2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)課件 化學(xué)（適用于湖南、河北） 專題五　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

專題五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一編2023內(nèi)容索引01核心考點聚焦專項熱考突破02[專題體系構(gòu)建]核心考點聚焦考點1原子結(jié)構(gòu)和核外電子排布[核心回顧]1.明確微粒間“三個”數(shù)量關(guān)系中性原子:核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)陰離子:核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶的電荷數(shù)陽離子:核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-所帶的電荷數(shù)微點撥:陰、陽離子電子層結(jié)構(gòu)相同時,陰離子對應(yīng)元素處于上一周期,陽離子對應(yīng)元素處于下一周期。2.明確基態(tài)原子核外電子排布的四種方法

3.理解基態(tài)原子(或離子)核外電子排布的三原則書寫軌道表示式時,要先考慮洪特規(guī)則,后考慮泡利原理(1)泡利原理①在一個原子軌道中,最多只能容納2個電子,它們的自旋相反;②根據(jù)泡利原理,同一個原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的電子;③原子中不同運動狀態(tài)的電子種類=原子核外電子總數(shù)。(2)洪特規(guī)則①基態(tài)原子中,填入兼并軌道的電子總是先單獨分占,且自旋平行;②兼并軌道也叫等價軌道,是指能量相同的原子軌道;③多電子原子中同一能級的原子軌道能量相同,如2px、2py、2pz等。(3)能量最低原理①在構(gòu)建基態(tài)原子時,電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個原子的能量最低;②“能量最低的原子軌道”指的是電子填入后使整個原子能量達到最低的軌道;③“能量最低原理”就是電子在原子軌道上的分布要使整個原子的能量最低;④整個原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個因素共同決定,比較復(fù)雜。[命題角度]角度1基態(tài)原子(或離子)的核外電子排布【典例】

(1)(2022湖南卷,18節(jié)選)基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]

。

(2)(2022全國甲卷,35節(jié)選)基態(tài)F原子的價電子排布圖(軌道表示式)為

。

(3)(2022全國乙卷,35節(jié)選)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有

,其中能量較高的是

(填字母)。

a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2c.1s22s12p5d.1s22s22p33p2(4)[2021福建卷,14節(jié)選]基態(tài)碳原子的成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為

。

3d104s24p4

add2∶1角度拓展1.(2022河北唐山模擬)基態(tài)鎵的核外電子占據(jù)的最高能層符號為

,能量最高的電子占據(jù)的原子軌道電子云輪廓為

形。

2.(2022湖南長沙模擬)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中,核外電子排布式相同的是

(填離子符號)。

3.(2022遼寧本溪模擬)基態(tài)Ni2+核外電子排布式為

;同周期中,與基態(tài)Ni具有相同未成對電子數(shù)的元素有

(填元素符號)。

N啞鈴

K+、P3-[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)

Ti、Ge、Se4.(2022山東濟寧模擬)基態(tài)鈦原子的px原子軌道上的電子數(shù)為

。

5.基態(tài)銅原子的價層電子排布式為

。

6.Cd與Zn同族且相鄰,若基態(tài)Cd原子將次外層1個d電子激發(fā)進入最外層的np能級,則該激發(fā)態(tài)原子的價層電子排布式為

。Cd原子中第一電離能相對較大的是

(填“基態(tài)”或“激發(fā)態(tài)”)原子。

7.基態(tài)鈦原子的價層電子的軌道表示式為

,與鈦同周期的過渡元素中,基態(tài)原子的成對電子數(shù)與鈦相同的有

種。

43d104s14d95s25p1基態(tài)

3角度2基態(tài)原子(或離子)核外電子的運動狀態(tài)【典例】

(1)(2021山東卷,16節(jié)選)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有

種。

(2)(2021河北卷,17節(jié)選)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋狀態(tài)用+表示,與之相反的用-表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子,其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為

。

9角度拓展1.(2022山東濱州模擬)基態(tài)碳原子核外電子的運動狀態(tài)有

種,核外電子的空間運動狀態(tài)有

種。

2.(2022湖北咸寧模擬)在元素周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是

,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)

(填“相同”或“相反”)。

3.(2022遼寧鐵嶺模擬)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用

形象化描述。在基態(tài)

原子中,核外存在

對自旋相反的電子。

64Mg

相反電子云3考點2元素周期表和元素周期律[核心回顧]1.熟悉元素周期表的結(jié)構(gòu)及分區(qū)2.掌握元素的金屬性和非金屬性強弱的判斷方法

3.熟記同周期(主族)元素原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的變化規(guī)律

類型同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)逐漸增大逐漸增大電子層數(shù)相同逐漸增多原子半徑逐漸減小逐漸增大離子半徑陽離子逐漸減小,陰離子逐漸減小,且r(陰離子)>r(陽離子)逐漸增大類型同周期(左→右)同主族(上→下)元素性質(zhì)化合價最高正化合價:+1→+7(O、F除外)負化合價=-(8-主族序數(shù))相同,最高正化合價=主族序數(shù)(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強非金屬性逐漸減弱電負性電負性逐漸變大電負性逐漸變小第一電離能整體呈增大趨勢

