2019-2020年高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選考）練習(xí)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運動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確書寫136號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表達式；(2)了解電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)；(3)了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用；(4)了解電負性的概念并能用以說明元素的某些性質(zhì)。2.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)：(1)理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)；(2)了解共價鍵的形成、極性、類型(鍵和鍵)，了解配位鍵的含義；(3)能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)；(4)了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)；(5)能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡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)了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響；(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。4.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：(1)了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別；(2)了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響；(3)了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；(4)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；(5)理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)，了解金屬晶體常見的堆積方式；(6)了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進行相關(guān)的計算。考點一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1排布規(guī)律(1)能量最低原理：基態(tài)原子核外電子優(yōu)先占據(jù)能量最低的原子軌道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)泡利原理：每個原子軌道上最多只能容納2個自旋狀態(tài)相反的電子。(3)洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各軌道上排布時，電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)相同。2表示方法(1)電子排布式按電子排入各電子層中各能級的先后順序，用能級符號依次寫出各能級中的電子數(shù)，同時注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)簡化電子排布式“稀有氣體價層電子”的形式表示。如：Cu：Ar3d104s1(3)電子排布圖用方框表示原子軌道，用“”或“”表示自旋方向不同的電子，按排入各電子層中各能級的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如S：3元素的電離能第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。常用符號I1表示，單位為kJmol1。(1)原子核外電子排布的周期性隨著原子序數(shù)的增加，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)周期性的變化：每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化。(2)元素第一電離能的周期性變化隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈周期性變化：同周期從左到右，第一電離能有逐漸增大的趨勢，稀有氣體的第一電離能最大，堿金屬的第一電離能最?。煌髯鍙纳系较?，第一電離能有逐漸減小的趨勢。說明同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢。同能級的軌道為全滿、半滿時較相鄰元素要大，即第A族、第A族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。如Be、N、Mg、P。(3)元素電離能的應(yīng)用判斷元素金屬性的強弱電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強；反之，越弱。判斷元素的化合價如果某元素的In1In，則該元素的常見化合價為n價，如鈉元素I2I1，所以鈉元素的化合價為1價。4元素的電負性(1)元素電負性的周期性變化元素的電負性：不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小叫做該元素的電負性。隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負性呈周期性變化：同周期從左到右，主族元素電負性逐漸增大；同一主族從上到下，元素電負性呈現(xiàn)減小的趨勢。(2)題組一基態(tài)原子的核外電子排布1xx江蘇，21(A)(1)Fe3基態(tài)核外電子排布式為_。答案Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)2xx全國卷，35(1)(2)(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為_ nm(填標號)。A404.4B. 553.5C589.2D670.8E766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是_，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_。