歷年高考化學(xué)知識(shí)清單-專題17 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（講）（原卷+解析版）

專題十七物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考情解讀1．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(1～36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)了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，了解其簡單應(yīng)用。(4)了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。2．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σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。(3)了解簡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)常見的簡單分子或者離子的空間結(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)粒子、粒子間作用力的區(qū)別。重點(diǎn)知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1．基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布規(guī)律①能量最低原理：基態(tài)原子核外電子先占有能量最低的原子軌道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。②泡利原理：每個(gè)原子軌道上最多只容納2個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子。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(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同。2注意：洪特通過分析光譜實(shí)驗(yàn)得出：能量相同的原子軌道在全充滿(如d10)、半充滿(如d5)和全空(如d0)時(shí)體系能量較低，原子較穩(wěn)定。如Cr原子的電子排布式為[Ar]3d54s1；Cu原子的電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)表示形式①電子排布式：用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)。如K：1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。②電子排布圖：每個(gè)小方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子，如碳原子。2．電離能(1)同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，原子的第一電離能逐漸增大；但ⅡA族元素的第一電離能大于ⅢA族元素的第一電離能，ⅤA族元素的第一電離能大于ⅥA族元素的第一電離能。同主族元素，從上到下第一電離能逐漸減小。(2)如果某主族元素的In＋1遠(yuǎn)大于In，則該元素的常見化合價(jià)為＋n，如鈉元素I2遠(yuǎn)大于I1，所以鈉元素的化合價(jià)為＋1。而過渡元素的價(jià)電子數(shù)較多，且各級(jí)電離能之間相差不大，所以常表現(xiàn)多種化合價(jià)，如錳元素有＋2價(jià)～＋7價(jià)。3．電負(fù)性(1)變化規(guī)律：①同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性遞增；②同一主族，自上到下，元素的電負(fù)性遞減。(2)運(yùn)用：①確定元素類型(電負(fù)性＞1.8，非金屬元素；電負(fù)性＜1.8，金屬元素)；②確定化學(xué)鍵類型(兩元素電負(fù)性差值＞1.7，離子鍵；兩元素電負(fù)性差值＜1.7，共價(jià)鍵)；③判斷元素價(jià)態(tài)正負(fù)(電負(fù)性大的為負(fù)價(jià)，小的為正價(jià))；④電負(fù)性是判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的重要參數(shù)之一。知識(shí)點(diǎn)二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)性質(zhì)：共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。(2)分類：①根據(jù)形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)的偏向或偏離的情況，分為極性鍵和非極性鍵；3②根據(jù)形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式的不同，分為σ鍵和π鍵；③配位鍵：形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A)能夠提供孤電子對(duì)，另一方(B)具有能夠接受電子對(duì)的空軌道，可表示為A→B。(3)鍵參數(shù)鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固；鍵長：形成共價(jià)鍵的兩原子之間的核間距。鍵長越短，共價(jià)鍵越牢固；鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。2．分子的立體結(jié)構(gòu)(1)價(jià)層電子對(duì)互斥理論幾種分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)分子或離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子或離子的立體構(gòu)型名稱CO202直線形SO213V形H2O24V形BF303平面三角形CH404正四面體形NH04正四面體形NH314三角錐形3SO2-314三角錐形(2)雜化軌道理論常見雜化軌道類型與分子構(gòu)型規(guī)律雜化軌道類型參加雜化的原子軌道分子構(gòu)型示例一個(gè)s軌道，一個(gè)p軌道直線形CO2、BeCl2、HgCl22一個(gè)s軌道，二個(gè)p軌道平面三角形BF3、BCl3、CH2O3一個(gè)s軌道，三個(gè)p軌道正四面體CH4、CCl4、NH具體情況不同NH3(三角錐形)、H2S、H2O(V形)(3)鍵的極性和分子極性的關(guān)系：類型實(shí)例兩個(gè)鍵之間的鍵的極性分子的極性空間構(gòu)型4夾角X2H2、N2---非極性鍵非極性分子直線形XYHCl、NO----極性鍵極性分子直線形XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵非極性分子直線形SO2極性鍵極性分子V形H2O、H2S極性鍵極性分子V形XY3BF3極性鍵非極性分子平面三角形NH3極性鍵極性分子三角錐形XY4109°28′極性鍵非極性分子正四面體形【特別提醒】通常對(duì)于ABn型分子，若中心原子最外層電子全部參與成鍵，則為非極性分子；若中心原子最外層電子部分成鍵則為極性分子。4．配合物理論(1)配合物的組成：①配體：含有孤電子對(duì)的分子或離子，如NH3、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－等。②中心離子：一般是金屬離子，特別是過渡金屬離子，如Cu2＋、Fe3＋等。③配位數(shù)：直接同中心原子(或離子)配位的含有孤電子對(duì)的分子(或離子)的數(shù)目。(2)常見配合物：如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。5．影響物質(zhì)溶解度的因素(1)相似相溶：①極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。②溶質(zhì)與溶劑結(jié)構(gòu)相似，溶解度較大。(2)溶質(zhì)能與溶劑形成氫鍵，溶解度較大。(3)溶質(zhì)能與溶劑反應(yīng)，溶解度較大。知識(shí)點(diǎn)三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．晶體的基本類型與性質(zhì)離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體組成晶體微粒陰、陽離子分子原子金屬陽離子和自由電子微粒間作用力離子鍵范德華力或氫鍵共價(jià)鍵金屬鍵離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高低很高一般較高，少部分低硬度硬而脆小大一般較大，少部分小導(dǎo)電性不良(熔融可導(dǎo)電)不良不良典型實(shí)例離子化合物多數(shù)非金屬單質(zhì)及其氧化物、氫化物等金剛石、SiO2、晶體硅、SiC等金屬單質(zhì)2．