高考化學(xué)（蘇教版）一輪復(fù)習(xí)《選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》課件

選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[考綱展示]

1.了解原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。2.了解元素電離能的含義，并能用以說明元素的某種性質(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。第一單元原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[主干知識]一、原子結(jié)構(gòu)1．電子層與能級2.原子軌道3．原子核外電子排布規(guī)律(1)電子排布原理①能量最低原理：原子的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)。②泡利不相容原理：1個原子軌道里最多容納2個電子，且它們的自旋狀態(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)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)相同。(2)構(gòu)造原理示意圖(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法4.原子光譜和電子云(1)基態(tài)原子：處于最低能量的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。(3)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的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。(4)電子云：是指用小黑點的疏密來表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率大小的一種圖形。離核越近處，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)概率越大，“電子云”密度越大，相反，離核越遠(yuǎn)處，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率越小，“電子云”密度越小。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、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1．元素周期表中每周期所含元素種數(shù)2.周期表的分區(qū)與原子的價電子排布的關(guān)系三、元素周期律1．電離能、電負(fù)性(1)第一電離能某元素的氣態(tài)原子失去一個電子形成＋1價氣態(tài)陽離子所需的最低能量。(2)電負(fù)性用來衡量元素在化合物中吸引電子的能力。2．性質(zhì)遞變規(guī)律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

1．為什么一個原子的逐級電離能是逐漸增大的？提示：隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越大，再要失去一個電子需克服的電性吸力也越來越大，消耗的能量越來越多。2．為什么鎂的第一電離能比鋁的大，磷的第一電離能比硫的大？提示：Mg：1s22s22p63s2

P：1s22s22p63s23p3。鎂原子、磷原子最外層能級中，電子處于全滿或半滿狀態(tài)，相對比較穩(wěn)定，失電子較難。如此相同觀點可以解釋N的第一電離能大于O，Zn的第一電離能大于Ga。[自我診斷]1．基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為[Ar]3d94s2。(×)2．多電子原子中，在離核較近區(qū)域運動的電子能量高。(×)3．Cr原子的價電子軌道表示式為 (√)4．C、N、O三種元素的第一電離能逐漸增大。(×)5．元素的電負(fù)性越大，其金屬性越弱，非金屬性越強(qiáng)。(√)6．O2－、F－、Na＋、Al3＋的離子半徑逐漸減小。(√)1．具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是(

)，最高化合價相同的是(

)A．1s22s22p63s23p1

B．1s22s22p1C．1s22s22p3 D．1s22s22p63s23p4解析：同主族原子的電子層數(shù)越多，半徑越大；電子層數(shù)相同時，質(zhì)子數(shù)越小，半徑越大。元素的最高化合價等于原子的最外層電子數(shù)。答案：A

AB基態(tài)原子核外電子排布1．核外電子排布規(guī)律(1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。(2)能級交錯現(xiàn)象：核外電子的能量并不是完全按電子層序數(shù)的增加而升高，不同電子層的電子級之間的能量高低有交錯現(xiàn)象，如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。(3)當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1，而不是：1s22s22p63s23p63d44s2。2．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“[稀有氣體的元素符號]＋價層電子”的形式表示。如：Cu：[Ar]3d104s1(3)軌道表示式用方框表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的電子，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：[典例1]已知X、Y、Z、W、Q、R、E七種元素中，原子序數(shù)X<Y<Z<W<Q<R<E，其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如下表。請根據(jù)信息回答有關(guān)問題：(1)元素X的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子，有________種不同能級的電子。(2)元素Y原子中能量最高的是________電子，其原子軌道呈________狀。(3)Q的基態(tài)電子排布式為________，R的元素符號為________，E元素原子的價電子排布式為________。(4)含有元素W的鹽的焰色反應(yīng)為________色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是_____________________________________。[解析]

(1)X原子的L層上s電子數(shù)等于p電子數(shù)，即其電子排布式為1s22s22p2，故X為碳元素，其原子核外共有6種不同運動狀態(tài)的電子，有3種不同能級的電子；(2)因Y元素s軌道最多容納2個電子，所以n＝2，其原子最外層電子排布式為2s22p2＋1，其能量最高的電子是2p電子，原子軌道呈啞鈴狀；(3)原子的M層上有1個未成對的p電子，可能為Al或Cl，單質(zhì)常溫、常壓下是氣體的只有Cl元素，故Z為氯元素，Q為鉻元素，基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1；R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；根據(jù)題意要求，E元素的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號元素Cu，價電子排布式為3d104s1；(4)鉀元素的焰色為紫色，激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量，形成不同的顏色。[答案]

