专题08 物质的微观结构与多样性（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学上学期期末考点大串讲（苏教版2019必修第一册）

专题08 物质的微观结构与多样性 考点01 原子核的构成 考点02 原子核外电子排布 考点03 同素异形现象 考点04 同分异构现象 考点05 晶体与非晶体 考点06 化学键与晶体类型 ▉考点01 原子核的构成 1．人类认识原子结构的历程 德谟克利特（古希腊）：古代原子学说——认为万物都是由间断的、不可分割的微粒即原子构成的， 原子的结合和分离是万物变化的根本原因。 道尔顿（英国）：近代原子学说——原子学说，他认为原子是实心球体，原子不能被创造，也不能被毁灭， 在化学变化中不可再分割并保持本性不变。 汤姆生（英国）：“葡萄干面包式”的原子结构模型——1897年发现了原子中存在电子，他认为原子是由更 小的微粒构成的，使人们认识到原子是可以再分的。 卢瑟福（英国）：带核原子结构模型——根据α粒子散射现象，指出原子是由原子核和核外电子构成的，原 子核带正电荷，它几乎集中了原子的全部质量，但只占有很小的 体积，核外电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。 玻尔（丹麦）：轨道原子结构模型——原子核外电子在原子核外空间内一系列稳定的轨道上绕核作高速运 动，每个轨道都具有一个确定的能量值，运动时，既不放出能量， 也不吸收能量。 薛定谔（奥地利）：电子云模型——20世纪末和21世纪初，电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。 2．原子核的构成 （1）原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。 （2）质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值，加起来所得的数值。 （3）原子的表示符号：X表示质子数是Z，质量数为A的一种X原子。 （4）两个主要关系 ①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 ②电性关系：原子：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数； 阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数； 阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数。 3．核素 同位素 （1）元素、核素、同位素的概念辨析 元　素 核　素 同位素 概 念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素 范 围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类 联系 特 性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同 实 例 氢元素、氧元素 H、H、N、C、 Mg是不同的核素 H、H、H为氢元素的同位素 （2）氢元素的三种核素比较 H(氕) H(氘) H(氚) 俗称 － 重氢 超重氢 符号 H D T 质子数 1 1 1 中子数 0 1 2 （3）常见几种核素及应用 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【温馨提示】 1．人类认识原子结构的历程 （1）原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 （2）目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。 （3）原子结构模型的演变过程对我们有何启示：①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命；②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键；③科学研究、科学发现是无止境的。 2．原子的结构 （1）原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。 （2）相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动。 （3）原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。+c 3．baX、X、Xd+、Xe中各个字母的含义 （1）a表示元素X的质子数；②b表示元素X的质量数；③＋c表示元素X的化合价为＋c。 （2）d＋表示该离子带有d个单位的正电荷；⑤e表示1个分子中含有e个X原子。 （3）根据质量数的定义，我们可以用 的形式来表示一个特定的原子，即表示具有Z个质子，Z个电子和(A－Z)个中子的原子。如12C表示具有6个质子、6个电子、6个中子的碳原子。 ▉考点02 原子核外电子排布 1．电子层与其电子的能量 各电子层(由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子核的距离 由近到远 能量 由低到高 2．原子核外电子排布的一般规律 （1）能量规律（能量最低原理）：核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。 （2）数量规律 ①每层最多容纳2n2个电子； ②最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）； ③次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 （1）原子结构示意图： ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图： ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如 ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如 4．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系 （1）元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。 