2022屆高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí) 專題11 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

學(xué)

案專題整合突破專題十一物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)明課程標(biāo)準(zhǔn)1．能書寫1～36號元素基態(tài)原子的核外電子排布式和軌道表示式。能說出元素電離能、電負(fù)性的含義、描述變化規(guī)律并進(jìn)行解釋。能從原子價電子數(shù)目和價電子排布的角度解釋元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分。2．認(rèn)識離子鍵、共價鍵的本質(zhì)。知道配位鍵的特點，認(rèn)識簡單的配位化合物的成鍵特征。知道金屬鍵的特點與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系。知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力，了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。3．了解晶體中微粒的空間排布存在周期性，認(rèn)識簡單的晶胞。借助分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體等模型認(rèn)識晶體的結(jié)構(gòu)特點。備關(guān)鍵能力1．理解與辨析：能理解原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念、規(guī)律及理論，辨析常見晶體的晶胞結(jié)構(gòu)及晶體類型、性質(zhì)。2．分析與推測：能依據(jù)原子、分子、晶體的結(jié)構(gòu)特點，運用相關(guān)理論，分析相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，并對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及可能具有的性質(zhì)作出準(zhǔn)確判斷和計算。1高考真題·導(dǎo)航2必備知識·整合3關(guān)鍵能力·突破4熱點聚焦1高考真題·導(dǎo)航1．(2021·全國乙卷T)過渡金屬元素鉻(Cr)是不銹鋼的重要成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是__________(填標(biāo)號)。A．軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運動C．電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大ABC

再研真題(2)三價鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供電子對形成配位鍵的原子是________________，中心離子的配位數(shù)為_____。(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。N、O、Cl

6

(2)三價鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供電子對形成配位鍵的原子是________________，中心離子的配位數(shù)為_____。(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。PH3中P的雜化類型是________。NH3的沸點比PH3的______，原因是______________________，H2O的鍵角小于NH3的，分析原因____________________________________________________________________________________________。sp3

高NH3存在分子間氫鍵NH3含有一對孤對電子，而H2O含有兩對孤對電子，H2O中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大(4)在金屬材料中添加AlCr2顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，處于頂角位置的是________原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl，則金屬原子空間占有率為___________________%(列出計算表達(dá)式)。Al

【解析】

(1)A．基態(tài)原子滿足能量最低原理，Cr有24個核外電子，軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1，A正確；B．離原子核越遠(yuǎn)，能層數(shù)越大，能量越高，則4s電子能量比3s的能量高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運動，故B正確；C．電負(fù)性為原子對鍵合電子的吸引力，同周期除零族原子序數(shù)越大電負(fù)性越強，鉀與鉻位于同周期，鉻原子序數(shù)大于鉀，故鉻電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大，C正確；(2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中三價鉻離子提供空軌道，N、O、Cl提供孤對電子與三價鉻離子形成配位鍵，中心離子的配位數(shù)為N、O、Cl三種原子的個數(shù)和即3＋2＋1＝6；(3)PH3的價層電子對為3＋1＝4，故PH3中P的雜化類型是sp3；N原子電負(fù)性較強，NH3分子之間存在分子間氫鍵，因此NH3的沸點比PH3的高；H2O的鍵角小于NH3的，原因是：NH3含有一對孤對電子，而H2O含有兩對孤對電子，H2O中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大；2．(2021·全國甲卷)我國科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計劃。該項目通過太陽能發(fā)電電解水制氫，再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}：(1)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子層的電子排式為__________；單晶硅的晶體類型為______________________。SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為________。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機理如下：3s23p2

原子晶體(共價晶體)

sp3

含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為______(填標(biāo)號)。②

(2)CO2分子中存在_____個σ鍵和_____個π鍵。(3)甲醇的沸點(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間，其原因是________________________________________________________________。2

2

甲硫醇不能形成分子間氫鍵，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氫鍵多(4)我國科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4＋離子在晶胞中的配位數(shù)是_____，晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm，該晶體密度為_______________g·cm－3(寫出表達(dá)式)。在ZrO2中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1－xOy，則y＝_______(用x表達(dá))。8

2－x

(2)CO2的結(jié)構(gòu)式為O═C═O,1個雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，因此1個CO2分子中含有2個σ鍵和2個π鍵；(3)甲醇分子之間和水分子之間都存在氫鍵，因此沸點高于不含分子間氫鍵的甲硫醇，甲醇分子之間氫鍵的總強度低于水分子之間氫鍵的總強度，因此甲醇的沸點介于水和甲硫醇之間；3．(2020·全國卷Ⅰ·35)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎。回答下列問題：(1)基態(tài)Fe2＋與Fe3＋離子中未成對的電子數(shù)之比為________。(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)＞I1(Na)，原因是_________________________________________________________________________。4∶5

Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，故第一電離能更小I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。I1/(kJ/mol)Li520Be900B801Na496Mg738Al578 Li，Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)Be原子的s能級軌道處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為______________，其中P的價層電子對數(shù)為_____、雜化軌道類型為________。正四面體形4

sp3

(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有_____個。4

電池充電時，LiFeO4脫出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x＝________________，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝_________。13∶3

