专题6 化学键 分子和晶体的结构与性质（专题讲解课）-【第一梯队】2026年高考化学二轮专题突破教用课件

该高中化学高考复习课件聚焦化学键、分子与晶体结构等核心考点，依据高考评价体系梳理离子键、共价键、VSEPR模型、晶胞计算等考查要求，通过近五年真题分析明确杂化轨道判断、分子极性分析、晶胞参数计算等高频考点权重，归纳三大类常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题典例+方法建模+素养提升”，如以2024福建N₈分子题为例，用“σ键数+孤电子对数”法判断杂化类型，培养科学思维；结合2024湖南Li₂CN₂晶胞题，通过均摊法和密度公式突破晶胞计算，落实科学探究与实践素养。特设易错点警示（如电子式书写、配位数计算），助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

专题六 化学键 分子和晶体的结构与性质 化 学 新高考适用 考点透析 目 录 考点1 化学键 考点2 分子结构与性质 考点3 晶体结构与性质 题型透析 题型1 杂化轨道类型和分子极性判断 题型2 键参数大小及物质熔、沸点高低的比较 微专题 晶胞结构分析与计算 目 录 考点1　化学键 1.化学键的分类   考点透析 目 录 注意    ①稀有气体分子中无化学键。 ②某物质中有阳离子,不一定有阴离子,如金属晶体。 ③仅由非金属元素形成的化合物可能含有离子键,如NH4Cl、NH4NO3等。金属元素和 非金属元素间也可能形成共价键,如AlCl3为共价化合物。 ④共价键成键规律:共价单键是σ键;1个共价双键中有1个σ键、1个π键;1个共价三键中 有1个σ键、2个π键。 ⑤O3中的O—O键为极性共价键。 目 录 (1)配位键:一方(A)提供孤电子对、另一方(B)提供空轨道接受孤电子对形成的共价键, 表示为A→B。(配位键属于共价键) (2)配合物的结构   2.配位键与配合物 目 录 注意    ①配位数是指中心原子(或中心离子)周围配位原子的数目。有些配合物中的配 位体不止一种,计算配位数时要将各种配位体都计入,如[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[Cr(H2O)5 Cl]Cl2中Co2+与Cr3+的配位数均为6。若配体中有多个原子提供孤电子对配位,则需乘上 相应的配位原子数,如[Cu(en)2]2+中,en代表H2NCH2CH2NH2(乙二胺),每个乙二胺分子提 供2个氮原子配位,则配位数为2×2=4。 ②配位体中两端均有孤电子对时,一般电负性小的原子为配位原子,如配位体CO中的C 为配位原子。 目 录 3.电子式书写易错点 目 录 二、大π键分析 1.大π键的基本概念与表示方法   目 录 2.大π键中电子数的确定方法 (1)电子式法:结合原子的电子式,分析原子在形成σ键后剩余的价电子,从而确定参与形 成大π键的电子数。以吡咯( )为例:   目 录 (2)化合价法:结合化学式,明确各原子的化合价,即为参与成键的价电子数,再明确原子 形成的σ键数目。大π键电子数=|化合价|-σ键数;各原子求和后就可以确定参与形成大π 键的电子总数。如以SO2为例确定大π键: 第1步,判断价态:  。 S的σ键数是2,参与形成大π键的电子数=4-2=2。 O的σ键数是1,参与形成大π键的电子数=2-1=1。 第2步,统计形成大π键的电子数。 SO2分子中参与形成大π键的电子总数为2+1×2=4,即形成的大π键表示为 。 注意    对于阴、阳离子,其参与形成大π键的电子数要相应加上或减去其所带电荷数。 目 录 3.常见分子或离子中的大π键 分子或离子 大π键 C6H6(苯)   CH2 CH—CH CH2   SO2、O3、N    SO3、N 、C 、BF3   ClO2   目 录 考点2　分子结构与性质 1.价层电子对互斥(VSEPR)模型 (1)中心原子价层电子对数的计算方法 ①公式法   注意    对于阳离子,a=中心原子价电子数-离子电荷数;对于阴离子,a=中心原子价电子 数+|离子电荷数|。 ②电子式或结构式法:写出电子式或结构式,观察σ键电子对数和中心原子上的孤电子 对数,两者相加即可。 目 录 目 录 中心原子价层电子对数 2 3 4 中心原子的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 中心原子σ键电子对数 2 3 2 4 3 2 中心原子孤电子对数 0 0 1 0 1 2 VSEPR模型名称 直线形 平面三角形 四面体形 分子或离子空间结构 直线形 平面三角形 V形 四面体形 三角锥形 V形 实例 CO2 C  SO2 CH4 NH3 H2O (2)分子(ABn型)、离子(A 型)的空间结构分析示例 注意    杂化轨道的数目=中心原子的价层电子对数。 目 录 2.