考点三 晶体结构与性质
1.Fe、Co均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。
（1）基态Co原子的价电子排布式为 ,Co3+核外3d能级上有 对成对电子。
（2）Co3+的一种配离子[Co（N3）（NH3）5]2+中,Co3+的配位数是 ,1mol配离子中所含σ键的数目为 ,配体
中的中心原子杂化类型为 。
（3）Co2+在水溶液中以[Co（H2O）6]2+形式存在。
向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co（NH3）6]2+,其原因是 。
（4）某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。
据此可知该晶体的化学式为 ,立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是 。
答案
（1）3d74s2 1
（2）6 23NA sp
（3）N元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强
（4）KFe2（CN）6 正四面体形
2.ⅣA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）碳的一种单质的结构如图（a）所示。
该单质的晶体类型为 ,依据电子云的重叠方式,原子间存在的共价键类型有 ,碳原子的杂化轨道类型为 。
（2）石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单层碳原子组成的二维晶体。
将氢气加入到石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。
下列判断错误的是 。
A.石墨烯是一种强度很高的材料
B.石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体
C.石墨烯与石墨烷均为高分子化合物
D.石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应
（3）四卤化硅（SiX4）的沸点和二卤化铅（PbX2）的熔点如图（b）所示。
①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I的次序升高的原因是 。
②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律,可推断:
依F、Cl、Br、I的次序,PbX2中的化学键的离子性 、共价性 。
（填“增强”“不变”或“减弱”）
（4）碳的另一种单质C60,晶胞结构与金属铜晶胞相似,其晶胞参数为anm,晶体密度为 g·cm-3（只列计算式,不需化简）。
答案
（1）混合晶体 σ键、π键 sp2
（2）C （3）①均为分子晶体,范德华力随相对分子质量增大而增大 ②减弱 增强 （4）
炼技法
【方法集训】
方法 有关晶胞的计算
1.由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题:
（1）基态Cl原子核外电子排布式为 ,P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是 ,该分子构型为 。
（3）Ni与CO能形成配合物Ni（CO）4,该分子中σ键与π键个数比为 。
（4）已知MgO与NiO的晶体结构（如下图）相同,其中Mg2+和Ni2+的半径分别为66pm和69pm。
则熔点:
MgO NiO（填“>”“<”或“=”）,理由是 。
（5）若NiO晶胞中离子坐标参数A为（0,0,0）,B为（1,1,0）,则C离子坐标参数为 。
（6）一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为
作密置单层排列,Ni2+填充其中（如下图所示）,已知
的半径为am,每平方米面积上分散的该晶体的质量为 g。
（用a、NA表示,NA表示阿伏加德罗常数的值）
答案
（1）1s22s22p63s23p5 Cl>P>S
（2）sp3 V形
（3）1∶1
（4）> Mg2+半径比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大
（5）（1,
） （6）
或
2.磷化铜（Cu3P2）用于制造磷青铜,磷青铜是含少量锡、磷的铜合金,主要用来制作耐磨零件和弹性元件。
（1）基态铜原子的电子排布式为 ;价电子中成对电子数为 。
（2）磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢（PH3）。
①PH3分子中中心原子的杂化方式是 。
②P与N同主族,其最高价氧化物对应水化物的酸性:
HNO3 H3PO4（填“>”或“<”）,从结构的角度说明理由:
。
（3）磷青铜中的锡、磷两元素电负性的大小为Sn P（填“>”“<”或“=”）。
（4）某磷青铜晶胞结构如图所示。
①晶体的化学式为 。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有 个,这些Sn原子所呈现的构型为 。
③若晶体密度为8.82g·cm-3,最近的Cu原子核间距为 pm（用含NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值）。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 10
（2）①sp3 ②> HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子,比H3PO4中多1个
（3）<
（4）①SnCu3P ②4 正方形 ③
×
×1010
过专题
【五年高考】
考点一 原子结构与性质
统一命题、省（区、市）卷题组
1.（2016海南单科,19-Ⅰ,6分）下列叙述正确的有（ ）
A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
D.价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
答案 BD
2.（2018课标Ⅲ,35,15分）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、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acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为 g·cm-3（列出计算式）。
答案
（1）[Ar]3d104s2
（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）平面三角形 sp2
（5）六方最密堆积（A3型）
3.（2017课标Ⅰ,35,15分）钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
回答下列问题:
（1）元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为 nm（填标号）。
A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5
（2）基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。
K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是 。
（3）X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在
离子。
离子的几何构型为 ,中心原子的杂化形式为 。
（4）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a=0.446nm,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 。
（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于 位置,O处于 位置。
答案
（1）A
（2）N 球形 K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱
（3）V形 sp3
（4）0.315 12
（5）体心 棱心
