第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3)

PAGE第57頁共57頁第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3)考點一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(原子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)送分型——自主學習))[記牢主干知識]1．能層、能級和最多容納電子數(shù)之間的關(guān)系能層(n)能級最多容納電子數(shù)序數(shù)符號符號原子軌道數(shù)各能級各能層一K1s122二L2s1282p36三M3s1eq\o(□,\s\up1(10))2eq\o(□,\s\up1(15))183peq\o(□,\s\up1(11))3eq\o(□,\s\up1(12))63deq\o(□,\s\up1(13))5eq\o(□,\s\up1(14))10四N4seq\o(□,\s\up1(16))1eq\o(□,\s\up1(17))2eq\o(□,\s\up1(24))324peq\o(□,\s\up1(18))3eq\o(□,\s\up1(19))64deq\o(□,\s\up1(20))5eq\o(□,\s\up1(21))104feq\o(□,\s\up1(22))7eq\o(□,\s\up1(23))14………………n…………eq\o(□,\s\up1(25))2n22．原子軌道的形狀及能量關(guān)系原子軌道eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(軌道形狀\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s電子的原子軌道呈球形對稱,p電子的原子軌道呈啞鈴形)),各能級上的原子軌道數(shù)目\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(s能級1個,p能級3個,d能級5個,f能級7個,……)),能量關(guān)系\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①相同能層上原子軌道能量的高低：ns＜np＜,nd＜nf,②形狀相同的原子軌道能量的高低：1s＜2s＜,3s＜4s……,③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原,子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的,能量相等))))原子軌道3．基態(tài)原子核外電子排布(1)基態(tài)原子核外電子排布三原則[注意]當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)時體系的能量最低，如24Cr的電子排布式為[Ar]3d54s1,29Cu的電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的填充順序——構(gòu)造原理絕大多數(shù)元素的原子核外電子的排布遵循如圖所示的排布順序，人們把它稱為構(gòu)造原理。它是書寫基態(tài)原子核外電子排布式的依據(jù)。(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4電子排布圖(或軌道表示式)價電子排布式3s23p44．原子狀態(tài)與原子光譜(1)原子的狀態(tài)①基態(tài)原子：處于最低能量的原子。②激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子吸收能量后，從低能級躍遷到較高能級狀態(tài)的原子。(2)原子光譜不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時會吸收或釋放不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖[練通基礎(chǔ)小題]一、基礎(chǔ)知識全面練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)p能級能量一定比s能級的能量高(×)(2)鈉元素的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p62d1(×)(3)磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為(×)(4)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多(×)(5)Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2(×)(6)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等(×)2．按要求填空(1)(2014·安徽高考)S的基態(tài)原子核外有________個未成對電子；Si的基態(tài)原子核外電子排布式為___________________________________________________________________。(2)(2014·浙江高考)31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是_________________________。(3)(2014·福建高考)基態(tài)硼原子的電子排布式為_______________________________。(4)(2014·江蘇高考)Cu＋基態(tài)核外電子排布式為________________________________。(5)(2014·全國卷Ⅱ)前四周期元素中e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子，e的價層電子軌道示意圖為____________。(6)(2014·四川高考)XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；Y基態(tài)原子的電子排布式是________________________________________________________________________。(7)(2014·全國卷Ⅰ)基態(tài)Fe原子有________個未成對電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為________________。答案：(1)21s22s22p63s23p2(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(3)1s22s22p1(4)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10(5)(6)1s22s22p4(7)41s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d53．請用核外電子排布的相關(guān)規(guī)則解釋Fe3＋較Fe2＋更穩(wěn)定的原因。提示：26Fe價層電子的電子排布式為3d64s2，F(xiàn)e3＋價層電子的電子排布式為3d5，F(xiàn)e2＋價層電子的電子排布式為3d6。根據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全滿和半滿時能量最低”的原則，3d5處于半滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，所以Fe3＋較Fe2＋更為穩(wěn)定。二、?？碱}點分組練題點(一)核外電子排布的表示方法1．下列有關(guān)化學用語的表達正確的是()A．CO2的電子式：B．N原子最外層電子排布圖：C．Cl原子的結(jié)構(gòu)示意圖：D．Al原子最外層電子排布式：3s23p1解析：選DA．CO2的電子式應(yīng)為，錯誤；B.N原子最外層有5個電子，最外層電子排布圖應(yīng)為，錯誤；C.Cl原子最外層有7個電子，原子的結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為，錯誤；D.Al原子最外層有3個電子，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可知其電子排布式為3s23p1，正確。2．(1)Ni原子的電子排布式為_________________________________________________。(2)原子序數(shù)均小于36的元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且原子序數(shù)T比Q大2。T的價電子排布式為________，Q2＋的未成對電子數(shù)是________。(3)D元素的正三價離子的3d亞層為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為_________________________________________________________________。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為__________________。