立方晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算3．晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等沸點(diǎn)很高，汞、銫等沸點(diǎn)很低。(2)原子晶體：原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高。如熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞硅。(3)離子晶體：一般地說，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(qiáng)，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。(4)分子晶體：①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)反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。②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SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。③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CO＞N2。(5)金屬晶體：6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)：Na＜Mg<Al。【方法技巧】1．試題結(jié)構(gòu)題頭(介紹題目背景或物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)，元素推斷信息)＋問題(拼盤式考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)主干知識(shí))。2．考查方式(1)直接給出元素，圍繞給出元素的原子結(jié)構(gòu)、形成的物質(zhì)等進(jìn)行考查；(2)給出元素原子的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，首先推導(dǎo)出元素，然后再進(jìn)行相應(yīng)的考查。3．主要考查點(diǎn)基態(tài)原子核外電子排布(電子排布式或價(jià)電子的軌道表達(dá)式)、第一電離能和電負(fù)性遞變規(guī)律等；共價(jià)鍵類型、數(shù)目的判斷、氫鍵配位鍵的表示、原子軌道雜化類型、分子構(gòu)型判斷、性質(zhì)比較等；晶體類型的判斷、晶體熔沸點(diǎn)高低的比較、氫鍵對(duì)溶解性的影響、晶體密度和晶體參數(shù)的計(jì)算、晶體空間利用率的計(jì)算、金屬晶體的堆積方式等?！窘忸}策略指導(dǎo)】1．基本思路(1)掌握規(guī)律、注意特殊。如電離能、電負(fù)性規(guī)律和特殊(同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充滿、ⅤA族(np3)半充滿，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰的第ⅢA族和第ⅥA族元素)及核外電子排布中的能級(jí)交錯(cuò)等。(2)根據(jù)題目類型總結(jié)解題方法。如化學(xué)鍵類型的判斷方法，中心原子雜化軌道和價(jià)層電子對(duì)數(shù)的判斷方法，中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)的判斷方法，晶體類型的判斷及計(jì)算方法等。2．破題關(guān)鍵推斷元素，確定元素在周期表中的位置，聯(lián)想變化規(guī)律和特殊性，根據(jù)要求規(guī)范回答問題。高頻考點(diǎn)突攻高頻考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例1、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)椤?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7c．因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點(diǎn)低于CO2d．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。①基態(tài)Ni原子的電子排布式為，該元素位于元素周期表的第族。②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有molσ鍵。(4)一定條件下，CH4和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形成的水合物俗稱“可燃冰”。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol－1CH40.436CO20.51229.91①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是。②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。_________________________【變式探究】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)Fe原子有個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為?？捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3形成的配合物的顏色為。(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，1mol乙醛分子中含有的σ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)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為。列式表示8Al單質(zhì)的密度g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果)。高頻考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例2．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列關(guān)于CaF2的表述正確的是。a．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用b．F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2c．陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同d．CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電(2)CaF2難溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是 (用離子方程式表示)。已知AlF－在溶液中可穩(wěn)定存在。(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構(gòu)型為，其中氧原子的雜化方式為。(4)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)ΔH313kJ·mol－1，F(xiàn)—F鍵的鍵能為159kJ·mol－1，Cl—Cl鍵的鍵能為242kJ·mol－1，則ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能為kJ·mol－1。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的(填“高”或“低”)。【變式探究】下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛：2Cr2O3CH3CH2OH＋16H13H2O―→4[Cr(H2O)6]33CH3COOH(1)Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，與Cr3＋形成配位鍵的原子是 (填元素符號(hào))。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為；1molCH3COOH分子含有σ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?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)?。