高考化學(xué)（蘇教版）一輪復(fù)習(xí)《選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》課件

選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[考綱展示]

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(shuō)明元素的某種性質(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(jiǎn)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。第一單元原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[主干知識(shí)]一、原子結(jié)構(gòu)1．電子層與能級(jí)2.原子軌道3．原子核外電子排布規(guī)律(1)電子排布原理①能量最低原理：原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。②泡利不相容原理：1個(gè)原子軌道里最多容納2個(gè)電子，且它們的自旋狀態(tài)相反。③洪特規(guī)則：電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同。(2)構(gòu)造原理示意圖(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法4.原子光譜和電子云(1)基態(tài)原子：處于最低能量的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。(3)原子光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。(4)電子云：是指用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率大小的一種圖形。離核越近處，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)概率越大，“電子云”密度越大，相反，離核越遠(yuǎn)處，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率越小，“電子云”密度越小。請(qǐng)用核外電子排布的相關(guān)規(guī)則解釋Fe3＋較Fe2＋更穩(wěn)定的原因？提示：26Fe價(jià)層電子的電子排布式為3d64s2，F(xiàn)e3＋價(jià)層電子的電子排布式為3d5，F(xiàn)e2＋價(jià)層電子的電子排布式為3d6。根據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全滿和半滿時(shí)能量最低”的原則，3d5處于半滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，所以Fe3＋較Fe2＋更為穩(wěn)定。二、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1．元素周期表中每周期所含元素種數(shù)2.周期表的分區(qū)與原子的價(jià)電子排布的關(guān)系三、元素周期律1．電離能、電負(fù)性(1)第一電離能某元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成＋1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需的最低能量。(2)電負(fù)性用來(lái)衡量元素在化合物中吸引電子的能力。2．性質(zhì)遞變規(guī)律3.對(duì)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

1．為什么一個(gè)原子的逐級(jí)電離能是逐漸增大的？提示：隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性吸力也越來(lái)越大，消耗的能量越來(lái)越多。2．為什么鎂的第一電離能比鋁的大，磷的第一電離能比硫的大？提示：Mg：1s22s22p63s2

P：1s22s22p63s23p3。鎂原子、磷原子最外層能級(jí)中，電子處于全滿或半滿狀態(tài)，相對(duì)比較穩(wěn)定，失電子較難。如此相同觀點(diǎn)可以解釋N的第一電離能大于O，Zn的第一電離能大于Ga。[自我診斷]1．基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為[Ar]3d94s2。(×)2．多電子原子中，在離核較近區(qū)域運(yùn)動(dòng)的電子能量高。(×)3．Cr原子的價(jià)電子軌道表示式為 (√)4．C、N、O三種元素的第一電離能逐漸增大。(×)5．元素的電負(fù)性越大，其金屬性越弱，非金屬性越強(qiáng)。(√)6．O2－、F－、Na＋、Al3＋的離子半徑逐漸減小。(√)1．具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是(

)，最高化合價(jià)相同的是(

)A．1s22s22p63s23p1

B．1s22s22p1C．1s22s22p3 D．1s22s22p63s23p4解析：同主族原子的電子層數(shù)越多，半徑越大；電子層數(shù)相同時(shí)，質(zhì)子數(shù)越小，半徑越大。元素的最高化合價(jià)等于原子的最外層電子數(shù)。答案：A

