1、微专题十四物质结构与性质综合题型研究(选考)【知识网络】 (本专题对应学生用书第8492页)【能力展示】能力展示1(2011新课标卷)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示。硼砂H3BO3B2O3BF3BN请回答下列问题：(1) 由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是 、 。(2) 基态B原子的电子排布式为 ；B和N相比，电负性较大的是，BN中B元素的化合价为。(3) 在BF3分子中，FBF的键角是，B原子的杂化轨道类型为，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，B的立体结构为。(4) 在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中
2、，层内B原子与N原子之间的化学键为 ，层间作用力为。(5) 六方氮化硼在高温高压下可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm，立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼原子，立方氮化硼的密度是gcm-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数设为NA)。答案(1) B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3+3CaSO4+3H2OB2O3+2NH32BN+3H2O(2) 1s22s22p1N+3(3) 120sp2正四面体(4) 共价键(或极性共价键)分子间作用力(5) 44解析(1) 由元素守恒可写出这两个反应的化学方程式：B2O3+3CaF2+3H
3、2SO42BF3+3CaSO4+3H2O；B2O3+2NH32BN+3H2O。(2) B的原子序数为5，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1；B和N都属于第2周期元素，同周期自左至右元素的电负性逐渐增大，故电负性较大的是N；B属于A族元素，化合价为+3价。(3) 依据价层电子对互斥理论，计算出的孤对电子对数=(a-xb)=(3-31)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，键角为120，杂化方式为sp2；B中心原子的孤对电子对数=(a-xb)=(4-41)=0，所以其结构为正四面体。(4) B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据其结构与石墨相似，层与层之间应该靠分子间
4、作用力结合。(5) 描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8+6+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，故“每个BN分子”所占的体积为，1 mol BN分子的体积为，1 mol BN分子的质量为=25 g，故立方氮化硼的密度是 gcm-3。2(2012新课标卷)A 族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含A族元素的化合物在研究和生产中有许多用途。请回答下列问题：(1
5、) 硫单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是。(2) 原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所消耗的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为。(3) Se的原子序数为，其核外M层电子的排布式为。(4) H2Se的酸性比H2S(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为，S的立体构型为。(5) H2SeO3的K1和K2分别为2.710-3和2.510-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.210-2，请根据结构和性质的关系解释：H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因： 。H2SeO4
6、比H2SeO3酸性强的原因： 。(6) ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如右图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为gcm-3(列式计算)，a位置S2与b位置Zn2+之间的距离为pm(列式表示)。答案(1) sp3(2) OSSe(3) 343s23p63d10(4) 强平面三角形三角锥形(5) 第一步电离生成的氢离子抑制了第二步的电离H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，正电性更高，导致SeOH中O的电子更向Se偏移，更容易电离出H+(6) =4.1或