解析：(1)Ni的原子序數(shù)為28，比Ar多10，所以其電子排布式為[Ar]3d84s2；(2)元素Q和T既位于同一周期又位于同一族，且原子序數(shù)T比Q多2，T、Q只能位于第Ⅷ族，所以T為Ni、Q為Fe，注意28號元素Ni的核外電子排布式為[Ar]3d84s2,26號元素Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，所以Fe2＋的核外電子排布式為[Ar]3d6，有4個未成對電子；(3)D元素失去2個4s電子和1個3d電子后變成3d5，所以其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即第Ⅷ族元素Fe；(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，即第ⅠB族元素Cu。答案：(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)3d84s24(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1[知能存儲]核外電子排布的表示方法表示方法含義舉例原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖表示核外電子分層排布和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)Na：Na＋：電子式表示原子最外層電子數(shù)目核外電子排布式表示每個能級上排布的電子數(shù)S：1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2－：1s22s22p63s23p6電子排布圖(軌道表示式)表示每個原子軌道中電子的運動狀態(tài)價電子排布式或排布圖表示價電子的排布題點(二)核外電子排布的規(guī)律及應(yīng)用3．(2016·太原模擬)下列電子排布圖所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是()A．B．C．D．解析：選D電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則等。A.2p能級未排滿，則排布3s軌道，違背能量最低原理，錯誤；B.2p能級的3個電子應(yīng)單獨占據(jù)3個軌道，違背洪特規(guī)則，錯誤；C.2p能級未排滿，違背能量最低原理，錯誤；D.符合電子的排布原理，能量處于最低狀態(tài)，正確。4．下列說法錯誤的是()A．ns電子的能量不一定高于(n－1)p電子的能量B．6C的電子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)違反了洪特規(guī)則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理解析：選AA項，各能級能量的大小順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5s……ns電子的能量一定高于(n－1)p電子的能量；B項，對于C原子來說，2p能級有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應(yīng)以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上，違反了洪特規(guī)則；C項，根據(jù)軌道能量高低順序可知E4s<E3d，對于21Sc原子來說，最后3個電子應(yīng)先排滿4s軌道，再排3d軌道，電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，故違反了能量最低原理；D項，對于22Ti原子來說，3p能級共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違反了泡利原理。5．(2016·昆明模擬)下列各組表述中，兩個原子不屬于同種元素原子的是()A．3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B．2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子C．M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)eq\f(1,5)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子解析：選CA項，3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子，按洪特規(guī)則可得其3p軌道上只能有兩個電子，所以兩個原子是同種元素的原子；B項，2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子，它的2p能級上只能是5個電子，所以兩原子是同種元素的原子；C項，M層全充滿而N層為4s2的原子，其M層應(yīng)為18個電子，而后者的M層上只有8個電子，所以兩原子不是同種元素的原子；D項，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)的原子中，最外層電子數(shù)要小于或等于8個電子，且電子總數(shù)為5的倍數(shù)，所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40，其中滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素，該元素原子的外圍電子排布式為4s24p5，所以兩原子是同種元素的原子。[知能存蓄]“兩原理，一規(guī)則”的正確理解1．原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀態(tài)。[注意]在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤：2．半充滿、全充滿狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，即ns2、np3、np6等處于相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)。如Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：3d104s2。3．當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫時，仍把(n－1)d放在ns前?？键c二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)重點保分型——師生共研))[基礎(chǔ)自主落實]1．原子結(jié)構(gòu)與元素周期表(1)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系周期電子層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的價電子排布特點①主族：主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA排布特點ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5②0族：He：1s2；其他：ns2np6。③過渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分區(qū)①根據(jù)原子核外電子排布分區(qū)。a．分區(qū)簡圖：b．各區(qū)元素分布及性質(zhì)與價電子排布特點：分區(qū)元素分布價電子排布元素性質(zhì)特點s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n－1)d1～9ns1～2d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學性質(zhì)相近，錒系元素化學性質(zhì)相近②根據(jù)元素金屬性與非金屬性分區(qū)。a．分區(qū)簡圖：b．特別說明：處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性，又稱為半金屬或準金屬，但不能叫兩性非金屬。2．元素周期律(1)電離能、電負性①第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。②電負性：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越強。(2)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的遞變規(guī)律項目同周期(從左→右)同主族(從上→下)原子核外電子排布能層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多最外層電子數(shù)相同，能層數(shù)遞增原子半徑逐漸減小(0族除外)逐漸增大元素主要化合價最高正價由＋1→＋7(O，F(xiàn)除外)，最低負價由－4→－1最高正價＝主族序數(shù)(O，F(xiàn)除外)，非金屬最低負價＝主族序數(shù)－8原子得、失電子能力得電子能力逐漸增強；失電子能力逐漸減弱得電子能力逐漸減弱；失電子能力逐漸增強第一電離能增大的趨勢逐漸eq\o(□,\s\up1(10))減小電負性逐漸eq\o(□,\s\up1(11))增大逐漸eq\o(□,\s\up1(12))減小元素金屬性、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(3)對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的。如右所示。小題熱身1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)共價化合物中，成鍵元素電負性大的表現(xiàn)為負價(√)(2)根據(jù)元素周期律，氮與氧相比，后者的第一電離能大(×)(3)過渡元素中含有非金屬元素(×)(4)s區(qū)全部是金屬元素(×)(5)電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(×)(6)價電子排布為4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p區(qū)元素(√)(7)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s區(qū)元素(×)2．