物質結構與性質[考綱要求]1.原子結構與元素的性質(1)了解原子核外電子的運動狀態、能級分布和構造原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價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，并能用以說明元素的某些性質。(3)了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用。(4)了解電負性的概念，并能用以說明元素的某些性質。2.化學鍵與分子結構(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、鍵角等說明簡單分子的某些性質。(4)了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。(5)能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的立體構型。3.分子間作用力與物質的性質(1)了解范德華力的含義及其對物質性質的影響。(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質，并能解釋氫鍵對物質性質的影響。4.晶體結構與性質(1)了解晶體的類型，了解不同類型晶體中微粒結構、微粒間作用力的區別。(2)了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質的影響。(3)了解分子晶體結構與性質的關系。(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。了解金屬晶體常見的堆積方式。(6)了解晶胞的概念，能根據晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算。[再研真題]1．(2021·河北高考)KH2PO4晶體具有優異的非線性光學性能。我國科學工作者制備的超大KH2PO4晶體已應用于大功率固體激光器，填補了國家戰略空白。回答下列問題：(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是____________(填離子符號)。(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態，若一種自旋狀態用＋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。對于基態的磷原子，其價電子自旋磁量子數的代數和為________。(3)已知有關氮、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(結構式可表示為)形式存在的原因是________________________________________________________________________。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結構式為________，其中P采取________雜化方式。(5)與POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))電子總數相同的等電子體的分子式為________。(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如：如果有n個磷酸分子間脫水形成環狀的多磷酸，則相應的酸根可寫為________。(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若晶胞底邊的邊長均為apm、高為cpm，阿伏加德羅常數的值為NA，晶體的密度為________g·cm－3(寫出表達式)。②晶胞在x軸方向的投影圖為________(填標號)。解析：(1)H、O、P、K四種元素各自所能形成的簡單離子中P3－、K＋的核外電子排布相同。(2)基態磷原子的價電子排布式為3s23p3，其中3s軌道中自旋磁量子數的代數和為0，3p軌道中3個電子自旋方向相同，所以代數和為＋eq\f(3,2)。(3)由題表中鍵能關系可知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形式存在更穩定，磷以P4中的P—P鍵形式存在更穩定。(4)由KH2PO2為正鹽，可知H3PO2中只含一個羥基氧，所以H3PO2的結構式為，其中P的價層電子對數為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))的原子數為5，價電子數為32，總電子數為50，則與POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))電子總數相同的等電子體的分子為SiF4。(6)每相鄰兩個磷酸分子脫去一個水分子，所以n個磷酸分子形成環狀結構會脫去n個水分子，則形成的多磷酸的分子式中氫原子數目為3n－2n＝n，磷原子的數目為n，氧原子的數目為4n－n＝3n，即多磷酸分子式為HnPnO3n，故多磷酸的酸根可寫成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，每個晶胞中，K＋個數為6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4(個)，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))個數為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4(個)，則1個KH2PO4晶體的四方晶胞中有4個KH2PO4，晶體密度等于晶胞質量除以晶胞體積，其中晶胞體積為a2c×10－30cm3，晶胞的質量為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，應為B選項中的圖。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)及其化合物廣泛應用于光電材料領域。回答下列問題：(1)基態硅原子最外層的電子排布圖為____________，晶體硅和碳化硅熔點較高的是__________(填化學式)；(2)硅和鹵素單質反應可以得到SiX4。SiX4的熔、沸點SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點/K183.0203.2278.6393.7沸點/K187.2330.8427.2560.7①0℃時，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態的是________(填化學式)，沸點依次升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，氣態SiX4分子的空間構型是________；②SiCl4與N-甲基咪唑()反應可以得到M2＋，其結構如圖所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為________，H、C、N的電負性由大到小的順序為________，1個M2＋中含有________個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的原子個數比為1∶4，圖中Z表示________原子(填元素符號)，該化合物的化學式為________；②已知該晶胞的晶胞參數分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝____________g·cm－3(設阿伏加德羅常數的值為NA，用含a、b、c、NA的代數式表示)。