物质结构与性质_1-课件

解析：(1)NH3分子中氮原子采用sp3杂化，分子构 型是三角锥形，原因是氮原子存在孤对电子； (2)图2中虚线表示氢键，所以黑球表示氧原子， 白球表示氢原子，其为+1价阳离子，所以化学式 为H11O； (4)如图表示手性碳原子：
(5)离子晶体的熔点从晶格能来比较；(6)分子式为： Ni(CO)4。
(1)晶格能越大，离子晶体的熔点越高，根据 表格中提供的三种离子晶体的半径、电荷特征可 知离子半径越小、电荷数越高晶格能越大，由此 判断MgO的晶格能最大，熔点最高。
答案：MgO＞CaO＞NaCl＞KCl
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键， 又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其 中配位键和氢键均采用虚线表示。
3.判断常见物质的晶体类型与结构特 高考中用理论解释或比较物
征、用相关理论解释各类晶体的物理 质性质类的考查较多，复习
性质。
时应侧重对基础知识的理解，
4.分子晶体的含义，分子间作用力的 要关注化学式书写，性质的
大小对物质某些物理性质的影响。 分析，另外要关注金属晶体
5.分子晶体与原子晶体、离子晶体、 的基本堆积方式，这是学生
重要考点
命题规律
1.元素第一电离能、电负性等性质的 江苏高考这部分知识的考查
周期性变化规律。
一般注重电子排布、电负性、
2.根据杂化轨道理论和价层电子对互 第一电离能的考查，比较复
斥模型判断简单分子或离子的空间构 杂的就是氢键问题、分子手
型；结合实例说明“等电子原理”的 性和杂化问题与立体构型，
应用；了解简单配合物的成键情况。 复习中要注意难点突破。
3．杂化轨道的形状：2个sp杂化轨道呈直线 型,3个sp2杂化轨道呈平面三角形,4个sp3杂化 轨道呈四面体型。 4．具有相同电子数(指分子或离子中全部电 子总数)和相同原子数的分子或离子，它们 往往具有相同的分子结构(几何构型)及相似 的性质。这条规律就叫做等电子原理。
【典型例题1】有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素， 原子序数E＜Q＜T＜X＜Z。E、Q、T三种元素的基 态原子具有相同的能层和能级，且I1(E)＜I1(T)＜I1(Q)， 其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，且QT与 ET2互为等电子体。X为周期表前四周期中电负性最 小的元素，Z的原子序数为28。 请回答下列问题(答题时如需表示具体元素，请用相 应的元素符号)： (1)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要 原因有____________等两种。
晶体
NaCl KCl CaO
晶格能/(kJ·mol－1) 786 715 3401
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺 序是_________________。
解析： 本题全面考查结构基础知识，熔点高低比较要比 较晶格能高低，核外电子排布，原子堆积方式、 配位键的表示、氢键、分子的空间构型都是高考 的重要内容。
(3)铁原子核外电子排布式为：____________。
(4)“黑烟囱”热液冷却后若可检测出图3所示分子，该 分子中手性碳原子数为____________。
(5)FeS与NaCl均为离子晶体，晶胞相似，前者熔点为 985℃，后者801℃，其原因是____________________。 (6)从“黑烟囱”形成的矿床中提取镍，需将其转化为 四 羰 基 合 镍 ( 结 构 如 上 图 4) ， 则 该 络 合 物 的 配 位 数 为 ____________。
答案： ① 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 C
②
③水的熔、沸点较高，结冰时密度减小 ④正四面体
【重要考点3】 晶体结构
1．金属晶体的原子堆积模型： (1)非密置层和密置层：金属原子平面放
置，原子横竖对齐排列，所得配位数为4的堆 积方式为非密置层；原子交错排列，所得配位 数为6的堆积方式为密置层。
答案: (5) 甲: K、Cu 4 乙：非极性 丙：①③ 直线形
【重要考点2】 分子结构
1．分子间存在着把分子聚集在一起的作用力，人们将 这些作用统称为分子间作用力。其中最常见的是范德 华力和氢键。 2．由非极性键形成的双原子分子，其正电中心和负电 中心重合，所以都是非极性分子。 3．杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原 子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新 的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫 杂化轨道。杂化轨道数 = 中心原子价电子对数
丙：在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤ CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分 子有 _______ (填序号)，CS2分子的空间构型是 __________。
解析：(5)甲：铬原子最外层电子数为1个，第四 周期一共三种元素：K、Cr、Cu；乙：依据相 似相溶原理分析；丙：依据分子构型可以反推 杂化方式。CS2与CO2结构相似。
C答O案2相：似(1。)这两种氢化物均为极性分子、相互之间 能形成氢键 (2)KO2 (3)①原子晶体 C-N键的 键长小于C—C键，键能大于C—C键 ②sp3
影响溶解性的因素除温度等外因 影响外，物质的性质起决定作用，相 似相溶，形成氢键可能是溶解度较大 的原因。熔沸点高、硬度大一般是原 子晶体的性质。
【典型例题2】海底热液研究处于当今科研的前沿。 海底热液活动区域“黑烟囱”的周围，存活的长管 虫、蠕虫、蛤类、贻贝类等生物，成了极佳的天然 海底实验室，且海底“黑烟囱”周围常存在FeS、 黄铜矿及锌矿等矿物。
(1)有关几种气体分子的说法正确的是____________。 A．CO的结构式可表示为B．CO2与COS(硫化羰)互 为等电子体 C．NH3分子中氮原子采用sp2杂化 D．HCN分子呈直线形 (2)酸性热液中大量存在一价阳离子，结构如图2，它 的化学式为____________。
答案： (1)A、B、D (2)H11O5+ (3)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)4 (5)FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大
(6)4
