2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)學(xué)案-第五章第4課時(shí)　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第4課時(shí)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.能說出配位鍵的主要類型、特征和實(shí)質(zhì)。2.能運(yùn)用配位鍵等模型,解釋配合物的某些典型性質(zhì)。3.能舉例說明物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的應(yīng)用價(jià)值,如配合物在生物、化學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。4.能舉例說明超分子、聚集態(tài)等不同尺度上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響;能舉例說明結(jié)構(gòu)研究對(duì)于發(fā)現(xiàn)和制備新物質(zhì)的作用。5.能說出晶體與非晶體的區(qū)別;能結(jié)合實(shí)例描述晶體中微粒排列的周期性規(guī)律;能借助分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體等模型說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體常識(shí)1.晶體與非晶體(1)晶體與非晶體比較項(xiàng)目晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒在三維空間里呈周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)各向異性無各向異性兩者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)(2)獲得晶體的途徑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(1)概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置。①無隙:相鄰晶胞之間沒有任何間隙;②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。(3)形狀:一般而言晶胞都是平行六面體。(4)晶胞組成的計(jì)算——均攤法。①原則:晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有,那么,每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是1n②方法:a.長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算,如圖:b.非長(zhǎng)方體:視具體情況而定,不同形狀的晶胞,應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有,如三棱柱[理解辨析]判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體。()(2)晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高。()(3)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊。()(4)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是測(cè)定其有無固定熔、沸點(diǎn)。()解析:(1)不一定,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)周期性的有序排列而不是是否具有規(guī)則幾何外形。(2)不一定,非晶體一般無固定的熔點(diǎn)。(4)區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)。答案:(1)×(2)×(3)√(4)×晶胞中粒子數(shù)的相關(guān)計(jì)算1.回答下列問題。(1)(2019·江蘇卷)Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。一個(gè)Cu2O晶胞(圖1-1)中,Cu原子的數(shù)目為。

(2)(2021·福建龍巖三模)氮化鋰晶體中存在鋰、氮原子共同組成的鋰、氮層,鋰原子以石墨晶體中的碳原子方式排布,N原子處在六元環(huán)的中心(如圖1-2),同層中鋰、氮的原子個(gè)數(shù)比為。

(3)(2021·廣東汕頭二模)C603-與K+能形成圖1-3中的超分子加合物,該晶胞中K+(4)(2021·天津三模)N與金屬可形成氮化物,如AlN晶胞結(jié)構(gòu)如圖1-4所示,AlN晶胞中,含有的Al、N原子個(gè)數(shù)均是。

(5)(2021·廣東茂名二模)釔鋇銅氧是一種新型節(jié)能高溫超導(dǎo)體,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1-5。研究發(fā)現(xiàn),此高溫超導(dǎo)體中的Cu元素有兩種價(jià)態(tài),分別為+2和+3,Y元素的化合價(jià)為+3,Ba元素的化合價(jià)為+2。該物質(zhì)中Cu2+與Cu3+的個(gè)數(shù)比為。

解析:(1)晶胞的白球位于頂點(diǎn)和內(nèi)部,屬于該晶胞的個(gè)數(shù)為8×18+1=2,黑球全部位于晶胞內(nèi)部,屬于該晶胞的個(gè)數(shù)為4,化學(xué)式為Cu2O,因此白球?yàn)镺原子,黑球?yàn)镃u原子,即Cu原子的數(shù)目為4。(2)由圖知一個(gè)Li原子被三個(gè)環(huán)共用,所以一個(gè)六元環(huán)中含有6×13=2個(gè)Li原子,而N原子處于六元環(huán)中心,所以個(gè)數(shù)為1,則同層中鋰、氮的原子個(gè)數(shù)比為2∶1。(3)由圖示知,K+有12個(gè)位于棱上,9個(gè)位于晶胞體內(nèi)(其中1個(gè)位于體心),故該晶胞中含有K+個(gè)數(shù)為12×14+9=12(個(gè))。(4)AlN晶體結(jié)構(gòu)單元中,Al位于棱邊的中點(diǎn)、體心和晶胞內(nèi),N位于頂點(diǎn)、面心和晶胞內(nèi),按均攤法知,含有的Al數(shù)目為13×6+1+3=6、N原子數(shù)目為16×12+12×2+3=6,故均是6。(5)根據(jù)均攤原則,晶胞中含有2個(gè)Ba、1個(gè)Y、7個(gè)O、3個(gè)Cu,該物質(zhì)的化學(xué)式為YBa2Cu3O答案:(1)4(2)2∶1(3)12(4)6(5)2∶1物質(zhì)化學(xué)式的確定2.材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),材料創(chuàng)新已成為人類文明進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。試回答以下問題。(1)(2021·河北唐山三模)青銅器是我國(guó)古代瑰寶。目前,在工業(yè)上用磷化銅(Cu3P2)制造磷青銅,某立方磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。則其化學(xué)式為。

(2)氮化鐵可用于制造磁流體,也可作為催化劑。某FexNy的晶胞如圖2-2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)物的能量變化如圖2-3所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為。(3)(2021·山東濟(jì)南三模)鐵酸釔是一種典型的單相多鐵性材料,其正交相晶胞結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。鐵酸釔的化學(xué)式為。(4)硼化鎂晶體在39K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中,鎂原子和硼原子是分層排布的,圖2-5是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖,圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為。