第四周期中，未成對電子數(shù)最多的元素是________。(填名稱)(1)它位于第________族。(2)核外電子排布式是_______________________________________________________。(3)它有________個能層，________個能級，________種運動狀態(tài)不同的電子。(4)價電子排布式________，價電子排布圖____________________________________。(5)屬于________區(qū)。答案：鉻(1)ⅥB(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1(3)4724(4)3d54s1(5)d3．(1)為什么Mg的第一電離能比Al大，P的第一電離能比S大？提示：Mg電子排布式為1s22s22p63s2、P電子排布式為1s22s22p63s23p3，鎂原子、磷原子最外層的能級中，電子處于全滿或半滿穩(wěn)定狀態(tài)，失電子較難。(2)為什么Na容易形成＋1價離子，而Mg、Al易形成＋2價、＋3價離子？提示：Na的I1比I2小很多，電離能差值很大，說明失去第一個電子比失去第二個電子容易得多，所以Na容易失去一個電子形成＋1價離子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去兩個電子形成＋2價離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三個電子形成＋3價離子。[考向合作探究]電離能及其應(yīng)用1．下表是某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是()電離能I1I2I3I4……Im/(kJ·mol－1)7401500770010500……①R的最高正價為＋3②R元素位于元素周期表中第ⅡA族③R元素的第一電離能大于同周期相鄰元素④R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2A．①②B．②③C．③④D．①④解析：選B由表中數(shù)據(jù)可知，R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大，故最外層有兩個電子，最高正價為＋2，位于第ⅡA族，可能為Be或Mg，①不正確，②正確，④不確定；短周期第ⅡA族的元素(價電子排布式為ns2np0)，因p軌道處于全空狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰主族元素，③正確。2．下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是()A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強于鈉B．因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大C．最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大D．對于同一元素而言，原子的電離能I1<I2<I3……解析：選B第一電離能越小，表明該元素原子越易失去電子，活潑性越強，A項正確；同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，第一電離能一般來說依次增大，但有反常，如第一電離能：N>O、Mg>Al，B項錯誤；C項所述元素為零族元素，性質(zhì)穩(wěn)定，第一電離能都較大。[探規(guī)尋律]電離能的應(yīng)用規(guī)律1．判斷元素金屬性的強弱電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強；反之越弱。2．判斷元素的化合價(I1、I2……表示各級電離能)如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n。如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1。3．判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中，元素的各級電離能逐級增大，有一定的規(guī)律性。當電離能的變化出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。4．反映元素原子的核外電子排布特點同周期元素從左向右，元素的第一電離能并不是逐漸增大的，當元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時，第一電離能就會反常的大。電負性及其應(yīng)用3．電負性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。下列關(guān)于電負性的變化規(guī)律正確的是()A．元素周期表從左到右，元素的電負性逐漸變大B．元素周期表從上到下，元素的電負性逐漸變大C．電負性越大，金屬性越強D．電負性越小，非金屬性越強解析：選A利用同周期從左至右元素電負性逐漸增大，同主族從上至下元素電負性逐漸減小的規(guī)律來判斷。電負性越大，金屬性越弱，非金屬性越強。4．如圖：元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負性0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有兩性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________。(2)通過分析電負性變化規(guī)律，確定Mg元素電負性的最小范圍__________。(3)請歸納元素的電負性和金屬、非金屬的關(guān)系是_____________________________________________________________________________________________________。(4)從電負性角度，判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物？請說出理由，并設(shè)計一個實驗方案證明上述所得結(jié)論。答案：(1)Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2O，Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O(2)0.93～1.57(3)元素的非金屬性越強，電負性越大；元素的金屬性越強，電負性越小(4)Al元素和Cl元素的電負性差值為1.55<1.7，所以形成共價鍵，為共價化合物。將氯化鋁加熱到熔融態(tài)，進行導電性實驗，如果不導電，說明是共價化合物。[探規(guī)尋律]電負性的應(yīng)用規(guī)律原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的綜合應(yīng)用5．(2013·山東高考)下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢，正確的是()解析：選A同主族元素從上到下電負性依次減小，A正確；鹵族元素中氟無正價，B錯誤；HF分子間存在氫鍵，使HF熔沸點最高，C錯誤；鹵族元素從上到下單質(zhì)分子間范德華力依次增大，熔點依次升高，D錯誤。6．(2016·天水模擬)現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是()A．最高正化合價：③＞②＞①B．原子半徑：③＞②＞①C．電負性：③＞②＞①D．第一電離能：③＞②＞①解析：選D根據(jù)核外電子排布可知①是S，②是P，③是F。F無最高正價，A錯誤；同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族自上而下原子半徑逐漸增大，則原子半徑：②＞①＞③，B錯誤；非金屬性越強，電負性越大，則電負性：③＞①＞②，C錯誤；非金屬性越強第一電離能越大，但P的3p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強，第一電離能強于S，則第一電離能：③＞②＞①，D正確。7．根據(jù)信息回答下列問題：(1)如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號至17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。①認真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的大小范圍為________＜Al＜________(填元素符號)；②圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第______周期________族。(2)已知元素的電負性和元素的化合價一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負性：元素AlBBeCClFLi電負性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi電負性3.00.93.52.12.51.8已知：兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時，形成共價鍵。