AB基態(tài)原子核外電子排布1．核外電子排布規(guī)律(1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。(2)能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象：核外電子的能量并不是完全按電子層序數(shù)的增加而升高，不同電子層的電子級(jí)之間的能量高低有交錯(cuò)現(xiàn)象，如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。(3)當(dāng)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(shí)，體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1，而不是：1s22s22p63s23p63d44s2。2．表示方法(1)電子排布式按電子排入各電子層中各能級(jí)的先后順序，用能級(jí)符號(hào)依次寫出各能級(jí)中的電子數(shù)，同時(shí)注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)簡(jiǎn)化電子排布式“[稀有氣體的元素符號(hào)]＋價(jià)層電子”的形式表示。如：Cu：[Ar]3d104s1(3)軌道表示式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(jí)的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如：[典例1]已知X、Y、Z、W、Q、R、E七種元素中，原子序數(shù)X<Y<Z<W<Q<R<E，其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如下表。請(qǐng)根據(jù)信息回答有關(guān)問(wèn)題：(1)元素X的原子核外共有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有________種不同能級(jí)的電子。(2)元素Y原子中能量最高的是________電子，其原子軌道呈________狀。(3)Q的基態(tài)電子排布式為________，R的元素符號(hào)為________，E元素原子的價(jià)電子排布式為________。(4)含有元素W的鹽的焰色反應(yīng)為________色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是_____________________________________。[解析]

(1)X原子的L層上s電子數(shù)等于p電子數(shù)，即其電子排布式為1s22s22p2，故X為碳元素，其原子核外共有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有3種不同能級(jí)的電子；(2)因Y元素s軌道最多容納2個(gè)電子，所以n＝2，其原子最外層電子排布式為2s22p2＋1，其能量最高的電子是2p電子，原子軌道呈啞鈴狀；(3)原子的M層上有1個(gè)未成對(duì)的p電子，可能為Al或Cl，單質(zhì)常溫、常壓下是氣體的只有Cl元素，故Z為氯元素，Q為鉻元素，基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1；R元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成＋3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號(hào)元素Fe；根據(jù)題意要求，E元素的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號(hào)元素Cu，價(jià)電子排布式為3d104s1；(4)鉀元素的焰色為紫色，激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以一定波長(zhǎng)(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量，形成不同的顏色。[答案]

(1)6

3

(2)2p啞鈴(3)1s22s22p63s23p63d54s1

Fe

3d104s1(4)紫激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以一定波長(zhǎng)(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量，形成不同的顏色1．有A、B、C、D、E5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素；A和E屬同一族，它們?cè)幼钔鈱与娮优挪紴閚s1，B和D也屬同一族，它們?cè)幼钔鈱拥膒能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的兩倍。C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學(xué)式)____________。寫出該物質(zhì)的一種主要用途：________。(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式：________________________________________________________________________。(4)用軌道表示式表示D元素原子的價(jià)電子排布為___________________________________________。(5)元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是B________D，C與E的第一電離能的大小關(guān)系是C________E(填“>”“<”或“＝”)。解析：A、B、C、D、E5種元素核電荷數(shù)都小于20，故都為主族元素，A、E同一族且最外層電子排布為ns1，故為ⅠA族，而A為非金屬元素，則A為氫；B、D為同一族，其原子最外層的p能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的兩倍，故其最外層電子排布為ns2np4，為ⅥA族元素，B核電荷數(shù)小于D，則B為氧，D為硫，E為鉀；C原子最外層上的電子數(shù)為硫原子最外層上電子數(shù)的一半，則C為鋁，同主族元素自上而下電負(fù)性逐漸減小，故B(氧)的電負(fù)性大于D(硫)，E(鉀)的第一電離能小于鈉，鈉的第一電離能小于C(鋁)，故第一電離能Al>K。答案：(1)H

O

Al

S

K(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(5)>

>電離能和電負(fù)性的應(yīng)用2．下列元素中，電負(fù)性最大的是(

)，第一電離能最大的是(

)A．O

B．B

C．N

D．C答案：AC1．電離能(1)判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之越弱。(2)判斷元素的化合價(jià)如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價(jià)為＋n，如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價(jià)為＋1。(3)判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中，元素的各級(jí)電離能逐級(jí)增大，有一定的規(guī)律性。當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí)，電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。(4)反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)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(dāng)元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時(shí)，第一電離能就會(huì)反常的大。2．電負(fù)性[典例2]根據(jù)信息回答下列問(wèn)題：(1)如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。①認(rèn)真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的大小范圍為________<Al<________(填元素符號(hào))；②圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族；(2)已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負(fù)性：已知：兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時(shí)，形成共價(jià)鍵。①根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是___________________________________________________________；②通過(guò)分析電負(fù)性值變化規(guī)律，確定Mg元素電負(fù)性值的最小范圍_______________________________________________________；③判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物：A．Li3N