【解析】

(1)基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2，失去外層電子轉(zhuǎn)化為Fe2＋和Fe3＋，這兩種基態(tài)離子的價電子排布式分別為3d6和3d5，根據(jù)Hund規(guī)則可知，基態(tài)Fe2＋有4個未成對電子，基態(tài)Fe3＋有5個未成對電子，所以未成對電子個數(shù)比為4∶5；(2)同主族元素，從上至下，原子半徑增大，第一電離能逐漸減小，所以I1(Li)＞I1(Na)；同周期元素，從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，但由于ⅡA元素基態(tài)原子s能級軌道處于全充滿的狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同一周期的ⅢA元素，因此I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)；進(jìn)一步分析(a)圖所示的LiFePO4的晶胞中，八面體結(jié)構(gòu)和四面體結(jié)構(gòu)的數(shù)目均為4，即晶胞中含F(xiàn)e和P的數(shù)目均為4；考慮到化學(xué)式為LiFePO4，并且一個晶胞中含有的Li＋、Fe和P的數(shù)目均為4，所以一個晶胞中含有4個LiFePO4單元。對比(a)和(b)兩個晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，Li1－xFePO4相比于LiFePO4缺失一個面心的Li＋以及一個棱心的Li＋；結(jié)合上一個空的分析可知，LiFePO4晶胞的化學(xué)式為Li4Fe4P4O16，那么Li1－xFePO4晶胞的化學(xué)式為Li3.25Fe4P4O16，4．(2020·全國卷Ⅱ·35)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為_________________________。(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是__________________________________________________________________________________________________________。1s22s22p63s23p63d24s2

化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377－24.1238.3155 TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是__________________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________，Ca2＋的配位數(shù)是______。O＞Ti＞Ca

離子鍵12

Ti4＋

sp3

(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理________________________________、_____________________________。2Eu3＋＋Pb===2Eu2＋

＋Pb2＋

2Eu2＋＋I(xiàn)2===2Eu3＋＋2I－

【解析】

(1)鈦元素是22號元素，故其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；(2)一般不同的晶體類型的熔沸點是原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質(zhì)；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，對于結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，則其相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力依次越大，熔點越高；(3)CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素，Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素，Ca在Ti的左邊，根據(jù)同一周期元素的電負(fù)性從左往右依次增大，故Ti＞Ca，O為非金屬，故其電負(fù)性最強，故三者電負(fù)性由大到小的順序是O＞Ti＞Ca，金屬陽離子和氧負(fù)離子之間以離子鍵結(jié)合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數(shù)是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離子，故Ca2＋的配位數(shù)必須是與之距離最近且相等的氧離子的數(shù)目，從圖(a)可知，該數(shù)目為三個相互垂直的三個面上，每一個面上有4個，故Ca2＋的配位數(shù)是12；5．(2020·全國卷Ⅲ·35)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲氫材料?；卮鹣铝袉栴}：(1)H、B、N中，原子半徑最大的是______。根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素__________的相似。B

Si(硅)

配位sp3

sp2

N

(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ－)，電負(fù)性大小順序是______________。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是________(寫分子式)，其熔點比NH3BH3______(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之間，存在____________________，也稱“雙氫鍵”。N＞H＞B

C2H6

低Hδ＋與Hδ－的靜電引力(4)研究發(fā)現(xiàn)，氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)分別為apm、bpm、cpm，α＝β＝γ＝90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度ρ＝___________g·cm－3(列出計算式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性，說明N的電負(fù)性大于H；與B原子相連的H呈負(fù)電性，說明H的電負(fù)性大于B，因此3種元素電負(fù)性由大到小的順序為N＞H＞B。NH3BH3分子中有8個原子，其價電子總數(shù)為14，N和B的價電子數(shù)的平均值為4，依據(jù)等量代換的原則，可以找到其等電子體為CH3CH3。由于NH3BH3分子屬于極性分子，而CH3CH3屬于非極性分子，兩者相對分子質(zhì)量接近，但是極性分子的分子間作用力較大，故CH3CH3熔點比NH3BH3低。NH3BH3分子間存在“雙氫鍵”，類比氫鍵的形成原理，說明其分子間存在Hδ＋與Hδ－的靜電引力。6．(2019·全國卷Ⅰ·35)在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要材料。回答下列問題：(1)下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是______(填標(biāo)號)。A

(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是____________________________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。sp3

sp3

乙二胺的兩個N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵Cu2＋

(3)一些氧化物的熔點如表所示：解釋表中氧化物之間熔點差異的原因____________________________________________________________________________________________________。 Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO＞Li2O，分子間力(分子量)P4O6＞SO2

氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點/℃1570280023.8－75.5(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢姡珻u原子之間最短距離x＝________pm，Mg原子之間最短距離y＝________pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是_______________g·cm－3(列出計算表達(dá)式)?！窘馕觥?/p>