ⅡA族與ⅢA族、ⅤA族與ⅥA族交錯第一電離能逐漸減小類型同周期(左→右)同主族(上→下)元素性質(zhì)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強逐漸減弱最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性(或堿性)堿性逐漸減弱酸性逐漸增強堿性逐漸增強酸性逐漸減弱離子的氧化性、還原性陽離子氧化性逐漸增強,陰離子還原性逐漸減弱陽離子氧化性逐漸減弱,陰離子還原性逐漸增強[命題角度]角度1元素周期表的結(jié)構(gòu)與分區(qū)【典例】

(1)(2021廣東卷,20節(jié)選)汞的原子序數(shù)為80,位于元素周期表第

周期第ⅡB族。

(2)(2021遼寧卷,16節(jié)選)Cr元素位于元素周期表第

周期第

族。

(3)(2021湖北卷,16節(jié)選)硒(Se)與硫為同族元素,Se的最外層電子數(shù)為

;鎵(Ga)和銦(In)位于元素周期表第ⅢA族,CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合價為

。

六四ⅥB6+1價角度拓展1.(2022北京石景山區(qū)模擬)鐵元素在元素周期表中的位置是

,屬于

(填“s”“d”“ds”或“p”)區(qū)。

2.(2022北京朝陽區(qū)模擬)銅—鎳鍍層能增強材料的耐蝕性。按照核外電子排布,把元素周期表劃分為5個區(qū),Ni位于

區(qū)。

3.(2022重慶育才中學(xué)診斷)Pt的電子排布式為[Xe]4f145d96s1,則Pt在元素周期表中的位置是

,處于

區(qū)。

第四周期第Ⅷ族dd第六周期第Ⅷ族d角度2元素周期律及應(yīng)用【典例】

(1)(2022湖南卷,18節(jié)選)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:。富馬酸亞鐵中各元素的電負性由大到小的順序為

。

O>C>H>Fe(2)(2022全國甲卷,35節(jié)選)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是

(填標(biāo)號),判斷的根據(jù)是_________________________________________________________________________________________________________________

;第三電離能的變化圖是

(填標(biāo)號)。

圖a圖b圖c圖a

同一周期從左到右,原子半徑依次減小,基態(tài)原子第一電離能呈增大趨勢,但由于氮原子2p能級半充滿,失電子相對較難,第一電離能大于C、圖b(3)元素Cu與Ni的第二電離能分別為1959kJ·mol-1、1753kJ·mol-1,I2(Ni)<I2(Cu)的原因是

。銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子

角度拓展1.(2021山東卷,16節(jié)選)O、F、Cl電負性由大到小的順序為

。

2.(2021海南卷,19節(jié)選)第一電離能的大小:C

(填“大于”或“小于”)O。

3.(2022河北名校聯(lián)盟聯(lián)考)KBe2BO3F2的組成元素中,非金屬元素的電負性由強到弱的順序為

(填元素符號),基態(tài)原子的第一電離能:Be

(填“>”或“<”)B。

F>O>Cl小于

F>O>B>

4.(2022廣東深圳第二次調(diào)研)Br、I的第一電離能的大小關(guān)系:I1(Br)

(填“大于”“小于”或“等于”)I1(I)。

5.(2022廣東肇慶模擬)Ga、As、Se3種元素的第一電離能由大到小的順序為

。

6.(2022廣東梅州第一次質(zhì)檢)[Cu(NH3)4]CO3中所含元素中電負性最大的非金屬元素是

(填元素符號)。

大于

As>Se>GaO考點3分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[核心回顧]1.共價鍵的類型和鍵參數(shù)的應(yīng)用(1)判斷σ鍵、π鍵的兩種方法判斷依據(jù)判斷方法由共用電子對數(shù)判斷單鍵為σ鍵;雙鍵或三鍵,其中一個為σ鍵,其余為π鍵由成鍵軌道類型判斷s軌道形成的共價鍵全部是σ鍵;雜化軌道形成的共價鍵全部為σ鍵,配位鍵都是σ鍵(2)大Π鍵的形成及表示①所有參與離域Π鍵的原子都必須提供與相鄰原子p軌道相互平行或接近平行的p軌道;②離域Π鍵符號可用

表示,其中m為平行的p軌道總數(shù)(即參與形成大Π鍵的原子數(shù)),n為平行p軌道里的電子總數(shù)。2.價層電子對互斥模型及其應(yīng)用(1)價層電子對互斥模型反映價層電子對的空間結(jié)構(gòu),而分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)僅是成鍵電子對的空間結(jié)構(gòu),不包括孤電子對。

電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子空間結(jié)構(gòu)名稱實例220直線形直線形BeCl2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O(2)電子對之間排斥力對鍵角的影響

分子雜化軌道夾角排斥力的分析實際鍵角H2O109°28'LP—LP?LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對,BP代表成鍵電子對)105°NH3109°28'LP—BP>BP—BP107°微點撥:用價層電子對互斥理論判斷分子的空間結(jié)構(gòu)時,不僅要考慮中心

