内容正文:
专题01 物质结构与性质
考点01 原子结构模型
▎必记点
1. 原子结构模型的演变(按时间顺序)
模型名称
提出者
时期
依据
近代原子学说
道尔顿
19 世纪初
元素化合时的质量比
葡萄干面包模型
汤姆生
1904
发现电子
核式原子模型
卢瑟福
1911
α 粒子散射实验
轨道原子模型
玻尔
1913
氢原子光谱
量子力学模型
—
现代
现代物质结构理论
2. 描述电子运动状态的四要素
要素
内容
说明
电子层
K、L、M、N、O、P、Q
共 7 层,能量由低到高
电子亚层
s、p、d、f
同层中不同的能级
原子轨道
s「1」、p「3」、d「5」、f「7」
电子云的伸展方向
电子自旋
「↑」「↓」
两种相反方向
3. 电子层 / 亚层 / 容纳电子数对应关系
电子层
符号
亚层类型
轨道总数
最多容纳电子数
1
K
s
1
2
2
L
s、p
1+3=4
8
3
M
s、p、d
1+3+5=9
18
4
N
s、p、d、f
1+3+5+7=16
32
n
—
—
n²
「2n²」
· 每个原子轨道最多容纳 2 个电子(自旋相反)
· 每个亚层容纳:s=2、p=6、d=10、f=14
⚠️ 易错点
· 「电子亚层」≠「电子层」
· 第 n 层亚层数 = n(K 只有 s;L 有 s、p;M 有 s、p、d…)
· 容纳数公式「2n²」仅适用于「能容纳的最大数」,实际排布需遵循能级顺序
💡 一句话速记:层序 KLMN,亚层 spdf;轨道奇数增 1/3/5/7,容纳倍增 2/6/10/14;每层最多 2n²。
考点02 原子核外电子排布
▎必记点
1. 三大排布原理
原理
内容
关键
能量最低原理
电子优先占有能量低的轨道
整个原子能量最低
泡利原理
1 个原子轨道最多容纳 2 个电子
且自旋方向相反
洪特规则
等能量轨道上电子先单独占据,自旋同向
“先单后双、同向占据”
· 洪特特例(更稳定结构):
1. 全空:p⁰、d⁰、f⁰
1. 半满:p³、d⁵、f⁷
1. 全满:p⁶、d¹⁰、f¹⁴
· 经典反常:Cr([Ar]3d⁵4s¹)、Cu([Ar]3d¹⁰4s¹)
2. 六种核外电子排布表示方法对比
名称
含义
实例
原子(核素)符号
左下质子数、左上质量数
⁴⁰₁₉K
电子式
"·“或”×"表示最外层电子
结构示意图
各能层电子总数画在核外
Na:2、8、1
电子排布式
数字标注每个能级的电子数
K:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹
简化电子排布式
用稀有气体符号代替内层
K:[Ar]4s¹
价电子排布式
仅写价层电子
Al:3s²3p¹
电子排布图
方框 + 箭头表示轨道与电子
Al:
3. 能级填充顺序(关键)
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s
· 注意「4s 先于 3d」(能级交错)
⚠️ 易错点
· 电子先填 4s 再填 3d,但失去电子时先失 4s(如 Fe → Fe²⁺ 失 4s²)
· 半满 / 全满更稳定 → Cr、Cu 的反常排布是高频考点
· 电子排布图必须画全所有箭头,不可遗漏空轨道
💡 一句话速记:能量最低 + 泡利反向 + 洪特同向;半满全满稳过头;先填 4s、先失 4s。
考点03 核外电子排布与元素周期表
▎必记点
1. 周期的划分与各周期特点
周期
增加的能级
元素种类
起始 → 终止排布
