大題突破一　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合

大題突破一物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合重溫經(jīng)典明確考向NO.1題型1以某種或某類元素及其化合物為載體考查1.(2023·全國乙卷,35)中國第一輛火星車“祝融號(hào)”成功登陸火星。探測(cè)發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列問題:(1)基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為

。橄欖石中,各元素電負(fù)性大小順序?yàn)?/p>

,鐵的化合價(jià)為

。

3d64s2O>Si>Fe>Mg+2解析:(1)Fe為26號(hào)元素,基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。元素的非金屬性越強(qiáng)則其電負(fù)性越大,因此,橄欖石(MgxFe2-xSiO4)中,各元素電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Si>Fe>Mg;MgxFe2-xSiO4中Mg、Si、O的化合價(jià)分別為+2、+4和-2,x+2-x=2,根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為0,可以確定鐵的化合價(jià)為+2。(2)已知一些物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)熔點(diǎn)/℃NaCl800.7SiCl4-68.8GeCl4-51.5SnCl4-34.1Na與Si均為第三周期元素,NaCl熔點(diǎn)明顯高于SiCl4,原因是

。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)變化趨勢(shì)及其原因

。SiCl4的空間結(jié)構(gòu)為

,其中Si的軌道雜化形式為

。

鈉的電負(fù)性小于硅,氯化鈉為離子晶體,而SiCl4為分子晶體正四面體SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體,分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定,分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高;隨著其相對(duì)分子質(zhì)量增大,其分子間作用力依次增大sp3解析:(2)Na與Si均為第三周期元素,NaCl熔點(diǎn)明顯高于SiCl4,原因是鈉的電負(fù)性小于硅,NaCl為離子晶體,其熔點(diǎn)較高,而SiCl4為分子晶體,其熔點(diǎn)較低。由表中的數(shù)據(jù)可知,SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)變化趨勢(shì)為SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)依次升高,其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體,分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定,分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高,隨著其相對(duì)分子質(zhì)量增大,其分子間作用力依次增大。SiCl4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,其中Si的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,因此Si的軌道雜化形式為sp3。(3)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能,晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如圖所示,晶胞中含有

個(gè)Mg。該物質(zhì)化學(xué)式為

,B—B最近距離為

。

1MgB22.(2021·山東卷,16)非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有

種。

9解析:(1)基態(tài)F原子共有9個(gè)核外電子,則每個(gè)電子都有對(duì)應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài),所以核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種。(2)O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

;OF2分子的空間構(gòu)型為

;OF2的熔、沸點(diǎn)

(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是

。

F>O>Cl角(V)形低于OF2和Cl2O都是分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,Cl2O的相對(duì)分子質(zhì)量大,Cl2O的熔、沸點(diǎn)高(3)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(jià)層電子對(duì)數(shù)為

,下列對(duì)XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是

(填標(biāo)號(hào))。

A.spB.sp2C.sp3D.sp3d5D2題型2以新材料、新產(chǎn)品中的某些元素為載體考查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。化學(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(gè)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°?；卮鹣铝袉栴}:解析:(1)Ni是28號(hào)元素,故基態(tài)Ni原子的價(jià)電子排布式為3d84s2;在周期表中位于第四橫行第10縱列即第4周期Ⅷ族。(1)基態(tài)Ni原子的價(jià)電子排布式為

,在元素周期表中位置為

。

3d84s2第4周期Ⅷ族(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

。

2∶32∶1∶1Zn2+、Ni2+(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(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)

(填標(biāo)號(hào))。

A.2s軌道

B.2p軌道C.sp雜化軌道

D.sp2雜化軌道D(4)在水中的溶解度,吡啶遠(yuǎn)大于苯,主要原因是①

,

②

。

解析:(4)已知苯分子為非極性分子,吡啶、H2O分子為極性分子,且吡啶中N原子上含有孤電子對(duì),能與H2O分子形成分子間氫鍵,從而導(dǎo)致在水中的溶解度,吡啶遠(yuǎn)大于苯。吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵吡啶和H2O均為極性分子相似相溶,而苯為非極性分子2.(2022·海南卷,19)以Cu2O、ZnO等半導(dǎo)體材料制作的傳感器和芯片具有能耗低、效率高的優(yōu)勢(shì)。回答問題:(1)基態(tài)O原子的電子排布式

,其中未成對(duì)電子有

個(gè)。

1s22s22p4(或[He]2s22p4)解析:(1)O為8號(hào)元素,基態(tài)O原子核外有8個(gè)電子,因此基態(tài)O原子的電子排布式為1s22s22p4或[He]2s22p4,其2p軌道有2個(gè)未成對(duì)電子,即O原子有2個(gè)未成對(duì)電子。2(2)Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性,從金屬鍵的理論看,原因是

。

自由電子在外加電場(chǎng)中作定向移動(dòng)解析:(2)由于金屬的自由電子可在外加電場(chǎng)中作定向移動(dòng),因此Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性。(3)酞菁的銅、鋅配合物在光電傳感器方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。酞菁分子結(jié)構(gòu)如圖,分子中所有原子共平面,所有N原子的雜化軌道類型相同,均采取

雜化。鄰苯二甲酸酐()和鄰苯二甲酰亞胺()都是合成酞菁的原料,后者熔點(diǎn)高于前者,主要原因是

。

sp2兩者均為分子晶體,后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,熔點(diǎn)更高解析:(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知,N原子的雜化方式均為sp2雜化。由于鄰苯二甲酸酐和鄰苯二甲酰亞胺均為分子晶體,而后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,因此熔點(diǎn)更高。(4)金屬Zn能溶于氨水,生成以氨為配體,配位數(shù)為4的配離子,Zn與氨水反應(yīng)的離子方程式為

。

(5)ZnO晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導(dǎo)體的性能,Zn—N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn—O鍵,原因是

