高考化学二轮复习专题九原子分子晶体结构与性质能力提升-人教版高三全册化学试题

1、.专题九原子、分子、晶体结构与性质【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24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1电特别原子或离子的电子排布式2262662Fe：1s2s2p3s3p3d4s26子排有时为了简短采用原子实的形式书写，如K原常有的错误以下：布子的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，可简写3+2262612式为Ar4s1。Cr：1s2s2p3s3p3d4sCu+：1s22s22p63s23p63d84s2Fe2+：1s22s22p63s23p63d54s1轨第2周期元素基态原子的电子

2、排布以以下列图所示(图中每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一道个电子，“”、“”表示电子的自旋方向相反)：表示式原子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、复原性、氧化性等。注意：有些元素(如过渡元素)的原子参加化学反响时除了最外层的电子参加外，次外层的电子的性也参加了，如Fe。以下是表示铁原子和铁离子的3种不相同的化学用语：质.专业.结构表示图电子排布式电子排布图(轨道表示式)铁原子22626621s2s2p3s3p3d4s铁离子1s22s22p63s23p63d5表2各能层所包括的能级种类及各能层、能级最多容纳的电子数能层(n)一二三四五六七

3、符号KLMNOPQ能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳22626102610142的电子数28183222n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ns12ns2np16(n-1)d19ns2(n-1)d10ns12排布分子结构与性质表1常有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sp.专业.BeX直线形sp22平面三角形sp2CHOBX3平面三角形sp2SO平面三角形sp23SO2平面三角形sp2C2H4平面四边形sp2H2SV形sp32V形sp3HOH3O

4、+三角锥形sp3PCl3三角锥形sp3NH3三角锥形sp3H2O2形似二面角sp3CH4正周围体形sp3NH4正周围体形sp3SO42-正周围体形sp3表2键与键的对照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，简单断裂共价单键是键；共价双键中一个是键，另一个是键；共价叁键中一个是成键判断规律键，另两个为键表3分子的极性化学式中心原子分子的分子的极性键的极性键角杂化方式空间构型HOsp3V形极性极性10523sp3三角锥形极性极性107NH.专业.COsp直线形非极性极性18024sp3正周围体形非极性极性10928CH

5、C2H4sp2平面四边形非极性极性、非极性120CHsp直线形非极性极性、非极性18022sp2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等电子体等电子体的条件空间结构10电子14电子18电子组成微粒的原子总数和价电子总数相同等电子体的性质相像，结构上也存在某些相像性，如NH4、CH4互为等电子体，其结构皆为正周围体形。常利用等电子原理判断一些简单分子或离子的立体构型及轨道杂化方式。如CO2、N2O、OCN-、SCN-、N-3为等电子体，结构相像，为直线形，中心原子轨道杂化方式为sp杂化-H4分子和原子：Ne、HF、HO、N

6、H、CH等；离子：-+、NH2、N3-、F、OH、HO、N23432-+2+、Al3+-2233+44+O、Na、Mg等，其中HF与OH；HO与NH；NH与HO；CH与NH互为等电子体。分子和原子：Si、N2、CO、C2H2等，离子：C22-(CaC2)等分子和原子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4(肼)、C2H6(乙烷)、CH3OH-2-2-+2+2-、PH4、O2H5、N2H6等，离子：Cl、HS、S、K、Ca、N2等，其中HCl与HS；C2H6与N2H62互为等电子体。.专业.表5化学键与分子间作使劲的比较化学键分子间作使劲共价键离子键金属键范德华力氢键存

7、在分子或物质的内部分子间分子间或部分分子内部电荷越大，离子与金属阳离子相对分子键长越短，键越强在X-HY中，X、Y元所带电荷成正比质量越大，强弱判断键能越大，成键的阴、阳离素的电负性越大，形共价键越强子半径越小，离子与阳离子半径范德华力成的氢键越强成反比越强键越强对物质性物理性质和化学物理性质和化学熔、沸点熔、沸点，溶解度(物化学性质(物理性质的影响性质性质理性质)质)表6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，必定有空轨道配体NH3-NH3SC

8、N配体结构特点分子或离子必定含有孤对电子-(如：NH、HO、CO、Cl、SCN等)32配位数(n)4322-外界SO4无OH颜色深蓝色血红色无色配离子所含化学键配体经过配位键与中心离子联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有性质属于离子化合物，多半能溶解、能电离，多半有颜色金属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。在很多有机化合物的合成反响中，金属羰基配合物经常作为这些反响的催化剂.专业.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，温度高升时则绕垂直轴相对转动。二二茂

