江西省橫峰中學(xué)2016屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修三)導(dǎo)學(xué)案

第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修三)1.了解原子核外電子的排布原理及1.了解原子核外電子的排布原理及能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子、價電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)。2.了解元素電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應(yīng)用。4.了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))原子結(jié)構(gòu)[教材知識層面]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M3s12183p363d510四N4s12324p364d5104f714………………n…………2n22.原子軌道的形狀和能量關(guān)系(1)軌道形狀：①s電子的原子軌道呈球形。②p電子的原子軌道呈紡錘形。(2)能量關(guān)系：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npx、npy、npz軌道的能量相等。3．原子核外電子的排布規(guī)律(1)三個原理：①能量最低原理：原子核外電子排布遵循構(gòu)造原理，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。構(gòu)造原理示意圖如下圖。②泡利原理：在一個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋狀態(tài)相反。③洪特規(guī)則：電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同。(2)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.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷：①基態(tài)→激發(fā)態(tài)：當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，會從低能級躍遷到較高能級_，變成激發(fā)態(tài)原子。②激發(fā)態(tài)→基態(tài)：激發(fā)態(tài)原子的電子從較高能級躍遷到低能級時會釋放出能量。(2)原子光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。[高考考查層面]命題點(diǎn)1核外電子排布的表示方法1．電子排布式按電子排入各電子層中各能級的先后順序，用能級符號依次寫出各能級中的電子數(shù)，同時注意特例。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。2．簡化電子排布式用“[稀有氣體]＋價層電子”的形式表示。如Cu：[Ar]3d104s1。3．電子排布圖(軌道表示式)用方框(或圓圈)表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋狀態(tài)不同的電子，按排入各電子層中各能級的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如：4．原子結(jié)構(gòu)示意圖如S的原子結(jié)構(gòu)示意圖為[典題示例]1．下列表示鈉原子的式子中能反映能級差別和電子自旋狀態(tài)的是()A. B.eq\o\al(23,11)NaC．1s22s22p63s1 D.解析：選D只有軌道排布式(電子排布圖)才能反映出電子的自旋狀態(tài)。2．(1)(2014·浙江高考)基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：________。(2)(2014·全國卷Ⅰ)Fe3＋的電子排布式為________。(3)(2012·福建高考)基態(tài)Mn2＋的核外電子排布式為________。(4)(2011·福建高考)基態(tài)氮原子的價電子排布式是________。(5)(2013·全國卷Ⅱ)Ni2＋的價層電子排布圖為________。解析：(1)鎵(Ga)的原子序數(shù)為31，電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。(2)Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e3＋的電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d。(3)Mn是25號元素，其電子排布式為[Ar]3d54s2，失去最外層2個電子，即得Mn2＋的電子排布式為[Ar]3d5。(4)氮原子的最外層有5個電子，其價電子排布式為2s22p3。(5)Ni2＋的價電子排布圖為。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(2)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(3)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(4)2s22p3(5)命題點(diǎn)2核外電子的排布規(guī)律及應(yīng)用1．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?yàn)?s2s2p3s3p4s3d4p5s……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，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。2．(2015·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)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。[考點(diǎn)達(dá)標(biāo)層面]A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；(2)B元素的負(fù)一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為________，C的元素符號為________；(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，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)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：可見該元素核外有7個電子，為氮元素，其元素符號為N。(2)B－、C＋的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素Fe。(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號元素Cu。答案：(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1考點(diǎn)二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))原子結(jié)構(gòu)、元素周期表與元素性質(zhì)的關(guān)系[教材知識層面]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]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62．