重難點08原子、分子、晶體結構與性質

命題趨勢◎

考點三年考情分析2025考向預測

2024?廣西卷；2024?福建卷；2024?重慶卷；2024?廣東卷；2024?甘預計年高考仍會借助新

原子結2025

肅卷；2024?湖南卷；2024?河北卷；2024?湖北卷；2023?重慶卷；科技、新能源為背景，圍繞某

構與性

2023?廣東卷；2023?北京卷；2023?湖南卷;2022?河北卷；2022?海一主題考查原子核外電子排

質

南卷；?全國卷;

2022布式（圖）、電離能、電負性、0

分子結2024?廣西卷；2024?福建卷；2024?甘肅卷；2024?湖北卷；2023?天鍵、兀鍵、雜化方式、分子或

構與性津卷；2023?海南卷；2023?遼寧卷；2022?福建卷；2022?河北卷；離子的空間構型（價層電子對

質2022?北京卷；2022?海南卷；2022?全國卷；互斥理論）、化學鍵及氫鍵、晶

體結構特點及微粒間作用力、

晶體結2024?浙江卷；2023?天津卷；2023?海南卷；2023?北京卷；2023?遼晶體的熔、沸點比較及晶胞的

構與性寧卷；2022?福建卷；2022?河北卷；2022?北京卷；2022?海南卷;計算，特別是對空間想象能力

質2022?山東卷；2022?廣東卷；2022?全國卷;和計算能力的考查。

『海電釋J

【思維導圖】

原子結構

核外電子排布式

原子結構與性質

軌道表達式

原子半徑、電離能、電負性

共價鍵及其分類、鍵參數

常見分子構型

原子、分子、晶

分子結構與麗價層電子互斥理論

體結構與性質

雜化軌道理論

分子的性質

晶體結構的相關計算

晶體結構與典型晶體的結構模型

配合物與超分子

【高分技巧】

一、原子結構與性質

1.原子結構

(1)原子結構——核素的表示方法

質量數

ix，如1H-H/H,%C,唱0,2翁U等。

質子數

(2)微粒中“各數”間的定量關系

①原子或離子：質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)②原子：核電荷數=質子數=原子序數=核外電子數

③陰離子：核外電子數=質子數+離子電荷數④陽離子：核外電子數=質子數一離子電荷數

2.核外電子排布

(1)牢記基態(tài)原子核外電子排布的三規(guī)律

原子核外電子總是先占有能量最低的原子軌道，即

能量最低原理

1s—2s—2P一3s一3p—4s—3dt4P-5s—4d一5P一6s...

泡利原理每個原子軌道上最多只容納2個自旋狀態(tài)相反的電子

當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據一個軌

洪特規(guī)則

道，而且自旋狀態(tài)相同

(2)明確表示基態(tài)原子核外電子排布的四方法

表示方法舉例

電子排布式Cr：1s22s22P63s23P63d54sl

簡化表示式Cu：[Ar]3di°4sl

價電子排布式Fe：3d64s2

Is2s2P3s

電子排布圖(或軌道表示式)

Na：oo「中小Hrn

3.常見微粒的電子式

(1)離子

鈉離子鎂離子Cl-O2-S2-N3-

—2???3—

Na+Mg2+[?]歸廣[：s：]-：N：

+OH-222

NH4H3O+O2-s2-C2-

H+.1+....2一

H：N：HH：0：H［：0：H恒◎廣：s：s：

H-H-

(2)離子化合物的電子式

KO

CaO2CaF2NaOHNaH_

2

：r-：d：]V—

Ca2+[6：+2+0H+

KCa[:葉NaNaH：

NH

CaC2Na2。？FeS2NH4C15

H+

：：：H+.