原子的孤電子對所占據(jù)的空間,還要考慮孤電子對對成鍵電子對的排斥力大小。3.雜化軌道理論與分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)(1)雜化軌道理論的要點當(dāng)原子成鍵時,原子的價電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道夾角空間結(jié)構(gòu)名稱實例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28'正四面體形CCl4(2)中心原子雜化類型和分子(或離子)空間結(jié)構(gòu)的相互判斷

分子組成(A為中心原子)中心原子的孤電子對數(shù)中心原子的雜化方式分子或離子空間結(jié)構(gòu)名稱實例AB20sp直線形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角錐形NH3AB40sp3正四面體形CH44.正確理解配位鍵和配位化合物(1)配位鍵的形成和表示①配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對,另一方提供空軌道形成的共價鍵;②配位鍵的表示:常用“A—B”來表示配位鍵,A提供孤電子對,B提供空軌道。(2)配合物的組成和結(jié)構(gòu){以[Zn(NH3)4]SO4為例}配位體必須有孤電子對,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。中心離子(或原子)有空軌道,如Zn2+、Cu2+、Fe3+、Ag+等。5.基于分子的結(jié)構(gòu),認識分子的性質(zhì)(1)分子的空間結(jié)構(gòu)與分子極性的關(guān)系(2)影響物質(zhì)溶解性的因素①“相似相溶”規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。②若存在氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間形成氫鍵,物質(zhì)的溶解性增大。(3)范德華力、氫鍵、共價鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響

類型范德華力氫鍵共價鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強度比較共價鍵>氫鍵>范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大形成氫鍵元素的電負性原子半徑對性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點、沸點、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使熔、沸點升高,溶解度增大鍵能越大,穩(wěn)定性越強(4)認識手性碳和手性分子①手性碳原子:在有機化合物分子中,連有四個不同基團或原子的碳原子叫做手性碳原子。如有機化合物

中帶“*”的碳原子為手性碳原子。②手性分子:有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。[命題角度]角度1共價鍵及鍵參數(shù)、配位鍵【典例】

(1)(2022全國甲卷,35節(jié)選)聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯,從化學(xué)鍵的角度解釋原因

。

(2)(2022全國乙卷,35節(jié)選)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長的順序是

,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl鍵越強;(ⅱ)

。

C—F的鍵能比C—H的鍵能大,鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定

一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔

Cl原子參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl鍵長越短

(3)(2022湖南卷,18節(jié)選)富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:

。富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為

。

(4)(2021全國乙卷,35節(jié)選)三價鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供電子對形成配位鍵的原子是

,中心離子的配位數(shù)為

。

11∶3N、O、Cl6角度拓展

542.(2021河北卷,17節(jié)選)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol-1)如下表:N—NN≡NP—PP≡P193946197489從能量角度看,氮以N2而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為

)形式存在的原因是

。

N2中N≡N鍵能較大、分子較穩(wěn)定;P4中有6個P—P鍵能較大、較穩(wěn)定3.(2022福建泉州模擬)(NH4)2BeF4的陰離子中含有配位鍵,判斷的依據(jù)是______________________________________________________________

。1mol(NH4)2BeF4晶體中含有的配位鍵的數(shù)目為

。

Be只有2個價電子卻形成4個共價鍵,因此Be必有2個空軌道與F-形成的2個配位鍵4NA(或2.408×1024)角度2分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)與兩大理論【典例】

(1)(2022湖南卷,18節(jié)選)科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型配合物,該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化H2,將N3-轉(zhuǎn)化為,反應(yīng)過程如圖所示:產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為

。

(2)(2022廣東卷,20節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn),給小鼠喂食適量硒酸鈉(Na2SeO4)可減輕重金屬鉈引起的中毒。

的空間結(jié)構(gòu)為

。

sp3正四面體形

(3)(2021全國甲卷,35節(jié)選)SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體,其中Si采取的雜化類型為

。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng),機理如下:

含s、p、d軌道的雜化類型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為

(填標(biāo)號)。

sp3②

角度拓展1.(2021河北卷,17節(jié)選)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽,H3PO2的結(jié)構(gòu)式為

,其中P采取

雜化方式。

2.(2021山東卷,16節(jié)選)Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為

,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是

(填標(biāo)號)。

A.Sp B.sp2 C.sp3 D.sp3dsp35D3.(2022山東濟南模擬)SOCl2中心S原子VSEPR模型為

。1mol氟硼酸銨(NH4BF4)中含有

mol配位鍵。

四面體形

2角度3分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【典例】

(1)(2022全國甲卷,35節(jié)選)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式,畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)

。

(2)(2022廣東卷,20節(jié)選)H2Se的沸點低于H2O,其原因是

。

H2O分子間可形成氫鍵

(3)(2021廣東卷,20節(jié)選)汞解毒劑的水溶性好,有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒?；衔铫衽c化合物Ⅲ相比,水溶性較好的是

。

化合物Ⅲ

角度拓展1.(2021山東卷,16節(jié)選)OF2分子的空間結(jié)構(gòu)為

;OF2的熔、沸點

(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是_______________________________________________________________