高頻考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例3．碳及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題：(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，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，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：①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。②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?！咀兪教骄俊緼、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。;_____________________________________________________________________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1∶3的化合物E，E的立體構(gòu)型為，中心原子的雜化軌道類型(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＝0.566nm，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(g·cm－3)。高頻考點(diǎn)四以某種元素及化合物為載體例4.碳元素不僅能形成豐富多彩的有機(jī)化合物，而且還能形成多種無機(jī)化合物，同時(shí)自身可以形成多種單質(zhì)，碳及其化合物的用途廣泛。(1)C60分子能與F2發(fā)生加成反應(yīng)，其加成產(chǎn)物為，C60分子的晶體中，在晶胞的頂點(diǎn)和面心均含有一個(gè)C60分子，則一個(gè)C60晶胞的質(zhì)量為。(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體，下列關(guān)于兩種晶體的比較中正確的是(填字母)。a.晶體的密度：干冰>冰b.晶體的熔點(diǎn)：干冰>冰c.晶體中的空間利用率：干冰>冰d.晶體中分子間相互作用力類型相同(3)金剛石和石墨是碳元素形成的兩種常見單質(zhì)，下列關(guān)于這兩種單質(zhì)的敘述中正確的是(填字母)。a.金剛石中碳原子的雜化類型為sp3雜化，石墨中碳原子的雜化類型為sp2雜化b.晶體中共價(jià)鍵的鍵長：金剛石中C—C鍵<石墨中C—C鍵c.晶體的熔點(diǎn)：金剛石>石墨d.晶體中共價(jià)鍵的鍵角：金剛石>石墨e.金剛石晶體中只存在共價(jià)鍵，石墨晶體中則存在共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力f.金剛石和石墨的熔點(diǎn)都很高，所以金剛石和石墨都是原子晶體(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖，立方BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似，在BN晶體中，B原子周圍最近的N原子所構(gòu)成的立體圖形為，B原子與N原子之間共價(jià)鍵與配位鍵的數(shù)目比為，一個(gè)晶胞中N原子數(shù)(5)C與孔雀石共熱可以得到金屬銅，銅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，金屬銅采用面心立方最密堆積(在晶胞的頂點(diǎn)和面心均含有一個(gè)Cu原子)，則Cu的晶體中Cu原子的配位數(shù)為。已知Cu單質(zhì)的晶體密度為ρg·cm－3，Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則Cu的原子半徑為。【變式探究】銅及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)Cu2O中陽離子的基態(tài)核外電子排布式為；Cu和Ni在元素周期表中的位置相鄰，Ni在元素周期表中的位置是。(2)將過量的氨水加到硫酸銅溶液中，溶液最終變成深藍(lán)色，繼續(xù)加入乙醇，析出深藍(lán)色的晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O。①乙醇分子中C原子的雜化軌道類型為；NH3能與H＋以配位鍵形成NH的立體構(gòu)型是。________②[Cu(NH3)4]SO4·H2O中存在的化學(xué)鍵除了極性共價(jià)鍵外，還有。③NH3極易溶于水的原因主要有兩個(gè)，一是，二是。(3)CuSO4溶液中加入過量KCN溶液能生成配離子[Cu(CN)4]2－，1molCN－中含有的π鍵數(shù)目為,____________________________________與CN－互為等電子體的離子有(寫出一種即可)。(4)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若晶體密度為ag·cm－3，則Cu與F最近距離為 pm(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算表達(dá)式，不用化簡)。高頻考點(diǎn)五以某類元素及化合物為載體例5.N、P、As、Ga、Cr、Cu等元素形成的化合物種類繁多，具有重要的研究價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。請(qǐng)回答下列問題：(1)基態(tài)Cr原子的價(jià)電子排布式為。(2)N2F2分子中，氮原子的雜化軌道類型為，N2F2可能的兩種結(jié)構(gòu)為。____________________________________(3)PCl3和PCl5是磷元素形成的兩種重要化合物，請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)PCl3的立體構(gòu)型：。(4)砷化鎵的熔點(diǎn)為1238℃,具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，作為半導(dǎo)體，性能比硅更優(yōu)良。砷化鎵屬于晶體。已知氮化硼與砷化鎵屬于同類型晶體，則兩種晶體熔點(diǎn)較高的是(填化學(xué)式)，其理由是。____________________________________上述兩種晶體的四種元素電負(fù)性最小的是(填元素符號(hào))。(5)銅的化合物種類很多，如圖所示的是氯化亞銅的晶胞結(jié)構(gòu)，已知晶胞的棱長為acm，則氯化亞銅密度的計(jì)算式為ρ=g·cm－3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)?！咀兪教骄俊客芷谠刂宣u族元素的非金屬性最強(qiáng)，能形成許多具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，回答下列問題。(1)寫出基態(tài)溴原子核外電子排布式，氟、氯、溴、氧四種元素中，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤?2)鹵素單質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)隨著元素原子序數(shù)的遞增而升高，其原因是；鹵素可形成眾多的二元化合物：如OF2、S2Cl2、NF3、PCl3、SnCl2、CCl4等。則SnCl2的分子構(gòu)型為，OF2的中心原子雜化類型為。(3)氯化鉻酰(CrO2Cl2)是有機(jī)合成中常用的氧化劑或氯化劑，它是易溶于CS2、CCl4的液體，則其晶體類型最可能是晶體，分子結(jié)構(gòu)最可能是下列圖Ⅰ中的。(4)氯元素能形成多種含氧酸，已知常溫下電離常數(shù)K(HclO)＝3×10－8、K(HclO(5)氟化鈣主要用作冶煉金屬的助熔劑，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則編號(hào)為①的微粒是(寫具體的微粒符號(hào))，若該晶體的密度為ρg·cm－3，則晶胞Ca2＋、F－的最短距離為cm(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，只寫出計(jì)算式)。高頻考點(diǎn)六元素推斷型綜合題例6.X、Y、Z、W、R五種短周期非金屬元素，原子序數(shù)依次增大。X、Y、Z、W為同周期元素，X原子的最高能級(jí)有兩個(gè)空軌道，Y為同周期形成化合物種類最多的元素，Z原子的第一電離能大于W原子的第一電離能，R和Z同主族。請(qǐng)回答下列問題：(1)Y、Z、W三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)。(2)R的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布圖為。(3)W的常見氫化物的氫鍵的鍵能小于HF氫鍵的鍵能，但W的常見氫化物沸點(diǎn)高于HF沸點(diǎn)的原因是。