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(共28张PPT)
题空突破2　晶胞的结构分析与计算
2．[2025·云南卷，15(7)]一种锑锰(Mn3Sb)合金的立方晶胞结构如图。
①该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有________个。
②NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为a nm，则晶体的密度为________ g·cm-3(列出计算式即可)。
3．[2025·甘肃卷，16(5)]某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数a≠b≠c，α＝β＝γ＝90°。Cs与Pb之间的距离为________pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为________，晶体密度计算式为________g·cm-3(用带有阿伏加德罗常数NA的代数式表示，MCs、MPb和MBr分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。
5．[2024·甘肃卷，17(5)]某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数a≠c，α＝β＝γ＝90°。图丙中Ca与N的距离为________pm；化合物的化学式是________，其摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为________g·cm-3(列出计算表达式)。
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(建议用时：45分钟　满分：50分)
1．(5分)(2025·北京平谷区一模节选)Ti的某氧化物和CaO相互作用形成钛酸盐的晶胞结构如图所示(Ti4+位于立方体的顶点，Ca2+处于立方体的中心)。该晶体中，Ti4+和周围________个O2-相紧邻；若该晶胞的边长为a cm，则晶体的密度为________ g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
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2．(5分)(2025·福州三模节选)锐钛矿型TiO2晶胞结构如图，该晶胞中氧的配位数为________；已知该晶体密度为ρ g·cm-3，则阿伏加德罗常数为________ mol-1(用含ρ、a、b的代数式表示)。
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3．(5分)(2025·北京朝阳区一模节选)早期以石墨为原料在高温高压条件下合成金刚石。图a为金刚石晶胞，图b为石墨的层状结构(虚线所示部分为其晶胞，如图c所示)。

(1)石墨晶胞所含碳原子数为________。
(2)金刚石的密度为ρ g·cm-3，晶胞形状为立方体，边长为a nm(1 nm＝10-7 cm)，阿伏加德罗常数的值为________(用含ρ、a的关系式表示)。
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4．(5分)(2025·日照一模节选)某碱土金属防锈颜料的晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，A点的原子分数坐标为(0，0，0)，B点原子分数坐标为________，相邻 之间的最短距离为________ pm。该晶胞沿体对角线方向的投影图为________(填字母)。
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5．(8分)(2025·烟台二模节选)锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示。
(1)若将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点，则距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为________(填字母)。
A．面心　　　　　 B．体心
C．顶点 D．棱心
(2)晶胞中，相邻Mn原子构成的正四面体空隙完全
由镍原子填充，可用于制备碳基金属催化剂。1号Mn原子坐标参数为(1，1，1)，则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为________；晶胞参数为a nm，则填充镍后的晶胞的密度ρ＝________ g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含NA、a的代数式表示)。
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6．(5分)(2025·临沂二模节选)非线性光学材料氟代硼铍酸钾(KxBeyBzOmFn)具有重大战略价值。已知其属于四方晶系，晶胞结构如图所示(氧原子未画出，晶胞参数a≠c，α＝β＝γ＝90°)。一定条件下，BeO、KBF4和B2O3发生非氧化还原反应生成氟代硼铍酸钾，并放出BF3气体。氟代硼铍酸钾的化学式为________________；晶体的密度为________ g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。
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7．(5分)(2025·菏泽二模节选)Fe-Mg合金的晶胞中，Mg占据由Fe围成的所有正四面体空隙，晶胞沿z轴在xy面上的投影如图所示，该合金的化学式为________；若晶胞的棱长为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，合金的密度ρ＝________ g·cm-3(用含NA的代数式表示)；若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含24 g Mg的晶体可储存标准状况下H2的体积约为________ L。