(5)天然硅酸鹽組成復(fù)雜陰離子的基本結(jié)構(gòu)單元是SiO44-四面體,如圖2-6(a),通過共用頂角氧離子可形成鏈狀、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu),圖2-6(b)為一種無限長(zhǎng)雙鏈的多硅酸根,其中Si與O的原子數(shù)之比為解析:(1)晶體中P原子位于體心,含有1個(gè)P原子,立方體每個(gè)面心含有1個(gè)Cu原子,每個(gè)Cu分?jǐn)偨o一個(gè)晶胞的占12,立方體頂角Sn分?jǐn)偨o每個(gè)晶胞的原子為18,據(jù)此得到化學(xué)式為SnCu(2)a位置Fe,8×18=1,b位置Fe,6×12=3,N為1個(gè),從圖2-3看出,Cu替代a位置Fe型產(chǎn)物的能量更低,將化學(xué)式由Fe3FeN用銅替換為Fe(3)晶胞中Y的個(gè)數(shù)為8×18+4×14=2,Fe的個(gè)數(shù)為2,O的個(gè)數(shù)為8×14(4)每個(gè)Mg周圍有6個(gè)B,而每個(gè)B周圍有3個(gè)Mg,所以其化學(xué)式為MgB2。(5)SiO44-通過共用頂點(diǎn)氧離子可形成雙鏈結(jié)構(gòu),找出重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元,如圖,,由于是雙鏈,其中頂點(diǎn)氧占12,Si原子數(shù)為4,O原子數(shù)為4×12+6×12+4+2=11,其中Si與O的原子數(shù)之比為2∶5.5,化學(xué)式為[Si答案:(1)SnCu3P(2)Fe3CuN(3)YFeO3(4)MgB2(5)2∶5.5[Si4O11]常見晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.四類晶體的比較類型比較共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體分子晶體概念相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體通過金屬原子之間的金屬鍵相互結(jié)合形成的晶體陽(yáng)離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而形成的晶體只含分子的晶體粒子間的相互作用力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵范德華力(某些含氫鍵)硬度很大有的很大,有的很小較大較小熔、沸點(diǎn)很高有的很高,有的很低較高較低溶解性難溶于任何溶劑常見溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑相似相溶導(dǎo)電、傳熱性一般不具有導(dǎo)電性,個(gè)別為半導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電,水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電一般不導(dǎo)電,溶于水后有的導(dǎo)電物質(zhì)類別及舉例部分非金屬單質(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K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)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(jī)物(有機(jī)鹽除外)(1)金屬晶體的物理性質(zhì)及解釋(2)過渡晶體的理解:純粹的典型晶體較少,大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。如常見金屬氧化物,Na2O許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近,因而通常當(dāng)作離子晶體來處理,Al2O3偏向共價(jià)晶體則當(dāng)作共價(jià)晶體來處理。四類晶體都有過渡型。2.五類晶體結(jié)構(gòu)模型分析示例晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解共價(jià)晶體金剛石(1)每個(gè)碳與相鄰4個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)鍵角均為109°28′(3)最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且6個(gè)原子不在同一平面內(nèi)(4)每個(gè)C參與4條C—C鍵的形成,C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2SiO2(1)每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si,4個(gè)“12(3)最小環(huán)上有12個(gè)原子,即6個(gè)O、6個(gè)Siα-SiO2頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈,沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分子晶體干冰(1)8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子(2)每個(gè)CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12個(gè)冰水分子間的主要作用力是氫鍵,也存在范德華力,每個(gè)水分子周圍緊鄰的水分子有4個(gè)離子晶體NaCl(型)(1)每個(gè)Na+(Cl-)周圍等距且緊鄰的Cl-(Na+)有6個(gè)。每個(gè)Na+周圍等距且緊鄰的Na+有12個(gè)(2)每個(gè)晶胞中含4個(gè)Na+和4個(gè)Cl-CsCl(型)(1)每個(gè)Cs+周圍等距且緊鄰的Cl-有8個(gè),每個(gè)Cs+(Cl-)周圍等距且緊鄰的Cs+(Cl-)有6個(gè)(2)如圖為8個(gè)晶胞,每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs+、1個(gè)Cl-金屬晶體Po配位數(shù)為6,非密置層堆積銅(型)配位數(shù)為12,密置層堆積鉀(型)配位數(shù)為8,非密置層堆積鎂(型)配位數(shù)為12,密置層堆積混合型晶體石墨(1)石墨層狀晶體中,層與層之間的作用是范德華力(2)平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2,C原子采取的雜化方式是sp2(3)每層中存在σ鍵和π鍵(4)C—C的鍵長(zhǎng)比金剛石的C—C鍵長(zhǎng)短,熔點(diǎn)比金剛石的高(5)硬度不大、有滑膩感、能導(dǎo)電配位數(shù)的理解:在晶體結(jié)構(gòu)中某質(zhì)點(diǎn)周圍與該質(zhì)點(diǎn)直接聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)數(shù),稱為該質(zhì)點(diǎn)的配位數(shù)。在離子晶體中,與某離子聯(lián)系的異號(hào)離子或分子數(shù),即該離子的配位數(shù)。如在NaCl結(jié)構(gòu)中,鈉離子在八面體空隙中,每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子,鈉離子的配位數(shù)即為6。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)共價(jià)晶體一定含有共價(jià)鍵,而分子晶體可能不含共價(jià)鍵。()(2)由原子構(gòu)成的晶體一定是共價(jià)晶體。()(3)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低。()(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體。()(5)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體高。()(6)某晶體的熔點(diǎn)為112.8℃,溶于CS2、CCl4等溶劑,可推出該晶體可能為分子晶體。()解析:(2)如氦氣是由原子構(gòu)成,但是分子晶體。(3)如金屬汞晶體的熔點(diǎn)比部分分子晶體的熔點(diǎn)低。(4)如AlCl3等屬于分子晶體。(5)如離子晶體MgO的熔點(diǎn)(2800℃)比共價(jià)晶體SiO2(1600℃)的高。答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2.做一做分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì),判斷其晶體類型。(1)硼,熔點(diǎn)2300℃,沸點(diǎn)2550℃,硬度大:。