一
1s
2
1s¹ → 1s²
二
2s、2p
8
2s¹ → 2s²2p⁶
三
3s、3p
8
3s¹ → 3s²3p⁶
四
4s、3d、4p
18
4s¹ → 4s²4p⁶
五
5s、4d、5p
18
5s¹ → 5s²5p⁶
六
6s、4f、5d、6p
32
6s¹ → 6s²6p⁶
七
7s、5f、6d、7p
32
7s¹ → 7s²7p⁶
2. 主族元素价电子排布规律
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0族
价电子
ns¹
ns²
ns²np¹
ns²np²
ns²np³
ns²np⁴
ns²np⁵
ns²np⁶(He:1s²)
· 主族族序数 = 最外层电子数 = 价电子数
3. 副族与第Ⅷ族价电子排布
族
ⅢB
ⅣB~ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
价电子构型
(n-1)d¹ns²
(n-1)d²~⁵ns²
(n-1)d⁶~⁸ns²
(n-1)d¹⁰ns¹
(n-1)d¹⁰ns²
4. 最高正价与族序数关系
族
最高正价
备注
ⅢB~ⅦB
= 族序数
可失去 ns + (n-1)d 全部电子
Ⅷ
一般 < 8
仅 Ru、Os 表现 +8 价
ⅠB
< 族序数
如 Cu 可显 +1、+2
ⅡB
= 族序数
只失 ns²
⚠️ 易错点
· 副族族序数 ≠ 最外层电子数(要看 d+s 总和)
· Fe 的价电子排布式:3d⁶4s²(不是 4s²3d⁶)
· ⅠB(Cu、Ag、Au)最高正价 > 族序数(如 Cu²⁺)
· O 无 +6 价,F 无正价
💡 一句话速记:主族数=价电子数;副族数=d+s 电子和;4s 先排、4s 先失;ⅠB 例外、Ⅷ 族特殊。
考点04 原子结构与元素性质
▎必记点
1. 原子半径递变规律
影响因素
同周期(左→右)
同主族(上→下)
核电荷数
增大 → 半径减小
增大
电子层数
不变
增多 → 半径增大
结果
半径减小
半径增大
2. 微粒半径比较规则
比较类型
规律
实例
同周期(0族除外)
原子/离子半径自左到右减小
Na > Mg > Al
同主族
原子/离子半径自上而下增大
Li < Na < K;Li⁺ < Na⁺ < K⁺
同元素
阳离子 < 原子 < 阴离子
H⁺ < H < H⁻
电子层结构相同
核电荷数越大、半径越小
Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻
既不同周期又不同主族
找参照物(同周期或同主族)
F<Cl<Na 或 F<Li<Na
3. 电离能(I)
项目
内容
定义
气态原子失去一个电子所需的能量
同周期递变
从左到右总体增大,稀有气体最大
同主族递变
从上到下逐渐减小
反常
ⅡA > ⅢA(如 Be>B,Mg>Al);ⅤA > ⅥA(如 N>O,P>S)
应用 1
判断金属性:I₁越小,金属性越强
应用 2
判断化合价:若 Iₙ₊₁ ≫ Iₙ,则常见化合价为 +n
4. 电负性(χ)
项目
内容
定义
原子吸引电子的能力
同周期递变
从左到右逐渐增大
同主族递变
从上到下逐渐减小
应用 1
判断金属/非金属性:金属电负性通常 < 1.8
应用 2
判断价态:电负性大者显负价
应用 3
判断化学键:差值 >1.7 → 离子键;<1.7 → 共价键
5. 主族元素周期性变化规律总表