B．BeCl2

C．AlCl3

D．SiCⅠ.屬于離子化合物的是__________________________(填序號(hào))；Ⅱ.屬于共價(jià)化合物的是__________________________(填序號(hào))；請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明上述所得到的結(jié)論_________________________________________________________。[解析]

(1)①由信息所給的圖可以看出，同周期的ⅠA族元素的第一電離能最小，而ⅢA族元素的第一電離能小于ⅡA族元素的第一電離能，故Na<Al<Mg。②圖中電離能最小的應(yīng)是堿金屬元素Rb，在元素周期表中第五周期ⅠA族。(2)①元素的電負(fù)性是元素的基本性質(zhì)，且隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。②根據(jù)電負(fù)性的遞變規(guī)律：同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小，可知，在同周期中電負(fù)性Na<Mg<Al，同主族Be>Mg>Ca，最小范圍應(yīng)為0.9～1.5。③根據(jù)已知條件及表中數(shù)值：Li3N電負(fù)性差值為2.0，大于1.7形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC電負(fù)性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價(jià)鍵，為共價(jià)化合物。共價(jià)化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電。離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在，可以導(dǎo)電，但共價(jià)化合物卻不能。[答案]

(1)①Na

Mg

②五ⅠA(2)①隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性與原子半徑一樣呈周期性變化②0.9～1.5

③Ⅰ.AⅡ.BCD測(cè)定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電，若導(dǎo)電則為離子化合物，反之則為共價(jià)化合物2．(2014年濰坊模擬)(1)圖1為X元素的前五級(jí)電離能的數(shù)值示意圖。已知X的原子序數(shù)<20，請(qǐng)寫出X基態(tài)原子的核外電子排布式________。(2)A、B、C、D、E、F、G、H八種短周期元素，其單質(zhì)的沸點(diǎn)如圖2所示。請(qǐng)回答：①上述元素中，某些元素的常見單質(zhì)所形成的晶體為分子晶體，這些單質(zhì)分子中既含有σ鍵又含有π鍵的是______(填化學(xué)式)。②已知D、F、G三種元素的離子具有跟E相同的電子層結(jié)構(gòu)，則B、C、D三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______(用相關(guān)元素符號(hào)表示)。③已知H的電負(fù)性為1.5，而氯元素的電負(fù)性為3.0，二者形成的化合物極易水解，且易升華。據(jù)此推測(cè)該化合物的化學(xué)鍵類型為________。④原子序數(shù)比A小1的元素與D元素形成的化合物的空間構(gòu)型為________，中心原子的雜化方式為________。解析：(1)根據(jù)圖1中X元素的前五級(jí)電離能，從其第三電離能開始突增，因此其最外層有兩個(gè)電子，故X為Mg(注意Be原子只有4個(gè)電子，沒有第五電離能)，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2。(2)根據(jù)圖2中元素單質(zhì)的沸點(diǎn)，可知A、B、C、D、E、F、G、H為C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。①單質(zhì)形成的晶體為分子晶體的有N2、O2、F2、Ne等，其中N2、O2中既含有σ鍵又含有π鍵。②B、C、D三種元素分別為N、O、F，第一電離能大小順序?yàn)椋篎>N>O(注意N、O電離能反常)。③Al、Cl形成的化合物為AlCl3，根據(jù)其化合物的物理性質(zhì)，可以推斷其含有共價(jià)鍵。④原子序數(shù)比A小1的元素為B，與F元素可形成化合物BF3，為平面三角形結(jié)構(gòu)，中心原子B的雜化方式為sp2。答案：(1)1s22s22p63s2(2)①N2、O2