(2)硒,熔點(diǎn)217℃,沸點(diǎn)685℃,溶于氯仿:。

(3)溴化鉀,無色晶體,熔融狀態(tài)或溶于水中都能導(dǎo)電:。(4)碳化鋁,黃色晶體,熔點(diǎn)2200℃,熔融態(tài)不導(dǎo)電:。(5)溴化鋁,無色晶體,熔點(diǎn)98℃,熔融態(tài)不導(dǎo)電:。

(6)五氟化礬,無色晶體,熔點(diǎn)19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮等:。

解析:晶體的熔點(diǎn)高低、熔融態(tài)能否導(dǎo)電及溶解性等性質(zhì)相結(jié)合是判斷晶體類型的重要依據(jù)。共價(jià)晶體和離子晶體的熔點(diǎn)都很高或較高,兩者最大的差異是熔融態(tài)的導(dǎo)電性不同,共價(jià)晶體熔融態(tài)不導(dǎo)電,離子晶體熔融時(shí)或其水溶液都能導(dǎo)電。共價(jià)晶體和分子晶體的區(qū)別則主要在于熔、沸點(diǎn)有很大差異,一般共價(jià)晶體和分子晶體熔融態(tài)時(shí)都不能導(dǎo)電,另外易溶于一些有機(jī)溶劑往往也是分子晶體的特征之一。金屬晶體都能導(dǎo)電。答案:(1)共價(jià)晶體(2)分子晶體(3)離子晶體(4)共價(jià)晶體(5)分子晶體(6)分子晶體晶體類型的判斷1.(2022·山東青島檢測(cè))近年來,黑砷在催化電解水方面的研究受到關(guān)注,其晶體結(jié)構(gòu)與石墨類似。根據(jù)圖中信息,下列說法正確的是(D)A.黑砷中As—As鍵的鍵能均相同B.黑砷與C60都屬于混合型晶體C.黑砷單層中As原子與As—As鍵的個(gè)數(shù)比為3∶2D.黑砷層與層之間的作用力為范德華力解析:根據(jù)題圖中數(shù)值可知黑砷中As—As鍵的鍵能不一樣,故A錯(cuò)誤;黑砷和石墨類似,為混合型晶體,C60屬于分子晶體,故B錯(cuò)誤;每個(gè)砷原子形成三個(gè)共價(jià)鍵,利用均攤法分析可知,平均一個(gè)砷原子含有3×12=32.有A、B、C、D四種晶體,分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種組成,對(duì)這四種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表:物質(zhì)熔點(diǎn)/℃硬度水溶性導(dǎo)電性水溶液與Ag+反應(yīng)A811較大易溶水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電白色沉淀B3500很大不溶不導(dǎo)電不反應(yīng)C-114.2很小易溶液態(tài)不導(dǎo)電白色沉淀D98很小與水反應(yīng)導(dǎo)電-(1)晶體的化學(xué)式分別為A、B、C、D。

(2)晶體的類型分別是A、B、C、D。

(3)晶體中微粒間作用力分別是A、B、C、D。

(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點(diǎn)為253K,沸點(diǎn)為376K,其固體屬于晶體。

解析:根據(jù)A、B、C、D晶體的性質(zhì)可知,A為離子晶體,只能為NaCl,微粒間的作用力為離子鍵;B應(yīng)為共價(jià)晶體,只能為金剛石,微粒間的作用力為共價(jià)鍵;C應(yīng)為分子晶體,且易溶于水,只能為HCl,微粒間的作用力為范德華力;D與水反應(yīng),能導(dǎo)電,硬度小,為金屬鈉,屬于金屬晶體,微粒間作用力為金屬鍵。答案:(1)NaClCHClNa(2)離子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體(3)離子鍵共價(jià)鍵范德華力金屬鍵(4)分子晶體微觀結(jié)構(gòu)的分析判斷3.一些晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:(1)(2021·河北張家口三模)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。硫化鋅晶體的構(gòu)型有多種,其中一種硫化鋅的晶胞如圖3-1所示。該晶胞中S2-的配位數(shù)為。

(2)(2021·江蘇揚(yáng)州模擬)在550℃時(shí)煅燒TiO(OH)2,可得到納米TiO2。TiO2的一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖3-2所示,每個(gè)O周圍距離最近的Ti數(shù)目是。