解析：(1)硅原子核外有14個電子，有1s、2s、2p、3s、3p五個能級，每個能級的電子數分別是2、2、6、2、2，則基態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鍵鍵長比Si—Si鍵鍵長短，故碳化硅的熔點較高。(2)①0℃≈273K，由題表中的數據可知，只有SiCl4的熔點低于273K，沸點高于273K，則SiCl4在0℃時為液態。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均為分子晶體，結構相似，相對分子質量依次增大，則分子間作用力依次增大，沸點逐漸升高。SiX4的中心原子Si原子的價電子對數＝4＋eq\f(1,2)×(4－1×4)＝4，無孤電子對，由VSEPR理論可知，其VSEPR模型與分子空間構型均為正四面體。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，電負性逐漸增大，且H的電負性比C小，故電負性由大到小的順序是N>C>H。中1個基團有1個N—Si、4個N—C、1個N=C、1個C=C、6個C—H，共有13個σ鍵，4個基團，則含13×4＝52(個)σ鍵，另外還有2個Si—Cl鍵，故1個中含有σ鍵的數目為54個。(3)①由晶胞結構圖可知，1個晶胞中，對于X原子，8個位于頂點、4個位于棱上、6個位于面上、3個位于晶胞內，故1個晶胞中含有X的數目為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8(個)；對于Y原子，4個Y原子均位于晶胞內；對于Z原子，16個Z原子均位于晶胞內。其中Ge和O的原子個數比為1∶4，則X為Mg，Y為Ge，Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學式為Mg2GeO4。②1個晶胞的質量＝eq\f(24×8＋73×4＋16×16,NA)g＝eq\f(740,NA)g，1個晶胞的體積＝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，相對分子質量依次增大，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]物質結構與性質大題一般以新材料、新科技成果為素材，考查點從簡單的原子結構到抽象的晶胞結構逐漸深入，體現了高考中化學學科基礎性、綜合性和創新性的命題方式。從題型上看，題目圍繞一定的材料情境，設置十個左右的小問題進行考查，且每年考查的知識點相對固定。(1)命題的重點主要有核外電子的表示方法(電子排布式、電子排布圖等)未成對電子數的判斷、電負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型的判斷、晶體類型與化學鍵、微粒之間作用力類型判斷等。(2)解釋、分析型問題是“結構決定性質”突出體現，要求考生具備扎實的學科基礎知識和化學學科素養，主要包括對物質熔、沸點的高低、熱穩定性、溶解性、鍵角大小比較、配體提供孤電子對數、形成雙鍵的難易程度等內容的考查。(3)晶胞分析與計算是每年高考的必考點和難點，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、密度、原子分數坐標、空間利用率、晶胞參數和微粒間距離等計算，其中依據晶體投影圖進行的晶胞分析與計算應引起考生的足夠重視。考點一電子排布、電離能與電負性[必備知識]1．原子核外電子排布的“三個原理”及其表示方法(1)三個原理：能量最低原理、泡利原理、洪特規則。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原子軌道里最多只能容納2個自旋狀態相反的電子洪特規則當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋狀態相同注意：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)狀態時，體系的能量最低。如24Cr的基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)基態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簡化表示式Cu：[Ar]3d104s1價層電子排布Fe：3d64s2電子排布圖(或軌道表示式)O：(3)常見原子軌道電子云輪廓圖原子軌道電子云輪廓形狀軌道個數seq\a\vs4\al(球)形__1__p啞鈴形__3__2．電離能、電負性(1)元素的第一電離能與電負性的周期性變化元素的第一電離能電負性同周期(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元素的第一電離能逐漸減小主族元素的電負性逐漸增大主族元素的電負性逐漸減小(2)特殊情況同能級的軌道為全滿、半滿、全空時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。[題組訓練]類型一核外電子的排布1．(1)(2020·全國Ⅰ卷、Ⅱ)基態Ti原子的核外電子排布式為________________________，基態Fe2＋與Fe3＋離子中未成對的電子數之比為________。(2)(2019·全國Ⅱ卷)Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為________。(3)(2018·全國Ⅱ卷)基態Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為______________________，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為________形。(4)(2017·全國Ⅰ卷)基態K原子中，核外電子占據的最高能層的符號是________，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為________。(5)(2016·全國Ⅱ卷)鎳元素基態原子的電子排布式為____________________________________，3d能級上的未成對電子數為________。(6)(2016·全國Ⅲ卷)寫出基態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．按要求解答下列問題。(1)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用________形象化描述。在基態14C原子中，核外存在________對自旋方向相反的電子。(2)N的基態原子核外電子排布式為________________________________________；Se的基態原子最外層有______________個電子。(3)基態Cu、Cu2＋、Cu＋核外電子排布式分別為________________________、________________________、________________________。(4)基態Mg原子核外電子排布式為________________；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)基態鐵原子有________個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為________________。