2022屆新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[考綱要求]1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(1)了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和構(gòu)造原理，能正確書(shū)寫(xiě)1～36號(hào)元素原子核外電子、價(jià)層電子的電子排布式和電子排布圖(或軌道表示式)。(2)了解電離能的含義，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。(3)了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。(4)了解電負(fù)性的概念，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。2.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)(1)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)。(2)了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義。(3)能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。(4)了解雜化軌道理論及簡(jiǎn)單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。(5)能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。3.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)(1)了解范德華力的含義及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。4.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)了解晶體的類型，了解不同類型晶體中微粒結(jié)構(gòu)、微粒間作用力的區(qū)別。(2)了解晶格能的概念，了解晶格能對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響。(3)了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。(4)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。(5)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)。了解金屬晶體常見(jiàn)的堆積方式。(6)了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。[再研真題]1．(2021·河北高考)KH2PO4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國(guó)科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國(guó)家戰(zhàn)略空白。回答下列問(wèn)題：(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子中，核外電子排布相同的是____________(填離子符號(hào))。(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用＋eq\f(1,2)表示，與之相反的用－eq\f(1,2)表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為_(kāi)_______。(3)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表：N—NN≡NP—PP≡P193946197489從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為)形式存在的原因是________________________________________________________________________。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______，其中P采取________雜化方式。(5)與POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為_(kāi)_______。(6)磷酸通過(guò)分子間脫水縮合形成多磷酸，如：如果有n個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫(xiě)為_(kāi)_______。(7)分別用、表示H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))和K＋，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：①若晶胞底邊的邊長(zhǎng)均為apm、高為cpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為_(kāi)_______g·cm－3(寫(xiě)出表達(dá)式)。②晶胞在x軸方向的投影圖為_(kāi)_______(填標(biāo)號(hào))。解析：(1)H、O、P、K四種元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子中P3－、K＋的核外電子排布相同。(2)基態(tài)磷原子的價(jià)電子排布式為3s23p3，其中3s軌道中自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為0，3p軌道中3個(gè)電子自旋方向相同，所以代數(shù)和為＋eq\f(3,2)。(3)由題表中鍵能關(guān)系可知3倍的N—N鍵的鍵能小于N≡N鍵的鍵能，而3倍的P—P鍵的鍵能大于P≡P鍵的鍵能，所以氮以N2中的N≡N形式存在更穩(wěn)定，磷以P4中的P—P鍵形式存在更穩(wěn)定。(4)由KH2PO2為正鹽，可知H3PO2中只含一個(gè)羥基氧，所以H3PO2的結(jié)構(gòu)式為，其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5＋eq\f(1,2)×(5－1×3－2×2)＝4，則P的雜化方式為sp3。(5)POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的原子數(shù)為5，價(jià)電子數(shù)為32，總電子數(shù)為50，則與POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))電子總數(shù)相同的等電子體的分子為SiF4。