第十一章 物質(zhì)結構與性質(zhì)第一板塊教材復習課原子結構與性質(zhì)原子核外電子排布1能層、能級的符號和所能容納的最多電子數(shù)能層一二三四五能層符號KLMNO能級符號4f5s 5p軌道數(shù)1131351357最多電子數(shù)2142502原子軌道原子軌道3基態(tài)原子核外電子排布的三個原理(1)能量最低原理電子總是先占有能量低的軌道，然后依次進入能量較高的軌道，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。即原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。如圖為構造原理示意圖：(2)泡利原理在一個原子軌道中，最多只能容納2個電子，并且這兩個電子的自旋狀態(tài)相反。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。(3)洪特規(guī)則當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，并且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或。洪特規(guī)則特例：當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。4基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式Ne3s23p4電子排布圖(軌道表達式)外圍(價)電子排布式3s23p45原子狀態(tài)與原子光譜(1)原子的狀態(tài)基態(tài)原子：處于最低能量的原子。激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子吸收能量后，從低能級躍遷到高能級狀態(tài)的原子。(2)原子光譜不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時會吸收或釋放不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖對點練習1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)p能級能量一定比s能級的能量高()(2)某原子M層上的電子數(shù)一定比L層上的電子數(shù)多()(3)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多()(4)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等()(5)磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為 ()(6)Cr原子有6個未成對的電子()2下列說法錯誤的是()Ans電子的能量不一定高于(n1)p電子的能量B6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則C電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理解析：選A各能級能量的大小順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5sns電子的能量一定高于(n1)p電子的能量，A錯誤；對于C原子來說，2p能級有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上，違反了洪特規(guī)則，B正確；根據(jù)軌道能量高低順序可知E4s<E3d，對于21Sc原子來說，最后3個電子應先排滿4s軌道，再排3d軌道，電子排布式應為1s22s22p63s23p63d14s2，故違反了能量最低原理，C正確；對于22Ti原子來說，3p能級共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違反了泡利原理，D正確。3(2018太原模擬)下列電子排布圖所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是()解析：選DA項2p、3s能級應為；B項2p、3s能級應為；C項2p、3s能級應為；D項正確。4下列關于鈉元素的幾種表達式錯誤的是()ANa的電子排布圖：BNa的結構示意圖：CNa的電子排布式：1s22s22p53s2DNa的簡化電子排布式：Ne3s1解析：選CA項，鈉離子核外電子數(shù)為10，核外電子排布式為1s22s22p6，電子排布圖：；B項，Na的結構示意圖為；C項，基態(tài)Na原子的電子排布式：1s22s22p63s1，錯誤；D項，Na的簡化的電子排布式：Ne3s1。原子結構與元素的性質(zhì)1原子結構與元素在周期表中的位置關系(1)原子結構與周期表的關系周期能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23He2s1101s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的價電子排布特點主族：主族AAAAAAA排布特點ns1ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np50族：He：1s2；其他：ns2np6。過渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。(3)元素周期表的分區(qū)根據(jù)核外電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區(qū)2原子半徑(1)影響因素(2)變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小；同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。