(1)A．[Ne]3s1屬于基態(tài)的Mg＋，由于Mg的第二電離能高于其第一電離能，故其再失去一個電子所需能量較高；B．[Ne]3s2屬于基態(tài)Mg原子，其失去一個電子變?yōu)榛鶓B(tài)Mg＋；C．[Ne]3s13p1屬于激發(fā)態(tài)Mg原子，其失去一個電子所需能量低于基態(tài)Mg原子；D．[Ne]3p1屬于激發(fā)態(tài)Mg＋，其失去一個電子所需能量低于基態(tài)Mg＋，綜上所述，電離最外層一個電子所需能量最大的是[Ne]3s1，答案選A；(2)乙二胺中N形成3個單鍵，含有1對孤對電子，屬于sp3雜化；C形成4個單鍵，不存在孤對電子，也是sp3雜化；由于乙二胺的兩個N可提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵，因此乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子；由于銅離子的半徑較大且含有的空軌道多于鎂離子，因此與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是Cu2＋；(3)由于Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO＞Li2O，分子間力(分子量)P4O6＞SO2，所以熔點大小順序是MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2；預(yù)判考情1．高考對原子結(jié)構(gòu)的考查主要有三個方面：前四周期元素核外電子排布式的書寫與推斷；運用電離能、電負(fù)性解釋推斷某些元素的性質(zhì)；原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用。預(yù)計今后高考將會穩(wěn)中有變，可能與元素周期律、元素周期表的知識或元素及其化合物的知識相結(jié)合進(jìn)行考查。2．高考對分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)的考查主要以三方面為主：(1)化學(xué)鍵的類型、特征、判斷；(2)常見分子的立體構(gòu)型及中心原子的雜化類型；(3)范德華力、氫鍵、配位鍵的特點及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。預(yù)計今后高考將會對上述考查內(nèi)容進(jìn)行重點考查。注意雜化軌道理論及價層電子對互斥理論的復(fù)習(xí)。3．高考對晶體結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)的考查主要從兩個方面切入：(1)關(guān)于晶胞的計算；(2)晶體微粒間的相互作用力以及物理性質(zhì)的比較。預(yù)計今后高考將主要考查晶體類型、四種晶體的區(qū)別、晶體的結(jié)構(gòu)特點以及晶胞的相關(guān)計算。2必備知識·整合一、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．基態(tài)原子核外電子的排布(1)排布規(guī)律能量最低原理原子核外電子總是先占有能量最低的原子軌道，即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s…泡利原理每個原子軌道上最多只容納2個自旋狀態(tài)相反的電子洪特規(guī)則當(dāng)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，而且自旋狀態(tài)相同[說明]

能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。(2)表示形式②當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。③注意電子排布式、簡化電子排布式、價電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Fe的電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2，簡化的電子排布式：[Ar]3d64s2，價電子排布式：3d64s2。(4)巧判未成對電子數(shù)的兩方法①根據(jù)電子排布式判斷設(shè)電子排布式中未充滿電子的能級的電子數(shù)為n，該能級的原子軌道數(shù)為m，則n≤m時，未成對電子數(shù)為n；n＞m時，未成對電子數(shù)為2m－n。如氯原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5，未充滿電子的能級為3p能級，有3個原子軌道，填充的電子數(shù)為5，所以未成對電子數(shù)為2×3－5＝1；Cr原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，未充滿電子的能級為3d能級和4s能級，分別有5、1個原子軌道，填充的電子數(shù)分別為5、1，所以未成對電子數(shù)為6。②根據(jù)電子排布圖判斷電子排布圖能夠直觀地表示未成對電子數(shù)，即單獨占據(jù)一個方框的箭頭的個數(shù)。2．牢記元素第一電離能和電負(fù)性的遞變規(guī)律

同周期(從左往右)同主族(從上往下)第一電離能增大趨勢(注意第ⅡA、ⅤA族的特殊性)依次減小電負(fù)性依次增大依次減小元素第一電離能的周期性變化規(guī)律：一般規(guī)律：同一周期，隨著原子序數(shù)的增加，元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，稀有氣體的第一電離能最大，堿金屬元素的第一電離能最小。特殊規(guī)律：第一電離能的變化與元素原子的核外電子排布有關(guān)。通常情況下，當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全滿(s2、p6、d10、f14)、半滿(s1、p3、d5、f7)和全空(s0、p0、d0、f0)結(jié)構(gòu)時，原子的能量最低，該元素具有較大的第一電離能。(2)常見分子或離子的空間構(gòu)型及中心原子的雜化方式化學(xué)式空間構(gòu)型中心原子的雜化方式CS2直線形spHCN直線形spBeX2直線形spHgCl2直線形sp化學(xué)式空間構(gòu)型中心原子的雜化方式CH2O平面三角形sp2BX3平面三角形sp2SO3平面三角形sp2SO2V形sp2C2H4平面四邊形sp2H2SV形sp32．微粒作用與分子性質(zhì)(1)共價鍵類型的判斷①σ鍵和π鍵：π鍵的重疊程度小，不牢固；σ鍵的重疊程度大，比較牢固；兩原子形成共價鍵時，先“頭碰頭”形成σ鍵，再“肩并肩”形成π鍵。單鍵都是σ鍵，雙鍵有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵有1個σ鍵和2個π鍵。②極性鍵和非極性鍵：X—X型、Y—Y型是非極性鍵；X—Y型是極性鍵。③配位鍵：可表示為X→Y，其中X是配體，提供孤對電子，Y是中心原子或離子，通常是過渡金屬原子或離子。(2)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)①分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系②溶解性：a．“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。b．“相似相溶”還適用于分子結(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R—O—H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。3．配位鍵與配位化合物的結(jié)構(gòu)(以[Cu(NH3)4]SO4為例)三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．熟悉各類晶體的典型代表，并能用均攤法確定晶胞的化學(xué)組成(1)分子晶體(CO2)

