高考化学物质结构与性质的综合题.docx
- 文档编号:3061709
- 上传时间:2022-11-17
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:95.99KB
高考化学物质结构与性质的综合题.docx
《高考化学物质结构与性质的综合题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学物质结构与性质的综合题.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道
泡利不相容原理
每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子
洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同
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
表示方法
举例
电子排布式
Cr:
1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu:
[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe:
3d64s2
电子排布图(或
轨道表示式)
2.元素第一电离能和电负性的变化规律
同周期(从左到右)
同主族(自上而下)
第一电离能
增大趋势(注意ⅡA、ⅤA的特殊性)
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
特别提醒同周期元素,ⅡA族(np0)和ⅤA族(ns2n
p3),因p轨道处于全空
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ⅢA族、ⅥA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
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
“头碰头”重叠
π键
“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移
非极性键
共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目
单键
原子间有一对共用电子对
双键
原子间有两对共
用电子对
三键
原子间有三对共用电子对
【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
1
②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
价层电
子对数
σ键电子对数
孤电子
对数
价层电子对空间构型
分子空
间构型
实例
2
2
0
直线形
直线形
BeCl2
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF3
2
1
V形
SnBr2
4
4
0
正四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
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
价层电子对数
杂化轨道数
杂化类型
2
2
sp
3
3
2sp
4
4
3sp
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×NA=
n×M,a表示晶胞的棱长,ρ表示密度,NA表示阿伏加德罗常数的值,n表示1mol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)Ge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
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(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,
1111
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=565.76pm,其密度为g·cm3(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]3d104s24p2,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)。
8×73gm·ol
NA
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
8×73g·mol。
NA×565.76×1010cm3。
[答案]
(1)3d104s24p22
(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)GeCl4、GeBr4、GeI4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)
sp3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(NH3)6]SO4蓝色溶液。
1[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是。
2在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3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(PH3),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
。
(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
别为:
ICu=1958kJm·ol-1、INi=1753kJm·ol-1,ICu>INi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dg·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(NH3)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NH3的沸点高于PH3。
NH3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ICu>INi。
(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GaAs,第一电离能GaAs。
(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1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是
(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,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
MGag·mol-1和MAsgm·ol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,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]
(1)A
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学物质 结构 性质 综合