專題六 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),【高考這樣考】 (2015全國(guó)卷T37)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子。回答下列問題： (1)四種元素中電負(fù)性最大的是_(填元素符號(hào))，其中C原子的核外電子排布式為_。,(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是_(填分子式)，原因是_；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為_和_。 (3)C和D反應(yīng)可生成組成比為13的化合物E，E的立體構(gòu)型為_ _，中心原子的雜化軌道類型為_。 (4)化合物D2A的立體構(gòu)型為_，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_，單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，其化學(xué)方程式為 _。,(5)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a= 0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_；晶胞中A原子的配位數(shù)為_ _；列式計(jì)算晶體F的密度(gcm-3)_ 。,【解析】A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型，則A是O，B是Na；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，則C是P；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子，所以D是氯元素。 (1)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，四種元素中電負(fù)性最大的是O。P的原子序數(shù)為15，其電子排布式為1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)。,(2)氧元素有氧氣和臭氧兩種單質(zhì)，由于臭氧的相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大，所以沸點(diǎn)高；A和B的氫化物為H2O和NaH，晶體類型分別為分子晶體和離子晶體。 (3)C和D形成的物質(zhì)為PCl3，其中P含有一對(duì)孤電子對(duì)，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子為sp3雜化。,(4)化合物Cl2O的中心原子O含有2對(duì)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所 以立體構(gòu)型為V形，Cl2和碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Na2CO3+ H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl。 (5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知氧原子的個(gè)數(shù)=8 +6 =4，Na全部在晶 胞中，共計(jì)是8個(gè)，則F的化學(xué)式為Na2O。以頂點(diǎn)氧原子為中心，與氧 原子距離最近的鈉原子的個(gè)數(shù)是8個(gè)，即晶胞中A原子的配位數(shù)為8。 晶體F的密度= =2.27 gcm-3。,答案：(1)O 1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3) (2)O3 O3相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大 分子晶體 離子晶體 (3)三角錐形 sp3 (4)V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl (5)Na2O 8 =2.27 gcm-3,【考綱要求】 1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)： (1)了解原子核外電子的排布原理及能級(jí)分布，能用電子排布式表示常見元素(136號(hào))原子核外電子、價(jià)電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 (2)了解元素電離能、電負(fù)性的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。 (3)了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用。,2.化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)： (1)理解離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵的含義和形成，能根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。 (2)了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 (3)了解金屬晶體常見的堆積方式。 (4)能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)常見的簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。,3.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)： (1)了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。 (2)了解氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)。 (3)了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。 (4)能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。 (5)了解晶格能的概念及其對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響。,【考查特點(diǎn)】 以非選擇題形式命題，從元素推斷、元素周期表內(nèi)容出發(fā)，以重要元素與化合物為載體，在元素和性質(zhì)推斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行考查： (1)考查“式子”：原子或離子核外電子、價(jià)電子排布式或排布圖，以及與此相關(guān)的內(nèi)容如未成對(duì)電子數(shù)的確定、能級(jí)符號(hào)的書寫等。 (2)考查“性質(zhì)”：元素第一電離能和電負(fù)性的大小比較及應(yīng)用、分子的極性、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響、晶體的熔沸點(diǎn)高低比較等。,(3)考查“結(jié)構(gòu)”：元素周期表、微粒的空間構(gòu)型、常見晶體結(jié)構(gòu)的分析等。 (4)考查“類型”：化學(xué)鍵類型，共價(jià)鍵類型，微粒中中心原子雜化類型，晶體類型等的判斷。 (5)考查“計(jì)算”：有關(guān)晶胞的計(jì)算，包括晶體化學(xué)式、密度或晶胞體積等。,1.復(fù)習(xí)必記的四種金屬核外電子排布式的書寫。 Cr：_； Fe：_； Cu：_； Zn：_。