1、第十二章物质结构与性质(选修三)1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。第一节原子结构与性质考点一 原子结构1能层、能级和最多容纳电子数之间的关系能层(n)能级最多容纳电子数序数符号符号原子轨道数各能级各能层一K1s122二L2s1282p36三M3s12183p363d510四N4s12324p364d5104f714n2n22.原子
2、轨道的形状和能量关系(1)轨道形状：s电子的原子轨道呈球形。p电子的原子轨道呈纺锤形。(2)能量关系：相同能层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf。形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s。同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道的能量相等。3原子核外电子的排布规律 (1)三个原理：能量最低原理：原子核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。构造原理示意图如下图。泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋状态相反。洪特规则：电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。(
3、2)基态原子核外电子排布的表示方法：表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式3s23p44.电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁：基态激发态：当基态原子的电子吸收能量后，会从低能级跃迁到较高能级_，变成激发态原子。激发态基态：激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。命题点1核外电子排布的表示方法1电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电
4、子数，同时注意特例。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。2简化电子排布式用“价层电子”的形式表示。如Cu：3d104s1。3电子排布图(轨道表示式)用方框(或圆圈)表示原子轨道，用“”或“”表示自旋状态不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。如：4原子结构示意图如S的原子结构示意图为1下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态的是()A.B.NaC1s22s22p63s1 D. 解析：选D只有轨道排布式(电子排布图)才能反映出电子的自旋状态。2(1)(2014浙江高考)基态镓(Ga)原子的电子排布式：_。(2)(2014全国卷)Fe3的电
5、子排布式为_。(3)(2012福建高考)基态Mn2的核外电子排布式为_。(4)(2011福建高考)基态氮原子的价电子排布式是_。(5)(2013全国卷)Ni2的价层电子排布图为_。解析：(1)镓(Ga)的原子序数为31，电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。(2)Fe的原子序数为26，Fe3的电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d。(3)Mn是25号元素，其电子排布式为3d54s2，失去最外层2个电子，即得Mn2的电子排布式为3d5。(4)氮原子的最外层有5个电子，其价电子排布式为2s22p3。(5)Ni2的价电子排布图为。答案：(1)1s22s22p63
6、s23p63d104s24p1(2)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5或3d5(3)1s22s22p63s23p63d5或3d5(4)2s22p3(5) 命题点2核外电子的排布规律及应用1下列说法错误的是()Ans电子的能量不一定高于(n1)p电子的能量B6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则C电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理解析：选AA项，各能级能量的大小顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5sns电子的能量一定高于(n1)p电子的能量；B项，对于C原子来说
7、，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，根据轨道能量高低顺序可知E4sE3d，对于21Sc原子来说，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理；D项，对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理。2(2015昆明模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()A3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的
8、基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子CM层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D最外层电子数是核外电子总数1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析：选CA项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子
9、总数的1/5的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的1/5且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_；(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_，其基态
10、原子的电子排布式为_；(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。解析：(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：可见该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B、C的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素Fe。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。
11、答案：(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或3d104s1考点二 原子结构、元素周期表与元素性质的关系1原子结构与元素周期表的关系周期电子层数每周期第一种元素每周期最后一种元素原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二232s1101s22s22p6三3113s1181s22s22p63s23p6四4194s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五5375s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六6556s1861s22
12、s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62每族元素的价电子排布特点(1)主族：主族AAAAAAA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族：He: 1s2；其他：ns2np6。(3)过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。3元素周期表的分区与价电子排布的关系(1)元素周期表的分区：(2)各区外围电子排布特点：分区外围电子排布s区ns12p区ns2np16(除He外)d区(n1)d19ns12(除钯外)ds区(n1)d10ns12f区(n2)f014(n1)d02ns24第一电离能、电负性