。

電負(fù)性O(shè)>N,O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng),Zn和O更易形成離子鍵解析:(5)由于電負(fù)性O(shè)>N,O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng),Zn和O更易形成離子鍵,因此Zn—N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn—O鍵的。(6)下圖(上)為某ZnO晶胞示意圖,下圖(下)是若干晶胞無隙并置而成的底面O原子排列局部平面圖。?abcd為所取晶胞的下底面,為銳角等于60°的菱形,以此為參考,用給出的字母表示出與所取晶胞相鄰的兩個(gè)晶胞的底面

、

。

?cdhi?bcek解析:(6)根據(jù)晶胞示意圖,一個(gè)晶胞中8個(gè)O原子位于晶胞的頂點(diǎn),1個(gè)O原子位于晶胞體內(nèi),4個(gè)Zn原子位于晶胞的棱上,1個(gè)Zn原子位于晶胞體內(nèi),棱上的3個(gè)Zn原子和體內(nèi)的Zn原子、O原子形成四面體結(jié)構(gòu),則與其相鄰的晶胞與該晶胞共用bc和cd,則相鄰的兩個(gè)晶胞的底面為?cdhi和?bcek。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合大題,高考通常選擇有社會(huì)價(jià)值或科研價(jià)值的新穎素材創(chuàng)設(shè)命題情境,考查以原子的核外電子排布、元素周期律、復(fù)雜離子或分子的空間結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)及其相關(guān)計(jì)算等為主,考查學(xué)生對(duì)微觀粒子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)知能力。晶胞結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算是每年的必考考點(diǎn),涉及微觀建模、數(shù)學(xué)分析、立體計(jì)算等,可以多角度、多層次考查學(xué)生分析問題,解決問題的能力。通過對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)內(nèi)容的考查,體現(xiàn)了宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。從山東卷近些年考查情況看,結(jié)構(gòu)大題中晶體結(jié)構(gòu)、雜化、鍵角、鍵長、大π鍵、氫鍵等的分析屬于常考內(nèi)容,且經(jīng)?？疾橐恍┍容^陌生且相對(duì)比較特殊的情況。而電負(fù)性、第一電離能、電子排布式、軌道表示式則涉及較少?；麨榱阒瘘c(diǎn)擊破NO.2命題熱點(diǎn)1電子排布式、電離能和電負(fù)性1.排布規(guī)律(1)能量最低原理:基態(tài)原子核外電子在不違背泡利原理的前提下,在各原子軌道上的排布方式應(yīng)該使整個(gè)原子體系的能量最低。(2)泡利原理:每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋相反的電子。(3)洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí),基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋平行。2.核外電子排布的四種表示方法注意:(1)3d能級(jí)半充滿、全充滿更穩(wěn)定。Cr、Cu的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2。(2)雖然電子填充是按照4s、3d的順序,但書寫電子排布式時(shí)仍按照3d、4s的順序書寫。3.未成對(duì)電子數(shù)的判斷方法(1)根據(jù)電子排布式判斷。設(shè)電子排布式中未充滿電子的能級(jí)的電子數(shù)為n,該能級(jí)的電子軌道數(shù)為m,則n≤m時(shí),未成對(duì)電子數(shù)為n;n>m時(shí),未成對(duì)電子數(shù)為2m-n。如氯原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5,未充滿電子的能級(jí)為3p能級(jí),有3個(gè)原子軌道,填充的電子數(shù)為5,所以未成對(duì)電子數(shù)為2×3-5=1;Cr原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,未充滿電子的能級(jí)為3d能級(jí)和4s能級(jí),分別有5、1個(gè)原子軌道,填充的電子數(shù)分別為5、1,所以未成對(duì)電子數(shù)為6。(2)根據(jù)軌道表示式判斷。軌道表示式能夠直觀地表示未成對(duì)電子數(shù),即單獨(dú)占據(jù)一個(gè)方框的箭頭的個(gè)數(shù)。4.元素第一電離能的遞變性項(xiàng)目同周期(從左到右)同主族(自上而下)第一電離能增大趨勢(shì)(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)依次減小(1)特例。當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半充滿(p3、d5、f7)和全充滿(p6、d10、f14)的結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,為穩(wěn)定狀態(tài),該元素具有較大的第一電離能,如第一電離能:Be>B;Mg>Al;N>O;P>S。(2)應(yīng)用。①判斷元素金屬性的強(qiáng)弱。元素電離能越小,其原子越容易失去電子,元素金屬性越強(qiáng);反之越弱。②判斷元素的化合價(jià)。如果某元素的In+1?In,則該元素的常見化合價(jià)為+n價(jià),如鈉元素I2?I1,所以鈉元素的常見化合價(jià)為+1價(jià)。5.元素電負(fù)性的遞變性(1)規(guī)律。同周期主族元素從左到右,電負(fù)性依次增大;同主族元素自上而下,電負(fù)性依次減小。(2)應(yīng)用。類型1核外電子排布規(guī)律(1)(2022·山東臨沂二模)基態(tài)Ni2+核外電子排布式為

。

[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)

(2)(2023·山東棗莊二模)與Co同周期,基態(tài)原子有1個(gè)未成對(duì)電子的元素有

種。

5(3)(2023·陜西西安二模)鐵華粉常用來治療血虛萎黃,其成分為醋酸亞鐵[Fe(CH3COO)2]。鐵華粉中基態(tài)亞鐵離子的未成對(duì)電子數(shù)與其電子總數(shù)之比為

。

(4)(2023·山東濰坊模擬)基態(tài)Ti原子的價(jià)層電子排布式為

。

3d24s2解析:(4)Ti為22號(hào)元素,基態(tài)Ti原子的價(jià)層電子排布式為3d24s2。(5)(2022·山東菏澤二模)基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式為

,同周期且基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同的元素有

種。

3d84s2解析:(5)鎳元素的原子序數(shù)為28,基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式為3d84s2,未成對(duì)電子數(shù)為2,第四周期中鈦、鍺、硒三種元素基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與鎳相同,也為2。3(6)(2022·山東濱州二模)基態(tài)磷原子核外電子共有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。磷原子在成鍵時(shí),能將一個(gè)3s電子激發(fā)進(jìn)入3d能級(jí)而參與成鍵,該激發(fā)態(tài)磷原子的核外電子排布式為