3電離能(1)含義第一電離能：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，符號，單位kJmol1。(2)規(guī)律同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢。同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。同種原子：逐級電離能越來越(即I1I2I3)。(3)應用判斷元素金屬性的強弱：電離能越小，金屬原子越容易失去電子，金屬性越強；反之越弱。判斷元素的化合價(I1、I2表示各級電離能)：如果某元素的In1In，則該元素的常見化合價為。如鈉元素I2I1，所以鈉原子的最外層電子數(shù)為1，其化合價為。判斷核外電子的分層排布情況：多電子原子中，元素的各級電離能逐級增大，當電離能的變化出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。判斷原子的核外電子排布特點：同周期元素從左向右，元素的第一電離能并不是逐漸增大的，當元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時，第一電離能就會反常的大。4電負性(1)含義：不同元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越。(2)標準：以最活潑的非金屬氟的電負性為作為相對標準，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體元素未計)。(3)變化規(guī)律金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性又有非金屬性。在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負性逐漸變大，同主族從上至下，元素的電負性逐漸變小。(4)應用5對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的。如右所示。對點練習1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期A族，是s區(qū)元素()(2)電負性大的元素非金屬性強()(3)主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大()(4)在元素周期表中，元素電負性從左到右越來越大()(5)在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價()2下列圖示中縱坐標是表示元素的電負性數(shù)值，橫坐標表示同一主族的五種元素的序數(shù)的是()解析：選B同一主族從上至下，元素的電負性逐漸減小，B圖符合。3下列關于元素第一電離能的說法不正確的是()A鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強于鈉B因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大C最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大D對于同一元素而言，原子的電離能I1<I2<I3解析：選B同一周期元素的第一電離能呈增大趨勢，但由于A族元素的ns2全充滿、A族元素np3半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，導致其第一電離能高于相鄰主族元素，因此B項說法錯誤。4(2018天水模擬)現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p5。則下列有關比較中正確的是()A最高正化合價：B原子半徑：C電負性：D第一電離能：解析：選D根據(jù)核外電子排布式可知是S，是P，是F。F無正價，A錯誤；同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族自上而下原子半徑逐漸增大，則原子半徑：，B錯誤；同周期自左向右電負性增大，同主族自上而下電負性減小，則電負性：，C錯誤；同周期自左向右第一電離能呈增大趨勢，但P的3p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強，第一電離能大于S，則第一電離能：，D正確。分子結構與性質(zhì)共價鍵1共價鍵(1)共價鍵的本質(zhì)與特征本質(zhì)：兩原子之間形成共用電子對。特征：具有方向性和飽和性。(2)共價鍵的分類分類依據(jù)類型及特點形成共價鍵的原子軌道重疊方式鍵原子軌道“頭碰頭”重疊鍵原子軌道“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移(3)判斷共價鍵類型的方法鍵與鍵的判斷a由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為鍵，“肩并肩”重疊為鍵。b由物質(zhì)的結構式判斷通過物質(zhì)的結構式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目。共價單鍵全為鍵，雙鍵中有一個鍵和一個鍵，三鍵中有一個鍵和兩個鍵。c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。極性鍵與非極性鍵的判斷看形成共價鍵的兩原子，不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。(4)鍵參數(shù)概念鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響2配位鍵與配位化合物(1)配位鍵“電子對給予接受鍵”稱為配位鍵。(2)配位鍵的表示方法如：AB，其中A表示提供孤電子對的原子，B表示提供空軌道的原子。(3)配位化合物定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結合形成的化合物。