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
核电荷数
增大
增大
电子层数
相同
增多
原子半径
减小
增大
最高正价
+1 → +7(O、F 除外)
相同
负价
=−(8−族序数)
相同
金属性
减弱
增强
非金属性
增强
减弱
第一电离能
总体增大
减小
电负性
增大
减小
阳离子氧化性
增强
减弱
阴离子还原性
减弱
增强
氢化物稳定性
增强
减弱
最高价氧化物对应水化物
碱性减弱、酸性增强
碱性增强、酸性减弱
⚠️ 易错点
· 稀有气体不参与原子半径比较(其测定依据不同)
· 第一电离能反常源于「半满稳定」(ⅡA、ⅤA)
· 电负性差 1.7 是经验值,并非绝对界限
· O 元素无正价,F 元素无正价
· 比较半径时记口诀:“层数多则大、同层核多则小、同核电子多则大”
💡 一句话速记:周期增减相反、主族同向变化;半满全满电离反常;电负差 1.7 分键型;金属电负 < 1.8。
考点05 共价键模型
▎必记点
1. 共价键的两大特征
特征
含义
决定
存在情况
饱和性
每个原子形成的共价键总数一定
分子组成
所有共价键都有
方向性
沿电子云重叠最大方向形成
分子空间结构
s-s 型无方向性
· 形成条件:电负性相同或差值 < 1.7 的非金属原子之间
2. σ 键与 π 键对比
项目
σ 键
π 键
重叠方式
“头碰头”
“肩并肩”
形成轨道
s-s、s-p、p-p
p-p
对称性
轴对称
镜面对称
能否旋转
可绕轴旋转
不能旋转
稳定性
较稳定,不易断裂
较弱,易断裂
存在
所有共价键中都有
只存在于双键、三键中
3. 单 / 双 / 三键的σ、π 组成
键类型
σ 键数
π 键数
共价单键
1
0
共价双键
1
1
共价三键
1
2
4. 极性键 vs 非极性键
项目
非极性键
极性键
成键原子
同种元素
不同种元素
电子对位置
不偏移
偏向电负性大的一方
原子电性
不显电性
显电性(δ⁺、δ⁻)
举例
H₂、Cl₂、Na₂O₂、H₂O₂ 中 O-O
HCl、H₂O、酸根、OH⁻
5. 键参数
参数
含义
影响
键能
气态分子中 1 mol 化学键解离成气态原子吸收的能量
键能↑ → 键越稳定 → 分子越稳定
键长
两成键原子的核间距
键长↓ → 键能↑ → 键越稳定
键角
两相邻共价键的夹角
决定分子空间结构
· 关系链:原子半径↓ → 键长↓ → 键能↑ → 越稳定
⚠️ 易错点
· Na₂O₂、H₂O₂ 中含非极性键(O-O)
· σ 键可单独存在,π 键必伴 σ 键
· 含极性键的分子不一定是极性分子(如 CO₂、CH₄)
· 键能比较口诀:键能看键长、键长看半径
💡 一句话速记:单σ双π三两π;σ稳π弱,σ可转π不可转;键能看键长、键长看半径。
考点06 共价键与分子结构(杂化轨道 + VSEPR)
▎必记点
1. 杂化轨道核心公式
杂化轨道数=价层电子对数=σ键电子对数+中心原子孤对电子数杂化轨道数=价层电子对数=σ键电子对数+中心原子孤对电子数
2. 三种基本杂化类型
杂化类型
轨道组成
杂化轨道数
夹角
空间结构
实例
sp
1 个 s + 1 个 p
2
180°
直线形
BeCl₂、CO₂、C₂H₂
sp²
1 个 s + 2 个 p
3
120°
平面三角形
BF₃、C₂H₄
sp³
1 个 s + 3 个 p
4
109°28′
正四面体形
CH₄、NH₄⁺
3. 孤电子对计算公式
f=a−xb2f=2a−xb