分子间作用力 (1)范德华力:一般来说,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质 的熔、沸点越高;相对分子质量接近时,分子极性越强,范德华力越大。 (2)氢键 注意    ①一般情况下,分子的稳定性与共价键强弱有关,与范德华力或氢键无关。 ②X、Y的电负性越大,氢键越强。 目 录 3.分子的性质 (1)分子的手性 ①手性分子:具有手性异构体的分子。 ②手性碳原子(不对称碳原子):所连接的四个原子或原子团均不相同的碳原子。手性 碳原子一定是饱和碳原子。 注意    含有手性碳原子的分子不一定是手性分子,手性分子中也不一定含有手性碳原子。 目 录 (2)分子的极性 ①极性分子:正、负电中心不重合。如NH3、H2O、HCl。 ②非极性分子:正、负电中心重合。如H2、Cl2、BF3、CH4、CO2。 目 录 注意    键的极性对化学性质的影响 酸性强弱 理论解释 CF3COOH>CCl3COOH 电负性F>Cl,键的极性F—C>Cl—C,使得极性F3C—>Cl3C—,CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+ CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH 极性Cl3C—>Cl2HC—>ClH2C—,极性越强,羧基中的羟基的极性越大,越易电离出H+ HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基是推电子基团,烷基越长,推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,越难电离出H+ 目 录 (3)溶解性 ①“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。如卤素单质可溶于CCl4,乙醇、甲醛可溶于水。“相似相溶”也适用于分子结构 的相似性。如CH3CH2OH中的—OH与H2O中—OH相近,则CH3CH2OH能与水互溶,而 CH3CH2CH2CH2CH2OH中的—OH与H2O中—OH相似因素小得多,CH3CH2CH2CH2CH2 OH在水中的溶解度明显减小。 ②氢键:溶质与溶剂形成氢键时可以增强溶质的溶解性。 目 录 4.超分子 (1)超分子的重要特征:分子识别、自组装。 (2)超分子的应用 ①“杯酚”可用于分离C60和C70。 ②冠醚识别碱金属离子:冠醚能随环的大小不同而与不同的碱金属阳离子作用,将阳离 子以及对应的阴离子都带入有机溶剂中,因而成为有机反应中很好的催化剂。 目 录 晶体 晶胞结构 晶胞详解 共 价 晶 体     (1)每个C与相邻4个C以共价键结合,形成正四面体结构(sp3杂化) (2)最小碳环由6个C组成且不在同一平面内 (3)每个C参与4个C—C键的形成,C原子数与C—C键数之比为1∶2 SiO2   (1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si,4个“ O”,N(Si)∶N(O)=1∶2 (3)最小环上有12个原子,即6个O、6个Si 考点3　晶体结构与性质 1.典型晶体模型 目 录 分子 晶体 干冰   (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各有1个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 离子 晶体 NaCl型   (1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个(构成正八面体),每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Na+(Cl-)有12个 (2)每个晶胞中含4个Na+和4个Cl- 目 录 离 子 晶 体 CsCl型   (1)每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Cs+)有8个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个 (2)每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl- CaF2型   (1)每个Ca2+周围等距且紧邻的F-有8个,每个F-周围等距且紧邻的Ca2+有4个;每个Ca2+周围等距且紧邻的Ca2+有12个,每个F-周围等距且紧邻的F-有6个 (2)每个晶胞中有4个Ca2+、8个F- 目 录 2.过渡晶体和混合型晶体 (1)过渡晶体:大多数晶体是四类典型晶体的过渡态。对于离子晶体和共价晶体之间的 过渡,常依据离子键成分百分数进行适当区分,看偏向于哪种晶体。 注意    电负性的差值越大,离子键成分的百分数越大。例如,离子键成分的百分数:Na2 O>MgO>Al2O3。 (2)混合型晶体:以石墨为例,石墨晶体中既有共价键又有范德华力,同时还存在类似金 属键的作用力,这类晶体称为混合型晶体。 目 录 3.四种晶体的比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 实例 CO2、H2O 金刚石、SiO2 Na、Cu NaCl、CsCl 构成微粒 分子 原子 金属阳离子 和自由电子 阴、阳离子 微粒间作用力 分子间作用力(范德华力、氢键) 共价键 金属键 离子键 影响作用力 强弱的因素 相对分子质量、分子极性,氢键强度和数目 键长(原子半径) 离子半径、离子所带电荷数 离子半径、离子所带电荷数 导电性 不导电,酸溶于水导电 一般不导电,个别为半导体 导电 固体不导电,在水溶液中或熔融状态下导电 目 录 续表 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 溶解性 相似 相溶 不溶于水 不溶(活泼金属与水 反应) 多数易溶于水 熔、 沸点 较低 高 差别较大 较高 硬度 较小 大 一般较大 (部分较小) 较大 目 录 注意    构成离子晶体的离子未必都是单原子离子,如N 、吡啶阳离子等阳离子,苯甲 酸根离子等阴离子。随着阴、阳离子的体积增大,离子间的作用力减弱,有些由离子组 成的物质在常温下甚至是液体(如离子液体:由体积很大的阳离子和阴离子构成的,在 室温和接近室温时呈液态的盐类物质)。 目 录 题型透析 题型1　杂化轨道类型和分子极性判断 题型透析 典题导入 典题展示 典例1    (2024福建,6,4分)我国科学家预测了稳定的氮单质分子N8(结构如图)。设NA为 阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )     B     目 录 A.1.0 mol N8的σ键电子数为16NA B.1.0 mol N8的(价层)孤电子对数为7NA C.1.0 mol N8的sp2杂化N原子数为6NA D.112.0 g N8完全分解,产生的N2分子数为4NA 目 录 方法链接 结合方法5——根据结构式判断。根据N8结构及题给信息“所有原子共平面”可知环 中含有大π键,连接3个N原子的N原子采用sp2杂化,其上的孤电子对不参与杂化,参与形 成大π键。 目 录 解析　如图, ,结合N8分子中所有原子共平面,可以判断1~6号 N原子为sp2杂化,7~8号N原子为sp杂化。每2个相邻的N原子间有1个σ键,1个N8分子中 共有8个σ键,则1.0 mol N8的σ键电子数为16NA,A、C正确。N8分子中所有原子共面,则1 号N原子上的孤电子对参与形成大π键,2、3、4、5、6、8号N原子上均有1个孤电子 对,即1.0 mol N8的(价层)孤电子对数为6NA,B错误。N8完全分解产生N2的化学方程式为 N8  4N2,112.0 g N8的物质的量为1 mol,完全分解生成4 mol N2,D正确。 目 录 典例2    (2023重庆,10,3分)NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图 如下: 下列说法正确的是 ( ) A.NCl3和SiCl4均为极性分子     D     B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化 C.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同 D.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键 目 录 方法链接 A项参考分子极性判断方法中通过ABn型分子极性的经验规律判断。 B项可参考应用取代法。 C项根据NCl3和SiCl4的结构不同解答。 D项参考氢键的形成条件解答。 目 录 解析　A项,SiCl4中中心Si原子上无孤电子对,为非极性分子,错误。B项,NCl3可认为是 Cl取代了NH3中的H,N原子的价层电子对数均为4,均采用sp3杂化,错误。C项,由NCl3的 水解机理图可知,NCl3水解时H2O中的H原子与NCl3中N上的孤电子对结合,Cl原子与O —H中的O原子结合形成HClO,而SiCl4中Si上无孤电子对,故SiCl4的水解反应机理与 NCl3的不相同,错误。D项,NHCl2和NH3分子中均存在N—H键,均能与H2O形成氢键,正确。 目 录 方法突破 一、判断杂化轨道类型的方法 1.根据中心原子杂化轨道的空间结构判断 杂化轨道的空间结构 四面体形 平面三角形 直线形 中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp 2.根据杂化轨道之间的夹角判断 杂化轨道之间的夹角 109°28' 120° 180° 中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp 目 录 3.