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第十一章 物质结构与性质第一板块教材复习课原子结构与性质原子核外电子排布1能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数能层一二三四五能层符号KLMNO能级符号4f5s 5p轨道数1131351357最多电子数2142502原子轨道原子轨道3基态原子核外电子排布的三个原理(1)能量最低原理电子总是先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。即原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图：(2)泡利原理在一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。(3)洪特规则当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，并且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。4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Ne3s23p4电子排布图(轨道表达式)外围(价)电子排布式3s23p45原子状态与原子光谱(1)原子的状态基态原子：处于最低能量的原子。激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级状态的原子。(2)原子光谱不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。(3)基态、激发态及光谱示意图对点练习1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)p能级能量一定比s能级的能量高()(2)某原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多()(3)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多()(4)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等()(5)磷元素基态原子的电子排布图为 ()(6)Cr原子有6个未成对的电子()2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A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，A错误；对于C原子来说，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，B正确；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，电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理，C正确；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，D正确。3(2018太原模拟)下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是()解析：选DA项2p、3s能级应为；B项2p、3s能级应为；C项2p、3s能级应为；D项正确。4下列关于钠元素的几种表达式错误的是()ANa的电子排布图：BNa的结构示意图：CNa的电子排布式：1s22s22p53s2DNa的简化电子排布式：Ne3s1解析：选CA项，钠离子核外电子数为10，核外电子排布式为1s22s22p6，电子排布图：；B项，Na的结构示意图为；C项，基态Na原子的电子排布式：1s22s22p63s1，错误；D项，Na的简化的电子排布式：Ne3s1。原子结构与元素的性质1原子结构与元素在周期表中的位置关系(1)原子结构与周期表的关系周期能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二23He2s1101s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的价电子排布特点主族：主族AAAAAAA排布特点ns1ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np50族：He：1s2；其他：ns2np6。过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。(3)元素周期表的分区根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区2原子半径(1)影响因素(2)变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。3电离能(1)含义第一电离能：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需要的最低能量，符号，单位kJmol1。(2)规律同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。同种原子：逐级电离能越来越(即I1I2I3)。(3)应用判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属原子越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。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。如钠元素I2I1，所以钠原子的最外层电子数为1，其化合价为。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，当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。判断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。4电负性(1)含义：不同元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越。(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。(3)变化规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐变小。(4)应用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。如右所示。对点练习1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期A族，是s区元素()(2)电负性大的元素非金属性强()(3)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大()(4)在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越大()(5)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价()2下列图示中纵坐标是表示元素的电负性数值，横坐标表示同一主族的五种元素的序数的是()解析：选B同一主族从上至下，元素的电负性逐渐减小，B图符合。3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I1I2I3解析：选B同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但由于A族元素的ns2全充满、A族元素np3半充满稳定状态，导致其第一电离能高于相邻主族元素，因此B项说法错误。4(2018天水模拟)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()A最高正化合价：B原子半径：C电负性：D第一电离能：解析：选D根据核外电子排布式可知是S，是P，是F。F无正价，A错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：，B错误；同周期自左向右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，则电负性：，C错误；同周期自左向右第一电离能呈增大趋势，但P的3p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于S，则第一电离能：，D正确。