。

2.(2021全國甲卷,35節(jié)選)甲醇的沸點(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間,其原因是

。

3.(2022山東濟南模擬)HF分子的極性

(填“大于”“等于”或“小于”,下同)HCl,同一條件下,HF在水中的溶解度

HCl,HF的沸點________

HCl。

V形

低于

OF2和Cl2O都是分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,Cl2O的相對分子質(zhì)量大,范德華力大,故Cl2O的熔、沸點高甲硫醇不能形成分子間氫鍵,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氫鍵多

大于

大于

大于

考點4晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[核心回顧]1.利用“均攤法”進行晶胞結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算(1)長方體(包括立方體)晶胞中不同位置粒子數(shù)的計算(2)“三棱柱”和“六棱柱”中不同位置粒子數(shù)的計算

2.掌握三種典型共價晶體模型及結(jié)構(gòu)特點

3.了解兩種典型分子晶體模型及結(jié)構(gòu)特點

4.熟悉四種典型離子晶體模型及結(jié)構(gòu)特點

先判斷晶體類型,再分析影響因素及結(jié)果5.晶體熔、沸點高低的比較(1)一般情況下,不同類型晶體的熔、沸點高低規(guī)律:共價晶體>離子晶體>分子晶體,如金剛石>NaCl>Cl2。(2)共價晶體:成鍵原子半徑越小、鍵長越短,則鍵能越大,其熔、沸點越高,如金剛石>石英>碳化硅>晶體硅。(3)離子晶體:陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子鍵越強,熔、沸點就越高,如MgO>MgCl2、NaCl>CsCl。(4)金屬晶體:金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其形成的金屬鍵越強,金屬單質(zhì)的熔、沸點就越高,如Al>Mg>Na。

形成分子間氫鍵時,分子晶體的熔、沸點顯著升高(5)分子晶體的熔、沸點比較規(guī)律①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,其熔、沸點就越高,如:HI>HBr>HCl;②相對分子質(zhì)量相等的分子,分子極性越大,其熔、沸點就越高,如:CO>N2。[命題角度]角度1晶胞的結(jié)構(gòu)及計算【典例】

(1)(2022全國甲卷,35節(jié)選)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,X代表的離子是

;若該立方晶胞參數(shù)為apm,正負離子的核間距最小為

pm。

Ca2+(2)(2022湖南卷,18節(jié)選)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:①該超導(dǎo)材料的最簡化學(xué)式為

;

②Fe原子的配位數(shù)為

;

③該晶胞參數(shù)a=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為

g·cm-3(列出計算式)。

KFe2Se24①若晶胞底邊的邊長均為apm、高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度為

g·cm-3(寫出表達式)。

②晶胞在x軸方向的投影圖為

(填標(biāo)號)。

B(4)(2021全國乙卷,35節(jié)選)在金屬材料中添加AlCr2顆粒,可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu),如圖所示。處于頂角位置的是

原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl,則金屬原子空間占有率為

%(列出計算表達式)。

Al提示

(1)每個晶胞中的X離子位于晶胞的頂點和面心,每個晶胞中分攤4個X離子,Y離子位于晶胞內(nèi),共8個,X與Y的離子個數(shù)比為1∶2,故X是Ca2+,Y是F-。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),可將晶胞分成8個相等的小正方體,仔細觀察CaF2的晶胞結(jié)構(gòu),不難發(fā)現(xiàn)F-位于晶胞中小立方體的體心,小立方體邊長為

a

pm,體對角線為

a

pm,Ca2+與F-之間的距離就是小晶胞體對角線的一半,因此晶體中正負離子核間距的最小的距離為

a

pm。(2)①根據(jù)平面投影圖可知,該晶胞中K、Fe、Se的原子個數(shù)為2、4、4,其最簡化學(xué)式為KFe2Se2。②Fe原子的配位原子Se位于晶胞體內(nèi),故配位數(shù)是4。③KFe2Se2的相對分子質(zhì)量為309;1

mol該晶胞中含2

mol

KFe2Se2;晶胞體積是0.4×0.4×1.4×10-21

cm3。角度拓展1.(2022山東菏澤模擬)GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,將Mn摻雜到GaAs的晶體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料如圖乙所示。(1)圖甲中,GaAs的相對分子質(zhì)量為M,晶體密度為ρg·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞中距離最近的兩個Ga原子間距離為

nm(列出計算式)。

(2)圖乙中,摻雜Mn之后,晶體中Mn、Ga、As的原子個數(shù)比為

。5∶27∶322.(2022廣東梅州模擬)銅鎳合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:(1)原子B的分數(shù)坐標(biāo)為

。

(2)若該晶體密度為dg·cm-3,則銅鎳原子間最短距離為

pm。

3.(2022廣東深圳模擬)具有雙鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的晶體通過摻雜改性可用作固體電解質(zhì)材料。雙鈣鈦礦型晶體的一種典型結(jié)構(gòu)單元如圖所示:(1)晶體中與La原子距離最近的Ba原子的數(shù)目為