9、铁茂铁的化学性质牢固，近似芬芳族化合物晶体结构与性质常有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种类微粒间作使劲熔、沸点配位数CO分子分子间较低122晶体作使劲HO分子分子间作使劲2(冰)晶体和氢键较低NaCl离子离子键较高6晶体CsCl离子离子键较高8晶体C(金刚原子晶体共价键很高石)SiO2原子晶体共价键高.专业.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极点的粒子，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181处于极点的粒子，同时为6个晶胞所共有，每个粒子有6属于该晶4胞个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞处于面上的粒子，同时为114处于棱

10、上的粒子，同时为3个晶胞所共有，每个粒子有3属于该晶胞211处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有2属于该晶个晶胞所共有，每个粒子有2胞属于该晶胞处于晶胞内部的粒子，则完好属于该晶胞处于体心的粒子，只为该晶胞所有注意：处于晶胞内部的粒子，则完好属于该晶胞金属晶体的三种聚集模型聚集模型晶胞结构配位数空间利用率常有金属面心立方最密聚集面心立方1274%Cu、Ag、Au六方最密聚集六方晶胞1274%Mg、Zn、Ti体心立方密聚集体心立方868%Na、K、Fe晶体熔、沸点高低的判断规律(1)不相同种类晶体的熔、沸点，一般来说，原子晶体离子晶体分子晶体。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键

11、长短键能大晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。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使劲就越强离子晶体的熔、沸点就越高。如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。.专业.分子晶体中，组成和结构相像的物质，存在氢键的比不存在氢键的物质的熔、沸点高；组成和结构相像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；组成和结构不相像的物质，分子极性越大，熔、沸点越高，如熔点：2CON。(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；同分异构体的芬芳烃及其衍生物的熔、沸

12、点：邻位化合物间位化合物对位化合物。典题演示种类一.核外电子排布式书写、元生性质、杂化种类、化学键种类典题演示1.（2014南京市考前押题卷改编）超细氧化镍（NiO）是一种功能资料，已被宽泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以Ni(NO3)26H2O和尿素CO(NH2)2为原料制备。（1）Ni2+的基态核外电子排布式为。（2）尿素CO(NH2)2中碳、氢、氧三元素电负性由大到小的次序为，碳、氮、氧三元素第一电离能由大到小的次序为（3）尿素分子中碳原子的杂化方式为，1mol尿素分子中含有的键数为。答案：（1）Ar3d8（2）ONH、NOC（3）sp2、7mol或76.021

13、023个剖析：（1）镍元素的原子序数是28，依照结构原理书写Ni2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s1或Ar3d8（2）碳与氧位于同周期，氧的原子序数大于碳，非金属性强，碳位于第四主族，非金属性大于氢（第一主族），所以电负性次序是ONH；碳、氮、氧三元素位于同周期，非金属性渐渐增强，由于N原子结构中P轨道都为半充满结构比较牢固，第一电离能分别大于O和C，第一电离能次序是NOC（3）尿素分子中碳与氧形成碳氧双键，所以碳原子的杂化方式为sp2；尿素分子中有一个碳氧键、两个碳氮键、四个氮氢键，共七个键。变式训练1（2014届高三年级百校联研考试改编）已知X、Y、Z、W、K

14、五种元素均位于周期表的前周围期，且原子序数依次增大。元素X是周期表中原子半径最小的元素；Y的基态原子中电子占有了三种能量不相同的原子轨道，且这三种轨道中的电子数相同；W位于第2周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同。请回答以下问题：（答题时，X、Y、Z、W、K用所对应的元素符号表示）Y、Z、W元素的第一电离能由大到小的次序是。K的电子排布式是。.专业.(3)已知(YZ)2是直线型分子，并有对称性，则(YZ)2中键和键的个数比为若X、Y、W形成的某化合物(相对分子质量为46)呈酸性，则该化合物分子中Y原子轨道的杂化种类是；1mol该分子中含有

15、键的数目是。答案：NOC1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)（3）43(4)sp2、4mol或46.021023个剖析：周期表中原子半径最小的元素是氢元素（X）；Y基态原子中电子占有了三种能量不相同的原子轨道，且这三种轨道中的电子数相同，电子排布式是1s22s22p2为碳元素；W位于第2周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，电子排布式是1s22s22p4为氧元素；由于Y、Z、W原子序数依次增大，所以Z为氮元素；K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同，周期表中地点是第周围期第一副族为铜元素（1）由于N原子结构中P轨道都为半充满结构比较牢固，第一电离