每族元素的價電子排布特點(diǎn)(1)主族：主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA排布特點(diǎn)ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0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)與價電子排布的關(guān)系(1)元素周期表的分區(qū)：(2)各區(qū)外圍電子排布特點(diǎn)：分區(qū)外圍電子排布s區(qū)ns1～2p區(qū)ns2np1～6(除He外)d區(qū)(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)ds區(qū)(n－1)d10ns1～2f區(qū)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns24．第一電離能、電負(fù)性(1)第一電離能：氣態(tài)基態(tài)電中性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(fù)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(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。5．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：[高考考查層面]命題點(diǎn)1電離能及其應(yīng)用1．判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；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(dāng)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(diǎn)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(dāng)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。[典題示例]1．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(qiáng)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(dāng)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(qiáng)，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。2．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ/mol。請根據(jù)下表所列數(shù)據(jù)判斷，錯誤的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801820275011600A．元素X的常見化合價是＋1B．元素Y是第ⅢA族元素C．元素X與氯形成化合物時，化學(xué)式可能是XClD．若元素Y處于第3周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)解析：選D由數(shù)據(jù)分析X中I2?I1，X易呈＋1價，為第ⅠA族，A、C均正確；Y中I4?I3，易呈＋3價，應(yīng)在第ⅢA族，B正確；若Y處于第3周期，則Y為鋁元素，鋁單質(zhì)不與冷水反應(yīng)，D錯誤。命題點(diǎn)2電負(fù)性的應(yīng)用[典題示例]1．電負(fù)性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的尺度。下列關(guān)于電負(fù)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(fù)性逐漸變大B．元素周期表從上到下，元素的電負(fù)性逐漸變大C．電負(fù)性越大，金屬性越強(qiáng)D．電負(fù)性越小，非金屬性越強(qiáng)解析：選A利用同周期從左至右元素電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下元素電負(fù)性逐漸減小的規(guī)律來判斷。電負(fù)性越大，金屬性越弱，非金屬性越強(qiáng)。2．如圖：元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負(fù)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(fù)性變化規(guī)律，確定Mg元素電負(fù)性的最小范圍__________。(3)請歸納元素的電負(fù)性和金屬、非金屬的關(guān)系是______________________。(4)從電負(fù)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)，電負(fù)性越大；元素的金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小(4)Al元素和Cl元素的電負(fù)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(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，如果不導(dǎo)電，說明是共價化合物。命題點(diǎn)3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(fù)價由－4→－1最高正價＝主族序數(shù)(O，F(xiàn)除外)，非金屬最低負(fù)價＝主族序數(shù)－8原子得、失電子能力得電子能力逐漸增強(qiáng)；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(qiáng)第一電離能增大的趨勢逐漸減小電負(fù)性逐漸增大逐漸減小元素金屬性、非金屬性金屬性逐漸減弱；非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)；非金屬性逐漸減弱[典題示例]1．(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(fù)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(diǎn)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(diǎn)依次升高，D錯誤。2．現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5則下列有關(guān)比較中正確的是()A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負(fù)性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①解析：選A①～④四種元素分別為S、P、N、F，第一電離能F>N>P>S，A項正確；原子半徑P>S>N>F，B項錯誤；電負(fù)性F>N>S>P，C項錯誤；F無正化合價，N、S、P最高正化合價分別為＋5、＋6、＋5價，D項錯誤。[考點(diǎn)達(dá)標(biāo)層面]1．(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(dá)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(diǎn)和沸點(diǎn)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?dú)狻⒀鯕饩芘c鎂反應(yīng)，C正確；CO2形成的晶體熔沸點(diǎn)低，D錯誤。