形成條件：組成：對點練習1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)在所有分子中都存在化學鍵()(2)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子()(3)H2分子中的共價鍵不具有方向性()(4)碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍()(5)鍵能單獨形成，而鍵一定不能單獨形成()(6)鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)()(7)NH4Cl中存在離子鍵、極性共價鍵和配位鍵()2(2018洛陽模擬)下列說法中不正確的是()A鍵是原子軌道以“頭碰頭”的方式相互重疊B共價化合物分子的鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩(wěn)定C2個原子形成多個共價鍵中，只有一個鍵，而鍵可以是一個或多個D形成共價鍵時鍵與鍵重疊程度越大，體系能量越低，鍵越穩(wěn)定解析：選B鍵是原子軌道以“頭碰頭”的方式相互重疊，A正確；鍵能越大，鍵長越短，共價分子越穩(wěn)定，B錯誤；如2個N形成的N2分子中，只有一個鍵，有2個鍵，C正確；形成共價鍵時鍵與鍵重疊程度越大，鍵越穩(wěn)定，體系能量越低，D正確。3NH3分子的空間構型是三角錐形，而不是正三角形的平面結構，其充分的理由是()ANH3分子是極性分子B分子內(nèi)3個NH鍵的鍵長相等，鍵角相等CNH3分子內(nèi)3個NH鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于107.3DNH3分子內(nèi)3個NH鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于120解析：選C若NH3分子是平面正三角形結構，三個NH鍵鍵長相等，鍵角是120；若NH3分子是三角錐形結構，三個NH鍵鍵長相等，鍵角為107.3，C項正確。4向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加氨水，先生成難溶物，繼續(xù)滴加氨水，難溶物溶解，得到深藍色透明溶液。下列對此現(xiàn)象的說法正確的是()A反應后溶液中不存在任何沉淀，所以反應前后Cu2的濃度不變B沉淀溶解后，生成深藍色的配離子Cu(NH3)42C配位化合物中只有配位鍵D在Cu(NH3)42配離子中，Cu2給出孤電子對，NH3提供空軌道解析：選B反應過程：Cu2NH3H2O,Cu(OH)2NH3H2O,Cu(NH3)42，A錯誤，B正確；如配位化合物Cu(NH3)4SO4中含有離子鍵、共價鍵和配位鍵，C錯誤；在Cu(NH3)42中，Cu2提出空軌道，NH3分子中的N原子給出孤電子對，D錯誤。分子的立體構型1價層電子對互斥理論(1)理論要點價層電子對在空間上彼此相距最遠時，排斥力最小，體系的能量最低。孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。(2)用價層電子對互斥理論推測分子的立體構型的關鍵是判斷分子中的中心原子上的價層電子對數(shù)。其中：a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)，x是與中心原子結合的原子數(shù)。(3)價層電子對互斥模型與分子立體構型的關系價層電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構型分子立體構型實例鍵角220直線形直線形BeCl2180330三角形平面三角形BF312021形SnBr2105440四面體形正四面體形CH41092831三角錐形NH310722形H2O1052雜化軌道理論(1)雜化軌道概念：在外界條件的影響下，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合的過程叫原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。(2)雜化軌道的類型與分子立體構型的關系雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角分子立體構型實例sp180直線形BeCl2sp2120平面三角形BF3sp310928正四面體形CH4(3)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型雜化軌道用來形成鍵和容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)中心原子的孤電子對數(shù)中心原子的鍵個數(shù)。3等電子原理原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)，如CO和N2。對點練習1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)CH4與NH互為等電子體()(2)雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對()(3)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結構()(4)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化()(5)HCHO分子中碳原子為sp2雜化，分子為平面三角形()(6)SO中中心原子孤電子對數(shù)為0，中心原子為sp3雜化()(7)中心原子雜化類型相同時，孤電子對數(shù)越多，鍵角越小()2(2018鹽城模擬)在乙烯分子中有5個鍵、一個鍵，它們分別是()Asp2雜化軌道形成鍵、未雜化的2p軌道形成鍵Bsp2雜化軌道形成鍵、未雜化的2p軌道形成鍵CCH之間是sp2形成的鍵，CC之間是未參加雜化的2p軌道形成的鍵DCC之間是sp2形成的鍵，CH之間是未參加雜化的2p軌道形成的鍵解析：選A乙烯分子中存在4個CH鍵和1個C=C雙鍵，沒有孤對電子，C原子采取sp2雜化，CH之間是sp2形成的鍵，CC之間有1個是sp2形成的鍵，另1個是未參加雜化的2p軌道形成的鍵。