内容正文:
题型9 物质结构与性质
1 (2022·辽宁高考)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子,W简单离子在同周期离子中半径最小,Q与Z同主族。下列说法错误的是( )
A.X能与多种元素形成共价键
B.简单氢化物沸点:Z<Q
C.第一电离能:Y>Z
D.电负性:W<Z
[解析] 短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,W简单离子在同周期离子中半径最小,说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子,可分类讨论:①为第二周期元素时,最外层电子排布为2s22p2或2s22p4,即C或O;②为第三周期元素时,最外层电子排布为3s23p2或3s23p4,即Si或S。Q与Z同主族,结合原子序数大小关系可知,X、Z、Q分别为C、O和S,则Y为N。Z和Q形成的简单氢化物为H2O和H2S,由于H2O分子间能形成氢键,故H2O沸点高于H2S,B错误。
[答案] B
2 (2022·山东高考)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是( )
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
[解析] AlN、GaN为结构相似的共价晶体,由于Al原子的半径小于Ga的,N—Al的键长小于N—Ga的,则N—Al的键能较大,键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高,故GaN的熔点低于AlN,A错误。
[答案] A
3 (2022·湖北高考)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ca2+的配位数为6
B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
[解析] F-与K+的最近距离为棱长的,F-与Ca2+的最近距离为棱长的,所以与F-距离最近的是Ca2+,B错误。
[答案] B
4 (2021·辽宁高考)某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.氢化物沸点:X>Y
B.原子半径:M<X<Y<Z
C.第一电离能:W<X<Y<Z
D.阴、阳离子中均有配位键
[解析] 由题干信息可知,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,故Z为C或者O,根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y形成了4个单键,再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,故Y为N,故Z为O,M只形成一个单键,M为H,X为C,则W为B。
[答案] D
1.元素第一电离能
(1)规律
项目
同周期(从左到右)
同主族(自上而下)
第一
电离能
增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)
依次减小
(2)特例
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时,原子的能量较低,为稳定状态,该元素具有较大的第一电离能,如第一电离能:Be>B;Mg>Al;N>O;P>S。
(3)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1价。
2.元素电负性的递变性
(1)规律:同周期元素从左到右,电负性依次增大;同主族元素自上而下,电负性依次减小。
(2)应用
3.共价键的判断
(1)σ键和π键:π键的重叠程度小,不牢固;σ键的重叠程度大,比较牢固;两原子形成共价键时,先“头碰头”形成σ键,再“肩并肩”形成π键。单键都是σ键,双键有1个σ键和1个π键,三键有1个σ键和2个π键。
(2)极性键和非极性键:X—X型是非极性键;X—Y型是极性键。
(3)配位键及配合物
配合物的组成
[中心离子(配体)n][外界]
典型配合物
[Cu(NH3)4]SO4
Fe(SCN)3
[Ag(NH3)2]OH
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
中心离子结构特点
一般是金属离子,特别是过渡金属离子,必须有空轨道
配体
NH3
SCN-
NH3
配体结
构特点
分子或离子必须含有孤对电子(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位数(n)
4
3
2
外界
SO
无
OH-
4.中心原子杂化类型和分子空间结构的关系
分子组成(A为中心原子)
中心原子的孤电子对数
中心原子的杂化方式
分子空间结构
实例
AB2
0
sp
直线形
BeCl2
1
sp2
V形
SO2