13、(1)第一电离能：气态基态电中性原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。5对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如：命题点1电离能及其应用1判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。2判断元素的化合价(I1、I2表示各级电离能)如果某元素的In1In，则该元素的常见化合价为n。如钠元素I2I1，所以钠元素的化合价为1。3判断核外电子的分层排布情况多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有一定的规律性。当电离能的
14、变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。4反映元素原子的核外电子排布特点同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。1下列关于元素第一电离能的说法不正确的是()A钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠B因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大C最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D对于同一元素而言，原子的电离能I1I2O、MgAl，B项错误；C项所述元素为零族元素，性质稳定，第一电离能都较大。2已知X、Y是主族元素，I为电离能，单
15、位是kJ/mol。请根据下表所列数据判断，错误的是()元素I1I2I3I4X5004 6006 9009 500Y5801 8202 75011 600A元素X的常见化合价是1B元素Y是第A族元素C元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应解析：选D由数据分析X中I2I1，X易呈1价，为第A 族，A、C均正确；Y中I4I3，易呈3价，应在第A族，B正确；若Y处于第3周期，则Y为铝元素，铝单质不与冷水反应，D错误。命题点2电负性的应用1电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是()A元素周期表从左到右，元素
16、的电负性逐渐变大B元素周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大C电负性越大，金属性越强D电负性越小，非金属性越强解析：选A利用同周期从左至右元素电负性逐渐增大，同主族从上至下元素电负性逐渐减小的规律来判断。电负性越大，金属性越弱，非金属性越强。2如图：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有两性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是_。(2)通过分析电负性变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围_。(3)请归
17、纳元素的电负性和金属、非金属的关系是_。(4)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。答案：(1)Be(OH)22H=Be22H2O，Be(OH)22OH=BeO2H2O(2)0.931.57(3)元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小(4)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55B原子半径：C电负性：D最高正化合价：解析：选A四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能FNPS，A项正确；原子半径PSNF，B项错误；电负性FNSP，C项错误；F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为5、6、5价，D项错误。1(
18、2013上海高考)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是()AX元素的氢化物的水溶液显碱性BZ元素的离子半径大于W元素的离子半径CZ元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应DY元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点解析：选C根据题意，Z为Mg元素，Y原子最外层电子排布为ns2np2，是C或Si元素，X为N或O元素，W为Al或Cl元素，N的氢化物的水溶液显碱性，但O的氢
19、化物的水溶液显中性或弱酸性，A错误；Al3的半径比Mg2小，Cl半径比Mg2大，B错误；氮气、氧气均能与镁反应，C正确；CO2形成的晶体熔沸点低，D错误。2A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大；A、B的阴离子与C、D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6，A原子核外有2个未成对电子，C单质可与热水反应但不能与冷水反应；E、F原子在基态时填充电子的轨道数有9个，且E原子核外有3个未成对电子，F能与A形成相同价态的阴离子，且离子半径A小于F。用元素符号回答：(1)上述六种元素中，_元素的第一电离能最大，理由是_。 (2) C、D元素的第一电离能较大的是_，原因是_。 (3)六
20、种元素按电负性从小到大排列顺序是_。(4)C、D、E、F元素形成的最高价氧化物是离子化合物的是_，是共价化合物的是_。解析：A、B的阴离子与C、D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6，A、B在第二周期，A原子核外有2个未成对电子，是氧元素，B只能为氟元素；C、D在第三周期，C单质可与热水反应但不能与冷水反应，为镁元素，D只能是铝元素。F能与A形成相同价态的阴离子，且离子半径A小于F，F为硫元素。E原子在基态时填充电子的轨道数有9个，且E原子核外有3个未成对电子，是磷元素。答案：(1)F其最外层有7个电子且原子半径小，容易得电子，不容易失电子(2)MgMg最外层3s轨道全满，3p全空，是较
21、稳定状态(3)MgAlPSOF(4)MgO、Al2O3P2O5、SO31(2015福州模拟)下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子D最外层都只有一个电子的X、Y原子解析：选CA项，原子核外电子排布式为1s2的X原子是稀有气体，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是A族元素的原子，化学性质不同；B项，原子核外M层上仅有两个电子的X原子是A族的元素原子，而原子核外N层上仅有两个
22、电子的Y原子可能是A族、副族或族元素的原子，化学性质不一定相似；C项，2p轨道上只有两个电子的X原子是C原子，3p轨道上只有两个电子的Y原子是Si原子，两者化学性质相似；D项，最外层只有一个电子的原子可能是A族元素的原子，也可能是过渡金属原子，化学性质不一定相似。2下列关于电离能和电负性的说法不正确的是()A第一电离能的大小：MgAlB锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳CNi是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳DF、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F解析：选B同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第A族的第一电离能比相邻的第A族元素的第