(2)原子晶體(金剛石、晶體硅)(4)金屬晶體堆積方式晶胞類型空間利用率配位數(shù)實例簡單立方堆積立方體52%6Po體心立方堆積體心立方68%8Na、K、Fe六方最密堆積平行六面體74%12Mg、Zn、Ti面心立方最密堆積面心立方74%12Cu、Ag、Au2．晶體密度及微粒間距離的計算若1個晶胞中含有x個微粒，則1mol該晶胞中含有xmol微粒，其質(zhì)量為xM(M為微粒的相對“分子”質(zhì)量)；1個晶胞的質(zhì)量為ρa3g(a3為晶胞的體積)，則1mol晶胞的質(zhì)量為ρa3

NAg，因此有xM＝ρa3

NA。4．突破晶體熔、沸點高低的比較(1)一般情況下，不同類型晶體的熔沸點高低的比較規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，如金剛石＞NaCl＞Cl2；金屬晶體的熔、沸點差別很大，如金屬鎢、鉑等熔點很高，汞、銫等熔點很低。(2)原子晶體由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔沸點越高。如熔點：金剛石＞碳化硅＞硅。(3)離子晶體一般來說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強，其晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO＞NaCl＞CsCl。(4)分子晶體①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4；②具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常地高，如H2O＞H2S；③組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近)，分子極性越大，其熔、沸點越高。如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3；④同分異構(gòu)體分子中，支鏈越少，其熔沸點就越高，如正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。(5)金屬晶體金屬陽離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，金屬鍵越強，金屬熔沸點就越高。如熔沸點：Al＞Mg＞Na。3關(guān)鍵能力·突破考點一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

角度

基態(tài)原子的核外電子排布

(1)(2018·全國卷Ⅰ)Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：①下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為______、______(填標(biāo)號)。典例1D

C

②Li＋與H－具有相同的電子構(gòu)型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是____________________。Li＋核電荷數(shù)較大(2)(2018·全國卷Ⅱ)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/℃－85.5115.2－75.516.810.3沸點/℃－60.3444.6＞600(分解)－10.045.0337.0基態(tài)Fe原子價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)最高能級的電子云輪廓圖為______________。啞鈴(紡錘)

(3)(2018·全國卷Ⅲ)鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：Zn原子核外電子排布式為_________________________________。[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2)

【解析】

(1)①根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1，則D中能量最低；C中有2個電子處于2p能級上，能量最高。②由于鋰的核電荷數(shù)較大，原子核對核外電子的吸引力較大，因此Li＋的半徑小于H－。

方法技巧核外電子排布的書寫規(guī)律(1)按照構(gòu)造原理書寫。(2)能量相同的原子軌道在全滿(s2、p6、d10、f14)、半滿(s1、p3、d5、f7)和全空(s0、p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系能量最低，最穩(wěn)定。角度元素的電離能和電負(fù)性

Ⅰ．Al、Fe、Cu是重要的金屬材料，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Fe2＋的核外電子排布式為[Ar]_______，有_____個未成對電子。(2)已知Al的第一電離能為578kJ·mol－1、第二電離能為1817kJ·mol－1、第三電離能為2745kJ·mol－1、第四電離能為11575kJ·mol－1。請解釋其第二電離能增幅較大的原因：_______________________________________________________________________________。典例23d6

4

Al原子失去一個電子后，其3p軌道為全空狀態(tài)，3s軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定(3)甲醇重整制氫反應(yīng)中，銅基催化劑如CuO/SiO2具有重整溫度低、催化選擇性高等優(yōu)點。Cu、Si、O元素的電負(fù)性由大到小的順序是__________________。Ⅱ．銅、鎵、硒、硅等元素的化合物是生產(chǎn)第三代太陽能電池的重要材料。請回答：O＞Si＞Cu

(4)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為___________________________________________；已知高溫下CuO―→Cu2O＋O2，從銅原子價電子結(jié)構(gòu)(3d和4s軌道上應(yīng)填充的電子數(shù))變化角度來看，能生成Cu2O的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)

CuO中Cu2＋的價電子排布式為3d9，Cu2O中Cu＋的價電子排布式為3d10，后者3d軌道處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是(5)硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物，若“Si—H”中共用電子對偏向氫原子，氫氣與硒反應(yīng)時單質(zhì)硒是氧化劑，則硒與硅的電負(fù)性相對大小為Se______Si(填“＞”或“＜”)。與Si同周期部分元素的電離能如圖所示，其中a、b和c分別代表______(填序號)。A．a(chǎn)為I1、b為I2、c為I3 B．a(chǎn)為I2、b為I3、c為I1C．a(chǎn)為I3、b為I2、c為I1 D．a(chǎn)為I1、b為I3、c為I2＞B

