專題06物質結構與性質【考綱解讀】一、原子結構與元素的性質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。2.了解元素電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質。3.了解原子核外電子在一定條件下會發生躍遷，了解其簡單應用。4.了解電負性的概念，知道元素的性質與電負性的關系。二、化學鍵與物質的性質1.理解離子鍵的形成，能根據離子化合物的結構特征解釋其物理性質。2.了解共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質。3.了解簡單配合物的成鍵情況。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構與性質的關系。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。6.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構。三、分子間作用力與物質的性質1.了解化學鍵和分子間作用力的區別。2.了解氫鍵的存在對物質性質的影響，能列舉含有氫鍵的物質。3.了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結構微粒、微粒間作用力的區別。【考題預測】1、下列各組原子中，彼此化學性質一定相似的是() 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軌道上有一個空軌道的X原子與3p軌道上只有一個空軌道的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y原子【答案】C【解析】A中1s2結構的He,1s22s2結構為Be，兩者性質不相似。B項X原子為Mg，Y原子N層上有2個電子的有多種元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化學性質不一定相似。C項為同主族的元素，化學性質一定相似。D項最外層只有1個電子可能是第ⅠA族元素，過渡元素中也有很多最外層只有1個電子的，故性質不一定相似。【命題解讀】原子核外電子的排布規律是中學化學原子結構的重點內容，也是元素周期律的基礎。原子軌能級是決定核外電子排布和構型的重要因素，原子的外層電子構型是隨原子序數的增加呈現周期性變化，而原子的外層電子構型的周期性變化又引起元素性質的周期性變化，元素性質周期性變化的規律稱元素周期律，反映元素周期律的元素排布稱元素周期表。2、在乙烯分子中有5個σ鍵和1個π鍵，它們分別是 ()A．sp2雜化軌道形成σ鍵，末雜化的2p軌道形成π鍵B．sp2雜化軌道形成π鍵，未雜化的2p軌道形成σ鍵C．C—H之間是sp2雜化軌道形成σ鍵，C—C之間是未雜化的2p軌道形成π鍵D．C—C之間是sp2雜化軌道形成σ鍵，C—H之間是未雜化的2p軌道形成π鍵【答案】A【解析】在乙烯分子中，每個碳原子的2s軌道與2個2p軌道雜化形成3個sp2雜化軌道，其中2個sp2雜化軌道分別與2個氫原子的1s軌道“頭碰頭”重疊形成C—Hσ鍵，另外1個sp2雜化軌道形成C—Cσ鍵。2個碳原子未雜化的2p軌道“肩并肩”重疊形成1個π鍵。【命題解讀】《高考考綱》明確要求：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構。隨著課程改革的深入，高考中對雜化軌道理論知識的考查也在不斷加強，對元素原子雜化軌道及空間構型的判斷主要采取價電子對互斥理論和歸納記憶法。3\下列各組物質的晶體中，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是 () A．SiO2和SO2B．CO2和H2OC．NaCl和HClD．CCl4和KCl【答案】B【解x析】SiO2是共價鍵形成的原子晶體，SO2是共價鍵形成的分子晶體，A錯；CO2和H2O均為共價鍵，而且是分子晶體，B對；NaCl是離子鍵形成的離子晶體，HCl是共價鍵形成的分子晶體，C錯；CCl4是共價鍵形成的分子晶體，KCl是離子鍵形成的離子晶體，D錯。【命題解讀】《高考考綱》明確要求：了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結構微粒、微粒間作用力的區別。高考命題主要考查了離子鍵、共價鍵的概念，同時隱含著考查離子化合物、共價化合物的區別及離子化合物、共價化合物與化學鍵的關系。充分體現了對學生基本知識的掌握情況及基礎知識的運用能力的考查。4、已知A、B、C、D、E五種元素的核電荷數依次增大，除E為第四周期元素外，其余都是短周期元素。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素，A元素最外層電子數是內層電子數的2倍，B元素基態原子的最外層有3個未成對電子，化合物DC的晶體為離子晶體，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，E元素的正三價離子的3d亞層為半充滿狀態。請根據上述情況，回答下列問題（答題時，A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示）：（1）元素B、C的第一電離能的大小關系是，其原因為。（2）A的氫化物：A2H2分子的空間構型是，其中心原子采取的雜化形式為，分子中含有個鍵，個鍵。（3）寫出化合物DC的電子式，E原子的核外電子排布式是。（4）由E元素形成的金屬的晶胞結構如右圖，則該晶胞中含有金屬原子的數目為。（5）配合物E(CO)5常溫下呈液態，熔點為-20.5℃，沸點為103據此判斷E(CO)5晶體屬于（填晶體類型）。