答案(1)A(2)N球形3xx全國卷，35(1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為_。答案(或)4xx全國卷，35(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為_。元素Mn與O中，第一電離能較大的是_，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是_。答案1s22s22p63s23p63d74s2(或Ar3d74s2)OMn5xx江蘇，21(A)(1)Zn2基態(tài)核外電子排布式為_。答案1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)6xx全國卷，37(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar_，有_個未成對電子。答案3d104s24p227xx全國卷，37(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_，3d能級上的未成對的電子數(shù)為_。答案1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)28xx全國卷，37(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：_。答案1s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3)“兩原理，一規(guī)則”的正確理解(1)原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀態(tài)。易誤警示在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤： (違反能量最低原理)(違反泡利原理)(違反洪特規(guī)則) (違反洪特規(guī)則)(2)同能級的軌道半充滿、全充滿或全空狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如np3、np6Cr：3d54s1 Mn：3d54s2 Cu：3d104s1 Zn：3d104s2(3)31Ga、33As等基態(tài)原子核外電子排布(簡寫)常出現(xiàn)錯誤：31GaAr4s24p1應(yīng)為Ar3d104s24p133AsAr4s24p3應(yīng)為Ar3d104s24p3題組二元素的電離能和電負性9xx江蘇，21(A)(3)C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為_。答案H<C<O10xx全國卷，35(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_。答案同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N的2p能級處于半充滿狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子11xx全國卷，37(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是_。答案O>Ge>Zn12xx全國卷，37(3)元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu1 959 kJmol1，INi1 753 kJmol1，ICu>INi 的原因是_。答案銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子13在N、O、S中第一電離能最大的是_。答案N14第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有_種。答案315下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢，正確的是_。答案a16依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照下圖中B、F元素的位置，用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置。答案考點二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1分子構(gòu)型與雜化軌道理論雜化軌道的要點當(dāng)原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道夾角立體構(gòu)型實例sp2180直線形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928正四面體形CH42.分子構(gòu)型與價層電子對互斥模型價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對立體構(gòu)型，不包括孤電子對。(1)當(dāng)中心原子無孤電子對時，兩者的構(gòu)型一致。(2)當(dāng)中心原子有孤電子對時，兩者的構(gòu)型不一致。電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例220直線形直線形BeCl2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O3.中心原子雜化類型和分子立體構(gòu)型的相互判斷中心原子的雜化類型和分子立體構(gòu)型有關(guān)，二者之間可以相互判斷。分子組成(A為中心原子)中心原子的孤電子對數(shù)中心原子的雜化方式分子立體構(gòu)型實例AB20sp直線形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角錐形NH3AB40sp3正四面體形CH4特別提醒(1)用價電子對互斥理論判斷分子的立體構(gòu)型時，不僅要考慮中心原子的孤電子對所占據(jù)的空間，還要考慮孤電子對對成鍵電子對的排斥力大小。排斥力大小順序為LPLPLPBP>BPBP(LP代表孤電子對，BP代表成鍵電子對)。(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵三鍵>三鍵雙鍵>雙鍵雙鍵>雙鍵單鍵>單鍵單鍵。(3)排斥力大小對鍵角的影響分子雜化軌道角度排斥力分析實際鍵角H2O10928LPLPLPBP>BPBP105NH310928LPBP>BPBP107COCl210928C=O對CCl的排斥力大于CCl對CCl的排斥力形成兩種鍵角分別為124.3、111.44.共價鍵(1)共價鍵的類型按成鍵原子間共用電子對的數(shù)目分為單鍵、雙鍵和三鍵。按共用電子對是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。按原子軌道的重疊方式分為鍵和鍵，前者的電子云具有軸對稱性，后者的電子云具有鏡像對稱性。(2)鍵參數(shù)鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定。鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角。鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)鍵、鍵的判斷由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為鍵，“肩并肩”重疊為鍵。由共用電子對數(shù)判斷單鍵為鍵；雙鍵或三鍵，其中一個為鍵，其余為鍵。由成鍵軌道類型判斷s軌道形成的共價鍵全部是鍵；雜化軌道形成的共價鍵全部為鍵。(4)等電子原理原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征。物理性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)不同。常見等電子體：微粒通式價電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2、SCN、NO、NAX216e直線形CO、NO、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形SO、POAX432e正四面體形PO、SO、ClOAX326e三角錐形CO、N2AX10e直線形CH4、NHAX48e正四面體形(5)配位鍵孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。配位鍵a配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價鍵；b配位鍵的表示：常用“”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NH可表示為 ，在NH中，雖然有一個NH鍵形成的過程與其他3個NH鍵形成的過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。配合物如Cu(NH3)4SO4配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空軌道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。5分子性質(zhì)(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系(2)溶解性“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑，若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好?！跋嗨葡嗳堋边€適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使ROH中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H，酸性越強，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。6氫鍵(1)作用粒子：氫、氟、氧、氮原子(分子內(nèi)、分子間)(2)特征：有方向性和飽和性(3)強度：共價鍵>氫鍵>范德華力(4)影響強度的因素：對于AHB，A、B的電負性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大。(5)對物質(zhì)性質(zhì)的影響：分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。題組一“兩大理論”與微粒構(gòu)型1xx江蘇21(A)(2)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是_，1 mol丙酮分子中含有鍵的數(shù)目為_。答案sp2和sp39NA2xx全國卷，35(3)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構(gòu)型為_，中心原子的雜化形式為_。答案V形sp33xx全國卷，35(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。答案spsp34xx江蘇21(A)(3) 分子中碳原子軌道的雜化類型為_。答案sp3、sp5xx全國卷，37(5)節(jié)選Ge單晶具有金剛石結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為_。答案sp36xx全國卷，37(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為_，其中As的雜化軌道類型為_。答案三角錐形sp37xx全國卷，37(3)節(jié)選CS2分子中，C原子的雜化軌道類型是_。答案sp8xx江蘇，21(A)(2)節(jié)選CH3COOH中C原子軌道雜化類型為_。答案sp3、sp29醛基中碳原子的軌道雜化類型是_。答案sp210xx新課標全國卷，37(3)節(jié)選乙醛中碳原子的雜化類型為_。答案sp3、sp211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的價電子層中的未成對電子有3個，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的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子。則a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為_；這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的是_；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是_。答案sp3HNO2、HNO3H2SO312中陽離子的空間構(gòu)型為_，陰離子的中心原子軌道采用_雜化。答案三角錐形sp3題組二微粒作用與分子性質(zhì)13xx全國卷，35(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為_，不同之處為_。(填標號)A中心原子的雜化軌道類型B中心原子的價層電子對數(shù)C立體結(jié)構(gòu)D共價鍵類型R中陰離子N中的鍵總數(shù)為_個。分子中的大鍵可用符號表示，其中m代表參與形成的大鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為)，則N中的大鍵應(yīng)表示為_。圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH)NHCl、_、_。答案ABDC5(H3O)OHN(N)(NH)NHN(N)14xx全國卷，35(4)硝酸錳是制備CO23H2=CH3OHH2O反應(yīng)的催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了鍵外，還存在_。