】①由球棍模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH=CHCOOH,分子中的单键为。键，双键中

含有1个0键和1个兀键，则分子中◎键和兀键的数目比为11：3o

②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性

越大，氢碳氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的

顺序为O>C>H>Fe。

【变式探究】（2022•全国乙卷）（2）①一氯乙烯（C2H3CI）分子中，C的一个杂化轨道与C1

的3Px轨道形成C-C1键，并且C1的3px轨道与C的2Px轨道形成3中心4电子的大兀键（口：）。

②一氯乙烷（C2H5CI）、一氯乙烯（C2H3CI）、一氯乙烘（C2HCI）分子中，C-C1键长的顺序是，

理由：（i）C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-C1键越强：（ii）=

【答案】①sp2◎②一氯乙烷〉一氯乙烯〉一氯乙焕C1参与形成的大兀键越多，形成的C-C1

键的键长越短

【解析】①一氯乙烯的结构式为》c=cW，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与

C1的3Px轨道形成C-C1。键。

题型五杂化轨道及空间构型

【例5】（2022•辽宁卷）理论化学模拟得到一种NZ离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的

是

一/Ji

*•••MMl

A.所有原子均满足8电子结构B.N原子的杂化方式有2种

C.空间结构为四面体形D.常温下不稳定

【答案】B

【解析】由的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；中心N原子为sp3杂化，

与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为

sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C

正确；

N%中含叠氨结构（―N=N=N:）,常温下不稳定，D正确；故选B。

【变式探究】（2022•辽宁卷）下列符号表征或说法正确的是

A.H2s电离：H2s-^2H++SdB.Na位于元素周期表p区

C.CO；-空间结构：平面三角形D.KOH电子式：K：O：H_

【答案】C

【解析】H2s是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为H2s-^H++HS,A错误；基

态Na原子的价电子排布式是3s1最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，B错误；CO：中

心碳原子的价层电子对数为3+-x（4+2-3x2）=3,故其空间结构为平面三角形，C正确；KOH

2

是离子化合物，电子式为K+[:O:H「，D错误；故选C。

题型六共价键的极性与分子极性的判断

【例6】（2022.江苏卷）下列说法正确的是

A.金刚石与石墨烯中的C-C-C夹角都为120。

B.SiH4,SiC）都是由极性键构成的非极性分子

C.错原子（32Ge）基态核外电子排布式为4s24P2

D.IVA族元素单质的晶体类型相同

【答案】B

【解析】金刚石中的碳原子为正四面体结构，C-C-C夹角为109。28，，故A错误；SiH’的化学键为

Si-H,为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiC）的化学键为Si-Cl,为极性键,

为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；错原子（32Ge）基态核外电子排布式为[Ar]

4s24P2,故C错误；WA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为原子晶体，故

D错误；故选B。

【变式探究】（2022•山东卷）GaN、A1N属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体

中只存在N-A1键、N-Ga键。下列说法错误的是

A.GaN的熔点高于AINB.晶体中所有化学键均为极性键

C.晶体中所有原子均采取sp'杂化D.晶体中所有原子的配位数均相同

【答案】A

【解析】Al和Ga均为第IIIA元素，N属于第VA元素，AIN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其

为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AIN、GaN晶体中，N原子

与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。因为A1N、GaN为结构相似的共价晶体，由于A1原

子的半径小于Ga,N—Al的键长小于N—Ga的，则N—A1的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的

熔点越高，故GaN的熔点低于AIN,A说错误；不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶

体中所有化学键均为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对

数为4）,C原子无孤电子对，故C原子均采取sp'杂化；由于AIN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶

体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C

原子的配位数是4,由于AIN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4,D

说法正确。综上所述，故选A。

题型七氢键和分子间作用力

【例7】（2022•山东卷）在水中的溶解度，口比咤（：〕）远大于苯，主要原因是①,②o

【答案】口比咤能与H2O分子形成分子间氢键/咤和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分

子

【解析】已知苯分子为非极性分子，H2O分子为极性分子，且毗咤（1、）中N原子上含有孤电子对能与

死0分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，毗咤远大于苯，£答案为：毗咤能与H2O分子形成

分子间氢键；毗咤和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子。

【变式探究】（2022•浙江卷）回答下列问题：两种有机物的相关数据如表：

物质

HCON(CH3)2HCONH2

相对分子质量7345

沸点/℃153220

HCON（CH3）2的相对分子质量比HCONH?的大，但其沸点反而比HCONH?的低，王要原因是=

【答案】HCON（CH3）2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子

间作用力更容易，所以沸点低。

【解析】HCON（CH3）2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子

间作用力更容易，所以沸点低。

题型八晶体类型判断

［例8］（2022•江苏卷）下列说法正确的是（）

A.金刚石与石墨烯中的C-C-C夹角都为120。

B.SiH4,SiC）都是由极性键构成的非极性分子

C.褚原子（32Ge）基态核外电子排布式为4s24P2

D.IVA族元素单质的晶体类型相同

【答案】B

【解析】金刚石中的碳原子为正四面体结构，C-C-C夹角为109。28，，故A错误；SiH4的化学键为

Si-H,为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiC）的化学键为Si-Cl,为极性键,

为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；错原子（32Ge）基态核外电子排布式为［Ar］

4s24P2,故C错误；WA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故

D错误；故选B。

【变式探究】（2021•辽宁卷）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下

列说法错误的是

A.S位于元素周期表p区B.该物质的化学式为H3S

C.S位于H构成的八面体空隙中D.该晶体属于分子晶体

［答案］D

【解析】A.S的价电子排布式为：3s23P3故S位于元素周期表p区，A正确；由该物质形成晶体的

晶胞可知，H、S原子个数比为3:1,故该物质的化学式为HA，B正确；S位于H构成的八面体空隙中，

,C正确；由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故

该晶体属于离子晶体，D错误；故选D。

题型九晶胞粒子数与晶体化学式判断

【例9】（2022•湖北卷）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的

是（）

OK

OCa

•F

A.Ca2+的配位数为6B.与F-距离最近的是K+

C.该物质的化学式为KCaF,