①根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是_____________；②通過分析電負性值變化規(guī)律，確定Mg元素電負性值的最小范圍________；③判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物：A．Li3NB．BeCl2C．AlCl3Ⅰ.屬于離子化合物的是________；Ⅱ.屬于共價化合物的是________；請設(shè)計一個實驗方案證明上述所得到的結(jié)論__________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①由圖可以看出，同周期的第ⅠA族元素的第一電離能最小，而第ⅢA族元素的第一電離能小于第ⅡA族元素的第一電離能，故Al的第一電離能：Na＜Al＜Mg。②圖中電離能最小的應(yīng)是堿金屬元素Rb，在元素周期表中第五周期ⅠA族。(2)①將表中數(shù)據(jù)按照元素周期表的順序重排，可以看出電負性隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。②根據(jù)電負性的遞變規(guī)律：同周期從左到右電負性逐漸增大，同主族從上到下電負性逐漸減小，可知，在同周期中電負性Na＜Mg＜Al，同主族Be＞Mg＞Ca，最小范圍應(yīng)為0.9～1.5。③根據(jù)已知條件及表中數(shù)值：Li3N電負性差值為2.0，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC電負性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價鍵，為共價化合物。共價化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下能否導電。離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在，可以導電，但共價化合物卻不能。答案：(1)①NaMg②五ⅠA(2)①隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負性呈周期性變化②0.9～1.5③ABCD測定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導電，若導電則為離子化合物，反之則為共價化合物1．(2016·紹興模擬)下列有關(guān)化學用語正確的是()A．某元素基態(tài)原子的電子排布圖B．NH4Cl電子式為C．Ca2＋基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p6D．F原子的結(jié)構(gòu)示意圖：解析：選CA中電子排布圖應(yīng)為，錯誤；B中電子式為，錯誤；D中結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為，錯誤。2．下列關(guān)于價電子構(gòu)型為4s24p4的原子的描述正確的是()A．其電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d104p4B．其價電子排布圖為C．其4p軌道電子排布圖為D．其電子排布式可以簡化為[Ar]3d104s24p4解析：選DA項，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4，錯誤；B項，違反了洪特規(guī)則，錯誤；C項，違反了泡利原理，錯誤；D正確。3．(2016·沈陽模擬)下列各組原子中，彼此化學性質(zhì)一定相似的是()A．原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B．原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C．2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y原子解析：選C原子核外電子排布式為1s2的X原子是He，原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子是Be，二者的性質(zhì)不同，A錯誤；原子核外M層上僅有兩個電子的X原子是Mg，原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子不一定是Ca，還可以為副族元素，二者的性質(zhì)不一定相似，B錯誤；2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子分別是第ⅣA族的C和Si，性質(zhì)相似，C正確；最外層都只有一個電子的X、Y原子可以是H和Na等，性質(zhì)不同，D錯誤。4．(2016·衡水模擬)下列有關(guān)電子排布圖的表述正確的是()A．可表示單核10電子粒子基態(tài)時電子排布B．此圖錯誤，違背了泡利原理C.表示基態(tài)N原子的價電子排布D．表示處于激發(fā)態(tài)的B的電子排布圖解析：選AA．單核10電子粒子基態(tài)時電子排布式為1s22s22p6，每個軌道內(nèi)排布2個電子，自旋方向相反，正確；B.此圖違背了洪特規(guī)則，錯誤；C.正確的價電子排布圖為，錯誤；D.該電子排布圖中的電子沒有激發(fā)躍遷到能量更高的軌道上，錯誤。5．下列關(guān)于電離能和電負性的說法不正確的是()A．第一電離能的大?。篗g>AlB．鍺的第一電離能高于碳而電負性低于碳C．Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是碳D．F、K、Fe、Ni四種元素中電負性最大的是F解析：選B同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族的第一電離能比相鄰的第ⅢA族元素的第一電離能大，A正確；鍺是金屬元素而碳是非金屬元素，第一電離能低于碳，B不正確；Ni的價電子排布為3d84s2，未成對電子數(shù)為2，第二周期未成對電子數(shù)為2的元素有碳和氧，同周期從左到右電負性逐漸增大，則電負性C<O，故該元素為碳，C正確；一般來說，元素的非金屬性越強，電負性越大，D項正確。6．(2016·華中師大附中模擬)長式周期表共有18個縱行，從左到右排為1～18列，即堿金屬為第一列，稀有氣體元素為第18列。按這種規(guī)定，下列說法正確的是()A．第9列中元素中沒有非金屬元素B．只有第二列的元素原子最外層電子排布為ns2C．第四周期第9列元素是鐵元素D．第10、11列為ds區(qū)解析：選AA．第9列中元素是第Ⅷ族元素，都是金屬元素，沒有非金屬元素，正確；B.第2列的元素原子最外層電子排布為ns2，此外He核外電子排布是1s2，也符合該最外層電子排布，錯誤；C.第四周期第9列元素是Co元素，錯誤；D.第11、12列元素為ds區(qū)，錯誤。7．如圖是第三周期11～17號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖，下列有關(guān)說法中正確的是()A．y軸表示的可能是第一電離能B．y軸表示的可能是電負性C．y軸表示的可能是原子半徑D．y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)解析：選B對于第三周期11～17號元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，但Mg、P特殊，A項錯誤；原子半徑逐漸減小，C項錯誤；形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)依次為：Na為1，Mg為2，Al為3，Si不易形成 離子，P為3，S為2，Cl為1，D項錯誤。8．下列有關(guān)說法正確的是()A．C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是O＞N＞CB．根據(jù)同周期元素的第一電離能變化趨勢，推出Al的第一電離能比Mg大C．根據(jù)主族元素最高正化合價與族序數(shù)的關(guān)系，推出鹵族元素最高正價都是＋7D．Ni原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2解析：選D同一周期自左向右，元素的第一電離能呈現(xiàn)增大趨勢，但由于p軌道處于全空、半充滿或全充滿時相對穩(wěn)定，這使得第ⅡA族、第ⅤA族反常，故第一電離能N>O，Mg>Al，A、B不正確；F的電負性最大，沒有正化合價，C不正確。9．(2016·黃岡模擬)以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是()A．具有下列電子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半徑最大的是①B．具有下列價電子排布式的原子中：①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，第一電離能最大的是③C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl中，元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④D．某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，當它與氯氣反應(yīng)時可能生成的陽離子是X3＋解析：選DA項，①為Si，②為N，③為C，④為S，原子半徑最大的為Si，正確；B項，①為Al，②為Si，③為P，④為S，第一電離能最大的為P，正確；C項，同一主族元素，電負性從上到下逐漸減??；同一周期元素，電負性呈增大趨勢，正確；D項，根據(jù)各級電離能變化趨勢，基態(tài)原子的最外層應(yīng)有2個電子，所以與Cl2反應(yīng)時應(yīng)呈＋2價，D錯。10．