23、一电离能大，A正确； 锗是金属元素而碳是非金属元素，第一电离能低于碳，B不正确；Ni的价电子排布为3d84s2，未成对电子数为2，第二周期未成对电子数为2的元素有碳和氧，同周期从左到右电负性逐渐增大，则电负性CO，MgAl，A、B不正确；F的电负性最大，没有正化合价，C不正确。5(2015秦皇岛模拟)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示，单位为kJmol1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是()I1I2I3I4R7401 5007 70010 500R的最高正价为3价R元素位于元素周期表中第A族R元素第一电离能大于同周期相邻元素R元素基态原子的电子排布式为1s22s2A
24、BC D解析：选B由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为2价，位于第A族，可能为Be或者Mg元素，因此不正确，正确，不确定；短周期第A族(ns2np0)的元素，因p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，正确。6(1)(2013全国卷)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。(2)(2013福建高考)依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照右图B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。(3)(2013浙江高考)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的
25、电离能数据如下：电离能I1I2I3I4In/kJmol15781 8172 74511 578则该元素是_(填写元素符号)。基态锗(Ge)原子的电子排布式是_。Ge的最高价氯化物的分子式是_。Ge元素可能的性质或应用有_。A是一种活泼的金属元素B其电负性大于硫C其单质可作为半导体材料D其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点解析：(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层为第三层，符号为M，该能层中有3个能级：3s、3p和3d,3s能级有1个原子轨道，3p能级有3个原子轨道，3d能级有5个原子轨道，所以该能层具有的原子轨道数为9，填充的电子数为4。(2)同一周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第二
26、周期中第A族的第一电离能比相邻的第A和第A族元素大，第A族的第一电离能大于第A族的电离能。(3)由电离能数据可知，该元素呈3价。Ge的最高正价为4价。Ge位于金属和非金属的分界线上，故其可做半导体材料，其氯化物和溴化物为分子晶体，相对分子质量越大，其沸点越高。答案：(1)M94(2)(3)Al1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4CD7有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层上电子数等于D原子最外
27、层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是_，B是_，C是_，D是_，E是_。(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)_。写出该物质的一种主要用途：_。(3)写出C元素基态原子的电子排布式：_。(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布为_。(5)元素B与D的电负性的大小关系是B_D，C与E的第一电离能的大小关系是C_E(填“”“K。答案：(1)HOAlSK(写元素名称也可)(2)KAl(SO4)212H2O做净水剂(3)1s22s22p63s23p1(4) (5)8(2015昌乐模拟)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题： (1)元素p为2
28、6号元素，请写出其基态原子的电子排布式_。(2)d与a反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为_。(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_。(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：元素op电离能/kJmol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957比较两元素的I2、I3可知，气态o2再失去一个电子比气态p2再失去一个电子难。对此，你的解释是_。(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图()所示，其中电负性最大的是_(填下图中的序号)。(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图()所示，则该元素是_(填元素符号)。解析：(1)
29、26号为铁元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)d为N元素，a为H元素，二者形成的NH3中N原子的杂化形式为sp3。(3)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。(4)o元素为Mn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满结构，相对比较稳定，当其失去第三个电子时比较困难，而p2的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即
30、为半充满结构，形成相对比较稳定的结构，故其失去第三个电子比较容易。(5)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩为气体，故8种元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩，其中电负性最大的为氯。(6)由图可知，该元素的电离能I4 远大于I3，故为第A族元素，周期表中所列的第A族元素i属于第三周期，应为Al。答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)sp3(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量(
31、4)Mn2的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定(5) 2(6)Al9有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂BB与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性C元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写：(1)A原子的核外电子排布式：_。(2)B元素在元素周期表中的位置_；离子半径：B_A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的电子排布图是_，其原子核外有_个未成对电子，能量最高
32、的电子为_轨道上的电子，其轨道呈_形。(4)D原子的电子排布式为_，D的结构示意图是_。(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为_，与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为_。解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第A族，Na与Al3核外电子排布相同，核电荷数Al3大于Na，故r(Al3)C。(2)第一电离能：AlNH，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子。答案：(1)3d9或1s22s
