高考化学物质结构与性质的综合题

专题六物质结构与性质建知识网络明内在联系突破点21 物质结构与性质的综合题提炼 1 原子结构与性质1.基态原子的核外电子排布(1)排布规律特别提醒能量相同的原子轨道在全满（p6、d10、f14）、半满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，体系的能量最低。

如24Cr 的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。

（2）四种表示方法2.元素第一电离能和电负性的变化规律或半满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的Ⅲ A 族、Ⅵ A 族元素，如第一电离能Mg>Al ，P>S。

提炼 2 分子结构与性质1.共价键的分类【特别提醒】①单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。

②配位键为一种特殊的共价键，共用电子由成键原子单方面提供。

③s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。

2．价层电子对互斥理论的两大应用应用Ⅰ：判断分子空间构型略去孤电子对(1)判断思路：价层电子对数目→价层电子对空间构型― ――――――→分子的空间构型(2)各种电子对的计算方法及其关系价层电子对数＝中心原子形成σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数①中心原子形成σ键电子对数＝与中心原子结合的原子数目1②中心原子上的孤电子对数＝2(a－xb)其中 a 为中心原子价电子数(若为离子，则加上阴离子所带的负电荷数或减去阳离子所带的正电荷数)。

x 为与中心原子结合的原子数。

b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

(3)常见的分子空间构型与价层电子对空间构型的关系应用Ⅱ：判断杂化轨道类型(1)判断思路：价层电子对数目→杂化轨道数目→杂化类型(2)相互关系3.分子构型与分子极性的关系提炼 3 晶体结构与性质1.晶体类型的判断(1)据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。

如由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。

(2)据各类晶体的特征性质判断，如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。

2．立方体(长方体)晶胞组成的计算方法3．晶胞各物理量的计算对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3× ρ×N A ＝n×M，a 表示晶胞的棱长，ρ表示密度，N A 表示阿伏加德罗常数的值，n表示 1 mol 晶胞中所含晶体的物质的量，M 表示晶体的摩尔质量回访 1 (2016 ·全国乙卷)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______ 个未成对电子。

(2)___________________________________________________ G e与 C 是同族元素， C 原子之间可以形成双键、三键，但Ge 原子之间难以形成双键或三键。

从原子结构角度分析，原因是 __________(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 _________________ 。

(5)______________________________________________ Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为 _________ ，微粒之间存在的作用力是 ___________________________________ 。

_(6)晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。

下图为Ge单晶的晶胞，1 1 1 1其中原子坐标参数 A 为(0,0,0)；B 为(12，0，12)；C 为(12，12，0)。

则D 原子的坐标参数为____② __________ 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g·cm 3(列出计算式即可)。

[解析] (1)锗元素在周期表的第四周期、第ⅣA 族，因此核外电子排布式为[Ar]3d 104s24p2，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，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σ单键较长，p-p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π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，其熔沸点取决于分子量的大小，因为分子量越大，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。

(5)Ge 单晶为金刚石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为sp3，因此Ge原子的杂化方式也为sp3。

微粒之间存在的作用力为共价键。

111(6)①根据题给图示可知， D 原子的坐标参数为(4，4，4)。

②每个晶胞中含有锗原子 8×1/8＋6×1/2＋4＝8(个) ，每个晶胞的质量为 晶 胞 的 体 积 为 (565.76×10 － 10cm)3， 所 以 晶 胞 的 密 度 为8×73 g m ·ol N8×73 g ·mol 。

NA × 565.76×10 10cm3。

[答案 ] (1)3d 104s 24p 22(2) Ge 原子半径大，原子间形成的 σ单键较长， p-p 轨道肩并肩重叠程度很 小或几乎不能重叠，难以形成 π键(3) GeCl 4、GeBr 4、 GeI 4 的熔、沸点依次增高。

原因是分子结构相似，相对 分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强(4) O>Ge>Zn (5) sp 3共价键回访 2 (2016 ·全国甲卷 )东晋《华阳国志 ·南中志》卷四中已有关于白铜的记 载，云南镍白铜 (铜镍合金 )闻名中外，曾主要用于造币， 亦可用于制作仿银饰品。

回答下列问题：(1) _______________________________________________ 镍元素基态原子的电子排布式为 ________________________________ ，_3d 能级上的未成对电子数为 __ 。

(2) 硫酸镍溶于氨水形成 [Ni(NH 3)6]SO 4 蓝色溶液。

① ______________________________ [Ni(NH 3)6]SO 4 中阴离子的立体构型是 __________________________ 。

② ________________________________________ 在[Ni(NH3)6]2＋中 Ni 2＋与 NH 3之间形成的化学键称为 ___________ ，提供孤电子对的成键原子是 ___ 。

③ 氨 的 沸 点 _ (填 “ 高 于 ” 或 “ 低 于 ”) 膦(PH 3) ， 原 因 是氨是 ___ 分子(填“极性”或“非极性” )，中心原子的轨道杂化类型为__ 。

111 (6)① 14，②6.028××57635.763 ×107(3)_________________ 单质铜及镍都是由键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别I Cu＝1 958 kJm·ol－1、I Ni＝1 753 kJ m·ol－1，I Cu>I Ni 的原因是(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

① _____________________________ 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____________________________ 。

② ______________________________________ 若合金的密度为 d g ·cm－3，晶胞参数a＝_____________________ nm。

［解析］ (1)Ni 是28 号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。

根据洪特规则可知，Ni 原子3d 能级上8 个电子尽可能分占 5 个不同的轨道，其未成对电子数为 2 。

－6＋ 2 －(2)①SO24－中，S 原子的价层电子对数为＋2＝4，成键电子对数为4，故SO24－的立体构型为正四面体。

2＋2＋②［Ni(NH 3)6］2＋中，由于Ni2＋具有空轨道，而NH3 中N 原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。

③由于NH3分子间可形成氢键，故NH 3的沸点高于PH3。

NH 3分子中，N 原子形成 3 个σ键，且有 1 个孤电子对，N 原子的轨道杂化类型为sp3，立体构型为三角锥形。

由于空间结构不对称，NH3 属于极性分子。

(3)Cu、Ni 均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。

因Cu 元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1,3d 能级全充满，较稳定，失去第 2 个电子较难，因此I Cu>I Ni。

(4)①由晶胞结构图可知，Ni 原子处于立方晶胞的顶点，Cu 原子处于立方晶1 胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu 原子的个数为6×2＝3，含有Ni导学号：14942081】(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______________________________ 。