13 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(一)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)。1了解原子核外電子的能級(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簡(jiǎn)單應(yīng)用。4了解電負(fù)性的概念，并能用于說明元素的性質(zhì)。(二)化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)。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(jià)鍵的主要類型鍵和鍵，能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。3了解簡(jiǎn)單配合物的成鍵情況。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)。6了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)，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)單分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)。(三)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。從近幾年新課標(biāo)的高考試題來看，“物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)”模塊作為選考內(nèi)容，僅命制一個(gè)大題主觀題，該題目一般是以元素推斷或某主族元素為背景，下設(shè)4至6個(gè)小題，10個(gè)空左右進(jìn)行設(shè)計(jì)，以“拼盤”形式呈現(xiàn)，題目變化多端，知識(shí)覆蓋較廣，考查主要涉及以下內(nèi)容：(1)原子結(jié)構(gòu)：能量最低原理的應(yīng)用；電子排布式、電子排布圖的書寫；電離能、電負(fù)性的大小比較和應(yīng)用等。(2)分子結(jié)構(gòu)：鍵、鍵、配位鍵的分析和判斷；分子的構(gòu)型、分子的極性的判斷；“相似相溶原理”、等電子原理、氫鍵的性質(zhì)等知識(shí)的應(yīng)用。(3)晶體結(jié)構(gòu)：晶體中粒子數(shù)目的確定；共價(jià)鍵、分子間作用力、離子鍵和金屬鍵的判斷以及對(duì)晶體性質(zhì)的影響；常見晶體的結(jié)構(gòu)及熔、沸點(diǎn)的比較。今后的高考命題仍會(huì)側(cè)重上述知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，題型也不會(huì)有太大變化，但試題的背景會(huì)更加新穎，題目會(huì)更加綜合，更注重體現(xiàn)科學(xué)新成果或新發(fā)現(xiàn)，更注重考生 “結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”思想的樹立和空間想象能力的考查。一、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及電子云、電子層（能層）、原子軌道（能級(jí)）的含義。電子云：用小黑點(diǎn)的疏密來描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大小所得的圖形叫電子云圖。離核越近，電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大，電子云密度越大；離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)小，電子云密度越小。電子層（能層）：根據(jù)電子的能量差異和主要運(yùn)動(dòng)區(qū)域的不同，核外電子分別處于不同的電子層。原子由里向外對(duì)應(yīng)的電子層符號(hào)分別為K、L、M、N、O、P、Q。原子軌道（能級(jí)即亞層）：處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運(yùn)動(dòng)，分別用s、p、d、f表示不同形狀的軌道，s軌道呈球形、p軌道呈紡錘形，d軌道和f軌道較復(fù)雜。各軌道的伸展方向個(gè)數(shù)依次為1、3、5、7。2能級(jí)交錯(cuò)圖和1-36號(hào)元素的核外電子排布式。根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)原子核外電子的排布遵循圖（1）箭頭所示的順序。根據(jù)構(gòu)造原理，可以將各能級(jí)按能量的差異分成能級(jí)組如圖（2）所示，由下而上表示七個(gè)能級(jí)組，其能量依次升高；在同一能級(jí)組內(nèi)，從左到右能量依次升高?；鶓B(tài)原子核外電子的排布按能量由低到高的順序依次排布。3元素電離能和元素電負(fù)性（1）第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的能量叫做第一電離能。常用符號(hào)I1表示，單位為kJ/mol。（2）元素的電負(fù)性：元素的原子在分子中吸引電子對(duì)的能力叫做該元素的電負(fù)性。二、化鍵與物質(zhì)的性質(zhì)1離子鍵（1）化學(xué)鍵：相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用?；瘜W(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。（2）離子鍵：陰、陽離子通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。