2022届新高考化学二轮复习物质结构与性质学案

物质结构与性质[考纲要求]1.原子结构与元素的性质(1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和构造原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价层电子的电子排布式和电子排布图(或轨道表示式)。(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。2.化学键与分子结构(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(σ键和π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立体构型。3.分子间作用力与物质的性质(1)了解范德华力的含义及其对物质性质的影响。(2)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。4.晶体结构与性质(1)了解晶体的类型，了解不同类型晶体中微粒结构、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。(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。[再研真题]1．(2021·河北高考)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是____________(填离子符号)。(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋eq\f(1,2)表示，与之相反的用－eq\f(1,2)表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为________。(3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol－1)如下表：N—NN≡NP—PP≡P193946197489从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是________________________________________________________________________。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为________，其中P采取________杂化方式。(5)与POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))电子总数相同的等电子体的分子式为________。(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为________。(7)分别用、表示H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))和K＋，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为________g·cm－3(写出表达式)。②晶胞在x轴方向的投影图为________(填标号)。解析：(1)H、O、P、K四种元素各自所能形成的简单离子中P3－、K＋的核外电子排布相同。(2)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道中自旋磁量子数的代数和为0，3p轨道中3个电子自旋方向相同，所以代数和为＋eq\f(3,2)。(3)由题表中键能关系可知3倍的N—N键的键能小于N≡N键的键能，而3倍的P—P键的键能大于P≡P键的键能，所以氮以N2中的N≡N形式存在更稳定，磷以P4中的P—P键形式存在更稳定。(4)由KH2PO2为正盐，可知H3PO2中只含一个羟基氧，所以H3PO2的结构式为，其中P的价层电子对数为5＋eq\f(1,2)×(5－1×3－2×2)＝4，则P的杂化方式为sp3。(5)POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的原子数为5，价电子数为32，总电子数为50，则与POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))电子总数相同的等电子体的分子为SiF4。(6)每相邻两个磷酸分子脱去一个水分子，所以n个磷酸分子形成环状结构会脱去n个水分子，则形成的多磷酸的分子式中氢原子数目为3n－2n＝n，磷原子的数目为n，氧原子的数目为4n－n＝3n，即多磷酸分子式为HnPnO3n，故多磷酸的酸根可写成PnOeq\o\al(\s\up1(n－),\s\do1(3n))。(7)①由题给KH2PO4晶体的四方晶胞图可知，每个晶胞中，K＋个数为6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4(个)，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))个数为8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4(个)，则1个KH2PO4晶体的四方晶胞中有4个KH2PO4，晶体密度等于晶胞质量除以晶胞体积，其中晶胞体积为a2c×10－30cm3，晶胞的质量为eq\f(4×175,NA)g，所以晶体的密度为eq\f(4×175,a2cNA×10－30)g·cm－3。②由题图(a)可知，晶胞在x轴方向的投影图，应为B选项中的图。答案：(1)P3－、K＋(2)＋eq\f(3,2)(3)3倍的N—N键的键能小于N≡N键的键能，而3倍的P—P键的键能大于P≡P键的键能(4)sp3(5)SiF4(6)PnOeq\o\al(\s\up1(n－),\s\do1(3n))(7)①eq\f(4×175,a2cNA×10－30)②B2．(2021·湖南高考)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(1)基态硅原子最外层的电子排布图为____________，晶体硅和碳化硅熔点较高的是__________(填化学式)；(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。