(2013·上海高考)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)；Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等；Z元素＋2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同；W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關(guān)這些元素性質(zhì)的說法一定正確的是()A．X元素的氫化物的水溶液顯堿性B．Z元素的離子半徑大于W元素的離子半徑C．Z元素的單質(zhì)在一定條件下能與X元素的單質(zhì)反應(yīng)D．Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點解析：選C根據(jù)題意，Z為Mg元素，Y原子最外層電子排布為ns2np2，是C或Si元素，X為N或O元素，W為Al或Cl元素，N的氫化物的水溶液顯堿性，但O的氫化物的水溶液顯中性或弱酸性，A錯誤；Al3＋的半徑比Mg2＋小，Cl－半徑比Mg2＋大，B錯誤；氮氣、氧氣均能與鎂反應(yīng)，C正確；CO2形成的晶體熔沸點低，D錯誤。11．A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負性最小的元素。已知：A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個；C原子的第一至第四電離能為I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol－1，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1；D原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿；E元素的族序數(shù)與周期序數(shù)的差為4。(1)寫出E元素在周期表中位置：________；D元素的原子的核外電子排布式：________________________________________________________________________。(2)某同學根據(jù)題目信息和掌握的知識分析C的核外電子排布為。該同學所畫的軌道式違背了________。(3)已知BA5為離子化合物，寫出其電子式：________。(4)DE3中心原子雜化方式為____________，其空間構(gòu)型為____________。解析：(1)由題意分析知F為K，A為H，B為N；由電離能知C的常見化合價為＋2價，為Mg，D為P，E為Cl。(2)原子的核外電子分能級排布，按構(gòu)造原理先排能量低的能級，再排能量高的能級，遵循能量最低原理時，該原子才最穩(wěn)定。該同學未排滿3s能級就排3p能級，違背了能量最低原理。(3)NH5為離子化合物，則為銨鹽，存在NHeq\o\al(＋,4)和H－。(4)PCl3中心原子P上的價層電子對＝3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝4，雜化類型為sp3雜化；存在一個孤電子對，故分子構(gòu)型為三角錐形。答案：(1)第三周期ⅦA族1s22s22p63s23p3(2)能量最低原理(3)(4)sp3三角錐形12．(1)(2015·安徽高考·節(jié)選)C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。①Si位于元素周期表第________周期第________族。②N的基態(tài)原子核外電子排布式為________；Cu的基態(tài)原子最外層有________個電子。③用“＞”或“＜”填空：原子半徑電負性熔點沸點Al____SiN____O金剛石____晶體硅CH4____SiH4(2)(2013·浙江高考·節(jié)選)①N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下：電離能I1I2I3I4……In/(kJ·mol－1)5781817274511578……則該元素是________(填寫元素符號)。②基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式是________。Ge的最高價氯化物的分子式是________。③Ge元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有________。A．是一種活潑的金屬元素B．其電負性大于硫C．其單質(zhì)可作為半導體材料D．其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點解析：(1)①Si是14號元素，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族。②N是7號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3；Cu是29號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故最外層有1個電子。③同周期元素，原子序數(shù)越大，原子半徑越小，故原子半徑：Al＞Si；同周期元素，原子序數(shù)越大，電負性越強，故電負性：N＜O；金剛石和晶體硅都是原子晶體，但鍵能：CC＞SiSi，故熔點：金剛石＞晶體硅；CH4和SiH4都是分子晶體，且兩者結(jié)構(gòu)相似，SiH4的相對分子質(zhì)量大，故沸點：CH4＜SiH4。(2)①由電離能數(shù)據(jù)可知，該元素呈＋3價。②Ge的最高正價為＋4價。③Ge位于金屬和非金屬的分界線上，故其可做半導體材料，其氯化物和溴化物為分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，其沸點越高。答案：(1)①三ⅣA②1s22s22p31③＞＜＞＜(2)①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4③CD13．(2016·昌樂模擬)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題：(1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子的電子排布式______________。(2)d與a反應(yīng)的產(chǎn)物的分子中，中心原子的雜化形式為________________。(3)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：元素op電離能/(kJ·mol－1)I1717759I215091561I332482957比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個電子比氣態(tài)p2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點高低的順序如圖Ⅰ所示，其中電負性最大的是____________(填圖中的序號)。(6)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖Ⅱ所示，則該元素是____________(填元素符號)。解析：(1)26號為鐵元素，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(2)d為N元素，a為H元素，二者形成的NH3中N原子的雜化形式為sp3。(3)h為Mg元素，Mg單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，原因是電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量。(4)o元素為Mn，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基態(tài)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其3d能級為半充滿結(jié)構(gòu)，相對比較穩(wěn)定，當其失去第三個電子時比較困難，而p2＋的基態(tài)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其3d能級再失去一個電子即為半充滿結(jié)構(gòu)，形成相對比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，故其失去第三個電子比較容易。(5)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，其單質(zhì)中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點依次升高；硅形成原子晶體；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫為固體，氯氣、氬為氣體，故8種元素按單質(zhì)熔點由高到低的順序為硅、鋁、鎂、硫、磷、鈉、氯、氬，其中電負性最大的為氯。(6)由圖可知，該元素的電離能I4遠大于I3，故為第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i屬于第三周期，應(yīng)為Al。答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)sp3(3)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量(4)Mn2＋的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定(5)2(6)Al考點一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(共價鍵基礎(chǔ)送分型——自主學習))[記牢主干知識]1．