33、22p63s23p63d9(2)N、F、H三种元素的电负性：FNH，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2形成配位键考点三 分子间作用力与分子的性质1分子的极性(1)非极性分子与分子极性的判断：双原子分子单质正负电荷中心重合非极性分子化合物极性分子结构不对称结构对称(2)键的极性、分子空间构型与分子极性的关系：类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面正三角形非极性分
34、子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子2范德华力和氢键(1)范德华力：物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学键的键能小12个数量级。(2)氢键：由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢原子)与另一个电负性很强的原子(如水分子中的氧原子)之间的作用力。3溶解性 (1)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解
35、度明显减小。4手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样，镜面对称，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。5无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，酸性越强，如HClOHClO2HClO3”“”或“两者均为离子化合物，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低1下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是()AF2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高BHF、HCl、HBr、HI的熔、沸点顺序为HFHIHBrHClC金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅DNaF、NaCl
36、、NaBr、NaI的熔点依次降低解析：选CA项、B项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的作用力有关，含有氢键时会出现反常现象，与分子内共价键无关。D项离子晶体内存在的是离子键。2(2015威海质检)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是_(写出元素符号)。(2)石墨烯是目前人们制造的新物质，该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的，像一张纸一样(如图甲)，石墨烯中碳原子的杂化方式为_；常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是_。(3)二氧化硅结构跟金刚石
37、结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O形成的最小环上O原子数目是_。(4)图丙是C60的晶胞模型(一个小黑点代表一个C60分子)，图中显示出的C60分子数为14个。实际上一个C60晶胞中含有_个C60分子。解析：(1)C元素和O元素基态原子的核外未成对电子数都是2。(3)金刚石空间结构中数目最少的环中有6个原子，即六元环，共有6个CC键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅硅键之间，故二氧化硅中氧原子的数目与金刚石中CC键的数目相同。(4)晶胞中粒子个数的计算公式体内数
38、目1面上数目1/2棱上数目1/4顶角数目1/8。C60晶胞模型中显示出的14个C60分子，8个在晶胞顶角上，6个在面上，故一个晶胞中含有的C60分子数目为81/861/24。答案：(1)O(2)sp2甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力(3)6(4)41下列说法中，正确的是()A冰融化时，分子中HO键发生断裂B原子晶体中，共价键越强，熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点一定越高D分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定解析：选BA项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误。B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确，分子晶体熔沸
39、点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。2(2013上海高考)下列变化需克服相同类型作用力的是()A碘和干冰的升华B硅和C60的熔化C氯化氢和氯化钾的溶解 D溴和汞的汽化解析：选AA项变化克服的都是范德华力，正确；硅和C60的熔化分别克服的是共价键、范德华力， B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键、离子键，C项错误；溴和汞的汽化分别克服的是范德华力、金属键，D项错误。3(2012上海高考)氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()AAlON和石英的化学键类型相同BAlON和石英晶体类型相同CAlON和Al2O
40、3的化学键类型不同DAlON和Al2O3晶体类型相同解析：选DAlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确，D项错误。4下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是()ACH4SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl2MgOCRbKNaLiD金刚石Si钠解析：选D晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为
41、离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依LiCs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，后者则与键长成反比，金刚石CC键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。5高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正
42、确的是()A超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K和4个OB晶体中每个K周围有8个O，每个O周围有8个KC晶体中与每个K距离最近的K有8个D晶体中与每个K距离最近的K有6个解析：选A由题中的晶胞结构知：有8个K位于顶点，6个K位于面心，则晶胞中含有的K数为4(个)；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为1214(个)，所以超氧化钾的化学式为KO2；晶体中每个K周围有6个O，每个O周围有6个K，晶体中与每个K距离最近的K有12个。6MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能。(1)写出基态
43、Mn原子的核外电子排布式_。 (2)CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为_个、_个。(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂， 常用于污水处理。O2在其催化作用下，可将CN氧化成CNO，进而得到N2。与CNO 互为等电子体的分子、离子化学式分别为_、_(各写一种)。 (4)三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是_，1 mol三聚氰胺分子中 键的数目为_。 解析：(1)基态Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。 (2)采