7、或135解析(1) 硫原子最外层有6个电子，由S8结构可知一个硫原子与另外两个硫原子形成2个键，硫原子还余4个电子形成2对孤对电子，所以为sp3杂化。(2) 同一主族元素从上往下第一电离能逐渐减小。(3) Se属于第4周期A族元素，原子序数比S大18，M层电子已经排满，排布式为3s23p63d10。(4) H与Se形成的共价键键能小于H与S形成的共价键键能，所以H2Se比H2S容易电离，H2Se的酸性更强；Se原子孤对电子对数为=0，键个数为3，所以Se原子为sp2杂化，无孤对电子，SeO3为平面三角形；S原子孤对电子对数为=1，键个数为3，所以S原子为sp3杂化，含有一对孤对电子，S为三角锥
8、形。(6) 在此晶胞中Zn2+为4个、S2-为8+6=4个，所以1 mol晶胞的质量为(65+32)4=388 g，一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为V=(540.0，根据=即可计算；b点(Zn2+)在由A、H、C、D四点构成的正四面体的中心，所以ABH=10928。如图所示，连接AH、EH，求得AH=270 pm，作BG垂直于AH，GH=AH=135 pm，GBH=ABH=，通过三角函数即可求出。3(2013新课标卷)硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。请回答下列问题：(1) 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) 硅主要以硅酸盐、等
9、化合物的形式存在于地壳中。(3) 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。(4) 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。(5) 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/kJmol-13564133362263184521 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，原因是 。图1 (6) 在硅酸盐
10、中，Si四面体(如图1)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。图2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。图2答案(1) M94(2) 二氧化硅(3) 共价键3(4) Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2(5) 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(6) sp313SiO3(或Si)解析(1) 基态Si原
11、子的电子排布式为1s22s22p43s23p2，对应能层分别为K、L、M，其中电子占据的最高能层是M，该能层存在s、p、d共3个能级，s能级有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，d能级有5个原子轨道，共9个原子轨道，共有电子数为4。(2) 硅主要以硅酸盐、二氧化硅等化合物的形式存在于地壳中。(3) 硅和金刚石的结构相似，属于原子晶体，硅原子间以共价键结合；在金刚石晶胞中每个面心有1个碳原子，晶体硅和金刚石类似，则面心贡献的原子为 6=3个。(4) 根据反应物是Mg2Si和NH4Cl，生成物为SiH4，结合质量守恒可写出反应的方程式为Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2。(5
12、) 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。(6) 1个硅原子与4个氧原子通过共价键形成立体网状结构，故硅原子采取sp3杂化，根据图2可知在多硅酸根中，无限个硅氧四面体通过共用两个顶角氧原子而形成单链状结构，Si与O的原子数之比为13，由原硅酸根的结构知：原硅酸的结构为Si(OH)4，故原硅酸分子间脱水形成单链结构的无限长的多硅酸，故多硅酸根的化学式为SiO3或Si。4(2014新课标卷)早期发现
13、的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。(1) 准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区别晶体、准晶体和非晶体。(2) 基态Fe原子有个未成对电子，Fe3+的电子排布式为 。可用硫氰化钾检验Fe3+，形成的配合物的颜色为。(3) 新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为，1 mol乙醛分子中含有的键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。(4) Al单质为面心立方晶体，其晶
14、胞参数a=0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为。列式表示Al单质的密度：gcm-3。答案(1) X-射线衍射法(2) 41s22s22p63s23p63d5血红色(3) sp3、sp26NA乙酸存在分子间氢键，造成沸点升高16(4) 12解析(1) 区分晶体、非晶体的科学方法是X-射线衍射法。(2) 基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道上有4个未成对电子，失掉2个4s、1个3d电子形成Fe3+，其电子排布为1s22s22p63s23p63d5；形成的Fe(SCN)3是一种血红色物质。(3) 乙醛分子中甲基碳原子采取sp3杂化；醛基碳原子采取sp2杂