______________________________________________________________________(4)某種分子式為Y4Z4W8的物質(zhì)(該物質(zhì)中同種原子的化學(xué)環(huán)境完全相同，不含碳碳雙鍵)是一種威力極強(qiáng)的炸藥，則可推知其結(jié)構(gòu)簡式為。Y原子的雜化方式為。(5)XR是一種耐磨材料，可由X的三溴化物和R的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成。①R的三溴化物分子的立體構(gòu)型為。②合成XR的化學(xué)方程式為。(6)Y與W形成的某種常見化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶體中分子的配位數(shù)為，若晶胞的棱長為anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為g·cm－3?！咀兪教骄俊恐芷诒砬八闹芷诘脑豠、b、c、d、e的原子序數(shù)依次增大。a和b的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，均能與水劇烈反應(yīng)，并且a－和b＋具有相同的電子構(gòu)型，c的最外層電子數(shù)為其電子層數(shù)的2倍，補(bǔ)充維生素D可促進(jìn)d的吸收，e的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)為4?；卮鹣铝袉栴}：(1)a、b、c中第一電離能最大的是(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子排布圖為。____________________________________(2)a－與b＋具有相同的電子構(gòu)型，但r(b＋)小于r(a－)，原因是。____________________________________(3)c的最高價(jià)氧化物在氣態(tài)時(shí)以單分子形式存在，中心原子的雜化方式為，其分子的立體構(gòu)型為，它的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖甲所示，該結(jié)構(gòu)中S—O鍵鍵長有兩類，一類鍵長約為140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為(填圖中字母)，含有化學(xué)鍵的類型有。(4)CO能與e形成e(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，該物質(zhì)屬于晶體。比較c的氫化物與同族相鄰兩種元素所形成的氫化物的穩(wěn)定性、沸點(diǎn)高低并分別說明理由。穩(wěn)定性：，理由：；沸點(diǎn)：，理由：。(5)a和d生成的化合物的晶胞如圖乙所示，可用于冶金、化工和建材等很多行業(yè)，已知晶胞參數(shù)為0.5462nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則其密度為(列出計(jì)算式)g·cm－3。真題感悟1．[2019新課標(biāo)Ⅰ]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(jiān)鋁”，是制造飛機(jī)的主要村料?；卮鹣铝袉栴}：（1）下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是(填標(biāo)號(hào))。（2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)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(duì)較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。（3）一些氧化物的熔點(diǎn)如下表所示：氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點(diǎn)/°C280023.8?75.5解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因。（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(duì)角面取得的截圖。可見，Cu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(jì)算表達(dá)式)。2．[2019新課標(biāo)Ⅱ]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(cè)As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為，其沸點(diǎn)比NH3的（填“高”或“低”其判斷理由是。（2）Fe成為陽離子時(shí)首先失去軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價(jià)層電子排布式為。（3）比較離子半徑：F?O2?（填“大于”等于”或“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，若兩者的比例依次用x和1?x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為，通過測(cè)定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的x值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ=g·cm?3。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為(,,)，則原子2和3的坐標(biāo)分別為、。3．[2019新課標(biāo)Ⅲ]磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn)，文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備。回答下列問題：（1）在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)（填“相同”或“相反”）。（2）FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為，其中Fe的配位數(shù)為。（3）苯胺（）的晶體類型是。苯胺與甲苯（）的相對(duì)分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點(diǎn)（-5.9℃)、沸點(diǎn)（184.4℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)（-95.0℃)、沸點(diǎn)（110.6℃),原因（4）NH4H2PO4中，電負(fù)性最高的元素是；P的雜化軌道與O的2p軌道形成鍵。（5）NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示：這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為（用n代表P原子數(shù)）。4．[2019江蘇]Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu?O。（1）Cu2+基態(tài)核外電子排布式為。（2）SO-的空間構(gòu)型為（用文字描述Cu2+與OH?反應(yīng)能生成[Cu(OH)4]2?,[Cu(OH)4]2?中的配位原子為（填元素符號(hào)）。（3）抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為；推測(cè)抗壞血酸在水中的溶解性：（填“難溶于水”或“易溶于水”）。（4）一個(gè)Cu2O晶胞（見圖2）中，Cu原子的數(shù)目為。1.（2018年全國卷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。回答下列問題：（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(hào)）。（2）Li+與H?具有相同的電子構(gòu)型，r(Li+)小于r(H?)，原因是。（3）LiAlH4是有機(jī)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(hào)）。（4）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的Born?Haber循環(huán)計(jì)算得到?？芍?，Li原子的第一電離能為kJ·mol?1，O=O鍵鍵能為kJ·mol?1，Li2O晶格能為 （5）Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖(b)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(jì)算式）。