(1)6

3

(2)2p啞鈴(3)1s22s22p63s23p63d54s1

Fe

3d104s1(4)紫激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量，形成不同的顏色1．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)用軌道表示式表示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ⅥA族元素，B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)H

O

Al

S

K(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(5)>

>電離能和電負(fù)性的應(yīng)用2．下列元素中，電負(fù)性最大的是(

)，第一電離能最大的是(

)A．O

B．B

C．N

D．C答案：AC1．電離能(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。2．電負(fù)性[典例2]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(rèn)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(fù)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(fù)性：已知：兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1.7時，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)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(fù)性具有的變化規(guī)律是___________________________________________________________；②通過分析電負(fù)性值變化規(guī)律，確定Mg元素電負(fù)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．Li3N

B．BeCl2

C．AlCl3

D．SiCⅠ.屬于離子化合物的是__________________________(填序號)；Ⅱ.屬于共價化合物的是__________________________(填序號)；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由信息所給的圖可以看出，同周期的ⅠA族元素的第一電離能最小，而ⅢA族元素的第一電離能小于ⅡA族元素的第一電離能，故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元素的電負(fù)性是元素的基本性質(zhì)，且隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。②根據(jù)電負(fù)性的遞變規(guī)律：同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小，可知，在同周期中電負(fù)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(fù)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(fù)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(dǎo)電。離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在，可以導(dǎo)電，但共價化合物卻不能。[答案]

(1)①Na

Mg

②五ⅠA(2)①隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性與原子半徑一樣呈周期性變化②0.9～1.5

③Ⅰ.AⅡ.BCD測定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電，若導(dǎo)電則為離子化合物，反之則為共價化合物2．(2014年濰坊模擬)(1)圖1為X元素的前五級電離能的數(shù)值示意圖。已知X的原子序數(shù)<20，請寫出X基態(tài)原子的核外電子排布式________。(2)A、B、C、D、E、F、G、H八種短周期元素，其單質(zhì)的沸點如圖2所示。請回答：①上述元素中，某些元素的常見單質(zhì)所形成的晶體為分子晶體，這些單質(zhì)分子中既含有σ鍵又含有π鍵的是______(填化學(xué)式)。②已知D、F、G三種元素的離子具有跟E相同的電子層結(jié)構(gòu)，則B、C、D三種元素的第一電離能由大到小的順序為________(用相關(guān)元素符號表示)。③已知H的電負(fù)性為1.5，而氯元素的電負(fù)性為3.0，二者形成的化合物極易水解，且易升華。據(jù)此推測該化合物的化學(xué)鍵類型為________。④原子序數(shù)比A小1的元素與D元素形成的化合物的空間構(gòu)型為________，中心原子的雜化方式為________。解析：(1)根據(jù)圖1中X元素的前五級電離能，從其第三電離能開始突增，因此其最外層有兩個電子，故X為Mg(注意Be原子只有4個電子，沒有第五電離能)，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2。(2)根據(jù)圖2中元素單質(zhì)的沸點，可知A、B、C、D、E、F、G、H為C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。①單質(zhì)形成的晶體為分子晶體的有N2、O2、F2、Ne等，其中N2、O2中既含有σ鍵又含有π鍵。②B、C、D三種元素分別為N、O、F，第一電離能大小順序為：F>N>O(注意N、O電離能反常)。③Al、Cl形成的化合物為AlCl3，根據(jù)其化合物的物理性質(zhì)，可以推斷其含有共價鍵。④原子序數(shù)比A小1的元素為B，與F元素可形成化合物BF3，為平面三角形結(jié)構(gòu)，中心原子B的雜化方式為sp2。答案：(1)1s22s22p63s2(2)①N2、O2

②F>N>O

③極性共價鍵④平面三角形sp2

本小節(jié)結(jié)束請按ESC鍵返回［考綱展示］1.了解共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，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），能用雜化軌道理論推測常見的簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3.了解簡單配合物的成鍵情況。