共價鍵的本質(zhì)和特征(1)本質(zhì)：原子之間形成共用電子對。(2)特征：具有方向性和飽和性。2．共價鍵的分類分類依據(jù)類型及特點形成共價鍵的原子軌道重疊方式σ鍵原子軌道“頭碰頭”重疊π鍵原子軌道“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移3．鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。4．等電子原理原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)。如CO和N2。[練通基礎(chǔ)小題]一、基礎(chǔ)知識全面練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)(√)(2)氣體單質(zhì)中一定存在σ鍵，可能存在π鍵(×)(3)只有非金屬原子之間才能形成共價鍵(×)(4)在所有分子中都存在化學鍵(×)(5)σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強(√)(6)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成(√)(7)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍(×)(8)鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和(×)(9)所有的共價鍵都有方向性(×)(10)O2分子中僅含非極性鍵(√)(11)CH4與NHeq\o\al(＋,4)互為等電子體(√)2．試根據(jù)下表回答問題。某些共價鍵的鍵長數(shù)據(jù)如下所示：共價鍵C—CC=CC≡CC—OC=ON—NN=NN≡N鍵長(nm)0.1540.1340.1200.1430.1220.1460.1200.110(1)根據(jù)表中有關(guān)數(shù)據(jù)，你能推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些？其影響的結(jié)果怎樣？(2)鍵能是__________________________________________________________________。通常，鍵能越________，共價鍵越________，由該鍵構(gòu)成的分子越穩(wěn)定。答案：(1)原子半徑、原子間形成共用電子對數(shù)目。形成相同數(shù)目的共用電子對，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短；原子半徑相同，形成共用電子對數(shù)目越多，鍵長越短。(2)氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量大穩(wěn)定二、?？碱}點分組練題點(一)共價鍵類型的判斷1．下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵，又有π鍵的是()①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A．①②③ B．③④⑤⑥C．①③⑥ D．③⑤⑥解析：選D單鍵均為σ鍵，雙鍵和三鍵中各存在一個σ鍵，其余均為π鍵。2．Ⅰ.有以下物質(zhì)：①HF；②Cl2；③H2O；④N2；⑤C2H4。(1)只含有極性鍵的是____________；(2)只含有非極性鍵的是____________；(3)既有極性鍵又有非極性鍵的是____________；(4)只含有σ鍵的是____________；(5)既有σ鍵又有π鍵的是____________；Ⅱ.COCl2分子的結(jié)構(gòu)式為，COCl2分子內(nèi)含有()A．4個σ鍵 B．2個σ鍵、2個π鍵C．2個σ鍵、1個π鍵 D．3個σ鍵、1個π鍵解析：Ⅰ.(1)①含不同原子，所以一定只含極性鍵；③中兩個氫原子分別與氧原子相連，所以只含極性鍵。(2)雙原子的單質(zhì)分子只含非極性健，所以②④符合題意；(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)可判斷⑤既含極性鍵又含非極性鍵；(4)只有單鍵的只含σ鍵，即①②③；(5)有雙鍵或三鍵的一定既有σ鍵又有π鍵，即④⑤。Ⅱ.C和Cl之間為σ鍵，C和O之間為一個σ鍵、一個π鍵，因此該分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，所以D項正確。答案：Ⅰ.(1)①③(2)②④(3)⑤(4)①②③(5)④⑤Ⅱ.Deq\a\vs4\al(eq\a\vs4\al([探規(guī)尋律])1．σ鍵與π鍵的判斷(1)由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。(2)由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式判斷通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目。共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。(3)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。2．極性鍵與非極性鍵的判斷看形成共價鍵的兩原子，不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。題點(二)鍵參數(shù)及其應(yīng)用3．能夠用鍵能的大小解釋的是()A．常溫常壓下，氯氣呈氣態(tài)而溴單質(zhì)呈液態(tài)B．硝酸是揮發(fā)性酸，硫酸是難揮發(fā)性的酸C．稀有氣體一般難發(fā)生化學反應(yīng)D．氮氣在常溫下很穩(wěn)定，化學性質(zhì)不活潑解析：選D共價分子構(gòu)成物質(zhì)的狀態(tài)與分子內(nèi)共價鍵的鍵能無關(guān)，A錯誤；物質(zhì)的揮發(fā)性與分子內(nèi)鍵能的大小無關(guān)，B錯誤；稀有氣體是單原子分子，無化學鍵，C錯誤；氮氣分子穩(wěn)定是由于氮氣分子中含有三鍵，鍵能很大的緣故，D正確。4．NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，其充分的理由是()A．NH3分子是極性分子B．分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，鍵角相等C．NH3分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于107.3°D．NH3分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于120°解析：選CA項NH3為極性分子不能說明NH3一定為三角錐形；B項三條N—H鍵鍵能與鍵長分別相同，鍵角相等仍有可能為正三角形；D選項與事實不符。題點(三)等電子體及其應(yīng)用5．下列粒子屬于等電子體的是()A．COeq\o\al(2－,3)和SO3 B．NO和O2C．NO2和O3 D．HCl和H2O解析：選A只要原子個數(shù)和最外層電子數(shù)相等的兩種微粒，即為等電子體。6．原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是________和________；________和________。(2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NOeq\o\al(－,2)互為等電子體的分子有________、________。解析：(1)僅由第二周期元素組成的共價分子中，即C、N、O、F組成的共價分子，如N2與CO均為14個電子，N2O與CO2均為22個電子。(2)依題意，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，即可互稱為等電子體，NOeq\o\al(－,2)為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為5＋6×2＋1＝18，SO2、O3均為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為6×3＝18。答案：(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3考點二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(分子的立體結(jié)構(gòu)重點保分型——師生共研))[基礎(chǔ)自主落實]1．價層電子對互斥理論(1)理論要點①價層電子對在空間上彼此相距越遠時，排斥力越小，體系的能量越低。②孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。(2)價層電子對互斥理論與分子立體構(gòu)型電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例220直線形直線形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O[說明]價層電子對互斥模型是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對的立體構(gòu)型，不包括孤電子對。兩者是否一致取決于中心原子上有無孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)，當中心原子上無孤電子對時，兩者的構(gòu)型一致；當中心原子上有孤電子對時，兩者的構(gòu)型不一致。2．