(3)(2021·山東青島三模)NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似,在氧氣中加熱,部分Ni2+被氧化為Ni3+,成為NixO(x<1),出現(xiàn)晶體空位。氧化過程如圖3-3,圖a中Ni的配位數(shù)為,圖b中x為,n(Ni2+)∶n(Ni3+)=。

解析:(1)晶胞中Zn2+與其最近且相鄰的S2-構(gòu)成正四面體構(gòu)型,則S2-的配位數(shù)為4。(2)根據(jù)TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,每個(gè)O周圍距離最近的Ti數(shù)目是3。(3)根據(jù)圖a的晶胞結(jié)構(gòu)可知,與Ni緊鄰的O有6個(gè),所以Ni的配位數(shù)為6;根據(jù)圖b晶胞結(jié)構(gòu),一個(gè)晶胞內(nèi)含有Ni的個(gè)數(shù)為1+11×14=154,含有O的個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,所以x=1544=1516,設(shè)Ni2+的個(gè)數(shù)為a,Ni3+的個(gè)數(shù)為b,根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零,列等式為2答案:(1)4(2)3(3)61516晶體熔、沸點(diǎn)的比較4.(1)(2021·河北邯鄲三模)已知:物質(zhì)AsF3AsCl3BiF3沸點(diǎn)/℃62.8130.2900.0解釋表中物質(zhì)之間沸點(diǎn)差異的原因:

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(2)(2021·山東濟(jì)寧一模)H2O、PH3、KH按熔點(diǎn)由高到低的順序排列為。(3)氯化鋁的熔點(diǎn)為190℃,而氟化鋁的熔點(diǎn)為1290℃,導(dǎo)致這種差異的原因?yàn)?/p>

。

(4)(2021·天津模擬)人工制備的NiO晶體中常存在缺陷(如圖):一個(gè)Ni2+空缺,另有兩個(gè)Ni2+被兩個(gè)Ni3+所取代,其結(jié)果晶體仍呈電中性。已知某氧化鎳樣品組成為Ni0.96O,該晶體中Ni3+與Ni2+的離子個(gè)數(shù)之比為。Ni2+和Fe2+半徑分別為69pm和78pm,則熔點(diǎn)NiO(填“>”或“<”)FeO。