離子鍵強(qiáng)弱的判斷：離子半徑越小，離子所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔沸點(diǎn)越高。2共價(jià)鍵的主要類型鍵和鍵（1）共價(jià)鍵的分類和判斷：鍵（“頭碰頭”重疊）和鍵（“肩碰肩”重疊）、極性鍵和非極性鍵，還有一類特殊的共價(jià)鍵-配位鍵。3極性鍵和非極性鍵（1）共價(jià)鍵：原子間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵（2）鍵的極性極性鍵：不同種原子之間形成的共價(jià)鍵，成鍵原子吸引電子的能力不同，共用電子對(duì)發(fā)生偏移非極性鍵：同種原子之間形成的共價(jià)鍵，成鍵原子吸引電子的能力相同，共用電子對(duì)不發(fā)生偏移（3）分子的極性非極性分子和極性分子的比較非極性分子極性分子形成原因整個(gè)分子的電荷分布均勻，對(duì)稱整個(gè)分子的電荷分布不均勻、不對(duì)稱存在的共價(jià)鍵非極性鍵或極性鍵極性鍵分子內(nèi)原子排列對(duì)稱不對(duì)稱舉例說明：分子共價(jià)鍵的極性正負(fù)電荷中心結(jié)論舉例同核雙原子分子非極性鍵重合非極性分子H2、N2、O2異核雙原子分子極性鍵不重合極性分子CO、HF、HCl異核多原子分子分子中各鍵的向量和為零重合非極性分子CO2、BF3、CH4分子中各鍵的向量和不為零不重合極性分子H2O、NH3、CH3Cl相似相溶原理：極性分子易溶于極性分子溶劑中（如HCl易溶于水中），非極性分子易溶于非極性分子溶劑中（如CO2易溶于CS2中）4分子的空間立體結(jié)構(gòu)常見分子的類型與形狀比較分子類型分子形狀鍵角鍵的極性分子極性代表物A球形非極性He、NeA2直線形非極性非極性H2、O2AB直線形極性極性HCl、NOABA直線形180極性非極性CO2、CS2ABAV形180極性極性H2O、SO2A4正四面體形60非極性非極性P4AB3平面三角形120極性非極性BF3、SO3AB3三角錐形120極性極性NH3、NCl3AB4正四面體形10928極性非極性CH4、CCl4AB3C四面體形10928極性極性CH3Cl、CHCl3AB2C2四面體形10928極性極性CH2Cl2直線三角形V形四面體三角錐V形 H2O三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1離子晶體離子鍵的強(qiáng)弱可以用晶格能的大小來衡量，晶格能是指拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量晶格能越大，離子晶體的熔點(diǎn)越高、硬度越大。離子晶體：通過離子鍵作用形成的晶體。典型的離子晶體結(jié)構(gòu)：NaCl型和CsCl型，氯化鈉晶體中，每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍有6個(gè)鈉離子，每個(gè)氯化鈉晶胞中含有4個(gè)鈉離子和4個(gè)氯離子；氯化銫晶體中，每個(gè)銫離子周圍有8個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍有8個(gè)銫離子，每個(gè)氯化銫晶胞中含有1個(gè)銫離子和1個(gè)氯離子。NaCl型晶體CsCl型晶體每個(gè)Na+離子周圍被6個(gè)C1離子所包圍，同樣每個(gè)C1也被6個(gè)Na+所包圍。每個(gè)正離子被8個(gè)負(fù)離子包圍著，同時(shí)每個(gè)負(fù)離子也被8個(gè)正離子所包圍。晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算方法-均攤法位置頂點(diǎn)棱邊面心體心貢獻(xiàn)1/81/41/212分子晶體（1）分子間作用力的含義，化鍵和分子間作用力的區(qū)別分子間作用力：把分子聚集在一起的作用力分子間作用力是一種靜電作用，比化鍵弱得多，包括范德華力和氫鍵。范德華力一般沒有飽和性和方向性，而氫鍵則有飽和性和方向性。（2）分子晶體的含義，分子間作用力的大小對(duì)物質(zhì)某些物理性質(zhì)的影響。分子晶體：分子間以分子間作用力（范德華力、氫鍵）相結(jié)合的晶體。典型的有冰、干冰。分子間作用力強(qiáng)弱和分子晶體熔沸點(diǎn)大小的判斷：組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，克服分子間引力使物質(zhì)熔化和氣化就需要更多的能量，熔、沸點(diǎn)越高。但存在氫鍵時(shí)分子晶體的熔沸點(diǎn)往往反常地高。（3）氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響NH3、H2O、HF中由于存在氫鍵，使得它們的沸點(diǎn)比同族其它元素氫化物的沸點(diǎn)高影響物質(zhì)的性質(zhì)方面：增大溶沸點(diǎn)，增大溶解性表示方法：XHY(N、O、F)一般都是氫化物中存在3原子晶體（1）原子晶體：所有原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合成的晶體或相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體（2）典型的原子晶體有金剛石（C）、晶體硅(Si)、二氧化硅（SiO2）金剛石是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最小的碳環(huán)中有6個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子與周圍四個(gè)碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵；晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似；二氧化硅晶體是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最小的環(huán)中有6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子，每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子成鍵，每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子成鍵（3）共價(jià)鍵強(qiáng)弱和原子晶體熔沸點(diǎn)大小的判斷：原子半徑越小，形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵的鍵能越大，其晶體熔沸點(diǎn)越高如熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅。4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)別晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體離子晶體粒子原子分子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子粒子間作用（力）共價(jià)鍵分子間作用力復(fù)雜的靜電作用離子鍵熔沸點(diǎn)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(shí)例金剛石、水晶、碳化硅等干冰、冰、純硫酸、H2(S)Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3NaOH等1（2018江蘇卷）臭氧（O3）在Fe(H2O)62+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO和NO，NOx也可在其他條件下被還原為N2。（1）SO中心原子軌道的雜化類型為_；NO的空間構(gòu)型為_（用文字描述）。（2）Fe2+基態(tài)核外電子排布式為_。（3）與O3分子互為等電子體的一種陰離子為_（填化學(xué)式）。（4）N2分子中鍵與鍵的數(shù)目比n()n()=_。（5）Fe(H2O)62+與NO反應(yīng)生成的Fe(NO)(H2O)52+中，NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)贔e(NO)(H2O)52+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。【解題思路】熟悉價(jià)電子對(duì)互斥理論、雜化軌道理論與分子構(gòu)型間的聯(lián)系。注意寫配位鍵時(shí)由配位原子提供孤對(duì)電子。（1）SO中中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為12（6+2-42）+4=4，SO中S為sp3雜化。NO中中心原子N的孤電子對(duì)數(shù)為12(5+1-32)=0，成鍵電子對(duì)數(shù)為3，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形，由于N原子上沒有孤電子對(duì)，NO的空間構(gòu)型為平面（正）三角形。（2）Fe原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6。（3）用替代法，與O3互為等電子體的一種陰離子為NO。（4）N2的結(jié)構(gòu)式為NN，三鍵中含1個(gè)鍵和2個(gè)鍵，N2分子中鍵與鍵的數(shù)目比為n()n()=12。（5）根據(jù)化學(xué)式，缺少的配體是NO和H2O，NO中N為配位原子，H2O中O上有孤電子對(duì)，O為配位原子，答案為：。【答案】(1)sp3 平面（正）三角形（2）Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6（2） NO（3） 12（4）2（2018新課標(biāo)卷）硫及其化合物有許多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/85.5115.2>600（分解）75.516.810.3沸點(diǎn)/60.3444.610.045.0337.0回答下列問題：（1）基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖（軌道表達(dá)式）為_，基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_形。（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是_。（3）圖（a）為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多，主要原因?yàn)開。（4）氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為_形，其中共價(jià)鍵的類型有_種；固體三氧化硫中存在如圖（b）所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為_。（5）FeS2晶體的晶胞如圖（c）所示。晶胞邊長(zhǎng)為a nm、FeS2相對(duì)式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為_gcm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長(zhǎng)為_nm?！窘忸}思路】其中雜化形式的判斷是難點(diǎn)，由價(jià)層電子特征判斷分子立體構(gòu)型時(shí)需注意：價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的立體構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。