1、六、物质结构与性质基础问题(选考)1必须记住的数字(1)记住键角大小水分子(V 形分子)的键角；正四面体形(CH4、CCl4、NH4 等)的键角；三角锥形分子(NH3、H3O等)的键角；白磷(P4)分子是正四面体分子但是键角却是；平面三角形(BF3、HCHO、CO23 等)的键角是。(2)记住共价键数目1 mol 的 SiO2 晶体中含有个 SiO 键；1 mol 的 SiC 晶体中含有个 SiC 键；1 mol 的晶体 Si 中含有个SiSi 键；1 mol 的金刚石中含有个 CC 键；1 mol 的白磷晶体中含有个 PP 键。10510928107601204NA4NA2NA2NA6NA(
2、3)记住晶胞中的数字1个NaCl晶胞切分得到；1个CsCl晶胞切分得到；1个CaF2晶胞切分得到；1个CO2晶胞切分得到分子；1个金刚石晶胞切分得到；1个晶体硅晶胞切分得到；SiC、BN的晶胞与金刚石相似，则1个SiC、BN的晶胞各切分得SiC和BN。在NaCl晶体中，与1个Na等距离的Na共有，在干冰晶体中，与1个CO2等距离的CO2共有个，在金刚石晶体中，与1个C等距离的C共有，在晶体Si中，与1个Si等距离的Si共有，金属的六方最密堆积和面心立方最密堆积的配位数也都是，这些“12”都是X、Y、Z三个面，每个面4个的意思。Na4Cl4Cs8Cl8Ca4F84个CO2C8Si84个4个12个
3、1212个12个122必须记住的原子结构写出下列基态原子的电子排布式和价层电子排布构型(1)N 1s22s22p3 2s22p3O 1s22s22p42s22p4(2)Mg 1s22s22p63s23s2P 1s22s22p63s23p33s23p3(3)K 1s22s22p63s23p64s14s1Cr 1s22s22p63s23p63d54s13d54s1Mn 1s22s22p63s23p63d54s23d54s2Cu 1s22s22p63s23p63d104s13d104s1Zn 1s22s22p63s23p63d104s23d104s2Br 1s22s22p63s23p63d104s2
4、4p54s24p53必须记住的元素性质(1)电离能电离能：反映元素原子失电子的能力和性质。，表示气态原子或离子越容易失去电子，则。第一电离能的变化规律：同周期：；同主族：。a第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关，通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。试比较Be、B、C、N、O的第一电离能大小：。电离能越小金属性越强，还原性越强电离能越大，非金属性越强，氧化性越强增大趋势逐渐减小BBeCONb试根据下表判断元素的最外层电子数元素符号I1I2I3
5、I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500S7401 5007 70010 500T5801 8002 70011 600V4203 1004 4005 900Q_；R_；S_；T_；V_。81231(2)电负性反映元素原子得电子能力和性质，原子吸引电子的能力越强，。电负性最大的是氟等于4.0，最小的是铯等于0.7。试比较下列元素的电负性大小。H、C、N、O 试根据电负性判断OHCNH2中C和N的化合价分别为、。元素的电负性越大非金属性越强，氧化性越强HCNO234必须记住的分子空间结构(1)判断方法价层电子对互斥理论轨道的方向性杂化轨道理论价层电子对
6、数键数孤电子对数12(axb)。(2)试判断下列分子或离子的价层电子对数、中心原子的杂化类型、粒子的立体结构。BCl3 3对 sp2 平面正三角形SO33对sp2平面正三角形SO23对sp2V形PCl34对sp3三角锥形HCHO 3对sp2平面三角形HCN 2对sp 直线形NH44对sp3正四面体形H3O4对sp3三角锥形SO244对sp3正四面体形SO234对sp3三角锥形5必须记住的等电子体(1)原子数相同、价电子数相同的分子或离子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。第一组：N2、CO、C22、CN；第二组：CO2、N2O、BeCl2、NO2、N3；第三组：SO2、O3、N