【答案】（1）N＞ON的第一電離能大于O，這是因為N的2p軌道處于半充滿穩定狀態，原子失去一個電子較難（2）直線形sp3（1分）2（3）[Ar]3d64s2（4）2（5）分子晶體【解析】由題中信息可推知A、B、C、D、E五種元素分別為：C、N、O、Mg、Fe。（1）N的第一電離能大于O，這是因為N的2p軌道處于半充滿穩定狀態，原子失去一個電子較難。（2）因中心原子C采取sp雜化，故C2H2是直線型分子，分子中有3個鍵（兩個C-H和C≡C中有一個鍵）和2個鍵。（3）MgO的電子式為：；Fe原子的核外電子排布式為：[Ar]3d64s2。（4）由“均攤法”可知每個晶胞中含有Fe的個數為：8×1/8+1＝2.（5）由此配合物的熔沸點和溶解性可知為分子晶體。5、有A、B、C、D、E、F六種短周期元素，其原子序數依次增大。A原子基態時p能級原子軌道上電子數等于次外層電子數，C元素的原子基態時s能級與p能級上的電子數相等，D是短周期中電負性最小的元素，E原子的第一至第四電離能（kJ·mol－1）分別為：578、1817、2745、11575，F原子的價電子層構型與C原子的價電子層構型相同。請回答下列問題：（1）推測B的第I電離能C的第I電離能（填“>”、“<”）。（2）寫出D原子基態時的核外電子排布，海水中有一種含有D元素的一種重要化合物，該物質是一種重要的化工原料，也是人體必不可少的物質，用方程式表示該物質在工業上的三種用途。（3）最近科學家研究發現，凍土在融化時釋放出AC2氣體很可能加速全球溫度升高，寫出AC2最高價氧化物的水化物的結構式。（4）E能與Fe形成合金，該合金的立體晶胞如圖所示，合金的化學式為【答案】（1）>（2分）（2）1s22s22p63s1（2分）2NaCl2Na+Cl2↑；（2分）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑（2分）NaCl+CO2+NH3+H2O＝NaHCO3+NH4Cl（2分）（其他合理答案也可）（3）（2分）（4）Fe2Al（3分）【解析】是短周期中電負性最小的元素應為金屬性最活潑的鈉元素，根據E的電離能可知，E原子最外層有3個電子，為鋁元素，F為硫元素。取Al－Fe晶胞的1/4（）進行研究，根據均攤法有：Fe：8×1/8+4×1/4＝2，Al：1，故該合金的化學式為Fe2Al。6、氯化鉻酰(CrO2Cl2)在有機合成中可作氧化劑或氯化劑，能與許多有機物反應，請回答下列問題：(1)寫出鉻原子的基態電子排布式_________，與鉻同周期的所有元素的基態原子中最外層電子數與鉻原子相同的元素有________(填元素符號)，其中一種金屬的陽離子易與H2O或NH3通過_________結合在一起。(2)CrO2Cl2常溫下為深紅色液體，能與CCl4、CS2等互溶，據此可判斷CrO2Cl2是______(填“極性”或“非極性”)分子。(3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五種有機溶劑中，碳原子采取sp2雜化的分子有___________(填序號)，CS2分子的空間構型是____________。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s1(3分)K、Cu(4分)配位鍵(2分)(2)非極性(2分)(3)①③(2分)直線形(2分)【解析】(1)鉻元素是24號元素，其原子的基態電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1，與鉻同周期(第四周期)的所有元素的基態原子中，最外層電子數為1個的還有K、Cu；其中易與H2O或NH3結合的離子是Cu2+，則應該通過配位鍵形成配位化合物。(2)因為CrO2Cl2能與CCl4、CS2等互溶，依據“相似相溶”規律，可確定CrO2Cl2是非極性分子；(3)分別分析題給五種有機物分子的空間結構，其中心碳原子的雜化類型分別為：sp2、sp3、sp2、sp、sp3，CS2分子的空間構型是直線形，與CO2相似。7．某些金屬具有很強的捕捉氫的能力，在一定的溫度和壓力條件下，這些金屬能夠大量“吸收”H2，反應生成金屬氫化物，同時放出熱量。其后，將這些金屬氫化物加熱，它們又會分解，將儲存在其中的氫釋放出來。這些會“吸收”氫氣的金屬，稱為儲氫合金。已知LiH、NaH及LiAlH4都是常見的金屬的氫化物，其中LiAlH4可由下列途徑合成：4LiH＋AlCl3LiAlH4＋3LiCl。試探究下列相關問題：⑴下列有關說法正確的是__________________。A．NaH的熔點比LiH高B．乙醚(C2H5OC2H5)是非極性分子C．化學性質鋰與鎂相似D．LiAlH4的結構可表示為⑵鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結構XYn，它們有很強的儲氫能力，其中銅鈣合金的晶胞結構為：試回答下列問題①在周期表中鑭和鈰處于周期表區。②銅簡化的核外電子排布式為_____________________。③已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23cm3，儲氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n=_______(填數值)；氫在合金中的密度為________g·cm－3⑶中美科學家合作發現在C60上的鈣和鍶吸附性很強，可以先把鈣和鍶均勻地覆蓋在C60表面上，形成M32C60，然后吸附H2。Ca32C有關說法正確的是__________________。A．鈣的第一電離能和電負性均比鍶的小B．C60屬于分子晶體C．Ca32C60儲氫是與H2D．