當(dāng)中心原子無孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致；價(jià)層電子對(duì)互斥模型能預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型，但不能解釋分子的成鍵情況，雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況，但不能預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。兩者相結(jié)合，具有一定的互補(bǔ)性，可達(dá)到處理問題簡(jiǎn)便、迅速、全面的效果。（1）基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，則其價(jià)層電子的電子排布圖（軌道表達(dá)式）為；基態(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，則電子占據(jù)最高能級(jí)是3p，其電子云輪廓圖為啞鈴（紡錘）形。（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別是2+6-122=4、2+6-222=3、3+6-232=3，因此不同其他分子的是H2S。（3）S8、二氧化硫形成的晶體均是分子晶體，由于S8相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間范德華力強(qiáng)，所以其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多；（4）氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，根據(jù)（2）中分析可知中心原子含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3，且不存在孤對(duì)電子，所以其分子的立體構(gòu)型為平面三角形。分子中存在氧硫雙鍵，因此其中共價(jià)鍵的類型有2種，即鍵、鍵；固體三氧化硫中存在如圖（b）所示的三聚分子，該分子中S原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，因此其雜化軌道類型為sp3。（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有鐵原子的個(gè)數(shù)是121/4+14，硫原子個(gè)數(shù)是81/8+61/24，晶胞邊長(zhǎng)為a nm、FeS2相對(duì)式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為=mV=4MNA(a10-7)3g/cm3=4MNAa31021g/cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長(zhǎng)是面對(duì)角線的一半，則為22anm?！敬鸢浮?1)啞鈴（紡錘）（2） H2S （3） S8相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間范德華力強(qiáng)（4）平面三角 2 sp3 （5）4MNAa3102122a1M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d能級(jí)半充滿。請(qǐng)回答下列問題：(1)R基態(tài)原子的電子排布式是_，X和Y中電負(fù)性較大的是_(填元素符號(hào))。(2)X的氫化物的沸點(diǎn)低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是_。(3)X與M形成的XM3分子的立體構(gòu)型是_。(4)M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如下圖所示，則圖中黑球代表的離子是_ (填離子符號(hào))。(5)在稀硫酸中，Z的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物，Z被還原為+3價(jià)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_?！窘忸}思路】M基態(tài)原子L層中p能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的2倍，則電子排布為1s22s22p4，M為O。原子序數(shù)R>M，且R為金屬元素，則R位于第三周期，為本周期最活潑的金屬，R為鈉。引起酸雨的主要污染物為SO2或氮氧化物，則X為S或N，原子序數(shù)X>M，則X為S，Y的原子序數(shù)比X大，則Y為Cl。Z的基態(tài)原子4s和3d能級(jí)半充滿并結(jié)合(5)中的Z的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽為橙色，可知Z為Cr。(1)Na的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s1或Ne3s1，元素非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，非金屬性Cl>S。(2)X的氫化物為H2S，M的氫化物為H2O，H2O分子間可以形成氫鍵，沸點(diǎn)高于H2S。(3)XM3為SO3，根據(jù)VSEPR可知，孤電子對(duì)數(shù)為(6-23)=0為sp2雜化，分子構(gòu)型為平面三角形。(4)R2M為Na2O，黑球位于晶胞內(nèi)部，共8個(gè)，白球位于頂點(diǎn)和面心，共8+6=4個(gè)，則N(黑球)N(白球)=84=21，則黑球?yàn)镹a+。(5)Cr的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽有K2Cr2O7和K2CrO4，其中K2Cr2O7為橙色，K2CrO4為黃色。