4.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。5.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含氫鍵的物質(zhì)。第二單元分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[主干知識]一、共價鍵1．本質(zhì)在原子之間形成共用電子對。2．特征具有飽和性和方向性。3．分類4.鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。二、分子的立體構(gòu)型1．用價電子推測分子的立體構(gòu)型對于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的價電子對數(shù)可以通過下式確定：n＝其中，中心原子的價電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)，配位原子中鹵素原子、氫原子提供1個價電子，氧原子和硫原子按不提供價電子計算。根據(jù)分子的價電子對數(shù)，可以很方便地確定價電子對數(shù)與配位原子數(shù)目相等的ABm型分子的幾何構(gòu)型。對于價電子對全是成鍵電子對的分子，價電子對的幾何構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型是一致的。2.用雜化軌道理論推測分子的立體構(gòu)型3.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。三、配位鍵和配合物1．配位鍵(1)形成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價鍵。(2)表示2．配合物(1)概念由提供孤電子對的配位體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物。(2)組成：例如[Cu(NH3)4](OH)2(3)形成條件四、分子的性質(zhì)1．溶解性(1)“相似相溶”的規(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。2．分子的極性(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系(2)鍵的極性與分子的極性的關(guān)系3.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互為鏡像，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。4．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。[自我診斷]1．C2H4和C6H6中的碳原子均為sp2雜化。(√)2．C3H8中碳原子均為sp3雜化，排成一條直線。(×)3．HCN與C2H2分子中的碳原子雜化類型相同。(√)5．BF3和NH3的分子構(gòu)型都是平面三角形。(×)6．HCl分子和H2O均為極性分子，因此HCl在水中易溶。(√)1．下列說法中不正確的是(

)A．σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強(qiáng)B．s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀對稱性相同C．碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍D．N2分子中有一個σ鍵，2個π鍵解析：σ鍵“頭碰頭”重疊，π鍵“肩并肩”重疊，“頭碰頭”重疊程度大，形成的共價鍵強(qiáng)；σ鍵形成的是“軸對稱”而π鍵形成的是“鏡像對稱”；在雙鍵中一個σ鍵，一個π鍵，在叁鍵中一個σ鍵，兩個π鍵。答案：C化學(xué)鍵與分子構(gòu)型的判斷1．σ鍵、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。(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．中心原子雜化類型與分子構(gòu)型的判斷(1)由雜化軌道數(shù)判斷雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝中心原子的孤電子對的對數(shù)＋中心原子的σ鍵個數(shù)(2)中心原子雜化類型和分子構(gòu)型的相互判斷中心原子的雜化類型和分子構(gòu)型有關(guān)，二者之間可以相互判斷。[典例1]氮元素可以形成多種化合物?；卮鹨韵聠栴}：(1)基態(tài)氮原子的價電子排布式是________。(2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________。(3)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的晶體內(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(4)圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點(見圖2)。分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別。下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識別的是________(填標(biāo)號)。a．CF4

B．CH4

c．NH

D．H2O[解析]

(1)氮原子的價電子排布式：2s22p3。(2)同周期元素第一電離能從左向右有增大的趨勢，ⅢA族、ⅥA族突減，因此三者的第一電離能從大到小的順序為N＞O＞C。(3)①NH3的空間構(gòu)型是三角錐型，N2H4分子可看作兩個NH3分子脫去一個H2分子所得，氮原子采用sp3雜化方式結(jié)合。②1molN2中含有2molπ鍵，4molN—H鍵斷裂即有1molN2H4反應(yīng)，生成1.5molN2，則形成3molπ鍵。③硫酸銨晶體是離子晶體，則N2H6SO4晶體也是離子晶體，內(nèi)部不含有范德華力。(4)能被該有機(jī)物識別即能嵌入空腔形成4個氫鍵，則要求某分子或離子是正四面體結(jié)構(gòu)且能形成氫鍵，只有c項符合題意。[答案]

(1)2s22p3

(2)N＞O＞C

(3)①三角錐形sp3雜化②3

③d

(4)c1．(2014年南京質(zhì)檢)砷(As)在地殼中含量不大，但砷的化合物卻是豐富多彩。(1)基態(tài)砷原子的電子排布式為________；砷與溴的第一電離能較大的是________。(2)AsH3是無色稍有大蒜味氣體。AsH3的沸點高于PH3，其主要原因是___________________________________________________。(4)某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。該化合物的分子式為________，As原子采取________雜化。(5)GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。GaAs晶體中，每個As與________個Ga相連，As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有______(填字母)。A．離子鍵