2：L2+［ss］2"：：

Ca[:CUC]N；：0：0：卜a*FeHNH?H：N：H[H：1

L

I-HJ-HJL」

Mg3N2Na3NA12S3

3Na+

+M：],?]2—32_

2+rN=]3M2+|：N：|3—2+Na+:s：2-A產:s：

Mg[gMg：S：Al

Na+

(3)共價化合物(共價分子)的電子式及結構式

分子H0

C12O2N22

電子式：cj：ci：0：：0：N：：N：H：O：H

結構式ci—Cl0=0N=NH-O-H

分子

CH4co2H2O2HC10

H

O：：C：：0

電子式H：C：HH：O：O：HH：O：C1：

H

H

1

結構式H—C—Ho=c=oH—0—O—HH—0—Cl

1

H

分子

CC14BF3PC13PC15

?:..：cj：

：F：B：F：：C1：P：C1：：C1：p：cj：

電子式：C1：C：C1-

：F：：C1：

：C1：.cr

ClCl

1F—B—Fci—p—Cl1

結構式ci—c—Cl11ci-R^Cl

1FCl

Clcrci

二、分子結構與分子的性質

1.分子構型與價層電子對互斥理論

(1)中心原子價層電子對數=◎鍵電子對數+孤電子對數

中心原子的價電子數+闡位原子的化合價的總和|

中心原子的價層電子對數=

2

(2)價層電子對互斥理論判斷分子或離子的空間構型的具體思路

由價層電子對數)電子的排列方式—價層電子對互斥理論＞VSEPR模型―螃迪@_今分子或離子的空間結構

價層電電子對的VSEPR模型孤電子略去孤電子對的分子（或離子）的空

子對數排列方式及名稱對數空間結構間結構名稱

180?00=0=0直線形

2000直線形

100直線形

0平面三角形

r\i2o*。＜毛平面二角形

31V形

?*

2O0直線形

0耳正四面體形

109。28'

我0四面體形1極三角錐形

4

2QV形

3直線形

2.判斷中心原子雜化軌道類型的方法

（1）根據中心原子價層電子對數（雜化軌道數目）判斷：雜化軌道數==價層電子對數==◎鍵電子對數+孤電

子對數

價層電子對數雜化類型雜化軌道數目雜化軌道間夾角空間結構實例

43。

sp雜化410928'正四面體形CH4

2

3sp雜化3120°平面三角形BF3

2sp雜化2180°直線形BeCl2

（2）有多個中心原子時，則根據：“雜化軌道數=價層電子對數鍵電子對數十孤電子對數”來判斷

如：三聚氧胺分子的結構簡式如圖所示，分析氮原子、碳原子的雜化類型

jNH.,

雜化價層電◎鍵電孤電

N人N孤電子對數確定方法

人員類型子對數子對數子對數

H2NNNH2

①號氮原子sp3431氮原子最外層有5個電子，形成了3

②號氮原子sp2321對共用電子對，則有一對孤對電子

碳原子最外層4個電子，形成了4對

③號碳原子sp2330

共用電子對，所以碳上無孤對電子

（3）有機物分子中碳原子雜41類型的判斷方法

飽和碳原子均采取Sp3雜化；連接雙鍵的碳原子均采取Sp2雜化；連接三鍵的碳原子均采取SP雜化

3.健角大小的判斷方法

（1）中心原子的雜化方式不同且中心原子無孤對電子---看中心原子雜化方式：sp（180°）>sp2（120°）>

sp3（109°28,）

分子+

co2>cs2BF3>SO3CH4>NH4

雜化方式spsp2sp3

分子構型直線型平面三角形正四面體

鍵角180°120°109028z

（2）中心原子雜化方式相同且中心原子有孤對電子----看中心原子的孤電子對數

排斥力大小順序：孤電子對一孤電子對>孤電子對一成鍵電子對〉成鍵電子對一成鍵電子對，中心原子孤

電子對數越多，對成鍵電子對的排斥力越大，鍵角越小

分子CH4NH3H2O

雜化方式sp3sp3sp3

孤電子對數012

鍵角109°28,107018,104。30'