O的氫化物有H2O和H2O2兩種，其中H2O2既有氧化性又有還原性，則反應(yīng)發(fā)生在K2Cr2O7和H2O2之間，K2Cr2O7變?yōu)镃r3+，H2O2被氧化為O2，反應(yīng)在稀硫酸中發(fā)生，因此反應(yīng)物為K2Cr2O7、H2O2和H2SO4，產(chǎn)物為K2SO4、Cr2(SO4)3、O2和H2O，根據(jù)電子得失守恒和原子守恒配平方程式。【答案】(1)1s22s22p63s1或Ne3s1Cl(2)H2S分子間不能形成氫鍵，H2O分子間能形成氫鍵(3)平面三角形(4)Na+(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O2（2018四川名校聯(lián)考）釹鐵硼磁鐵是目前為止具有最強(qiáng)磁力的永久磁鐵。預(yù)計(jì)在未來20年里，不可能有替代釹鐵硼磁鐵的磁性材料岀現(xiàn)。生產(chǎn)釹鐵硼磁鐵的主要原材料有稀土金屬釹、純鐵、鋁、硼以及其他稀土原料。(1)釹(Nd)為60號(hào)元素，在周期表中第_周期；基態(tài)鐵原子的外圍電子軌道表示式為_。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得AlCl3的實(shí)際存在形式為Al2Cl6，其分子的球棍模型如圖所示。已知Al2Cl6分子中正負(fù)電荷中心重合，則Al2Cl6屬于_分子(填“極性”或“非極性”)，分子中A1原采取_雜化。Al2Cl6與過量NaOH溶液反應(yīng)生成NaAl(OH)4，A1(OH)4中存在的化學(xué)鍵有_(填選項(xiàng)字母)。A.離子鍵 B.共價(jià)鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.氫鍵(3)B元素及與其同周期相鄰的兩種元素第一電離能由小到大的順序?yàn)開(用元素符號(hào)表示)。(4)因材料中含有大量的釹和鐵，容易銹蝕是它的一大弱點(diǎn)?？呻婂冩?Ni)、鋅(Zn)等進(jìn)行表面涂層處理。已知Ni可以形成Ni(NH2)6Cl2，該配合物中配體分子的空間構(gòu)型為_。(5)已知立方BN晶體硬而脆，其原因是_；其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，N原子填充在B原子構(gòu)成的正四面體空隙中，則晶胞中正四面體的空隙填充率為_，設(shè)晶胞中最近的B、N原子之間的距離為anm，晶體的密度為bgcm3，則阿伏加德羅常數(shù)為_mol1(列式即可，用含a、b的代數(shù)式表示)【解題思路】釹(Nd)為60號(hào)元素，它位于元素周期表的第六周期，基態(tài)鐵原子的外圍電子軌道表示式為：；故答案為：六，；(2)Al2Cl6分子中正負(fù)電荷中心重合，屬于非極性分子，每個(gè)鋁原子和四個(gè)氯原子形成共價(jià)鍵，采取sp3雜化，故答案為：非極性；sp3；Al采取sp3雜化，用最外層的四個(gè)空軌道接受O提供的孤對(duì)電子形成配位鍵，O與H之間是極性共價(jià)鍵；故答案為：BD；(3)同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，所以第一電離能B<Be<C；故答案為：B<Be<C；(4)已知Ni可以形成Ni(NH2)6Cl2，該配合物中配體分子的空間構(gòu)型為三角錐形；故答案為：三角錐形；(5)由于立方BN晶體是原子晶體，BN鍵能大，所以質(zhì)地堅(jiān)硬，且共價(jià)鍵具有方向性，受到外力時(shí)，會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位，所以性脆；從晶胞構(gòu)型中可看出，B原子形成8個(gè)正四面體，有4個(gè)N原子填充4個(gè)正四面體中，所以晶胞中正四面體的空隙填充率為50%；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞中含有N原子數(shù)為4，B原子數(shù)為818+412=3，根據(jù)=m/V可知晶胞的體積為89Nab cm3，晶胞的邊長(zhǎng)為：389Nabcm，B、N原子之間的距離為anm，是正方體對(duì)角線長(zhǎng)的14，即利用勾股定理經(jīng)過計(jì)算得到NA=mol1；故答案為：由于立方BN晶體是原子晶體，BN鍵能大，所以質(zhì)地堅(jiān)硬，且共價(jià)鍵具有方向性，受到外力時(shí)，會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位，所以性脆；50%；。【答案】(1)六（2） 非極性 sp3 BD （3） B<Be<C （4） 三角錐形（5）由于立方BN晶體是原子晶體，BN鍵能大，所以質(zhì)地堅(jiān)硬，且共價(jià)鍵具有方向性，受到外力時(shí)，會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位，所以性脆 50% 1（2018四川綿陽中學(xué)理綜）第23號(hào)元素釩在地殼中的含量大約為0.009，在過渡元素中僅次于Fe、Ti、Mn、Zn，排第五位。我國(guó)四川攀枝花地區(qū)蘊(yùn)藏著極其豐富的釩鈦磁鐵礦。（1）釩在周期表中的位置為_，電子占據(jù)的最高能層的軌道形狀為_。（2）在地殼中含量最高的五種過渡金屬元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基態(tài)原子核外單電子數(shù)最多的是_。（3）過渡金屬可形成許多羰基配合物，即CO作為配體形成的配合物。CO的等電子體有N2、CN、_（任寫一個(gè)）等。CO作配體時(shí)，配位原子是C而不是O，其原因是_。（4）過渡金屬配合物常滿足“18電子規(guī)則”，即中心原子的價(jià)電子數(shù)加上配體提供的電子數(shù)之和等于18，如Fe(CO)5、Mn(CO)5等都滿足這個(gè)規(guī)則。下列釩配合物中，釩原子滿足18電子規(guī)則的是_。