SiX4的熔、沸点SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.7①0℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，气态SiX4分子的空间构型是________；②SiCl4与N­甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示：N­甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为________，H、C、N的电负性由大到小的顺序为________，1个M2＋中含有________个σ键；(3)如图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示________原子(填元素符号)，该化合物的化学式为________；②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝____________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。解析：(1)硅原子核外有14个电子，有1s、2s、2p、3s、3p五个能级，每个能级的电子数分别是2、2、6、2、2，则基态硅原子最外层的电子排布图为晶体硅和碳化硅均为原子晶体，碳原子半径比硅原子半径小，则C—Si键键长比Si—Si键键长短，故碳化硅的熔点较高。(2)①0℃≈273K，由题表中的数据可知，只有SiCl4的熔点低于273K，沸点高于273K，则SiCl4在0℃时为液态。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，则分子间作用力依次增大，沸点逐渐升高。SiX4的中心原子Si原子的价电子对数＝4＋eq\f(1,2)×(4－1×4)＝4，无孤电子对，由VSEPR理论可知，其VSEPR模型与分子空间构型均为正四面体。②中甲基碳原子为饱和碳原子，是sp3杂化，碳碳双键中的碳原子为sp2杂化。短周期同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，且H的电负性比C小，故电负性由大到小的顺序是N>C>H。中1个基团有1个N—Si、4个N—C、1个N=C、1个C=C、6个C—H，共有13个σ键，4个基团，则含13×4＝52(个)σ键，另外还有2个Si—Cl键，故1个中含有σ键的数目为54个。(3)①由晶胞结构图可知，1个晶胞中，对于X原子，8个位于顶点、4个位于棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X的数目为8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8(个)；对于Y原子，4个Y原子均位于晶胞内；对于Z原子，16个Z原子均位于晶胞内。其中Ge和O的原子个数比为1∶4，则X为Mg，Y为Ge，Z为O。由上述分析可知，该化合物的化学式为Mg2GeO4。②1个晶胞的质量＝eq\f(24×8＋73×4＋16×16,NA)g＝eq\f(740,NA)g，1个晶胞的体积＝abc×10－21cm3，则晶体的密度ρ＝eq\f(\f(740,NA)g,abc×10－21cm3)＝eq\f(740×1021,abcNA)g·cm－3。答案：(1)SiC(2)①SiCl4SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大正四面体②sp2、sp3N＞C＞H54(3)①OMg2GeO4②eq\f(740×1021,abcNA)[考情分析]物质结构与性质大题一般以新材料、新科技成果为素材，考查点从简单的原子结构到抽象的晶胞结构逐渐深入，体现了高考中化学学科基础性、综合性和创新性的命题方式。从题型上看，题目围绕一定的材料情境，设置十个左右的小问题进行考查，且每年考查的知识点相对固定。(1)命题的重点主要有核外电子的表示方法(电子排布式、电子排布图等)未成对电子数的判断、电负性和第一电离能的大小比较、电离能异常变化的原因分析、杂化轨道类型和立体构型的判断、晶体类型与化学键、微粒之间作用力类型判断等。(2)解释、分析型问题是“结构决定性质”突出体现，要求考生具备扎实的学科基础知识和化学学科素养，主要包括对物质熔、沸点的高低、热稳定性、溶解性、键角大小比较、配体提供孤电子对数、形成双键的难易程度等内容的考查。(3)晶胞分析与计算是每年高考的必考点和难点，主要涉及面心立方、体心立方、六方最密、金刚石型、石墨型、氟化钙型及六棱柱等晶胞中配位数、密度、原子分数坐标、空间利用率、晶胞参数和微粒间距离等计算，其中依据晶体投影图进行的晶胞分析与计算应引起考生的足够重视。考点一电子排布、电离能与电负性[必备知识]1．原子核外电子排布的“三个原理”及其表示方法(1)三个原理：能量最低原理、泡利原理、洪特规则。能量最低原理原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道泡利原理在每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋状态相反的电子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，而且自旋状态相同注意：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的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)基态原子核外电子排布的表示方法表示方法举例电子排布式Co：1s22s22p63s23p63d74s2简化表示式Cu：[Ar]3d104s1价层电子排布Fe：3d64s2电子排布图(或轨道表示式)O：(3)常见原子轨道电子云轮廓图原子轨道电子云轮廓形状轨道个数seq\a\vs4\al(球)形__1__p哑铃形__3__2．电离能、电负性(1)元素的第一电离能与电负性的周期性变化元素的第一电离能电负性同周期(从左到右)同主族(自上而下)同周期(从左到右)同主族(自上而下)元素的第一电离能总体上呈增大的趋势元素的第一电离能逐渐减小主族元素的电负性逐渐增大主族元素的电负性逐渐减小(2)特殊情况同能级的轨道为全满、半满、全空时较相邻元素第一电离能要大，即ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。[题组训练]类型一核外电子的排布1．(1)(2020·全国Ⅰ卷、Ⅱ)基态Ti原子的核外电子排布式为________________________，基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。(2)(2019·全国Ⅱ卷)Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。(3)(2018·全国Ⅱ卷)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为______________________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。(4)(2017·全国Ⅰ卷)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。