(6)每相鄰兩個(gè)磷酸分子脫去一個(gè)水分子，所以n個(gè)磷酸分子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)會(huì)脫去n個(gè)水分子，則形成的多磷酸的分子式中氫原子數(shù)目為3n－2n＝n，磷原子的數(shù)目為n，氧原子的數(shù)目為4n－n＝3n，即多磷酸分子式為HnPnO3n，故多磷酸的酸根可寫(xiě)成PnOeq\o\al(\s\up1(n－),\s\do1(3n))。(7)①由題給KH2PO4晶體的四方晶胞圖可知，每個(gè)晶胞中，K＋個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4(個(gè))，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4(個(gè))，則1個(gè)KH2PO4晶體的四方晶胞中有4個(gè)KH2PO4，晶體密度等于晶胞質(zhì)量除以晶胞體積，其中晶胞體積為a2c×10－30cm3，晶胞的質(zhì)量為eq\f(4×175,NA)g，所以晶體的密度為eq\f(4×175,a2cNA×10－30)g·cm－3。②由題圖(a)可知，晶胞在x軸方向的投影圖，應(yīng)為B選項(xiàng)中的圖。答案：(1)P3－、K＋(2)＋eq\f(3,2)(3)3倍的N—N鍵的鍵能小于N≡N鍵的鍵能，而3倍的P—P鍵的鍵能大于P≡P鍵的鍵能(4)sp3(5)SiF4(6)PnOeq\o\al(\s\up1(n－),\s\do1(3n))(7)①eq\f(4×175,a2cNA×10－30)②B2．(2021·湖南高考)硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為_(kāi)___________，晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是__________(填化學(xué)式)；(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4。SiX4的熔、沸點(diǎn)SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7①0℃時(shí)，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是________(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，氣態(tài)SiX4分子的空間構(gòu)型是________；②SiCl4與N-甲基咪唑()反應(yīng)可以得到M2＋，其結(jié)構(gòu)如圖所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______，H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______，1個(gè)M2＋中含有________個(gè)σ鍵；(3)如圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，圖中Z表示________原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______；②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝____________g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。解析：(1)硅原子核外有14個(gè)電子，有1s、2s、2p、3s、3p五個(gè)能級(jí)，每個(gè)能級(jí)的電子數(shù)分別是2、2、6、2、2，則基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為晶體硅和碳化硅均為原子晶體，碳原子半徑比硅原子半徑小，則C—Si鍵鍵長(zhǎng)比Si—Si鍵鍵長(zhǎng)短，故碳化硅的熔點(diǎn)較高。(2)①0℃≈273K，由題表中的數(shù)據(jù)可知，只有SiCl4的熔點(diǎn)低于273K，沸點(diǎn)高于273K，則SiCl4在0℃時(shí)為液態(tài)。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，則分子間作用力依次增大，沸點(diǎn)逐漸升高。SiX4的中心原子Si原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)×(4－1×4)＝4，無(wú)孤電子對(duì)，由VSEPR理論可知，其VSEPR模型與分子空間構(gòu)型均為正四面體。②中甲基碳原子為飽和碳原子，是sp3雜化，碳碳雙鍵中的碳原子為sp2雜化。短周期同周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大，且H的電負(fù)性比C小，故電負(fù)性由大到小的順序是N>C>H。中1個(gè)基團(tuán)有1個(gè)N—Si、4個(gè)N—C、1個(gè)N=C、1個(gè)C=C、6個(gè)C—H，共有13個(gè)σ鍵，4個(gè)基團(tuán)，則含13×4＝52(個(gè))σ鍵，另外還有2個(gè)Si—Cl鍵，故1個(gè)中含有σ鍵的數(shù)目為54個(gè)。(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，1個(gè)晶胞中，對(duì)于X原子，8個(gè)位于頂點(diǎn)、4個(gè)位于棱上、6個(gè)位于面上、3個(gè)位于晶胞內(nèi)，故1個(gè)晶胞中含有X的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8(個(gè))；對(duì)于Y原子，4個(gè)Y原子均位于晶胞內(nèi)；對(duì)于Z原子，16個(gè)Z原子均位于晶胞內(nèi)。其中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，則X為Mg，Y為Ge，Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4。②1個(gè)晶胞的質(zhì)量＝eq\f(24×8＋73×4＋16×16,NA)g＝eq\f(740,NA)g，1個(gè)晶胞的體積＝abc×10－21cm3，則晶體的密度ρ＝eq\f(\f(740,NA)g,abc×10－21cm3)＝eq\f(740×1021,abcNA)g·cm－3。答案：(1)SiC(2)①SiCl4SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大正四面體②sp2、sp3N＞C＞H54(3)①OMg2GeO4②eq\f(740×1021,abcNA)[考情分析]物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)大題一般以新材料、新科技成果為素材，考查點(diǎn)從簡(jiǎn)單的原子結(jié)構(gòu)到抽象的晶胞結(jié)構(gòu)逐漸深入，體現(xiàn)了高考中化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性的命題方式。從題型上看，題目圍繞一定的材料情境，設(shè)置十個(gè)左右的小問(wèn)題進(jìn)行考查，且每年考查的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)固定。