AV(H2O)62BV(CN)64 CV(CO)6DV(O2)43化合物的熔點(diǎn)為138，其晶體類型為_；已知該化合物滿足18電子規(guī)則，其配體“”中的大鍵可表示為_。（5）VCl2（熔點(diǎn)1027）和VBr2（熔點(diǎn)827）均為六方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示。VCl2和VBr2兩者熔點(diǎn)差異的原因是_。設(shè)晶體中陰、陽離子半徑分別為r和r，該晶體的空間利用率為_（用含a、c、r和r的式子表示）。【解題思路】（1）釩是第23號(hào)元素，在周期表中的位置為第四周期第VB族；電子占據(jù)的最高能層的軌道是4s軌道，形狀為球形；（2）五種過渡金屬元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基態(tài)原子核外單電子數(shù)分別為4、2、5、0、3，最多的是Mn；（3）等電子體指價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離子或基團(tuán)，CO的等電子體有N2、CN、NO+、C22-；CO作配體時(shí)，配位原子是C而不是O，其原因是C的電負(fù)性小于O，對(duì)孤電子對(duì)吸引能力弱，給出電子對(duì)更容易；（4）V(H2O)62中V原子的電子數(shù)為5-2+62=15，不符合；B項(xiàng)，V(CN)64中V原子的電子數(shù)為5-2+62=15，不符合；C項(xiàng)，V(CO)6中，V原子的電子數(shù)為5+1+62=18，符合；D項(xiàng)，V(O2)43中V原子的電子數(shù)為5+3+42=16，不符合?；衔锏娜埸c(diǎn)為138，低熔點(diǎn)，其晶體類型為分子晶體；已知該化合物滿足18電子規(guī)則，其配體“”中的大鍵5碳共用5電子，可表示為55；（5）兩者均為離子晶體，Cl-半徑小于Br-半徑，VCl2中晶格能大于VBr2，故VCl2熔點(diǎn)高于VBr2；晶體中陰、陽離子半徑分別為r和r，晶胞的體積為a2c，晶胞所占體積為83(2r-3+r+3)9，該晶體的空間利用率為83(2r-3+r+3)9a2c100%。【答案】(1)第四周期第VB族球形（2） Mn（3） NO+、C22-C的電負(fù)性小于O，對(duì)孤電子對(duì)吸引能力弱，給出電子對(duì)更容易（4） C 分子晶體55（5）兩者均為離子晶體，Cl半徑小于Br半徑，VCl2中晶格能大于VBr2，故VCl2熔點(diǎn)高于VBr2 83(2r-3+r+3)9a2c100%2金屬鈦性能優(yōu)越，被譽(yù)為繼Fe、Al后應(yīng)用廣泛的“第三金屬”。(1)Ti基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_。(2)鈦能與B、C、N、O等非金屬元素形成穩(wěn)定的化合物。電負(fù)性：C_B(填“>”或“<”，下同)；第一電離能：N_O，原因是_。(3)月球巖石玄武巖的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3)。FeTiO3與80%的硫酸反應(yīng)可生成TiOSO4。SO的立體構(gòu)型為_形，其中硫原子的雜化方式為_，寫出與SO互為等電子體的一種分子的化學(xué)式：_。(4)Ti的氧化物與CaO相互作用能形成鈦酸鹽CaTiO3，CaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，Ti位于立方體的體心。該晶體中，Ca2+的配位數(shù)為_。圖1 圖2(5)Fe能形成多種氧化物，其中FeO晶胞結(jié)構(gòu)如圖2。FeO晶胞邊長(zhǎng)為428pm，則FeO晶體的密度為_gcm3(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，1pm=1012m，寫出計(jì)算式即可)。【解題思路】(1)Ti原子核外電子數(shù)為22，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，其價(jià)電子排布式為3d24s2。(2)同周期自左而右元素電負(fù)性增大，故電負(fù)性C>B；N原子中的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，更穩(wěn)定，第一電離能高于同周期相鄰元素，第一電離能N>O。(3)SO中S原子孤電子對(duì)數(shù)=(6+2-24)=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+0=4，為正四面體結(jié)構(gòu)，雜化軌道數(shù)目為4，S原子雜化方式為sp3；原子數(shù)目相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微?；榈入娮芋w，與SO互為等電子體的分子為CCl4、SiCl4、SO2Cl2等。(4)CaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)中Ti位于立方體的體心，由晶胞結(jié)構(gòu)圖和化學(xué)式可知，頂點(diǎn)為Ca2+，面心為O2，該晶體中每個(gè)頂點(diǎn)Ca2+與面心的O2相鄰，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面為2個(gè)晶胞共用，晶體中，Ca2+周圍緊鄰O2數(shù)目為(38)=12，即Ca2+的配位數(shù)為12。(5)FeO晶胞中含有的Fe數(shù)目為8+6=4，O原子數(shù)目為12+1=4，1mol FeO含有mol晶胞，則FeO晶體的密度為= gcm-3?！敬鸢浮?1)3d24s2(2)>>N原子中的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，更穩(wěn)定(3)正四面體sp3CCl4(或SiCl4、SO2Cl2等)(4)12(5)