符号
含义
a
中心原子价电子数(阳离子需 −电荷;阴离子需 +
x
与中心原子结合的原子数
b
与中心原子结合的原子接受电子数(H=1;其他=8−价电子数)
4. VSEPR 模型空间构型表
价层电子对数
成键对
孤对
电子对构型(VSEPR)
分子构型
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO₂、BeCl₂
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF₃、CO₃²⁻
3
2
1
平面三角形
V 形
SO₂、SnBr₂
4
4
0
正四面体形
正四面体形
CH₄、CCl₄、NH₄⁺
4
3
1
正四面体形
三角锥形
NH₃、NF₃
4
2
2
正四面体形
V 形
H₂O、H₂S
5. 常见物质杂化方式与空间构型
分子/离子
价层电子对数
杂化类型
空间构型
CO₂
2
sp
直线形
BeCl₂
2
sp
直线形
BF₃
3
sp²
平面三角形
SO₃
3
sp²
平面三角形
CO₃²⁻
3
sp²
平面三角形
H₂O
4
sp³
V 形
NH₃
4
sp³
三角锥形
CH₄
4
sp³
正四面体形
NH₄⁺
4
sp³
正四面体形
PCl₃
4
sp³
三角锥形
6. 有机物碳原子杂化判断口诀
碳的类型
杂化方式
饱和碳(单键)
sp³
碳碳双键 C=C
sp²
碳碳三键 C≡C
sp
⚠️ 易错点
· H₂O 是 sp³ 杂化,但空间构型是 V 形 不是四面体(孤对挤压)
· VSEPR 模型 ≠ 分子构型(前者含孤对位置,后者只看原子)
· sp² 留 1 个 p 轨道形成 π 键;sp 留 2 个 p 形成 2 个 π 键
· 计算 a 时阴阳离子电荷符号易错(阳离子减、阴离子加)
💡 一句话速记:杂化数 = σ键 + 孤对;2sp、3sp²、4sp³;饱和 sp³、双键 sp²、三键 sp。
考点07 分子空间结构与分子性质
▎必记点
1. 手性分子
概念
内容
手性分子
与镜像不能叠合的分子
手性异构体
互为镜像、不可重合的一对分子
手性碳
连接 4 个不同原子或基团的碳,记为「*C」
· 判断方法:观察碳原子是否连有 4 个完全不同的基团
· 应用:手性药物、手性催化剂、生命体绝大多数有机分子为手性
2. 分子的极性
类型
定义
极性分子
正负电荷中心不重合(如 H₂O、HCl、NH₃)
非极性分子
正负电荷中心重合(如 H₂、CO₂、CH₄)
3. AB_n 型分子极性判断(重要技巧)
化合价法:
条件
类型
中心原子 A 的化合价绝对值 = 主族序数
非极性分子
中心原子 A 的化合价绝对值 ≠ 主族序数
极性分子
分子
中心原子族
化合价
类型
CO₂
ⅣA
+4 → |+4|=4 ✅
非极性
BF₃
ⅢA
+3 → |+3|=3 ✅
非极性
CH₄
ⅣA
+4 ✅
非极性
H₂O
ⅥA
+1(H 的角度)
极性
NH₃
ⅤA
−3 → |−3|=3 ≠5
极性
SO₂
ⅥA
+4 ≠ 6
极性
4. 键的极性对羧酸酸性的影响
因素
对酸性影响
羧基中 —OH 极性越大
越易电离 H⁺ → 酸性越强
相邻共价键极性大(吸电子基团)
传导效应使羟基极性增大 → 酸性增强
烃基(推电子基)越长
削弱羟基极性 → 酸性减弱
⚠️ 易错点
· 含极性键的分子不一定是极性分子(如 CO₂、CH₄、BF₃)
· 同核双原子分子都是非极性(O₂、N₂、H₂)