3下列描述中正確的是()ACO2分子的立體構型為V形BClO的立體構型為平面三角形CSF6中每個原子均滿足最外層8電子穩(wěn)定結構DSiF4和SO的中心原子均為sp3雜化解析：選DA項，CO2中C原子上價層電子對數(shù)為2，沒有孤電子對，為直線形分子；B項，ClO中Cl原子上價層電子對數(shù)為4，有1對孤電子對，為三角錐形分子；C項，SF6中，S原子最外層不是8電子結構；D項，SiF4和SO中，Si原子和S原子上價層電子對均為4，均采用sp3雜化，正確。4(2018蘭州模擬)關于原子軌道的說法正確的是()A凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構型都是正四面體BCH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合形成Csp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組新軌道D凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵解析：選C中心原子采取sp3雜化后，與4個相同的原子成鍵形成的分子為正四面體，A項錯誤；CH4分子中sp3雜化軌道是由C原子的1個2s軌道與3個2p軌道混合形成的，B錯誤，C正確；如SO3分子中，S原子采用sp2雜化，D錯誤。5根據(jù)等電子原理寫出下列分子或離子的立體構型。(1)N2O_；(2)H3O_；(3)O3_； (4)NO_。解析：根據(jù)等電子原理，N2O的等電子體為CO2，故N2O的立體構型為直線形；同理，H3O的等電子體為NH3，立體構型為三角錐形；O3的等電子體為SO2，立體構型為V形；NO的等電子體為BF3，立體構型為平面三角形。答案：(1)直線形(2)三角錐形(3)V形(4)平面三角形分子間作用力與分子性質(zhì)1分子間作用力(1)概念：物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強弱：范德華力氫鍵化學鍵。(4)范德華力：一般來說，組成和結構相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增大，范德華力逐漸增大。范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越大，物質(zhì)的熔點、沸點越，硬度越。(5)氫鍵形成：已經(jīng)與電負性很的原子形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為祼露的質(zhì)子)與另一個電負性很大的原子之間的作用力，稱為氫鍵。表示方法：AHB(A、B是電負性很大的原子，一般為N、O、F三種元素；A、B可以相同，也可以不同。)特征：具有方向性和飽和性。分類：氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點升高，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負電中心重合的分子正電中心和負電中心不重合的分子存在的共價鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵分子內(nèi)原子排列對稱不對稱(2)分子的溶解性“相似相溶”的規(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。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。隨著溶質(zhì)分子中憎水基個數(shù)的增大，溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)分子的手性手性異構(對映異構)：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。手性分子：具有手性異構體的分子。手性碳原子：在有機物分子中，連有個不同基團或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如(4)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，若成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，酸性越強，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。極性分子的判斷方法(1)分子的極性由共價鍵的極性和分子的立體構型兩方面共同決定極性鍵極性分子極性鍵或非極性鍵非極性分子(2)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。 對點練習1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學鍵()(2)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵()(3)氫鍵具有方向性和飽和性()(4)乙醇分子和水分子間只存在范德華力()(5)碘化氫的沸點高于氯化氫的沸點是因為碘化氫分子間存在氫鍵()(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵()(7)極性分子中可能含有非極性鍵()2若不斷地升高溫度，實現(xiàn)“雪花水水蒸氣氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是()A氫鍵；范德華力；極性鍵B氫鍵；氫鍵；非極性鍵C氫鍵；極性鍵；范德華力D范德華力；氫鍵；非極性鍵解析：選A雪花水，破壞氫鍵，水水蒸氣，破壞范德華力，水蒸氣O2和H2，破壞OH極性鍵。