根据中心原子的价层电子对数判断[典例2] 价层电子对数 4 3 2 中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp 4.遇到有d轨道参与杂化的情况需根据价层电子对数判断[变式2] 如2021年山东卷16题(3)问 Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层 电子对数为_____,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_____(填标号)。 A.sp　 　B.sp2　 　C.sp3　 　D.sp3d 【解题方法】价层电子对数=σ键数+孤电子对数=杂化轨道数。Xe原子的价层电子对 数为2+3=5,则形成5个杂化轨道,看各选项把轨道数相加,等于5的一般正确;又因为杂化 轨道是由能量相近的原子轨道杂化得到的,则轨道的排列顺序为s、p、d。 目 录 5.根据结构式判断[典例1] 对于能够明确结构式的分子或离子,杂化轨道数n=中心原子的σ键数+中心原子上的孤 电子对数。   例如三聚氰胺分子(结构如图)中,环外氮原子形成3个σ键,用去基态氮原子5个价电子中的3个,余下1个孤电子对,n=4,则环外氮原子采用sp3杂化;环上氮原子形成2个σ键、1个π键,用去基态氮原子5个价电子中的3个,余下1个孤电子对,n=3,则环上氮原子采用sp2杂化。 注意    价层电子对数中的孤电子对数不包括形成π键的孤电子对。如  中,氮原子形成了3个σ键,还余下1个孤电子对,但由于孤电子对参与大π键的形成,故氮原子的杂化轨道数为3,采用sp2杂化。氮原子的三个sp2杂化轨道形成3个σ键,未参与杂化的p轨道与sp2杂化轨道垂直,与4个碳原子未参与杂化的p轨道形成 。 目 录 目 录 6.应用取代法判断[典例2] 以熟悉的分子为原型,用其他原子或原子团取代原型分子中的部分原子或原子团,得到 的新分子的中心原子与原型分子对应的中心原子的杂化轨道类型相同。如H2O中的O 采用sp3杂化,而H2O2可看作用1个—OH取代了H2O分子中的1个—H,故H2O2中的O也同 样采用sp3杂化。 目 录 7.根据等电子原理判断 化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键 类型等结构特征,这是等电子原理的基本观点。利用该原理可以通过熟悉的物质来判 断一些陌生物质的空间结构和中心原子的杂化方式。如S 与P 具有AX4通式,价电 子总数均为32,则中心原子S和P都采用sp3杂化,离子的空间结构都是四面体形。再如判 断CNO-的中心原子的杂化方式和空间结构时,CNO-相对陌生,但是它与CO2互为等电子 体,则问题迎刃而解。 目 录 二、分子极性判断方法[典例2,变式1] 1.通过共价键极性与分子极性的关系判断   注意    O3是由极性键构成的极性分子。 目 录 2.通过ABn型分子极性的经验规律判断 ①若中心原子无孤电子对,则该分子为非极性分子;有孤电子对,则为极性分子。如CH4 为非极性分子,NH3为极性分子 ②若中心原子A的化合价绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,否则为 极性分子,如SO2、PCl3为极性分子,SO3、PCl5为非极性分子。 目 录 变式训练 变式1　　分子极性判断方法　(2023河北,6,3分)下列说法正确的是 ( ) A.CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B.若AB2型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同 C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D.CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子     A     目 录 解析　A项,CH4中碳原子的价层电子对数为4,无孤电子对,故CH4的价层电子对互斥模 型和空间构型均为正四面体,正确。B项,SO2与H2O的空间构型均为V形,但是SO2中S原 子采用sp2杂化,H2O中O原子采用sp3杂化,错误。C项,范德华力没有方向性,错误。D项, CCl4中不含π键,错误。 目 录 变式2　　有d轨道参与的杂化　(2021全国甲,35节选)SiCl4可发生水解反应,机理如下:   含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂 化类型为___ (填标号)。 ② 目 录 解析　根据题给结构可知Si原子形成了5个共价键,则杂化轨道数为5,因为杂化轨道是 由能量相近的原子轨道进行杂化形成的,轨道的排列顺序为s、p、d,则选择②。 