,1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1,1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2,1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1,1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2,2.?？荚氐谝浑婋x能的大小比較。 N_O_C，P_S_Si。 3.常考分子的雜化方式和空間構(gòu)型。 CH4：_雜化，_； NH3：_雜化，_； H2O：_雜化，_。,sp3,正四面體,sp3,三角錐,sp3,V形,4.熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目：,A.NaCl(含_個(gè)Na+，_個(gè)Cl-) B.干冰(含_個(gè)CO2) C.CaF2(含_個(gè)Ca2+，_個(gè)F-) D.金剛石(含_個(gè)C) E.體心立方(含_個(gè)原子) F.面心立方(含_個(gè)原子),4,4,4,4,8,8,2,4,5.易錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)： (1)A族和A族元素位于_區(qū)，AA族和0族元素位于_區(qū)， BB族和族元素位于_區(qū)，B族和B族元素位于_區(qū)。 (2)一般地，原子的第一電離能越小，金屬性_。 (3)三鍵中有_個(gè)鍵和_個(gè)鍵。一般鍵比鍵_。 (4)雜化軌道只用于形成_或者用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì)， 未參與雜化的p軌道可用于形成_。,s,p,d,ds,越強(qiáng),1,2,穩(wěn)定,鍵,鍵,(5)氫鍵的存在使冰的密度_水的密度，使H2O的沸點(diǎn)_H2S的 沸點(diǎn)。 (6)分子晶體具有熔點(diǎn)_、硬度_、易升華的物理特性。 (7)原子晶體中相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合，_硬度、_熔點(diǎn)是原 子晶體的物理特性。 (8)晶格能_，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)越高，硬度越 大。,小于,高于,低,很小,高,高,越大,考點(diǎn)一 原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 【典例1】(2014新課標(biāo)全國(guó)卷)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族，e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。回答下列問題：,(1)b、c、d中第一電離能最大的是_(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子軌道示意圖為_。 (2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為_；分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是_(填化學(xué)式，寫出兩種)。 (3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是_；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是_ _(填化學(xué)式)。,(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，則e離子的電荷為_。 (5)這5種元素形成的一種11型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。,該化合物中，陰離子為_，陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有_；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是_，判斷理由是_。,【破題關(guān)鍵】 (1)當(dāng)全充滿、半充滿或全空時(shí)，原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對(duì)元素第一電離能 產(chǎn)生影響。 (2)能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷微粒的構(gòu)型和雜化方式。價(jià)層電子 對(duì)數(shù)n= 。 (3)利用均攤法計(jì)算晶胞中擁有微粒個(gè)數(shù)，然后求晶體的化學(xué)式，進(jìn) 而可以求出元素的化合價(jià)。 (4)題干圖2中要明確H2O、NH3的分子構(gòu)型和O、N的成鍵情況。,【解析】a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，則a為氫；b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，則b為氮；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則c為氧；d與c同主族，d為硫；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，其電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s1，為銅元素。,(1)同一周期的元素第一電離能從左往右逐漸增大，但是氮元素的2p 軌道因?yàn)槭前霛M的，因此其第一電離能反常得高，同一主族的元素從 上到下第一電離能逐漸減小，因此三者電離能大小為NOS；銅的電 子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，因此其價(jià)層電子軌道示意圖為 ； (2)根據(jù)題意應(yīng)該是形成氨氣，氨氣中氮原子為sp3雜化，分子中既有 非極性鍵又有極性鍵的二元化合物有H2O2、N2H4、C2H6等；,(3)符合題意的酸是HNO2、HNO3；酸根為三角錐形的酸是H2SO3； (4)晶胞中氧原子有1+8 =2；銅原子的個(gè)數(shù)為4，因此該晶體為氧化亞銅，其中銅原子為+1價(jià)；,(5)這5種元素形成的一種11型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，則陰離子為硫酸根，根據(jù)陽離子的結(jié)構(gòu)圖可以知道該陽離子中含有一個(gè)銅離子，四個(gè)氨分子，兩個(gè)水分子，因此該物質(zhì)的化學(xué)式為Cu(NH3)4(H2O)2SO4，陽離子中存在配位鍵和共價(jià)鍵，該化合物加熱時(shí)首先失去水，原因是銅離子與水所形成的配位鍵要比與氨氣所形成的配位鍵弱。,答案：(1)N (2)sp3 H2O2、N2H4(合理即可) (3)HNO2、HNO3 H2SO3 (4)+1 (5) 共價(jià)鍵和配位鍵 H2O H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱,【互動(dòng)探究】 (1)寫出d元素原子的電子排布式和外圍電子排布圖。 提示：d元素為S，因此電子排布式為1s22s22p63s23p4，外圍電子排布 圖為 。,(2)圖1所示的晶體中c的配位數(shù)為幾？這幾個(gè)e構(gòu)成什么幾何構(gòu)型？ 提示：4，正四面體。 (3)判斷第(5)小題中陰離子的中心原子的雜化方式和微粒構(gòu)型。 提示：陰離子為 ，其中心原子S的價(jià)電子對(duì)數(shù)為 =4，所 以為正四面體形，硫原子采用sp3雜化。,【誤區(qū)提醒】 1.在寫基態(tài)原子的電子排布式時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： (1)3d、4s書寫順序混亂。