(5)(2016·全国Ⅱ卷)镍元素基态原子的电子排布式为____________________________________，3d能级上的未成对电子数为________。(6)(2016·全国Ⅲ卷)写出基态As原子的核外电子排布式________________________________。答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)4∶5(2)4f5(3)哑铃(纺锤)(4)N球形(5)1s22s22p63s23p63d84s2{或[Ar]3d84s2}2(6)1s22s22p63s23p63d104s24p3{或[Ar]3d104s24p3}2．按要求解答下列问题。(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________对自旋方向相反的电子。(2)N的基态原子核外电子排布式为________________________________________；Se的基态原子最外层有______________个电子。(3)基态Cu、Cu2＋、Cu＋核外电子排布式分别为________________________、________________________、________________________。(4)基态Mg原子核外电子排布式为________________；Ca原子最外层电子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。(5)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为________________。答案：(1)电子云2(2)1s22s22p36(3)Cu：1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}Cu2＋：1s22s22p63s23p63d9{或[Ar]3d9}Cu＋：1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}(4)1s22s22p63s2{或[Ne]3s2}高于(5)41s22s22p63s23p63d5{或[Ar]3d5}类型二电离能与电负性的比较与应用3．(1)(2020·全国Ⅱ卷)CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是________________。(2)(2020·全国Ⅲ卷)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，N、B、H电负性大小顺序是________。(3)(2020·全国Ⅰ卷)I1(Li)＞I1(Na)的原因是________________________________；I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)的原因是________________________________。(4)(2019·全国Ⅰ卷)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填字母)。A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](5)(2021·全国乙卷)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是________(填标号)。A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(6)(2018·全国Ⅲ卷)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)__________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)(2017·全国Ⅱ卷)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______________________________________________________。解析：(5)轨道处于半充满状态时体系总能量低，基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1，A正确；由量子力学的基本理论可知，4s轨道的电子也会出现在离核较近的位置，B错误；铬的电负性比钾的大，对键合电子的吸引力比钾的大，C正确。答案：(1)O＞Ti＞Ca(2)N＞H＞B(3)Na与Li同主族，Na的电子层数多，原子半径大，易失电子Li、Be、B同周期，核电荷数依次增加，Be为1s22s2全满稳定结构，第一电离能最大，与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大(4)A(5)AC(6)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失去电子(7)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的2p能级处于半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。(2)同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。如np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2(3)31Ga、33As等基态原子核外电子排布(简写)常出现以下错误：31Ga：[Ar]4s24p1应为[Ar]3d104s24p133As：[Ar]4s24p3应为[Ar]3d104s24p3考点二成键方式、杂化类型及立体构型的判断[必备知识]1．共价键的分类(以碳原子之间成键为例)分类依据成键的数量σ键与π键说明单键碳碳之间形成一个eq\a\vs4\al(σ)键所有的单键都是eq\a\vs4\al(σ)键双键碳碳双键之间形成1个eq\a\vs4\al(σ)键、1个eq\a\vs4\al(π)键、—CH=N—等双键中形成1个σ键、1个eq\a\vs4\al(π)键三键碳碳三键之间形成1个eq\a\vs4\al(σ)键、2个eq\a\vs4\al(π)键等三键之间形成1个σ键、2个π键推广分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))中的大π键应表示为2．杂化轨道类型的判断方法(1)根据杂化轨道的空间分布判断空间分布杂化类型若杂化轨道在空间的分布呈正四面体形分子的中心原子发生eq\a\vs4\al(sp3)杂化若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形分子的中心原子发生eq\a\vs4\al(sp2)杂化若杂化轨道在空间的分布呈直线形分子的中心原子发生eq\a\vs4\al(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°，则分子的中心原子发生eq\a\vs4\al(sp)杂化。