· 手性碳必须连 4 个完全不同的原子或基团,缺一不可
· 含羟基(−OH)的有机物分子不一定显酸性
💡 一句话速记:键有极性 ≠ 分子有极性;看对称、看抵消;4 不同 = 手性碳;推电子降酸、吸电子升酸。
考点08 离子键、配位键与金属键
▎必记点
1. 四种化学键综合对比
项目
离子键
共价键(非极性 / 极性)
配位键
金属键
成键本质
阴阳离子间的静电相互作用
原子间共用电子对
一方提供电子对、另一方提供空轨道
金属阳离子与自由电子的强烈相互作用
电子对来源
无(电子转移)
双方各提供 1 个电子
单方提供
自由电子海
成键规律
活泼金属 + 活泼非金属
非金属原子间
一方有孤对、一方有空轨道
金属单质或合金
形成物质
离子化合物
共价化合物 / 非金属单质
配合物(如 [Cu(NH₃)₄]²⁺)
金属单质和合金
形成晶体
离子晶体
分子晶体 / 共价晶体
—
金属晶体
强弱衡量
晶格能
键能 / 键长
键能
原子化热
强弱决定因素
离子电荷↑、半径↓ → 离子键越强
键长↓ → 键能↑、越牢固
—
阳离子电荷↑、半径↓ → 金属键越强
方向性
无
有
有
无
饱和性
无
有
有
无
2. 离子键 vs 共价键判断技巧
判断方法
结论
电负性差 > 1.7
形成离子键
电负性差 < 1.7
形成共价键
含活泼金属阳离子(如 Na⁺、K⁺、Ca²⁺、NH₄⁺)
一般为离子化合物
全部由非金属元素组成
一般为共价化合物(NH₄Cl 例外,含离子键)
3. 配位键的形成条件
· 一方原子(或离子)必须有孤对电子(电子对给予体)
· 另一方原子(或离子)必须有空轨道(电子对接受体)
· 典型例子:H₃O⁺、NH₄⁺、[Cu(NH₃)₄]²⁺、[Fe(SCN)]²⁺
⚠️ 易错点
· 配位键仍属于共价键,只是电子对来源不同
· 离子键没有方向性、没有饱和性(库仑力均匀作用)
· 含金属元素不一定是离子化合物(如 AlCl₃、BeCl₂ 是共价化合物)
· 离子晶体晶格能越大 → 熔点越高 → 化合物越稳定
· 金属键无方向性是金属可延展、可塑造的根本原因
💡 一句话速记:四键四源——离子靠静电、共价共电子、配位单方给、金属电子海;电负差 1.7 是分界线。
考点09 分子间作用力与物质性质
▎必记点
1. 范德华力 vs 氢键对比
项目
范德华力
氢键
本质
分子间普遍存在的弱作用力
H 与 F、O、N 之间的特殊作用
能量级
比化学键小 1~2 个数量级
介于化学键与范德华力之间
类别归属
分子间作用力
分子间作用力(不是化学键)
方向性
无
有
饱和性
无
有
形成条件
任何分子间
H 与「F、O、N」之间
表示
—
X—H…Y(X、Y 为 F/O/N)
2. 范德华力对物质性质的影响
情景
规律
实例
组成结构相似
相对分子质量↑ → 范德华力↑ → 沸点↑
F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂
相对分子质量相近
分子极性越大 → 范德华力↑ → 沸点↑
N₂ < CO
同分异构体
对称性越强 → 范德华力↓ → 沸点↓
对二甲苯 < 间二甲苯 < 邻二甲苯
3. 氢键的分类与影响
类型
含义
实例
分子间氢键
两个分子之间形成的氢键
HF…HF、H₂O…H₂O、NH₃…NH₃
分子内氢键
同一分子内形成的氢键
邻羟基苯甲醛
影响对象
分子间氢键
分子内氢键
熔沸点
升高(HF、H₂O、NH₃ 沸点反常)