。

9解析:(6)基態(tài)磷原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p3,原子核外每一個(gè)原子軌道都是一種電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),s能級(jí)有1個(gè)軌道,p能級(jí)有3個(gè)軌道,所以一共有9個(gè)軌道,即9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。磷原子在成鍵時(shí),由于將一個(gè)3s電子激發(fā)進(jìn)入3d能級(jí),則該激發(fā)態(tài)磷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s13p33d1。1s22s22p63s13p33d1(7)(2023·山東青島一模)Fe3+價(jià)層電子軌道表示式為

。

解析:(7)Fe3+價(jià)層電子排布式為3d5,軌道表示式為

。(8)(2023·山東淄博一模)基態(tài)Co原子的價(jià)電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為

。

2∶1(或1∶2)(9)(2023·山東濰坊一模)與Fe元素同周期,基態(tài)原子有2個(gè)未成對(duì)電子的金屬元素有

種。

3解析:(9)與Fe元素同周期,基態(tài)原子有2個(gè)未成對(duì)電子的金屬元素有Ti([Ar]3d24s2)、Ni([Ar]3d84s2)、Ge([Ar]3d104s24p2)共3種。(10)(2022·山東臨沂模擬)下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為

、

(填字母)。

DC解析:(10)基態(tài)Li原子能量最低,而軌道表示式中D項(xiàng)所示狀態(tài)為基態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的電子數(shù)越多,原子能量越高,A項(xiàng)中只有1個(gè)1s電子躍遷到2s軌道;B項(xiàng)中1s軌道中的兩個(gè)電子一個(gè)躍遷到2s軌道,另一個(gè)躍遷到2p軌道;C項(xiàng)中1s軌道中的兩個(gè)電子都躍遷到2p軌道,故C項(xiàng)表示的原子能量最高。(11)(2022·湖南長沙模擬)Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,Sm3+的價(jià)層電子排布式為

。

4f5類型2電離能、電負(fù)性的比較與判斷(1)(2023·山東泰安一模)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同),以上元素第三電離能的變化圖是

(填字母)。

b解析:(1)碳、氮、氧、氟四種元素在同一周期,氣態(tài)基態(tài)+2價(jià)陽離子失去一個(gè)電子生成氣態(tài)基態(tài)+3價(jià)陽離子所需要的能量為該元素的第三電離能,同一周期元素的第三電離能的總體趨勢(shì)也依次升高,但由于碳原子失去2個(gè)電子之后2p能級(jí)為全空狀態(tài),因此再失去一個(gè)電子需要的能量較高,則滿足這一規(guī)律的圖像為圖b。(2)(2023·陜西西安二模)鐵華粉常用來治療血虛萎黃,其成分為醋酸亞鐵[Fe(CH3COO)2]。鐵華粉中組成元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

(填元素符號(hào))。

O>C>H>Fe解析:(2)根據(jù)電負(fù)性變化規(guī)律及各元素非金屬性判斷其中組成元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>C>H>Fe。(3)(2023·山東濰坊模擬)H、C、N、O四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

;第一電離能I1(C)、I1(N)、I1(O)由大到小的順序?yàn)?/p>

。

解析:(3)同周期元素從左到右,金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng),電負(fù)性增大;同主族元素由上而下,金屬性增強(qiáng),非金屬性減弱,電負(fù)性減小。H、C、N、O四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>N>C>H;同周期元素隨著原子序數(shù)變大,第一電離能呈增大趨勢(shì),N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素,故第一電離能I1(N)>I1(O)>I1(C)。O>N>C>HI1(N)>I1(O)>I1(C)(4)(2022·山東德州模擬)下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是

(填字母)。

A解析:(4)A.[Ne]3s1屬于基態(tài)的Mg+,由于Mg的第二電離能高于其第一電離能,故其再失去一個(gè)電子所需能量較高;B.[Ne]3s2屬于基態(tài)Mg原子,其失去一個(gè)電子變?yōu)榛鶓B(tài)Mg+;C.[Ne]3s13p1屬于激發(fā)態(tài)Mg原子,其失去一個(gè)電子所需能量低于基態(tài)Mg原子;D.[Ne]3p1屬于激發(fā)態(tài)Mg+,其失去一個(gè)電子所需能量低于基態(tài)Mg+。綜上所述,電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是[Ne]3s1,故選A。(5)(2023·山東濟(jì)寧一模)同周期中,第一電離能小于Mg的元素有

種。

2解析:(5)同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢(shì),但Mg原子核外電子排布形成3p全空結(jié)構(gòu),第一電離能大于同周期相鄰元素,則第一電離能小于Mg的元素有Na、Al,共2種。(6)(2023·山東日照一模)As、Ge、Se三種元素的第一電離能由大到小的順序是

。

解析:(6)同周期元素隨著原子序數(shù)變大,第一電離能呈增大趨勢(shì),As的4p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素,故第一電離能由大到小的順序?yàn)锳s>Se>Ge。As>Se>Ge(7)第二電離能:Cu

(填“>”“<”或“=”)Zn,判斷依據(jù)是

。

解析:(7)基態(tài)Cu+核外價(jià)層電子排布式為3d10,3d軌道為全充滿的穩(wěn)定狀態(tài),不容易再失去一個(gè)電子,基態(tài)Zn+核外價(jià)層電子排布式為3d104s1,4s軌道有1個(gè)電子,容易失去1個(gè)電子形成Zn2+,故第二電離能Cu>Zn。>基態(tài)Cu+核外價(jià)層電子排布式為3d10,3d軌道為全充滿的穩(wěn)定狀態(tài),不容易再失去一個(gè)電子;基態(tài)Zn+核外價(jià)層電子排布式為3d104s1,4s軌道有1個(gè)電子,容易失去1個(gè)電子(8)(2023·河南鄭州二模)Li、P、S三種元素中,電負(fù)性最小的是