15、化；1个 CH3CHO分子中含有的1个碳碳单键、4个碳氢键都是键，碳氧双键中有一个键，所以1 mol乙醛分子中共有6 mol 键，也就是6NA；乙酸分子间除了存在分子间作用力还存在氢键，所以沸点高于乙醛；根据分摊原则，Cu2O晶胞中有氧原子数为4+8+6=8，Cu原子的个数是O原子个数的2倍，含有Cu原子的个数为16。(4) 面心立方最密堆积的配位数为12；面心立方最密堆积的晶胞内有4个Al原子，其质量为 g，体积为(0.40510-7)3cm3，所以其密度为 gcm-3。5(2015新课标卷)碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：(1) 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率
16、密度分布可用形象化描述。在基态14C原子中，核外存在对自旋相反的电子。(2) 碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是。(3) CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：。(4) CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于晶体。(5) 碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如下图所示。在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接个六元环，六元环中最多有个C原子在同一平面。答案(1) 电
17、子云2(2) C原子有4个价电子且原子半径小，难以通过得失电子达到稳定结构(3) 键和键spCO2、COS、SCN-(任写两个)(4) 分子(5) 32124解析(1) 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述；基态14C原子的电子排布式为1s22s22p2，其中的1s22s2是2对自旋相反的电子，2p2是2个自旋方向相同的电子。(2) 碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是C原子有4个价电子且原子半径小，难以通过得失电子达到稳定结构。(3) 依据价层电子对互斥理论可知CS2中的C原子的杂化轨道类型是sp杂化，结构式为SCS，CS2分子中，共价键的类型有
18、键和键；具有相同空间构型和键合形式的分子或离子应与CS2互为等电子体，等电子体要求原子数目相同，价电子数相同，符合的分子或离子有CO2或COS或SCN-。(4) Fe(CO)5的熔点253 K、沸点376 K都很低，属于分子晶体。(5) 由石墨烯晶体图可知每个C原子连接3个六元环，每个C原子被3个6元环共用，所以每个六元环占有C原子6=2个。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，一个C有4个键，每个键和另外3个都可以成六元环，从4个键里任选2个键成环，有六种不同选法，而且每两个相邻的碳碳键可以成2个环，所以每个C原子连接六元环62=12个；因为是空间构型，C的六元环不同于苯环，是类似
19、于椅状的六元环，有夹角，六元环中最多有个4个C原子在同一平面。【考题分析】年份试题知识点分值2011第37题电子排布式、电负性大小比较、杂化轨道类型、空间构型、晶胞计算15分2012第37题杂化轨道类型、第一电离能大小比较、电子排布式、酸性强弱比较、空间构型、晶胞计算15分2013第37题能层符号、化学键判断、晶胞计算、氢化物稳定性强弱的原因15分2014第37题电子排布式、杂化轨道类型、键的数目判断、沸点高低的原因、晶胞计算15分2015第37题共价键类型、晶体类型、晶胞计算、电子云的概念、杂化轨道类型15分【备考策略】从上表可以看出，近五年全国高考物质结构与性质题型主要是由“电子排布式”、
20、“杂化轨道类型”、“晶胞计算”、“空间构型”等知识点组成。电子排布式书写要注意价电子排布式与核外电子排布式的区别；注意未成对电子与最外层电子的区别；键与键判断关键在于单键与多键区别；杂化轨道类型判断一定根据分子(离子)结构来分析；熔点、沸点高低判断要将晶体类型和微粒作用力相结合起来；晶胞分析一定要运用均摊法。1(2015石家庄一模)a、b、c、d、e均为周期表前4周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示：a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同b基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1c在周期表所列元素中电负性最大d位于周期表中第4纵行e基态原子M层全充满，N层只有一
21、个电子(1) d属于区的元素，其基态原子的价电子排布图为 。(2) b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(3) c的氢化物水溶液中存在的氢键有种，任意画出一种：。(4) a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物对应水化物的正盐酸根离子表示为A，则A的空间构型为；A的中心原子的轨道杂化类型为；与A互为等电子体的一种分子为(填化学式)。(5) e与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中e原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由e原子与Au原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，
