专题1第5讲物质结构与性质中的常考问题

1、第五讲 物质结构与性质(选考)中的常考问题1. ( 2012 浙江自选，15)(1)可正确表示原子轨道的是 。A. 2s B . 2d C . 3px D . 3f(2) 写出基态镓(Ga)原子的电子排布式： 。(3) 下列物质变化，只与范德华力有关的是 。A干冰熔化B. 乙酸汽化C. 乙醇与丙酮混溶9 CHaII /D. HCX 涪于水Xch3E. 碘溶于四氯化碳F. 石英熔融下列物质中，只含有极性键的分子是 ，既含有离子键又含有共价键的化合物是；只存在d键的分子是,同时存在 d键和n键的分子是A. N2B. CQC. CHCI2D. CHE. Cn F. CaCbG. NH4Cl用“”、“

2、v”或“=”填空：第一电离能的大小：MgAl;熔点的高低： KClMgO2. (2011 山东理综，32)氧是地壳中含量最多的元素。(1) 氧元素基态原子核外未成对电子数为 个。(2) H 2O分子内的C H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为HO/的沸点比-OH原因是(3) H +可与 HO形成HO, HO中O原子采用 杂化。HO中H O- H键角比H2O中H- C H键 角 大，原 因 为_ 3 (4) CaO与NaCI的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g cm , NA表示阿伏加德罗常数，则 CaO晶胞体积为 cm o考查形式押轴大题(填空题形式)考向曝光原子结构与性质

3、是选考大题，主要有以下出题方向，选修本模块的学生在二轮复习时加以关注：1.核外电子排布式及核外电子轨道排布图的书写。2 晶体类型和化学键类型的判断。3 .物质熔沸点高低的比较及解释有关生活中的化学问题。4. 电离能和电负性大小的比较及其应用。5. 杂化轨道类型及分子空间构型的判断。6 晶胞的结构与推算。预计.2013高考仍会延用当前的考查形式与命题方式以新颖的情境，.考查基本的应用。1 原子结构与元素的性质(1) 了解原子核外电子的能级分布，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

4、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。2 化学键与物质的性质(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) 了解共价键的主要类型b键和n键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。(3) 了解简单配合物的成键情况。(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。(6) 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp , sp2, sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者

5、离子的空间结构。3分子间作用力与物质的性质(1) 了解化学键和分子间作用力的区别。(2) 了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。(3) 了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。知识必记1 基态原子的核外电子排布(1) 排布规律 能量最低原理：原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge: 泡利原理：每个原子轨道上最多容纳2个自旋状态 的原子。 洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。洪特规则特例：能量相同的轨道处于全充满、半充满或全空的状态时原子是比较稳定的。Cr： 1s22s22p6

6、3s23p63d44s2 x女口2小 26265,1/Cr: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s V2只26269,2Cu： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4sxCu： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s V(2) 表示形式 电子排布式：用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数。如K:1s22s22p63s23p64s1 或Ar4s 1。 电子排布图，每个小框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如碳原子：2元素第一电离能的周期性变化(1) 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现 的趋势，稀有气体元素的第一电离能 ，碱金属元素的第一电离能 。 同一主族，随

7、着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐(3) 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。3元素原子电负性的周期性变化元素原子的电负性越大，原子吸引键合电子的能力越强。同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐 ;同一主族，元素的电负性从上到下逐渐 。4.共价键(1) 分类 共价键电子云重叠方式d键和n键共用电子是否偏移非极性键和极性键共用电子对数 配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对，另一

8、方(B)具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A-t B。键能(2) 键参数键长键角5 分子的立体结构(1) 价层电子对互斥理论几种分子或离子的立体构型分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数分子或离子的立体构型名称CO02直线形SQ13V形H2O24V形BF303平面二角形CH04正四面体形nhT04正四面体形NH14三角锥形(2)杂化轨道理论常见杂化轨道类型与分子构型规律杂化轨道参加杂化的原子轨道分子构型示例类型sp1个s轨道，1个p轨道直线形CO、BeCb、HgCl2sp1个s轨道，2个p轨道平面三角形BF3、BCl3、HCHOsp31个s轨道，3个p轨道等性杂化正四面体C

9、H、CCI4、nHi不等性杂化具体情况不同NH(三角锥形)H 2S、H2O(V 形)6.晶体熔、沸点高低的比较不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，汞、铯等沸点很低。原子晶体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。(3) 离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgGNaCICsCI。分子晶体 分子间作用力越大，物质的熔、沸点就越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。女口 H2OHTeH

10、2SeH2S。 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnHGeHSiHCH。 组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，女口 CON, CHOHCHCH。(5) 金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。技能必备1 判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法(1) 根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原

11、子发生sp杂化。(2) 根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为109 28，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120,则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180,贝U 分子的中心原子发生 sp杂化。(3) 记住常见的一些典型分子中中心原子的杂化方式。2.晶体中微粒的计算方法均摊法臣则；晶胆任意位置上旳一个厲子如果是被”个晶范所共有:那么，每小晶抱对这个序子分得的份额就是丄IpTK方体(包括立方体)晶雀中不同位胃的粒子数的计箕过于顶点一同龙&亍品廷所共有,+粒子该晶胞非长方体聶迥中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞 每一层内碳廉子排成六边开其厲点(L个