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性的比較與應用3．(1)(2020·全國Ⅱ卷)CaTiO3的組成元素的電負性大小順序是________________。(2)(2020·全國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呈負電性(Hδ－)，N、B、H電負性大小順序是________。(3)(2020·全國Ⅰ卷)I1(Li)＞I1(Na)的原因是________________________________；I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)的原因是________________________________。(4)(2019·全國Ⅰ卷)下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是________(填字母)。A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](5)(2021·全國乙卷)對于基態Cr原子，下列敘述正確的是________(填標號)。A．軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應為[Ar]3d54s1B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C．電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大(6)(2018·全國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Ⅱ卷)元素的基態氣態原子得到一個電子形成氣態負一價離子時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呈現異常的原因是______________________________________________________。解析：(5)軌道處于半充滿狀態時體系總能量低，基態Cr原子核外電子排布式為[Ar]3d54s1，A正確；由量子力學的基本理論可知，4s軌道的電子也會出現在離核較近的位置，B錯誤；鉻的電負性比鉀的大，對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的電子層數多，原子半徑大，易失電子Li、Be、B同周期，核電荷數依次增加，Be為1s22s2全滿穩定結構，第一電離能最大，與Li相比，B核電荷數大，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定結構，較難失去電子(7)同周期元素隨核電荷數依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大N的2p能級處于半充滿狀態，具有穩定性，故不易結合一個電子“兩原理，一規則”的正確理解(1)原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀態。(2)同能級的軌道半充滿、全充滿或全空狀態的原子結構穩定。如np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2(3)31Ga、33As等基態原子核外電子排布(簡寫)常出現以下錯誤：31Ga：[Ar]4s24p1應為[Ar]3d104s24p133As：[Ar]4s24p3應為[Ar]3d104s24p3考點二成鍵方式、雜化類型及立體構型的判斷[必備知識]1．共價鍵的分類(以碳原子之間成鍵為例)分類依據成鍵的數量σ鍵與π鍵說明單鍵碳碳之間形成一個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eq\a\vs4\al(σ)鍵、1個eq\a\vs4\al(π)鍵、—CH=N—等雙鍵中形成1個σ鍵、1個eq\a\vs4\al(π)鍵三鍵碳碳三鍵之間形成1個eq\a\vs4\al(σ)鍵、2個eq\a\vs4\al(π)鍵等三鍵之間形成1個σ鍵、2個π鍵推廣分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數(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鍵應表示為2．雜化軌道類型的判斷方法(1)根據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生eq\a\vs4\al(sp)雜化(2)根據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生eq\a\vs4\al(sp)雜化。(3)根據中心原子的價層電子對數判斷：如中心原子的價層電子對數為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是eq\a\vs4\al(sp)雜化。(4)根據分子或離子中有無π鍵及π鍵數目判斷：如沒有π鍵為sp3雜化，含1個π鍵為sp2雜化，含2個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構特征(立體結構和化學鍵類型)及相近的性質等電子體：原子數相同、電子總數(或價電子總數)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換成前一個原子（N）),\s\do5(少了1個電子，再得1個電子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N換成前一個原子（C）),\s\do5(少了1個電子，再得1個電子))eq\x(Ceq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2)))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C換成后一個原子（N）（多1個電子）),\s\do5(把O換成前一個原子（N）（少1個電子）))eq\x(N2)序號方法示例1豎換：把同族元素(同族原子價電子數相同)上下交換，即可得到相應的等電子體CO2與CS2O3與SO22橫換：換相鄰主族元素，這時候價電子發生變化，再通過得失電子使價電子總數相等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－[題組訓練]類型一共價鍵類型的判斷1．(1)(2020·全國Ⅲ卷)NH3BH3分子中N—B化學鍵稱為________鍵，其電子對由________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，是因為Si的原子半徑大于C，難形成________鍵。(3)(2017·全國Ⅲ卷)Mn(NO3)2中的化學鍵是_______、________。(4)(2018·全國Ⅰ卷)LiAlH4是有機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)檸檬酸的結構簡式如圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數目為________。(2)1mol[Co(NH3)6]Cl2中含有σ鍵的數目為________。(3)我國科學家合成了白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2，[B(OH)4]－中B的價層電子對數為______________，[Sn(OH)6]2－中，Sn與O之間的化學鍵不可能是________________(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)根據等電子原理，羰基硫(OCS)分子的結構式應為________。