分子構型正四面體三角錐形V形

（3）中心原子不同，配位原子及中心原子孤電子對數相同且結構相似一看中心原子的電負性：中心原子

的電負性越大，成鍵電子對越靠近中心原子，成鍵電子對排斥力增大，鍵角增大

鍵角：NH3>PH3>ASH3；H2O>H2S>H2Se

（4）中心原子及孤電子對數相同，配位原子不同且結構相似——看配位原子的電負性：配位原子電負性越

大，成鍵電子對越偏離中心原子，成鍵電子對排斥力減小，鍵角越小

鍵角：NF3<NC13<NBr3；NF3<NH3；OF2<H2O

（5）單鍵、雙鍵、三鍵的影響

三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵一三鍵〉三鍵一雙鍵〉雙鍵一雙鍵〉雙鍵一單鍵〉單鍵一

單鍵

H\九石：乙烯分子中鍵角①（121.3。）>鍵角②（117.4。）

c-

HzXH原因是斥力大小：雙鍵—單鍵〉單鍵—單鍵

（6）配體體積對鍵角的影響：配體體積越大，電子云占據空間增大，對成鍵電子斥力增強，導致鍵角減少

鍵角：NH3>NH2OH>NH2（CH3）

3.分子的性質

（1）分子構型與分子極性的關系

分子構型與分子極性的關系判斷分子極性的常見方法

非極性分子①An型（單質）：非極性分子（。3除外）

t

單質一>正負電荷中心重合一結構對稱

tf②AB型：極性分子

雙原子分子多原子分子

11③ABn型:

化合物-*正負電荷中心不重合一結構不對稱

極性分子A上無孤對電子：非極性分子

A上有孤對電子：極性分子

(2)溶解性

①“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑，若存在氫鍵，則

溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好

②“相似相溶”還適用于分子結構的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小

(3)范德華力對物質性質的影響

①一般來說，組成和性質相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大，物質的熔沸點也就越高

如沸點：F2<Cl2<Br2<I2

②相對分子質量相同或相近時，分子的極性越大，范德華力也越大，物質的熔沸點也就越高

如沸點：N2<CO

③分子組成相同但結構不同的物質，分子的對稱性越強，范德華力越小，物質的熔沸點也就越低

如沸點：對二甲苯<間二甲苯〈鄰二甲苯

(4)氫鍵及其對物質性質的影響

①氫鍵的表示方法：X—H…Y—表示，式中X和丫表示F、0、N,“一”表示共價鍵，“…”表示氫鍵

②氫鍵的特征：具有一定的飽和性和方向性

③氫鍵的類型——可分為分子間氫鍵和分子內氫鍵

鄰羥基苯甲醛存在分子內氫鍵HF分子間存在分子間氫鍵

0QF—H…F—H

H1

④氫鍵對物質性質的影響

a.當形成分子間氫鍵時，物質的熔、沸點將升高：分子間有氫鍵的物質熔化或汽化時，除了要克服純粹的

分子間作用力外，還必須提高溫度、額外地提供一份能量來破壞分子間的氫鍵，所以這些物質的熔、沸點

比同系列氫化物的熔、沸點高，如：HF、H20,NH3沸點反常

b.當形成分子內氫鍵時，往往會降低分子間作用力，從而使使物質的熔、沸點降低，如：鄰羥基苯甲醛(熔

點：2℃,沸點：196.5。?和對羥基苯甲醛(熔點：115℃,沸點：250℃)