目 录 典题导入 题型2　键参数大小及物质熔、沸点高低的比较 典题展示 典例1    (2024江西,2,3分)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分 子说法正确的是 ( ) A.分子的极性:SiH4>NH3 B.键的极性:H—Cl>H—H C.键角:H2O>CH4 D.分子中三键的键长: >      B     目 录 方法链接 A项参考题型1中方法“通过ABn型分子极性的经验规律”判断。 C项参考键角大小比较,当中心原子杂化轨道类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。 D项参考同类型共价键键长的比较。 目 录 解析　SiH4是非极性分子,NH3是极性分子,分子的极性:SiH4<NH3,A错误;CH4和H2O的 中心原子都采用sp3杂化,但是H2O的中心原子上有孤电子对,孤电子对与成键电子对间 的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,则键角:H2O<CH4,C错误;原子半径:N< C,分子中三键的键长: < ,D错误。 目 录 典例2    (2024山东,4,2分)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是  ( ) A.金刚石(C)　　　　　　　　　　　B.单晶硅(Si) C.金刚砂(SiC)　　　　　D.氮化硼(BN,立方相)     B     目 录 方法链接 参考物质熔、沸点高低的比较方法,都为共价晶体,要比较原子半径大小,进而确定键长 大小,根据键长确定键能大小,再进行判断。 解析　题述四种物质均为共价晶体且成键结构相似,则键长越长,键能越小,晶体的熔点 越低,原子半径:Si>B>C>N,Si—Si键键长最长,单晶硅的熔点最低,故选B。 目 录 方法突破 一、键参数大小的比较方法 1.键长大小的比较[典例1D项,变式1D项]   注意特例    F—F键键长为141 pm,Cl—Cl键键长为198 pm,但F—F键键能为157 kJ·mol-1,而Cl—Cl键键能为242.7 kJ·mol-1,原因是F原子半径小,原子核间距离小,斥力大。 目 录 2.键角大小的比较[典例1C项] (1)不同杂化轨道类型的键角大小:sp>sp2>sp3。 (2) 目 录 (3)在同一分子中,多重键电子斥力大,键角大。例如乙烯分子中C—H键与C  C键之间 的键角>C—H键与C—H键之间的键角。 3.键能大小的比较 (1)共价键越稳定,键能越大。 (2)一般来说,键长越短,键能越大。 注意    N2中π键键能大于σ键键能。 目 录 二、物质熔、沸点高低的比较方法 1.不同类型晶体 熔、沸点高低一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体。不同金属晶体熔、沸点差别 较大。 目 录   2.同类型晶体[典例2、变式2A项] 目 录 变式训练 变式1　　键长大小的比较　(2024山东,9,2分)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物, 能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 ( )     C     A.图中  代表F原子 B.该化合物中存在过氧键 C.该化合物中I原子存在孤对电子 D.该化合物中所有碘氧键键长相等 目 录 解析　根据O、F原子的成键特点,O原子一般形成2个共价键,F原子一般形成1个共价 键,得出小灰球代表F原子,小白球代表O原子,则大黑球代表I原子,A错误;由题图及氧原 子的成键数可知,该化合物中存在碘氧双键、碘氧单键和碘氟单键,不存在过氧键,B错 误;I原子核外有7个价电子,由题图可知1个I原子形成1个碘氧双键、2个碘氧单键和1个 碘氟单键,故I原子上还有1对孤对电子,C正确;该化合物中碘氧双键与碘氧单键的键长 不相等,D错误。 目 录 变式2　　物质熔、沸点高低的比较方法　(2023河北,5,3分)在K-10蒙脱土催化下,微 波辐射可促进化合物X的重排反应,如下图所示: 下列说法错误的是 ( )     A     A.Y的熔点比Z的高 B.X可以发生水解反应 C.Y、Z均可与Br2发生取代反应 D. X、Y、Z互为同分异构体 目 录 解析　化合物Y中酚羟基与 处于邻位,可形成分子内氢键,化合物Z可形成 分子间氢键,则化合物Z的熔点比化合物Y的高,A错误。X分子中含有酯基,在酸性或碱 性条件下均能发生水解反应,B正确。Y、Z分子中均含有酚羟基,且酚羟基的邻位上均 有氢原子,则均可与Br2发生取代反应,C正确。X、Y、Z的分子式均为C12H10O2,但结构 不同,互为同分异构体,D正确。 