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8．(5分)(2025·滨州二模节选)Ti、Al、C组成的MAX相结构属六方晶系，晶胞参数a≠c，α＝β＝90°，γ＝120°，晶胞结构及C、Ti原子沿z轴投影如图所示。晶体中与C最近且等距离的Ti原子的个数是________。该晶体的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数的值＝________(用含a、c、ρ的代数式表示)。
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，(共43张PPT)
题型二十六　物质结构与性质
题空突破1　物质结构及其与性质之间的关系
1．电子的排布与运动状态
(1)常考微粒的基态简化电子排布式
微粒 简化电子
排布式 微粒 简化电子
排布式 微粒 简化电子
排布式
Fe [Ar]3d64s2 Cu＋ [Ar]3d10 Cu2+ [Ar]3d9
Fe2+ [Ar]3d6 Cr [Ar]3d54s1 Mn2+ [Ar]3d5
Fe3+ [Ar]3d5 Cr3+ [Ar]3d3 Ni [Ar]3d84s2
(2)电子运动状态的判断
①基态原子核外电子运动状态数与核外电子数相等；
②基态原子核外电子空间运动状态数即核外电子所占据的轨道数。
2．元素的电离能
(1)1～36号元素的第一电离能(I1)变化规律
(2)同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，第ⅡA、ⅢA族反常；第ⅤA、ⅥA族反常。
(3)同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小。
3．元素的电负性
(1)元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。
(2)一般来说，同周期主族元素，从左到右电负性逐渐增大；同主族元素，从上到下电负性逐渐减小。
4．分子中键角大小的判断方法
(1)明确电子对排斥力的大小：排斥力大小顺序为lp—lp>lp—bp>bp—bp (lp 代表孤电子对， bp代表成键电子对)。
5．共轭大π键的形成与判断
(1)形成条件
①中心原子采取sp或者sp2杂化。
②参与形成大π键的多个原子应在同一平面或同一直线上。
(2)共用电子数的确定
①大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。
②判断出中心原子的杂化方式，并画出价层电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道，优先填充两个电子，形成孤电子对，杂化轨道中的电子不参与形成大π键。
③根据配位原子的价层电子轨道表示式，判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。
6．不同晶体熔、沸点比较的一般思路
(1)看物质所属晶体类型，一般情况下，晶体的熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。
(2)同类晶体熔、沸点比较的思路
1．(2025·北京卷，15节选)通过MgCl2和[Mg(NH3)6]Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。
(1)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：
(2)NH3分子中H—N—H键角小于109°28′，从结构角度解释原因：____________________________。
解析：(1)基态Mg原子最外层电子排布式为3s2，其最外层轨道表示式为
。(2)NH3分子中N原子有1个孤电子对，其对成键电子对的斥力比成键电子对间的斥力大，导致键角变小。
答案：(1)
(2)NH3分子中N原子有1个孤电子对，对成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力，使键角小于正四面体键角109°28′
2．(2024·全国甲卷，35节选)ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为________。
(2)CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为________(填标号)。
a．离子键　　　　　　b．极性共价键
c．非极性共价键 d．配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 ，其中电负性最大的元素是________，硅原子的杂化轨道类型为________。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 －34 29 143
答案：(1)2　＋4　(2)bd　(3)C　sp3
(4)SnF4为离子晶体，其熔点高于其他三种物质，SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高
3．(2024·山东卷，16节选)锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：
(1)Mn在元素周期表中位于第________周期________族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是________(填元素符号)。
(2)Mn的某种氧化物为MnOx，当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价________(填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是________(填字母)。