分子內氫鍵

鄰羥基苯甲醛對羥基苯甲醛

熔點：熔點：115t

沸點：196.5t沸點：250t

C.氫鍵也影響物質的溶解：在極性溶劑中，如果溶質分子和溶劑分子之間可以形成氫鍵，則物質的溶解度

H

I

增大，如：NH3極易溶于水，因NH3與H2O之間能形成氫鍵（H—個?…H—?）,且都是極性分子

HH

d.對物質密度的影響：氫鍵可使固體或液體的密度減小；使氣體物質的密度增大

e.氫鍵的存在使分子間因氫鍵而發(fā)生“締合”，形成“締合分子”：相當多的HzO分子、HF分子“締合”而形成

（叢0）“分子、（HF）.分子（“締合分子”）

（5）分子的手性一手性分子的判斷：判斷一種有機物是否具有手性異構體，關鍵是看其含有的碳原子是

否連有4個不同的原子或原子團，即有機物分子中是否存在手性碳原子，如：Ri—C—R3,氏、R2、

R3、也互不相同，含有手性碳原子，該有機物分子具有手性

（6）無機含氧酸分子的酸性

①對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強，如：HNO2<HNO3；

H2s03VH2sO4

②含氧酸的強度隨著分子中連接在中心原子上的非羥基氧的個數增大而增大，即：（H0）,“R0"中，n值越大,

酸性越強，如：H3Po4<H2so4<HC1C）4，H3PO4可寫成（HO”。，H2sO4可寫成（HO）2so2，HCIO4可寫成

（HO）C1O3,非羥基氧越多，酸性越強

5.配位化合物

（1）配位鍵

①概念：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價鍵。即：共用電子對由一個原子單方

向提供給另一原子共用所形成的共價鍵

②配位鍵的形成：成鍵原子一方能提供孤電子對，另一方能提供空軌道

③表示方法：配位鍵可以用A一B來表示，其中A是提供孤電子對的原子，B是接受孤電子對的原子

（2）配位化合物

①概念：金屬離子（或原子）與某些分子或離子（稱為配體）以配位鍵結合形成的化合物。如：[Cu（NH3）4]SO4

②形成條件

a.體有孤電子對，中性分子如H2O、NHs和C0等；離子如F-、Cl>CN-等，對于配體中兩端均有孤電

子對時，電負性小的原子為配位原子，如配體CO、CN-中的C為配位原子

b.中心原子有空軌道，如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等

③組成結構?以“[Cu(NH3)4]SC>4”為例

吠,配位原子（提供孤電子對）

中心原子、I配位體

（提供空軌道ZI/配僅件

[CU（NH3）4]SO4

內界配位數外界

三、晶體結構與性質

1.熟知典型的晶體結構模型

(1)常見分子晶體結構分析

晶體晶體結構結構分析

①每8個CO2分子構成1個立方體且在6個面的面心又各有1個CO2分子，

小每個晶胞中有4個CO2分子

干冰②每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個

4x44

t)③密度=------g-cm-3(a為晶胞邊長，取為阿伏加德羅常數的值)

NAxa3

0(1)面心立方最密堆積

白磷

(2)密度=4x1"244g2,imTiolim為晶胞邊長，以為阿伏加德羅常數)

NAxa3

?p4

(1)每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接

rVrVry(2)每個水分子實際擁有2個“氫鍵”

冰樸:卻

3(3)冰晶體和金剛石晶胞相似的原因：每個水分子與周圍

四個水分子形成氫鍵

(2)常見共價晶體結構分析

晶體晶體結構結構分析

①每個碳與相鄰4個碳以共價鍵結合，形成正四面體結構，鍵角均為109。28,

②金剛石晶胞的每個頂點和面心均有1個C原子，晶胞內部有4個C原子，

金H

每個金剛石晶胞中含有8xl+6x1+4=8個碳原子，最小的碳環(huán)為6元環(huán)，并

剛82

石且不在同一平面(實際為椅式結構)，碳原子為Sp3雜化

③每個碳原子被12個六元環(huán)共用，每個共價鍵被6個六元環(huán)共用，一個六元

硅原子半徑(r)與邊環(huán)實際擁有1個碳原子

晶長(a)的關系：2

體V3fl=8r?C原子數與CC鍵數之比為1：2,12g金剛石中有2mol共價鍵

8x"12

⑤密度=------g，cm-3(Q為晶胞邊長，WA為阿伏加德羅常數的值)

NAx爐

①Si02晶體中最小的環(huán)為12元環(huán)，即：每個12元環(huán)上有6個0,6個Si

②每個Si與4個0以共價鍵結合，形成正四面體結構，每個正四面體占有1

個Si,4個“10"，〃(Si)：〃(O)=l：2

CTIX/

2

8③每個原子被個十二元環(huán)共用，每個原子被個十二元環(huán)共用

SiO2Si1206

J④每個Si。2晶胞中含有8個Si原子，含有16個O原子

Cr

°Si?0

⑤硅原子與Si—0共價鍵之比為1：4,ImolSi02晶體中有4mol共價鍵

⑥密度=8x60gmol1(0為晶胞邊長，心為阿伏加德羅常數的值)