降低(邻羟基苯甲醛 < 对羟基苯甲醛)
溶解度
与溶剂形成氢键 → 溶解度增大(NH₃ 极易溶于水)
—
密度
固/液密度减小(如冰);气体密度增大
—
缔合现象
形成 (H₂O)ₙ、(HF)ₙ 缔合分子
—
⚠️ 易错点
· 氢键不是化学键,仍属分子间作用力
· 只有 F、O、N 三种元素的 H 化合物才能形成氢键
· 冰浮于水:氢键导致水结冰时体积膨胀、密度减小
· 范德华力仅适用于相似结构之间的比较(CH₄ 和 NaCl 无法比)
· HF、H₂O、NH₃ 的沸点反常高,根源是「分子间氢键」
💡 一句话速记:FON 才有氢键;分子间氢键升沸点、分子内氢键降沸点;范德华看分子量,氢键看反常。
考点10 晶体的认识
▎必记点
1. 晶体与非晶体本质差异
项目
晶体
非晶体
自范性
有(自发呈现多面体外形)
无
微观结构
原子三维空间周期性有序排列
原子排列相对无序
熔点
固定
不固定
各向异性
有(不同方向性质不同)
无
实例
NaCl、金刚石、冰
玻璃、塑料、橡胶、沥青
2. 晶体的三大特性
· ① 自范性:晶体能自发地呈现多面体外形
· ② 各向异性:不同方向上物理性质不同
· ③ 固定熔点:晶体熔化时温度保持恒定
3. 晶胞
项目
内容
概念
描述晶体结构的基本单元
形状
一般是平行六面体
与晶体关系
晶体由数量巨大的晶胞「无隙并置」而成
无隙
相邻晶胞之间无任何间隙
并置
所有晶胞平行排列、取向相同
一致性
所有晶胞的形状、内部粒子种类、个数、排列完全相同
4. 均摊法计算晶胞中粒子数
原则:晶胞任一位置的粒子如果被 n 个晶胞共有,则每个晶胞分得 1/n。
位置
长方体晶胞
六棱柱晶胞
顶点
1/8
顶点:1/6;六棱柱顶角:1/12
棱上
1/4
1/3 或 1/2
面上
1/2
1/2
体心
1
1
⚠️ 易错点
· 六棱柱晶胞顶点贡献是 1/6 或 1/12,不是 1/8
· 玻璃、橡胶、塑料、沥青属非晶体(无固定熔点)
· 晶胞之间「无隙并置」,不能有缝隙也不能错位
· 晶体的各向异性是判断晶体与非晶体的重要依据
💡 一句话速记:晶体三特性——自范、各向异、定熔点;均摊法分顶棱面体;六棱柱顶点 1/6 不是 1/8。
考点11 典型晶体的结构
▎必记点
1. 四种晶体综合对比
项目
分子晶体
离子晶体
金属晶体
共价(原子)晶体
构成微粒
分子
阴、阳离子
金属阳离子 + 自由电子
原子
微粒间作用力
范德华力(少数有氢键)
离子键
金属键
共价键
熔沸点
较低
较高
一般较高
很高
硬度
小
略硬而脆
一般较大(可延展)
很大
溶解性
“相似相溶”
多数溶于水
不溶(部分与水反应)
不溶
机械加工性
不良
不良
良好
不良
固态导电
不导电
不导电
导电
不导电
液态导电
不导电
导电
导电
不导电
水溶液导电
部分溶解后导电
溶解后导电
—
不导电
典型代表
CO₂、I₂、冰、H₂O
NaCl、KCl、CaCl₂
Na、Cu、Al、Fe
金刚石、SiO₂、SiC
2. 作用力大小规律
晶体
影响作用力大小的因素
分子晶体
组成结构相似时,相对分子质量越大 → 范德华力越大
离子晶体
离子电荷数越多、半径越小 → 离子键越强
金属晶体
金属原子价电子数越多、半径越小 → 金属键越强
共价晶体
共价键键长越短(原子半径小)→ 共价键越稳定
3. 物质类别判断
物质
晶体类型
说明
干冰(CO₂)、冰、I₂
分子晶体
范德华力作用
NaCl、KNO₃、CaCO₃