,(2)違背洪特規(guī)則特例。,2.在寫基態(tài)原子的電子排布圖時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： (1) (違反能量最低原理)。 (2) (違反泡利原理)。 (3) (違反洪特規(guī)則)。 (4) (違反洪特規(guī)則)。,3.常見分子的空間構(gòu)型及雜化軌道類型歸納：,4.判斷分子或離子中中心原子的雜化軌道類型的一般方法： (1)看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵。如果有1個(gè)三鍵，則其中有2個(gè)鍵，用去了2個(gè)p軌道，則為sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)鍵，則為sp2雜化；如果全部是單鍵，則為sp3雜化。 (2)由分子的空間構(gòu)型結(jié)合價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷。沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化，1對(duì)孤電子對(duì)占據(jù)1個(gè)雜化軌道。如NH3為三角錐形，且有一對(duì)孤電子對(duì)，即4條雜化軌道應(yīng)呈正四面體形，為sp3雜化。,【題組過關(guān)】 1.(2015福建高考)科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)開。 (2)下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是_(填序號(hào))。 a.固態(tài)CO2屬于分子晶體 b.CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，是極性分子 c.因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點(diǎn)低于CO2 d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp,(3)在Ni基催化劑作用下，CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。 基態(tài)Ni原子的電子排布式為_，該元素位于元素周期表中的第_族。 Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有_mol鍵。,(4)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。,“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是_。 為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè) 想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586 nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是_。,【解析】(1)元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性就越大。在CH4和CO2所 含的H、C、O三種元素中，元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序是OCH， 所以元素的電負(fù)性從小到大的順序?yàn)镠CO。 (2)a項(xiàng)，固態(tài)CO2是由CO2分子通過分子間作用力結(jié)合形成的分子晶 體，正確。b項(xiàng)，在CH4分子中含有CH極性共價(jià)鍵，由于該分子中各 個(gè)共價(jià)鍵空間排列對(duì)稱，是正四面體形的分子，所以該分子是非極性 分子，錯(cuò)誤。c項(xiàng)，CH4和CO2都是由分子構(gòu)成的分子晶體，分子之間,通過分子間作用力結(jié)合，分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，與分子內(nèi)的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱無關(guān)，錯(cuò)誤。d項(xiàng)，CH4分子中碳原子形成的都是鍵，碳原子的雜化類型是sp3雜化，而CO2分子中碳原子與兩個(gè)氧原子分別形成了兩個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)鍵，一個(gè)鍵，碳原子的雜化類型是sp雜化，正確。故答案選a、d。,(3)28號(hào)元素Ni的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2，該元素位于元素周期表的第4周期第族。 Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，在每個(gè)配位體中含有一個(gè)鍵，在每個(gè)配位體與中心原子之間形成一個(gè)鍵，所以1 mol Ni(CO)4中含有8 mol鍵。,(4)“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是分子間作用力和氫鍵，分子間作用力也叫范德華力。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，籠狀空腔的直徑是0.586 nm，而CO2分子的直徑是0.512 nm，籠狀空腔直徑大于CO2分子的直徑，而且CO2與水分子之間的結(jié)合能大于CH4，因此可以實(shí)現(xiàn)用CO2置換CH4的設(shè)想。,答案：(1)H、C、O (2)a、d (3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 8 (4)氫鍵、范德華力 CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑，且與H2O的結(jié)合能大于CH4,2.(2015福州一模)三氟化氮是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣 體，在半導(dǎo)體加工、太陽能電池和液晶顯示器制造中得到廣泛應(yīng)用。 NF3是一種三角錐形分子，鍵角102，沸點(diǎn)-129；可在銅的催化作 用下由F2和過量NH3反應(yīng)得到：4NH3+3F2 NF3+3NH4F。 (1)上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所含的化學(xué)鍵類型有_(填序 號(hào))。 a.離子鍵 b.共價(jià)鍵 c.配位鍵 d.金屬鍵,(2)與銅屬于同一周期，且未成對(duì)價(jià)電子數(shù)最多的元素基態(tài)原子價(jià)電子排布式為_。 (3)NF3的沸點(diǎn)比NH3的沸點(diǎn)(-33)低得多的主要原因是_。 (4)理論上HF、NaAlO2和NaCl按612的物質(zhì)的量之比恰好反應(yīng)生成HCl、H2O和一種微溶于水的重要原料，該物質(zhì)含有三種元素，在金屬鋁的冶煉中有重要作用。該物質(zhì)為配合物，其中心離子是_，配位數(shù)為_。,(5)根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位：kJmol-1)，回答下面各題：,在元素周期表中，最可能處于同一族的是_和_。 T元素最可能是_(填“s”“p”“d”“ds”等)區(qū)元素。若T為第2周期元素，F(xiàn)是第3周期元素中原子半徑最小的元素，則T、F形成化合物的空間構(gòu)型為_，其中心原子的雜化軌道類型為_。,【解析】(1)NH4F中含有離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵，Cu屬于金屬單質(zhì)含有金屬鍵。 (2)與銅屬于同一周期，則為第4周期，未成對(duì)價(jià)電子數(shù)最多的元素，該元素的3d能級(jí)上有5個(gè)電子、4s能級(jí)上有1個(gè)電子時(shí)，其未成對(duì)電子數(shù)最多，所以該元素是24號(hào)元素鉻元素，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)，則其價(jià)電子排布式為3d54s1。,(3)NH3能形成氫鍵，NF3只有范德華力，氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，所以NF3的沸點(diǎn)比NH3的沸點(diǎn)(-33)低得多。 (4)由題意可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為6HF+NaAlO2+2NaCl=2HCl +2H2O+Na3AlF6，該微溶物為Na3AlF6，中心離子為Al3+，配位數(shù)為6。,(5)由元素的電離能可以看出，Q的電離能很大，可能為零族元素；R和U的第一電離能較小，第二電離能劇增，故表現(xiàn)為+1價(jià)，最外層電子數(shù)為1，二者位于同一族；S的第一、第二電離能較小，第三電離能劇增，故表現(xiàn)為+2價(jià)，最外層電子數(shù)為2；T的第一、第二、第三電離能較小，第四電離能劇增，表現(xiàn)為+3價(jià)，最外層電子數(shù)為3。 T的第一、第二、第三電離能較小，第四電離能劇增，表現(xiàn)為+3價(jià)，最外層電子數(shù)為3，可能為A族元素，其最后填入的電子是p電子，有可能是p區(qū)元素；,若T為第2周期元素，則T是硼元素，F(xiàn)是第3周期元素中原子半徑最小的元素，則F是氯元素，T、F二者形成的化合物是BCl3，BCl3中硼原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+(3-31)=3且不含孤電子對(duì)，所以BCl3為平面正三角形，硼原子采用sp2雜化。,答案：(1)a、b、c、d (2)3d54s1 (3)NH3能形成氫鍵，NF3只有范德華力 (4)Al3+ 6 (5)R U p 平面正三角形 sp2,【加固訓(xùn)練】1.(2014江蘇高考)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)醛基，也可用于和葡萄糖反應(yīng)制備納米Cu2O。 (1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為_。 (2)與OH-互為等電子體的一種分子為_(填化學(xué)式)。 (3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是_；1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為_。,(4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。 (5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為_。,【解析】(1)Cu為29號(hào)元素，核外電子排布式為Ar3d104s1，Cu+為Cu失去4s軌道上的一個(gè)電子，則為Ar3d10。 (2)等電子體必須具備原子數(shù)相等，價(jià)電子數(shù)相等，O得一個(gè)電子，即為F，所以O(shè)H-與HF互為等電子體。 (3)醛基中的C為碳氧雙鍵，屬于sp2雜化，CH3CHO中單鍵均為鍵， CO中有一個(gè)為鍵，共有6 mol。 (4)醛基在堿性條件下，可被Cu(OH)2氧化生成Cu2O沉淀。 (5)Cu為面心立方晶胞，配位數(shù)為12。,答案：(1)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10 (2)HF (3)sp2 6NA或66.021023個(gè) (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O (5)12,2.(2015玉林二模)GTNNi(CHZ)3(ClO4)2是一種新型的起爆藥。 (1)基態(tài)鎳原子有_個(gè)未成對(duì)電子，二價(jià)鎳離子核外電子排布 式為_。 (2) 的空間構(gòu)型是_(用文字描述)；與 互為等電子體的一種分子為_(填化學(xué)式)；HClO4酸性比HClO2 強(qiáng)，其原因是_。,(3)化學(xué)式中CHZ為碳酰肼，化學(xué)式為CO(N2H3)2，碳酰肼中碳原子的 雜化軌道類型為_；1 mol CO(N2H3)2分子中含有鍵數(shù)目為 _。,(4)高氯酸三碳酰肼合鎳可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成，NiO的晶 胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中含有的Ni2+數(shù)目為x，Ni2+的配位數(shù)為y，NiO 晶胞中棱長(zhǎng)a=0.208 nm，每個(gè)鎳離子距離最近的鎳離子數(shù)目為z。 xyz=_。 NiO晶體的密度為_gcm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。,【解析】(1)鎳原子核外有28個(gè)電子，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，3d能級(jí)有兩個(gè)未成對(duì)的電子，Ni失去4s能級(jí) 2個(gè)電子形成Ni2+，Ni2+核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8。 (2) 中氯原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+ =4，沒有孤電子對(duì)， 故其空間構(gòu)型是正四面體；原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微 ?；榈入娮芋w，與 互為等電子體的一種分子為CCl4；HClO4有 3個(gè)非羥基氧，而HClO2有1個(gè)非羥基氧，非羥基氧越多，酸性越強(qiáng)， HClO4酸性比HClO2強(qiáng)。,(3)CO(N2H3)2中C與O之間形成雙鍵，與N之間形成CN單鍵，沒有孤 電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3，C采取sp2雜化，N2H3中氮原子之間形 成NN單鍵，N與H之間形成NH單鍵，分子中含有11個(gè)鍵，故 1 mol CO(N2H3)2分子中含有鍵數(shù)目為11NA。 (4)Ni2+位于晶胞頂點(diǎn)及面心，晶胞中Ni2+數(shù)目x=8 +6 =4，以 頂點(diǎn)Ni2+研究，與之最近的O2-位于棱中間且關(guān)于Ni2+對(duì)稱，故Ni2+的配 位數(shù)y=6，與之最近的Ni2+位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為12個(gè)面共用，與之 距離最近的鎳離子數(shù)目z=12，故xyz=4612=236。,晶胞中O2-數(shù)目為1+12 =4，故晶胞質(zhì)量為4 ，晶胞 體積為(2.0810-8cm)3，故晶胞密度為4 (2.0810-8cm)3 = gcm-3。,答案：(1)2 1s22s22p63s23p63d8 (2)正四面體 CCl4 HClO4有3個(gè)非羥基氧，而HClO2有1個(gè)非羥基氧 (3)sp2 11NA (4)236 ,考點(diǎn)二 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 【典例2】(2014新課標(biāo)全國(guó)卷)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}： (1)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過_方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。 (2)基態(tài)鐵原子有_個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為_，可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+，形成配合物的顏色為_。,(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為_；1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為_。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是_。Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有_個(gè)銅原子。,(4)鋁單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a=0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_。列式表示鋁單質(zhì)的密度_gcm-3 (不必計(jì)算出結(jié)果)。,【破題關(guān)鍵】 (1)會(huì)寫鐵原子的核外電子排布式，明確洪特規(guī)則的內(nèi)容。 (2)乙醛分子中含有兩種碳原子。 (3)乙酸分子之間能形成氫鍵，而乙醛分子之間不能形成氫鍵。 (4)利用均攤法計(jì)算晶胞中微粒的個(gè)數(shù)。 (5)取1 mol晶體計(jì)算出該晶體一個(gè)晶胞的質(zhì)量，再計(jì)算出一個(gè)晶胞的體積，然后根據(jù)公式計(jì)算晶體的密度。,【解析】(1)區(qū)別晶體、準(zhǔn)晶體與非晶體最可靠的方法是X-射線衍射。 (2)26號(hào)元素鐵的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，由此可知基態(tài)鐵原子的3d軌道上有4個(gè)未成對(duì)電子，當(dāng)鐵原子失去4s軌道上的兩個(gè)電子和3d軌道上的一個(gè)電子時(shí)形成三價(jià)鐵離子，因此三價(jià)鐵離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，三價(jià)鐵離子遇硫氰酸根離子變成紅色。,(3)乙醛中甲基上的碳為sp3雜化，醛基上的碳原子為sp2雜化；乙醛分子中有5個(gè)單鍵、一個(gè)雙鍵，其中五個(gè)單鍵全是鍵，雙鍵中一個(gè)是鍵，一個(gè)是鍵；乙酸分子間存在分子間氫鍵，因此沸點(diǎn)較高；氧化亞銅晶胞中含有氧原子個(gè)數(shù)為4+81/8+61/2=8，根據(jù)氧化亞銅的化學(xué)式可知，晶胞中銅原子和氧原子的個(gè)數(shù)之比為21，所以晶胞中銅原子個(gè)數(shù)為16個(gè)。,(4)在晶體中，與鋁原子距離相等且最近的鋁原子共有34=12個(gè)，所 以在晶胞中鋁原子的配位數(shù)為12，一個(gè)晶胞中含有鋁原子的個(gè)數(shù)是 81/8+61/2=4，晶體的密度為,答案：(1)X-射線衍射 (2)4 1s22s22p63s23p63d5 紅色 (3)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子間氫鍵 16 (4)12,【思維建?！拷獯鹩嘘P(guān)晶胞計(jì)算的流程,【題組過關(guān)】 1.(2014福建高考)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。,(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為_。 (2)關(guān)于這兩種晶體的說法，正確的是_ (填序號(hào))。 a.立方相氮化硼含有鍵和鍵，所以硬度大 b.六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟 c.兩種晶體中的BN鍵均為共價(jià)鍵 d.兩種晶體均為分子晶體,(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為_，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是_ _。 (4)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為_ _。該晶體的天然礦物在青藏高原下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實(shí)，推斷實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是_。,(5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_mol配位鍵。,【解析】(1)硼元素位于元素周期表第2周期第A族，故基態(tài)硼原子的電子排布式為1s22s22p1。 (2)根據(jù)立方相氮化硼只含有鍵，a錯(cuò)誤；六方相氮化硼層間存在分子間作用力，該作用力小(同石墨)，所以質(zhì)地軟，b正確；兩種晶體中的BN鍵均為共價(jià)鍵，c正確；從題圖看出立方相氮化硼屬于原子晶體，d錯(cuò)誤。,(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰3個(gè)氮原子形成3個(gè)鍵，無孤電子對(duì)，其構(gòu)成的空間構(gòu)型為平面三角形；其結(jié)構(gòu)與石墨相似，但六方相氮化硼晶體的層狀結(jié)構(gòu)中沒有自動(dòng)移動(dòng)的電子，故不導(dǎo)電。,(4)立方相氮化硼晶體中，硼原子與相鄰4個(gè)氮原子形成4個(gè)鍵(其中 有1個(gè)配位鍵)，故硼原子的雜化軌道類型為sp3；根據(jù)立方相氮化硼 晶體的天然礦物在青藏高原下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)，可推斷實(shí) 驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件是“高溫、高 壓”。 (5)NH4BF4(氟硼酸銨)含有 、 ，1個(gè) 中含有1個(gè)配位 鍵，1個(gè) 中也含有1個(gè)配位鍵，故1 mol NH4BF4含有2 mol配位 鍵。,答案：(1)1s22s22p1 (2)b、c (3)平面三角形 層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子 (4)sp3 高溫、高壓 (5)2,2.(2015濟(jì)寧二模)決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答下列問題。 (1)下圖是石墨的結(jié)構(gòu)，其晶體中存在的作用力有_(填序號(hào))。,A.鍵 B.鍵 C.氫鍵 D.配位鍵 E.分子間作用力 F.金屬鍵 G.離子鍵 (2)下面關(guān)于晶體的說法不正確的是_。 A.晶體熔點(diǎn)由低到高：CF4碳化硅晶體硅 C.熔點(diǎn)由高到低：NaMgAl D.晶格能由大到?。篘aFNaClNaBrNaI,(3)CaF2結(jié)構(gòu)如圖所示，Cu形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，圖為H3BO3晶體結(jié)構(gòu)圖(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)。,圖所示的晶體中與Ca2+最近且等距離的Ca2+數(shù)為_。 