TVAX〃

①每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體結構

SiC

I/?八、4x40g?mo「/…八4x42gmol-1

②密度："(SiC)=--------2---------；p(BN)=---------2--------；

sTVAXq3TVAxQ3

BN

4x41orno1一i

2(A1N)=---------邑—(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數的值)

TVAX。3

AIN

③若Si與C最近距離為d,則邊長(a)與最近距離(d)的關系：JJa=4d

(3)常見金屬晶體結構分析——金屬晶體的四種堆積模型分析

體心立方堆積面心立方最密堆積六方最密堆積

堆積模型簡單立方堆積

(鉀型)(銅型)(鎂型)

iJp__n或胃!

晶胞

卜--尸J/3/

代表金屬PoNaKFeCuAgAuMgZnTi

配位數681212

晶胞內原子數目1242

原子半徑(尸)和晶a

y=一

胞邊長(。)的關系24，4

(4)典型離子晶體模型

晶體晶體結構結構分析

①一個NaCl晶胞中，有4個Na+,有4個C「

②在NaCl晶體中，每個Na+同時強烈吸引6個C「，形成正八面體形；每

：ZQ')

油z/

NaCl(hr個C1-同時強烈吸引6個Na+

產…7③在NaCl晶體中，Na+和C「的配位數分別為6、6

?Na+^OCl-

④在NaCl晶體中，每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有12個，

每個C「周圍與它最接近且距離相等的Cl-共有12個

⑤密度=”586但為晶胞邊長，腌為阿伏加德羅常數的值）

NAx爐

①一個CsQ晶胞中，有1個Cs+,有1個C「

②在CsCl晶體中，每個Cs+同時強烈吸引8個C「，即：Cs+的配位數為8,

每個C1同時強烈吸引8個Cs+,即：C「的配位數為8

Cs+

③在CsCl晶體中，每個Cs+周圍與它最接近且距離相等的Cs+共有6個，

CsCl—cr

11形成正八面體形，在CsCl晶體中，每個C1一周圍與它最接近且距離相等的

C「共有6個

④密度=1686g，mol?值為晶胞邊長，刈為阿伏加德羅常數的值）

NAXa3

①1個ZnS晶胞中，有4個S2一,有4個Z/+

IoS2-②Zn2+的配位數為4,S2-的配位數為4

ZnS?Zn2+

③密度=4*97gnol1年為晶胞邊長，取為阿伏加德羅常數的值）

J3

NAxa

①1個CaF2的晶胞中，有4個Ca2+,有8個片

co②CaF?晶體中，Ca2+和F-的配位數不同，Ca?+配位數是8,口的配位數是

?F-

2+

CaF2嶗OCa4

2

1③密度」*77g，mo1?g為晶胞邊長，名為阿伏加德羅常數的值）

7vAX〃

2.晶體結構的計算方法

（1）“均攤法”計算復雜型晶體中晶胞粒子數目及化學式

①長方體（正方體）晶胞中不同位置的粒子數的計算

②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定

晶體密度的計算公式推導過程

若1個晶胞中含有X個微粒，則晶胞的物質的量為：n=斯=mol

Nx

晶胞的質量為：m=n-M=g,則密度為：p=x

----?MmNAx-M

心V-/-N"

右圖為CsCl晶體的晶胞

假設相鄰的兩個Cs+的核間距為acm,NA為阿伏加德羅常數,CsCl的摩爾質量用Mg-molT表示，

則CsCl晶體的密度為p=——g-cm-3

。32VA

(3)金屬晶體空間利用率的計算方法

①空間利用率(〃)：指構成晶體的原子、離子或分子總體積在整個晶體空間中所占有的體積百分比

y球數萬

空間利用率=一正=------------X100%

嗑胞a

<1

［限時提升練

(建議用時：40分鐘)