目 录 微专题　晶胞结构分析与计算 典题导入 典题展示 典例1    (2024湖南,12,3分) Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+ C+N2  Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是 ( ) A.合成反应中,还原剂是LiH和C B.晶胞中含有的Li+个数为4 C.每个C 周围与它最近且距离相等的Li+有8个 D.C 为V形结构     D     目 录 方法链接 B项参考均摊法,面上的Li+同时被2个晶胞共用。 C项参考晶胞中微粒配位数的计算,以体心C 为参照。 目 录 解析　A项,根据题给反应知,Li → 、 →Li2 N2,则LiH、C作还原剂,正确;B项,根据 均摊法,Li2CN2晶胞中含有的Li+个数为8× =4,正确;C项,由题给晶胞结构可知,体心的C  与面上的8个Li+距离最近且相等,故每个C 周围与它最近且距离相等的Li+有8个, 正确;D项,C 的中心原子C原子的价层电子对数为2+ =2,孤电子对数为0,则 C 的空间结构为直线形(提示:利用等电子原理判断,CO2与C 互为等电子体,这样 解题比较快),错误。 目 录 典例2    (2024海南,19节选)锂电池是新型储能系统中的核心部件。 (6)Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中,一种取长方体 形晶胞(图1,长方体棱长为a、b、c),另一种取立方体形晶胞(图2,Cl居于立方体中心,立 方体棱长为d)。图中氢原子皆已隐去。 目 录 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子( Li)位置上存在缺位现象,锂离子的总缺 位率为_____;该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为____ 。 8 ②两种晶型的密度近似相等,则c=______ (以含a、b和d的代数式表达)。 目 录 方法链接 ①参考均摊法及晶胞中微粒配位数的计算。 ②参考晶体密度的计算。 目 录 解析    (6)①图2晶胞结构中Cl-位于立方体中心,个数为1;O位于顶点,个数为8× =1,则 “OH”为1个;Li+位于棱上,则1个该晶胞中所含Li+位置的数目应为12× =3,但由Li2 (OH)Cl,可得晶胞中含有的Li+个数应为2,则Li+的总缺位率为 = ;Li+不缺位的情况 下,晶胞中位于体心的Cl-与位于棱心的Li+距离最近,有12个,但Li+的缺位率为 ,则Cl-周 围紧邻的Li+平均数目为12× =8。②由①中分析可知,立方体晶胞中含有1个Li2(OH)Cl; 长方体晶胞中的Li2(OH)Cl的个数,可按照Cl-或O个数计算,则应有2个。设Li2(OH)Cl的 摩尔质量为M,由晶胞结构可知,长方体形晶体的密度为 ,立方体形晶体的密度  ,由两种晶型的密度近似相等可知,c= 。 目 录 方法突破 1.均摊法计算晶胞中粒子数目[典例1B项,典例2,变式1] (1)长方体(包括立方体)晶胞   目 录 (2)非长方体结构单元    目 录 注意    审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”,若是分子结构,其化学式 由图中所有实际存在的原子个数决定,且原子个数可以不互质(即原子个数比不约简)。 2.晶胞中微粒配位数的计算[典例1C项,典例2,变式2] 一个粒子周围最近且等距离的粒子的数目称为配位数,它反映了晶体中粒子排列的紧 密程度。 (1)晶体中原子(或分子)的配位数:若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或 分子)的配位数指的是与该原子(或分子)最近且等距离的原子(或分子)的数目,常见晶 胞的配位数如下: 目 录 堆积模型 简单立方堆积 面心立方堆积 体心立方堆积 晶胞 结构       配位数 6 12 8 目 录 (2)离子晶体的配位数:指一个离子周围最近且等距离的异电性离子的数目,如NaCl晶胞 (如图1)中Cl-的配位数为6,即每个Cl-周围最近且等距离的Na+有6个。对于简单的二元 离子化合物,离子数目之比与配位数之比成反比。NaCl中Na+与Cl-数目比为1∶1,则Na+ 的配位数也为6,即每个Na+周围最近且等距离的Cl-有6个。        又如CaF2晶胞(如图2)中Ca2+的配位数的确定方法: 目 录 ①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子,数出与该粒子周围最近且等距离的粒子 数。 如灰球(F-)的配位数在晶胞内可以直接看出,每个灰球周围最近且等距离的白球有4个, 所以灰球(F-)的配位数为4。 ②直接确定或推导指定粒子的配位数 方法一:如图2所示,以位于右侧面面心处的白球为例,与该白球最近且等距离的灰球有4 个,与该晶胞共面的右边一个晶胞中也有4个灰球与该白球最近且等距离,所以白球(Ca2+) 的配位数为8;方法二:灰球的数目是白球的2倍,所以白球(Ca2+)的配位数应该为灰球(F-) 配位数的2倍,即Ca2+的配位数为8。 目 录 3.晶体密度的计算[典例2,变式1] 根据晶胞的结构特点和有关数据,求算晶体的密度。对于立方晶胞,可建立如下求算途 径:   得关系式:ρ= (a表示晶胞边长,ρ表示密度,NA表示阿伏加德罗常数,N表示一个晶胞所含基本粒子或特定组合的数目,M表示摩尔质量)。注意单位换算:1 pm=10-10 cm=10-12 m,1 nm=10-7 cm=10-9 m。 目 录 4.判断原子分数坐标[变式2]   目 录 如下图,通过体心M点的三个面,在x轴上的截距是 ,在y轴上的截距是 ,在z轴上的截距 是 ,故M点的原子分数坐标是( , , )。   目 录 注意    金刚石晶胞中体内原子分数坐标:1/4或3/4。   目 录 5.原子间距的计算方法 已知立方晶胞的边长为a,原子半径为r,根据原子所在的位置关系计算原子间的距离。 (1)四种常见类型 晶胞示意图 原子间最短距离(d) 简单立方   d=2r=a,即晶胞边长 体心立方   d=2r= a,即体对角线长度 的一半 面心立方   d=2r= a,即面对角线长度的一半 目 录 晶胞示意图 原子间最短距离(d) 金刚石型   d=2r= a,即体对角线长度的  (2)在晶胞结构图中作出适当的辅助线,构建直角三角形(利用勾股定理)进行计算。 (3)根据截距法求出两原子的分数坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2),再按照公式d=  ×a进行计算。 目 录 6.常见晶胞结构模型图的坐标轴方向(俯视图)和体对角线方向投影图 (1)体心立方晶胞   俯视图:8个顶点投影在正方形4个顶点上,体心投影在正方形中心。 体对角线方向投影图(A→B):6个顶点投影在正六边形顶点上,另外2个顶点和体心重叠 在正六边形中心。 目 录 (2)面心立方晶胞   俯视图:8个顶点投影在正方形4个顶点上,前后左右4个面心投影在正方形4个边的中点, 上下2个面心投影在正方形中心。 体对角线方向投影图(A→B):6个顶点投影在大正六边形顶点上,6个面心投影在小正六 边形顶点上,另外2个顶点重叠在正六边形中心。 目 录 (3)金刚石晶胞   俯视图:8个顶点投影在正方形4个顶点上,前后左右4个面心投影在正方形4个边的中点, 上下2个面心投影在正方形中心,体内的4个投影在4个小正方形中心。 体对角线方向投影图(A→B):6个顶点投影在大正六边形顶点上,6个面心投影在小正六 边形顶点上,3个小立方体体心投影在小正六边形互不相邻的3个顶点上,另外2个顶点 和1个小体心重叠在正六边形中心。 目 录 目 录 变式训练 变式1　　晶体密度的求算　(2025八省联考西北卷,11)科研人员在高温高压条件下合 成了类金刚石结构的硼碳氮化合物,其晶胞结构如图所示,立方晶胞参数为a pm。NA是 阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( ) A.该化合物为共价晶体,硬度大 B.晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4     C     C.晶胞中C—C键与C—N键的数目比为2∶1 D.晶体的密度为  g·cm-3 目 录 解析　硼碳氮化合物的结构与金刚石类似,为共价晶体,硬度大,A正确;与B原子距离最 近且相等的B原子个数是4,B正确;结合题图,以体内的一个碳原子为研究对象,其形成 两个C—C键、两个C—N键,则晶胞中C—C键与C—N键数目比为1∶1,C错误;由题图 可知,N原子位于顶点和面心,C原子位于面心和晶胞内部,B原子位于晶胞内部,则N(N)= 8× +2× =2,N(C)=4× +2=4,N(B)=2,ρ= =  g·cm-3=  g· cm-3,D正确。 目 录 变式2　　晶胞中微粒配位数的计算、判断原子分数坐标　(2025广西一模,15节选)广 西是全国锡矿资源最丰富的地区之一,保有储量全国第一。 (5)灰锡是Sn的常见同素异形体,其晶胞结构如图所示。灰锡中每个Sn原子周围与它最 近且距离相等的Sn原子有__个。A原子的分数坐标为(0,0,0)、C原子的分数坐标为(1, , 4  ),则B原子的分数坐标为_____________。 ( , , ) 目 录 解析    (5)灰锡中每个Sn原子以单键形式与其他4个Sn原子相连构成正四面体,灰锡中 每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有4个;由晶胞图及A原子的分数坐标为 (0,0,0),C原子的分数坐标为(1, , ),可得B原子的分数坐标为( , , )。 目 录 $