圖中未標(biāo)號(hào)的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為_ _。 H3BO3晶體中硼原子雜化方式為_。,三種晶體中熔點(diǎn)高低的順序?yàn)開(填化學(xué)式)。 (4)碳的某種單質(zhì)的晶胞如圖所示，一個(gè)晶胞中有_個(gè)碳原子；若該晶體的密度為gcm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為_cm(用代數(shù)式表示)。,【解析】(1)石墨為層狀結(jié)構(gòu)，雜化類型為sp2，每一片層內(nèi)部碳原子以鍵結(jié)合，每個(gè)碳原子還有一個(gè)未雜化的p軌道，肩并肩重疊，形成大鍵，片層之間以分子間作用力結(jié)合。,(2)分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高，則晶體熔點(diǎn)由低到高順序?yàn)镃F4碳化硅晶體硅，故B正確；金屬離子的電荷越多、半徑越小，其熔點(diǎn)越高，則熔點(diǎn)由高到低為AlMgNa，故C錯(cuò)誤；離子半徑越小、離子鍵越強(qiáng)，則晶格能越大，F(xiàn)、Cl、Br、I的離子半徑逐漸增大，則晶格能由大到小為NaFNaClNaBrNaI，故D正確；,(3)圖在每個(gè)晶胞中與Ca2+最近且等距離的Ca2+數(shù)為3個(gè)，通過每個(gè)Ca2+可形成8個(gè)晶胞，每個(gè)Ca2+計(jì)算2次，所以與Ca2+最近且等距離的Ca2+數(shù)為(83)2=12個(gè)；由圖可看出在每個(gè)銅原子周圍有12個(gè)銅原子，銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為12。 H3BO3晶體結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)，則硼原子雜化方式為sp2。 CaF2屬于離子晶體，Cu屬于金屬晶體，H3BO3屬于分子晶體，則熔點(diǎn)由高到低為CaF2CuH3BO3。,(4)碳原子位于圖晶胞頂點(diǎn)、面心和體內(nèi)，數(shù)目為 晶胞中含有8個(gè)碳原子；晶胞摩爾質(zhì)量為812 gmol-1=96 gmol-1， 則晶胞的摩爾體積為 cm3mol-1，一個(gè)晶胞的體積為 cm3， 則晶胞邊長(zhǎng)為 cm，晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為 晶胞體對(duì)角線的 ，則晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為 cm。,答案：(1)A、B、E (2)C (3)12 12 sp2 CaF2CuH3BO3 (4)8 ,【加固訓(xùn)練】1.(2015保定一模)X、Y、Z、R、M、Q為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，YZ2是紅棕色氣體；X與Y元素可形成YX3；R+與Z2-具有相同的核外電子排布；M-的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的4倍；Q2+的3d軌道中有9個(gè)電子。 請(qǐng)回答下列問題： (1)Q+基態(tài)的核外電子排布式是_； 的空間立體構(gòu)型是_； X2Z中Z原子的雜化類型為_。,(2)下列判斷錯(cuò)誤的是_。 A.沸點(diǎn)：YH3PH3AsH3 B.熔點(diǎn)：Si3Y4RMSiF4 C.熔點(diǎn)：Q2ZQ2S D.第一電離能：YZ (3)Q晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，Q晶體中每個(gè)Q原子周圍距離最近的Q原子數(shù)目為_。,(4)將Q單質(zhì)的粉末加入YX3的濃溶液中，通入Z2，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為_。 (5)QM(s)與Z2反應(yīng)生成QM2(s)和一種黑色固體，在25、101 kPa下，已知該反應(yīng)每消耗1 mol QM(s)，放出44.4 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_。,【解析】根據(jù)題目信息可知Y為氮，Z為氧，X為氫，R為鈉，M為氯，Q為銅。(1)Q+基態(tài)的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d10或(Ar3d10)；Y 中氮原子為sp3雜化，該離子的空間構(gòu)型為V形，X2Z中氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，氧原子采用sp3雜化。 (2)同一主族元素的氫化物的沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增大而升高，但是氨氣分子間形成氫鍵，沸點(diǎn)比PH3的高，但AsH3的沸點(diǎn)比PH3的高，A項(xiàng)錯(cuò)誤。,(3)銅晶胞中每個(gè)頂點(diǎn)處的銅原子距離最近且相等的銅原子有38 1/2=12。 (4)將銅單質(zhì)加入NH3的濃溶液中，通入氧氣，得到深藍(lán)色溶液，說明生成銅離子的配合物，從而可寫出離子方程式為2Cu+8NH3H2O+O2 =2Cu(NH3)42+4OH-+6H2O。,(5)根據(jù)題述信息，可知氯化亞銅和氧氣反應(yīng)生成氯化銅和黑色的氧化銅，根據(jù)原子守恒和參與反應(yīng)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱的關(guān)系，可知該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) H=-177.6 kJmol-1。,答案：(1)1s22s22p63s23p63d10或(Ar3d10) V形 sp3雜化 (2)A (3)12 (4)2Cu+8NH3H2O+O2 =2Cu(NH3)42+4OH-+6H2O (5)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) H=-177.6 kJmol-1,2.(2015銅川三模)已知A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。A原子、C原子的L能層中都有兩個(gè)未成對(duì)的電子，C、D同主族。E、F都是第4周期元素，E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)原子除最外能層只有1個(gè)電子外，其余各能層均為全充滿。根據(jù)以上信息填空： (1)基態(tài)D原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)是_，該能層具有的原子軌道數(shù)為_。,(2)E2+的價(jià)層電子排布圖是_，F(xiàn)原子的核外電子排布式是_。 (3)A元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中心原子采取的軌道雜化方式為_，B元素的氣態(tài)氫化物的分子模型為_。 (4)化合物AC2、B2C和陰離子DAB-互為等電子體，它們結(jié)構(gòu)相似，DAB-的電子式為_。,(5)配合物甲的焰色反應(yīng)呈紫色，其內(nèi)界由中心離子E3+與配位體AB-構(gòu)成，配位數(shù)為6，甲的水溶液可以用于實(shí)驗(yàn)室中E2+的定性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)E2+的離子方程式為_。,(6)某種化合物由D、E、F三種元素組成，其晶胞如圖所示，則其化學(xué)式為_，該晶胞上下底面為正方形，側(cè)面與底面垂直，根據(jù)圖中所示的數(shù)據(jù)列式計(jì)算該晶體的密度：d=_gcm-3。