。第三周期元素中第一電離能比P大的元素有

種。

Li解析:(8)Li、P、S中,Li為金屬元素,容易失去電子,電負(fù)性最小;一般情況下同周期的元素,原子序數(shù)越大,第一電離能也越大,但第ⅤA族的元素由于其原子核外最外層p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),其第一電離能大于同周期相鄰元素,第一電離能P>S,故第三周期元素中第一電離能大于磷的元素有Cl、Ar,共2種。2(9)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。Zn、C、O電負(fù)性由大至小的順序是

。

O>C>Zn(10)CaTiO3的組成元素的電負(fù)性大小順序是

。

O>Ti>CaM是

(填元素符號(hào)),判斷理由為

。

(11)某儲(chǔ)氫材料是第三周期金屬元素M的氫化物,M的部分電離能如下表所示:MgI1/(kJ·mol-1)I2/(kJ·mol-1)I3/(kJ·mol-1)I4/(kJ·mol-1)I5/(kJ·mol-1)738145177331054013630M的I3遠(yuǎn)大于I2,說明M原子容易失去2個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),M位于第三周期第ⅡA族,所以為Mg命題熱點(diǎn)2共價(jià)鍵類型、雜化軌道和空間結(jié)構(gòu)1.共價(jià)鍵類型的判斷(1)σ鍵和π鍵:單鍵都是σ鍵,雙鍵有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,三鍵有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。(2)極性鍵和非極性鍵:X—X型、Y—Y型是非極性鍵;X—Y型是極性鍵。(3)配位鍵:可表示為X→Y,其中X是配體,提供孤電子對(duì),Y是配位中心,通常是過渡金屬原子或離子。2.大π鍵(1)定義。在一個(gè)平面形的多原子分子中,如果相鄰原子有垂直于分子平面的、對(duì)稱性一致的、未參與雜化的原子軌道,那么這些軌道可以相互重疊,形成多中心π鍵。這種多中心π鍵又稱為“共軛π鍵”或“離域π鍵”,簡稱“大π鍵”。(2)大π鍵的形成條件。①所有參與離域π鍵形成的原子都必須在同一平面內(nèi),即連接這些原子的中心原子只能采取sp或sp2雜化。②所有參與離域π鍵形成的原子都必須存在一個(gè)或兩個(gè)相互平行或接近平行的p軌道。③根據(jù)泡利原理,參與離域π鍵形成的p軌道上的電子數(shù)必須小于2倍的p軌道數(shù)。(3)大π鍵的符號(hào)和表示方法。離域π鍵符號(hào)可用表示,其中m為參與形成大π鍵的原子數(shù),n為平行p軌道里的電子數(shù),上述符號(hào)可讀為“m原子n電子大π鍵”。(4)常見分子和離子中的大π鍵。3.雜化軌道和空間結(jié)構(gòu)的判斷方法(1)明確雜化軌道類型與分子或離子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(2)應(yīng)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷。①基本觀點(diǎn):分子中的價(jià)層電子對(duì)(包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì))由于相互排斥作用,盡可能趨向彼此遠(yuǎn)離。③價(jià)層電子對(duì)互斥理論在判斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)實(shí)例2直線形20直線形CO2、C2H23平面三角形30平面三角形BF3、SO321V形SnCl2、PbCl24.共價(jià)鍵的極性與分子極性的關(guān)系5.配位鍵與配合物金屬羰基配合物是過渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物,如四羰基鎳[Ni(CO)4]。在許多有機(jī)化合物的合成反應(yīng)中,金屬羰基配合物常常作為這些反應(yīng)的催化劑二茂鐵的結(jié)構(gòu)為一個(gè)鐵原子處在兩個(gè)平行的環(huán)戊二烯的環(huán)之間。在固體狀態(tài)下,兩個(gè)茂環(huán)相互錯(cuò)開成全錯(cuò)位構(gòu)型,溫度升高時(shí)則繞垂直軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。二茂鐵的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,類似芳香族化合物類型1

σ鍵、π鍵、大π鍵的判斷(1)鎳能形成多種配合物,如Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]2+等。Ni(CO)4晶體中含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為

。

解析:(1)1分子Ni(CO)4中含有8個(gè)σ鍵與8個(gè)π鍵,則晶體中含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為8∶8=1∶1。1∶1解析:(4)π鍵是原子軌道“肩并肩”重疊而成,磷原子間不能形成磷磷三鍵的原因是磷原子半徑大,p軌道難以有效“肩并肩”重疊,不能形成穩(wěn)定的π鍵。(4)(2023·山東濰坊一中模擬)氮原子間可形成鍵能很大的氮氮三鍵而磷原子間不能形成類似結(jié)構(gòu)的原因是

。

磷原子半徑大,p軌道難以有效“肩并肩”重疊,不能形成穩(wěn)定的π鍵(6)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,五氮陰離子鹽]的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。5類型2雜化方式、分子的極性、空間結(jié)構(gòu)的判斷(1)(2023·山東棗莊二模)一種具有光催化作用的配合物A結(jié)構(gòu)簡式如圖所示:配合物A無順磁性,則中心離子的雜化方式為

(填字母)。(若中心離子具有單電子,則配合物為順磁性物質(zhì))

A.sp3

B.sp3d8

C.d2sp3

D.sp3dC解析:(1)由配合物A結(jié)構(gòu)簡式可知,Co原子形成6個(gè)配位鍵,Co原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為6,雜化方式為d2sp3,故選C。(2)(2022·山東臨沂二模)Ni2+與丁二酮肟生成鮮紅色丁二酮肟鎳沉淀,該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)Ni2+。丁二酮肟鎳分子中Ni2+采取dsp2雜化,為平面正方形結(jié)構(gòu),則該分子中共面的原子最多為

個(gè)。

23(3)(2023·山東煙臺(tái)一模)若[Cu(NH3)4]2+中兩個(gè)NH3分別被Cl-取代,能得到(m)、(n)兩種不同結(jié)構(gòu)的Cu(NH3)2Cl2:解析:(3)若[Cu(NH3)4]2+中兩個(gè)NH3分別被Cl-取代,能得到(m)、(n)兩種不同結(jié)構(gòu)的Cu(NH3)2Cl2,則[Cu(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)是平面正方形。

