高考卷中對物質結構與性質選考題的考查不涉及元素推斷、知識點考查較為固定、難點為晶體結構及晶胞計算。全國卷Ⅰ常考知識點有：原子的電子排布式和軌道表示式的書寫、價電子排布、化學鍵類型、分子的空間構型、熔沸點比較，氫鍵、電負性、第一電離能的比較、典型晶體結構、晶胞的相關計算、晶格能的比較等。“物質結構與性質”考試内容具有“起點高、落點低”的特點.《物質結構與性質》模塊中平行的知識點居多，而且知識點之間比較孤立，即知識零碎，缺乏一定的系統性。鑒于此對于該模塊複習可運用下列方法：

（1）應用實物模型，進行對比複習。如應用各種形狀的分子模型複習分子的立體結構，利用晶體的結構模型複習晶體的結構。（2）對類似、平行的知識點進行歸納、對比複習。如對四種晶體類型的 複習，可以從維系晶體結構的作用力（包括化學鍵、分子間作用力）、微粒種類、空間構型等方面列表歸納、對比，找出各知識點間的相同點和不同點。（3）運用“構性”關系進行複習。《物質結構與性質》的主要知識點就是結構與性質，物質的結構決定物質的性質，物質的性質又體現物質的結構，在解題中可以通過已知物質的性質信息來推知物質的結構，從而确定物質的種類，甚至是結構式或化學式。

例25 （2016年高考新課标Ⅰ卷）鍺（Ge）是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛。回答下列問題：

（1）基态Ge原子的核外電子排布式為____________，有__________個未成對電子。

（2）Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構角度分析，原因是________________。

（3）比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規律及原因_____________________

（4）光催化還原CO₂制備CH₄反應中，帶狀納米Zn₂GeO₄是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是______________。

（5）Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為_______________________，微粒之間存在的作用力是_____________。

（6）晶胞有兩個基本要素：①原子坐标參數，表示晶胞内部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐标參數A為（0,0,0）；B為（1/2，0，·1/2）；C為（1/2，1/2，0）。則D原子的坐标參數為______。

②晶胞參數，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76 pm，其密度為__________g·cm^-3（列出計算式即可）。

疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵；（3）鍺元素的鹵化物在固态時都為分子晶體，分子之間通過微弱的分子間作用力結合。對于組成和結構相似的物質來說，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高。由于相對分子質量：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄，所以它們的熔沸點由低到高的順序是：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄；（4）光催化還原CO₂制備CH₄反應中，帶狀納米Zn₂GeO₄是該反應的良好催化劑。元素的非金屬性越強，其吸引電子的能力就越強，元素的電負性就越大。元素Zn、Ge、O的非金屬性強弱順序是：O＞Ge＞Zn，所以這三種元素的電負性由大至小的順序是O＞Ge＞Zn ；（5） Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為1個s軌道與3個p軌道進行的sp³

雜化；由于是同一元素的原子通過共用電子對結合，所以微粒之間存在的作用力是非極性共價鍵(或寫為共價鍵)；（6） ①根據各個原子的相對位置可知，D在各個方向的1/4處，所以其坐标是(1/4，1/4，1/4)；根據晶胞結構可知，在晶胞中含有的Ge原子數是8×1/8 6×1/2 4=8，所以晶胞的密度

答案：（1）3d¹⁰4s²4p² ；2（2）Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵；（3）GeCl₄、GeBr₄、GeI₄的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強。（4）O＞Ge＞Zn；（5）sp³ ；共價鍵；（6）(1/4，1/4，1/4)；②

例26 （2016年高考新課标Ⅱ卷）東晉《華陽國志•南中志》卷四中已有關于白銅的記載，雲南鎳白銅（銅鎳合金）聞名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題：

（1）鎳元素基态原子的電子排布式為_________，3d能級上的未成對的電子數為______。

（2）硫酸鎳溶于氨水形成SO₄藍色溶液。

①SO₄中陰離子的立體構型是_____。

②在² 中Ni² 與NH₃之間形成的化學鍵稱為______，提供孤電子對的成鍵原子是_____。

③氨的沸點 （填“高于”或“低于”）膦（PH₃），原因是______；氨是_____分子（填“極性”或“非極性”），中心原子的軌道雜化類型為_______。

（3）單質銅及鎳都是由______鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分别為：I_Cu=1959kJ/mol，I_Ni=1753kJ/mol，I_Cu>I_Ni的原因是______。