解析:(1)沸點(diǎn)大小關(guān)系為離子晶體>分子晶體,結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,其范德華力越大,對(duì)應(yīng)的晶體沸點(diǎn)越高。因?yàn)锽iF3是離子晶體,沸點(diǎn)較高,AsF3和AsCl3是分子晶體,沸點(diǎn)較低,AsCl3的相對(duì)分子質(zhì)量大于AsF3的相對(duì)分子質(zhì)量,則其分子間作用力強(qiáng)(范德華力大),故沸點(diǎn)高。(2)一般熔點(diǎn)高低關(guān)系為離子晶體>分子晶體,KH是離子晶體,熔點(diǎn)較高,H2O和PH3是分子晶體,熔點(diǎn)較低,H2O分子間有氫鍵,因此熔點(diǎn)更高。(4)根據(jù)題意,N(Ni2+)+N(Ni3+)=0.96,2N(Ni2+)+3N(Ni3+)=2,兩式聯(lián)立,解得N(Ni3+)=0.08,N(Ni2+)=0.88,則N(Ni3+)∶N(Ni2+)=0.08∶0.88=1∶11;FeO、NiO均為離子晶體,Ni2+和Fe2+半徑分別為69pm和78pm,且所帶電荷相同,則離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,故熔點(diǎn)NiO>FeO。答案:(1)BiF3是離子晶體,沸點(diǎn)較高,AsF3和AsCl3是分子晶體,沸點(diǎn)較低,AsCl3的相對(duì)分子質(zhì)量大于AsF3的相對(duì)分子質(zhì)量,分子間作用力強(qiáng),沸點(diǎn)高(2)KI、H2O、PH3(3)AlCl3是分子晶體,而AlF3是離子晶體,故AlCl3的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于AlF3的(4)1∶11>晶體熔、沸點(diǎn)比較的解題思維流程注意:不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律為共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體,但不是絕對(duì)的,如氧化鋁的熔點(diǎn)大于晶體硅的。配合物與超分子1.配位鍵、配合物(1)配位鍵①配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。②配位鍵的表示:常用“A→B”來表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子,如NH4+可表示為[]+,在NH4+(2)配合物①概念:由金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物。②組成如[Cu(NH3)4]SO4:③形成條件a.中心原子(或離子)有空軌道,一般是帶正電的金屬陽(yáng)離子,特別是過渡金屬離子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。b.配位體中的配位原子(配位體中直接同中心原子配合的原子)有孤電子對(duì)。配位體可以是分子,如CO、NH3、H2O等,也可以是離子,如F-、Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-、OH-等。④配合物的穩(wěn)定性配位鍵越強(qiáng),配合物越穩(wěn)定,中心原子相同時(shí),配合物的穩(wěn)定性與配位體的性質(zhì)有關(guān)。(3)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?jiǎn)單配合物的制備實(shí)驗(yàn)操作向4mL0.1mol/LCuSO4溶液中滴加幾滴1mol/L氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)滴加氨水并振蕩;向試管中加入8mL95%乙醇,并用玻璃棒摩擦試管壁向少量0.1mol/LFeCl3溶液中滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液向少量0.1mol/LNaCl溶液中滴加幾滴0.1mol/LAgNO3溶液,向產(chǎn)生的白色沉淀中再滴加1mol/L氨水,振蕩實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象藍(lán)色難溶物溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液,加入乙醇后析出藍(lán)色晶體溶液變?yōu)榧t色生成的白色沉淀溶解,得澄清的無色溶液結(jié)論生成金屬配合物2.物質(zhì)的聚集狀態(tài)、超分子(1)物質(zhì)的聚集狀態(tài)(2)超分子的應(yīng)用超分子的重要特征是分子識(shí)別和自組裝,因此可以在分子水平上進(jìn)行分子設(shè)計(jì),有序組裝甚至復(fù)制出一些新型的分子材料。超分子定義中的分子是廣義的,包括離子。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)H3O+、Fe(SCN)3中都含有配位鍵,因此都屬于配位化合物。()(2)若BCl3與XYn通過B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物,則配位原子一定是X。()(3)向含有配合物[Co(NH3)5Cl]Cl21mol的水溶液中加入足量AgNO3溶液可生成3molAgCl沉淀。()解析:(1)含有配位鍵不一定是配位化合物,H3O+、NH4合物。(3)配合物中只有外界離子可以電離,因此只能生成2molAgCl沉淀。答案:(1)×(2)√(3)×2.想一想(1)金屬銅單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與過氧化氫都不反應(yīng),但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng),為什么?提示:過氧化氫為氧化劑,可氧化金屬銅為Cu2+,氨與Cu2+形成配離子,兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行。(2)已知Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入過量氨水可生成更穩(wěn)定的[Co(NH3)6]2+,其原因可能是什么?提示:N元素的電負(fù)性比O元素的電負(fù)性小,N原子提供孤電子對(duì)的傾向更大,與Co2+形成的配位鍵更強(qiáng)。配位鍵理論應(yīng)用1.(2021·江蘇溧陽(yáng)中學(xué)月考)硫酸四氨合銅晶體(化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O)的制備實(shí)驗(yàn)如下:步驟1:向CuSO4溶液中逐滴滴加氨水,觀察到有淺藍(lán)色的堿式硫酸銅沉淀生成。步驟2:向試管中繼續(xù)滴加氨水,觀察到沉淀逐漸溶解為深藍(lán)色溶液。步驟3:再向深藍(lán)色溶液中加入95%乙醇,深藍(lán)色溶液變渾濁,靜置后有深藍(lán)色硫酸四氨合銅晶體析出,上層溶液顏色變淺。下列有關(guān)說法正確的是(B)A.生成淺藍(lán)色沉淀反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2OH-+SO42-Cu2(OH)2SOB.硫酸四氨合銅在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度C.淺藍(lán)色沉淀溶解為深藍(lán)色溶液是因?yàn)镹H4D.銅的晶胞中,Cu的配位數(shù)是4解析:一水合氨為弱電解質(zhì),書寫離子方程式時(shí)不能拆,A項(xiàng)錯(cuò)誤;向深藍(lán)色溶液中加入95%乙醇,深藍(lán)色溶液變渾濁,說明硫酸四氨合銅在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,B項(xiàng)正確;藍(lán)色沉淀溶解是轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2+,提供孤電子對(duì)的是NH3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;銅的晶胞是面心立方結(jié)構(gòu),晶胞中Cu的配位數(shù)是12,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.配位鍵是一類“電子對(duì)給予—接受”鍵,請(qǐng)思考并回答下列問題。(1)氟硼酸(HBF4,屬于強(qiáng)酸)常用于替代濃硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液,可由HF和BF3合成,從化學(xué)鍵形成角度分析HF與BF3能化合的原因:。

(2)向硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3的空間結(jié)構(gòu)都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是

。

(3)在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因是

。

(4)已知硼酸(H3BO3)的結(jié)構(gòu)為,但實(shí)驗(yàn)證明硼酸是一元酸,試解釋其原因:

。

(5)CO為配合物中常見的配體。CO作配體時(shí),提供孤電子對(duì)的通常是C原子而不是O原子,其原因是

。

答案:(1)HF分子中F原子有孤電子對(duì),而BF3分子中B原子有空軌道,兩者可形成配位鍵(2)N、F、H三種元素的電負(fù)性F>N>H,在NF3中,共用電子對(duì)偏向F原子,偏離N原子,使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu2+形成配位鍵(3)可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化鋅會(huì)溶于過量的氨水中,生成[Zn(NH3)4]2+,氨水的量不易控制(4)H3BO3與1個(gè)水分子可形成配位鍵,產(chǎn)生[B(OH)4]-和1個(gè)H+(5)C元素電負(fù)性比O元素小,C原子提供孤電子對(duì)的傾向更大,更易形成配位鍵配合物和超分子3.第四周期過渡元素易作為中心原子形成金屬配合物,在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。(1)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn),取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol,分別溶于水,加入足量硝酸銀溶液,立即產(chǎn)生氯化銀,沉淀的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式:CoCl3·6NH3,中心離子的配位數(shù)是;CoCl3·4NH3(綠色和紫色),中心離子的配位數(shù)是。

(2)(2021·福建龍巖三模)卟啉鋅超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。卟啉鋅超分子中的碳原子采取的雜化方式為,圖中①②③④處的化學(xué)鍵屬于配位鍵的是(填序號(hào))。