3下列各組分子中，都屬于含極性鍵的非極性分子的是()ACO2、H2SBC2H4、CH4CCl2、C2H2 DNH3、HCl解析：選BA項，CO2為含有極性鍵的非極性分子，H2S為含有極性鍵的極性分子；C項，Cl2中不含極性鍵，C2H2為含有極性鍵的非極性分子；D項，NH3、HCl分子都是極性分子。晶體結構與性質(zhì)晶體與晶胞1晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的比較比較晶體非晶體結構特征線構粒子周期性有序排列結構粒子無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性實例冰、NaCl、Fe玻璃、石蠟兩者區(qū)別方法間接方法：測定其是否有固定的熔點科學方法：對固體進行X射線衍射實驗(2)獲得晶體的三條途徑熔融態(tài)物質(zhì)凝固。氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。溶質(zhì)從溶液中析出。2晶胞(1)概念：描述晶體結構的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列“無隙并置”?！盁o隙”：相鄰晶胞之間沒有任何間隙?！安⒅谩保核芯О际瞧叫信帕械?，取向相同。(3)形狀：一般而言晶胞都是平行六面體。(4)晶胞中粒子數(shù)目的計算均攤法如圖：當晶胞為六棱柱時，其頂點上的粒子被6個晶胞共用，每個粒子屬于該晶胞的部分為，而不是。對點練習1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)固態(tài)的SiO2一定是晶體()(2)晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列()(3)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊()(4)晶胞是晶體中的最小的“平行六面體”()(5)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是測定有無固定熔點()2(2018銀川校級期中)某物質(zhì)的晶體中，含A、B、C三種元素，其原子排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未畫出)。晶體中的A、B、C的原子個數(shù)比依次為()A131B231C221 D133解析：選A所給晶體的結構單元中，含A原子數(shù)81，含B原子數(shù)63，含C原子數(shù)1，即N(A)N(B)N(C)131，A項符合。3(2018贛州模擬)某離子晶體的晶體結構中最小重復單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽離子，分別在頂點和面心，則該晶體的化學式為()AB2A BBA2CB7A4 DB4A7解析：選BA在正方體內(nèi)，晶胞中的8個A離子完全被這1個晶胞占有；B分別在頂點和面心，頂點上的離子被1個晶胞占有，面心上的離子被1個晶胞占有，所以1個晶胞實際占有的B離子為864，則該晶體的化學式為BA2。四類晶體的組成和性質(zhì)1金屬鍵、金屬晶體(1)金屬鍵：金屬陽離子與自由電子之間的作用。(2)本質(zhì)電子氣理論該理論認為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。(3)金屬晶體的物理性質(zhì)及解釋2離子晶體的晶格能(1)定義：氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位為kJmol1。(2)影響因素離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越。離子的半徑：離子的半徑越，晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關系晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越。3四種晶體類型的比較晶體類型比較項目分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構成粒子分子原子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力范德華力(某些含氫鍵)共價鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導電、傳熱性一般不導電，溶于水后有的導電一般不具有導電性電和熱的良導體晶體不導電，水溶液或熔融態(tài)導電物質(zhì)類別及實例大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機物(有機鹽除外)部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如Na2O)、強堿(如KOH)、絕大部分鹽(如NaCl)4常見原子晶體、分子晶體、離子晶體的模型晶體晶體結構晶體詳解原子晶體金剛石(1)每個碳與相鄰個碳以共價鍵結合，形成正四面體結構(2)鍵角均為10928(3)最小碳環(huán)由個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SiO2(1)每個Si與個O以共價鍵結合，形成正四面體結構(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)上有個原子，即6個O,6個Si分子晶體干冰(1)8個CO2分子構成立方體且在6個面心又各占據(jù)1個CO2分子(2)每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有個離子晶體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有個(2)每個晶胞中含個Na和個ClCsCl(型)(1)每個Cs周圍等距且緊鄰的Cl有個，每個Cs(Cl)周圍等距且緊鄰的Cs(Cl)有個(2)如圖為8個晶胞，每個晶胞中含1個Cs、1個Cl5常見金屬晶體的原子堆積模型結構型式常見金屬配位數(shù)晶胞面心立方最密堆積Cu、Ag、Au12體心立方堆積Na、K、Fe8六方最密堆積Mg、Zn、Ti126石墨晶體石墨晶體是混合型晶體，呈層狀結構。