22、该晶体储氢后的化学式为，若该晶体的相对分子质量为M，密度为a gcm-3，则晶胞的体积为(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案(1) d (2) NOC(3) 4FHF、FHO、OHF、OHO(任写一种)(4) SiO2CO2平面三角形sp2杂化SO3(5) H4Cu3Au cm3解析a、b、c、d、e均为周期表前4周期元素，原子序数依次增大。a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，核外电子排布为1s22s22p2，故a为C元素；b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，核外电子排布为1s22s22p3，故b为N元素；c在周期表所列元素中电负性最大，则c为F元素；d
23、位于周期表中第4纵行，且处于第4周期，故d为Ti元素；e的基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则核外电子数为2+8+18+1=29，故e为Cu元素。(1) d为Ti元素，是属于d区的元素，基态原子的价电子排布3d24s2，故其基态原子的价电子排布图为。(2) 与b同周期相邻元素分别为C、O，同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为NOC。(3) c的氢化物为HF，水溶液中存在的氢键有FHF、FHO、OHF、OHO，共4种。(4) a与其相邻同主族元素的最高价氧化物分别为CO2、Si
24、O2，前者属于分子晶体，后者属于原子晶体，故熔点高低顺序为SiO2CO2；a元素最高价氧化物对应水化物的正盐酸根离子为C，离子中C原子价层电子对数=3+=3，没有孤电子对，故碳酸根离子为平面三角形结构，中心C原子的轨道杂化类型为sp2杂化；与C互为等电子体的一种分子为SO3。(5) Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，金刚石晶胞结构为，则形成的晶体中H原子有4个，Cu原子数目为6=3，Au原子数目为8=1，该晶体储氢后的化学式为
25、H4Cu3Au；若该晶体的相对分子质量为M，晶胞质量为 g，晶体密度为a gcm-3，则晶胞的体积为 ga gcm-3= cm3。2(2015山东大学附中期中)(1) 钠、镁、铝三种元素中第一电离能最大的是(填元素名称)。(2) 某正二价阳离子核外电子排布式为Ar3d5，该金属的元素符号为。(3)微粒间存在非极性键、配位键、氢键及范德华力的是(填字母)。A. NH4Cl晶体 B. Na3AlF6晶体C. Na2CO310H2O晶体D. CuSO4溶液E. CH3COOH溶液(4) 部分共价键键能数据如下表：键HHNHNNNNNN键能/kJmol-1436391159418945根据上表数据推算
26、并写出氨气分解为氮气和氢气的热化学方程式：。(5) 乙醇和二甲醚是同分异构体，但它们的性质存在差异，如下表：分子式结构简式熔点/沸点/水溶性乙醇C2H6OC2H5OH-114.3 78.4 互溶二甲醚C2H6OCH3OCH3-138.5 -24.9 微溶乙醇和二甲醚沸点及水溶性差异的主要原因是 。(6) 金属铜溶于浓氨水与双氧水的混合溶液，生成深蓝色溶液。向该深蓝色的浓溶液中加入乙醇可见到有深蓝色晶体析出，请画出呈深蓝色的离子的结构简式：。(7) 石墨烯的应用为电子行业的发展带来了重大的突破，其结构可以看作是单层的石墨，其中碳原子的杂化方式为；C60的晶体结构类似于干冰，则每个C60晶胞的质量
27、为(用含NA的式子表示)。答案(1) 镁(2) Mn(3) E(4) 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=+93 kJmol-1(5) 乙醇分子间、乙醇分子与水分子之间能形成氢键，而二甲醚不能(6) (7) sp2 g解析(1) 镁原子的3s能级处于全满稳定状态，第一电离能比Al元素高，同一周期自左向右第一电离能逐渐增大，故第一电离能：MgNa，所以第一电离能最大的是Mg。(3) 分子晶体中存在范德华力，NH4Cl晶体、Na3AlF6晶体、Na2CO310H2O晶体都是离子晶体，故不存在范德华力；在CuSO4溶液中有水分子，故存在范德华力，但是没有非极性键；CH3COOH溶液中有水分子，
28、故存在范德华力，水分子和水分子之间可以形成氢键和配位键，在CH3COOH分子中含有碳碳之间的非极性键，故E正确。(4) 反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是H=23391 kJmol-1-3436 kJmol-1-945 kJmol-1=+93 kJmol-1，即热化学方程式是2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=+93 kJmol-1。(5) 乙醇和二甲醚沸点不同的原因是乙醇分子间可以形成氢键，水溶性差异的主要原因是乙醇可以与水分子之间形成氢键。(7) C60晶体为面心立方排布，所以每个C60晶胞有4个C60分子(面心3个，顶点1个)，所以1个C6