。

(2)該晶體的一個完整晶胞中含有

個Co原子。

68(3)真實的晶體中存在5%的O原子缺陷,從而能讓O2-在其中傳導(dǎo),已知La為+3價,則+3價鈷與+4價鈷的原子個數(shù)比為

;設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為_______________________________________________________________

g·cm-3(列出計算式)。

4∶1提示

(1)以任一頂點的La原子為例,距離其最近的Ba原子位于該La原子所在棱的另一個頂點,一個La原子被六條棱共用,所以晶體中與La原子距離最近的Ba原子的數(shù)目為6。(2)Co原子位于結(jié)構(gòu)單元的體心,每個結(jié)構(gòu)單元含有1個Co原子,若該結(jié)構(gòu)單元重復(fù)排列,則其相鄰結(jié)構(gòu)單元的La、Ba原子會與該結(jié)構(gòu)單元中的Ba、La原子重疊,所以該結(jié)構(gòu)單元不是該晶體的晶胞,該晶體的晶胞應(yīng)是由8個該結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成,則一個完整晶胞中含有8個Co原子;角度2晶體類型及性質(zhì)【典例】

(1)(2022全國乙卷,35節(jié)選)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為

。解釋X的熔點比Y高的原因

。

(2)(2021湖南卷,18節(jié)選)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4,SiX4的熔、沸點如表所示:化學(xué)式SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點/K183.0203.2278.6393.7沸點/K187.2330.8427.2560.70℃時,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是

(填化學(xué)式),沸點依次升高的原因是_______________________________________________

。

CsClCsCl為離子晶體,ICl為分子晶體,所以CsCl的熔點高于IclSiCl4SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大(3)(2021海南卷,19節(jié)選)MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型,前者的熔點明顯高于后者,其主要原因是

。

MnS中陰、陽離子所帶電荷數(shù)比NaCl的多,離子鍵強度更大

角度拓展1.(2022安徽蚌埠模擬)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性,蒸氣狀態(tài)下以雙聚分子存在,其中Fe的配位數(shù)為

,固態(tài)FeCl3的晶體類型為

。

2.(2022北京海淀區(qū)模擬)硅、金剛石和碳化硅晶體的熔點從高到低依次為

。

4分子晶體金剛石>碳化硅>硅3.(2022福建龍巖模擬)已知銅的某些化合物的熔點如表所示,三者熔點出現(xiàn)差異的原因是_______________________________________________

。

4.(2022福建福州模擬)Co及其同周期同族的三種元素二價氧化物的晶體類型相同,其熔點由高到低的順序為

(用化學(xué)式表示)。

化學(xué)式CuOCuSCuSe熔點/℃1326220387CuO為離子晶體,熔點高,CuS、CuSe的熔點較低為分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,熔點越高

NiO>CoO>FeO已知Xe—F鍵長為rpm,則B點原子的分數(shù)坐標(biāo)為

;晶胞中A、B間距離d=

pm。

角度3晶胞中原子分數(shù)坐標(biāo)【典例】

(1)(2021山東卷,16節(jié)選)XeF2晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,該晶胞中有

個XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分數(shù)坐標(biāo),如A點原子的分數(shù)坐標(biāo)為

。2(2)(2021海南卷,19節(jié)選)MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型,如圖所示。以晶胞參數(shù)為單位長度建立坐標(biāo)系,可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子坐標(biāo)。在晶胞坐標(biāo)系中,a點硫原子坐標(biāo)為

點錳原子坐標(biāo)為(0,,0),則c點錳原子坐標(biāo)為

。

角度拓展1.(2022湖南常德模擬)磷化鋁熔點為2000℃,與晶體硅結(jié)構(gòu)相似,磷化鋁晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)磷化鋁晶體中磷與鋁微粒間的作用力為

,晶胞中由4個鋁原子圍成的空間結(jié)構(gòu)是

。

(2)已知相鄰的P原子和Al原子的核間距是dnm,B原子的分數(shù)坐標(biāo)為

,磷化鋁晶體的密度為

g·cm-3。

共價鍵

正四面體形

2.(2022山東日照模擬)Cu2S呈黑色或灰黑色,已知:晶胞中S2-的位置如圖1所示,Cu+位于S2-所構(gòu)成的四面體中心,晶胞的側(cè)視圖如圖2所示。

Cu+填充了晶胞中四面體空隙的百分率是

,S2-配位數(shù)為

。已知圖1中A原子的原子分數(shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則與A原子距離最近的Cu+的原子分數(shù)坐標(biāo)為

。

100%8

專項熱考突破——突破一命題篇——新教材新高考

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合應(yīng)用基于“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”,設(shè)置有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用類題,考查核外電子排布與元素周期律、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)及計算等。利用分類和比較的方法研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu),分析比較物質(zhì)性質(zhì)的差異,歸納總結(jié)各類變化的特征及規(guī)律等?；谝延心Ｐ突驑?gòu)建模型闡釋物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)變化規(guī)律或轉(zhuǎn)化過程,分析、解決相關(guān)問題。典例突破1(雙選)(2022山東卷,15)Cu2-xSe是一種鈉離子電池正極材料,充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示,晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的0價Cu原子。下列說法正確的是(