同層內(nèi)碳原子以共價鍵形成正六邊形平面網(wǎng)狀結構，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是，C原子采取的雜化方式是sp2雜化。層與層之間以范德華力結合。所以石墨晶體熔、沸點很高，但硬度不大，有滑膩感，能導電。對點練習1根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點和沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關說法中錯誤的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點/810710190(5101 kPa)682 300沸點/1 4651 418182.7572 500ASiCl4是分子晶體B單質(zhì)B是原子晶體CAlCl3加熱能升華DMgCl2所含離子鍵的強度比NaCl大解析：選DA項，SiCl4的熔、沸點較低，是分子晶體，正確；B項，單質(zhì)B熔、沸點較高是原子晶體，正確；C項，AlCl3的沸點比熔點高，加熱能升華，正確；D項，MgCl2的熔、沸點低于NaCl，則其所含離子鍵的強度比NaCl小，錯誤。2下列物質(zhì)的熔點高低順序正確的是()AN2O2F2BLiNaKRbCMgOH2ON2O2 D金剛石生鐵純鐵鈉解析：選BA項，N2、O2、F2相對分子質(zhì)量增大，分子間范德華力增大，熔點N2O2F2，錯誤；C項，相對分子質(zhì)量O2N2，范德華力O2N2，熔點O2N2，錯誤；D項，熔點：純鐵生鐵鈉，錯誤。3下列關于晶體的敘述中，不正確的是()A金剛石網(wǎng)狀結構中，由共價鍵形成的碳原子環(huán)其中最小環(huán)有6個碳原子B在氯化鈉的晶體中，每個Na或Cl的周圍都緊鄰6個Cl或NaC在氯化銫晶體中，每個Cs周圍都緊鄰8個Cl，每個Cl周圍也緊鄰8個CsD在干冰的晶體中，每個CO2分子周圍都緊鄰4個CO2分子解析：選D在干冰晶體中，每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子數(shù)為12，D項不正確。4有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關說法正確的是()A為簡單立方堆積，為六方最密堆積，為體心立方堆積，為面心立方最密堆積B每個晶胞含有的原子數(shù)分別為1個，2個，2個，4個C晶胞中原子的配位數(shù)分別為6，8，8，12D空間利用率的大小關系為解析：選BA項，為體心立方堆積，為六方最密堆積，錯誤；C項，晶胞中原子配位數(shù)為12，錯誤；D項，空間利用率，錯誤。5下列各組晶體物質(zhì)中，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是()SiO2和SO3晶體硼和HClCO2和SO2晶體硅和金剛石晶體氖和晶體氮硫黃和碘ABC D解析：選C屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、硫黃、碘，屬于原子晶體的有SiO2、晶體硼、晶體硅、金剛石，但晶體氖是由稀有氣體分子構成的，分子間不存在化學鍵。6A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。A、C、D可形成常見的氣態(tài)單質(zhì)，A、E最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相等。B、F同主族，B元素基態(tài)原子的核外電子平均分布在3個不同的能級上。C元素原子的最高能級上有3個未成對電子。F的一種單質(zhì)與FD2晶體類型相同。(1)A分別與B、F形成的最簡單化合物相比較，影響沸點高低的主要作用力是_。(2)寫出D的基態(tài)原子的核外電子排布式：_。(3)BD2在高溫、高壓下所形成的晶胞如圖所示，該晶體中B原子的雜化方式為_。(4)由上述5種元素中的1種或幾種形成的、與C的單質(zhì)互為等電子體的物質(zhì)是_(填化學式)。(5)在E的化合物E2Cl6中存在的化學鍵有_(填字母)。a極性鍵 b非極性鍵c配位鍵d鍵e鍵解析：由題意可知，A、B、C、D、E、F分別為H、C、N、O、Al、Si元素。(1)H和C、Si元素形成的簡單化合物分別為CH4、SiH4，兩種物質(zhì)的分子間只存在范德華力，影響相應物質(zhì)的沸點高低。(2)基態(tài)O原子核外有8個電子，分布在1s、2s、2p能級軌道上，則其核外電子排布式為1s22s22p4。(3)由CO2在高溫、高壓下形成晶體的結構可知，每個C原子與周圍4個O原子形成CO鍵，故C原子采取sp3雜化。(4)與N2互為等電子體的分子(或離子)符合條件：含有2個原子、價電子總數(shù)為10，符合條件的分子(或離子)有CO、NO、CN等。(5)Al2Cl6分子中含有AlCl鍵，屬于極性共價鍵，也屬于鍵。每個Al原子只能形成3個AlCl鍵，故Al與Cl原子之間還存在配位鍵。答案：(1)范德華力(2)1s22s22p4(3)sp3雜化(4)CO(答案合理即可)(5)acd第二板塊高考研究課考 綱 要 求高 頻 考 點原子結構與性質(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用。4了解電負性的概念，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。1.考查電子排布式、軌道表達式的書寫5年5考2.考查電離能、電負性大小的比較及應用5年5考分子結構與性質(zhì)1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結構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構。