16、能分别大于O和C，第一电离能次序是NOC（2）铜元素的原子序数是29，依照结构原理书写铜元素基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)（3）直线型分子，并有对称性结构是NCCN，所以分子中(4)键和键的个数比为43（4）H、C、O形成的某化合物(相对分子质量为46)呈酸性，其结构简式是HCOOH，含有碳氧双键，碳原子轨道的杂化种类是sp2；HCOOH分子中含有有一个碳氧双键、一个碳氧单键、一个碳氢键，一个氧氢键，共四个键。种类二.等电子体、空间构型、分子间作使劲（氢键）、配合物典题演示2.（组合题）（1）由C、N、O三种元素形成的离子CNO与CO2

17、互为等电子体，则CNO的结构式为。（2）NO通入FeSO溶液可生成Fe(HO)NOSO,出现棕色环，该配合物配位数为2空间42544构型是（3）乙酸熔沸点很高，是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体（含一个环状结构），请画出这二聚体的结构。答案：1）N=C=O（2）6；正周围体形（3）的结构式是N=C=O剖析：（1）由于CNO与CO2互为等电子体，而CO2结构式为OCO，所以CNO6，（2）配合物Fe(HO)NOSO中中括号为配合物离子，水与一氧化氮为配体，所以配位数为254.专业.SO223）氢键与CCl互为等电子体，而CCl为正周围体结构，所以SO空间构型是正周围体形（4444的形式是XHY，

18、其中X、Y为原子半径比较小、电负性较大的原子，一般是F、O、N元素的原子，所以乙酸分子间氢键发生在OH与碳氧双键中的氧原子之间，详细形式见答案。变式训练2（组合题）（-3+1）SCN的空间构型为，以下列图是SCN与Fe形成的一种配NHHNCOCSSFeSSCOCNNHH合物，画出该配合物中的配位键（以箭头表示）。（2）已知HCO在水溶液中可经过氢键成为二聚体(八元环结构)，试画出二聚体的结构式_。（3）氨硼烷化合物(NH3BH3)是近来亲密关注的一种新式储氢资料。请画出含有配位键(用“”表示)的氨硼烷的结构式_；与氨硼烷互为等电子体的有机化合物是_(写结构简式)。答案：（1）直线型，NHHNC

19、OCSSFeSSCOCNHHN2）（3）CH3CH3-3，价电子总数是16，与其等电子体的物质是CO2，空间构型是直剖析：（1）SCN的原子个数是线型，所以-SCN的空间构型也是直线型。水分子结构中氧原子有两对孤对电子对，SCN中的硫也含有孤对电子对都能与铁形成配位键。（2）碳酸的结构为-，所以两个HCO经过氢键形成的二聚体为3。（3）依照原子的最外层电子数可知，NH3分子中有一对孤对电子对，而B最外层有3个电子存在p空轨道，故；依照等电子体原理，与NH3BH3互为等电子体的有机物为CH3CH3.专业.种类三.晶体种类、晶胞剖析、晶格能典题演示3.（1）钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体

20、心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是。氯化铯型晶体的晶胞如图1，则Cs+位于该晶胞的；而Cl-位于该晶胞的；Cs+的配位数是。（2）铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中焚烧的化学方程式。-2+形成的某种离子晶体的晶胞，其中“”表示的离子是(填离子（3）图3为F与Mg、K符号)。4）实考证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相像（如图4所示），已知3种离子晶体的晶格能数据以下表：离子晶体NaClKClCaO晶格能/kJmo该4种离子晶体（不包括NaCl）熔点从高到低的次序是：。2周围和它最周边且等距离的2

21、有个。其中MgO晶体中一个MgMg答案：（1）2，体心，极点，8（2）2CuH+2Cl2=CuCl2+2HCl（3）F-（4）TiNMgOCaOKCl，12剖析：（1）体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的极点，故1个晶胞中金属原子数为81/8+1=2。氯化铯晶胞中，Cs+位于体心，Cl位于极点，Cs+的配位数为8。1162，H为4)，化学式为CuH，1价的（2）由晶胞可知，两者粒子个数比为1：1(铜为88铜与-1价的氢均拥有较强的复原性，氯气拥有强氧化性，产物为2CuCl和HCl。（3）由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知离子数关系为N(Mg2.专业.。)N(K)N(F)=113，得白球为F（4）从已知3种离子晶体的晶格能数据知道，离子电荷越大，离子半径