答案離子鍵、鍵15xx江蘇，21(A)(4)乙醇的沸點高于丙酮，這是因為_。答案乙醇存在分子間氫鍵16xx全國卷，35(3)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO23H2=CH3OHH2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為_，原因是_。答案H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，水含氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力大17xx江蘇，21(A)(2)(4)(5)Zn(CN)42在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)：4HCHOZn(CN)424H4H2O=Zn(H2O)424HOCH2CNHOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式(2)1 mol HCHO分子中含有鍵的數(shù)目為_。(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為_。(5)Zn(CN)42中Zn2與CN的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型，Zn(CN)42的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_。答案(2)3NA(4)NH(5)18xx全國卷，37(2)(3)(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(jié)構(gòu)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(guī)律及原因_。GeCl4GeBr4GeI2熔點/49.526146沸點/83.1186約400答案(2)鍺的原子半徑大，原子之間形成的單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔、沸點依次升高；原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強19xx全國卷，37(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_。在Ni(NH3)62中Ni2與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_，提供孤電子對的成鍵原子是_。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_。答案正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp320xx江蘇，21(A)(1)(2)(3)節(jié)選下列反應(yīng)曾用于檢測司機是否酒后駕駛：2Cr2O3CH3CH2OH16H13H2O4Cr(H2O)633CH3COOH(1)配合物Cr(H2O)63中，與Cr3形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(2)1 mol CH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為_。(3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為_(填化學(xué)式)；H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為_。答案(1)O(2)7NA(或76.021023) (3)H2FH2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵211 mol乙醛分子中含有鍵的數(shù)目為_，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是_。答案6NACH3COOH存在分子間氫鍵22與OH互為等電子體的一種分子為_(填化學(xué)式)。答案HF23已知a是H，b是N，c是O，d是S，a與其他元素形成的二元共價化合物中，分子中既含有極性共價鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是_(填化學(xué)式，寫出兩種)。答案N2H4、H2O224若BCl3與XYn通過B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物，則該配合物中提供孤電子對的原子是_。答案X解析由于在BCl3中B原子無孤電子對，但有空軌道，所以提供孤電子對的原子是X。25碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：化學(xué)鍵CCCHCOSiSiSiHSiO鍵能/ (kJmol1)356413336226318452(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因是_。(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_。答案(1)CC鍵和CH鍵較強，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成(2)CH鍵的鍵能大于CO鍵，CH鍵比CO鍵穩(wěn)定；而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵，所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵26(1)BF3與一定量的水形成晶體Q(H2O)2BF3，Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R：晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及_(填序號)。a離子鍵b共價鍵c配位鍵d金屬鍵e氫鍵f范德華力(2)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka1.11010；水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷，相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)_Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_。