)A.每個Cu2-xSe晶胞中Cu2+個數(shù)為xB.每個Na2Se晶胞完全轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe晶胞,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8C.每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數(shù)為1-xD.當(dāng)NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe時,每轉(zhuǎn)移(1-y)mol電子,產(chǎn)生(1-x)molCu原子答案

B

D新材料新情境

新型材料的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)新材料

某科學(xué)家在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文,介紹了他們在反型鈣鈦礦太陽能電池研究方面的最新科研成果。鈣鈦礦晶體為ABX3結(jié)構(gòu),一般為立方體或八面體結(jié)構(gòu)。在鈣鈦礦晶體中,B離子位于立方晶胞的中心;A離子位于立方晶胞的頂角,被X離子包圍成配位八面體,如圖所示。判斷(1)圖(a)中,B離子處于6個X離子形成的正八面體中心,則B離子的配位數(shù)為6。(

)(2)圖(b)中,A離子被12個X離子包圍,故A離子的配位數(shù)為12。(

)√√典例突破2(2022山東濟寧一模)我國科學(xué)家在《科學(xué)》雜志發(fā)表反型鈣鈦礦太陽能電池研究方面的最新科研成果論文,為鈣鈦礦電池研究開辟新

方向。(1)Ti的配合物有多種。

的配體所含原子中電負性由大到小的順序是

(寫元素符號)。

(2)反型鈣鈦礦電池?zé)o需使用具有光催化活性的TiO2(通過氮摻雜生成TiO2-aNb,反應(yīng)如圖)以及摻雜的有機空穴傳輸層,光照下的輸出穩(wěn)定性更好,更具發(fā)展?jié)摿?。①TiO2-aNb晶體中a=

。

②已知原子1、2的分數(shù)坐標(biāo)分別為(0,0,)和(1,0,0),則原子3的坐標(biāo)為

;設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,TiO2的密度為___________

g·cm-3(列出計算式)。

——突破二解題篇——素養(yǎng)命題+題型突破1.原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用(證據(jù)推理與模型認知)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合應(yīng)用題基于原子核外電子排布規(guī)律,構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)等認知模型,建立重要證據(jù)及推理過程,從原子結(jié)構(gòu)視角說明元素的性質(zhì)(原子或離子半徑大小順序、電離能和電負性、金屬性或非金屬性強弱等)遞變規(guī)律;根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)說明或預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì),并采用模型、符號等多種方式對原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進行綜合表征。典例突破1(2021湖南卷,7)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,W與X可形成原子個數(shù)比為2∶1的18e-分子。下列說法正確的是(

)A.簡單離子半徑:Z>X>YB.W與Y能形成含有非極性鍵的化合物C.X和Y的最簡單氫化物的沸點:X>Y

D.由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性答案

B

解析

本題考查了元素推斷和元素周期律的應(yīng)用。首先根據(jù)“Z的最外層電子數(shù)為K層的一半”可推知滿足該條件的短周期元素有鈉元素和鋰元素,再依據(jù)“W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素”可排除鋰元素,則Z為鈉元素。再依據(jù)“W與X可形成原子個數(shù)比為2∶1的18e-分子”可推知,W為氫元素,X為氮元素,二者所形成的18e-分子為肼(N2H4)。最后依據(jù)“Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和”可確定Y為氧元素。Na+、N3-和O2-具有相同的核外電子排布,根據(jù)“徑小序大”規(guī)律可知,離子半徑大小順序為N3->O2->Na+,A項錯誤;氫和氧可形成H2O2,其結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,其中含有非極性鍵,B項正確;氮元素、氧元素形成的最簡單的氫化物分別為氨氣和水,水的沸點高于液氨,C項錯誤;NH3·H2O由氫、氮、氧三種元素組成,其水溶液呈堿性,D項錯誤。方法點撥

(1)解答此類問題的關(guān)鍵是結(jié)合題給信息正確推斷未知元素,再以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”為指導(dǎo),結(jié)合同周期(或主族)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,進行分析、判斷。(2)短周期元素原子與成鍵數(shù)目的關(guān)系如表:成鍵數(shù)目123456對應(yīng)元素H、F、ClO、SB、Al、N、PC、SiN、PS針對訓(xùn)練1(2022湖南長沙長郡中學(xué)一模)短周期元素甲、乙、丙、丁原子序數(shù)依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常溫下,含甲的化合物r濃度為0.1mol·L-1時溶液pH=13,p和q分別是元素丙和丁的單質(zhì),其中p為黃色固體。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(產(chǎn)物水已略去)。下列說法正確的是(

)A.簡單離子半徑:甲<乙<丙<丁B.甲與丙能形成使紫色石蕊試液先變紅后褪色的物質(zhì)C.工業(yè)上常利用反應(yīng)②制取漂白粉D.m、n的陰離子在酸性溶液中不能大量共存答案