(3)(2021·山東煙臺(tái)三模)膽礬(CuSO4·5H2O)結(jié)構(gòu)示意圖如圖,CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有(填標(biāo)號(hào),下同),加熱藍(lán)色膽礬晶體得到白色硫酸銅固體破壞的相互作用有。

A.離子鍵 B.極性鍵C.非極性鍵 D.配位鍵E.氫鍵(4)(2021·廣東茂名模擬)銅的某種配合物結(jié)構(gòu)如圖,該配合物中Cu2+的配位數(shù)為,其中C、N、O按第一電離能由小到大的順序排列為。該配合物中碳原子的雜化方式為。該配體能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀離子,其原因是

。解析:(1)每個(gè)CoCl3·6NH3分子中有3個(gè)Cl-為外界離子,配體為6個(gè)NH3,化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3;每個(gè)CoCl3·4NH3(綠色和紫色)分子中有1個(gè)Cl-為外界離子,配體為4個(gè)NH3和2個(gè)Cl-,化學(xué)式均為[Co(NH3)4Cl2]Cl,其中心離子的配位數(shù)都是6。(2)由題圖可知,苯環(huán)、含氮雜環(huán)、碳碳雙鍵中的碳原子均為sp2雜化,甲基中的碳原子為sp3雜化;圖中所標(biāo)四處中,③、④均為非極性共價(jià)鍵,①處N原子形成3個(gè)鍵,N原子價(jià)電子數(shù)為5,所以3個(gè)鍵均為極性共價(jià)鍵,N原子還有一對(duì)孤電子對(duì),②處N原子形成4個(gè)鍵,則與Zn原子形成的應(yīng)是配位鍵。(3)由膽礬(CuSO4·5H2O)結(jié)構(gòu)示意圖可知銅離子與水分子之間存在配位鍵,水分子內(nèi)部存在極性共價(jià)鍵,水分子之間存在氫鍵,硫酸根離子內(nèi)部存在極性共價(jià)鍵,硫酸根離子與水合銅離子間存在離子鍵,故不存在的作用力是非極性鍵,加熱藍(lán)色膽礬晶體得到白色硫酸銅固體破壞水分子間的氫鍵以及銅離子與水分子之間的配位鍵。(4)根據(jù)銅的某種配合物結(jié)構(gòu)圖可知,配合物中Cu2+的配位數(shù)為4,N原子2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,所以C、N、O按第一電離能由小到大的順序排列為C<O<N。該配合物中單鍵碳原子的雜化方式為sp3,雙鍵碳原子的雜化方式為sp2。該配體能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀離子的原因是H2NCH2COO-中的N、O分別提供孤電子對(duì)給Cu2+形成配位鍵。答案:(1)[Co(NH3)6]Cl36[Co(NH3)4Cl2]Cl6(2)sp2、sp3②(3)CDE(4)4C<O<Nsp2、sp3H2NCH2COO-中的N、O分別提供孤電子對(duì)給Cu2+形成配位鍵4.冠醚是由多個(gè)二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。X、Y、Z是常見的三種冠醚,其結(jié)構(gòu)如圖所示。它們能與堿金屬離子作用,并隨著環(huán)的大小不同而與不同金屬離子作用。(1)Li+的體積與X的空腔大小相近,恰好能進(jìn)入X的環(huán)內(nèi),且Li+與氧原子的一對(duì)孤電子對(duì)作用形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)W(如圖)。①基態(tài)鋰離子核外能量最高的電子所處電子層符號(hào)為。②W中Li+與孤電子對(duì)之間的作用屬于(填字母)。

A.離子鍵 B.非極性鍵C.配位鍵 D.氫鍵E.以上都不是(2)冠醚Y能與K+形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但不能與Li+形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。理由是

。(3)烯烴難溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果較差。若烯烴中溶入冠醚Z,氧化效果明顯提升。①水分子中鍵角(填“>”“<”或“=”)109°28′。

②已知:冠醚Z與KMnO4可以發(fā)生如圖所示的變化。加入冠醚Z后,烯烴的氧化效果明顯提升的原因是

。

解析:(1)①基態(tài)鋰離子核外只有1s能級(jí)上有電子,為K層上的電子,所以其電子層符號(hào)為K。②Li+提供空軌道,O原子提供孤電子對(duì),兩者形成配位鍵。(2)冠醚Y空腔較大,Li+半徑較小,導(dǎo)致Li+不易與氧原子的孤電子對(duì)形成配位鍵,所以得不到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。(3)①水分子中氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論模型判斷水分子價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為四面體形,由于水分子中O原子含有2對(duì)孤電子對(duì),孤電子對(duì)之間的排斥力較強(qiáng),導(dǎo)致水分子中鍵角小于109°28′。②根據(jù)相似相溶原理知,冠醚Z可溶于烯烴,加入冠醚Z中的K+因靜電作用將MnO4答案:(1)①K②C(2)Li+半徑比Y的空腔小很多,不易與空腔內(nèi)O原子的孤電子對(duì)作用形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(3)①<②冠醚Z可溶于烯烴,加入冠醚之中的K+因靜電作用將MnO41.(2020·山東卷,17節(jié)選)(1)Sn為ⅣA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體,SnCl4空間構(gòu)型為。(2)NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式,下同),還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?鍵角由大到小的順序?yàn)椤?/p>