(3)根据中心原子的价层电子对数判断：如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是eq\a\vs4\al(sp)杂化。(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断：如没有π键为sp3杂化，含1个π键为sp2杂化，含2个π键为eq\a\vs4\al(sp)杂化。3．等电子原理——等电子体具有相同的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质等电子体：原子数相同、电子总数(或价电子总数)相同的分子(或离子)互为等电子体。确定等电子体的方法(举例)：变换过程中注意电荷改变，并伴有元素种类的改变。eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把O换成前一个原子（N）),\s\do5(少了1个电子，再得1个电子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N换成前一个原子（C）),\s\do5(少了1个电子，再得1个电子))eq\x(Ceq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2)))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C换成后一个原子（N）（多1个电子）),\s\do5(把O换成前一个原子（N）（少1个电子）))eq\x(N2)序号方法示例1竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上下交换，即可得到相应的等电子体CO2与CS2O3与SO22横换：换相邻主族元素，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N2与CO3可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子O3与NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))CH4与NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))CO与CN－[题组训练]类型一共价键类型的判断1．(1)(2020·全国Ⅲ卷)NH3BH3分子中N—B化学键称为________键，其电子对由________提供。(2)(2020·山东高考)Si原子间难以形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成________键。(3)(2017·全国Ⅲ卷)Mn(NO3)2中的化学键是_______、________。(4)(2018·全国Ⅰ卷)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中存在________(填字母)。A．离子键 B．σ键C．π键 D．氢键(5)(2019·全国Ⅲ卷)NH4H2PO4中，P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。答案：(1)配位N(2)p­pπ(3)σ键离子键(4)AB(5)sp3σ2．(1)柠檬酸的结构简式如图。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为________。(2)1mol[Co(NH3)6]Cl2中含有σ键的数目为________。(3)我国科学家合成了白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2，[B(OH)4]－中B的价层电子对数为______________，[Sn(OH)6]2－中，Sn与O之间的化学键不可能是________________(填字母)。a．π键 b．σ键c．配位键 d．极性键答案：(1)7NA(2)24NA(3)4a类型二等电子体的判断3．(1)根据等电子原理，羰基硫(OCS)分子的结构式应为________。(2)与CO互为等电子体的二价阴离子为________。(3)与CO2互为等电子体的一种只含一种元素的阴离子为________(填化学式)。(4)与C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。(5)与NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))互为等电子体的分子为________(填化学式，举一例)。(6)与BHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))互为等电子体的一种分子为________(填化学式，举一例)。答案：(1)O=C=S(2)Ceq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))(3)Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(4)N2O4(5)SO3(或BF3等)(6)CH4(或SiH4等)4．(1)(2020·全国Ⅲ卷)与NH3BH3原子总数相等的等电子体是________(写分子式)。(2)与NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互为等电子体的一种分子为________。(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为________。(4)与SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))互为等电子体的分子为________。(5)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O，根据等电子原理，CO分子的结构式为________，1molCO2中含有的σ键数目为________。答案：(1)CH3CH3(2)CH4或SiH4(3)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))(4)CCl4(5)C≡O2NA类型三杂化方式、立体构型的判断5．(1)(2020·全国Ⅰ卷)磷酸根离子的立体构型为________，其中P的价层电子对数是________，杂化轨道类型为________。