12、碳更子) 被三于卞边形井有，每亍六边形占3常考问题11对基态原子核外电子排布及元素性质的考查【题型1】(2012 淄博质检)A、B、C、D E、F代表6种元素。请填空：(1) A元素基态原子的最外层有2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 ；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(5) F元素的原子最外层电子排布式为

13、nsnnpn+1,贝U n=;原子中能量最高的是电子。破题关键(1)A元素基态原子次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电子层，由题意可写出其电子排布图为：ff，则该元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为 C,另外氧原子同样也符合要求, 其电子排布图为：fJ fJfJIff(2) B、&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号元素铁。(4) 根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s

14、22p63s23p63d104s1，该元素为 29 号 Cu(5) s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n=2,所以元素F的原子最外层电子排布式为 2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可 知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。答案(1)C 或 O (2)Cl K(3) Fe1s22s22p63s23p63d64s2 或Ar3d 64s2(4) Cu1s22s22p63s23p63d104s1 或Ar3d 104s1基态原子核外电子排布常见表示方法及易错点1. 表示方法(以硫原子为例)表示方法举例原子结构示意图电子式 S 电子排布式1s22s22p6

15、3s23p4或Ne3s 23p4电子排布图2. 常见错误【提升1】W有关它们的（2012 安徽江南十校二次联考 ）原子序数小于36的四种元素X、Y信息如下表所示：丿元素部分结构知识部分性质XX原子核外电子排布在三个能级上，且有三个电子能量相同X有多种氧化物，如 XO XQ、XzQ等；通常情况下 XQ与Q4共存YY原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍Y是形成化合物种类最多的元素ZZ原子的最外层电子数多于4Z兀素的最咼正化合价与最低负化合价代数和等于6WW勺一种核素质量数为 52,中子数为28+ 6价W的化合物有强氧化性， 可用于皮革加工、吹气法检查司机是否酒驾等请填写下列空白(答题时X、Y、

16、Z、W用相应的元素符号)：X单质分子的电子式是 ,6键和n键的个数比是。(2) Z元素原子最外层共有 种不同运动状态的电子。Z的氢化物液态时(填“能”或“不能”)导电。W的 基 态 原 子 核 外 电 子 排 布 式 是 金属Pt采用“ABCABC”型堆积方式，抽出一个晶胞，其正确的是 (4) 氙的含氧化合物主要有XeO和XeO，它们都有很强的氧化性，XeG的分子构型是，XeQ中Xe原子的杂化类型是 ，与XeO4分子互为等电子体的离子有 (填一种)。破题关键(1)由于氙能合成出多种化合物，说明氙气的化学性质相对活泼，因此选B。 从题中得出信息：XePtF 6为离子型化合物，外界和内界之间通过离

17、子键结合，Pt和配体氟离子通过配位键结合。(3)ABCABC型堆积方式的晶体中晶胞呈面心立方结构。XeOs分子中Xe原子周围还有一对孤对电子，因此分子构型为三角锥形，XeQ分子中无孤对电子，因此为正四面体形结构，Xe原子杂化类型为sp3。答案 (1)5s 研究报告指出：“关于 XePtF6”的化合价有XePt Fe、XePt Fe两种可能，经证实XePtF6不溶于CCI4等非极性溶剂。”据此可确定XePtF6中化学键类型为 。5p6 B (2)离子键、配位键(3)C 三角锥形 sp3 SO(或PQ、CIQ4等)价层电子对的空间构型与分子构 型的关系(1) 当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致

18、；(2) 当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。【提升2】(1)( 2012 宝鸡质量检测)A、B、C、D E、F六种元素的原子序数依次递增。已知：F的原子序数为25，其余均为短周期元素；元素 A与元素B同周期，元素 A 与元素E同主族，且 A B E三原子p轨道上均有2个未成对电子；元素 C、D E在同一 周期，且C原子中没有未成对电子。请回答下列问题：(1) 元素A与元素B的电负性大小比较为 ;元素C与元素D的第一电离能的大小比较为： (填入相应的元素符号)。(2) F的 核外电子排布 式为(3) 元素B与元素E形成的晶体所属的晶体类型为 晶体，在该晶体中原子间形成的共价键属于(从下列

19、选项中选出正确类型)。A.b键 B.n键C.既有d键，又有n键由氢元素与A、B两元素共同构成的相对分子质量为30的分子里中心原子的杂化轨道类型为 ，分子的空间构型为 。(5) 根据等电子原理，写出由元素A与元素B构成的一种双原子极性分子的结构式为常考问题13对晶胞结构及晶胞的计算的考查【题型3】(2012 山东潍坊模拟)2011年3月11日日本发生了级强地震。福岛第一核电站1号机组12日下午发生氢气爆炸。随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘-131和铯-137,碘-131 一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。日本政府计划向核电站附近居 民发放防止碘-131辐射的药物碘片。(1)Cs(铯