【解析】

Ⅰ．(1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，失去4s軌道上的2個電子得到Fe2＋，故基態(tài)Fe2＋的核外電子排布式為[Ar]3d6,3d軌道上有4個未成對電子。(2)基態(tài)Al原子的價電子排布式為3s23p1，Al原子失去一個電子后，其3p軌道為全空狀態(tài)，3s軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，則失去第二個電子較困難，其第二電離能增幅較大。(3)Cu、Si、O元素的電負(fù)性由大到小的順序是O＞Si＞Cu。Ⅱ．(4)Cu為第29號元素，位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，所以基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)；CuO中Cu2＋的價電子排布式為3d9，Cu2O中Cu＋的價電子排布式為3d10,3d10為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在高溫時CuO能生成Cu2O。

(5)若“Si—H”中共用電子對偏向氫原子，說明硅顯正價，氫氣與硒反應(yīng)時單質(zhì)硒是氧化劑，則硒的氫化物中硒顯負(fù)價，所以硒與硅的電負(fù)性相對大小為Se＞Si；在第三周期元素中，鈉原子失去1個電子后就已經(jīng)達(dá)到最外層8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以鈉的第二電離能較大；鎂原子最外層為2個電子，失去2個電子后為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以鎂的第三電離能最大；即a代表第二電離能I2，b代表第三電離能I3，c代表第一電離能I1。

易錯點撥(1)金屬活動性順序與元素相應(yīng)的電離能順序不完全一致，故不能根據(jù)金屬活動性順序判斷電離能的大小。(2)共價化合物中，兩種元素電負(fù)性差值越大，它們形成的共價鍵的極性就越強?！差愵}通關(guān)〕1．按要求填寫：(1)Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為_____________________________________。(2)Cu2＋的電子排布式是_____________________________________。(3)Si元素基態(tài)原子的電子排布式是_____________________________________。1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)

1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)

1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)

(4)N元素基態(tài)原子核外電子排布式為_____________，Cu元素基態(tài)原子最外層有_____個電子。原子半徑Al______Si(用“＞”或“＜”，下同)，第一電離能：N______O。(5)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序為______________。(6)第一電離能Si______S(用“＞”或“＜”)。1s22s22p3

1

＞＞H＜C＜O

＜(7)A、B、C、D、E、F為硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的組成元素，A原子核外只有1種運動狀態(tài)的電子，B、C元素位于第二周期且原子半徑B＞C，D與C同主族，E、F元素的電離能數(shù)據(jù)如下表：元素第一電離能/(kJ·mol－1)第二電離能/(kJ·mol－1)第三電離能/(kJ·mol－1)第四電離能/(kJ·mol－1)E418.8305244205877F577.51816.72744.811577請回答下列問題：①A在元素周期表中屬于______區(qū)元素。②基態(tài)E原子的電子排布式為______________________。③D、E、F離子半徑大小順序為________________(用離子符號表示)。④B、C、D電負(fù)性大小順序為______________(用元素符號表示)。⑤參照表中數(shù)據(jù)，進(jìn)行判斷：Mg原子第一電離能________(填“大于”或“小于”)577.5kJ·mol－1。s

1s22s22p63s23p64s1

S2－＞K＋＞Al3＋

O＞N＞S

大于【解析】

(7)硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的化學(xué)式分別為KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2，二者的組成元素有H、O、N、S、Al、K。A原子核外只有1種運動狀態(tài)的電子，說明A原子核外只有1個電子，A為H。H、O、N、S、Al、K六種元素中，只有O、N處于第二周期，且N的原子半徑大于O，故B為N，C為O。與O元素同主族的應(yīng)該是S，故D為S。根據(jù)E、F元素電離能數(shù)據(jù)可知，E元素的第一電離能和第二電離能相差很大，第二電離能與第三、四電離能相差不大，說明E原子最外層只有1個電子，故E為K，F(xiàn)為Al。①H的原子結(jié)構(gòu)中只有1s上有1個電子，所以H屬于s區(qū)元素。②E為K，其原子核外有19個電子，基態(tài)K原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1。③S2－、Al3＋、K＋半徑比較時，由于K＋、S2－具有3個電子層，Al3＋只有2個電子層，所以K＋、S2－的半徑都大于Al3＋的半徑，K＋和S2－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，原子序數(shù)越小，半徑越大，故S2－的半徑大于K＋的半徑。④元素非金屬性越強，其電負(fù)性越大，故電負(fù)性O(shè)＞N＞S。⑤Mg原子的價電子排布式為3s2，處于全充滿狀態(tài)，失去3s2上的1個電子比Al原子失去3p1上的1個電子更難，故Mg原子的第一電離能大于577.5kJ·mol－1。2．(2021·武漢模擬)有X、Y、Z、Q、G原子序數(shù)依次遞增的五種元素，除G元素外其余均為短周期主族元素。X的原子中沒有成對電子，Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同，Z元素原子的外圍電子層排布式為nsnpn＋1，Q的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，G原子最外電子層只有未成對電子，其內(nèi)層所有軌道全部充滿，但并不是第ⅠA族元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)G原子的價電子排布式為__________，寫出第三周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與G相同且電負(fù)性最大的元素是______(填元素名稱)。(2)Y、Z、Q三種元素的第一電離能從大到小的順序為____________(用元素符號表示)。(3)X、Y、Z的原子半徑由大到小順序為______________(用原子符號表示)。(4)X、Y、Z、Q的電負(fù)性由大到小的順序為__________________(用元素符號表示)。3d104s1