(m)

(n)[Cu(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)是

。

平面正方形(4)①Ni(CO)4常溫下難溶于水,易溶于CCl4中,可推知其為

(填“極性分子”或“非極性分子”)。

解析:(4)①已知H2O是極性分子,CCl4是非極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理可知,Ni(CO)4為非極性分子。非極性分子②[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的空間結(jié)構(gòu)為

。

正四面體形(5)(2023·山東青島一模)配體SCN-的空間結(jié)構(gòu)為

。

解析:(5)SCN-的中心原子為C,雜化方式為sp雜化,無孤電子對(duì),故離子的空間結(jié)構(gòu)為直線形。直線形(6)(2022·山東濱州二模)Cu2+可形成[Cu(X)2]2+,其中X代表CH3—NH—CH2—CH2—NH2。1mol[Cu(X)2]2+中,VSEPR模型為四面體的非金屬原子共有

mol。

解析:(6)Cu2+可形成[Cu(X)2]2+,其中X代表CH3—NH—CH2—CH2—NH2,其中的C、N原子一共5個(gè)且價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4,即VSEPR模型均為四面體,1mol[Cu(X)2]2+中,VSEPR模型為四面體的非金屬原子有2×5mol=10mol。10(7)(2023·山東淄博一模)LiCH3、LiC(CH3)3在合成化學(xué)上應(yīng)用廣泛。(CH3)3C-的空間結(jié)構(gòu)為

。

解析:(7)(CH3)3C-中心原子C形成3個(gè)σ鍵且還有1個(gè)孤電子對(duì),則其空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。三角錐形(8)液態(tài)SO3冷卻到289.8K時(shí),能得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體,其結(jié)構(gòu)如圖所示,此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是

。

解析:(8)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知,此固態(tài)SO3中S原子形成4個(gè)σ鍵,無孤電子對(duì),價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化軌道類型是sp3。sp3(9)磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為

,其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為

、雜化軌道類型為

。

正四面體形4sp3分子或離子空間結(jié)構(gòu)的判斷技巧類型3配位鍵與配合物丁二酮肟鎳分子內(nèi)存在的化學(xué)鍵有

(填字母)。

A.離子鍵 B.配位鍵C.氫鍵 D.范德華力(1)(2022·山東臨沂二模)Ni2+與丁二酮肟生成鮮紅色丁二酮肟鎳沉淀,該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)Ni2+。B解析:(1)丁二酮肟鎳分子內(nèi)存在N原子提供孤電子對(duì)和Ni2+提供空軌道形成的配位鍵,不存在陰、陽離子之間形成的離子鍵,氫鍵和范德華力均不屬于化學(xué)鍵,則丁二酮肟鎳分子內(nèi)存在的化學(xué)鍵有配位鍵,故選B。(2)(2023·山東聊城?？紮z測(cè))含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Ni2+與EDTA形成的螯合物的結(jié)構(gòu)如圖所示:1個(gè)該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有

個(gè),其中提供孤電子對(duì)的原子為

(填元素符號(hào))。

6N、O解析:(2)從題圖中可以看出,1個(gè)該配合物中有2個(gè)N原子、4個(gè)O-與Ni2+形成配位鍵,則通過螯合作用形成的配位鍵有6個(gè),其中提供孤電子對(duì)的原子(配位原子)為N、O。(3)(2023·山東青島一模)利用配合物的特征顏色可檢驗(yàn)補(bǔ)鐵藥片中的Fe3+和Fe2+,部分配合物的結(jié)構(gòu)如圖:取等量碾碎的藥片放入兩支試管中,試管1加鹽酸溶解,試管2加等體積蒸餾水溶解。分別滴加KSCN溶液,發(fā)現(xiàn)試管1溶液變紅,試管2溶液不變色。依據(jù)圖示信息,解釋SCN-檢驗(yàn)Fe3+須在酸性條件下進(jìn)行的原因:

。

解析:(3)由題圖可知OH-與SCN-都能與Fe3+形成配位鍵,堿性條件下含有大量的OH-,阻礙SCN-與Fe3+的配合。用SCN-檢驗(yàn)Fe3+時(shí),SCN-會(huì)與OH-競爭結(jié)合Fe3+。pH升高,OH-更易與Fe3+結(jié)合,酸性增強(qiáng),OH-濃度減小,SCN-可以競爭到Fe3+(4)(2023·山東淄博一模)Co(Ⅲ)可形成多種配合物。①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(Ⅲ)的配位數(shù)為6,向該配合物的溶液中滴加BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象,則該配合物可表示為

。

解析:(4)①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(Ⅲ)的配位數(shù)為6,向該配合物的溶液中滴加BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象,則說明硫酸根離子位于內(nèi)界,該配合物可表示為[Co(NH3)5SO4]Br。[Co(NH3)5SO4]Br②[Co(NH3)6]3+結(jié)構(gòu)如圖所示,Co3+位于正八面體中心,若其中兩個(gè)NH3被Cl-取代,則[Co(NH3)4Cl2]+的空間結(jié)構(gòu)有

種。

2解析:②Co3+位于正八面體中心,若其中兩個(gè)NH3被Cl-取代,若第一個(gè)Cl-處于1號(hào)位,則第二個(gè)Cl-有2、3、5、6等效位或4號(hào)位共2種情況。(5)(2022·福建福州二模)含鈷配合物[Co(NO2)3(NH3)3]的中心離子的配位數(shù)為