44、用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定个数，所以分别是6和12。(3) CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)和 N。(4) 根据价层电子对数判断杂化类型，环上的N原子含有2个 键，氨基含有3个 键和一个孤电子对，所以sp2、sp3杂化；一个分子中含有15个 键，所以1 mol三聚氰胺中含有数目为15NA。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s2(2)612 (3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)N(4)sp2、sp315NA7.有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核
45、外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题。(1)E元素原子基态时的电子排布式为_。(2)A2F分子中F原子的杂化类型是_，F的氧化物FO3分子空间构型为_。(3)CA3极易溶于水，其原因主要是_，试判断CA3溶于水后，形成CA3H2O的合理结构：_(填字母代号)，推理依据是_。(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为_；该离子化合物晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积是_(写出表达式即可)。解析：由题意可知A、B、C分别为H、F、N，故推出F是S，
46、由题意推出E是Cu，由晶胞的结构用均摊法计算出一个晶胞中含有8个F，同时含有4个D离子，故可判断D是第四周期2价的金属元素，故D是钙元素。NH3极易溶于水的原因是能与水分子间形成氢键，根据氢键的表示方法可知(b)是合理的；根据密度m/V进行计算，应注意一个晶胞中含有4个CaF2。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或3d104s1(2)sp3平面正三角形(3)与水分子间形成氢键(b)一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根离子(4)CaF28(2014海南高考).对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是_。ASiX4难水解BSiX4是共价化合物CNaX易水
47、解DNaX的熔点一般高于SiX4.碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。(3)C60属于_晶体，石墨属于_晶体。(4)石墨晶体中，层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中CC键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在CC间的_共价键，而石墨层内的CC间不仅存在_共价键，还有_键。(5)金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率
48、_(不要求计算结果)。解析：.A项SiX4容易发生水解反应，错误。B项卤素与硅都是非金属元素，所以二者结合的化合物SiX4是共价化合物，正确。C项NaX是强酸强碱盐，不发生水解反应，错误。D项NaX是离子化合物，微粒间通过离子键结合，而SiX4则是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。因此NaX的熔点一般高于SiX4，正确。.(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，性质不同，它们互称同素异形体。(2)在金刚石中碳原子的四个价电子与四个C原子形成四个共价键，C的杂化形式是sp3；在石墨烯(指单层石墨)中碳原子与相邻的三个C原子形成三个共价键，C的杂化形式是sp2。(3)C60是
49、由60个C原子形成的分子，属于分子晶体。而石墨在层内原子间以共价键结合，在层间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(4)在金刚石中只存在CC间的共价键，在石墨层内的CC间不仅存在共价键，还存在键。(5)金刚石的立体网状结构金刚石晶胞，顶点8个，相当于1个C原子，然后面心上6个，相当于3个C原子，而在其8个小正方体空隙中有一半也是C原子，且在晶胞内，故还有4个C原子，加在一起，可得一个金刚石晶胞中有8个C原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线的1/4就是CC键的键长，即a2r，所以ra，碳原子在晶胞中的空间占有率w。答案：.BD.(1)同素异形体(2
50、)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大键或pp键)(5)89(2013海南高考)图A所示的转化关系中(具体反应条件略)，a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸。a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。图A回答下列问题：(1)图B对应的物质名称是_，其晶胞中的原子数为_，晶体的类型为_。(2)d中元素的原子核外电子排布式为_。(3)图A中由两种元素组成的物质中，沸点最高的是_，原因是_，该物质的分子构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)图A中的双原子分子中，极性最大的分子是_。(5)k的分子式为_，中心原子的杂化轨道类型为_，属于_分子(填“极
51、性”或“非极性”)。解析：(1)每个原子周围有4个键，判断为金刚石。(2)a为C，则b为H2、c为O2，因i是常见的酸，只由b、d形成可判断为盐酸，则d为Cl2。(3)除a、b、c、d外，f为CO，g为CO2，i为HCl，而k与水反应生成CO2与盐酸，该反应没在教材中出现过，且由f、d反应得到，应含C、O、Cl三种元素，只能判断为COCl2。所有两元素形成的物质中，只有水是液态，其他都是气体。(4)所有双原子分子中，只有H、Cl电负性差值最大，因而极性最大。(5)COCl2中羰基的平面结构显示其为sp2杂化。答案：(1)金刚石8原子晶体(2)1s22s22p63s23p5(3)H2O分子间形成
52、氢键V形(或角形)sp3(4)HCl(5)COCl2sp2极性10(2014福建高考)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。(1)基态硼原子的电子排布式为_。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是_(填序号)。a立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大b六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c两种晶体中的BN键均为共价键d两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_，其结构与石墨相似却不导电，原因是_。(4)立方相氮化硼晶体中，硼
53、原子的杂化轨道类型为_。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_。(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_mol配位键。解析：(1)硼元素位于元素周期表第二周期第A族，所以基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。(2)立方相氮化硼只含有键，a错误；六方相氮化硼质地软，是由于其层间作用力为范德华力，作用力小，b正确；B、N均为非金属元素，两者形成的化学键为共价键，c正确；六方相氮化硼属于分子晶体，立方相氮化硼属于原子晶体，d错误。(3)观察六方