氯N＞O＞C

C＞N＞H

O＞N＞C＞H

【解析】由X的原子中沒有成對電子可判斷X為H元素，由Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同知Y為C元素，由Z元素原子的價電子層排布式為nsnpn＋1，可判斷Z為N元素，再根據(jù)Q的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍知Q為O元素，G的原子序數(shù)為2＋8＋18＋1＝29，G為銅元素。(1)Cu的原子序數(shù)為29，基態(tài)Cu原子的價電子排布式為3d104s1，Cu的未成對電子數(shù)是1，第3周期中含有一個未成對電子的元素有Na、Al、Cl三種元素，但電負(fù)性最大的是氯元素。(2)Y、Z、Q即為C、N、O，同周期元素從左到右元素的第一電離能增大，但N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N的第一電離能大于O的第一電離能，所以三種元素的第一電離能從大到小的順序為N＞O＞C。(3)X、Y、Z分別為H、C、N，同周期從左到右元素的原子半徑逐漸減小，原子半徑C＞N，H原子只有一個電子層，原子半徑最小，所以三種元素原子半徑由大到小順序為C＞N＞H。(4)X、Y、Z、Q分別為H、C、N、O，同周期從左到右元素的電負(fù)性增大，所以電負(fù)性O(shè)＞N＞C，CH4中C顯負(fù)價，所以電負(fù)性O(shè)＞N＞C＞H?？键c二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

角度分子的構(gòu)型

(1)(2018·全國卷Ⅰ節(jié)選)Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用。LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是__________、中心原子的雜化形式為_______。LiAlH4中，存在_______(填標(biāo)號)。A．離子鍵 B．σ鍵C．π鍵 D．氫鍵典例1正四面體sp3

AB

平面三角形sp2

正四面體O

(4)(2019·江蘇高考節(jié)選)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為______________；推測抗壞血酸在水中的溶解性：____________(填“難溶于水”或“易溶于水”)。sp3、sp2

易溶于水V形sp3

角度微粒間作用力與分子的性質(zhì)按要求回答下列問題：(1)吡啶為含N有機物。這類物質(zhì)是合成醫(yī)藥農(nóng)藥的重要原料。下列吡啶類化合物A與Zn(CH3CH2)2(即ZnEt2)反應(yīng)生成有機化合物B，B具有優(yōu)異的催化性能。典例2吡啶類化合物A中N原子的雜化類型是________，化合物A易溶于水，原因是______________________________，含Zn有機物B的分子結(jié)構(gòu)中含__________(填序號)。A．離子鍵 B．配位鍵C．π鍵 D．σ鍵

E．氫鍵sp2

化合物A與水分子間存在氫鍵BCD

(2)氧化鎂載體及鎳催化反應(yīng)中涉及到CH4、CO2和CH3OH等物質(zhì)。元素Mg、O和C的第一電離能由小到大排序為________________；在上述三種物質(zhì)的分子中碳原子雜化類型不同于其他兩種的是________，立體構(gòu)型為正四面體的分子是________，三種物質(zhì)中沸點最高的是CH3OH，其原因是__________________________________________。Mg＜C＜O

CO2

CH4

甲醇為極性分子，且甲醇分子間能形成氫鍵(3)吡啶、Cl－與Pt2＋形成二氯二吡啶合鉑配合物，有順式和反式兩種同分異構(gòu)體。科學(xué)研究表明，順式分子具有抗癌活性。Pt2＋的配位數(shù)為_____。順式二氯二吡啶合鉑分子能否溶于水_____(填“能”或“否”)，簡述理由__________________________________________________________________。4

能順式二氯二吡啶合鉑分子是極性分子，依據(jù)相似相溶原理，能溶于水【解析】

(1)吡啶類化合物A中N原子形成2個σ鍵、有1對孤電子對，因此N原子雜化類型是sp2；A中含有羥基，可與水分子形成分子間氫鍵，增強其水溶性，所以化合物A易溶于水；含Zn有機物B的分子結(jié)構(gòu)中存在單鍵、雙鍵以及N→Zn、O→Zn配位鍵，因此答案選BCD；(2)金屬元素的第一電離能小于非金屬元素的第一電離能，同周期元素的第一電離能呈增大趨勢，則Mg、O和C三種元素的第一電離能由小到大排序為Mg＜C＜O；甲烷和甲醇分子中的碳原子都為飽和碳原子，雜化方式為sp3雜化，空間構(gòu)型都為四面體形，但甲烷的空間構(gòu)型為正四面體形，二氧化碳分子中碳原子的價層電子對數(shù)為2，雜化方式為sp雜化，則二氧化碳分子中的碳原子的雜化方式不同于甲烷和甲醇分子；甲烷和二氧化碳為結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子，甲醇分子是結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子，且甲醇分子中含有羥基，分子間能形成氫鍵，分子間的相互作用力大于甲烷和二氧化碳，因此三種物質(zhì)中甲醇的沸點最高；(3)由結(jié)構(gòu)可知配體為兩個吡啶分子和兩個氯離子，則Pt2＋的配位數(shù)為4；由結(jié)構(gòu)可知順式二氯二吡啶合鉑分子是極性分子，依據(jù)相似相溶原理，能溶于水?！差愵}通關(guān)〕1．Ⅰ．(1)Co3＋在水中易被還原成Co2＋，而在氨水中可穩(wěn)定存在，其原因為__________________________________。(2)[Co(NO3)4]2－中Co2＋的配位數(shù)為4，配體中N的雜化方式為________，該配離子中各元素I1由小到大的順序為________________(填元素符號)，1mol該配離子中含σ鍵數(shù)目為______NA。(3)八面體配合物CoCl3·3NH3的結(jié)構(gòu)有_____種，屬于極性分子的有_____種。Co3＋可與NH3形成較穩(wěn)定的配合物sp2