雜化軌道理論(1)當原子成鍵時，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。(2)雜化軌道三種類型3．配位鍵和配合物(1)配位鍵由一個原子提供一對電子與另一個接受電子的原子形成的共用電子對。(2)配位鍵的表示方法用A→B表示，其中A表示提供孤對電子的原子，B表示接受共用電子對的原子。(3)配位化合物①定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物。②形成條件：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(配位體有,孤電子對)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(中性分子，如H2O、NH3和CO等,離子，如F－、Cl－、CN－等)),中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等))③組成：小題熱身1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(√)(2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(×)(3)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化(×)(4)只要分子構(gòu)型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化(√)(5)中心原子是sp雜化的，其分子構(gòu)型不一定為直線形(×)2．已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4＞NH3＞H2O，請分析可能的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：CH4分子中的C原子沒有孤電子對，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，隨著孤電子對的增多，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小3．原子形成化合物時，電子云間的相互作用對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會產(chǎn)生影響。請回答下列問題：(1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為____________，NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為____________。(2)碳原子有4個價電子，在形成化合物時價電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分子中，碳原子采取sp雜化的分子是____________(寫結(jié)構(gòu)簡式，下同)，采取sp2雜化的分子是____________________________，采取sp3雜化的分子是________。試寫出一種有機物分子的結(jié)構(gòu)簡式，要求同時含有三種不同雜化方式的碳原子：____________________。答案：(1)平面三角形三角錐形(2)CH≡CHCH2=CH2、CH3CH3(其他合理答案均可)[考向合作探究]價層電子對互斥理論及其應(yīng)用1．(2016·衡水模擬)用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預測許多分子或離子的空間構(gòu)型，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是()A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子解析：選CA．SO2是V形分子；CS2、HI是直線型的分子，錯誤；B.BF3鍵角為120°，是平面三角形結(jié)構(gòu)；而Sn原子價電子是4，在SnBr2中兩個價電子與Br形成共價鍵，還有一對孤對電子，對成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于120°，錯誤；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正確；D.PCl3、NH3都是三角錐形的分子，而PCl5是三角雙錐形結(jié)構(gòu)，錯誤。2．(2016·武漢模擬)用價層電子對互斥理論(VSEPR)預測H2S和COCl2的立體結(jié)構(gòu)，兩個結(jié)論都正確的是()A．直線形；三角錐形 B．V形；三角錐形C．直線形；平面三角形 D．V形；平面三角形解析：選DH2S分子中的中心原子S原子上的孤對電子對數(shù)是1/2×(6－1×2)＝2，則說明H2S分子中中心原子有4對電子對，其中2對是孤對電子因此空間結(jié)構(gòu)是V形；而COCl2中中心原子的孤對電子對數(shù)是1/2×(4－2×1－1×2)＝0，因此COCl2中的中心原子電子對數(shù)是3對，是平面三角形結(jié)構(gòu)，故選項是D。[探規(guī)尋律]判斷分子或離子立體構(gòu)型“三步曲”第一步：確定中心原子上的價層電子對數(shù)a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)，b為電荷數(shù)，x為非中心原子的原子個數(shù)。如NHeq\o\al(＋,4)的中心原子為N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)＝eq\f(1,2)×(4－4×1)＝0。第二步：確定價層電子對的立體構(gòu)型由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠離，這樣已知價層電子對的數(shù)目，就可以確定它們的立體構(gòu)型。第三步：分子立體構(gòu)型的確定價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分，價層電子對的總數(shù)減去成鍵電子對數(shù)，得孤電子對數(shù)。根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子立體構(gòu)型。雜化軌道理論及其應(yīng)用3．下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2 B．CH4與NH3C．BeCl2與BF3 D．C2H2與C2H4解析：選BA項中CO2為sp雜化，SO2為sp2雜化，A項錯；B項中均為sp3雜化，B項正確；C項中BeCl2為sp雜化，BF3為sp2雜化，C項錯；D項中C2H2為sp雜化，C2H4為sp2雜化，D項錯。4．(2016·蘭州模擬)關(guān)于原子軌道的說法正確的是()A．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合形成C．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組新軌道D．凡AB3型的共價化合物，其中中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵解析：選CA．中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型不都是正四面體，例如氨氣是三角錐形的。B.甲烷分子碳原子的2s和2p通過sp3雜化，形成4個雜化軌道，和4個氫原子的1s軌道形成4個C—H單鍵。C.sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組新軌道，它們的能量完全相同，是能量等同的軌道，正確。D.AB3型的共價化合物，其中中心原子A不都采用sp3雜化軌道成鍵，例如BF3中的B原子是sp2雜化，是平面三角形結(jié)構(gòu)。[探規(guī)尋律]“五方法”判斷分子中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109.5°，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理進行判斷如CO2是直線形分子，CNS－、Neq\o\al(－,3)與CO2是等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。(4)根據(jù)中心原子的電子對數(shù)判斷如中心原子的電子對數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。(5)根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷如沒有π鍵為sp3雜化，含一個π鍵為sp2雜化，含二個π鍵為sp雜化。配合物理論及其應(yīng)用5．(2013·山東高考·節(jié)選)若BCl3與XYn通過B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物，則該配合物提供孤對電子的原子是________。解析：B原子與X原子形成配位鍵，因為B為缺電子原子，只能作中心原子，故形成配位鍵時提供孤對電子的原子是X。答案：X6．(2013·全國卷Ⅱ·節(jié)選)F－、K＋和Fe3＋三種離子組成的化合物K3FeF6，其中化學鍵的類型有________；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為________，配位體是________。解析：由化合物K3FeF6，知它是一種離子化合物，其中的化學鍵有離子鍵和配位鍵，復雜離子為[FeF6]3－，配位體是F－。