B．σ鍵C．π鍵

D．氫鍵E．配位鍵F．金屬鍵G．極性鍵解析：(1)砷位于元素周期表第四周期ⅤA族，核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3，該元素與溴元素屬于同一周期的元素，且原子序數(shù)小于后者，第一電離能溴元素較大。(2)AsH3和PH3的分子中均不含有氫鍵，AsH3的相對分子質(zhì)量大于PH3的相對分子質(zhì)量，故AsH3分子間作用力大于PH3分子間作用力，故AsH3的沸點高于PH3。中的As原子與四個氧原子成鍵，空間構(gòu)型為正四面體型。(4)根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知砒霜的分子式為As4O6，由于每個砷原子與3個氧原子成鍵，砷原子的價電子數(shù)目為5，經(jīng)推算可知，砷原子的雜化方式為sp3雜化。(5)GaAs的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，每個原子形成4個共價鍵，故每個As與4個Ga相連，由于砷原子核外有3個未成對電子和一對孤電子對，形成4個共價鍵時，有一個共價鍵屬于配位鍵，其余為σ鍵。答案：(1)[Ar]3d104s24p3

Br(或溴)(2)AsH3的相對分子質(zhì)量大于PH3的相對分子質(zhì)量，故AsH3分子間作用力大于PH3分子間作用力(3)正四面體形CCl4(或其他合理答案)(4)As4O6

sp3

(5)4

BEG微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)2．下列變化或數(shù)據(jù)與氫鍵無關(guān)的是(

)A．水的沸點比硫化氫的沸點高B．氨分子與水分子形成—水合氨C．乙醇能跟水以任意比混溶D．SbH3的沸點比PH3高解析：A、B、C都具備形成氫鍵的條件，且敘述都與氫鍵有關(guān)，唯獨D項中的物質(zhì)不能形成氫鍵。答案：D[典例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O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為_____________________________________________________。(3)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。

H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因為________________________________________________________________________。2．短周期的5種非金屬元素，其中A、B、C的最外層電子排布可表示為：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中電負(fù)性最大的元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2

②BA4

③A2C2

④BE4，其中屬于極性分子的是________(填序號)。(2)C的氫化物比下周期同族元素的氫化物沸點要高，其原因是______________________________________________。(3)B、C兩元素能和A元素組成兩種常見的溶劑，其分子式為__________、__________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸點從高到低的順序為______________(填化學(xué)式)。(5)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列舉的四種酸其酸性由強(qiáng)到弱的順序為：________(填化學(xué)式)。解析：由s軌道最多可容納2個電子可得：a＝1，b＝c＝2，即A為H，B為C，C為O。由D與B同主族，且為非金屬元素得D為Si；由E在C的下一周期且E為同一周期電負(fù)性最大的元素可知E為Cl。(1)①、②、③、④分別為CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2為極性分子，其他為非極性分子。(2)C的氫化物為H2O，H2O分子間可形成氫鍵是其沸點較高的重要原因。(3)B、A兩元素組成苯，C、A兩元素組成水，兩者都為常見的溶劑，SiCl4為非極性分子，易溶于非極性溶劑苯中。

(4)BA4、BE4、DE4分別為CH4、CCl4、SiCl4，三者結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)，故它們的沸點順序為SiCl4＞CCl4＞CH4。(5)這四種酸分別為HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可寫為(HO)mClOn(m≥1；n≥0)，n值越大，酸性越強(qiáng)，故其酸性由強(qiáng)到弱的順序為HClO4>HClO3>HClO2>HClO。答案：(1)③

(2)H2O分子間形成了氫鍵(3)C6H6

H2O大于(4)SiCl4＞CCl4＞CH4(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO本小節(jié)結(jié)束請按ESC鍵返回［考綱展示］1.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。2.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。3.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。4.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。5.了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。第三單元晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[主干知識]一、晶體和晶胞1．晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的區(qū)別(2)獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。2．晶胞晶胞與晶體的關(guān)系(1)晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”構(gòu)成晶體。二、常見晶體類型的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)四種晶體類型的比較三、幾種典型的晶體模型1．立方晶胞中，頂點、棱邊、面心依次被多少個晶胞共用？提示：立方晶胞中，頂點、棱邊、面心依次被8、4、2個晶胞共用。2．六棱柱晶胞中，頂點，側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被多少個晶胞共用？提示：六棱柱晶胞中，頂點、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個晶胞共用。[自我診斷]1．1mol金剛石中含有NA個分子。(×)2．SiO2晶體中最小的環(huán)上，Si和O原子之比為1∶2。(×)3．在鎂晶體中，1個Mg2＋只與2個價電子存在強(qiáng)烈的相互作用。(×)4．MgO和Na2O相比較，MgO的熔沸點較低。(×)5．物質(zhì)熔沸點：金剛石>硅晶體>碳化硅。(×)6．石墨是混合型晶體，熔沸點比金剛石低。(×)1．下圖所示是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，其對應(yīng)的化學(xué)式正確的是(圖中：○—X，●—Y，⊕—Z)(