②F>N>O

③極性共價(jià)鍵④平面三角形sp2

本小節(jié)結(jié)束請(qǐng)按ESC鍵返回［考綱展示］1.了解共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型（sp、sp2、sp3），能用雜化軌道理論推測(cè)常見的簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3.了解簡(jiǎn)單配合物的成鍵情況。

4.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。5.了解氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含氫鍵的物質(zhì)。第二單元分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[主干知識(shí)]一、共價(jià)鍵1．本質(zhì)在原子之間形成共用電子對(duì)。2．特征具有飽和性和方向性。3．分類4.鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。二、分子的立體構(gòu)型1．用價(jià)電子推測(cè)分子的立體構(gòu)型對(duì)于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)可以通過(guò)下式確定：n＝其中，中心原子的價(jià)電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)，配位原子中鹵素原子、氫原子提供1個(gè)價(jià)電子，氧原子和硫原子按不提供價(jià)電子計(jì)算。根據(jù)分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)，可以很方便地確定價(jià)電子對(duì)數(shù)與配位原子數(shù)目相等的ABm型分子的幾何構(gòu)型。對(duì)于價(jià)電子對(duì)全是成鍵電子對(duì)的分子，價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型是一致的。2.用雜化軌道理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型3.等電子原理原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)。如CO和N2。三、配位鍵和配合物1．配位鍵(1)形成由一個(gè)原子提供一對(duì)電子與另一個(gè)接受電子的原子形成的共價(jià)鍵。(2)表示2．配合物(1)概念由提供孤電子對(duì)的配位體與接受孤電子對(duì)的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物。(2)組成：例如[Cu(NH3)4](OH)2(3)形成條件四、分子的性質(zhì)1．溶解性(1)“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。(2)“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(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。2．分子的極性(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系(2)鍵的極性與分子的極性的關(guān)系3.手性具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體，具有手性異構(gòu)體的分子叫手性分子。4．無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性無(wú)機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，酸性越強(qiáng)，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。[自我診斷]1．C2H4和C6H6中的碳原子均為sp2雜化。(√)2．C3H8中碳原子均為sp3雜化，排成一條直線。(×)3．HCN與C2H2分子中的碳原子雜化類型相同。(√)5．BF3和NH3的分子構(gòu)型都是平面三角形。(×)6．HCl分子和H2O均為極性分子，因此HCl在水中易溶。(√)1．下列說(shuō)法中不正確的是(

)A．σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)B．s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同C．碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍D．N2分子中有一個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵解析：σ鍵“頭碰頭”重疊，π鍵“肩并肩”重疊，“頭碰頭”重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)；σ鍵形成的是“軸對(duì)稱”而π鍵形成的是“鏡像對(duì)稱”；在雙鍵中一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵，在叁鍵中一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵。答案：C化學(xué)鍵與分子構(gòu)型的判斷1．σ鍵、π鍵的判斷(1)由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。(2)由共用電子對(duì)數(shù)判斷單鍵為σ鍵；雙鍵或三鍵，其中一個(gè)為σ鍵，其余為π鍵。(3)由成鍵軌道類型判斷s軌道形成的共價(jià)鍵全部是σ鍵；雜化軌道形成的共價(jià)鍵全部為σ鍵。2．中心原子雜化類型與分子構(gòu)型的判斷(1)由雜化軌道數(shù)判斷雜化軌道用來(lái)形成σ鍵和容納孤電子對(duì)，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝中心原子的孤電子對(duì)的對(duì)數(shù)＋中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)(2)中心原子雜化類型和分子構(gòu)型的相互判斷中心原子的雜化類型和分子構(gòu)型有關(guān)，二者之間可以相互判斷。[典例1]氮元素可以形成多種化合物?；卮鹨韵聠?wèn)題：(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是________。(2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________。(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。①NH3分子的空間構(gòu)型是________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是________。②肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1038.7kJ·mol－1若該反應(yīng)中有4molN—H鍵斷裂，則形成的π鍵有________mol。③肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，則N2H6SO4的晶體內(nèi)不存在________(填標(biāo)號(hào))。a．離子鍵