,【解析】A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個(gè)未成對(duì)的電子，則A原子核外電子排布式為1s22s22p2，C原子核外電子排布式為1s22s22p4，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數(shù)介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為硫元素；E、F都是第4周期元素，E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個(gè)電子外，其余各能層均為全充滿，F(xiàn)原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則F為銅元素。,(1)基態(tài)硫原子中電子占據(jù)的最高能層為第3能層，符號(hào)為M，該能層 有1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道、5個(gè)d軌道，共有9個(gè)原子軌道。 (2)Fe2+的價(jià)層電子排布式為3d6，其價(jià)層電子排布圖是 ，F(xiàn) 為銅元素，原子核外有29個(gè)電子，原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1。 (3)碳元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H2CO3，分子結(jié)構(gòu)式為 ，中心碳原子成3個(gè)鍵、沒有孤電子對(duì)，碳原子采取sp2雜 化方式；B的氣態(tài)氫化物為NH3，為三角錐形結(jié)構(gòu)。,(4)化合物CO2、N2O和陰離子SCN-互為等電子體，它們結(jié)構(gòu)相似，SCN- 中碳原子與硫、氮原子之間分別形成2對(duì)共用電子對(duì)，SCN-的電子式 為 。 (5)配合物甲的焰色反應(yīng)呈紫色，含有鉀元素，其內(nèi)界由中心離子 Fe3+與配位體CN-構(gòu)成，配位數(shù)為6，甲為K3Fe(CN)6，甲的水溶液可 以用于實(shí)驗(yàn)室中Fe2+的定性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)Fe2+的離子方程式為3Fe2+ 2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62。,(6)晶胞中D(S)原子位于晶胞內(nèi)部，原子數(shù)目為8個(gè)，E(Fe)原子6個(gè) 位于面上、4個(gè)位于棱上，E(Fe)原子數(shù)目=6 +4 =4，F(xiàn)(Cu)原 子4個(gè)位于面上、1個(gè)位于內(nèi)部、8個(gè)位于頂點(diǎn)上，原子數(shù)目=4 +1 +8 =4，晶體中銅、鐵、硫原子數(shù)目之比=448=112， 故該晶體化學(xué)式為CuFeS2；晶胞質(zhì)量= 4，晶 胞體積=(52410-10cm)2(1 03010-10)cm，該晶體的密度d= 4(52410-10cm)2(1 03010-10)cm =4.32 gcm-3。,答案：(1)M 9 (2) 1s22s22p63s23p63d104s1 (3)sp2 三角錐形 (4) (5)3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62 (6)CuFeS2 4.32,考點(diǎn)三 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查 【典例3】(2015全國(guó)卷)碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}： (1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在_對(duì)自旋相反的電子。 (2)碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是_。,(3)CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有_，C原子的雜化軌道類型是_，寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_。 (4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253 K，沸點(diǎn)為 376 K，其固體屬于_晶體。,(5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：,在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有_個(gè)C原子。 在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有_個(gè)C原子在同一平面。,【破題關(guān)鍵】 (1)電子云是電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的形象化描述。 (2)根據(jù)泡利原理同一軌道內(nèi)的兩個(gè)電子的自旋方向是相反的。 (3)第A族元素的原子最外層只有4個(gè)電子，既不易得電子也不易失電子。 (4)CO2和CS2互為等電子體，等電子體具有相同的結(jié)構(gòu)。 (5)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷中心原子的雜化方式。,(6)一般情況下分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低。 (7)在石墨烯中每個(gè)碳原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)共價(jià)鍵被2個(gè)六元環(huán)共用。 (8)在金剛石晶體中每個(gè)碳原子與周圍碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，可組合成6個(gè)角，每個(gè)角延伸為2個(gè)六元環(huán)。,【解析】(1)電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布的形象化描述；碳原子的核外有6個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p2，其中1s、2s上2對(duì)電子的自旋方向相反，而2p軌道的電子自旋方向相同。 (2)在原子結(jié)構(gòu)中，最外層電子小于4個(gè)的原子易失去電子，而碳原子的最外層是4個(gè)電子，且碳原子的半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以通過共用電子對(duì)的方式，即形成共價(jià)鍵來達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,(3)CS2分子中，C與S原子形成雙鍵，每個(gè)雙鍵都是含有1個(gè)鍵和1個(gè)鍵，分子空間構(gòu)型為直線形，則含有的共價(jià)鍵類型為鍵和鍵；C原子的最外層形成2個(gè)鍵，無孤電子對(duì)，所以為sp雜化；O與S同主族，所以與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子為CO2；與二氧化碳互為等電子體的離子有SCN-，所以SCN-的空間構(gòu)型和鍵合方式與CS2相同。 (4)該化合物熔點(diǎn)為253 K，沸點(diǎn)為376 K，熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體。,(5)根據(jù)均攤法來計(jì)算。