D

解析

四種元素為短周期元素,p和q分別是元素丙和丁的單質(zhì),p為黃色固體,故丙是硫元素,丁是氯元素。常溫下化合物r的濃度為0.1

mol·L-1時,溶液pH=13,故r是氫氧化鈉;乙、丙、丁同周期,故乙為第三周期元素。電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則離子半徑:丙>丁,故A錯誤;甲是O元素,丙是S元素,二者形成的SO2可以使紫色石蕊試液變紅色,但不能漂白酸堿指示劑,故B錯誤;r是氫氧化鈉,q是氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2NaOH══NaClO+NaCl+H2O,該反應(yīng)常用來制取漂白液,故C錯誤;m、n為Na2S、Na2SO3,二者在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì),故D正確。2.分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用(證據(jù)推理與模型認知)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用題根據(jù)給定的信息分析常見簡單分子的空間結(jié)構(gòu),利用相關(guān)理論(價層電子對互斥模型、雜化軌道理論)解釋簡單的共價分子的空間結(jié)構(gòu),根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)特點和鍵的極性判斷分子的極性及是否具有手性,并據(jù)此對分子的一些典型性質(zhì)(熔點、沸點、溶解性等)和應(yīng)用作出解釋。典例突破2(2021山東卷,9)關(guān)于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),下列說法錯誤的是(

)A.CH3OH為極性分子B.N2H4空間結(jié)構(gòu)為平面形C.N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N雜化方式均相同答案

B解析

甲醇可看成是甲烷中的一個氫原子被羥基取代得到的,為四面體結(jié)構(gòu),是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,A正確;N2H4中N原子的雜化方式為sp3,空間結(jié)構(gòu)不是平面形,B錯誤;N2H4分子中連接N原子的H原子多,存在氫鍵的數(shù)目多,而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氫鍵,另一端的兩個甲基基團比較大,影響了分子的排列,沸點比N2H4的低,C正確;CH3OH為四面體結(jié)構(gòu),—OH結(jié)構(gòu)類似于水的結(jié)構(gòu),(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)簡式為

,兩者分子中C、O、N雜化方式均為sp3,D正確。方法點撥解答此類問題的關(guān)鍵是分析分子的空間結(jié)構(gòu)、含有的共價鍵、分子的對稱性等,基于此推測分子的性質(zhì)(如極性、沸點、溶解性、手性等)。答案

B3.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用(證據(jù)推理與模型認知)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合應(yīng)用題借助分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體等模型說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用,從原子、分子、超分子、聚集狀態(tài)等不同角度認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點及其與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系;從構(gòu)成微粒、微粒間相互作用、微粒的空間排布規(guī)律等角度分析不同類型晶體結(jié)構(gòu)的特點、相似性和差異性。典例突破3(2021遼寧卷,7)單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導(dǎo)材料,其晶胞如圖。下列說法錯誤的是(

)A.S位于元素周期表p區(qū)B.該物質(zhì)的化學(xué)式為H3SC.S位于H構(gòu)成的八面體空隙中D.該晶體屬于分子晶體答案

DS位于H構(gòu)成的八面體空隙中,如圖所示

,C正確;由于該晶體是一種新型超導(dǎo)材料,說明其是由陰、陽離子構(gòu)成的,故該晶體屬于離子晶體,D錯誤。方法點撥解答此類問題的關(guān)鍵是分析晶胞結(jié)構(gòu)特點,確定各微粒在晶胞中的相對位置,結(jié)合“均攤法”確定晶體的化學(xué)式,結(jié)合晶體中微粒間的相互作用,推測晶體的性質(zhì)等。針對訓(xùn)練3(2022湖南益陽沅江一中二模)實驗室用電石(主要成分為碳化鈣)與水反應(yīng)制取乙炔。乙炔中混有的H2S氣體可用CuSO4溶液吸收,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2S+CuSO4

══CuS↓+H2SO4。下列說法正確的是(

)A.由圖可知,碳化鈣的化學(xué)式為CaC2B.乙炔分子中σ鍵和π鍵數(shù)目相等C.H2S是非極性分子D.H2SO4屬于離子化合物CaC2晶胞示意圖

答案

A

——突破三熱點專攻——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題高考必備1.命題分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題是高考熱點題型之一,大多以某種新材料、催化劑、新藥物等為命題載體,綜合考查原子核外電子排布(核外電子排布式、價電子排布式、軌道表示式)、元素周期律(原子半徑、電離能、電負性)、共價鍵(σ鍵和π鍵)、分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)、中心原子的雜化類型、分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(極性、溶解性、手性)、范德華力和氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響、晶胞結(jié)構(gòu)及計算、晶體的性質(zhì)(熔點等)及分析等,突出考查考生的綜合分析判斷能力、邏輯推理能力、簡單計算能力。2.原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查點

3.分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查點

4.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查點

真題感悟1.(2022山東卷,16)研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義?；瘜W(xué)式為Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出),每個苯環(huán)只有一半屬于該晶胞。晶胞參數(shù)為a=b≠c,α=β=γ=90°。回答下列問題:(1)基態(tài)Ni原子的價電子排布式為

,在元素周期表中位置為

。

(2)晶胞中N原子均參與形成配位鍵,Ni2+與Zn2+的配位數(shù)之比為

;x∶y∶z=

;晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是

。

(3)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的

大π鍵,則吡啶中N原子的價層孤電子對占據(jù)