2.（2018年全國卷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：H2SFeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃?85.5>600（分解）?75.5沸點(diǎn)/℃?60.3444.645.0337.0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)椤＃?）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。晶胞邊長為anm、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g·cm?3；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為nm。3.（2018年全國卷Ⅲ)[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]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}：（1）Zn原子核外電子排布式為。（2）黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能Ⅰ1（Zn）Ⅰ1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是。2具有較高的熔點(diǎn)（872℃)，其化學(xué)鍵類型是；ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，原因是。中，陰離子空間構(gòu)型為，C原子的雜化形式為。（5）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(jì)算式）。4.（2018年江蘇卷）[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為和，NOx也可在其他條件下被還原為N2。（1）中心原子軌道的雜化類型為；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）。（5）[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。1．【2017新課標(biāo)1卷】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：（1）元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長為nm（填標(biāo)號(hào)）。A．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E.766.5（2）基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)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(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是。（3）X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)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(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a=0.446nm，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(gè)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。2．【2017新課標(biāo)2卷】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)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(jià)層電子對(duì)的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為。（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)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(shì)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(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。①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(biāo)號(hào)）A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價(jià)鍵類型②R中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù)，n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為。③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為（NH4+）N-H┄Cl、、。（4）R的晶體密度為dg·cm-3，其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為。3．【2017新課標(biāo)3卷】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物負(fù)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(yīng)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(duì)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(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?，原因是。?）硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在。（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(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm，則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a'=0.44則r(Mn2+)為nm。4．【2017江蘇卷】鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)狻⒈鸵掖紖ⅲ?）Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。（2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是,1mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為。（3）C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?。?）乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮,這是因?yàn)?。?）某FexNy的晶胞如題21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(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如題21圖-2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為。A．某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍，則其最高正價(jià)為+7B．鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能C．高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性D．鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)Ⅱ.ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列問題：（1）碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。該單質(zhì)的晶體類型為，原子間存在的共價(jià)鍵類型有，碳原子的雜化軌道類型為。（2）SiCl4分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，分子的立體構(gòu)型為，屬于分子（填“極性”或“非極性”）。