分子结构与性质共价键1共价键(1)共价键的本质与特征本质：两原子之间形成共用电子对。特征：具有方向性和饱和性。(2)共价键的分类分类依据类型及特点形成共价键的原子轨道重叠方式键原子轨道“头碰头”重叠键原子轨道“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移(3)判断共价键类型的方法键与键的判断a由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。b由物质的结构式判断通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键和两个键。c由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。极性键与非极性键的判断看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。(4)键参数概念键参数对分子性质的影响2配位键与配位化合物(1)配位键“电子对给予接受键”称为配位键。(2)配位键的表示方法如：AB，其中A表示提供孤电子对的原子，B表示提供空轨道的原子。(3)配位化合物定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。形成条件：组成：对点练习1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在所有分子中都存在化学键()(2)共价键的成键原子只能是非金属原子()(3)H2分子中的共价键不具有方向性()(4)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍()(5)键能单独形成，而键一定不能单独形成()(6)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转()(7)NH4Cl中存在离子键、极性共价键和配位键()2(2018洛阳模拟)下列说法中不正确的是()A键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠B共价化合物分子的键能越大，键长越长，则分子越稳定C2个原子形成多个共价键中，只有一个键，而键可以是一个或多个D形成共价键时键与键重叠程度越大，体系能量越低，键越稳定解析：选B键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠，A正确；键能越大，键长越短，共价分子越稳定，B错误；如2个N形成的N2分子中，只有一个键，有2个键，C正确；形成共价键时键与键重叠程度越大，键越稳定，体系能量越低，D正确。3NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，其充分的理由是()ANH3分子是极性分子B分子内3个NH键的键长相等，键角相等CNH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于107.3DNH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于120解析：选C若NH3分子是平面正三角形结构，三个NH键键长相等，键角是120；若NH3分子是三角锥形结构，三个NH键键长相等，键角为107.3，C项正确。4向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是()A反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变B沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子Cu(NH3)42C配位化合物中只有配位键D在Cu(NH3)42配离子中，Cu2给出孤电子对，NH3提供空轨道解析：选B反应过程：Cu2NH3H2O,Cu(OH)2NH3H2O,Cu(NH3)42，A错误，B正确；如配位化合物Cu(NH3)4SO4中含有离子键、共价键和配位键，C错误；在Cu(NH3)42中，Cu2提出空轨道，NH3分子中的N原子给出孤电子对，D错误。分子的立体构型1价层电子对互斥理论(1)理论要点价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。(2)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系价层电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例键角220直线形直线形BeCl2180330三角形平面三角形BF312021形SnBr2105440四面体形正四面体形CH41092831三角锥形NH310722形H2O1052杂化轨道理论(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角分子立体构型实例sp180直线形BeCl2sp2120平面三角形BF3sp310928正四面体形CH4(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数中心原子的孤电子对数中心原子的键个数。3等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质，如CO和N2。对点练习1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)CH4与NH互为等电子体()(2)杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对()(3)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构()(4)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化()(5)HCHO分子中碳原子为sp2杂化，分子为平面三角形()(6)SO中中心原子孤电子对数为0，中心原子为sp3杂化()(7)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小()2(2018盐城模拟)在乙烯分子中有5个键、一个键，它们分别是()Asp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键CCH之间是sp2形成的键，CC之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DCC之间是sp2形成的键，CH之间是未参加杂化的2p轨道形成的键解析：选A乙烯分子中存在4个CH键和1个C=C双键，没有孤对电子，C原子采取sp2杂化，CH之间是sp2形成的键，CC之间有1个是sp2形成的键，另1个是未参加杂化的2p轨道形成的键。3下列描述中正确的是()ACO2分子的立体构型为V形BClO的立体构型为平面三角形CSF6中每个原子均满足最外层8电子稳定结构DSiF4和SO的中心原子均为sp3杂化解析：选DA项，CO2中C原子上价层电子对数为2，没有孤电子对，为直线形分子；B项，ClO中Cl原子上价层电子对数为4，有1对孤电子对，为三角锥形分子；C项，SF6中，S原子最外层不是8电子结构；D项，SiF4和SO中，Si原子和S原子上价层电子对均为4，均采用sp3杂化，正确。4(2018兰州模拟)关于原子轨道的说法正确的是()A凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体BCH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合形成Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键解析：选C中心原子采取sp3杂化后，与4个相同的原子成键形成的分子为正四面体，A项错误；CH4分子中sp3杂化轨道是由C原子的1个2s轨道与3个2p轨道混合形成的，B错误，C正确；如SO3分子中，S原子采用sp2杂化，D错误。5根据等电子原理写出下列分子或离子的立体构型。(1)N2O_；(2)H3O_；(3)O3_； (4)NO_。