54、相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。由于B最外层有3个电子，都参与成键，没有自由移动的电子，故不导电。(4)立方相氮化硼晶体中，每个硼原子形成4个共价单键，所以为sp3杂化；地下约300 km的环境应为高温、高压。(5)NH中存在一个由氮原子提供孤电子对、H提供空轨道而形成的配位键；在BF中，存在一个由F提供孤电子对、B提供空轨道而形成的配位键，所以1 mol氟硼酸铵中含有2 mol配位键。答案：(1)1s22s22p1(2)b、c(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温、高压(5)2把握本章在高考中考什么、怎么考，练通此卷、平步高考！1(15
55、分)(2014江苏高考)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。(1)Cu基态核外电子排布式为_。(2)与OH互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是_；1 mol乙醛分子中含有键的数目为_。(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为_。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_。解析：(1)Cu为29号元素，Cu基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或3d10。(2)OH为10电子粒子，HF为与OH
56、互为等电子体的分子。(3)醛基的空间构型是平面三角形，所以醛基中碳原子的轨道杂化类型为sp2。由乙醛的结构式可以得出，1个乙醛分子中含6个键，所以1 mol乙醛分子中含键6 mol即66.021023个。(4)乙醛在碱性条件下可以被氢氧化铜氧化生成乙酸，反应的化学方程式为2Cu(OH)2CH3CHONaOHCH3COONaCu2O3H2O。(5)根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。答案：(1)3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp266.021023个(4
57、)2Cu(OH)2CH3CHONaOHCH3COONaCu2O3H2O(5)122(12分)(2014山东高考)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。(1)图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。(2)图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“”“”或“”)，其原因是_。解析：(1)晶体Q()中含有共价键、配位键、氢键、范德华力，不存在离子键和金属键。R中阳离子的空间构型为三角锥形，阴离子的中心原子轨道采用sp3杂化。(2)因为能形成分子内氢键，更难电离出H，所以 Ka2(水杨酸)
58、Ka(苯酚)。答案：(1)a、d三角锥形sp3(2)中形成分子内氢键，使其更难电离出H7(11分)(2013四川高考)X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液pH7；Y的单质是一种黄色晶体；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J，J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L；Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。请回答下列问题：(1)M固体的晶体类型是_。(2)Y基态原子的核外电子排布式是 _；G分子中X原子的杂化轨道的类型是_。(3)L的悬浊液中加入Q的溶液，白色沉淀转化为黑色沉
59、淀，其原因是_。(4)R的一种含氧酸根RO具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是_。解析：X的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液pH7，可知X为N(氮)；Y的单质是一种黄色晶体，可知Y为S(硫)；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍，则其核外电子排布式为3d34s1或者3d64s2，结合电子排布规律可知只能是后者，即R为26号元素Fe；由Z与钠元素形成的化合物与AgNO3溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，可知Z为Cl(氯)。(1)M为NH4Cl，属于离子晶体。(2)S元素为16号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s
60、23p4；NH3分子中N原子的成键电子对数为3，孤电子对数为1，为sp3杂化。(3)AgCl悬浊液中加入Na2S溶液，白色沉淀转化成黑色沉淀，是由于Ksp(Ag2S)Ksp(AgCl)，即Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度。(4)反应后得到黄色溶液，则Fe元素被还原为Fe3，所以得到的气体只能是氧化产物O2，结合氧化还原反应规律即可写出反应的离子方程式。答案：(1)离子晶体(2)1s22s22p63s23p4sp3杂化(3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度(4)4FeO20H=4Fe33O210H2O8(15分)(2013全国卷)硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问
61、题：(1)硅主要以硅酸盐、_等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为 _。(4)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/ (kJmol1)356413336226318452硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原
62、因是_。(5)在硅酸盐中，SiO四面体通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。解析：(1)硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以硅硅共价键相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置的是6个原子，每个面心原子贡献二分之一，所以6个面心原子对该晶胞贡献3个原子。(3)根据题意：工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为Mg2Si4NH4Cl=S
63、iH44NH32MgCl2。(4)分析表格中CC键、CH键、SiSi键、SiH键的键能，可以得出：CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成，所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多； 分析表格中CH键、CO键、SiH键、SiO键的键能，可以得出：CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定，而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键，所以SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物。(5)图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中每个Si原子和4个氧原子形成四面体结构，故Si原子杂化方式为sp3，Si与O原子数之比为13，化学式为(或SiO)。答案：(1)二氧化硅(2)共价键3(3)Mg2Si4NH4Cl=SiH44NH32MgCl2 (4)CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂。导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键(5)sp313(或SiO)