(1)命題的重點(diǎn)主要有核外電子的表示方法(電子排布式、電子排布圖等)未成對(duì)電子數(shù)的判斷、電負(fù)性和第一電離能的大小比較、電離能異常變化的原因分析、雜化軌道類型和立體構(gòu)型的判斷、晶體類型與化學(xué)鍵、微粒之間作用力類型判斷等。(2)解釋、分析型問(wèn)題是“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”突出體現(xiàn)，要求考生具備扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，主要包括對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的高低、熱穩(wěn)定性、溶解性、鍵角大小比較、配體提供孤電子對(duì)數(shù)、形成雙鍵的難易程度等內(nèi)容的考查。(3)晶胞分析與計(jì)算是每年高考的必考點(diǎn)和難點(diǎn)，主要涉及面心立方、體心立方、六方最密、金剛石型、石墨型、氟化鈣型及六棱柱等晶胞中配位數(shù)、密度、原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)、空間利用率、晶胞參數(shù)和微粒間距離等計(jì)算，其中依據(jù)晶體投影圖進(jìn)行的晶胞分析與計(jì)算應(yīng)引起考生的足夠重視?？键c(diǎn)一電子排布、電離能與電負(fù)性[必備知識(shí)]1．原子核外電子排布的“三個(gè)原理”及其表示方法(1)三個(gè)原理：能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。能量最低原理原子核外電子總是先占有能量最低的原子軌道泡利原理在每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子洪特規(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，而且自旋狀態(tài)相同注意：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(shí)，體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法舉例電子排布式Co：1s22s22p63s23p63d74s2簡(jiǎn)化表示式Cu：[Ar]3d104s1價(jià)層電子排布Fe：3d64s2電子排布圖(或軌道表示式)O：(3)常見(jiàn)原子軌道電子云輪廓圖原子軌道電子云輪廓形狀軌道個(gè)數(shù)seq\a\vs4\al(球)形__1__p啞鈴形__3__2．電離能、電負(fù)性(1)元素的第一電離能與電負(fù)性的周期性變化元素的第一電離能電負(fù)性同周期(從左到右)同主族(自上而下)同周期(從左到右)同主族(自上而下)元素的第一電離能總體上呈增大的趨勢(shì)元素的第一電離能逐漸減小主族元素的電負(fù)性逐漸增大主族元素的電負(fù)性逐漸減小(2)特殊情況同能級(jí)的軌道為全滿、半滿、全空時(shí)較相鄰元素第一電離能要大，即ⅡA族、ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。[題組訓(xùn)練]類型一核外電子的排布1．(1)(2020·全國(guó)Ⅰ卷、Ⅱ)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為_(kāi)_______________________，基態(tài)Fe2＋與Fe3＋離子中未成對(duì)的電子數(shù)之比為_(kāi)_______。(2)(2019·全國(guó)Ⅱ卷)Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價(jià)層電子排布式為_(kāi)_______。(3)(2018·全國(guó)Ⅱ卷)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為_(kāi)_____________________，基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_(kāi)_______形。(4)(2017·全國(guó)Ⅰ卷)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)_______。(5)(2016·全國(guó)Ⅱ卷)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)___________________________________，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______。(6)(2016·全國(guó)Ⅲ卷)寫(xiě)出基態(tài)As原子的核外電子排布式________________________________。答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)4∶5(2)4f5(3)啞鈴(紡錘)(4)N球形(5)1s22s22p63s23p63d84s2{或[Ar]3d84s2}2(6)1s22s22p63s23p63d104s24p3{或[Ar]3d104s24p3}2．按要求解答下列問(wèn)題。(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對(duì)自旋方向相反的電子。(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______________________________________；Se的基態(tài)原子最外層有______________個(gè)電子。(3)基態(tài)Cu、Cu2＋、Cu＋核外電子排布式分別為_(kāi)_______________________、________________________、________________________。(4)基態(tài)Mg原子核外電子排布式為_(kāi)_______________；Ca原子最外層電子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外層電子的能量。(5)基態(tài)鐵原子有________個(gè)未成對(duì)電子，三價(jià)鐵離子的電子排布式為_(kāi)_______________。答案：(1)電子云2(2)1s22s22p36(3)Cu：1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}Cu2＋：1s22s22p63s23p63d9{或[Ar]3d9}Cu＋：1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}(4)1s22s22p63s2{或[Ne]3s2}高于(5)41s22s22p63s23p63d5{或[Ar]3d5}類型二電離能與電負(fù)性的比較與應(yīng)用3．(1)(2020·全國(guó)Ⅱ卷)CaTiO3的組成元素的電負(fù)性大小順序是________________。(2)(2020·全國(guó)Ⅲ卷)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ－)，N、B、H電負(fù)性大小順序是________。