解析：根据等电子原理，N2O的等电子体为CO2，故N2O的立体构型为直线形；同理，H3O的等电子体为NH3，立体构型为三角锥形；O3的等电子体为SO2，立体构型为V形；NO的等电子体为BF3，立体构型为平面三角形。答案：(1)直线形(2)三角锥形(3)V形(4)平面三角形分子间作用力与分子性质1分子间作用力(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱：范德华力氢键化学键。(4)范德华力：一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，范德华力逐渐增大。范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越大，物质的熔点、沸点越，硬度越。(5)氢键形成：已经与电负性很的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为祼露的质子)与另一个电负性很大的原子之间的作用力，称为氢键。表示方法：AHB(A、B是电负性很大的原子，一般为N、O、F三种元素；A、B可以相同，也可以不同。)特征：具有方向性和饱和性。分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。2分子的性质(1)分子的极性类型非极性分子极性分子形成原因正电中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中心不重合的分子存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键分子内原子排列对称不对称(2)分子的溶解性“相似相溶”的规律：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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)分子的手性手性异构(对映异构)：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠的现象。手性分子：具有手性异构体的分子。手性碳原子：在有机物分子中，连有个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如(4)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，酸性越强，如酸性：HClOHClO2HClO3HClO4。极性分子的判断方法(1)分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定极性键极性分子极性键或非极性键非极性分子(2)判断ABn型分子极性的经验规律若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。 对点练习1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)氢键是氢元素与其他元素形成的化学键()(2)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键()(3)氢键具有方向性和饱和性()(4)乙醇分子和水分子间只存在范德华力()(5)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键()(6)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键()(7)极性分子中可能含有非极性键()2若不断地升高温度，实现“雪花水水蒸气氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是()A氢键；范德华力；极性键B氢键；氢键；非极性键C氢键；极性键；范德华力D范德华力；氢键；非极性键解析：选A雪花水，破坏氢键，水水蒸气，破坏范德华力，水蒸气O2和H2，破坏OH极性键。3下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()ACO2、H2SBC2H4、CH4CCl2、C2H2 DNH3、HCl解析：选BA项，CO2为含有极性键的非极性分子，H2S为含有极性键的极性分子；C项，Cl2中不含极性键，C2H2为含有极性键的非极性分子；D项，NH3、HCl分子都是极性分子。晶体结构与性质晶体与晶胞1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较比较晶体非晶体结构特征线构粒子周期性有序排列结构粒子无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性实例冰、NaCl、Fe玻璃、石蜡两者区别方法间接方法：测定其是否有固定的熔点科学方法：对固体进行X射线衍射实验(2)获得晶体的三条途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。2晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列“无隙并置”。“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)形状：一般而言晶胞都是平行六面体。(4)晶胞中粒子数目的计算均摊法如图：当晶胞为六棱柱时，其顶点上的粒子被6个晶胞共用，每个粒子属于该晶胞的部分为，而不是。对点练习1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)固态的SiO2一定是晶体()(2)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列()(3)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(4)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”()(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定有无固定熔点()2(2018银川校级期中)某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其原子排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未画出)。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为()A131B231C221 D133解析：选A所给晶体的结构单元中，含A原子数81，含B原子数63，含C原子数1，即N(A)N(B)N(C)131，A项符合。3(2018赣州模拟)某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为()AB2A BBA2CB7A4 DB4A7解析：选BA在正方体内，晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占有；B分别在顶点和面心，顶点上的离子被1个晶胞占有，面心上的离子被1个晶胞占有，所以1个晶胞实际占有的B离子为864，则该晶体的化学式为BA2。四类晶体的组成和性质1金属键、金属晶体(1)金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。(2)本质电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。(3)金属晶体的物理性质及解释2离子晶体的晶格能(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为kJmol1。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越。离子的半径：离子的半径越，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越。