2．A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數(shù)依次增大；A、B的陰離子與C、D的陽離子的電子排布式均為1s22s22p6，A原子核外有2個未成對電子，C單質(zhì)可與熱水反應(yīng)但不能與冷水反應(yīng)；E、F原子在基態(tài)時填充電子的軌道數(shù)有9個，且E原子核外有3個未成對電子，F(xiàn)能與A形成相同價態(tài)的陰離子，且離子半徑A小于F。用元素符號回答：(1)上述六種元素中，________元素的第一電離能最大，理由是________________________________________________________________________。(2)C、D元素的第一電離能較大的是__________，原因是_______________________。(3)六種元素按電負(fù)性從小到大排列順序是_______________________________。(4)C、D、E、F元素形成的最高價氧化物是離子化合物的是____________，是共價化合物的是____________。解析：A、B的陰離子與C、D的陽離子的電子排布式均為1s22s22p6，A、B在第二周期，A原子核外有2個未成對電子，是氧元素，B只能為氟元素；C、D在第三周期，C單質(zhì)可與熱水反應(yīng)但不能與冷水反應(yīng)，為鎂元素，D只能是鋁元素。F能與A形成相同價態(tài)的陰離子，且離子半徑A小于F，F(xiàn)為硫元素。E原子在基態(tài)時填充電子的軌道數(shù)有9個，且E原子核外有3個未成對電子，是磷元素。答案：(1)F其最外層有7個電子且原子半徑小，容易得電子，不容易失電子(2)MgMg最外層3s軌道全滿，3p全空，是較穩(wěn)定狀態(tài)(3)Mg＜Al＜P＜S＜O＜F(4)MgO、Al2O3P2O5、SO31．(2015·福州模擬)下列各組原子中，彼此化學(xué)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軌道上只有兩個電子的X原子與3p軌道上只有兩個電子的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y原子解析：選CA項，原子核外電子排布式為1s2的X原子是稀有氣體，原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子是ⅡA族元素的原子，化學(xué)性質(zhì)不同；B項，原子核外M層上僅有兩個電子的X原子是ⅡA族的元素原子，而原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子可能是ⅡA族、副族或Ⅷ族元素的原子，化學(xué)性質(zhì)不一定相似；C項，2p軌道上只有兩個電子的X原子是C原子，3p軌道上只有兩個電子的Y原子是Si原子，兩者化學(xué)性質(zhì)相似；D項，最外層只有一個電子的原子可能是ⅠA族元素的原子，也可能是過渡金屬原子，化學(xué)性質(zhì)不一定相似。2．下列關(guān)于電離能和電負(fù)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(fù)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(fù)性最小的元素是碳D．F、K、Fe、Ni四種元素中電負(fù)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(fù)性逐漸增大，則電負(fù)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(qiáng)，電負(fù)性越大，D項正確。3．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(fù)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。4．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(fù)性最大，沒有正化合價，C不正確。5．(2015·秦皇島模擬)下表列出了某短周期元素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()I1I2I3I4……R7401500770010500 ①R的最高正價為＋3價②R元素位于元素周期表中第ⅡA族③R元素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．①② B．②③C．③④ D．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價，位于第ⅡA族，可能為Be或者M(jìn)g元素，因此①不正確，②正確，④不確定；短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素，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。6．(1)(2013·全國卷Ⅰ)基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為________，該能層具有的原子軌道數(shù)為________、電子數(shù)為________。(2)(2013·福建高考)依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照右圖B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。(3)(2013·浙江高考)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－15781817274511578……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(fù)性大于硫C．其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料D．其最高價氯化物的沸點(diǎn)低于其溴化物的沸點(diǎn)解析：(1)基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層為第三層，符號為M，該能層中有3個能級：3s、3p和3d,3s能級有1個原子軌道，3p能級有3個原子軌道，3d能級有5個原子軌道，所以該能層具有的原子軌道數(shù)為9，填充的電子數(shù)為4。(2)同一周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第二周期中第ⅡA族的第一電離能比相鄰的第ⅠA和第ⅢA族元素大，第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族的電離能。(3)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(dǎo)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(diǎn)越高。答案：(1)M94(2)(3)①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4③CD7．有A、B、C、D、E5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素；A和E屬同一族，它們原子最外層電子排布為ns1，B和D也屬同一族，它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍。C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半。請回答下列問題：(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學(xué)式)________。寫出該物質(zhì)的一種主要用途：________________________________________________________________________。(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式：________________________________________________________________________。(4)用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是B________D，C與E的第一電離能的大小關(guān)系是C________E(填“>”“<”或“＝”)。解析：A、B、C、D、E5種元素核電荷數(shù)都小于20，故都為主族元素，A、E同一族且最外層電子排布為ns1，故為第ⅠA族，而A為非金屬元素，則A為氫；B、D為同一族，其原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍，故其最外層電子排布為ns2np4，為第ⅥA族元素，B的核電荷數(shù)小于D，則B為氧，D為硫，E為鉀；C原子最外層上的電子數(shù)為硫原子最外層上電子數(shù)的一半，則C為鋁，同主族元素自上而下電負(fù)性逐漸減小，故B(氧)的電負(fù)性大于D(硫)，E(鉀)的第一電離能小于鈉，鈉的第一電離能小于C(鋁)，故第一電離能Al>K。答案：(1)HOAlSK(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O做凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(4)(5)>>8．(2015·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(xué)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－1I1717759I215091561I332482957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(diǎn)高低的順序如圖(Ⅰ)所示，其中電負(fù)性最大的是____________(填下圖中的序號)。(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，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(dāng)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(diǎn)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?yàn)楣腆w，氯氣、氬為氣體，故8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)楣琛X、鎂、硫、磷、鈉、氯、氬，其中電負(fù)性最大的為氯。(6)由圖可知，該元素的電離能I4遠(yuǎn)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)Al9．有四種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑BB與A同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請根據(jù)表中信息填寫：(1)A原子的核外電子排布式：_______________________________________________。(2)B元素在元素周期表中的位置__________；離子半徑：B________A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的電子排布圖是______________，其原子核外有________個未成對電子，能量最高的電子為________軌道上的電子，其軌道呈________形。(4)D原子的電子排布式為________________，D－的結(jié)構(gòu)示意圖是________________。(5)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，與D的氫化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。解析：根據(jù)題中信息可推出：A為Na，B為Al，C為N，D為Cl。(1)A為Na，其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)B為Al，其在元素周期表中的位置為第三周期第ⅢA族，Na＋與Al3＋核外電子排布相同，核電荷數(shù)Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)<r(Na＋)。(3)C為N，其電子排布圖為，其中有3個未成對電子，能量最高的為2p軌道上的電子，其軌道呈啞鈴形。(4)D為Cl，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，簡化電子排布式為[Ne]3s23p5，Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖為。(5)Al(OH)3與NaOH和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。答案：(1)1s22s22p63s1(2)第三周期第ⅢA族小于(3)32p啞鈴(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5(5)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O10．(2013·安徽高考)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，其相關(guān)信息如下表：元素相關(guān)信息XX的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3YY是地殼中含量最高的元素ZZ的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1WW的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半徑比X的________(填“大”或“小”)。(2)Z的第一電離能比W的________(填“大”或“小”)；XY2由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需克服的微粒間作用力是________；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，寫出其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質(zhì)名稱________。(3)振蕩下，向Z單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)后的無色溶液中滴加NaOH溶液直至過量，能觀察到的現(xiàn)象是________；W的單質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)生成兩種無色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在25°C、101kPa下，已知13.5g的Z固體單質(zhì)在Y2氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，放熱419kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。