B．共價(jià)鍵c．配位鍵

D．范德華力(4)圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)(見圖2)。分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個(gè)氫鍵予以識(shí)別。下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是________(填標(biāo)號(hào))。a．CF4

B．CH4

c．NH

D．H2O[解析]

(1)氮原子的價(jià)電子排布式：2s22p3。(2)同周期元素第一電離能從左向右有增大的趨勢(shì)，ⅢA族、ⅥA族突減，因此三者的第一電離能從大到小的順序?yàn)镹＞O＞C。(3)①NH3的空間構(gòu)型是三角錐型，N2H4分子可看作兩個(gè)NH3分子脫去一個(gè)H2分子所得，氮原子采用sp3雜化方式結(jié)合。②1molN2中含有2molπ鍵，4molN—H鍵斷裂即有1molN2H4反應(yīng)，生成1.5molN2，則形成3molπ鍵。③硫酸銨晶體是離子晶體，則N2H6SO4晶體也是離子晶體，內(nèi)部不含有范德華力。(4)能被該有機(jī)物識(shí)別即能嵌入空腔形成4個(gè)氫鍵，則要求某分子或離子是正四面體結(jié)構(gòu)且能形成氫鍵，只有c項(xiàng)符合題意。[答案]

(1)2s22p3

(2)N＞O＞C

(3)①三角錐形sp3雜化②3

③d

(4)c1．(2014年南京質(zhì)檢)砷(As)在地殼中含量不大，但砷的化合物卻是豐富多彩。(1)基態(tài)砷原子的電子排布式為________；砷與溴的第一電離能較大的是________。(2)AsH3是無(wú)色稍有大蒜味氣體。AsH3的沸點(diǎn)高于PH3，其主要原因是___________________________________________________。(4)某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。該化合物的分子式為________，As原子采取________雜化。(5)GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。GaAs晶體中，每個(gè)As與________個(gè)Ga相連，As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有______(填字母)。A．離子鍵

B．σ鍵C．π鍵

D．氫鍵E．配位鍵F．金屬鍵G．極性鍵解析：(1)砷位于元素周期表第四周期ⅤA族，核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3，該元素與溴元素屬于同一周期的元素，且原子序數(shù)小于后者，第一電離能溴元素較大。(2)AsH3和PH3的分子中均不含有氫鍵，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3的相對(duì)分子質(zhì)量，故AsH3分子間作用力大于PH3分子間作用力，故AsH3的沸點(diǎn)高于PH3。中的As原子與四個(gè)氧原子成鍵，空間構(gòu)型為正四面體型。(4)根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知砒霜的分子式為As4O6，由于每個(gè)砷原子與3個(gè)氧原子成鍵，砷原子的價(jià)電子數(shù)目為5，經(jīng)推算可知，砷原子的雜化方式為sp3雜化。(5)GaAs的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，每個(gè)原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，故每個(gè)As與4個(gè)Ga相連，由于砷原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子和一對(duì)孤電子對(duì)，形成4個(gè)共價(jià)鍵時(shí)，有一個(gè)共價(jià)鍵屬于配位鍵，其余為σ鍵。答案：(1)[Ar]3d104s24p3

Br(或溴)(2)AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3的相對(duì)分子質(zhì)量，故AsH3分子間作用力大于PH3分子間作用力(3)正四面體形CCl4(或其他合理答案)(4)As4O6

sp3

(5)4

BEG微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)2．下列變化或數(shù)據(jù)與氫鍵無(wú)關(guān)的是(

)A．水的沸點(diǎn)比硫化氫的沸點(diǎn)高B．氨分子與水分子形成—水合氨C．乙醇能跟水以任意比混溶D．SbH3的沸點(diǎn)比PH3高解析：A、B、C都具備形成氫鍵的條件，且敘述都與氫鍵有關(guān)，唯獨(dú)D項(xiàng)中的物質(zhì)不能形成氫鍵。答案：D[典例2]氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為________個(gè)。(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為_____________________________________________________。(3)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。