。

6(6)(2022·湖南永州模擬)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子,其原因是

,

其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是

(填“Mg2+”或“Cu2+”)。

解析:(6)N原子有孤電子對(duì),乙二胺的兩個(gè)N原子提供孤電子對(duì)給金屬離子形成配位鍵;由于銅離子的半徑較大,因此與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是Cu2+。乙二胺的兩個(gè)N原子提供孤電子對(duì)給金屬離子形成配位鍵Cu2+配合物理論的應(yīng)用(1)單核配體的確認(rèn)要注意是否帶有電荷,如F-、Cl-等,如配合物[CoCl(NH3)5]Cl2,中心離子為Co3+,配體是Cl-和NH3,而不是氯原子。(2)高考中?？加嘘P(guān)配合物的結(jié)構(gòu)示意圖,不考慮空間結(jié)構(gòu),但要注意配體中的配位原子一定要與中心原子或中心離子直接相連。如[Cu(NH3)4]2+中NH3中N原子為配位原子,所以N原子必須要與銅離子直接相連。命題熱點(diǎn)3結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)——解釋原因類簡答題1.孤電子對(duì)對(duì)鍵角的影響(1)孤電子對(duì)比成鍵電子對(duì)的斥力大,排斥力大小順序?yàn)長P—LP?LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì),BP代表成鍵電子對(duì))。(2)排斥力大小對(duì)鍵角的影響。2.范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響作用力類型范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用粒子分子H原子與N、O、F原子原子強(qiáng)度比較共價(jià)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(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大形成氫鍵元素的電負(fù)性原子半徑對(duì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使熔、沸點(diǎn)升高,溶解度增大鍵能越大,穩(wěn)定性越強(qiáng)3.晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)一般情況下,不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低規(guī)律:共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體,如金剛石>NaCl>Cl2(金屬晶體熔、沸點(diǎn)有的很高,如鎢、鉑等;有的則很低,如汞等)。(2)形成共價(jià)晶體的原子半徑越小、鍵長越短,則鍵能越大,其熔、沸點(diǎn)就越高,如金剛石>碳化硅>晶體硅。(3)形成離子晶體的陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)就越高,如MgO>MgCl2、NaCl>CsCl。(4)金屬晶體中金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其形成的金屬鍵越強(qiáng),金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高,如Al>Mg>Na。(5)分子晶體的熔、沸點(diǎn)比較規(guī)律。①形成分子間氫鍵的分子,其熔、沸點(diǎn)較高,如H2O>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對(duì)分子質(zhì)量越大,其熔、沸點(diǎn)就越高,如HI>HBr>HCl。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子(相對(duì)分子質(zhì)量接近),分子極性越大,其熔、沸點(diǎn)就越高,如CO>N2。④同分異構(gòu)體分子中,支鏈越少,其熔、沸點(diǎn)就越高,如正戊烷>異戊烷>新戊烷。類型1鍵角(1)(2022·山東臨沂二模)[Ni(NH3)6]2+中鍵角H—N—H比獨(dú)立存在的NH3分子中鍵角略大,其原因是

。

由于NH3中N原子提供孤電子對(duì)與Ni2+形成配位鍵后,N—H成鍵電子對(duì)受到的排斥力減小,鍵角變大(2)(2023·山東臨沂一模)在(CH3)3SiCl、(CH3)3SiF、(CH3)4Si中,C—Si—C鍵角最大的是

,原因是

。

解析:(2)成鍵電子對(duì)之間的斥力越大,則鍵角越大,在(CH3)3SiF中F的電負(fù)性大,Si周圍電子云密度減小,C—Si成鍵電子對(duì)之間的斥力增大,鍵角變大,故鍵角最大的是(CH3)3SiF。(CH3)3SiFF的電負(fù)性大,Si周圍電子云密度減小,C—Si成鍵電子對(duì)之間的斥力增大,鍵角變大(3)NF3的鍵角

(填“>”“<”或“=”)NH3的鍵角,理由是

。

<F的電負(fù)性比H的大,NF3中N周圍電子云密度減小,成鍵電子對(duì)之間的排斥力較小,因而鍵角較小(4)(2023·山東日照聯(lián)考)SO2F2的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,鍵角α1>α2的原因主要是

。

雙鍵成鍵電子對(duì)之間的排斥作用大于單鍵成鍵電子對(duì)之間的排斥作用解析:(4)硫氧之間為雙鍵、硫氟之間為單鍵,雙鍵成鍵電子對(duì)之間的排斥作用大于單鍵成鍵電子對(duì)之間的排斥作用。(5)H2S鍵角比H2Se大的原因是

。

電負(fù)性S大于Se,共用電子對(duì)離S近,共用電子對(duì)間的排斥力大大類型2熔、沸點(diǎn)(1)(2023·山東濟(jì)寧聯(lián)考)生石灰可用于止血,輕質(zhì)氧化鎂可用于治療便秘。熔點(diǎn)CaO

(填“大于”或“小于”)MgO,請(qǐng)解釋原因:

。

小于兩者均為離子化合物,陰離子相同,Ca2+和Mg2+所帶的電荷數(shù)相同,r(Ca2+)>r(Mg2+),所以CaO的離子鍵強(qiáng)度小于MgO的離子鍵強(qiáng)度,熔點(diǎn)CaO<MgO解析:(1)離子晶體的離子鍵強(qiáng)度與離子所帶的電荷數(shù)和離子半徑有關(guān),電荷數(shù)越多,半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,故熔點(diǎn)CaO小于MgO。兩者熔、沸點(diǎn)存在差異的主要原因是

。

(2)(2022·山東濱州二模)已知偏二甲肼[(CH3)2NNH2]、肼(N2H4)均可做運(yùn)載火箭的主體燃料,其熔、沸點(diǎn)見下表。N2H4分子間氫鍵數(shù)物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)偏二甲肼-58℃63.9℃肼1.4℃113.5℃目多于(CH3)2NNH2(3)(2023·山東菏澤一模)K2[Ni(CN)4]的熔點(diǎn)高于Ni(CO)4的原因是

。

K2[Ni(CN)4]為離子晶體而Ni(CO)4為分子晶體解析:(3)K2[Ni(CN)4]的熔點(diǎn)高于Ni(CO)4的原因是K2[Ni(CN)4]為離子晶體而Ni(CO)4為分子晶體,離子晶體熔點(diǎn)一般高于分子晶體。(4)(2022·廣東惠州一模)α-Al2O3是“嫦娥五號(hào)”中用到的一種耐火材料,具有熔點(diǎn)高(2054℃)、硬度大的特點(diǎn),主要原因?yàn)?/p>

