硫原子的sp2杂化示意图,氮原子的sp2杂化图解

高考卷中对物质结构与性质选考题的考查不涉及元素推断、知识点考查较为固定、难点为晶体结构及晶胞计算。全国卷Ⅰ常考知识点有：原子的电子排布式和轨道表示式的书写、价电子排布、化学键类型、分子的空间构型、熔沸点比较，氢键、电负性、第一电离能的比较、典型晶体结构、晶胞的相关计算、晶格能的比较等。“物质结构与性质”考试内容具有“起点高、落点低”的特点.《物质结构与性质》模块中平行的知识点居多，而且知识点之间比较孤立，即知识零碎，缺乏一定的系统性。鉴于此对于该模块复习可运用下列方法：

（1）应用实物模型，进行对比复习。如应用各种形状的分子模型复习分子的立体结构，利用晶体的结构模型复习晶体的结构。（2）对类似、平行的知识点进行归纳、对比复习。如对四种晶体类型的 复习，可以从维系晶体结构的作用力（包括化学键、分子间作用力）、微粒种类、空间构型等方面列表归纳、对比，找出各知识点间的相同点和不同点。（3）运用“构性”关系进行复习。《物质结构与性质》的主要知识点就是结构与性质，物质的结构决定物质的性质，物质的性质又体现物质的结构，在解题中可以通过已知物质的性质信息来推知物质的结构，从而确定物质的种类，甚至是结构式或化学式。

例25 （2016年高考新课标Ⅰ卷）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____________，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_____________________

（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（1/2，0，·1/2）；C为（1/2，1/2，0）。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=565.76 pm，其密度为__________g·cm^-3（列出计算式即可）。

叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCl₄＜GeBr₄＜GeI₄；（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。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn ；（5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp³

杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；（6） ①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(1/4，1/4，1/4)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是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）(1/4，1/4，1/4)；②