4.（2016课标Ⅰ,37,15分）锗（Ge）是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。
回答下列问题:
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。
从原子结构角度分析,原因是 。
（3）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
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。
Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。
（5）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 。
（6）晶胞有两个基本要素:
①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（
0,
）;C为（
0）。
则D原子的坐标参数为 。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。
已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为 g·cm-3（列出计算式即可）。
答案
（1）3d104s24p2 2
（2）Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。
原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强
（4）O>Ge>Zn
（5）sp3 共价键
（6）①（
）
②
×107
5.（2016江苏单科,21A,12分）[Zn（CN）4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn（CN）4]2-+4H++4H2O
[Zn（H2O）4]2++4HOCH2CN
HOCH2CN的结构简式
（1）Zn2+基态核外电子排布式为 。
（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为 mol。
（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是 。
（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。
（5）[Zn（CN）4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。
不考虑空间构型,[Zn（CN）4]2-的结构可用示意图表示为 。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）
（2）3
（3）sp3和sp
（4）N
（5）
或
教师专用题组
6.（2015课标Ⅰ,37,15分）碳及其化合物广泛存在于自然界中。
回答下列问题:
（1）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 对自旋相反的电子。
（2）碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
（3）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 。
（4）CO能与金属Fe形成Fe（CO）5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于 晶体。
（5）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:
①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。
②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。
答案 （15分）
（1）电子云 2（每空1分,共2分）
（2）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（2分）
（3）σ键和π键 sp CO2、SCN-（或COS等）（2分,1分,2分,共5分）
（4）分子（2分）
（5）①3 2（每空1分,共2分）
②12 4（每空1分,共2分）
7.（2014课标Ⅰ,37,15分）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。
回答下列问题:
（1）准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
（2）基态Fe原子有 个未成对电子,Fe3+的电子排布式为 。
可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为 。
（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。
乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 。
乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。
Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
（4）Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为 。
列式表示Al单质的密度 g·cm-3（不必计算出结果）。
答案
（1）X-射线衍射
（2）4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
（3）sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
（4）12
8.（2014江苏单科,21A,12分）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
（1）Cu+基态核外电子排布式为 。
（2）与OH-互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。
（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 。
（4）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 。
（5）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。
铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。
答案
（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
（2）HF
（3）sp2 6mol或6×6.02×1023个
（4）2Cu（OH）2+CH3CHO+NaOH
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
（5）12
考点二 分子结构与性质
统一命题、省（区、市）卷题组
1.（2017海南单科,19-Ⅰ,6分）下列叙述正确的有（ ）
A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高化合价为+7
B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性与氧化性
D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
答案 AD
2.（2018江苏单科,21A,12分）臭氧（O3）在[Fe（H2O）6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为S
和N
NOx也可在其他条件下被还原为N2。
（1）S
中心原子轨道的杂化类型为 ;N
的空间构型为 （用文字描述）。
（2）Fe2+基态核外电子排布式为 。
（3）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 （填化学式）。
（4）N2分子中σ键与π键的数
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