)晶體組成的計算方法——分割法答案：B[典例1]銅(Cu)是重要金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO4溶液常用作電解液、電鍍液等。請回答下列問題：(1)CuSO4可由金屬銅與濃硫酸反應(yīng)制備，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________；(2)CuSO4粉末常用來檢驗一些有機(jī)物中的微量水分，其原因是__________________；(4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布式為________；一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為________；該晶體中，原子之間的作用力是________；(5)上述晶體具有儲氫功能，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式應(yīng)為________。1．(2014年濰坊模擬)元素B、C、N和Si單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)生產(chǎn)中有很重要的應(yīng)用。(1)寫出基態(tài)C原子的電子排布式________。從原子結(jié)構(gòu)的角度分析B、N和O元素的第一電離能由大到小的順序為________(用元素符號表示)。(2)NH3中N原子的雜化類型是________，飽和氨水中可能形成的分子間氫鍵有________種。(3)碳化硅(SiC)俗名金剛砂，其硬度僅次于金剛石，SiC的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，SiC晶體屬于________晶體，微粒間存在的作用力是________。(4)硼和鎂的化合物在超導(dǎo)方面有重要應(yīng)用。右圖示意的是某化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元；鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底的中心各有一個鎂原子；六個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元中硼和鎂原子的簡單整數(shù)比為________。解析：(1)C在第2周期ⅣA族，其核外電子排布式為1s22s22p2；由于N原子最外層的2p能級為半充滿狀態(tài)，不容易失去e－，而O最外層為2s22p4，失去1個p電子后形成p亞層半充滿狀態(tài)，所以第一電離能由大到小的順序為N>O>B。(2)NH3為三角錐形結(jié)構(gòu)，其中N原子為sp3雜化，NH3與H2O反應(yīng)形成的氫鍵為NH3中H與NH3中N成氫鍵，H2O中H與H2O中O成氫鍵，H2O中H與NH3中N成氫鍵，H2O中O與NH3中H成氫鍵。(3)SiC為原子晶體，Si與C之間以共價鍵相結(jié)合。(4)位于棱柱內(nèi)的B原子是整個單元含有的B原子，共6個，Mg原子在棱柱的頂點，每一頂點的Mg原子均被6個單元共用，而上下底的Mg原子被2個單元共用，則整個單元中的Mg原子為則B∶Mg＝6∶3＝2∶1。

答案：(1)1s22s22p2

N>O>B(2)sp3

4(3)原子共價鍵(4)2∶1晶體類型的判斷及熔沸點高低的比較2．共價鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力都是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的作用力，含有以上所說的兩種作用力的晶體是(

)A．SiO2晶體

B．銅晶體C．MgCl2晶體

D．NaOH晶體解析：SiO2晶體中只含有Si—O共價鍵；銅晶體中只含有金屬鍵、MgCl2晶體中只含有Mg2＋和Cl－之間的離子鍵；NaOH晶體中含有O—H共價鍵和Na＋與OH－之間的離子鍵，所以含有兩種作用力的為NaOH，選D。答案：D1．晶體類型的判斷(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用判斷①離子晶體的構(gòu)成粒子是陰、陽離子，粒子間的作用是離子鍵。②原子晶體的構(gòu)成粒子是原子，粒子間的作用是共價鍵。③分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，粒子間的作用力為分子間作用力。④金屬晶體的構(gòu)成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的作用是金屬鍵。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強(qiáng)堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)，氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。③常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金屬單質(zhì)是金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點判斷①離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至一千攝氏度以上。②原子晶體熔點高，常在一千攝氏度至幾千攝氏度。③分子晶體熔點低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。④金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷①離子晶體水溶液及熔化時能導(dǎo)電。②原子晶體一般為非導(dǎo)體。③分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強(qiáng)極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電。④金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷①離子晶體硬度較大或略硬而脆。②原子晶體硬度大。③分子晶體硬度小且較脆。④金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。2．晶體熔、沸點高低的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低一般規(guī)律：原子晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。(2)原子晶體由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如熔點：金剛石>碳化硅>硅。(3)離子晶體一般地說，陰陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵就越強(qiáng)，晶格能也就越大。其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。(4)分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高。如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點越低。如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(5)金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na<Mg<Al。[典例2]現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：據(jù)此回答下列問題：(1)由表格可知，A組熔點普通偏高，據(jù)此回答：①A組屬于________晶體，其熔化時克服的粒子間的作用