6了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。7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。1.微粒間作用力的判斷及應用5年4考2.分子的立體結構和雜化類型的判斷5年5考晶體結構與性質(zhì)1.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結構微粒、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了解分子晶體結構與性質(zhì)的關系。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構與性質(zhì)的關系。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。了解分子晶體結構與性質(zhì)的關系。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的計算。1.晶體類型與性質(zhì)的判斷5年3考2.晶體的計算5年5考看兩年真題怎么考1(2017全國卷)鉀和碘的相關化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：(1)元素K的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為_ nm(填標號)。A404.4B553.5C589.2 D670.8E766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)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_。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是_。(3)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構型為_，中心原子的雜化形式為_。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立方結構，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晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于_位置，O處于_位置。解析：(1)當對金屬鉀或其化合物進行灼燒時，焰色反應顯紫紅色，紫色光的輻射波長范圍為400 nm430 nm。(2)基態(tài)K原子核外有4個能層：K、L、M、N，能量依次增高，處于N層上的1個電子位于s軌道，s電子云輪廓圖形狀為球形。金屬原子半徑越小、價電子數(shù)越多，金屬鍵越強，其熔沸點越高。(3)I中I原子為中心原子，則其孤電子對數(shù)為(712)2，且其形成了2個鍵，中心原子采取sp3雜化，I空間構型為V形結構。(4)二者間的最短距離為晶胞面對角線長的一半，即0.446 nm0.315 nm。由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心，所以與鉀緊鄰的氧原子有12個。(5)想象4個晶胞緊密堆積，則I處于頂角，O處于棱心，K處于體心。答案：(1)A(2)N球形K原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)體心棱心2(2017全國卷)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}：(1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為_。(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(a)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_。(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖(b)所示。從結構角度分析，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立體結構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中的大鍵應表示為_。圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH)NHCl、_、_。(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_。解析：(1)根據(jù)構造原理可知氮原子價電子排布式為2s22p3，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理可寫出其價電子的軌道表達式 (2)從圖(a)可以看出：除N外，同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，E1逐漸增大，這是因為隨原子半徑逐漸減小，結合一個電子需要釋放出更多的能量；N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，不易再結合一個電子，故E1呈現(xiàn)異常。(3)結合圖(b)可知：晶體R中兩種陽離子為NH和H3O，其中心原子均采取sp3雜化；NH中成鍵電子對數(shù)為4，H3O中含1個孤電子對和3個成鍵電子對，即中心原子的價層電子對數(shù)均為4；兩種陽離子中均存在極性鍵，不存在非極性鍵。NH和H3O分別為正四面體結構和三角錐形結構，即立體結構不同。從圖(b)可以看出：陰離子N呈五元環(huán)狀結構，其含有的鍵總數(shù)為5個；N中參與形成大鍵的電子數(shù)為6，故可將其中的大鍵表示為。