29、0晶胞质量= g= g。1. 怎样书写物质对应的等电子体?2. 各类晶体的配位数怎样确定?【能力提升】能力提升原子结构与性质表1电子排布式与轨道表示式的比较特殊原子或离子的电子排布式有时为了简洁采用原子实的形式书写，如K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，可简写为Ar4s1 24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s126Fe：1s22s22p63s23p63d64s2常见的错误如下：Cr3+：1s22s22p63s23p63d14s2Cu+：1s22s22p63s23p63d84s2Fe2+：1s22s22
30、p63s23p63d54s1第2周期元素基态原子的电子排布如下图所示(图中每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，“”、“”表示电子的自旋方向相反)：原子的性质主要包括：电离能、电负性、原子半径、金属性、非金属性、失电子性、得电子性、还原性、氧化性等。注意：有些元素(如过渡元素)的原子参与化学反应时除了最外层的电子参与外，次外层的电子也参与了，如Fe。以下是表示铁原子和铁离子的3种不同的化学用语：结构示意图电子排布式电子排布图(轨道表示式)铁原子1s22s22p63s23p63d64s2铁离子1s22s22p63s23p63d5表2各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能
31、层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳的电子数226261026101422818322n2表3元素的分区与价电子分区s区p区d区ds区f区分布A、A族A0族B第族B、B族镧系，锕系价电子排布ns12ns2np16(n-1)d19ns12(n-1)d10ns12分子结构与性质表1常见分子或离子的空间构型及中心原子的杂化方式化学式空间构型中心原子的杂化方式CS2直线形spHCN直线形spBeX2直线形spHgCl2直线形spCH2O平面三角形sp2BX3平面三角形sp2SO3平面三角形sp2SO2V形sp2C2H4平面四边形sp2H2SV
32、形sp3H2OV形sp3H3O+三角锥形sp3PCl3三角锥形sp3NH3三角锥形sp3H2O2形似二面角sp3CH4正四面体形sp3N正四面体形sp3S正四面体形sp3表2键与键的对比及判断键型键键成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称牢固程度键强度大，不易断裂键强度较小，容易断裂成键判断规律共价单键是键；共价双键中一个是键，另一个是键；共价三键中一个是键，另两个为键表3分子的极性化学式中心原子杂化方式分子的空间构型分子的极性键的极性键角H2Osp3V形极性极性105NH3sp3三角锥形极性极性107CO2sp直线形非极性极性180CH4sp3正四面体形非极性极性
33、10928C2H4sp2平面四边形非极性极性、非极性120C2H2sp直线形非极性极性、非极性180sp2平面六边形非极性极性、非极性120BF3sp2平面三角形非极性极性120BeCl2sp直线形非极性极性180表4化学键与分子间作用力的比较化学键分子间作用力共价键离子键金属键范德华力氢键存在分子或物质的内部分子间分子间或部分分子内部强弱判断键长越短，键能越大，共价键越强电荷越大，离子键越强成键的阴、阳离子半径越小，离子键越强与金属阳离子所带电荷成正比与阳离子半径成反比相对分子质量越大，范德华力越强在XHY中，X、Y元素的电负性越大，形成的氢键越强对物质性质的影响化学性质物理性质和化学性质物
34、理性质和化学性质熔、沸点(物理性质)熔、沸点，溶解度(物理性质)表5配合物配合物的组成中心离子(配体)n外界典型配合物Cu(NH3)4SO4Fe(SCN)3Ag(NH3)2OH中心离子Cu2+Fe3+Ag+中心离子结构特点一般是金属离子，特别是过渡金属离子，必须有空轨道配体NH3SCN-NH3配体结构特点分子或离子必须含有孤对电子(如：NH3、H2O、CO、Cl、SCN-等)配位数(n)432外界S无OH-颜色深蓝色血红色无色配离子所含化学键配体通过配位键与中心离子结合配合物所含化学键配位键、离子键；配体或外界中可能还含有共价键配合物的常见性质属于离子化合物，多数能溶解、能电离，多数有颜色金属
35、羰基配合物是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基镍Ni(CO)4。在许多有机化合物的合成反应中，金属羰基配合物常常作为这些反应的催化剂二茂铁二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间。在固体状态下，两个茂环相互错开成全错位构型，温度升高时则绕垂直轴相对转动。二茂铁的化学性质稳定，类似芳香族化合物等电子体的确定等电子原理：原子数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体。等电子体具有相同的结构特征(立体结构和化学键类型)，其性质相似。1. 常见的等电子体及空间构型等电子类型常见等电子体空间构形2原子10电子N2、CN-、CO、NO+直线形2原子14电子F2、Cl2直线形3原子16