离子晶体
阴阳离子组成
Cu、Fe、Al、合金
金属晶体
金属键
金刚石、SiO₂、SiC、晶体硅
共价晶体
原子间共价键
石墨
混合型晶体
同层共价、层间范德华、电子离域
⚠️ 易错点
· SiO₂、SiC、晶体硅、金刚石属共价晶体,不是分子晶体(虽含 "氧化物"二字)
· 干冰、冰、I₂ 属分子晶体,熔点低
· 石墨是过渡晶体(兼有共价、分子、金属性质)
· 离子晶体「固态不导电、熔融状态或溶液中导电」(自由离子)
· 共价晶体熔点最高、硬度最大(金刚石)
· 金属晶体可延展是因「金属键无方向性」
💡 一句话速记:分子软低、离子硬脆、金属能导、共价坚硬;石墨特殊兼三性。
考点12 晶体计算
▎必记点
1. 五种典型晶胞的几何关系
晶胞类型
关系式
晶胞内原子数
空间利用率
简单立方
a = 2r
1
52%
体心立方
4r = √3 a
2
68%
面心立方
4r = √2 a
4
74%
六方最密
a = 2r,h 由几何决定
2(在六棱柱晶胞中)
74%
金刚石型
8r = √3 a(体对角线 = 4 直径 = 8r)
8
34%
2. CaF₂ 型晶胞(与金刚石类似)
关系
内容
晶胞参数
a
半径关系
4(r₊ + r₋) = √3 a
3. 晶体密度公式(核心)
ρ=n⋅MNA⋅V晶胞ρ=NA⋅V晶胞n⋅M
符号
含义
单位
ρ
晶体密度
g·cm⁻³
n
晶胞中粒子数(用均摊法算)
—
M
摩尔质量
g·mol⁻¹
N_A
阿伏加德罗常数
mol⁻¹
V_晶胞
晶胞体积
cm³
推导:若1个晶胞中含有x个微粒,则晶胞的物质的量为:n==mol
晶胞的质量为:m=n·M=g,则密度为:ρ=
5. 空间利用率公式
6. 四种金属堆积方式空间利用率比较
堆积方式
配位数
空间利用率
典型金属
简单立方
6
52%
Po(钋)
体心立方
8
68%
Na、K、Fe、Cr
面心立方最密
12
74%
Cu、Ag、Au、Al
六方最密
12
74%
Mg、Zn、Ti
⚠️ 易错点
· 单位务必统一:长度用 cm、体积用 cm³、密度用 g·cm⁻³
· 金刚石晶胞「体对角线 = 4 个直径 = 8r」(不是 4r)
· 金刚石空间利用率仅 34%(共价键有方向性约束),并非堆积越紧密
· 面心立方与六方最密堆积空间利用率相同(74%),都是「最密堆积」
· CsCl 晶胞是简单立方型(不是体心立方),Cs⁺ 和 Cl⁻ 互相穿插
💡 一句话速记:密度 = nM/(NA·V);金刚石 8r=√3a 空间利用率 34%;最密堆积 74%、体心 68%、简单 52%。
核心记忆口诀
口诀
核心内容
主线
结构 → 性质:层→族→周期律→键→杂化→构型→晶体
周期律
同周期金属↘非金属↗,半径↘电离能↑电负性↑
键型判断
电负差 > 1.7 → 离子键;< 1.7 → 共价键
σπ 关系
σ头碰头、π肩并肩;σ稳π弱;单σ双π三两π
杂化看构型
sp 直线、sp² 三角、sp³ 四面体
晶体四口诀
分子软低、离子硬脆、金属能导、共价坚硬
半满全满
p³、d⁵、f⁷ 半满;p⁶、d¹⁰、f¹⁴ 全满 → 更稳定
氢键反常
HF、H₂O、NH₃ 沸点反常 = 分子间氢键
密度公式
ρ = nM/(NA·V),单位 g·cm⁻³
最密堆积
面心立方 = 六方最密 = 74%,配位数 12
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