答案(1)ad(2)< 中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H考點三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1典型晶體模型晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解離子晶體NaCl(型)(1)每個Na(Cl)周圍等距且緊鄰的Cl(Na)有6個，每個Na周圍等距且緊鄰的Na有12個；(2)每個晶胞中含4個Na和4個ClCsCl(型)(1)每個Cs周圍等距且緊鄰的Cl有8個，每個Cs(Cl)周圍等距且緊鄰的Cs(Cl)有6個；(2)如圖為8個晶胞，每個晶胞中含1個Cs、1個ClCaF2(型)在晶體中，每個F吸引4個Ca2，每個Ca2吸引8個F，Ca2的配位數(shù)為8，F(xiàn)的配位數(shù)為4金屬晶體簡單立方堆積典型代表Po，空間利用率52%，配位數(shù)為6體心立方堆積典型代表Na、K、Fe，空間利用率68%，配位數(shù)為8六方最密堆積典型代表Mg、Zn、Ti，空間利用率74%，配位數(shù)為12面心立方最密堆積典型代表Cu、Ag、Au，空間利用率74%，配位數(shù)為12分子晶體干冰(1)8個CO2分子構(gòu)成立方體且在6個面心又各占據(jù)1個CO2分子；(2)每個CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12個混合型晶體石墨晶體層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2，C采取的雜化方式是sp2雜化原子晶體金剛石(1)每個碳原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)；(2)鍵角均為10928；(3)最小碳環(huán)由6個C組成且六原子不在同一平面內(nèi)；(4)每個C參與4條CC鍵的形成，C原子數(shù)與CC鍵數(shù)之比為12SiO2(1)每個Si與4個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)；(2)每個正四面體占有1個Si,4個“O”，n(Si)n(O)12；(3)最小環(huán)上有12個原子，即6個O，6個Si2分子晶體、原子晶體、離子晶體與金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒，以及微粒間作用力的區(qū)別晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體離子晶體結(jié)構(gòu)微粒原子分子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子微粒間作用(力)共價鍵分子間作用力金屬鍵離子鍵熔、沸點很高很低一般較高，少部分低較高硬度很硬一般較軟一般較硬，少部分軟較硬溶解性難溶解相似相溶難溶(Na等與水反應(yīng))易溶于極性溶劑導(dǎo)電情況不導(dǎo)電(除硅)一般不導(dǎo)電良導(dǎo)體固體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后導(dǎo)電實例金剛石、水晶、碳化硅等干冰、冰、硫酸、H2(S)等Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3、NaOH等3.物質(zhì)熔、沸點的比較(1)不同類型晶體：一般情況下，原子晶體>離子晶體>分子晶體。(2)同種類型晶體：構(gòu)成晶體質(zhì)點間的作用大，則熔、沸點高，反之則低。離子晶體：離子所帶的電荷數(shù)越高，離子半徑越小，則其熔、沸點就越高。分子晶體：對于同類分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，則熔、沸點越高。原子晶體：鍵長越短，鍵能越大，則熔、沸點越高。(3)常溫常壓下狀態(tài)：熔點：固態(tài)物質(zhì)>液態(tài)物質(zhì)；沸點：液態(tài)物質(zhì)>氣態(tài)物質(zhì)。4晶體結(jié)構(gòu)的計算方法晶體結(jié)構(gòu)的計算常常涉及如下數(shù)據(jù)：晶體密度、NA、M、晶體體積、微粒間距離、微粒半徑、夾角等，密度的表達式往往是列等式的依據(jù)。解答這類題時，一要掌握晶體“均攤法”的原理，二要有扎實的立體幾何知識，三要熟悉常見晶體的結(jié)構(gòu)特征，并能整合貫通，舉一反三。(1)“均攤法”原理非平行六面體形晶胞中粒子數(shù)目的計算同樣可用“均攤法”，其關(guān)鍵仍然是確定一個粒子為幾個晶胞所共有。例如，石墨晶胞中每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)對六邊形的貢獻為，那么一個六邊形實際有62個碳原子。又如，在六棱柱晶胞(如下圖所示的MgB2晶胞)中，頂點上的原子為6個晶胞(同層3個，上層或下層3個)所共有，面上的原子為2個晶胞所共有，因此鎂原子個數(shù)為1223，硼原子個數(shù)為6。(2)晶體微粒與M、之間的關(guān)系若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol該晶胞中含有x mol 微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對分子質(zhì)量)；又1個晶胞的質(zhì)量為a3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為a3NA g，因此有xMa3NA。1xx江蘇，21(A)(5)某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(xn)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為_。圖1FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖圖2轉(zhuǎn)化過程的能量變化答案Fe3CuN解析能量低更穩(wěn)定，Cu替代a位置的Fe(頂點上的Fe)，晶胞中Cu個數(shù)為81，F(xiàn)e個數(shù)為63，N個數(shù)為1，化學(xué)式為Fe3CuN。2xx全國卷，35(2)(4)(5)(2)K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是_。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_ nm，與K緊鄰的O個數(shù)為_。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于_位置，O處于_位置。答案(2)K的原子半徑較大且價電子數(shù)較小，金屬鍵較弱(4)0.315或0.44612(5)體心棱心解析(2)K原子半徑大，且價電子數(shù)少(K原子價電子數(shù)為1，Cr原子價電子排布為3d54s1，價電子數(shù)為6)，金屬鍵弱，熔、沸點低。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K與O間的最短距離為面對角線的一半，即nm0.315 nm。K、O構(gòu)成面心立方，配位數(shù)為12(同層4個，上、下層各4 個)。