解析：根據(jù)題給信息，可以推斷出X為C，Y為O，Z為Al，W為Si。(1)Si位于元素周期表第三周期第ⅣA族。原子半徑Si>C。(2)第一電離能：Al<Si。CO2固體為分子晶體，由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)克服的是分子間作用力。H、C、O組成的CH3COOH存在分子間氫鍵。(3)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。Si與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和H2兩種氣體。(4)該反應(yīng)為4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)，則ΔH＝－eq\f(419kJ,0.5mol)×4＝－3352kJ·mol－1。答案：(1)三ⅣA大(2)小分子間作用力乙酸(3)先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后變成無色溶液Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(4)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3352kJ·mol－11.了解共價鍵的形成1.了解共價鍵的形成，能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)，能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)。3.了解化學(xué)鍵與分子間作用力的區(qū)別。4.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)。第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))共價鍵[教材知識層面]1．共價鍵的本質(zhì)和特征共價鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對，其特征是具有飽和性和方向性。2．共價鍵的分類分類依據(jù)類型及特點(diǎn)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)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響：(2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：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(xué)鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)。如CO和N2。[高考考查層面]命題點(diǎn)1共價鍵類型的判斷1．σ鍵與π鍵的判斷(1)依據(jù)強(qiáng)度判斷：σ鍵的強(qiáng)度較大，較穩(wěn)定，π鍵活潑，比較容易斷裂。(2)共價單鍵是σ鍵，共價雙鍵中含有一個σ鍵，一個π鍵；共價三鍵中含有一個σ鍵，兩個π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。[典題示例]1．下列說法中不正確的是()A．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強(qiáng)B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵C．氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．N2分子中有一個σ鍵，兩個π鍵解析：選C稀有氣體的分子中不含有共價鍵。2．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。命題點(diǎn)2鍵參數(shù)及其應(yīng)用1．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(xué)反應(yīng)D．氮?dú)庠诔叵潞芊€(wěn)定，化學(xué)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(xué)鍵，C錯誤；氮?dú)夥肿臃€(wěn)定是由于氮?dú)夥肿又泻腥I，鍵能很大的緣故，D正確。2．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選項：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(shí)不符。命題點(diǎn)3等電子體及其應(yīng)用1．常見的等電子體匯總微粒通式價電子總數(shù)空間構(gòu)型CO2、CNS－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)AX216直線形COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、SO3AX324平面三角形SO2、O3、NOeq\o\al(－,2)AX218V形SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)AX432正四面體形POeq\o\al(3－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、ClOeq\o\al(－,3)AX326三角錐形CO、N2AX10直線形CH4、NHeq\o\al(＋,4)AX48正四面體形2．根據(jù)已知的一些分子結(jié)構(gòu)推測另一些與它等電子的微粒的立體結(jié)構(gòu)，并推測其物理性質(zhì)(1)(BN)x與(C2)x，N2O與CO2等也是等電子體；(2)硅和鍺是良好的半導(dǎo)體材料，他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導(dǎo)體材料；(3)SiCl4、SiOeq\o\al(4－,4)、SOeq\o\al(2－,4)的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體形立體構(gòu)型。[典題示例]1．下列粒子屬于等電子體的是()A．CH4和NHeq\o\al(＋,4) 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。2．已知CO2為直線形結(jié)構(gòu)，SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，請推測COS、COeq\o\al(2－,3)、PCl3的空間結(jié)構(gòu)。解析：COS與CO2互為等電子體，其結(jié)構(gòu)與CO2相似，所以其為直線形結(jié)構(gòu)；COeq\o\al(2－,3)與SO3互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，所以COeq\o\al(2－,3)為平面正三角形結(jié)構(gòu)；PCl3與NF3互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，所以PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)。答案：COS為直線形結(jié)構(gòu)；COeq\o\al(2－,3)為平面正三角形結(jié)構(gòu)；PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)[考點(diǎn)達(dá)標(biāo)層面]1．