(3)(2020·全國(guó)Ⅰ卷)I1(Li)＞I1(Na)的原因是________________________________；I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)的原因是________________________________。(4)(2019·全國(guó)Ⅰ卷)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．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](5)(2021·全國(guó)乙卷)對(duì)于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。A．軌道處于半充滿時(shí)體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng)C．電負(fù)性比鉀高，原子對(duì)鍵合電子的吸引力比鉀大(6)(2018·全國(guó)Ⅲ卷)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)__________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)(2017·全國(guó)Ⅱ卷)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________________________________；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是______________________________________________________。解析：(5)軌道處于半充滿狀態(tài)時(shí)體系總能量低，基態(tài)Cr原子核外電子排布式為[Ar]3d54s1，A正確；由量子力學(xué)的基本理論可知，4s軌道的電子也會(huì)出現(xiàn)在離核較近的位置，B錯(cuò)誤；鉻的電負(fù)性比鉀的大，對(duì)鍵合電子的吸引力比鉀的大，C正確。答案：(1)O＞Ti＞Ca(2)N＞H＞B(3)Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)多，原子半徑大，易失電子Li、Be、B同周期，核電荷數(shù)依次增加，Be為1s22s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大，與Li相比，B核電荷數(shù)大，原子半徑小，較難失去電子，第一電離能較大(4)A(5)AC(6)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失去電子(7)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大N的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個(gè)電子“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)。(2)同能級(jí)的軌道半充滿、全充滿或全空狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2(3)31Ga、33As等基態(tài)原子核外電子排布(簡(jiǎn)寫(xiě))常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：31Ga：[Ar]4s24p1應(yīng)為[Ar]3d104s24p133As：[Ar]4s24p3應(yīng)為[Ar]3d104s24p3考點(diǎn)二成鍵方式、雜化類型及立體構(gòu)型的判斷[必備知識(shí)]1．共價(jià)鍵的分類(以碳原子之間成鍵為例)分類依據(jù)成鍵的數(shù)量σ鍵與π鍵說(shuō)明單鍵碳碳之間形成一個(gè)eq\a\vs4\al(σ)鍵所有的單鍵都是eq\a\vs4\al(σ)鍵雙鍵碳碳雙鍵之間形成1個(gè)eq\a\vs4\al(σ)鍵、1個(gè)eq\a\vs4\al(π)鍵、—CH=N—等雙鍵中形成1個(gè)σ鍵、1個(gè)eq\a\vs4\al(π)鍵三鍵碳碳三鍵之間形成1個(gè)eq\a\vs4\al(σ)鍵、2個(gè)eq\a\vs4\al(π)鍵等三鍵之間形成1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵推廣分子中的大π鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為)，則Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))中的大π鍵應(yīng)表示為2．雜化軌道類型的判斷方法(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布判斷空間分布雜化類型若雜化軌道在空間的分布呈正四面體形分子的中心原子發(fā)生eq\a\vs4\al(sp3)雜化若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形分子的中心原子發(fā)生eq\a\vs4\al(sp2)雜化若雜化軌道在空間的分布呈直線形分子的中心原子發(fā)生eq\a\vs4\al(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°28′，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eq\a\vs4\al(sp)雜化。(3)根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷：如中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是eq\a\vs4\al(sp)雜化。(4)根據(jù)分子或離子中有無(wú)π鍵及π鍵數(shù)目判斷：如沒(méi)有π鍵為sp3雜化，含1個(gè)π鍵為sp2雜化，含2個(gè)π鍵為eq\a\vs4\al(sp)雜化。3．等電子原理——等電子體具有相同的結(jié)構(gòu)特征(立體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型)及相近的性質(zhì)等電子體：原子數(shù)相同、電子總數(shù)(或價(jià)電子總數(shù))相同的分子(或離子)互為等電子體。確定等電子體的方法(舉例)：變換過(guò)程中注意電荷改變，并伴有元素種類的改變。eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把O換成前一個(gè)原子（N）),\s\do5(少了1個(gè)電子，再得1個(gè)電子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N換成前一個(gè)原子（C）),\s\do5(少了1個(gè)電子，再得1個(gè)電子))eq\x(Ceq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2)))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C換成后一個(gè)原子（N）（多1個(gè)電子）),\s\do5(把O換成前一個(gè)原子（N）（少1個(gè)電子）))eq\x(N2)序號(hào)方法示例1豎換：把同族元素(同族原子價(jià)電子數(shù)相同)上下交換，即可得到相應(yīng)的等電子體CO2與CS2O3與SO22橫換：換相鄰主族元素，這時(shí)候價(jià)電子發(fā)生變化，再通過(guò)得失電子使價(jià)電子總數(shù)相等N2與CO3可以將分子變換為離子，也可以將離子變換為分子O3與NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))CH4與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))CO與CN－[題組訓(xùn)練]類型一共價(jià)鍵類型的判斷1．(1)(2020·全國(guó)Ⅲ卷)NH3BH3分子中N—B化學(xué)鍵稱為_(kāi)_______鍵，其電子對(duì)由________提供。(2)(2020·山東高考)Si原子間難以形成雙鍵而C原子間可以，是因?yàn)镾i的原子半徑大于C，難形成________鍵。(3)(2017·全國(guó)Ⅲ卷)Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵是_______、________。(4)(2018·全國(guó)Ⅰ卷)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中存在________(填字母)。A．離子鍵 B．σ鍵C．π鍵 D．氫鍵(5)(2019·全國(guó)Ⅲ卷)NH4H2PO4中，P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。答案：(1)配位N(2)p-pπ(3)σ鍵離子鍵(4)AB(5)sp3σ2．(1)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。(2)1mol[Co(NH3)6]Cl2中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。(3)我國(guó)科學(xué)家合成了白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2，[B(OH)4]－中B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)_____________，[Sn(OH)6]2－中，Sn與O之間的化學(xué)鍵不可能是________________(填字母)。a．π鍵 b．σ鍵c．配位鍵 d．極性鍵答案：(1)7NA(2)24NA(3)4a類型二等電子體的判斷3．(1)根據(jù)等電子原理，羰基硫(OCS)分子的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為_(kāi)_______。(2)與CO互為等電子體的二價(jià)陰離子為_(kāi)_______。(3)與CO2互為等電子體的一種只含一種元素的陰離子為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。(4)與C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。(5)與NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))互為等電子體的分子為_(kāi)_______(填化學(xué)式，舉一例)。(6)與BHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為_(kāi)_______(填化學(xué)式，舉一例)。答案：(1)O=C=S(2)Ceq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))(3)Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(4)N2O4(5)SO3(或BF3等)(6)CH4(或SiH4等)4．(1)(2020·全國(guó)Ⅲ卷)與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是________(寫(xiě)分子式)。(2)與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為_(kāi)_______。(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為_(kāi)_______。(4)與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))互為等電子體的分子為_(kāi)_______。(5)在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O，根據(jù)等電子原理，CO分子的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______，1molCO2中含有的σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。答案：(1)CH3CH3(2)CH4或SiH4(3)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))(4)CCl4(5)C≡O(shè)2NA類型三雜化方式、立體構(gòu)型的判斷5．(1)(2020·全國(guó)Ⅰ卷)磷酸根離子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是________，雜化軌道類型為_(kāi)_______。(2)(2020·全國(guó)Ⅲ卷)氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH3＋6H2O=3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋B3Oeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))＋9H2B3Oeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))的結(jié)構(gòu)為eq\a\vs4\al()。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由________變?yōu)開(kāi)_______。(3)(2019·全國(guó)Ⅰ卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是__________、__________。(4)(2021·山東選考)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_(kāi)_______，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．sp B．sp2C．sp3 D．