3四种晶体类型的比较晶体类型比较项目分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及实例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如Na2O)、强碱(如KOH)、绝大部分盐(如NaCl)4常见原子晶体、分子晶体、离子晶体的模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为10928(3)最小碳环由个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条CC键的形成，C原子数与CC键数之比为SiO2(1)每个Si与个O以共价键结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si,4个“O”，N(Si)N(O)12(3)最小环上有个原子，即6个O,6个Si分子晶体干冰(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有个离子晶体NaCl(型)(1)每个Na(Cl)周围等距且紧邻的Cl(Na)有6个。每个Na周围等距且紧邻的Na有个(2)每个晶胞中含个Na和个ClCsCl(型)(1)每个Cs周围等距且紧邻的Cl有个，每个Cs(Cl)周围等距且紧邻的Cs(Cl)有个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs、1个Cl5常见金属晶体的原子堆积模型结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积Cu、Ag、Au12体心立方堆积Na、K、Fe8六方最密堆积Mg、Zn、Ti126石墨晶体石墨晶体是混合型晶体，呈层状结构。同层内碳原子以共价键形成正六边形平面网状结构，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是，C原子采取的杂化方式是sp2杂化。层与层之间以范德华力结合。所以石墨晶体熔、沸点很高，但硬度不大，有滑腻感，能导电。对点练习1根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中错误的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/810710190(5101 kPa)682 300沸点/1 4651 418182.7572 500ASiCl4是分子晶体B单质B是原子晶体CAlCl3加热能升华DMgCl2所含离子键的强度比NaCl大解析：选DA项，SiCl4的熔、沸点较低，是分子晶体，正确；B项，单质B熔、沸点较高是原子晶体，正确；C项，AlCl3的沸点比熔点高，加热能升华，正确；D项，MgCl2的熔、沸点低于NaCl，则其所含离子键的强度比NaCl小，错误。2下列物质的熔点高低顺序正确的是()AN2O2F2BLiNaKRbCMgOH2ON2O2 D金刚石生铁纯铁钠解析：选BA项，N2、O2、F2相对分子质量增大，分子间范德华力增大，熔点N2O2F2，错误；C项，相对分子质量O2N2，范德华力O2N2，熔点O2N2，错误；D项，熔点：纯铁生铁钠，错误。3下列关于晶体的叙述中，不正确的是()A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环其中最小环有6个碳原子B在氯化钠的晶体中，每个Na或Cl的周围都紧邻6个Cl或NaC在氯化铯晶体中，每个Cs周围都紧邻8个Cl，每个Cl周围也紧邻8个CsD在干冰的晶体中，每个CO2分子周围都紧邻4个CO2分子解析：选D在干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻的CO2分子数为12，D项不正确。4有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是()A为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积B每个晶胞含有的原子数分别为1个，2个，2个，4个C晶胞中原子的配位数分别为6，8，8，12D空间利用率的大小关系为解析：选BA项，为体心立方堆积，为六方最密堆积，错误；C项，晶胞中原子配位数为12，错误；D项，空间利用率，错误。5下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()SiO2和SO3晶体硼和HClCO2和SO2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和碘ABC D解析：选C属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘，属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石，但晶体氖是由稀有气体分子构成的，分子间不存在化学键。6A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期主族元素。A、C、D可形成常见的气态单质，A、E最外层电子数与其电子层数相等。B、F同主族，B元素基态原子的核外电子平均分布在3个不同的能级上。C元素原子的最高能级上有3个未成对电子。F的一种单质与FD2晶体类型相同。(1)A分别与B、F形成的最简单化合物相比较，影响沸点高低的主要作用力是_。(2)写出D的基态原子的核外电子排布式：_。(3)BD2在高温、高压下所形成的晶胞如图所示，该晶体中B原子的杂化方式为_。(4)由上述5种元素中的1种或几种形成的、与C的单质互为等电子体的物质是_(填化学式)。(5)在E的化合物E2Cl6中存在的化学键有_(填字母)。a极性键 b非极性键c配位键d键e键解析：由题意可知，A、B、C、D、E、F分别为H、C、N、O、Al、Si元素。(1)H和C、Si元素形成的简单化合物分别为CH4、SiH4，两种物质的分子间只存在范德华力，影响相应物质的沸点高低。(2)基态O原子核外有8个电子，分布在1s、2s、2p能级轨道上，则其核外电子排布式为1s22s22p4。(3)由CO2在高温、高压下形成晶体的结构可知，每个C原子与周围4个O原子形成CO键，故C原子采取sp3杂化。(4)与N2互为等电子体的分子(或离子)符合条件：含有2个原子、价电子总数为10，符合条件的分子(或离子)有CO、NO、CN等。(5)Al2Cl6分子中含有AlCl键，属于极性共价键，也属于键。每个Al原子只能形成3个AlCl键，故Al与Cl原子之间还存在配位键。答案：(1)范德华力(2)1s22s22p4(3)sp3杂化(4)CO(答案合理即可)(5)acd第二板块高考研究课考 纲 要 求高 频 考 点原子结构与性质1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。2了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。4了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。1.考查电子排布式、轨道表达式的书写5年5考2.考查电离能、电负性大小的比较及应用5年5考分子结构与性质1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2了解共价键的形成、极性、类型(键和键)，了解配位键的含义。3能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。4了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。5能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。6了解范德华力的含义及对物质性质的影响。7了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。1.微粒间作用力的判断及应用5年4考2.分子的立体结构和杂化类型的判断5年5考晶体结构与性质1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3了解分子晶体结构与性质的关系。4了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。5理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。了解分子晶体结构与性质的关系。6了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。1.晶体类型与性质的判断5年3考2.晶体的计算5年5考看两年真题怎么考1(2017全国卷)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_ nm(填标号)。