(2012·浙江高考節(jié)選)下列物質(zhì)中，只含有極性鍵的分子是________，既含離子鍵又含共價鍵的化合物是________，只存在σ鍵的分子是________，同時存在σ鍵和π鍵的分子是________。A．N2B．CO2C．CH2Cl2D．C2H4E．C2H6F．CaCl2G．NH4Cl解析：雙鍵中含有σ鍵和π鍵，故N2、CO2、C2H4中均含有σ鍵和π鍵。答案：BCGCEABD2．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(xué)鍵釋放的最低能量大穩(wěn)定3．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(diǎn)二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))分子的立體構(gòu)型[教材知識層面]1．用價層電子對互斥理論推測分子的立體構(gòu)型(1)用價層電子對互斥理論推測分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中中心原子上的價層電子對數(shù)。其中：a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是1個與中心原子結(jié)合的原子提供的價電子數(shù)，x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。(2)價層電子對互斥理論與分子構(gòu)型：電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子對數(shù)電子對空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實(shí)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H2O2．用雜化軌道理論推測分子的立體構(gòu)型雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例sp2180°直線形BeCl2sp23120°三角形BF3sp34109°28′正四面體形CH43．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：[高考考查層面]命題點(diǎn)1雜化軌道、雜化類型的判斷“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(jìn)行推斷，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)＝參與雜化的軌道數(shù)目判斷，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。[典題示例]1．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。2．下列描述中正確的是()①CS2為V形的極性分子②ClOeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型為平面三角形③SF6中有6對完全相同的成鍵電子對④SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均為sp3雜化A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：選CCS2的空間構(gòu)型與CO2相同，是直線形，①錯誤；ClOeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型是三角錐形，所以②也錯誤，SF6分子是正八面體構(gòu)型，中心原子S原子具有6個雜化軌道，每個雜化軌道容納2個電子(1對成鍵電子對)，形成6個S—F鍵，所以SF6分子有6對完全相同的成鍵電子對，③正確；SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子都是sp3雜化(但是前者為正四面體，后者為三角錐形)，所以④正確。命題點(diǎn)2配合物理論的應(yīng)用1．(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?yàn)锽為缺電子原子，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：X2．(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(xué)鍵的類型有________；該化合物中存在一個復(fù)雜離子，該離子的化學(xué)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(xué)鍵有離子鍵和配位鍵，復(fù)雜離子為[FeF6]3－，配位體是F－。答案：離子鍵、配位鍵[FeF6]3－F－[考點(diǎn)達(dá)標(biāo)層面]1．(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(jī)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：____________。解析：(1)BF3分子中的B原子采取sp2雜化，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；NF3分子中的N原子采取sp3雜化，其中一個雜化軌道中存在一對孤電子對，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。(2)乙烷分子中的碳原子采取sp3雜化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2雜化，乙炔分子中的碳原子采取sp雜化，同時含有三種不同雜化方式的碳原子的有機(jī)物分子中應(yīng)該同時含有烷基(或環(huán)烷基)、碳碳雙鍵(或苯環(huán))和碳碳三鍵。答案：(1)平面三角形三角錐形(2)CH≡CHCH2eq\o(=====,\s\up7(CH2、CH3—CH3,HC≡C—CH))CH—CH3(其他合理答案均可)2．銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族，Cu2＋的核外電子排布式為____________。(2)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是______________。解析：(1)Cu(電子排布式為[Ar]3d104s1)―→Cu2＋的過程中，參與反應(yīng)的電子是最外層4s及3d上的各一個電子，故Cu2＋的電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(2)N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，所以NH3中共用電子對偏向N，而在NF3中，共用電子對偏向F，偏離N原子。答案：(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，在NF3中，共用電子對偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu2＋形成配位鍵考點(diǎn)三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))分子間作用力與分子的性質(zhì)[教材知識層面]1．