石墨烯晶體中，每個(gè)碳原子被3個(gè)六元環(huán)共有，每個(gè)六元環(huán)占有的碳原子數(shù)是61/3=2； 每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每2個(gè)共價(jià)鍵即可形成1個(gè)六元環(huán)，則可形成6個(gè)六元環(huán)，每個(gè)共價(jià)鍵被2個(gè)六元環(huán)共用，所以一個(gè)碳原子可連接12個(gè)六元環(huán)；根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，3個(gè)碳原子可形成一個(gè)平面，而每個(gè)碳原子都可構(gòu)成1個(gè)正四面體，所以六元環(huán)中最多有4個(gè)碳原子共面。,答案：(1)電子云 2 (2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu) (3)鍵和鍵 sp CO2、SCN-(或COS等) (4)分子 (5)3 2 12 4,【方法歸納】晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較方法 (1)不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較。 不同類型晶體：一般規(guī)律，原子晶體離子晶體分子晶體。 金屬晶體的差別很大，如鎢、鉑等很高，汞、銫等很低。,(2)同種晶體類型熔、沸點(diǎn)的比較。 原子晶體。 離子晶體。 a.一般地說，離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則其熔、沸點(diǎn)就越高。 b.晶格能越大，離子晶體越穩(wěn)定，熔點(diǎn)越高。,分子晶體。 a.分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常得高，如H2OH2TeH2SeH2S。 b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。 c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。,金屬晶體。 金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：NaMgAl。,【題組過關(guān)】 1.(2014山東高考)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。,(1)圖甲中，1號(hào)C與相鄰C形成鍵的個(gè)數(shù)為_。 (2)圖乙中，1號(hào)C的雜化方式是_，該C與相鄰C形成的鍵角_(填“”“”或“=”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。 (3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有_(填元素符號(hào))。 (4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖丙所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為_，該材料的化學(xué)式為_。,【解析】(1)根據(jù)圖甲可知，1號(hào)C與相鄰C形成鍵的個(gè)數(shù)為3； (2)圖乙1號(hào)C形成了4個(gè)鍵，是sp3雜化方式；圖乙中1號(hào)C與相鄰C形 成的鍵角為10928，圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角為120； (3)氧化石墨烯中氧原子與H2O中的氫原子，及氧化石墨烯中的氫原子 與H2O中的氧原子都可以形成氫鍵； (4)根據(jù)均攤法，晶胞含M原子的個(gè)數(shù)為12 +9=12，C60位于頂點(diǎn)和 面心，故晶胞含C60的個(gè)數(shù)為8 +6 =4，故化學(xué)式為M3C60。,答案：(1)3 (2)sp3 (3)O、H (4)12 M3C60,2.(2015東北三省三校聯(lián)考)A、B、C、D、E五種元素是元素周期表中前四周期的元素。只有A、B、C為金屬且同周期，原子序數(shù)ABC。A、C核外均沒有未成對(duì)電子；B原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子和3個(gè)空軌道。D原子最外層電子數(shù)是其周期序數(shù)的三倍。E能與D形成化合物ED2，可用于自來水的消毒。 (1)C的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_； D和E的電負(fù)性大小關(guān)系為_。(用元素符號(hào)表示),(2)化合物E2D分子的空間構(gòu)型為_，中心原子采用_雜化。E與D還可形成三角錐結(jié)構(gòu)的陰離子，該離子的化學(xué)式為_ _，寫出任意一種它的等電子體的化學(xué)式_。 (3)B與E能形成一種化合物BE4，其熔點(diǎn)：-25，沸點(diǎn)：136.4。則該化合物屬于_晶體，晶體內(nèi)含有的作用力類型有_。,(4)A、B、D三種元素形成的某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，則晶體的化學(xué)式為_。若最近的B與D的原子距離為acm，該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為Mgmol-1，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，則該晶體的密度為_ _gcm-3。,【解析】B原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子和3個(gè)空軌道，B的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，故B是Ti，則A、B、C是第4周期元素；A、C核外均沒有未成對(duì)電子，又原子序數(shù)ABC，所以A的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，則A是Ca，C的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，則C是Zn；D原子的最外層電子數(shù)是其周期序數(shù)的三倍，則D是O；E能與O形成化合物EO2，可用于自來水消毒，則E是Cl。,(1)由以上分析可知C的價(jià)電子排布式為3d104s2，O的電負(fù)性大于Cl的 電負(fù)性。 (2)化合物Cl2O中價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以中心原子采用sp3雜化，有2 對(duì)孤電子對(duì)，故空間構(gòu)型為V形。Cl與O形成的三角錐結(jié)構(gòu)的陰離子應(yīng) 該有一對(duì)孤電子對(duì)，所以該陰離子是 ，其等電子體有 等。 (3)根據(jù)TiCl4的熔、沸點(diǎn)可知該化合物屬于分子晶體，晶體中的作用 力有分子間作用力和共價(jià)鍵。,(4)根據(jù)均攤法可知含有Ti：8 =1、Ca：1、O：6 =3，所以化 學(xué)式為CaTiO3；Ti與最近氧原子的距離是acm，則面上的對(duì)角線為 2acm，設(shè)立方體的邊長(zhǎng)為r，(2a)2=2r2，r= acm，所以立方體的體 積為( a)3cm3，故該晶體的密度為,答案：(1)3d104s2 OCl (2)V形 sp3 (其他合理答案均可) (3)分子 分子間作用力(范德華力)和共價(jià)鍵 (4)CaTiO3,【加固訓(xùn)練】1.(2014四川高考)X、Y、Z、R為前四周期元素，且 原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；Z基態(tài) 原子的M層與K層電子數(shù)相等