36、电子CO2、N2O、CNO-、N、SCN-、HgCl2、BeCl2(g) 直线形3原子18电子O3、SO2、N折线形4原子8电子NH3、PH3、C、H3O+三角锥形4原子24电子SO3(g)、C、N、P、BF3平面三角形4原子26电子S、Cl、Br、I、XeO3三角锥形5原子8电子CH4、SiH4、N、P、B正四面体形5原子32电子CCl4、SiF4、Si、S、Cl、P、CF4正四面体形原子个数相同，电子总数(或价电子数)相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子。方法一(竖换)：换同族原子(同族原子价电子数相同)。如：O3 和SO2、CO2和CS2。方法二(横
37、换)：换相邻族的原子，这时候价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等。我们以寻找CO的等电子体为例：COCN-CON2【题组训练】1(2015甘肃一检)CaCN2中阴离子为C，与C互为等电子体的分子有N2O和(填化学式)，由此可以推知C的空间构型为。2(2014上海高考)已知CS2与CO2分子结构相似，CS2的电子式是。3(2013福建高考)阳离子(H3O+)的空间构型为。4(2012山东高考)CO与N2结构相似，CO分子内键与键个数之比为。5(2015江西景德镇三模)已知Cl为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。Cl中心氯原子的杂化轨道类型为，写出一个Cl的等电子体： 。晶体结构与性质
38、1. 常见的几种典型晶体的晶胞结构图及其主要性质化学式晶胞晶体类型微粒间作用力熔、沸点配位数CO2分子晶体分子间作用力较低12H2O(冰)分子晶体分子间作用力和氢键较低NaCl离子晶体离子键较高6CsCl离子晶体离子键较高8C(金刚石)原子晶体共价键很高SiO2原子晶体共价键高2. 晶胞中粒子数目的计算当晶胞为立方体时当晶胞为六棱柱时处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处于体心的粒子，只为该晶胞所有处于顶点的粒子，同时为6个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处
39、于棱上的粒子，同时为3个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞注意：处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞3. 金属晶体的三种堆积模型堆积模型晶胞结构配位数空间利用率常见金属面心立方最密堆积面心立方1274%Cu、Ag、Au六方最密堆积六方晶胞1274%Mg、Zn、Ti体心立方密堆积体心立方868%Na、K、Fe4. 晶体熔、沸点高低的判断规律(1) 不同类型晶体的熔、沸点，一般来说，原子晶体离子晶体分子晶体。(2) 由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短键能大晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。
40、(3) 离子晶体由离子键的强弱决定熔、沸点高低。一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小离子间的作用力就越强离子晶体的熔、沸点就越高。如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(4) 分子晶体中，组成和结构相似的物质，存在氢键的比不存在氢键的物质的熔、沸点高；组成和结构相似且不存在氢键的物质，一般相对分子质量越大熔、沸点越高，如熔点：HIHBrHCl；组成和结构不相似的物质，分子极性越大，熔、沸点越高，如熔点：CON2。(5) 有机物的同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物的熔、沸点：邻位化合物间位化合物对位化合物。电子排
41、布式、杂化类型、空间构型典题演示1(2015河北名校联盟模拟改编)CuSO4在活化闪锌矿(主要成分是ZnS)方面有着重要作用，主要是活化过程中生成CuS、Cu2S等一系列铜的硫化物活化组分。(1) Cu基态的电子排布式可表示为。(2) S的空间构型为(用文字描述)；中心原子采用的轨道杂化方式是；写出一种与S互为等电子体的离子：。(3) 向CuSO4溶液中加入过量的NaOH溶液可生成Cu(OH)42-。不考虑空间构型，Cu(OH)42-的结构可用示意图表示为。(4) 资料显示ZnS为难溶物，在活化过程中，CuSO4能转化为CuS的原因是。(5) CuS比CuO的熔点(填“高”或“低”)，原因是。
42、答案(1) 1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(2) 正四面体sp3P(3) 或(4) 在相同温度下，Ksp(CuS)Ksp(ZnS)(或相同温度下，CuS比ZnS更难溶)(5) 低CuO晶格能比CuS大解析(1) Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，Cu基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(2) S的孤电子对数=(6+2-42)=0，价电子对数=孤电子对数+配位原子数，可知价电子对数为4，形成四条杂化轨道，S原子的杂化方式为sp3，形成四面体结构，所以S为正四面体结构；具有相同原子数和价电子总数的