Co＜O＜N

16

2

2

(4)配合物Co2(CO)8的結(jié)構(gòu)如下圖，該配合物中存在的作用力類型有____________(填標(biāo)號)。A．金屬鍵 B．離子鍵C．共價鍵 D．配位鍵

E．氫鍵 F．范德華力ACDF

CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4(任寫一種，或其他合理答案)

NH3分子中N原子有孤對電子，孤對電子對成鍵電子有較大的斥力，使NH3鍵角減小1∶1

(6)釩的某種配合物有增強胰島素和降糖作用，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。①基態(tài)釩(V)元素原子的價層電子軌道表示式__________________。②該物質(zhì)的晶體中除配位鍵外，所含微粒間作用力的類型還有______(填序號)。a．金屬鍵b．極性鍵c．非極性鍵d．范德華力e．氫鍵③1mol分子中含有配位鍵的數(shù)目是_______，分子中采取sp2雜化的原子有__________。bcd

2NA

N、C

②該物質(zhì)的晶體中除配位鍵外，分子之間存在范德華力，分子內(nèi)不同原子之間形成極性鍵、同種原子之間形成非極性鍵，不存在金屬鍵與氫鍵；正確答案：b、c、d。③分子中C原子、N原子σ鍵數(shù)均為3，均沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目均為3，均采取sp2雜化，V與N原子之間形成配位鍵，1mol分子含有2mol配位鍵，即含有2NA個配位鍵。2．Na3AsO3可用于碘的微量分析。(1)Na＋的焰色反應(yīng)呈黃色，很多金屬元素能產(chǎn)生焰色反應(yīng)的微觀原因為__________________________________________________________________________________。(2)其中陰離子的VSEPR模型為____________，與其互為等電子體的分子為_____________________________(只寫一種分子式即可)。

電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，會以光的形式釋放能量三角錐形PCl3、PBr3、NF3、NCl3等(4)Ni與Ca處于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬Ni的熔點和沸點都比金屬Ca高，原因為__________________________________________________。區(qū)分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學(xué)方法為__________________。sp3、sp2

7∶1

Ni的原子半徑較小，價層電子數(shù)目多，金屬鍵較強X－射線衍射法(4)金屬晶體熔沸點的高低與金屬鍵的強弱有關(guān)，金屬鍵的強弱與價層電子數(shù)目和金屬原子的半徑有關(guān)，所以金屬Ni的熔點和沸點都比金屬Ca高的原因為Ni的原子半徑較小，價層電子數(shù)目多，金屬鍵較強。區(qū)分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學(xué)方法為X－射線衍射法?？键c三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

角度

晶體的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請回答下列問題：(1)右圖是石墨的結(jié)構(gòu)，其晶體中存在的作用力有____________(填序號)。A．σ鍵 B．π鍵C．氫鍵 D．配位鍵

E．分子間作用力 F．金屬鍵G．離子鍵典例1ABEF

(2)下面關(guān)于晶體的說法不正確的是______。A．晶體熔點由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4B．硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅C．熔點由高到低：Na＞Mg＞AlD．晶格能由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaIC

(3)CaF2結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示，Cu形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖Ⅲ所示，Ⅱ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)①圖Ⅰ所示的晶體中與Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)為______，圖Ⅲ中未標(biāo)號的Cu原子形成晶體后周圍最緊鄰的Cu原子數(shù)為______；②H3BO3晶體中B原子雜化方式________；H3BO3晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為__________________。12

12

sp2

范德華力和氫鍵【解析】

(1)石墨的晶體結(jié)構(gòu)中存在的作用力有σ鍵、π鍵、分子間作用力、金屬鍵。(2)CF4、CCl4、CBr4、CI4都是分子晶體，分子間以范德華力結(jié)合，對于結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來說，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力就越大，晶體的熔點、沸點也就越高，A正確；金剛石、碳化硅、晶體硅都是原子晶體，原子間以共價鍵結(jié)合，共價鍵越強，破壞它使物質(zhì)熔化或氣化消耗的能量就越高，硬度就越大，而共價鍵的強弱與原子半徑有關(guān)，原子半徑越小，共價鍵越短，共價鍵就越強，硬度也就越大，原子半徑Si＞C，鍵長Si—Si＞Si—C＞C—C，所以硬度由大到小：金剛石＞碳化硅＞晶體硅，B正確；Na、Mg、Al都是金屬晶體，金屬晶體半徑越小，價電子數(shù)越多，熔、沸點越高，熔點由低到高：Na＜Mg＜Al，C錯誤。NaF、NaCl、NaBr、NaI都是離子晶體，陽離子相同，陰離子不同，離子半徑越小，晶格能就越大，離子半徑F－＜Cl－＜Br－＜I－，所以晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正確。(3)①圖Ⅰ在每個晶胞中與Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)為3個，通過每個Ca2＋可形成8個晶胞。每個Ca2＋都計算了2次，所以與Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)為(8×3)÷2＝12個。圖Ⅲ可看出在每個Cu原子周圍有12個Cu原子，Cu原子形成晶體后周圍最緊鄰的Cu原子數(shù)為12。②H3BO3晶體中B原子雜化方式sp2；H3BO3晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵。角度有關(guān)晶胞的計算