H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因?yàn)開_______________________________________________________________________。2．短周期的5種非金屬元素，其中A、B、C的最外層電子排布可表示為：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中電負(fù)性最大的元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2

②BA4

③A2C2

④BE4，其中屬于極性分子的是________(填序號(hào))。(2)C的氫化物比下周期同族元素的氫化物沸點(diǎn)要高，其原因是______________________________________________。(3)B、C兩元素能和A元素組成兩種常見的溶劑，其分子式為__________、__________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開_____________(填化學(xué)式)。(5)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列舉的四種酸其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篲_______(填化學(xué)式)。解析：由s軌道最多可容納2個(gè)電子可得：a＝1，b＝c＝2，即A為H，B為C，C為O。由D與B同主族，且為非金屬元素得D為Si；由E在C的下一周期且E為同一周期電負(fù)性最大的元素可知E為Cl。(1)①、②、③、④分別為CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2為極性分子，其他為非極性分子。(2)C的氫化物為H2O，H2O分子間可形成氫鍵是其沸點(diǎn)較高的重要原因。(3)B、A兩元素組成苯，C、A兩元素組成水，兩者都為常見的溶劑，SiCl4為非極性分子，易溶于非極性溶劑苯中。

(4)BA4、BE4、DE4分別為CH4、CCl4、SiCl4，三者結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)，故它們的沸點(diǎn)順序?yàn)镾iCl4＞CCl4＞CH4。(5)這四種酸分別為HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可寫為(HO)mClOn(m≥1；n≥0)，n值越大，酸性越強(qiáng)，故其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠ClO4>HClO3>HClO2>HClO。答案：(1)③

(2)H2O分子間形成了氫鍵(3)C6H6

H2O大于(4)SiCl4＞CCl4＞CH4(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO本小節(jié)結(jié)束請(qǐng)按ESC鍵返回［考綱展示］1.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。2.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)。3.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。4.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)。5.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。第三單元晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[主干知識(shí)]一、晶體和晶胞1．晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的區(qū)別(2)獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。2．晶胞晶胞與晶體的關(guān)系(1)晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)隙并置”構(gòu)成晶體。二、常見晶體類型的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)四種晶體類型的比較三、幾種典型的晶體模型1．立方晶胞中，頂點(diǎn)、棱邊、面心依次被多少個(gè)晶胞共用？提示：立方晶胞中，頂點(diǎn)、棱邊、面心依次被8、4、2個(gè)晶胞共用。2．六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)，側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被多少個(gè)晶胞共用？提示：六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞共用。[自我診斷]1．1mol金剛石中含有NA個(gè)分子。(×)2．SiO2晶體中最小的環(huán)上，Si和O原子之比為1∶2。(×)3．在鎂晶體中，1個(gè)Mg2＋只與2個(gè)價(jià)電子存在強(qiáng)烈的相互作用。(×)4．MgO和Na2O相比較，MgO的熔沸點(diǎn)較低。(×)5．物質(zhì)熔沸點(diǎn)：金剛石>硅晶體>碳化硅。(×)6．石墨是混合型晶體，熔沸點(diǎn)比金剛石低。(×)1．下圖所示是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，其對(duì)應(yīng)的化學(xué)式正確的是(圖中：○—X，●—Y，⊕—Z)(