(5)由(4)可知K、I的最短距離為體對角線的一半，I處于頂角，K處于體心，I、O之間的最短距離為邊長的一半，I處于頂角，O處于棱心。3xx全國卷，35(4)R的晶體密度為d gcm3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，該單元的相對質(zhì)量為M，則y的計算表達式為_。答案(或1021)解析根據(jù)密度的定義：d gcm3，解得y(或1021)。4xx全國卷，35(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a0.420 nm，則r(O2)為_nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a0.448 nm，則r(Mn2)為_nm。答案0.148 0.076解析由題意知在MgO中，陰離子作面心立方堆積，氧離子沿晶胞的面對角線方向接觸，所以a2r(O2)，r(O2)0.148 nm；MnO的晶胞參數(shù)比MgO更大，說明陰離子之間不再接觸，陰、陽離子沿坐標軸方向接觸，故2r(Mn2)r(O2)a，r(Mn2)0.076 nm。5xx全國卷，37(5)(6)(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，則微粒之間存在的作用力是_。(6)晶胞有兩個基本要素：原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0)；B為；C為。則D原子坐標參數(shù)為_。晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a565.76 pm，其密度為_gcm3(列出計算式即可)。答案(5)共價鍵(6) 107解析(6)根據(jù)各個原子的相對位置可知，D在各個方向的處，所以其坐標是；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的Ge原子個數(shù)是8648，所以晶胞的密度是 gcm3107gcm3。6xx全國卷，37(3)(4)(3)單質(zhì)銅及鎳都是由_鍵形成的晶體。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_。若合金的密度為d gcm3，晶胞參數(shù)a_nm。答案(3)金屬(4)31107解析(4)根據(jù)均攤法計算，晶胞中銅原子個數(shù)為61/23，鎳原子的個數(shù)為81/81，則銅和鎳的數(shù)量比為31；根據(jù)上述分析，該晶胞的組成為Cu3Ni，合金的密度為d gcm3，根據(jù)m/Vd,1 cm107 nm，則晶胞參數(shù)a107 nm。7xx全國卷，37(4)(5)(4)GaF3的熔點高于1 000 ，GaCl3的熔點為77.9 ，其原因是_。(5)GaAs的熔點為1 238 ，密度為 gcm3，其晶胞結(jié)構(gòu)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(zhì)量分別為MGa gmol1和MAs gmol1，原子半徑分別為rGapm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_。答案(4)GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體(5)原子晶體共價100%解析(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1 238 ，密度為 gcm3，其晶胞結(jié)構(gòu)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(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Ga和As的個數(shù)均是4個，所以晶胞的體積是。二者的原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%100%。8xx全國卷，37(4)(5)(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點為253 K，沸點為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C原子連接_個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有_個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C原子連接_個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有_個C原子在同一平面。答案(4)分子 (5)321249Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有_個銅原子。Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_。列式表示Al單質(zhì)的密度_gcm3。答案161210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的價電子層中的未成對電子有3個，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個電子，但次外層有18個電子。回答下列問題：(1)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_。(2)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_；該化合物加熱時首先失去的組分是_，判斷理由是_。答案(1)1(2)SO共價鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2的配位鍵比NH3與Cu2的弱解析(1)e為Cu，c為O，由圖1可知，晶胞中含Cu原子數(shù)為4個，含O原子為812個，故化學(xué)式為Cu2O，O為2價，則Cu為1價。(2)含有H、N、O、S、Cu 5種元素的化合物，結(jié)合課本選修3配合物有關(guān)知識和題目所給信息，觀察中心為1個Cu2，周圍為4個NH3分子和2個H2O分子，得到該化合物的化學(xué)式為Cu(NH3)4(H2O)2SO4，加熱時，由于H2O和Cu2作用力較弱會先失去。11前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有一個，并且A和B的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們的價電子層中未成對電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。(1)A、B和D三種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學(xué)式為_；D的配位數(shù)為_。