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1、,专题五 选考模块,第15讲 物质结构与性质,(一)原子结构与元素的性质 1了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。,考纲要求,3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 (二)化学键与物质的性质 1理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 2了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。,3了解简单配合物的成键情况。 4了解原子晶体的特征，能描述金刚石
2、、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 5理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。 6了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。,(三)分子间作用力与物质的性质 1了解化学键和分子间作用力的区别。 2了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。 3了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。,1(2016全国卷)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题： (1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar _，有_个未成对
3、电子。 (2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_ _。,真题导航,(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。,晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。,解析 (1)锗元素在周期表的第四周期、第A族，因此核外电子排布式为Ar3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子。 (2)锗虽然与碳为同族元素
4、，但比碳多了两个电子层，因此锗的原子半径大，原子间形成的单键较长，pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键。,(3)由锗卤化物的熔沸点由Cl到I呈增大的趋势且它们的熔沸点较低，可判断它们均为分子晶体，而相同类型的分子晶体，其熔沸点取决于相对分子质量的大小，因为相对分子质量越大，分子间的作用力就越大，熔沸点就越高。 (4)Zn和Ge为同周期元素，Ge在Zn的右边，因此Ge的电负性比Zn的强；O为活泼的非金属元素，电负性强于Ge和Zn，因此三者电负性由大至小的顺序为O、Ge、Zn。,2(2016全国卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答
5、下列问题： (1)写出基态As原子的核外电子排布式_。 (2)根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。,(4)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是_。 (5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。,解析 (
6、1)As元素在周期表中处于第A族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第A族，则原子半径：GaAs。Ga、As原子的价电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能:Ga,As。(3)As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个AsCl键，且
7、含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的立体构型为三角锥形。(4)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。(5)GaAs的熔点为1 238 ，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体,1把握原子核外电子排布的“三”规律,考点一 原子结构和性质,突破必备,2.明确表示基态原子核外电子排布的“四”方法,3.牢记元素第一电离能和电负性的递变性,1(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符
8、号为_，该能层具有的原子轨道数为_。 (2)基态Fe原子的核外电子排布式为_。 (3)基态Mn2的核外电子排布式为_。 (4)基态铜原子的核外电子排布式为_。 (5)基态氮原子的价电子排布式是_。 (6)基态Ni2的价层电子排布图为_。 (7)基态镓(Ga)原子的电子排布式：_。,典题冲关,2(1)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为_。 (2)已知X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn2，则X的电负性比Y的_(填“大”或“小”)。 (3)Ni是元素周期
9、表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。,(4)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_(填元素符号)。 答案 (1)OSSe (2)小 (3)C(碳) (4)K F,1键、键的判断 (1)由轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。 (2)由共用电子对数判断：单键为键；双键或三键，其中一个为键，其余为键。 (3)由成键轨道类型判
10、断：s轨道形成的共价键全是键；杂化轨道形成的共价键全为键。,考点二 分子结构和性质,突破必备,2中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断,4.范德华力、氢键、共价键的比较,1.(2015海南高考)V2O5常用作 SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子 中S原子价层电子对数是_ 对，分子的立体构型为_； SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_；SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为_；该结构中SO键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约为160 pm，较短的键为_(填图中字母)，该分子中含有_个键。,典题冲关,解析 SO2 分子中S原子价电子排布式为
11、3s23p4，价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中SO键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约为160 pm，较短的键为b，该分子中含有12个键。 答案 3 V形 sp2杂化 sp3杂化 a 12,2(1)下列物质中，只含有极性键的分子是_，既含离子键又含共价键的化合物是_；只存在键的分子是_，同时存在键与键的分子是_。 AN2 BCO2 CCH2Cl2 DC2H4 EC2H6 FCaCl2 GNH4Cl,(3)BF3与一定量的水形成(H
12、2O)2BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。 a离子键 b共价键 c配位键 d金属键 e氢键 f范德华力,(4)H2SeO3的K1和K2分别为2.7103和2.5108，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2102，请根据结构与性质的关系解释： H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：_ _。 H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：_。,(6)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=_。CO与N2结构相似，CO分子内键与键个数之比为_。,答案 (1)BC G CE ABD
13、(2)AE (3)ad (4)第一步电离生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子 H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为4价，而H2SeO4中的Se为6价，正电性更高，导致SeOH中O的电子更向Se偏移，更易电离出H (5)CCl4或SiCl4等 16 mol或166.021023个 水分子与乙醇分子之间形成氢键 (6)4 12,1均摊法确定晶胞的组成 (1)长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献,考点三 晶体结构和性质,突破必备,(2)非长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶
14、点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3。再如图所示的正三棱柱形晶胞中,2晶体熔、沸点高低的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。 (2)原子晶体：由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。 (3)离子晶体：一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其晶体的熔、沸点就越高。,(4)分子晶体 分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。 (5)金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。,1(1)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图1为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。,