。

Al2O3為離子晶體,Al3+和O2-半徑較小,離子所帶電荷數(shù)較多,離子鍵的強(qiáng)度大,所以熔點(diǎn)高、硬度大解析:(5)影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的主要因素為分子間作用力,氫鍵強(qiáng)于范德華力,吡咯易形成分子間氫鍵,則呋喃沸點(diǎn)低于吡咯。低于吡咯易形成分子間氫鍵(6)H2O、PH3、KH按熔點(diǎn)由高到低的順序排列為

,熔點(diǎn)差異的原因是

。

KH>H2O>PH3KH為離子晶體,H2O、PH3均為分子晶體,H2O分子間存在氫鍵(7)(2023·山東濰坊模擬)正丁胺(CH3CH2CH2CH2NH2)的沸點(diǎn)為77.8℃,正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)的沸點(diǎn)為117.6℃,正丁胺沸點(diǎn)低的原因是

。

N的電負(fù)性小于O,正丁胺分子間的氫鍵弱于正丁醇分子間的氫鍵解析:(7)正丁胺(CH3CH2CH2CH2NH2)的沸點(diǎn)為77.8℃,正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)的沸點(diǎn)為117.6℃,正丁胺沸點(diǎn)低的原因是N的電負(fù)性小于O,正丁胺分子間的氫鍵弱于正丁醇分子間的氫鍵,導(dǎo)致其沸點(diǎn)低于正丁醇。(8)(2023·山東濟(jì)南模擬)NCl3的沸點(diǎn)高于N(CH3)3,主要原因是

。

解析:(8)兩者均屬于分子晶體,NCl3相對(duì)分子質(zhì)量較大,所以分子間范德華力較大,沸點(diǎn)較高。NCl3相對(duì)分子質(zhì)量較大,所以沸點(diǎn)較高類型3溶解性(1)氨極易溶于水的原因?yàn)?/p>

。

(2)HF和HCl在水中的溶解度HF

(填“>”“<”或“=”)HCl,原因是

。

(3)水由液體形成固體后密度卻減小,原因是

。

氨和水都是極性分子,相似相溶;氨分子與水分子間能形成氫鍵>HF與水分子之間能形成氫鍵,氫鍵的存在能增強(qiáng)物質(zhì)在水中的溶解性水由液體形成固體時(shí),由于氫鍵的作用使分子間距離增大,空間利用率降低,密度減小答題模板——結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)簡答題首先敘述結(jié)構(gòu),然后闡述原理,最后回扣本題結(jié)論。命題熱點(diǎn)4晶體結(jié)構(gòu)分析及簡單計(jì)算1.晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算方法——均攤法2.典型晶體模型(1)三種常見的離子晶體模型。(2)三種常見的共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)分析。(3)兩種常見的分子晶體結(jié)構(gòu)分析。3.晶體密度及粒子間距離計(jì)算(1)計(jì)算晶體密度的方法。(2)計(jì)算晶體中粒子間距離的方法。(3)晶體粒子與M、ρ之間的關(guān)系。若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)粒子,則1mol晶胞中含有xmol粒子,其質(zhì)量為xMg(M為粒子的“相對(duì)原子質(zhì)量”);又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3(a3為晶胞的體積,a為晶胞邊長或粒子間距離),則1mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NA,因此有xMg=ρa(bǔ)3NA。類型1根據(jù)示意圖計(jì)算晶胞中的粒子數(shù)或化學(xué)式1.(2023·山東青島模擬節(jié)選)金屬合金MgCux的結(jié)構(gòu)可看作以Cu4四面體(相互共用頂點(diǎn))替換立方金剛石結(jié)構(gòu)中的碳原子,形成三維骨架,在晶胞空隙處,有序地放置Mg原子(四面體的4個(gè)頂點(diǎn)代表Cu原子,圓球代表Mg原子),結(jié)構(gòu)如圖所示。x=

。

2Mg2FeH63.(2023·山東臨沂一模節(jié)選)普魯士藍(lán)晶體屬立方晶系,晶胞棱長為apm。鐵—氰骨架組成小立方體,Fe粒子在頂點(diǎn),CN-在棱上,兩端均與Fe相連,立方體中心空隙可容納K+,如圖所示(CN-在圖中省略)。普魯士藍(lán)中Fe2+與Fe3+個(gè)數(shù)之比為

;該晶胞的化學(xué)式為

。

1∶1KFe2(CN)6解析:晶胞中二價(jià)鐵離子位于體心和棱心,則一共有4個(gè),三價(jià)鐵離子位于頂點(diǎn)和面心,一共有4個(gè),故兩者個(gè)數(shù)比為1∶1;晶胞中有4個(gè)鉀離子,根據(jù)電荷守恒可知,CN-有4+4×2+4×3=24(個(gè)),故化學(xué)式為KFe2(CN)6。4∶11晶胞中的粒子數(shù)或化學(xué)式的計(jì)算步驟類型2晶體結(jié)構(gòu)中的原子坐標(biāo)參數(shù)、計(jì)算晶胞的邊長或密度1.(2022·山東臨沂二模節(jié)選)苯與Ni(CN)2在氨水中可生成一種淡紫色苯包合沉淀物,苯分子位于晶胞的體心且2個(gè)碳碳σ鍵平行于z軸。該晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°。已知Ni—NH3鍵長為r1pm,C—C鍵長為r2pm。則該晶體的化學(xué)式為

;A點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為

;晶胞中A、B間距離d=

pm。

Ni(CN)2·NH3·C6H62.(2023·山東棗莊二模節(jié)選)Co的一種化合物為六方晶系晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。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,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。已知晶胞含對(duì)稱中心,其中1號(hào)氧原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.6667,0.6667,0.6077),則2號(hào)氧原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為