分子的極性(1)非極性分子與分子極性的判斷：雙原子分子單質(zhì)正負(fù)電荷中心重合非極性分子化合物eq\a\vs4\al(正負(fù)電荷中心不重合)極性分子結(jié)構(gòu)不對稱↓eq\a\vs4\al(多原子分子)結(jié)構(gòu)對稱(2)鍵的極性、分子空間構(gòu)型與分子極性的關(guān)系：類型實(shí)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(xué)鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。(2)氫鍵：由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)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(fù)性很強(qiáng)的原子(如水分子中的氧原子)之間的作用力。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(jī)含氧酸分子的酸性無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，酸性越強(qiáng)，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。[高考考查層面]命題點(diǎn)1分子極性與化學(xué)鍵極性的關(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(fù)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。命題點(diǎn)2粒子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力、氫鍵和共價鍵的比較范德華力氫鍵共價鍵作用粒子分子或原子(稀有氣體分子)氫原子，氟、氮、氧原子(分子內(nèi)，分子間)原子強(qiáng)度比較共價鍵＞氫鍵＞范德華力影響其強(qiáng)度的因素①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大對于A—H…B—，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，如F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4①分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔沸點(diǎn)：H2O＞H2S，HF＞HCl，NH3＞PH3②分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低①影響分子的穩(wěn)定性，共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)③對于原子晶體，共價鍵鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高[典題示例]1．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(fù)性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的鍵角為103.3°。下列推斷不正確的是()A．AB2分子的空間構(gòu)型為“V”形B．A—B鍵為極性共價鍵，AB2分子為非極性分子C．AB2與H2O相比，AB2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比H2O的低D．AB2分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵解析：選B根據(jù)A、B的電負(fù)性值及所處位置關(guān)系，可判斷A為O元素，B為F元素，該分子為OF2。O—F鍵為極性共價鍵。因?yàn)镺F2分子的鍵角為103.3°，OF2分子中鍵的極性不能抵消，所以為極性分子。2．(2012·浙江高考節(jié)選)下列物質(zhì)變化，只與范德華力有關(guān)的是________。A．干冰熔化 B．乙酸汽化C．乙醇與丙酮混溶 D．HCON(CH3)2溶于水E．碘溶于四氯化碳 F．石英熔融解析：范德華力存在于分子之間，不含氫鍵的分子晶體符合題目要求。乙酸、乙醇分子間存在氫鍵，HCON(CH3)2溶于水時與水分子間會形成氫鍵，石英為原子晶體，熔融時破壞的是共價鍵。答案：AE[考點(diǎn)達(dá)標(biāo)層面]1．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一個長周期，短周期元素Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3，它們形成化合物的分子式是XY4。試回答：(1)X元素基態(tài)原子的電子排布式為____________，Y元素原子最外層電子的電子排布圖為________________________________________________________________________。(2)若X、Y兩元素電負(fù)性分別為2.1和2.85，試判斷XY4中X與Y之間的化學(xué)鍵為________(填“共價鍵”或“離子鍵”)。(3)該化合物的空間結(jié)構(gòu)為________形，中心原子的軌道雜化類型為________，分子為________(填“極性分子”或“非極性分子”)。(4)該化合物在常溫下為液體，該液體微粒間的作用力是________。(5)該化合物的沸點(diǎn)與SiCl4比較：________(填化學(xué)式)的高，原因是________________________________________________________________________。解析：第四周期第ⅣA族元素為Ge，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3，Y是氯，Y元素原子最外層電子的電子排布圖為，XY4中X與Y形成的是共價鍵，空間構(gòu)型為正四面體，中心原子為sp3雜化，為非極性分子，分子間的作用力是范德華力。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)共價鍵(3)正四面體sp3雜化非極性分子(4)范德華力(5)GeCl4組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高2．氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為________個。(2)H2O分子內(nèi)的OH鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為________________________________________________________________________。HOCHO的沸點(diǎn)比OHCHO高，原因是________________________________________。(3)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。H3O＋中HOH鍵角比H2O中HOH鍵角大，原因是_______________________________________________________。解析：(1)氧原子核外有8個電子，其基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p4，所以氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為2個；(2)OH鍵屬于共價鍵，鍵能最大；分子間的范德華力和氫鍵均屬于分子間作用力的范疇，但氫鍵要強(qiáng)于分子間的范德華力，所以它們從強(qiáng)到弱的順序依次為OH鍵、氫鍵、范德華力；氫鍵不僅存在于分子之間，有時也存在于分子內(nèi)。鄰羥基苯甲醛在分子內(nèi)易形成氫鍵，對羥基苯甲醛只能在分子間形成氫鍵，而在分子內(nèi)不能形成氫鍵，而分子間氫鍵可使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高，所以對羥基苯甲醛的沸點(diǎn)比鄰羥基苯甲醛的高。