20、)的最外层电子排布式为 6s1，与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元 素A、B、C的电离能如下表：兀素代号ABC第一电离能(kJ mol )520496419那么三种元素 A、B C的元素符号分别为，形成其单质晶体的化学键类型是(2) F与I同主族，BeF2与HzO都是由三个原子构成的共价化合物分子，两者分子中的中心原子Be和0的杂化方式分别是 、。(3) 与碘同主族的氯具有较高的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物、非金属氯化物等。BCI3是一种非金属氯化物，该物质分子中B Cl键的键角为 。(4) 碘-131是碘单质，其晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有 个I 2分子；KI

21、的晶胞结构如图乙所示，每个K紧邻个I。1破题关键 (1)由铯的最外层电子排布式为6s，可知A、B C为第I A族元素，而I A族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K又由提供的 A B的第一电离能的差值与B C的第一电离能的差值相差不大可知，A、B、C中不可能有氢元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故A B C分别为Li、Na K。(2)BeF 2分子内中心原子为 Be,其价电子数为2, F提供2个电子，所以Be原子的价层2 + 2电子对数为一厂=2, Be的杂化类型为sp杂化；HO分子的中心原子为 0,其价电子数为6,H提供2个电子，所以O的价层电子对数为 一厂=4,

22、O的杂化类型为sp3。(3)硼原子价电子数为3, Cl提供3个电子，硼原子的价层电子对数为因价层电子对中没有孤对电子，故BCl3为平面正三角形结构，分子中B Cl键的键角为120。(4) 由碘晶胞可知，I 2在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有 4个I 2分子;KI晶胞与NaCI晶胞结构相似，每个K*紧邻6个3答案 （1）Li、Na K 金属键 （2）sp sp （3） 120（4）46分析晶体结构，一般用“均摊法”。 即选取一个最小单元（如晶胞、正六边形等），判断一 一 1 亠每个原子（点）或共价键（边）与N个重复单兀共用，该单兀净占1个点或1个边的甘 熟悉教材介绍的几个晶体，如氯化

23、钠型、金刚石型、石墨型、氟化钙型、二氧化硅型等，将其结构迁移到新信息晶体结构中，处理新问题。【提升3】（2010 海南改编）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：（1）Ni原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为 ;（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2 +的离子半径分别为 69 pm和 78 pm，则熔点 NiOFeO（填“ Al ;熔点KCl v MgO因为二者均为离子晶体，但MgO晶格能大。答案 （1）AC22626 10 21 亠 10 2 1(2) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 或Ar3d 4s 4p(3

24、) AE(4) BC G CE ABD v2解析（1）依据基态原子核外电子排布原则可画出氧元素基态原子的电子排布图:LJ LIZIs2s* AJL（2）沸点高说明分子间作用力大，因此结合氢键的形成方式得出HOCH形成分子间氢键,而OHCH形成的是分子内氢键的结论。依据NaCI晶胞的结构可知，每个 CaO晶胞中“实际”拥有 4个CaO微粒，贝U 1 molNA3NA224CaO微粒可形成i个晶胞，设每个晶胞的体积为V cm3，则-xVxa= 56，解得V=丽。答案 (1)2(2)0 H键、氢键、范德华力CHO形成分子内氢键，而H门形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大(3) sp 3 H2

25、0中0原子有2对孤电子对，H0中0原子只有1对孤电子对，排斥力较小224【细研考纲】知识必记1. (1) 1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d 14s24p2 不同2. (1)增大 最大 最小 (2)减小3增大减小4.单键、双键和三键6. (1) (2) (3) (4)(5) V V【细研考点】提升1解析 X的核外电子排布式只能为1s22s22p3,故X为N元素；Y原子的次外层电子数只能为2,故最外层电子数为 4,即Y为C元素；Z元素的最高正化合价与最低负化合价代 数和为6，可知Z为Cl元素或Br元素；根据 W的一种核素质量数与中子数的关系，可知W的质子数为24,即W为

26、Cr元素。(1) N2分子中含有氮氮三键，b键和n键的个数比是1 : 2。(2)任何电子的运动状态都不相同，Cl原子或Br原子最外层都有 7个电子，故有7种不同运动状态的电子。HCI或HBr均为分子晶体，液态时均不导电。(3)Cr为24号元素，按电子能级能量高低顺序其电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2，但此时易形成3d轨道和4s轨道的半充满状态，使能量降低，更为稳定，故其正确的核外电子排布式为1223334或Ar3d 54s1。答案(1) N? ? N：1 ：2(2) 7 不能(3) 1s 22s22p63s23p63d54s1 或Ar3d 54s1 n(CQ) ： n(CO)= 1 ：22解析 A B是第二周期元素，C D E是第三周期元素。由题意，A原子的电子排 布式为1s%22p2, E原子的电子排布式为 1s22s22p63s23，B原子的电子排布式为 1s%22p4; C原子中没有未成对电子，则 C原子的电子排布式为 1s22s22p63s2，所以A是C(碳)、B是0, C是 Mg D是 Al，E是 Si