对于离子晶体，晶格能影响离子晶 体的熔点，晶格能越大，熔点越高；对 于分子晶体，熔沸点受分子间作用力(含 氢键)影响；对于原子晶体，共价键即影 响原子晶体的熔点。
解析：本题解题的关键是E、Q、T、X、Z五种元 素的推断，其突破口有多个：“基态Q原子的2p轨 道处于半充满状态”，符合这一要求的原子只有N 元素；“QT与ET2互为等电子体”，说明E为C元 素；“X为周期表前四周期中电负性最小的元素” 可推知X为K元素；“Z的原子序数为28”,说明Z是
Ni元素等。等电子体的结构相似，故QT的结构与
(2)化合物甲由T、X两元素组成，其晶胞如图1， 甲的化学式为____________。 (3)化合物乙的晶胞如图2，乙由E、Q两元素组成， 硬度超过金刚石。
① 乙 的 晶 体 类 型 为 ____________ ， 其 硬 度 超 过 金 刚石的原因是_________________________。 ②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为 ____________。
第一电离能可以表示原子失去电子的难易程度，
电离能越小，表示在气态时该原子金属性越强。同一 周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有增大的 趋势，同一主族从上到下，第一电离能减小。但第ⅡA、 ⅤA(主族)特殊，如Mg的第一电离能比Al大，原因是 Mg(1s22s22p63s23p0)p轨道处于全空状态，能量较低，比 较稳定，所以不易失去电子。
【变式1】下表是元素周期表的一部分。表中所列的 字母分别代表一种化学元素。
(1)请写出元素N的基态原子电子排布式__________。 (2)D的氢化物的分子构型为____________，该氢化物 易溶于水的原因______________________。 (3)D和E的第一电离能的大小：____＞____(用元素符 号表示) (4)由A、C、D形成的ACD分子中，含有 2 个σ键， ______个p键。
解析：(2)Cu的电子排布及其晶胞具有典型性，学生 应能理解和识别；根据胆矾的结构和配位键、氢键 的形成条件识别其中的配位键和氢键，配位键成键 的两个原子中，由一方提供孤电子对、另一方提供 空轨道形成，箭头方向指向提供空轨道的原子； SO42-的正四面体构型可以通过下列方法判断：SO42中有四个σ键，没有孤对电子，根据价层电子对互 斥理论可知其呈正四面体结构。
(2) 金 属 晶 体 的 四 种 堆 积 方 式
2.离子晶体晶格能：气态离子形成1 mol离子晶体 释放的能量。通常取正值，数据的大小反映离子晶体
的稳稳定性。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定， 晶体的熔点越高，硬度越大。离子带的电荷越多，晶 格能越大；离子半径越大，晶格能越小。
(1)NaCl：晶胞中每个Na+周围吸引着6个Cl-，这些 Cl-构成的几何图形是正八面体，每个Cl-周围吸引着6 个Na+，Na+、Cl-个数比为1∶1，每个Na+与12个Na+等 距离相邻，每个氯化钠晶胞含有4个Na+和4个Cl-。
相反的电子。 洪特规则：
电子排布在同一能级的各个轨道时，优先 占据不同的轨道，且自旋方向相同。
电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全 空、半充满或全充满时，整个原子的能量最低， 最稳定。
2．气态原子或离子失去一个电子所需要的最低能量 叫电离能，常用符号 I 表示，单位为kJ·mol-1，气态原 子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能 量叫第一电离能。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式________；金 属铜采用下列________ (填字母代号)堆积方式。
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配 位键表示出来) 。 ③水分子间存在氢键，请你列举两点事实说明氢键 对水的性质的影响__________________。 ④SO42-的空间构型是__________________。
(5)元素M的化合物(MO2Cl2)在有机合成中可作氧 化剂或氯化剂，能与许多有机物反应。请回答下 列问题： 甲：与M同周期的所有元素的基态 原子中最外层电子数与M原子相同 的元素有 _____ (填元素符号)，其 中一种金属的晶胞结构如右图所示， 该晶胞中含有金属原子的数目为 _____。
乙：MO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、 CS2 等 互 溶 ， 据 此 可 判 断 MO2Cl2 是 ______( 填 “极性”或“非极性”)分子。
解析：本题考查基础知识。 (1)常见元素的核外电子排布，要求理解构造原理； (2)用价层电子互斥理论分析NH3分子构型；用相似 相溶和氢键理论解释溶解性； (3)A、C、D形成的分子是H—CN，含有2个σ键，2 个p键；
答案： (1)1s22s22p63s23p63d64s2 (2)三角锥形 都是极性分子且与水形成氢键 (3) N O (4) 2
【变式2】(2011·镇江一中模拟)1915年诺贝尔物理学
奖授予HenryBragg和LawrenceBragg，以表彰他们用
X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
(1) 科 学 家 通 过 X 射 线 探 明 ， NaCl 、 KCl 、 MgO 、
CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如
下表：
金属晶体的结构微粒、微粒间作用力 学习的薄弱点。
的区别。
【重要考点1】 原子结构
1．多电子原子的核外电子排布遵循构造原理， 使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最 低原理。在基态原子里，电子优先排布在能量 最低的能级来自百度文库里，然后排布在能量逐渐升高的 能级里，不同能层的能级有交错现象。
泡利原理： 每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向
(2)CsCl晶胞中每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近 且距离相等的Cs+(或Cl-)共有8个，这几个Cs+(或Cl-) 在空间构成的几何构型为立方体，在每个Cs+周围距 离相等且最近的Cs+共有6个，这几个Cs+在空间构成 的几何构型为正八面体。
【典型例题3】(2011·盐城中学模拟)下表列出了前 20号元素中的某些元素性质的有关数据：