考向01原子結構與性質

1.(2024?重慶?高考真題)某合金含Mg、Al、Si,Mn和Cu等元素。下列說法正確的是

A.Si的電負性大于AlB.Mn和Cu均為d區(qū)元素

C.Mg的第一電離能小于AlD.基態(tài)時，Mg原子和Mn原子的單電子數相等

2.（2024?河北?高考真題）侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR+YWs+XZz+WzZnQWXZs+YW4R,其中

W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是

A.原子半徑：W<X<YB.第一電離能：X<Y<Z

C.單質沸點：Z<R<QD.電負性：W<Q<R

3.（2024?上海?高考真題）下列關于氟元素的性質說法正確的是

A.原子半徑最小B.原子第一電離能最大

C.元素的電負性最強D.最高正化合價為+7

4.（2025?東北三省?聯考）放射性同位素泉Cs被廣泛應用于醫(yī)學影像診斷中，下列關于曹Cs的說法錯誤的

是

A.中子數為82B.價電子排布式為6sl

C.常溫下為銀白色固體D.二cs和堞cs互為同位素

5.（2025?遼寧?二模）下列化學用語使用正確的是

A.CO2,SO?、NO?的分子空間結構相同

C1

B.四氯化碳的電子式C1：W：C1

Cl

C.鄰羥基苯甲醛分子內氫鍵

D.基態(tài)B原子價電子軌道表示式皿111I

2s2p

6.（2025?吉林長春）下列化學用語表示正確的是

CH,CH,

A.2-丁烯的順式結構：C=C

HZ、H

B.基態(tài)Ga原子的簡化電子排布式為[Ar]4s24Pl

C.羥基（-OH）的電子式：：0：H

OH

D.J、OH名稱：1-甲基乙二醇

7.（2025?吉林通化）下列有關說法正確的是

A.不同原子中，2p、3p、4P能級的軌道數相等

B.同周期元素，從左到右，第一電離能依次增大

C.2P-2py、2Pz的能量不相等

D.排布圖回EDI”|||違反了泡利原理

Is2s2p

考向02分子結構與性質

8.（2025?遼寧沈陽?期中）下列事實不能用鍵能的數據解釋的是

A.CH,的沸點（-161.5C）低于SiH’的沸點（T119C）

B.N2的化學性質很穩(wěn)定

C.HI、HBr、HCLHF的穩(wěn)定性逐漸增強

D.金剛石的熔點大于晶體硅的熔點

9.（2025?遼寧點石聯考?期中）下列關于物質結構的敘述中，錯誤的個數為

①CH3coOH中碳原子的雜化類型有sp2和sp3兩種

②元素Ge位于周期表第四周期IVA族，核外電子排布式為[Ar]4s24P2,屬于p區(qū)元素

③非極性分子往往具有高度對稱性，如BF,CH4,H2O2>CO?這樣的分子

@Na2O>Na?。？中陰、陽離子個數比不同

⑤氨水中大部分NH,與HQ以氫鍵（用“…”表示）結合成NHs-H?。，根據氨水的性質可知NIVHzO的結構式

H

H

可寫為H—NH—OH-N…H-O

H4

HH

⑥HF晶體沸點高于HC1,是因為HC1共價鍵鍵能小于HF

A.3B.4C.5D.6

10.（2025?遼寧?期中）通過理論計算方法優(yōu)化了P和Q的分子結構，P和Q呈平面六元并環(huán)結構，原子

的連接方式如圖所示，下列說法錯誤的是

?N

A.P、Q均為非極性分子B.電負性：B<C<N

C.P和Q分子中，C、B和N雜化方式相同D.ImolP和ImolQ所含電子數目不相等

11.（2025?吉林長春?一模）一種藥物的重要中間體的合成方法如圖。下列說法正確的是

A.X和氫氣完全加成后的分子中有3個手性碳

B.X與稀硫酸反應只有一個官能團發(fā)生變化

C.丫分子中所有原子可能共面

D.丫分子中碳原