吸附相同數目氫分子時，儲氫質量分數Ca32C60比Sr32C【答案】⑴CD⑵=1\*GB3①f=2\*GB3②[Ar]3d104s1=3\*GB3③5⑶BD【解析】問題⑴：①A不正確，因為鈉離子半徑比鋰離子半徑大，晶格能NaH小于LiH。B不正確，因為乙醚中氧原子是sp3雜化，分子成V型，整個分子不對稱。C正確，因為鋰與鎂處于元素周期表對角線位置，電負性相近。D正確，由價層互斥理論知AlH成正面體結構。問題⑵：①鑭和鈰屬于鑭系元素，故屬于f區。②銅核外電子數為29，當3d上全充滿時較穩定，價電子排布為3d104s1。③ρ=(4.5/6.02×1023)÷9.0×10－23＝0.083g·cm－3。問題⑶：A不正確，鈣和鍶同主族，從上至下，一般電負性逐漸減小，第一電離能也逐漸減小。B正確，C60屬于分子晶體。C不正確，C60分子中有30個碳碳雙鍵和60個碳碳單鍵，若加成，每個C60分子只能吸收30個分子，且加成后氫氣不易解吸，應是吸附。D正確，因為Ca32C60比Sr32C8．有A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素，G的原子序數最大。已知：A、B、C三種元素的原子次外層電子排布都是(n－1)s2(n－1)p6；D、E、F三種元素的原子序數分別等于A、B、C的最外層電子數；G的最外層電子數和A相同，內層電子排布均符合2n2，C的氣態單質在標準狀況下每升的質量為3.17g；A與C能形成離子化合物AC，A離子比C離子少一個能層；E原子的最外層中p能級的電子數等于前一能層的電子總數。回答下列問題：⑴上述元素中的基態原子中，含有2個未成對電子的元素符號是；他們位于元素周期表的_______區。⑵A與D能形成離子化合物AD，則AD的電子式是；⑶C元素基態原子的價電子排布式為。F元素基態原子最外層電子的排布圖（軌道表示式）為，核外共有_____種運動狀態不同的電子。⑷單質G的晶胞如右圖所示，則G原子的配位數為______。⑸化合物E2D2分子中σ鍵和π鍵的數目之比為_________，化合物EC4分子中E原子的雜化類型為_____________。【答案】⑴C、Sp⑵Na+[∶H]－⑶3s23p57⑷12⑸3:2sp3【解析】由于A、B、C三種元素的原子次外層電子排布都是(n－1)s2(n－1)p6，說明A、B、C都在第三周期。由C的氣態單質在標準狀況下每升的質量為3.17g，可求得單質C的摩爾質量為71g·mol－1，即C是氯，F為氮。根據A與C能形成離子化合物AC，A離子比C離子少一個能層，說明A是鈉，D為氫。根據G的最外層電子數和A相同，內層電子排布均符合2n2，且G的原子序數最大，說明G是銅。根據E原子的最外層中p能級的電子數等于前一能層的電子總數，說明E是碳，B為硫。9、A、B、C、D、E均為短周期元素，其中A是形成化合物最多的元素；常溫常壓下，B元素形成的單質是淡黃色固體，常在火山口附近沉積；C和B同周期，且C的電負性大于B；D元素在地殼中含量最多；E元素的單質在空氣中含量最多；F為常見金屬，常用于制作導線，且不能與稀硫酸反應。(1)C位于元素周期表第_______周期第______族，B和C的最高價氧化物對應的水化物的酸性較弱的是_____(寫化學式)。AB2是一種常用的溶劑，AB2的化學式是____。(2)A、B、C、D四種元素的電負性由大到小的順序是_________________________。E的氫化物分子的空間構型是________，其中心原子采取________雜化。(3)A的核外電子排布式是________________________________________；E的基態原子核外電子排布式是___________________________________。（4）寫出化合物AD2的電子式________；一種由C、D組成的化合物與AD2互為等電子體，其化學式為________。【答案】(1)三ⅦA(2分)H2SO4(1分)CS2(1分)(2)O＞Cl＞S＞C(2分)三角錐型(1分)sp3(1分)(3)1s22s22p2(2分)；1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(2分)（4）eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··))·eq\o\al(·,·)·C·eq\o\al(·,·)·eq\o(O,\s\up6(··))eq\o\al(·,·)(2分)；N2O(1分)【解析】由題意可知：A是碳元素；B是硫元素；C是氯元素；D是氧元素；E是氮元素；F是Cu元素。(1)C元素位于元素周期表第三周期第ⅦA族，Cl的非金屬性比S的非金屬性強，所以HClO4的酸性比H2SO4的酸性強。AB2的化學式是CS2，AD2的化學式是CO2。(2)Cl的電負性比S的電負性強，O＞Cl＞S＞C；E的氫化物為NH3，空間構型為三角錐型，中心原子是sp3雜化。(3)碳（C）的核外電子排布式為1s22s22p2，銅(Cu)元素原子的3d軌道處于全滿狀態，1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)。10、金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題：(1)Ni原子的核外電子排布式為______________________________；(2)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni2+和Fe2＋的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO________FeO(填“<”或“>”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數分別為_______________、_____