A．CaO B．V2O5
C．Fe2O3 D．CuO
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(建议用时：45分钟　满分：60分)
1．(8分)(2025·湖南名校联考节选)(1)基态15N核外有________个运动状态不同的电子；某学生将基态硅原子核外电子轨道表示式画为
，该轨道表示式违反了_____。
(2)Li原子的核外电子由
状态所得原子光谱为_____(填“发射”或“吸收”)光谱。
(3)从原子结构角度解释电负性Si＜Cl的原因：__________________。
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解析：(1)基态15N核外电子排布式为1s22s22p3，有7个电子，每个电子的运动状态都不同，则基态15N核外有7个运动状态不同的电子；某学生将基态硅原子核外电子轨道表示式画为
洪特规则是指在能量相等的轨道中，电子尽可能分占在不同的轨道上，并且自旋方向相同，该轨道表示式违反了洪特规则。
(2)Li原子的核外电子由
状态，电子由低能级跃迁到高能级，需要吸收能量，所得原子光谱为吸收光谱。
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答案：(1)7　洪特规则　(2)吸收
(3)Cl的原子半径小于Si的，且Cl元素的核电荷数大于Si元素的，Cl原子对键合电子吸引能力更强，电负性更大
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2．(7分)(2025·复旦大学附中模拟节选)(1)在NH4H2PO4中的N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是________；N的第一电离能大于O，原因是____________________。
(2)已知Ga与B同主族，基态Ga原子的原子结构示意图为________。Ga失去电子的逐级电离能(单位：kJ·mol-1)的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192。由此可推知镓的主要化合价为________和＋3。
解析：(1)同一周期从左到右，元素电负性依次增大，即电负性：O>N；同一主族从上到下，元素电负性依次减小，即电负性：N>P，则在NH4H2PO4中的N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞P。
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(2)已知Ga与B同主族，其原子序数为31，则基态Ga原子的原子结构示意
图为 。最外层有3个电子，又知Ga失去电子的逐级电离能(单
位：kJ·mol-1)的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192，第一电离能和第二电离能之差为1407.5 kJ·mol-1，第二电离能和第三电离能之差为977.3 kJ·mol-1，第三电离能和第四电离能之差为3230.2 kJ·mol-1，说明失去第2个电子和第4个电子比较困难，由此可推知镓的主要化合价为＋1和＋3。
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答案：(1)O＞N＞P　基态N原子的价层电子排布为2s22p3，2p轨道为半充满状态，比较稳定，不易失电子；而基态O原子的价层电子排布为2s22p4，2p轨道若失去一个电子，则为比较稳定的半充满状态，因此O更容易失去1个电子，所以N的第一电离能大于O
(2)
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4．(8分)(2025·浙江天域名校联考节选)含铜铟镓硒元素的化合物作为太阳能吸收层薄膜材料，可用于生产第三代太阳能电池。已知镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)是原子序数依次增大的第ⅢA族元素：
(1)三乙基铝Al(C2H5)3常温下为无色液体，是烯烃定向聚合的催化剂。
①三乙基铝的晶体类型为________。
②三乙基铝能与乙醚形成配合物A[(C2H5)3AlO(C2H5)2]。比较键角∠C—Al—C的大小：三乙基铝________配合物A(填“>”“<”或“＝”)。
③三乙基铝还能与N，N-二甲基环己胺( )形成配合物B，已知A的稳定性小于B，解释原因：_______________________。
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(2)下列说法不正确的是________(填字母)。
A．第一电离能：Se>Ga
B．金属Ga的熔点比Al低
C．Al(OH)3具有两性，故Tl(OH)3具有两性
D．基态In原子简化的电子排布式为[Kr]5s25p1
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解析：(1)①三乙基铝常温下为无色液体，所以推测其晶体类型为分子晶体；②三乙基铝能与乙醚形成配合物A[(C2H5)3AlO(C2H5)2]，氧原子提供孤电子对，Al原子提供空轨道形成配位键，Al的价层电子对数由3变为4，杂化方式由sp2变为sp3，所以键角∠C—Al—C的大小：三乙基铝>配合物A；③三乙基铝还能与N，N-二甲基环己胺( )形成配合物B，A的稳定性小于B，是因为N元素的电负性小于O，更易给出孤电子对。
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(2)A项，同一周期第一电离能从左至右呈增大趋势，所以第一电离能：Se>Ga，正确；B项，Ga、Al为同主族的金属晶体，r(Ga)＞r(Al)，则Ga的金属键比Al弱，熔点比Al低，正确；C项，同主族从上到下最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，Al(OH)3具有两性，Tl(OH)3不具有两性，错误；D项，基态In原子简化的电子排布式为[Kr]4d105s25p1，错误。