43、微粒互称为等电子体，所以与S互为等电子体的离子为P。(3) Cu(OH)42-中与Cu2+与4个OH-形成配位键，可表示为或。(4) 由沉淀转化原理可知溶度积大的沉淀转化为溶度积小的沉淀容易实现，在相同温度下，Ksp(CuS)”或“HIHBrHClHF分子之间形成氢键使其熔、沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大(3) sp2(4) 面心立方最密堆积(5) 先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液Cu2+2NH3H2OCu(OH)2+2N、Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH-【解析】由题意得A为氢元素、B为碳元素、
44、C为氯元素、D为29号元素是铜元素。(1) 电负性最大的是氯元素，M层有7个电子，其基态原子的价电子排布图如下：3s3p第一电离能最小的是铜元素。(2) 卤族元素的氢化物沸点由高到低的顺序是HFHIHBrHCl，HF分子之间形成氢键使其熔、沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。(3) 图1为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化。(4) 铜晶胞为面心立方最密堆积，图2醋酸铜晶胞中碳氧双键、碳氢键为极性键，碳碳键为非极性键，铜氧间是配位键。选。(5) 首先形成Cu(OH)2蓝色沉淀
45、，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。反应的离子方程式为Cu2+2NH3H2OCu(OH)2+2N、Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH-。2(1) 不正确C60是分子晶体，熔化时不断开CC键(2) NCSi30(3) NNCO金属键(4) 3.0310-1083【解析】(1) 因为C60是分子晶体，熔化时不断开CC键，熔点较低。(2) 非金属性越强电负性越强，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是NCSi；Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，说明硅原子跟相邻的3个硅原子形成3个键和1个键，即2个硅原子1个键，
46、则Si60分子中键的数目为30。(3) CO的一种常见等电子体分子为N2，结构式为NN。两者相对分子质量相同(28)，且两者都是双原子分子，但CO是极性分子而N2是非极性分子，在其他条件相同下，极性分子的相互吸引力大于非极性分子，故极性分子CO的沸点较高。反应过程中，断裂的化学键只有配位键，生成了铁单质，所以形成了金属键。(4) NixO晶体晶胞结构为NaCl型，晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为晶胞面对角线的，即4.2810-10=3.0310-10m。设Ni0.88O中Ni2+、Ni3+个数分别为a、b，根据化合价得0.88=2，解得=。3(1) M9(2) 3d1s22s22p63s23
47、p63d104s1 (或 Ar3d104s1)(3) sp2四面体 (4) -(5) CuFeS2=4.66(4.64.7之间即可)【解析】A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布为1s22s22p2，C原子核外电子排布为1s22s22p4，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；C、D同主族，则D为S元素；E、F都是第4周期元素，E原子核外有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全
48、充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素。(1) 基态S原子中电子占据的最高能层为第3能层，符号M，该能层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，共有9 个原子轨道。(2) Fe2+的价层电子排布为3d6，其价层电子排布图是3d，F为Cu元素，原子核外有29个电子，原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1。(3) 碳元素的最高价氧化物对应水化物为H2CO3，中心C原子形成1个CO键、2个CO键，没有孤电子对，C原子采取sp2杂化方式；B的气态氢化物为NH3，NH3分子中N原子价层电子对数=3+=4，其VSEPR模型为四面体形。(4) 与CO2互为等电子
49、体，可知SCN-电子式与CO2相同，参照CO2的电子式写出电子式为C-。(5) 晶胞中D(S)原子位于晶胞内部，原子数目为8个，E(Fe)原子6个位于面上、4个位于棱上，E(Fe)原子数目=6+4=4，F(Cu)原子4个位于面上、1个在晶胞内部、8个位于顶点上，F(Cu)原子数目=4+1+8=4，晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=448=112，故该晶体的化学式为CuFeS2，该晶体的密度d=4.66 gcm-3。4(1) 1s22s22p63s23p63d5(或 Ar3d5)(2) ad(3) sp3K2CuCl3(4) 6.051023【解析】(1) 铁的化合价为+3价，铁离子的电子排布式