(3)依據(jù)價層電子對互斥理論知H3O＋中O上的孤對電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，由于中心O的價層電子對數(shù)共有3＋1＝4對，所以H3O＋為四面體，因此H3O＋中O原子采用的是sp3雜化；同理可以計算出H2O中O原子上的孤對電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，因此排斥力較大，水中HOH鍵角較小。答案：(1)2(2)O—H鍵、氫鍵、范德華力鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，而對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)sp3H2O中O原子有2對孤對電子，H3O＋只有1對孤對電子，排斥力較小1．(2013·上海高考)374℃A．顯中性，pH等于7B．表現(xiàn)出非極性溶劑的特性C．顯酸性，pH小于7D．表現(xiàn)出極性溶劑的特性解析：選B超臨界水仍然呈中性，A、C項錯誤，根據(jù)“相似相溶”原理可以知B正確(有機(jī)物大多數(shù)是非極性分子)，D錯誤。2．下列說法中正確的是()A．(2013·安徽高考)HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵B．(2013·安徽高考)CO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵C．(2013·四川高考)NH3分子中N原子的雜化軌道類型是sp2D．(2013·重慶高考)沸點(diǎn)：PH3＞NH3＞H2O解析：選AHCHO分子中含有碳氧雙鍵，既含σ鍵又含π鍵，A項正確；CO2分子中的化學(xué)鍵是極性鍵，B不正確；NH3分子中N原子的雜化軌道類型是sp3雜化，C項不正確；氨氣分子之間存在氫鍵，因而氨的沸點(diǎn)反常高，由于水分子之間的氫鍵強(qiáng)于氨氣分子之間的氫鍵，因此水的沸點(diǎn)高于氨的沸點(diǎn)，D項不正確。3．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是()A．sp，范德華力 B．sp2，范德華力C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵解析：選C由石墨的晶體結(jié)構(gòu)知C原子為sp2雜化，故B原子也為sp2雜化，但由于B(OH)3中B原子與3個羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力為氫鍵。4．(2012·上海高考)PH3是一種無色劇毒氣體，其分子結(jié)構(gòu)和NH3相似，但P—H鍵鍵能比N—H鍵鍵能低。下列判斷錯誤的是()A．PH3分子呈三角錐形B．PH3分子是極性分子C．PH3沸點(diǎn)低于NH3沸點(diǎn)，因?yàn)镻—H鍵鍵能低D．PH3分子穩(wěn)定性低于NH3分子，是因?yàn)镹—H鍵鍵能高解析：選CPH3與NH3構(gòu)型相同，因中心原子上有一對孤電子對，均為三角錐形，屬于極性分子，A、B項正確；PH3的沸點(diǎn)低于NH3，是因?yàn)镹H3分子間存在氫鍵，C項錯誤；PH3的穩(wěn)定性低于NH3，是因?yàn)镹—H鍵鍵能高，D項正確。5．下列推論正確的是()A．SiH4的沸點(diǎn)高于CH4，可推測PH3的沸點(diǎn)高于NH3B．NHeq\o\al(＋,4)為正四面體結(jié)構(gòu)，可推測出PHeq\o\al(＋,4)也為正四面體結(jié)構(gòu)C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D．C2H6是碳鏈為直線形的非極性分子，可推測C3H8也是碳鏈為直線形的非極性分子解析：選B氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于PH3的；NHeq\o\al(＋,4)與PHeq\o\al(＋,4)等電子體，結(jié)構(gòu)類似；SiO2晶體是原子晶體；C3H8不是直線形的，碳鏈呈鋸齒形且為極性分子。6．(2013·江蘇高考)元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。(1)在Y的氫化物(H2Y)分子中，Y原子軌道的雜化類型是__________。(2)Z的氫化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________________________________________________________________________。(3)Y與Z可形成YZeq\o\al(2－,4)①YZeq\o\al(2－,4)的空間構(gòu)型為________(用文字描述)。②寫出一種與YZeq\o\al(2－,4)互為等電子體的分子的化學(xué)式：______________。(4)X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為________________。解析：X為第四周期元素，且內(nèi)層軌道全部排滿電子，最外層電子數(shù)為2，則其基態(tài)電子排布式應(yīng)為[Ar]3d104s2，為Zn元素。Y的3p軌道上有4個電子，則Y為S元素。Z的最外層電子數(shù)是內(nèi)層數(shù)的3倍，為O元素。(1)H2S分子中，S上有兩對孤對電子，價層電子對數(shù)為2＋2＝4，所以S為sp3雜化。(2)水與乙醇分子間形成氫鍵，增大了水在乙醇中的溶解度。(3)SOeq\o\al(2－,4)中S無孤對電子，S的價層電子對為4，則S為sp3雜化，SOeq\o\al(2－,4)為正四面體。等電子體的原子數(shù)相等，價電子數(shù)相等，SOeq\o\al(2－,4)的原子數(shù)為5，價電子數(shù)為32。(4)NH3分子中的σ鍵數(shù)為3，它與Zn形成的配位鍵也屬于σ鍵，故1mol[Zn(NH3)4]Cl2中的σ鍵為16mol。答案：(1)sp3(2)水分子與乙醇分子之間形成氫鍵(3)①正四面體②CCl4或SiCl4等(4)16NA個7．(1)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。①NH3分子的空間構(gòu)型是________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是________。②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1038.7kJ·mol－1。若該反應(yīng)中有4molN—H鍵斷裂，則形成的π鍵有________mol。③肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，則N2H6SO4晶體內(nèi)不存在________(填標(biāo)號)。a．離子鍵b．共價鍵c．配位鍵d．范德華力(2)(2012·全國卷節(jié)選)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：①H2Se的酸性比H2S________(填“強(qiáng)”或“弱”)，氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為________，SOeq\o\al(2－,3)離子的立體構(gòu)型為________。②H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2×10－2，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________