(3)含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示,1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有mol,該螯合物中N的雜化方式有種。解析:(1)SnCl4分子中中心原子的孤電子對(duì)數(shù)為12×(4-4×1)=0,σ鍵數(shù)為4,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,故SnCl4(2)NH3、PH3、AsH3的結(jié)構(gòu)相似,結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的沸點(diǎn)越高,但是NH3分子間能形成氫鍵,故這三種物質(zhì)的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹H3、AsH3、PH3;N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族,原子序數(shù)依次增大,同一主族元素從上到下,隨著核電荷數(shù)的增加,原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱,簡(jiǎn)單氫化物的還原性逐漸增強(qiáng),故這三種物質(zhì)的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳sH3、PH3、NH3;NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化,都有1對(duì)孤電子對(duì),中心原子的電負(fù)性越小,成鍵電子對(duì)之間的斥力越小,鍵角越小,所以這三種物質(zhì)鍵角由大到小的順序?yàn)镹H3、PH3、AsH3。(3)由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,結(jié)合題意“含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子或原子通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物”,可知1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6mol,Cd與NO2間不是螯合作用形成的配位鍵;該螯合物中N原子的雜化方式都是sp2雜化,故該物質(zhì)中N的雜化方式有1種。答案:(1)正四面體形(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(3)612.(2021·廣東卷,20節(jié)選)理論計(jì)算預(yù)測(cè),由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。如圖為X的晶胞,X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為;該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg∶Ge∶Sb=。

解析:由題圖可知,X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4;該晶胞中Hg原子數(shù)為4×14+6×12=4,Ge原子數(shù)為8×18+4答案:41∶1∶23.(2021·全國(guó)乙卷,35節(jié)選)(1)三價(jià)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(duì)形成配位鍵的原子是,中心離子的配位數(shù)為。