50、为1s22s22p63s23p63d5或 Ar3d5。(2) a. 晶体中都存在配位键和离子键，故正确；b. Cu(NH3)4SO4中铜离子和氨分子之间形成配位键，不存在NH3分子，其水溶液中也不含有大量NH3分子，故错误；c. 三种物质的组成元素中第一电离能最大的是氟元素，故错误； d. K4Fe(CN)6 与Na3AlF6 的中心离子具有相同的配位数6，故正确。(3) a位置上Cl原子形成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化轨道类型为sp3；一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，其化学式为K2CuCl3。(4) 根据铜晶胞为面心立方最
51、密堆积，由边长可计算出晶胞的体积V=(361 pm)34.7010-23 cm3，m=V=9.00 gcm-34.7010-23 cm3=4.2310-22 g，铜的晶胞为面心立方堆积，每个面的顶点和面心分别有一个铜原子，一个铜晶胞中含有的铜原子数为8+6=4(个)，a=2d，d= pm；NA=64 gmol-1(4.2310-22 g)6.051023 mol-1。5(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1(或Kr4d105s25p1 ) (2) As SeBr (3) 平面正三角形 (4) 硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，范德华力增强，熔、沸点升高
52、 (5) sp3 (6) Cu+H2O2+4NH3H2OCu(NH3)42+2OH-+4H2O (7) 13【解析】(1) 铟是第5周期元素，最外层3个电子，则铟基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1或Kr4d105s25p1 。(2) 同周期元素的电负性随核电荷数的增大而增强，所以三种元素的电负性从小到大的顺序是As SeCl正四面体sp3(4) Na2O8离子晶体【解析】M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序数依次递增的前4周期元素。M原子最外层电子数为内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则M为氧元素；N的焰色反应
53、呈黄色，则N为Na；O的氢化物是一种强酸，其浓溶液可与M、Q的化合物反应生成O的单质，可推知O为Cl、Q为Mn；P是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，则P为Cr。(1) 由上述分析可知，元素Q为锰，P的价层电子排布式为3d54s1。(2) HF分子间存在氢键，而HCl分子间无氢键，故HCl的沸点比HF的低。(3) O、Cl元素形成的氧化物中Cl元素表现正化合价，故O原子对键合电子的吸引力更强，故电负性：OCl；Cl的最高价含氧酸根为Cl，Cl原子孤电子对=0，价层电子对数为4，故其空间构型为正四面体，其中心原子的杂化类型为sp
54、3。(4) 晶胞中含有8个Na原子，O原子位于顶点与面心，晶胞中含有O原子数目为8+6=4，故该晶胞的化学式为Na2O；以晶胞中上面心M离子为研究对象，晶胞中每个M离子周围最近的N离子有8个，M离子的配位数为8；该晶体为离子晶体。7(1) 1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2) HF(3) 高由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，Cu2O晶格能大于Cu2S晶格能，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高(4) 4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O【解析】(1) Cu的原子序数为29，失去1个电子后核外电子数为28，则Cu+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p
55、63d10。(2) 与OH-互为等电子体的分子中含2个原子、价电子数为8，则HF分子符合。(3) 二者均为离子化合物，且离子所带电荷相同，由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，Cu2O晶格能大于Cu2S晶格能，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。(4) 向反应液中加少量FeSO4作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜，结合第2步铁离子与Cu反应，可知第l步反应为亚铁离子与氧气反应生成铁离子，该反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。8(1) (2) 直线形11(3) 【解析】(1) 根据元素周期律，同一周期元素从左向右，电负性逐渐增大，所以电负性：CN。(2) 根据乙炔的构型可知氰基辛四炔的分子是直线形；根据氰基辛四炔的结构可知分子中有4个碳碳三键、一个碳氮三键和五个单键，每个三键中有两个键和一个键，所以分子中键与键数目之比为11。(3) 卟吩分子内氢键存在于氮原子和连在氮原子上的氢原子之间，如图。