7、O2；第四组：NO3、BF3、CO23、SO3；第五组：SiF4、CCl4、SO24、PO34。(2)试根据N2的电子式，分别写出CO、C22、CN的电子式。答案 CO CC2 CN6必须记住氢键的问题(1)写出HF溶液中所有的氢键。答案 FHF FHO OHO OHF(2)NH3易溶于水的原因。答案 NH3和H2O之间存在氢键NH3和H2O均是极性分子NH3和H2O之间发生反应(3)试比较邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的沸点高低。答案 对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛7必须记住无机酸的酸性大小(1)无机含氧酸的酸性将含氧酸分子式改写为，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。如：H2SO
8、4与H2SO3，HClO4、HClO3与HClOn0弱酸 n1中强酸 n2强酸 n3超强酸。同一元素，不同价态的元素含氧酸酸性高价强于低价。(2)无氧酸的变化规律同主族从上到下，非金属性减弱，氢化物酸性增强。如：HFHClHBrHI。同周期从左到右，非金属性增强，氢化物酸性增强。如：NH3H2OHF。(HO)mROn8必须记住晶体结构的相关计算(1)晶胞质量晶胞占有的微粒的质量晶胞占有的微粒数MNA。(2)空间利用率晶胞占有的微粒体积晶胞体积。(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中几组公式(设棱长为a)面对角线长 2a。体对角线长 3a。体心立方堆积4r 3a(r为原子半径)。面心立方堆
9、积4r 2a(r为原子半径)。9必须记住的配合物中有关问题(1)此配离子中含有的作用力有_(填序号)。A离子键B金属键C极性键D非极性键E配位键F氢键G键H键CDEGH(2)胆矾的结构如图所示胆矾中含有的相互作用力有。试标出配位键离子键、配位键、极性共价键、氢键答案GaN、GaP、GaAs 等是半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似，GaAs 可用3 3Ga(CH)(常温下为无色液体）和3AsH 高温反应制得，同时生成另一种产物。回答下列问题：1.基态 Ga 原子的最高能层电子排布图为_。与 P 同周期主族元素的基态原子中，第一电离能比P 大的有_(填元素符号）。2.3 3Ga(CH)分子中 Ga
10、 原子和碳原子的杂化方式分别为_、_，与3AsH 互为等电子体的分子和离子的化学式分别为_(各任写一种）。3.上述合成 GaAs 过程中另一产物的空间构型为_。相同条件下，3AsH 比4GeH 易溶于水的原因是_。4.3 3Ga(CH)晶体为_晶体，Ga 和 As 在元素周期表中均属于_(填“s”“p”“d”“f”或“ds”）区的元素。5.GaAs 的晶胞结构如图所示，晶胞参数为 a nm，阿伏加德罗常数的值为AN，则 GaAs 晶体的密度为_3g cm(用含 a、AN 的代数式表示）；晶胞中 As 原子位于 Ga 原子形成的正四面体的体心，该正四面体的边长为_nm。解析：1.Ga 原子的原子
11、序数为 31，根据构造原理，基态 Ga 原子的最高能层为 N 层，基态 Ga 原子 N 层的电子排布式为214s 4p，电子排布图为。同一周期主族元素的第一电离能随原子序数的递增而呈增大的趋势，但是基态 P 原子的 3p 轨道为半充满状态，其第一电离能比 S 原子的大，故与 P 同周期主族元素的基态原子中，第一电离能比 P 大的是 Cl。2.3 3Ga(CH)中 Ga 原子的价层电子对数目为 3，Ga 原子采用2sp杂化，碳原子价层电子对数目为 4,碳原子的杂化方式为3sp。根据等电子原理知原子总数和价电子总数相等的微粒为等电子体，与3AsH 互为等电子体的分子有3NH、3PH 等,离子有+3
12、H O、3CH等。3.根据原子守恒不难推出另一产物为4CH，4CH 的空间构型为正四面体形。3AsH 为极性分子，4GeH 为非极性分子，2H O为极性溶剂，根据相似相溶原理，3AsH 比4GeH 易溶于水。4.3 3Ga(CH)在常温下为无色液体，据此判断3 3Ga(CH)晶体为分子晶体;Ga 和 As 在元素周期表中均属于 P 区的元素。5.根据 GaAs 的晶胞结构知，每个 GaAs 晶胞中含有 4 个 As 原子和 4 个 Ga 原子，则晶胞的质量为11A145g mol4molN,晶胞的体积为7 33(10)cma，所以 GaAs 晶体的密度为2333A5.8 10g cmN a。该正四面体的边长等于晶胞的面对角线长的12，所以该正四面体的边长为22a nm。答案：1.；Cl；2.2sp；3sp；3NH、+3H O；3.正四面体形；3AsH 为极性分子，4GeH 为非极性分子，2H O为极性溶剂，相似相溶；4.分子；p；5.233A5.8 10N a；22a