(2)在金屬材料中添加AlCr2顆粒,可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)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。解析:(1)當(dāng)共價(jià)鍵中共用的電子對(duì)是由其中一個(gè)原子(離子)獨(dú)自提供,另一個(gè)原子(離子)提供空軌道時(shí),就形成配位鍵,觀察該物質(zhì)的化學(xué)式可知,該配合物中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子為N、O、Cl,中心離子的配位數(shù)為6。(2)由題圖可知,1個(gè)晶胞中所含黑球的個(gè)數(shù)為8×18+1=2,白球的個(gè)數(shù)為8×14+2=4,已知該物質(zhì)的化學(xué)式為AlCr答案:(1)N、O、Cl6(2)鋁題號(hào)知識(shí)易中難晶體及類型判斷1,27晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)36,8,910,11配合物、超分子45一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列途徑不能得到晶體的是(C)A.FeCl3蒸氣冷凝B.熔融態(tài)SiO2熱液緩慢冷卻C.熔融態(tài)SiO2熱液快速冷卻D.CuSO4飽和溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻解析:晶體呈現(xiàn)自范性需要一定條件,即晶體生長(zhǎng)的速率要適當(dāng)。熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻時(shí),不能得到晶體,C項(xiàng)處理方式不能得到晶體,熱液緩慢冷卻可以形成水晶。2.下列關(guān)于晶體的說法不正確的是(D)①晶體中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶體中原子排列相對(duì)無序,無自范性②含有金屬陽(yáng)離子的晶體一定是離子晶體③共價(jià)鍵可決定分子晶體的熔、沸點(diǎn)④晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列⑤四類典型晶體都有過渡型晶體⑥干冰晶體中,一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰;CsCl和NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6A.①②③ B.②③④ C.④⑤⑥ D.②③⑥解析:晶體中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶體中原子排列相對(duì)無序,無自范性,故①正確;含有金屬陽(yáng)離子的晶體不一定是離子晶體,可能是分子晶體如氯化鋁,故②錯(cuò)誤;分子間作用力決定分子晶體的熔、沸點(diǎn),共價(jià)鍵決定穩(wěn)定性,故③錯(cuò)誤;晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列,故④正確;純粹的典型晶體不多,大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體,它們都有過渡型,故⑤正確;干冰晶體中,一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰;CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為8,NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6,故⑥錯(cuò)誤。3.(2021·湖北新高考適應(yīng)性考試,9)B和Al為同族元素,下列說法錯(cuò)誤的是(B)A.BF3和AlF3都可以與F-形成配位鍵B.H3BO3為三元酸,Al(OH)3呈兩性C.共價(jià)鍵的方向性使晶體B有脆性,原子層的相對(duì)滑動(dòng)使金屬Al有延展性D.B和Al分別與N形成的共價(jià)晶體,均具有較高硬度和熔點(diǎn)解析:F-可以提供孤電子對(duì),BF3和AlF3中的B和Al有空軌道,可以形成配位鍵,A正確;H3BO3為一元弱酸,在水中的電離方程式為H3BO3+H2O[H4BO4]-+H+,B錯(cuò)誤;由于共價(jià)鍵的方向性和飽和性,共價(jià)晶體B堆積的緊密程度大大降低,導(dǎo)致晶體B有脆性,金屬Al具有良好的延展性,是因?yàn)楫?dāng)金屬受到外力作用時(shí),金屬晶體中的各原子層可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不改變?cè)瓉淼呐帕蟹绞?也不破壞金屬鍵,C正確;BN、AlN都是共價(jià)晶體,其硬度和熔點(diǎn)均較高,D正確。4.(2021·山東濰坊一模)利用超分子可分離C60和C70。將C60、C70混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中進(jìn)行分離的流程如圖。下列說法錯(cuò)誤的是(C)A.第一電離能:C<OB.杯酚分子中存在大π鍵C.杯酚與C60形成氫鍵D.C60與金剛石晶體類型不同解析:同周期元素從左向右第一電離能總體增大,故第一電離能C<O,A正確;杯酚分子中的苯環(huán)結(jié)構(gòu)中存在大π鍵,B正確;杯酚與C60不能形成氫鍵,C錯(cuò)誤;C60是分子晶體,金剛石是共價(jià)晶體,晶體類型不同,D正確。5.(2021·湖北二模)一水合甘氨酸鋅是一種礦物類飼料添加劑,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列說法正確的是(D)A.一水合甘氨酸鋅中C、N原子的雜化軌道類型都為sp3B.一水合甘氨酸鋅中Zn2+的配位數(shù)為4,配位原子為O、NC.基態(tài)Zn2+價(jià)電子排布式為3d84s2D.一水合甘氨酸鋅中元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C解析:一水合甘氨酸鋅中還含有碳氧雙鍵,碳氧雙鍵中碳原子的雜化軌道類型都為sp2,故A錯(cuò)誤;由圖可知,一水合甘氨酸鋅中Zn2+與2個(gè)氮原子和3個(gè)氧原子成鍵,配位數(shù)為5,故B錯(cuò)誤;鋅元素的原子序數(shù)為30,鋅原子失去2個(gè)電子形成鋅離子,則基態(tài)鋅離子價(jià)電子排布式為3d10,故C錯(cuò)誤;同周期元素,從左到右第一電離能呈增大的趨勢(shì),氮原子的2p軌道為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能大于相鄰元素,則C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C,故D正確。6.(2021·遼寧沈陽(yáng)模擬)鈦酸鍶是人造寶石的主要成分之一,化學(xué)式為SrTiO3,其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,已知晶胞中Ti處于體心位置。下列說法正確的是(D)A.Sr位于面心位置B.與O最近的Sr有6個(gè)C.該晶體中含有離子鍵和非極性鍵D.O與Ti構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)不同解析:據(jù)鈦酸鍶的化學(xué)式為SrTiO3,容易得出Sr、Ti、O三種微粒的個(gè)數(shù)比為1∶1∶3,若Ti處于體心位置,根據(jù)均攤法,晶胞中Ti的數(shù)目為1,而處于面心位置的屬于一個(gè)晶胞的粒子數(shù)為3,所以處于面心位置的為O不是Sr,Sr應(yīng)該處于頂點(diǎn)位置,故A錯(cuò)誤;與O最近的Sr有4個(gè),故B錯(cuò)誤;根據(jù)鈦酸鍶化學(xué)式特點(diǎn),可以得出該晶體中含有離子鍵和極性鍵,故C錯(cuò)誤;根據(jù)該晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以得出O構(gòu)成正八面體,而Ti構(gòu)成正六面體,兩者構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)不同,故D正確。二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7.根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù),判斷下列說法中錯(cuò)誤的是(CD)物質(zhì)AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點(diǎn)/℃190-682300>35501415沸點(diǎn)/℃17857255048272355A.SiCl4是分子晶體B.晶體硼是共價(jià)晶體C.AlCl3能升華,屬于離子晶體D.金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱解析:SiCl4、AlCl3的熔、沸點(diǎn)低,都是分子晶體,AlCl3的沸點(diǎn)低于其熔點(diǎn),即在低于熔化的溫度下它就能汽化,故AlCl3加熱能升華,A正確,C錯(cuò)誤;晶體硼的熔、沸點(diǎn)高,所以晶體硼是共價(jià)晶體,B正確;由金剛石與晶體硅的熔、沸點(diǎn)相對(duì)高低可知,金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強(qiáng),D錯(cuò)誤。8.我國(guó)科學(xué)家合成了富集11B的非碳導(dǎo)熱材料立方氮化硼晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是(AD)A.11BN和10BN的化學(xué)性質(zhì)無差異B.該晶體具有良好的導(dǎo)電性C.該晶胞中含有14個(gè)B原子,4個(gè)N原子D.N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為12解析:11B和10B互為同位素,形成的化合物在化學(xué)性質(zhì)上無差異,A正確;該晶體結(jié)構(gòu)中無自由移動(dòng)的電子,不具有導(dǎo)電性,B錯(cuò)誤;由圖可知,該晶胞含4個(gè)N原子,B原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心上,故B原子的數(shù)目為8×18+6×12=4,C錯(cuò)誤;每一個(gè)N原子與4個(gè)B原子成鍵,每個(gè)B原子又與其他3個(gè)N原子成鍵,所以與其中一個(gè)N最近的N原子一共有49.(2021·山東泰安二模)B2O3的氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)如圖1所示,硼酸(H3BO3)晶體結(jié)構(gòu)為層狀,其二維平面結(jié)構(gòu)如圖2所示。下列說法錯(cuò)誤的是(C)A.兩分子中B原子分別采用sp雜化、sp2雜化B.硼酸晶體中層與層之間存在范德華力C.1molH3BO3晶體中含有6mol氫鍵D.硼原子可提供空軌道,硼酸電離的方程