。

NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,該晶體的密度為

g·cm-3(用計(jì)算式表示)。

(0.3333,0.3333,0.1077)3.(2023·山東泰安一模節(jié)選)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,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。LiCl·3H2O屬于正交晶系(長方體形)。晶胞參數(shù)為0.75nm、1.0nm、0.56nm。如圖為沿z軸投影的晶胞中所有氯原子的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。(1)據(jù)此推斷該晶胞中氯原子數(shù)目為

。LiCl·3H2O的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,晶胞密度為dg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的值NA為

(列出計(jì)算表達(dá)式,下同)。

4(2)圖中A、B兩原子核間距離為

nm。

4.(2022·山東菏澤二模節(jié)選)已知Cu2O的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。Cu(2)若銅、氧的原子半徑分別為r1pm、r2pm,Cu2O晶體的密度為ρg·cm-3,NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶胞中原子空間占有率為

×100%(用含r1、r2、ρ、NA的式子表示,不必化簡)。

解答晶胞相關(guān)計(jì)算的方法化零為整整題突破NO.3題型1以某種或某類元素及其化合物為載體考查(2023·山東卷,16)鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}:(1)-40℃時(shí),F2與冰反應(yīng)生成HOF和HF。常溫常壓下,HOF為無色氣體①,固態(tài)HOF的晶體類型為

,HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為

(填化學(xué)式)。

分子晶體HF、H2O2[審題指導(dǎo)]①F2與水反應(yīng)時(shí),F2中F—F斷裂后與水分子斷裂其中一個(gè)H—O后重新組合,以此判斷出HOF與水的反應(yīng)產(chǎn)物。另根據(jù)HOF為氣體判斷其晶體類型。解析:(1)常溫常壓下,HOF為無色氣體,則HOF的沸點(diǎn)較低,因此,固態(tài)HOF的晶體類型為分子晶體。HOF分子中F顯-1價(jià),其水解時(shí)結(jié)合H2O電離的H+生成HF,則OH+結(jié)合H2O電離的OH-生成H2O2,因此,HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為HF、H2O2。sp2>ClO2分子中Cl—O的鍵長小于Cl2O中Cl—O的鍵長,其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵[審題指導(dǎo)](3)一定條件下,CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合價(jià)為+2

③。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,化合物X的密度ρ=

g·cm-3(用含NA的代數(shù)式表示)。

[審題指導(dǎo)]③根據(jù)題目信息“CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X,其中Cu化合價(jià)為+2”,判斷出K作還原劑,F2作氧化劑。根據(jù)得失電子守恒判斷出K與F2物質(zhì)的量之比,據(jù)此初步寫出化學(xué)方程式,根據(jù)元素守恒判斷X(含Cu和F),另根據(jù)晶胞中含有三種球(三種元素)比例,結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和為0判斷出F總化合價(jià)、Cu總化合價(jià),得出另一元素化合價(jià)及其總價(jià)態(tài),據(jù)此判斷另一元素為K。綜合判斷X的化學(xué)式。(1)銅元素的焰色試驗(yàn)呈綠色,下列三種波長為橙、黃、綠色對(duì)應(yīng)的波長,則綠色對(duì)應(yīng)的波長為

(填字母)。

A.577～492nmB.597～577nmC.622～597nm基態(tài)Cu原子的未成對(duì)電子占據(jù)原子軌道的形狀為

。

A球形解析:(1)橙色、黃色、綠色對(duì)應(yīng)的波長依次減小,故選A;Cu元素為29號(hào)元素,基態(tài)Cu原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,未成對(duì)電子占據(jù)的原子軌道為4s軌道,形狀為球形。(2)①上述反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,既含σ鍵又含π鍵的非極性分子是

(填分子式,下同)。

CO2解析:(2)①題給反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,既含σ鍵又含π鍵的非極性分子是CO2。②VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)相同的分子有

。

解析:②VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)相同的分子有CH4、CO2。CH4、CO2③在周期表中銅和鋅相鄰,第二電離能與第一電離能相差較大的是

(填元素符號(hào))。

解析:③銅原子失去一個(gè)電子后核外電子排布變?yōu)?s22s22p63s23p63d10,鋅原子失去一個(gè)電子后核外電子排布變?yōu)?s22s22p63s23p63d104s1,銅原子失去一個(gè)電子后,3d軌道為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再失去一個(gè)原子所需能量較大,故銅的第二電離能與第一電離能相差較大。Cu(3)Cu1催化劑如圖所示。銅的配位數(shù)為

。N原子與直接連接的原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)是

。

4三角錐形解析:(3)由題圖可知銅的配位數(shù)為4,N原子采用sp3雜化,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(4)銅可形成多種配合物,如[Cu(NH3)4]SO4、K2[Cu(CN)3]等。NH3分子中H—N—H鍵角為107°,在[Cu(NH3)4]2+中的H—N—H鍵角為109°28′,鍵角變大的原因是

。

NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Cu2+的空軌道與Cu2+形成配位鍵后,使得原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變成了成鍵電子對(duì)間的相互排斥,排斥作用減弱,因而鍵角變大解析:(4)由于NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Cu2+的空軌道與Cu2+形成配位鍵后,使得原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變成了成鍵電子對(duì)間的相互排斥,排斥作用減弱,因而鍵角變大。(5)我國科學(xué)家開發(fā)出一種高效儲(chǔ)存、分離、提純H2新材料,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知:圖(a)邊長為xpm,圖(c)中高為ypm,Ca、Cu的原子半徑分別為r1pm、r2pm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。該晶胞中原子空間利用率為

(注:晶胞中原子空間利用率等于原子總體積與晶胞體積之比)。

題型2以新材料、新產(chǎn)品中的某些元素為載體考查(2020·山東卷,17)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料,回答下列問題:(1)Sn為ⅣA族元素①,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體②,SnCl4空間構(gòu)型為

,其固體的晶體類型為

。

正四面體形分子晶體[審題指導(dǎo)]①Sn是第ⅣA族元素,說明有4個(gè)價(jià)電子,利用價(jià)層電子對(duì)數(shù)確定SnCl4的分子構(gòu)型。