sp3d(5)(2021·廣東高考)很多含巰基(—SH)的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如，解毒劑化合物Ⅰ可與氧化汞生成化合物Ⅱ。①基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為_(kāi)_______________。②H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)開(kāi)_________。③汞的原子序數(shù)為80，位于元素周期表第________周期第ⅡB族。④化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?；衔铫羰且环N強(qiáng)酸。下列說(shuō)法正確的有________。A．在Ⅰ中S原子采取sp3雜化B．在Ⅱ中S元素的電負(fù)性最大C.在Ⅲ中C—C—C鍵角是180°D．在Ⅲ中存在離子鍵與共價(jià)鍵E．在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等解析：(4)XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(8－1×2,2)＝5，其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d；(5)①硫?yàn)?6號(hào)元素，基態(tài)硫原子的價(jià)電子排布式為3s23p4。②H2O分子間能形成氫鍵，H2S、CH4分子間均不存在氫鍵，H2O的沸點(diǎn)大于H2S、CH4；隨著相對(duì)分子質(zhì)量增大，氫化物的沸點(diǎn)逐漸增大，則沸點(diǎn)：H2S>CH4，所以三者的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镠2O>H2S>CH4。③80Hg的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，原子核外有6個(gè)電子層，所以汞位于元素周期表第六周期。④化合物Ⅰ中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，采用sp3雜化，A正確；化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五種元素，其中非金屬性最強(qiáng)的是O元素，故化合物Ⅱ中O元素的電負(fù)性最大，B錯(cuò)誤；化合物Ⅲ中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，采用sp3雜化，鍵角約為109°28′，C錯(cuò)誤；化合物Ⅲ為有機(jī)鈉鹽，故Ⅲ中存在離子鍵和共價(jià)鍵，D正確；化合物Ⅳ中存在的S=O鍵和S—O鍵是兩種不同的化學(xué)鍵，鍵能不同，E錯(cuò)誤。答案：(1)正四面體形4sp3(2)sp3sp2(3)sp3sp3(4)5D(5)①3s23p4②H2O>H2S>CH4③六④AD雜化軌道類型的三種判斷方法方法一：價(jià)層電子對(duì)數(shù)法方法二：價(jià)鍵直查法(適用于有機(jī)化合物)依據(jù)中心原子的成鍵特點(diǎn)判斷雜化類型①N原子成鍵特點(diǎn)與雜化類型關(guān)系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(N原子三個(gè)單鍵?sp3雜化,N原子一個(gè)雙鍵?sp2雜化,N原子一個(gè)三鍵?sp雜化))②C原子成鍵特點(diǎn)與雜化類型關(guān)系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(C原子4個(gè)單鍵?sp3雜化,C原子1個(gè)雙鍵?sp2雜化,C原子1個(gè)三鍵?sp雜化))因此，乙二胺分子中C、N均為sp3雜化方法三：類比替代法NH3分子中N的雜化類型為sp3，則乙二胺分子中N的雜化類型也為sp3；CH4分子中C的雜化類型為sp3，則乙二胺分子中C的雜化類型也為sp3。考點(diǎn)三配合物與配位數(shù)的判斷[必備知識(shí)]1．配合物配合物的形成中心離子提供空軌道，配體提供孤電子對(duì)，通過(guò)配位鍵結(jié)合形成配合物。配位鍵本質(zhì)上屬于共價(jià)鍵配合物所含化學(xué)鍵配位鍵或配位鍵和離子鍵；配體或外界中可能還含有共價(jià)鍵配合物的常見(jiàn)性質(zhì)多數(shù)能溶解、能電離，多數(shù)有顏色配合物的組成典型配合物[Cu(NH3)4]SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OHNa3AlF6中心離子Cu2＋Fe3＋Ag＋Al3＋中心離子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一般是金屬離子，特別是過(guò)渡金屬離子，必須有空軌道配體NH3CN－NH3F－配位原子eq\a\vs4\al(N)eq\a\vs4\al(C)eq\a\vs4\al(N)eq\a\vs4\al(F)配體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子或離子，必須含有孤電子對(duì)(如NH3、H2O、CO、Cl－、OH－、CN－等)配位數(shù)(n)eq\a\vs4\al(4)eq\a\vs4\al(6)eq\a\vs4\al(2)eq\a\vs4\al(6)外界SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))K＋OH－Na＋多齒配位配體有多個(gè)配位原子，與中心原子形成螯合物。如銅離子與乙二胺形成配離子，配位數(shù)是eq\a\vs4\al(4)金屬羰基配合物是過(guò)渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物。如四羰基鎳[Ni(CO)4]，配位數(shù)是eq\a\vs4\al(4)2．配位數(shù)的判斷配合物或晶體中一個(gè)微粒周圍最鄰近的微粒數(shù)稱為配位數(shù)。配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子的數(shù)目。晶體學(xué)中的配位數(shù)是指晶體中一個(gè)原子周圍與其等距離的最鄰近的原子的數(shù)目。離子晶體中的配位數(shù)是指一個(gè)離子周圍最近的異電性離子的數(shù)目。(1)各種典型配合物中配位數(shù)的判斷①配位數(shù)可以等同于中心離子(或原子)與配位原子形成的配位鍵鍵數(shù)，也可以等同于配體的數(shù)目。如[Ag(NH3)2]NO3、[Cu(NH3)4]SO4、[Zn(CN)4]2－、K3[Fe(SCN)6]、[FeF6]3－等配合物或配離子中的中心離子與配位原子形成的配位鍵鍵數(shù)以及配體的數(shù)目均相等。又如Ni(CO)4、Fe(CO)5、Cr(CO)6等羰基化合物中Ni、Fe、Cr原子的配位數(shù)分別為eq\a\vs4\al(4)、eq\a\vs4\al(5)、eq\a\vs4\al(6)。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2＋與Cr3＋的配位數(shù)均為eq\a\vs4\al(6)。②當(dāng)中心離子(或原子)與多基配體配合時(shí)，配位數(shù)可以等同