(2)與CO互為等電子體的二價陰離子為________。(3)與CO2互為等電子體的一種只含一種元素的陰離子為________(填化學式)。(4)與C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為________(填化學式)。(5)與NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))互為等電子體的分子為________(填化學式，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________(填化學式，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Ⅲ卷)與NH3BH3原子總數相等的等電子體是________(寫分子式)。(2)與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為________。(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為________。(4)與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))互為等電子體的分子為________。(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，根據等電子原理，CO分子的結構式為________，1molCO2中含有的σ鍵數目為________。答案：(1)CH3CH3(2)CH4或SiH4(3)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))(4)CCl4(5)C≡O2NA類型三雜化方式、立體構型的判斷5．(1)(2020·全國Ⅰ卷)磷酸根離子的立體構型為________，其中P的價層電子對數是________，雜化軌道類型為________。(2)(2020·全國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))的結構為eq\a\vs4\al()。在該反應中，B原子的雜化軌道類型由________變為________。(3)(2019·全國Ⅰ卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，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中心原子的價層電子對數為________，下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是________(填標號)。A．sp B．sp2C．sp3 D．sp3d(5)(2021·廣東高考)很多含巰基(—SH)的有機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基態硫原子價電子排布式為________________。②H2S、CH4、H2O的沸點由高到低順序為__________。③汞的原子序數為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。化合物Ⅳ是一種強酸。下列說法正確的有________。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，其中心原子的價層電子對數為2＋eq\f(8－1×2,2)＝5，其中心原子的雜化方式應為sp3d；(5)①硫為16號元素，基態硫原子的價電子排布式為3s23p4。②H2O分子間能形成氫鍵，H2S、CH4分子間均不存在氫鍵，H2O的沸點大于H2S、CH4；隨著相對分子質量增大，氫化物的沸點逐漸增大，則沸點：H2S>CH4，所以三者的沸點由高到低的順序為H2O>H2S>CH4。③80Hg的原子結構示意圖為，原子核外有6個電子層，所以汞位于元素周期表第六周期。④化合物Ⅰ中S原子價層電子對數均為4，采用sp3雜化，A正確；化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五種元素，其中非金屬性最強的是O元素，故化合物Ⅱ中O元素的電負性最大，B錯誤；化合物Ⅲ中C原子價層電子對數均為4，采用sp3雜化，鍵角約為109°28′，C錯誤；化合物Ⅲ為有機鈉鹽，故Ⅲ中存在離子鍵和共價鍵，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鍵，鍵能不同，E錯誤。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：價層電子對數法方法二：價鍵直查法(適用于有機化合物)依據中心原子的成鍵特點判斷雜化類型①N原子成鍵特點與雜化類型關系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(N原子三個單鍵?sp3雜化,N原子一個雙鍵?sp2雜化,N原子一個三鍵?sp雜化))②C原子成鍵特點與雜化類型關系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(C原子4個單鍵?sp3雜化,C原子1個雙鍵?sp2雜化,C原子1個三鍵?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。考點三配合物與配位數的判斷[必備知識]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，通過配位鍵結合形成配合物。配位鍵本質上屬于共價鍵配合物所含化學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鍵配合物的常見性質多數能溶解、能電離，多數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＋中心離子結構特點一般是金屬離子，特別是過渡金屬離子，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)配體結構特點分子或離子，必須含有孤電子對(如NH3、H2O、CO、Cl－、OH－、CN－等)配位數(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，配位數是eq\a\vs4\al(4)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]，配位數是eq\a\vs4\al(4)2．配位數的判斷配合物或晶體中一個微粒周圍最鄰近的微粒數稱為配位數。配合物中的配位數是指直接同中心離子(或原子)配位的原子的數目。晶體學中的配位數是指晶體中一個原子周圍與其等距離的最鄰近的原子的數目。離子晶體中的配位數是指一個離子周圍最近的異電性離子的數目。(1)各種典型配合物中配位數的判斷①配位數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，也可以等同于配體的數目。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以及配體的數目均相等。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＋的配位數均為eq\a\vs4\al(6)。②當中心離子(或原子)與多基配體配合時，配位數可以等同