答案：離子鍵、配位鍵[FeF6]3－F－考點三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(分子的性質(zhì)基礎(chǔ)送分型——自主學習))[記牢主干知識]1．分子的極性(1)非極性分子與分子極性的判斷(2)鍵的極性、分子空間構(gòu)型與分子極性的關(guān)系類型實例鍵的極性空間構(gòu)型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子2．范德華力和氫鍵(1)范德華力物質(zhì)分子間普遍存在的一種相互作用力稱為范德華力。范德華力約比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。(2)氫鍵由已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫原子)與另一個電負性很強的原子(如水分子中的氧原子)之間的作用力。(3)對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力和氫鍵主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔點、沸點和溶解性等。3．溶解性(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。若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。(2)“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。4．手性具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣，鏡面對稱，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體，具有手性異構(gòu)體的分子叫手性分子。5．無機含氧酸分子的酸性對于同一種元素的無機含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn，R相同時，n值越大，R的正電性越強，—R—O—H中的氧原子的電子就會越向R偏移，在水分子的作用下，就越容易電離出H＋，酸性也就越強。如H2SO3可寫成(HO)2SO，n＝1；H2SO4可寫成(HO)2SO2，n＝2。所以H2SO4的酸性強于H2SO3。同理，酸性：HNO3＞HNO2，HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。[練通基礎(chǔ)小題]一、基礎(chǔ)知識全面練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)以極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是極性分子(√)(2)非極性分子中，一定含有非極性共價鍵(×)(3)氨水中氨分子與水分子間形成了氫鍵(√)(4)乙醇分子和水分子間只存在范德華力(×)(5)碘化氫的沸點高于氯化氫的沸點是因為碘化氫分子間存在氫鍵(×)(6)水分子間既存在范德華力，又存在氫鍵(√)(7)氫鍵具有方向性和飽和性(√)(8)H2和O2之間存在氫鍵(×)(9)H2O2分子間存在氫鍵(√)(10)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大(×)(11)氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點升高(×)(12)極性分子中可能含有非極性鍵(√)(13)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵(×)2．在下列物質(zhì)中：①HCl②N2③NH3④Na2O2⑤H2O2⑥NH4Cl⑦NaOH⑧Ar⑨CO2⑩C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是________；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是________；只存在極性鍵的分子是________。(2)只存在單鍵的分子是________，存在三鍵的分子是________，只存在雙鍵的分子是________，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是________。(3)只存在σ鍵的分子是________，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是________。(4)不存在化學鍵的是________。(5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是________；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是________。答案：(1)②⑤⑩①③⑨(2)①③⑤②⑨⑩(3)①③⑤②⑨⑩(4)⑧(5)⑥⑦④3．按要求回答下列問題：(1)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷，相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_________________________________________________________________________________________________________。(2)化合物NH3的沸點比化合物CH4的高，其主要原因是________________________________________________________________________。(3)H2O分子內(nèi)的OH鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為________________________________________________________________________。的沸點比高，原因是____________________________________________________________________________________________。答案：(1)<中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋(2)NH3分子間能形成氫鍵(3)O—H鍵、氫鍵、范德華力形成分子內(nèi)氫鍵，使物質(zhì)沸點降低而形成分子間氫鍵，使物質(zhì)沸點升高二、常考題點分組練題點(一)鍵的極性與分子極性的關(guān)系1．下列各組分子中，都屬于含極性鍵的非極性分子的是()A．CO2、H2S B．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl解析：選BH2S和NH3、HCl都是含有極性鍵的極性分子；Cl2是含有非極性鍵的非極性分子；CO2、CH4是含有極性鍵的非極性分子；C2H4和C2H2是含有極性鍵和非極性鍵的非極性分子。2．下列敘述中正確的是()A．以非極性鍵結(jié)合起來的雙原子分子一定是非極性分子B．以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子C．非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子D．非極性分子中，一定含有非極性共價鍵解析：選A采用反例法判斷正誤。A項正確，如O2、H2、N2等；B項錯誤，以極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是極性分子，若分子構(gòu)型對稱，正負電荷重心重合，就是非極性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C項錯誤，某些共價化合物如C2H4等也是非極性分子；D項錯誤，非極性分子中不一定含有非極性鍵，如CH4、CO2。[探規(guī)尋律]分子的極性判斷方法(1)分子的極性由共價鍵的極性和分子的立體構(gòu)型兩方面共同決定①極性鍵eq\o(→,\s\up7(空間不對稱))極性分子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(雙原子分子，如HCl、NO、IBr等,V形分子，如H2O、H2S、SO2等,三角錐形分子，如NH3、PH3等,非正四面體形分子，如CHCl3、CH2Cl2、,CH3Cl等))②極性鍵或非極性鍵eq\o(→,\s\up7(空間對稱))非極性分子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(單質(zhì)分子，如Cl2、N2、P4、I2等,直線形分子，如CO2、CS2、C2H2等,正四面體形分子，如CH4、CCl4、CF4等))(2)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。題點(二)分子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響3．若不斷地升高溫度，實現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是()A．氫鍵；范德華力；極性鍵B．氫鍵；氫鍵；非極性鍵C．氫鍵；極性鍵；范德華力D．范德華力；氫鍵；非極性鍵解析：選A從“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化看，各階段主要被破壞的是氫鍵、范德華力、極性共價鍵。4．某化合物的分子式為AB2，A屬ⅥA族元素，B屬ⅦA族元素，A和B在同一周期，它們的電負性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的