（3）四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖（b）所示。①SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是。②結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性、共價(jià)性。（填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”）（4）碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖（c）所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為；其晶1．(2016·高考全國丙卷)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑GaAs，第一電離能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為，其中As的雜化軌道類型為。。_____________________________(5)GaAs的熔點(diǎn)為1238℃,密度為ρg·cm－3，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MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，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。2．(2016·高考全國甲卷)東晉《華陽國志·南中志》卷四中已有關(guān)于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}：(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為。(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是。;_______________________________________氨是分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu>INi的原因是。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為。②若合金的密度為dg·cm－3，晶胞參數(shù)a＝nm。3．(2016·江蘇，21，12分)[Zn(CN)4]2－在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)：4HCHO＋[Zn(CN)4]24H4H2O===[Zn(H2O)4]24HOCH2CN。________________________(2)1molHCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是。(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為。(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋與CN－的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型，[Zn(CN)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為。4．(2016·四川，8，13分)M、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軌道電子數(shù)是s軌道電子數(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軌道半充滿。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))。。________________________________________________________________(3)X與M形成的XM3分子的空間構(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。5．(2016·課標(biāo)Ⅰ,37，15分)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)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(gè)未成對(duì)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(jié)構(gòu)角度分析，原因是。。______________________________________________GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃-49.526沸點(diǎn)/℃83.1約400(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(fù)性由大至小的順序是。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，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(gè)基本要素：①原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)；B為(，0，)；C為(0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。②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)a＝565.76pm，其密度為g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。專題十七物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考情解讀1．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(1～36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)了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，了解其簡單應(yīng)用。(4)了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。2．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σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。(3)了解簡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)常見的簡單分子或者離子的空間結(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)粒子、粒子間作用力的區(qū)別。重點(diǎn)知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1．基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布規(guī)律①能量最低原理：基態(tài)原子核外電子先占有能量最低的原子軌道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。②泡利原理：每個(gè)原子軌道上最多只容納2個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子。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(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同。注意：洪特通過分析光譜實(shí)驗(yàn)得出：能量相同的原子軌道在全充滿(如d10)、半充滿(如d5)和全空(如d0)時(shí)體系能量較低，原子較穩(wěn)定。如Cr原子的電子排布式為[Ar]3d54s1；Cu原子的電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)表示形式①電子排布式：用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)。如K：1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。②電子排布圖：每個(gè)小方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子，如碳原子。2．