根據(jù)題給表示式可知，除表示出形成氫鍵的原子外，還要表示出形成氫鍵的原子所在的原子團和該原子在原子團中的成鍵情況，因此氫鍵的表示式還有(H3O)OHN(N)、(NH)NHN(N)。(4)該晶胞的體積為(a107 cm)3，根據(jù)M(a107)3d，可求出y或1021。答案：(1) (2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結合一個電子(3)ABDC5(H3O)OHN(N)(NH)NHN(N)(4)3(2017全國卷)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應用前景?；卮鹣铝袉栴}：(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_。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。(3)在CO2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為_，原因是_。(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學鍵除了鍵外，還存在_。(5)MgO具有NaCl型結構(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型結構，晶胞參數(shù)為a0.448 nm，則r(Mn2)為_ nm。解析：(1)根據(jù)構造原理可寫出Co基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。O是非金屬元素，而Mn是金屬元素，前者易得電子而不易失電子，后者則反之，所以O的第一電離能大于Mn的。Mn和O的基態(tài)原子核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4，前者的3d軌道中5個電子均未成對，后者的2p軌道中有2個電子未成對，所以Mn的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多。(2)CO2中C的價層電子對數(shù)為2，故為sp雜化；CH3OH分子中C的價層電子對數(shù)為4，故為sp3雜化。(3)水和甲醇均為極性分子，常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈液態(tài)；二氧化碳和氫氣均為非極性分子，常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈氣態(tài)，根據(jù)四種物質(zhì)在相同條件下的狀態(tài)可以判斷出水、甲醇的沸點均高于二氧化碳、氫氣的沸點。由于水分子中的2個氫原子都能參與氫鍵的形成，而甲醇分子中只有羥基上的氫原子能夠形成氫鍵，所以水中的氫鍵比甲醇多，則水的沸點高于甲醇的沸點。二氧化碳和氫氣都屬于分子晶體，但由于二氧化碳的相對分子質(zhì)量大于氫氣，所以二氧化碳的沸點高于氫氣的沸點。(4)Mn(NO3)2是離子化合物，存在離子鍵；此外在NO中，3個O原子和中心原子N之間還形成一個4中心6電子的大鍵(鍵)，所以Mn(NO3)2中的化學鍵有鍵、鍵和離子鍵。(5)因為O2采用面心立方最密堆積方式，所以面對角線長度是O2半徑的4倍，則有 4r(O2)22a2，解得r(O2)0.420 nm0.148 nm；MnO也屬于NaCl型結構，根據(jù)晶胞的結構可得2r(Mn2)2r(O2)a，代入數(shù)據(jù)解得r(Mn2)0.076 nm。答案：(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大(4)離子鍵和鍵(鍵)(5)0.1480.0764(2016全國卷)鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar_，有_個未成對電子。(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。從原子結構角度分析，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_。GeCl4GeBr4GeI4熔點/49.526146沸點/83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是_。(5)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為_，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原子的坐標參數(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)。解析：(1)鍺元素在周期表的第四周期、第A族，因此核外電子排布式為Ar3d104s24p2，p軌道上的2個電子是未成對電子。(2)鍺雖然與碳為同族元素，但比碳多了兩個電子層，因此鍺的原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵。(3)由鍺鹵化物的熔沸點由Cl到I呈增大的趨勢且它們的熔沸點較低，可判斷它們均為分子晶體，而相同類型的分子晶體，其熔沸點取決于相對分子質(zhì)量的大小，因為相對分子質(zhì)量越大，分子間的作用力就越大，熔沸點就越高。(4)Zn和Ge為同周期元素，Ge在Zn的右邊，因此Ge的電負性比Zn的強；O為活潑的非金屬元素，電負性強于Ge和Zn，因此三者電負性由大至小的順序為O、Ge、Zn。(5)Ge單晶為金剛石型結構，金剛石中碳原子的雜化方式為sp3，因此Ge原子的雜化方式也為sp3。微粒之間存在的作用力為共價鍵。(6)根據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標參數(shù)為。每個晶胞中含有鍺原子81/861/248(個)，每個晶胞的質(zhì)量為，晶胞的