A404.4B553.5C589.2 D670.8E766.5(2)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_。(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_ nm，与K紧邻的O个数为_。(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。解析：(1)当对金属钾或其化合物进行灼烧时，焰色反应显紫红色，紫色光的辐射波长范围为400 nm430 nm。(2)基态K原子核外有4个能层：K、L、M、N，能量依次增高，处于N层上的1个电子位于s轨道，s电子云轮廓图形状为球形。金属原子半径越小、价电子数越多，金属键越强，其熔沸点越高。(3)I中I原子为中心原子，则其孤电子对数为(712)2，且其形成了2个键，中心原子采取sp3杂化，I空间构型为V形结构。(4)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即0.446 nm0.315 nm。由于K、O分别位于晶胞的顶角和面心，所以与钾紧邻的氧原子有12个。(5)想象4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。答案：(1)A(2)N球形K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)体心棱心2(2017全国卷)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号)A中心原子的杂化轨道类型B中心原子的价层电子对数C立体结构D共价键类型R中阴离子N中的键总数为_个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N中的大键应表示为_。图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH)NHCl、_、_。(4)R的晶体密度为d gcm3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_。解析：(1)根据构造原理可知氮原子价电子排布式为2s22p3，根据洪特规则和泡利原理可写出其价电子的轨道表达式 (2)从图(a)可以看出：除N外，同周期元素随核电荷数依次增大，E1逐渐增大，这是因为随原子半径逐渐减小，结合一个电子需要释放出更多的能量；N原子的2p轨道处于半充满状态，不易再结合一个电子，故E1呈现异常。(3)结合图(b)可知：晶体R中两种阳离子为NH和H3O，其中心原子均采取sp3杂化；NH中成键电子对数为4，H3O中含1个孤电子对和3个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NH和H3O分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。从图(b)可以看出：阴离子N呈五元环状结构，其含有的键总数为5个；N中参与形成大键的电子数为6，故可将其中的大键表示为。根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况，因此氢键的表示式还有(H3O)OHN(N)、(NH)NHN(N)。(4)该晶胞的体积为(a107 cm)3，根据M(a107)3d，可求出y或1021。答案：(1) (2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子(3)ABDC5(H3O)OHN(N)(NH)NHN(N)(4)3(2017全国卷)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：(1)Co基态原子核外电子排布式为_。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_，基态原子核外未成对电子数较多的是_。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是_。(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了键外，还存在_。(5)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm，则r(O2)为_ nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a0.448 nm，则r(Mn2)为_ nm。解析：(1)根据构造原理可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。O是非金属元素，而Mn是金属元素，前者易得电子而不易失电子，后者则反之，所以O的第一电离能大于Mn的。Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4，前者的3d轨道中5个电子均未成对，后者的2p轨道中有2个电子未成对，所以Mn的基态原子核外未成对电子数较多。(2)CO2中C的价层电子对数为2，故为sp杂化；CH3OH分子中C的价层电子对数为4，故为sp3杂化。(3)水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇多，则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体，但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气，所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。(4)Mn(NO3)2是离子化合物，存在离子键；此外在NO中，3个O原子和中心原子N之间还形成一个4中心6电子的大键(键)，所以Mn(NO3)2中的化学键有键、键和离子键。(5)因为O2采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2半径的4倍，则有 4r(O2)22a2，解得r(O2)0.420 nm0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2)2r(O2)a，代入数据解得r(Mn2)0.076 nm。答案：(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大，范德华力较大(4)离子键和键(键)(5)0.1480.0764(2016全国卷)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar_，有_个未成对电子。(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔点/49.526146沸点/83.1186约400(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为；C为。则D原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。解析：(1)锗元素在周期表的第四周期、第A族，因此核外电子排布式为Ar3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子。(2)锗虽然与碳为同族元素，但比碳多了两个电子层，因此锗的原子半径大，原子间形成的单键较长，pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键。(3)由锗卤化物的熔沸点由Cl到I呈增大的趋势且它们的熔沸点较低，可判断它们均为分子晶体，而相同类型的分子晶体，其熔沸点取决于相对分子质量的大小，因为相对分子质量越大，分子间的作用力就越大，熔沸点就越高。(4)Zn和Ge为同周期元素，Ge在Zn的右边，因此Ge的电负性比Zn的强；O为活泼的非金属元素，电负性强于Ge和Zn，因此三者电负性由大至小的顺序为O、Ge、Zn。(5)Ge单晶为金刚石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为sp3，因此Ge原子的杂化方式也为sp3。微粒之间存在的作用力为共价键。(6)根据题给图示可知，D原子的坐标参数为。每个晶胞中含有锗原子81/861/248(个)，每个晶胞的质量为，晶胞的
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