電離能(1)同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，原子的第一電離能逐漸增大；但ⅡA族元素的第一電離能大于ⅢA族元素的第一電離能，ⅤA族元素的第一電離能大于ⅥA族元素的第一電離能。同主族元素，從上到下第一電離能逐漸減小。(2)如果某主族元素的In＋1遠(yuǎn)大于In，則該元素的常見化合價(jià)為＋n，如鈉元素I2遠(yuǎn)大于I1，所以鈉元素的化合價(jià)為＋1。而過渡元素的價(jià)電子數(shù)較多，且各級(jí)電離能之間相差不大，所以常表現(xiàn)多種化合價(jià)，如錳元素有＋2價(jià)～＋7價(jià)。3．電負(fù)性(1)變化規(guī)律：①同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性遞增；②同一主族，自上到下，元素的電負(fù)性遞減。(2)運(yùn)用：①確定元素類型(電負(fù)性＞1.8，非金屬元素；電負(fù)性＜1.8，金屬元素)；②確定化學(xué)鍵類型(兩元素電負(fù)性差值＞1.7，離子鍵；兩元素電負(fù)性差值＜1.7，共價(jià)鍵)；③判斷元素價(jià)態(tài)正負(fù)(電負(fù)性大的為負(fù)價(jià)，小的為正價(jià))；④電負(fù)性是判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的重要參數(shù)之一。知識(shí)點(diǎn)二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)性質(zhì)：共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。(2)分類：①根據(jù)形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)的偏向或偏離的情況，分為極性鍵和非極性鍵；②根據(jù)形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式的不同，分為σ鍵和π鍵；③配位鍵：形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A)能夠提供孤電子對(duì)，另一方(B)具有能夠接受電子對(duì)的空軌道，可表示為A→B。(3)鍵參數(shù)鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固；鍵長：形成共價(jià)鍵的兩原子之間的核間距。鍵長越短，共價(jià)鍵越牢固；鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。2．分子的立體結(jié)構(gòu)(1)價(jià)層電子對(duì)互斥理論幾種分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)分子或離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子或離子的立體構(gòu)型名稱CO202直線形SO213V形H2O24V形BF303平面三角形CH404正四面體形NH04正四面體形NH314三角錐形3SO2-314三角錐形(2)雜化軌道理論常見雜化軌道類型與分子構(gòu)型規(guī)律雜化軌道類型參加雜化的原子軌道分子構(gòu)型示例一個(gè)s軌道，一個(gè)p軌道直線形CO2、BeCl2、HgCl22一個(gè)s軌道，二個(gè)p軌道平面三角形BF3、BCl3、CH2O3一個(gè)s軌道，三個(gè)p軌道正四面體CH4、CCl4、NH具體情況不同NH3(三角錐形)、H2S、H2O(V形)(3)鍵的極性和分子極性的關(guān)系：類型實(shí)例兩個(gè)鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間構(gòu)型X2H2、N2---非極性鍵非極性分子直線形XYHCl、NO----極性鍵極性分子直線形XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵非極性分子直線形SO2極性鍵極性分子V形H2O、H2S極性鍵極性分子V形XY3BF3極性鍵非極性分子平面三角形NH3極性鍵極性分子三角錐形XY4109°28′極性鍵非極性分子正四面體形【特別提醒】通常對(duì)于ABn型分子，若中心原子最外層電子全部參與成鍵，則為非極性分子；若中心原子最外層電子部分成鍵則為極性分子。4．配合物理論(1)配合物的組成：①配體：含有孤電子對(duì)的分子或離子，如NH3、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－等。②中心離子：一般是金屬離子，特別是過渡金屬離子，如Cu2＋、Fe3＋等。③配位數(shù)：直接同中心原子(或離子)配位的含有孤電子對(duì)的分子(或離子)的數(shù)目。(2)常見配合物：如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。5．影響物質(zhì)溶解度的因素(1)相似相溶：①極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。②溶質(zhì)與溶劑結(jié)構(gòu)相似，溶解度較大。(2)溶質(zhì)能與溶劑形成氫鍵，溶解度較大。(3)溶質(zhì)能與溶劑反應(yīng)，溶解度較大。知識(shí)點(diǎn)三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．晶體的基本類型與性質(zhì)離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體組成晶體微粒陰、陽離子分子原子金屬陽離子和自由電子微粒間作用力離子鍵范德華力或氫鍵共價(jià)鍵金屬鍵離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高低很高一般較高，少部分低硬度硬而脆小大一般較大，少部分小導(dǎo)電性不良(熔融可導(dǎo)電)不良不良典型實(shí)例離子化合物多數(shù)非金屬單質(zhì)及其氧化物、氫化物等金剛石、SiO2、晶體硅、SiC等金屬單質(zhì)2．立方晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算3．晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等沸點(diǎn)很高，汞、銫等沸點(diǎn)很低。(2)原子晶體：原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高。如熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞硅。(3)離子晶體：一般地說，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(qiáng)，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。(4)分子晶體：①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)反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。②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SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。③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CO＞N2。(5)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)：Na＜Mg<Al?！痉椒记伞?．試題結(jié)構(gòu)題頭(介紹題目背景或物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)，元素推斷信息)＋問題(拼盤式考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)主干知識(shí))。2．考查方式(1)直接給出元素，圍繞給出元素的原子結(jié)構(gòu)、形成的物質(zhì)等進(jìn)行考查；(2)給出元素原子的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，首先推導(dǎo)出元素，然后再進(jìn)行相應(yīng)的考查。3．主要考查點(diǎn)基態(tài)原子核外電子排布(電子排布式或價(jià)電子的軌道表達(dá)式)、第一電離能和電負(fù)性遞變規(guī)律等；共價(jià)鍵類型、數(shù)目的判斷、氫鍵配位鍵的表示、原子軌道雜化類型、分子構(gòu)型判斷、性質(zhì)比較等；晶體類型的判斷、晶體熔沸點(diǎn)高低的比較、氫鍵對(duì)溶解性的影響、晶體密度和晶體參數(shù)的計(jì)算、晶體空間利用率的計(jì)算、金屬晶體的堆積方式等?！窘忸}策略指導(dǎo)】1．基本思路(1)掌握規(guī)律、注意特殊。