(填字母)。

A.2s軌道 B.2p軌道C.sp雜化軌道

D.sp2雜化軌道(4)在水中的溶解度,吡啶遠大于苯,主要原因是①

,

②

。

答案

(1)3d84s2第四周期第Ⅷ族(2)2∶3

2∶1∶1

Zn2+

(3)D(4)①吡啶分子能與水分子形成分子間氫鍵②吡啶分子和H2O分子均為極性分子,相似相溶,而苯分子為非極性分子解析

本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),內(nèi)容包括價電子排布式、配位數(shù)、雜化方式、大π鍵、溶解度、電子云密度。(1)Ni是28號元素,故基態(tài)Ni原子的價電子排布式為3d84s2,在元素周期表中位置為第四周期第Ⅷ族。(2)由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,一個晶胞中含有Ni2+個數(shù)為2×=1,Zn2+個數(shù)為8×=1,含有CN-為8×=4,NH3個數(shù)為8×=2,苯環(huán)個數(shù)為4×=2,則該晶胞的化學(xué)式為Ni(CN)4·Zn(NH3)2·2C6H6,且晶胞中每個N原子均參與形成配位鍵,Ni2+周圍形成的配位鍵數(shù)目為4,Zn2+周圍形成的配位鍵數(shù)目為6,則Ni2+與Zn2+的配位數(shù)之比為4∶6=2∶3,x∶y∶z=4∶2∶2=2∶1∶1;由以上分析可知,Ni2+的配位數(shù)為4,則Ni2+采用sp3雜化,而Zn2+的配位數(shù)為6,Zn2+采用sp3d2雜化,即晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是Zn2+。(3)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的

大π鍵,則說明吡啶中N原子也是采用sp2雜化,雜化軌道只用于形成σ鍵或容納孤電子對,即吡啶中N原子的價層孤電子對占據(jù)sp2雜化軌道。(4)已知苯分子為非極性分子,H2O分子為極性分子,吡啶分子為極性分子,且吡啶分子中N原子上含有孤電子對能與水分子形成分子間氫鍵,從而導(dǎo)致在水中的溶解度吡啶遠大于苯。2.(2021福建卷,14)類石墨相氮化碳(g-C3N4)作為一種新型光催化材料,在光解水產(chǎn)氫等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,研究表明,非金屬摻雜(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),其中一種二維平面結(jié)構(gòu)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)C原子的成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為

。

(2)N、O、S的第一電離能(I1)大小為I1(N)>I1(O)>I1(S),原因是

。

(3)g-C3N4晶體中存在的微粒間作用力有

(填字母)。

a.非極性鍵 b.金屬鍵 c.π鍵 d.范德華力(4)g-C3N4中,C原子的雜化軌道類型為

,N原子的配位數(shù)為

。

(5)每個基本結(jié)構(gòu)單元(圖中實線圈部分)中兩個N原子(圖中虛線圈所示)被O原子代替,形成O原子摻雜的g-C3N4(OPCN),OPCN的化學(xué)式為

。

答案

(1)2∶1

(2)N原子2p軌道半充滿,比相鄰的O原子更穩(wěn)定,更難失電子;O、S屬于同主族元素,S原子半徑大于O原子,更易失去電子(3)cd

(4)sp2

2、3

(5)C3N3O解析

(1)基態(tài)C原子的核外電子排布式為1s22s22p2,2p軌道上有2個未成對電子,則成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為4∶2=2∶1。(2)N和O處于同一周期且相鄰,由于N的2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),較難失去電子,則I1(N)>I1(O);O、S元素處于同主族,S原子半徑大于O原子半徑,S原子對最外層電子的吸引力小于O原子,則有I1(O)>I1(S)。(3)g-C3N4具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),由二維平面結(jié)構(gòu)可知,C和N原子均采取sp2雜化,C和N原子之間形成極性鍵,未參與雜化的2p軌道相互平行重疊,形成π鍵,層與層之間存在范德華力。(4)g-C3N4的層狀結(jié)構(gòu)中,N原子的成鍵方式有2種,形成2個C—N或3個C—N,故N的配位數(shù)為2、3。(5)從基本結(jié)構(gòu)單元分析得知,N原子的成鍵有連兩個C原子和連三個C原子的兩種情況,連兩個C原子的N原子完全屬于該基本結(jié)構(gòu)單元,連三個C原子的N原子處在中心的完全屬于該基本結(jié)構(gòu)單元,處在3個“頂點”上的屬于三個基本結(jié)構(gòu)單元,故一個基本結(jié)構(gòu)單元含有6個C原子和7+×3=8個N原子;將題圖中虛線圈所示的N原子用O原子代替,則O原子完全屬于該基本結(jié)構(gòu)單元,故該基本結(jié)構(gòu)單元含有6個C原子、6個N原子、2個O原子,其比值為3∶3∶1,則OPCN的化學(xué)式為C3N3O。方法點撥1.有關(guān)晶胞的三種計算(1)計算晶體密度的方法(a表示晶胞邊長,ρ表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,