（4）某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。

①晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為_____。

②若合金的密度為d g/cm³，晶胞參數a=________nm。

間存在氫鍵，分子間作用力強，所以氨的沸點高于膦（PH₃）；根據價層電子對互斥理論，氨中心原子N的σ鍵電子對數等于3，孤電子對數為（5-3）÷2=1，則中心原子是sp³雜化，分子成三角錐形，正負電荷重心不重疊，氨是極性分子。（3）銅和鎳屬于金屬，則單質銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體；銅失去的是全充滿的3d¹⁰電子，鎳失去的是4s¹電子，所以I_Cu>I_Ni。（4）①根據均攤法計算，晶胞中銅原子個數為6×1/2=3，鎳原子的個數為8×1/8=1，則銅和鎳原子的數量比為3：1。②根據上述分析，該晶胞的組成為Cu₃Ni，若合金的密度為d g/cm³，根據ρ=m÷V，則晶胞參數a=

答案：（ 1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或 3d⁸4s² 2（2）①正四面體②配位鍵 N

③高于 NH₃分子間可形成氫鍵 極性 sp³（3）金屬 銅失去的是全充滿的3d¹⁰電子，鎳失去的是4s¹電子（4）①3:1②

【适應練習】

1.（2016年高考四川卷）M、R、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基态原子L層中p軌道電子數是s電子的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基态原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題：

（1）R基态原子的電子排布式是① ，X和Y中電負性較大的是 ② （填元素符号）。

（2）X的氫化物的沸點低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是___________。

（3）X與M形成的XM₃分子的空間構型是__________。

（4）M和R所形成的一種離子化合物R₂M晶體的晶胞如右圖所示，則圖中黑球代表的離子是_________（填離子符号）。

（5）在稀硫酸中，Z的最高價含氧酸的鉀鹽（橙色）氧化M的一種氫化物，Z被還原為 3價，該反應的化學方程式是____________。

2.（2016年高考新課标Ⅲ卷）砷化镓（GaAs）是優良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：

（1）寫出基态As原子的核外電子排布式________________________。

（2）根據元素周期律，原子半徑Ga_____________As，第一電離能Ga____________As。（填“大于”或“小于”）

（3）AsCl₃分子的立體構型為____________________，其中As的雜化軌道類型為_________。

（4）GaF₃的熔點高于1000℃，GaCl₃的熔點為77.9℃，其原因是_____________________。

（5）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm^-3，其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為________________,Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分别為M_Ga g·mol^-1 和M_As g·mol^-1，原子半徑分别為r_Ga pm和r_As pm，阿伏伽德羅常數值為N_A，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為____________________。

（2）H₂S的沸點低于H₂O的主要原因是水分子間形成氫鍵，使水的沸點升高。（3）SO₃中硫原子的價層電子對為3 （6-3×2）/2=3，沒有孤電子對，硫原子的雜化方式為sp²，該分子的空間構型為平面三角形（4）根據晶胞結構可以算出白球的個數為

，黑球的個數為8個，由于這種離子化合物的化學式為Na₂O，黑球代表的是Na 。（5）根據題意知重鉻酸鉀被還原為Cr³ ，則過氧化氫被氧化生成氧氣，利用化合價升降法配平，反應的化學方程式為：K₂Cr₂O₇ 3H₂O₂ 4H₂SO₄=== K₂SO₄ Cr₂(SO₄)₃ 3O₂↑ 7H₂O 。

答案：（1）①1s²2s²2p⁶3s¹或3s¹ ②Cl（2）H₂S分子間不存在氫鍵，H₂O分子間存在氫鍵（3）平面三角形（4）Na^＋（5）K₂Cr₂O₇ 3H₂O₂ 4H₂SO₄===K₂SO₄ Cr₂(SO₄)₃ 3O₂↑ 7H₂O

2.解析：（1）As的原子序數是33，則基态As原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³。

（2）同周期自左向右原子半徑逐漸減下，則原子半徑Ga大于As，由于As的4p軌道電子處于半充滿狀态，穩定性強，所以第一電離能Ga小于As。（3）AsCl₃分子的價層電子對數＝3＋

＝4，即含有一對孤對電子，所以立體構型為三角錐形，其中As的雜化軌道類型為sp³。（4）由于GaF₃是離子晶體，GaCl₃是分子晶體，所以離子晶體GaF₃的熔沸點高；（5）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρ g·cm^-3，其晶胞結構如圖所示，熔點很高，所以晶體的類型為原子晶體，其中Ga與As以共價鍵鍵合。根據晶胞結構可知晶胞中Ca和As的個數均是4個，所以晶胞的體積是

。二者的原子半徑分别為r_Ga pm和r_As pm，阿伏加德羅常數值為N_A，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為

。

答案：（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或3d¹⁰4s²4p³ (2) 大于 小于 （3）三角錐形 sp³（4）GaF₃是離子晶體，GaCl₃是分子晶體，離子晶體GaF₃的熔沸點高；（5）原子晶體；共價鍵

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