如電離能、電負(fù)性規(guī)律和特殊(同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充滿、ⅤA族(np3)半充滿，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰的第ⅢA族和第ⅥA族元素)及核外電子排布中的能級(jí)交錯(cuò)等。(2)根據(jù)題目類型總結(jié)解題方法。如化學(xué)鍵類型的判斷方法，中心原子雜化軌道和價(jià)層電子對(duì)數(shù)的判斷方法，中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)的判斷方法，晶體類型的判斷及計(jì)算方法等。2．破題關(guān)鍵推斷元素，確定元素在周期表中的位置，聯(lián)想變化規(guī)律和特殊性，根據(jù)要求規(guī)范回答問題。高頻者點(diǎn)突破高頻考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例1、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)椤?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CO2d．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。①基態(tài)Ni原子的電子排布式為，該元素位于元素周期表的第族。②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有molσ鍵。(4)一定條件下，CH4和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形成的水合物俗稱“可燃冰”。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol－1CH40.436CO20.51229.91①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是。②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。_________________________【解析】(1)元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大。因?yàn)樵氐姆墙饘傩杂蓮?qiáng)到弱的順序?yàn)椋篛＞C＞H，所以元素的電負(fù)性從小到大的順序?yàn)椋篐＜C＜O；(2)a項(xiàng)，固態(tài)CO2是由CO2分子通過分子間作用力結(jié)合而成的分子晶體，正確；b項(xiàng)，CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，但由于該分子中的共價(jià)鍵排列對(duì)稱，因此該分子是非極性分子，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，固態(tài)時(shí)CH4和CO2都是分子晶體，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，而不是取決于分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，CH4分子中碳原子形成的都是σ鍵，C原子采取sp3雜化，而CO2分子中的C原子與兩個(gè)O原子形成的是碳氧雙鍵，含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，C原子采取sp雜化，正確。故答案選a、d。(3)①28號(hào)元素Ni的基態(tài)原子的電子排布式為22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；該元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。②Ni能與CO形成正四面體型的配合物Ni(CO)4，在每個(gè)配位體中含有1個(gè)σ鍵，在每個(gè)配位體與中心原子之間也形成1個(gè)σ鍵，所以1molNi(CO)4中含有8molσ鍵。(4)①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力分別是分子間作用力(也叫范德華力)和氫鍵。②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，大于CO2分子的直徑(0.512nm)，而且CO2與H2O分子之間的結(jié)合力大于CH4，因此可以實(shí)現(xiàn)用CO2置換出“可燃冰”中CH4的設(shè)想?！敬鸢浮?1)H、C、O(2)ad(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2Ⅷ②8(4)①氫鍵、范德華力②CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑，且與H2O的結(jié)合力大于CH4【變式探究】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。回答下列問題：(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)Fe原子有個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為?？捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3形成的配合物的顏色為。(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，1mol乙醛分子中含有的σ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)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為。列式表示Al單質(zhì)的密度g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果)?！窘馕觥?1)用一定波長的X－射線照射到晶體上，根據(jù)記錄儀上有無分離的斑點(diǎn)或明銳的譜線，可以鑒別晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子的電子排布式為[Ar]3d64s2，價(jià)電子的軌道表示式為,故基態(tài)Fe原子的未成對(duì)電子數(shù)為4；Fe3＋的電子排布式為[Ar]3d5或22s22p63s23p63d5；Fe3＋與SCN－形成的配合物呈血紅色。(3)CH3CHO分子中—CH3中碳原子為sp3雜化，—CHO中碳原子為sp2雜化。因乙酸分子間能形成氫鍵，故乙酸的沸點(diǎn)明顯比乙醛高。Cu2O晶胞中氧原子數(shù)＝4＋6×＋8×＝8，故銅原子數(shù)為2×8＝16。(4)面心立方晶胞中，鋁原子的配位數(shù)為12；晶胞中Al原子數(shù)為8×＋6×＝4，故鋁單質(zhì)的密度ρ=g·cm－3?！敬鸢浮?1)X－射線衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血紅色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵166.02×1023×（0.405×106.02×1023×（0.405×10－7）3高頻考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例2．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列關(guān)于CaF2的表述正確的是。a．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用b．F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2c．陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同d．CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電(2)CaF2難溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是 (用離子方程式表示)。已知AlF－在溶液中可穩(wěn)定存在。(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構(gòu)型為，其中氧原子的雜化方式為。(4)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)ΔH313kJ·mol－1，F(xiàn)—F鍵的鍵能為159kJ·mol－1，Cl—Cl鍵的鍵能為242kJ·mol－1，則ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能為kJ·mol－1。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的(填“高”或“低”)。【解