(1)(2018·全國卷Ⅰ節(jié)選)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為__________________g·cm－3(列出計算式)。典例2(3)(2018·全國卷Ⅲ節(jié)選)鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為___________________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為__________________g·cm－3(列出計算式)。六方最密堆積(A3型)

答題模板1．晶胞中微粒數(shù)目的計算方法——均攤法2．晶體密度的計算〔類題通關(guān)〕1．(2021·寧波模擬)(1)路易斯酸堿電子理論認(rèn)為，凡是能給出電子對的物質(zhì)叫做堿；凡是能接受電子對的物質(zhì)叫做酸。BF3和NH3分別屬于是______、______(酸或者堿)。酸堿(2)金屬銫(Cs)位于元素周期表中第6周期第ⅠA族，氯化鈉與氯化銫晶體中離子的排列方式如圖所示：

造成兩種化合物晶體結(jié)構(gòu)不同的原因是___________________________________________________________________________________________________。

氯化鈉與氯化銫雖然都是離子晶體，由于鈉離子半徑遠(yuǎn)小于銫離子半徑，所以兩種化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同【解析】

(1)BF3中B原子有空軌道，可以接受電子對，所以為酸；NH3中N原子有孤電子對，可以給出電子對，所以為堿；(2)氯化鈉與氯化銫雖然都是離子晶體，但由于Na＋核外有2層電子，Cs＋核外有5層電子，鈉離子半徑遠(yuǎn)小于銫離子半徑，所以兩種化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同。2．(1)(2021·昌都模擬)N與金屬可形成氮化物，如AlN的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，某種氮化鐵的結(jié)構(gòu)如圖乙所示。①AlN晶胞中，含有的Al、N原子個數(shù)均是_____。②若該氮化鐵的晶胞邊長為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該氮化鐵晶體的密度可表示為______________g·cm－3。若該氮化鐵的化學(xué)式為FexNy，Cu可替代晶胞中不同位置的Fe，形成Cu替代型的化學(xué)式是Fex－nCunNy，而FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖丙所示，Cu替代晶胞中的Fe形成化學(xué)式為FeCu3N的氮化物不穩(wěn)定，則a位置表示晶胞中的________(填“頂點”或“面心”)。6

頂點(2)(2021·莆田模擬)已知MgO具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知MgО晶胞邊長為0.42nm，則MgO的密度為_______g/cm3(保留小數(shù)點后一位)。3.6

＋1

2

【解析】

(1)①AlN晶體結(jié)構(gòu)單元中，Al原子4個處于內(nèi)部、6個處于棱上，含有的Al原子個數(shù)為4＋6×1/3＝6。N原子3個處于內(nèi)部、2個處于上下底面面心、12個處于頂點，N原子個數(shù)為3＋2×1/2＋12×1/6＝6，含有的Al、N原子個數(shù)均是6個；4熱點聚焦物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題〔知識儲備〕1．物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題的三種呈現(xiàn)形式(1)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)以幾種已知的元素立題，依托不同元素的物質(zhì)分別獨立或有所側(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立題，依托這些元素組成的物質(zhì)綜合考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。2．常考知識點(1)基本化學(xué)用語。1～36號元素原子及簡單離子的基態(tài)核外電子排布式(或外圍電子排布)、電子式或結(jié)構(gòu)式的書寫(有的需要找等電子體來推測結(jié)構(gòu))。(2)化學(xué)鍵及分子間作用力。σ鍵或π鍵的數(shù)目、鍵參數(shù)、氫鍵及范德華力。(3)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。分子的立體構(gòu)型和分子極性的判斷、分子的手性、無機含氧酸的酸性，分子中中心原子的雜化類型的判斷、等電子體的尋找和等電子體原理的應(yīng)用。(4)配合物組成結(jié)構(gòu)的考查。配合物化學(xué)式的書寫、配合物結(jié)構(gòu)示意圖的表示及配合物中的各種化學(xué)鍵。(5)元素周期表、元素周期律。主族元素的電負(fù)性和電離能的變化規(guī)律，特別注意一些元素性質(zhì)的反常。(6)晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查：晶體的各向異性、晶格能大小比較，晶胞中微粒數(shù)目的計算、晶體密度及阿伏加德羅常數(shù)的相關(guān)計算。│〔典例剖析〕

(2019·全國卷Ⅱ·35)近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為Fe－Sm－As－F－O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}：(1)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為____________，其沸點比NH3的______(填“高”或“低”)，其判斷理由是______________________。典

例三角錐形低NH3分子間存在氫鍵(2)Fe成為陽離子時首先失去_______軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為_______。(3)比較離子半徑：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。4s

4f5

小于

(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖中F－和O2－共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若