)晶體組成的計(jì)算方法——分割法答案：B[典例1]銅(Cu)是重要金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO4溶液常用作電解液、電鍍液等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)CuSO4可由金屬銅與濃硫酸反應(yīng)制備，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________；(2)CuSO4粉末常用來(lái)檢驗(yàn)一些有機(jī)物中的微量水分，其原因是__________________；(4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布式為________；一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為________；該晶體中，原子之間的作用力是________；(5)上述晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為________。1．(2014年濰坊模擬)元素B、C、N和Si單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)生產(chǎn)中有很重要的應(yīng)用。(1)寫出基態(tài)C原子的電子排布式________。從原子結(jié)構(gòu)的角度分析B、N和O元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______(用元素符號(hào)表示)。(2)NH3中N原子的雜化類型是________，飽和氨水中可能形成的分子間氫鍵有________種。(3)碳化硅(SiC)俗名金剛砂，其硬度僅次于金剛石，SiC的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，SiC晶體屬于________晶體，微粒間存在的作用力是________。(4)硼和鎂的化合物在超導(dǎo)方面有重要應(yīng)用。右圖示意的是某化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元；鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底的中心各有一個(gè)鎂原子；六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元中硼和鎂原子的簡(jiǎn)單整數(shù)比為________。解析：(1)C在第2周期ⅣA族，其核外電子排布式為1s22s22p2；由于N原子最外層的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài)，不容易失去e－，而O最外層為2s22p4，失去1個(gè)p電子后形成p亞層半充滿狀態(tài)，所以第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>B。(2)NH3為三角錐形結(jié)構(gòu)，其中N原子為sp3雜化，NH3與H2O反應(yīng)形成的氫鍵為NH3中H與NH3中N成氫鍵，H2O中H與H2O中O成氫鍵，H2O中H與NH3中N成氫鍵，H2O中O與NH3中H成氫鍵。(3)SiC為原子晶體，Si與C之間以共價(jià)鍵相結(jié)合。(4)位于棱柱內(nèi)的B原子是整個(gè)單元含有的B原子，共6個(gè)，Mg原子在棱柱的頂點(diǎn)，每一頂點(diǎn)的Mg原子均被6個(gè)單元共用，而上下底的Mg原子被2個(gè)單元共用，則整個(gè)單元中的Mg原子為則B∶Mg＝6∶3＝2∶1。

答案：(1)1s22s22p2

N>O>B(2)sp3

4(3)原子共價(jià)鍵(4)2∶1晶體類型的判斷及熔沸點(diǎn)高低的比較2．共價(jià)鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力都是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的作用力，含有以上所說(shuō)的兩種作用力的晶體是(

)A．SiO2晶體

B．銅晶體C．MgCl2晶體

D．NaOH晶體解析：SiO2晶體中只含有Si—O共價(jià)鍵；銅晶體中只含有金屬鍵、MgCl2晶體中只含有Mg2＋和Cl－之間的離子鍵；NaOH晶體中含有O—H共價(jià)鍵和Na＋與OH－之間的離子鍵，所以含有兩種作用力的為NaOH，選D。答案：D1．晶體類型的判斷(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用判斷①離子晶體的構(gòu)成粒子是陰、陽(yáng)離子，粒子間的作用是離子鍵。②原子晶體的構(gòu)成粒子是原子，粒子間的作用是共價(jià)鍵。③分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，粒子間的作用力為分子間作用力。④金屬晶體的構(gòu)成粒子是金屬陽(yáng)離子和自由電子，粒子間的作用是金屬鍵。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強(qiáng)堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)，氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。③常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金屬單質(zhì)是金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷①離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至一千攝氏度以上。②原子晶體熔點(diǎn)高，常在一千攝氏度至幾千攝氏度。③分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。④金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷①離子晶體水溶液及熔化時(shí)能導(dǎo)電。②原子晶體一般為非導(dǎo)體。③分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強(qiáng)極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電。④金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷①離子晶體硬度較大或略硬而脆。②原子晶體硬度大。③分子晶體硬度小且較脆。④金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。2．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、鉑等熔、沸點(diǎn)很高，汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低。(2)原子晶體由共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長(zhǎng)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(shuō)，陰陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵就越強(qiáng)，晶格能也就越大。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)反常的高。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，CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(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。[典例2]現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)由表格可知，A組熔點(diǎn)普通偏高，據(jù)此回答：①A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的粒子間的作用