(2)(2020·全国Ⅲ卷)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3＋6H2O=3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋B3Oeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))＋9H2B3Oeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))的结构为eq\a\vs4\al()。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由________变为________。(3)(2019·全国Ⅰ卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是__________、__________。(4)(2021·山东选考)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)。A．sp B．sp2C．sp3 D．sp3d(5)(2021·广东高考)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。①基态硫原子价电子排布式为________________。②H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为__________。③汞的原子序数为80，位于元素周期表第________周期第ⅡB族。④化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。A．在Ⅰ中S原子采取sp3杂化B．在Ⅱ中S元素的电负性最大C.在Ⅲ中C—C—C键角是180°D．在Ⅲ中存在离子键与共价键E．在Ⅳ中硫氧键的键能均相等解析：(4)XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2＋eq\f(8－1×2,2)＝5，其中心原子的杂化方式应为sp3d；(5)①硫为16号元素，基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。②H2O分子间能形成氢键，H2S、CH4分子间均不存在氢键，H2O的沸点大于H2S、CH4；随着相对分子质量增大，氢化物的沸点逐渐增大，则沸点：H2S>CH4，所以三者的沸点由高到低的顺序为H2O>H2S>CH4。③80Hg的原子结构示意图为，原子核外有6个电子层，所以汞位于元素周期表第六周期。④化合物Ⅰ中S原子价层电子对数均为4，采用sp3杂化，A正确；化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五种元素，其中非金属性最强的是O元素，故化合物Ⅱ中O元素的电负性最大，B错误；化合物Ⅲ中C原子价层电子对数均为4，采用sp3杂化，键角约为109°28′，C错误；化合物Ⅲ为有机钠盐，故Ⅲ中存在离子键和共价键，D正确；化合物Ⅳ中存在的S=O键和S—O键是两种不同的化学键，键能不同，E错误。答案：(1)正四面体形4sp3(2)sp3sp2(3)sp3sp3(4)5D(5)①3s23p4②H2O>H2S>CH4③六④AD杂化轨道类型的三种判断方法方法一：价层电子对数法方法二：价键直查法(适用于有机化合物)依据中心原子的成键特点判断杂化类型①N原子成键特点与杂化类型关系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(N原子三个单键⇒sp3杂化,N原子一个双键⇒sp2杂化,N原子一个三键⇒sp杂化))②C原子成键特点与杂化类型关系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(C原子4个单键⇒sp3杂化,C原子1个双键⇒sp2杂化,C原子1个三键⇒sp杂化))因此，乙二胺分子中C、N均为sp3杂化方法三：类比替代法NH3分子中N的杂化类型为sp3，则乙二胺分子中N的杂化类型也为sp3；CH4分子中C的杂化类型为sp3，则乙二胺分子中C的杂化类型也为sp3。考点三配合物与配位数的判断[必备知识]1．配合物配合物的形成中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对，通过配位键结合形成配合物。配位键本质上属于共价键配合物所含化学键配位键或配位键和离子键；配体或外界中可能还含有共价键配合物的常见性质多数能溶解、能电离，多数有颜色配合物的组成典型配合物[Cu(NH3)4]SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OHNa3AlF6中心离子Cu2＋Fe3＋Ag＋Al3＋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NH3CN－NH3F－配位原子eq\a\vs4\al(N)eq\a\vs4\al(C)eq\a\vs4\al(N)eq\a\vs4\al(F)配体结构特点分子或离子，必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl－、OH－、CN－等)配位数(n)eq\a\vs4\al(4)eq\a\vs4\al(6)eq\a\vs4\al(2)eq\a\vs4\al(6)外界SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))K＋OH－Na＋多齿配位配体有多个配位原子，与中心原子形成螯合物。如铜离子与乙二胺形成配离子，配位数是eq\a\vs4\al(4)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]，配位数是eq\a\vs4\al(4)2．配位数的判断配合物或晶体中一个微粒周围最邻近的微粒数称为配位数。配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目。晶体学中的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目。(1)各种典型配合物中配位数的判断①配位数可以等同于中心离子(或原子)与配位原子形成的配位键键数，也可以等同于配体的数目。如[Ag(NH3)2]NO3、[Cu(NH3)4]SO4、[Zn(CN)4]2－、K3[Fe(SCN)6]、[FeF6]3－等配合物或配离子中的中心离子与配位原子形成的配位键键数以及配体的数目均相等。又如Ni(CO)4、Fe(CO)5、Cr(CO)6等羰基化合物中Ni、Fe、Cr原子的配位数分别为eq\a\vs4\al(4)、eq\a\vs4\al(5)、eq\a\vs4\al(6)。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2＋与Cr3＋的配位数均为eq\a\vs4\al(6)。②当中心离子(或原子)与多基配体配合时，配位数可以等同