答案：(1)①分子晶体　②>　③N元素的电负性小于O，更易给出孤电子对　(2)CD
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6．(7分)(2025·威海5月模拟节选)(1)基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为_________________；同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数和Cu相同的元素是________(填元素符号)。
(2)质体蓝素是首个通过X射线衍射分析结构测定的蓝铜蛋白，其结构如图。图中Cu2+的配位数为________。
已知 具有与苯环类似的大π键，则图中
②号N原子的杂化方式为________________，
试分析①号N原子比②号N原子更易与
Cu2+形成配位键的原因：__________
_____________。
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解析：(1)Cu是29号元素，基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，根据泡利原理和洪特规则，其价层电子的轨道表示式为
；基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，未成对电子数是1，同周期过渡元素中，Sc的价层电子排布式为3d14s2，未成对电子数也是1，所以同周期过渡元素中，基态原子未成对电子数和Cu相同的元素是Sc。
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(2)由图可知，Cu2+与2个S原子和2个N原子形成配位键，所以Cu2+的配位数为4；已知 具有与苯环类似的大π键，图中②号 N原子形成3个σ键，给出一对电子参与形成大π键，价层电子对数为3，所以杂化方式为sp2。
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答案：(1)
(2)4　sp2 　①号N原子上的孤电子对未参与形成大π键，电子云密度大，易给出孤电子对形成配位键，②号N原子上的孤电子对参与形成大π键，使电子云密度降低，不易给出孤电子对
　Sc
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7．(7分)(2025·济宁二模)铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。已知含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。
(1)以5-磺基水杨酸和咪唑衍生物为配体合成了单核心的铜配合物如图所示：
该配合物中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序：________。
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(2)上图中酚羟基中的H保持与苯环共平面，①号O原子的杂化方式为________，a处C—O键键长________(填“<”“>”或“＝”)乙醇中C—O键键长，与Mg2+相比Cu2+更易与联咪唑( )形成螯合物，原因是______________。
解析：(1)同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则该配合物中所含第二周期元素的第一电离能由大到
小的顺序为N>O>C。
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(2)酚羟基中的氢原子保持与苯环共平面，说明①号氧原子的杂化方式为sp2杂化，形成平面结构，氧上的孤电子对能与苯环的π电子发生p-π共轭，使C—O键具有部分双键特性，导致a处C—O键的键长小于乙醇分子中的C—O键键长；铜离子比镁离子的半径大，空间位阻小，所以铜离子更易与联咪唑形成螯合物。
答案：(1)N>O>C
(2)sp2　＜　
铜离子比镁离子的半径大，空间位阻小
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8．(8分)(2025·青岛二模)锂、铁、磷及其化合物在生产生活中有着重要的作用。
(1)锂在元素周期表的位置是________，基态Fe2+的价电子排布式为________。
(2)邻二氮菲( )与Fe2+能够生成稳定的橙色配合物，可用做Fe2+的检测试剂。向K4[Fe(CN)6]溶液(浅黄色)中滴加邻二氮菲溶液，最终未观察到溶液呈现明显的橙色，原因是________________。
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(3)黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)，为了大幅度提高锂电池的充电速率，科学家研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。
①图2中，黑磷区P原子的杂化方式为__________。
②根据图1和图2的信息，下列说法不正确的有________(填字母)。
a．黑磷区P—P键的键能完全相同
b．黑磷与石墨都属于混合型晶体
c．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属于范德华力
d．由石墨和黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应
(4)氮原子之间可以形成双键，而磷原子之间很难形成双键，原因是_________。
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