列式計算該晶體的密度_ gcm3。(2)A、B和C3三種離子組成的化合物B3CA6，其中化學(xué)鍵的類型有_；該化合物中存在一個復(fù)雜離子，該離子的化學(xué)式為_，配位體是_。答案(1)K2NiF463.4(2)離子鍵、配位鍵FeF63F解析有4個未成對電子的一定是過渡金屬元素，前四周期元素中只有3d64s2符合，因而C為Fe元素，順推出D為Ni，B為K，A為F。(1)A(F)原子數(shù)16428，B(K)原子數(shù)824，D(Ni)原子數(shù)812，即該化合物的化學(xué)式為K2NiF4。D的配位體是距其最近的異種原子A，分別在它的前面、后面、左邊、右邊、上邊、下邊，共6個A原子。(2)在K3FeF6中，K與FeF63之間是離子鍵，F(xiàn)eF63中Fe3與F之間是配位鍵，F(xiàn)e3是中心離子，F(xiàn)是配位體?？键c四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)三大題型1指定一種已知元素為背景以一種已知的元素立題，選取與其相關(guān)的某些典型單質(zhì)或化合物展開設(shè)問，綜合考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。2指定幾種已知元素為背景以幾種已知的元素立題，依托不同元素的物質(zhì)分別獨立或側(cè)重考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。3以推斷出的幾種元素為背景以推斷出的幾種元素立題，依托它們之間組成的物質(zhì)綜合考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。1鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，制備金屬鈦的一種流程如下：請回答下列問題：(1)基態(tài)鈦原子的價層電子排布圖為_，其原子核外共有_種運動狀態(tài)不同的電子，Ti形成的4價化合物最穩(wěn)定，原因是_。金屬鈦晶胞如圖1所示，為_(填堆積方式)堆積。(2)已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為37 ，沸點為136 ，可知TiCl4為_晶體。用TiCl4的HCl溶液，后經(jīng)不同處理可得到兩種不同的TiCl36H2O晶體：Ti(H2O)6Cl3(紫色)、TiCl(H2O)5Cl2H2O(綠色)。兩者配位數(shù)_(填“相同”或“不同”)，綠色晶體中的配體是_。(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖2所示?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲的，主要原因是_?；衔镆抑胁扇p3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序為_。(4)硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結(jié)構(gòu)如圖3所示。該陽離子為_。圖3(5)鈣鈦礦晶體的結(jié)構(gòu)如圖4所示。鈦離子位于立方晶胞的頂點，被_個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被_個氧離子包圍。鈣鈦礦晶體的化學(xué)式為_。答案(1) 22最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)六方最密(2)分子相同H2O、Cl(3)化合物乙分子間形成氫鍵N>O>C(4)TiO2(或TiO)(5)612CaTiO3解析(1)考查原子核外電子排布、電子的運動狀態(tài)、晶胞組成。核外電子的運動狀態(tài)要用4個量子數(shù)確定，各不相同。觀察圖1可知，正好符合鎂晶胞的六方最密堆積。(2)考查分子晶體、配合物的成鍵情況。因TiCl4的熔、沸點較低，故TiCl4為分子晶體。(3)考查氫鍵及第一電離能的大小比較。氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)熔沸點升高，乙分子間含有氫鍵、甲分子間不含氫鍵，則化合物乙的沸點高于化合物甲的?；衔镆抑胁扇p3雜化的原子有C、N、O，同一周期元素，元素原子的第一電離能隨著原子序數(shù)的遞增而呈增大趨勢，但第A族、第A族元素原子的第一電離能大于其相鄰元素原子的第一電離能，所以第一電離能的大小關(guān)系為N>O>C。(4)考查利用均攤法計算原子個數(shù)之比。由圖3可知，每個O原子被2個Ti原子共用，每個Ti原子被2個O原子共用，利用均攤法計算二者原子個數(shù)之比為11，Ti元素為4價，O元素為2價，據(jù)此可知該陽離子為TiO2(或TiO)。(5)考查根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)書寫晶體的化學(xué)式。鈦離子位于立方晶胞的頂角，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個氧離子包圍，每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個，晶胞的12個邊長上各有1個氧離子，根據(jù)均攤原則，每個晶胞實際占有氧離子數(shù)為123，則晶胞的化學(xué)式為CaTiO3。2太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、硒、氮、硼、鎵、鎂、鈣等化學(xué)物質(zhì)。(1)基態(tài)亞銅離子(Cu)的價層電子排布式為_；高溫下CuO容易轉(zhuǎn)化為Cu2O，試從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因：_。(2)氮元素原子的第一電離能在同周期中從大到小排第_位；NaN3是傳統(tǒng)安全氣囊中使用的氣體發(fā)生劑，與其陰離子互為等電子體的分子、離子分別是_(各舉1例)，N的立體構(gòu)型是_。(3)鎵元素、硼元素位于同一主族，均具有缺電子性(價電子數(shù)少于價層軌道數(shù))。氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，晶體中N、Ga原子的軌道雜化類型_(填“相同”或“不同”)。判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是_。(4)晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是二十面體，每個單元中有12個硼原子(如圖2)，其中有兩個原子為10B，其余為11B，則該結(jié)構(gòu)單元有_種不同的結(jié)構(gòu)類型。(5)如圖3為碳化硅的晶胞。已知：碳的原子半徑為a108 cm，硅的原子半徑為b108 cm，假設(shè)碳、