钠、镁、铝等活泼金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子，化合价常显正价，且正化合价＝失电子数＝最外层电子数。 （2）非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，通常易得到电子，在化合物中化合价常显负价，且负化合价＝－(得电子数)＝最外层电子数－8。 【温馨提示】 1．化合价和核外电子排布的关系 （1）活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价，失去n个电子，显+n价。化合价数值＝1个原子失去电子的数目 （2）活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价，得到n个电子，显-n价。最低负化合价＝达到稳定结构所得电子数目 2．稳定结构与不稳定结构 （1）稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。 （2）不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。 3．原子和简单离子的结构示意图 （1）原子结构示意图（以钠原子为例） （2）离子结构示意图：原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl－： Na＋： （3）原子和离子中微粒间的数量关系： ①原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数。如N原子，核外电子数为7 ②阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Na＋的结构示意图：，核外电子数为10 ③阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的结构示意图：，核外电子数为18 ▉考点03 同素异形现象 1．同素异形体的概念与性质 （1）同素异形体概念：同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。这些单质之间互称为该元素的同素异形体。 （2）本质：构成同素异形体的各原子之间的连接方式不同（如O2和O3）或晶体中原子的排列方式不同（如金刚石和石墨）。 （3）性质：由于分子组成或晶体结构不同，导致它们的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质有些相似。 2．几种常见的同素异形体 （1）碳的同素异形体 物质 金刚石 石墨 足球烯(C60) 物理性质 颜色状态 无色透明固体 灰黑色固体 灰黑色固体 硬度熔点 坚硬、熔点很高 质软、熔点高 硬度小、熔点低 导电性 不导电 导电 不导电 微观结构 空间网状结构 平面网状结构 封闭笼状结构 差异分析 碳原子的成键方式和排列方式不同 （2）氧的同素异形体 物质 O2 O3 颜色 无色 淡蓝色 沸点 O2＜O3(填“>”“<”或“＝”) 气味 无味 鱼腥味 相互转化 3O22O3 差异分析 分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同 （3）磷的同素异形体 物质 色态 毒性 稳定性 保存 白磷 白色蜡状固体 有剧毒 易自燃 冷水中 红磷 红棕色固体 无毒 加热或点燃可燃烧 直接存放在广口瓶中 【温馨提示】 1．同素异形体只含有一种元素。产生同素异形现象的原因一是组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)；二是晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。 2．从物质类别看，互为同素异形体的物质只能是单质。 3．同素异形体之间的物理性质有差异，但化学性质相似。且同素异形体之间的转化属于化学变化，因为转化过程中有化学键的断裂与形成。 4．同素异形体之间的转化虽有单质参加，但由于没有涉及化合价的变化，这种转化属于非氧化还原反应。 ▉考点04 同分异构现象 1．同分异构现象和同分异构体 （1）概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 （2）同分异构体的特点：①具有相同的分子式，如C4H10； ②不同的结构式或结构简式； （3）同分异构体的性质：物理性质有差异，化学性质不同。如异丁烷的熔点、沸点均低于正丁烷。 （4）存在：在有机化合物中普遍存在，是有机化合物种类繁多的原因之一。 2．几种常见同分异构体 （1）正丁烷和异丁烷 名称 正丁烷 异丁烷 分子式 C4H10 分子 结构 结构式 结构简式 CH3CH2CH2CH3 球棍模型 结论 分子结构不同 沸点 －0.5 ℃ －11.7 ℃ 差异分析 原子的连接方法不同，化学键的类型相同，物质类别相同 （2）乙醇和二甲醚 名称 乙醇 二甲醚 分子式 C2H6O 分子结构 结构式 结论 分子结构不同 性质 沸点 78 ℃ －23 ℃ 物理性质不同，化学性质不同 【温馨提示】 1．四角度认识同分异构体 （1）从物质看：互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学变化，若共存则为混合物。 （2）从分子式看：互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量也相同，但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同，所以不一定是同分异构体。如相对分子质量均为28的分子CO、N2、C2H4，相对分子质量均为46的甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)。 （3）从结构看：互为同分异构体的化合物，空间结构不同。如CH3—CH===CH2与二者分子式相同，碳原子与碳原子间的连接方式不同，结构不同，互为同分异构体 （4）从性质看：互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质可能相似。 2．“三同”比较 同位素 同素异形体 同分异构体 概念 具有相同质子数和不同的中子数的同一元素的原子 由同种元素形成的不同单质 分子式相同，但结构不同的化合物 适用对象 原子 单质 化合物 结构 相同点 质子数相同 元素种类相同 分子式相同 异同点 中子数不同，原子种类不同 分子内原子个数不同，或原子结合方式不同 分子内原子的连接方式不同 物理性质 不同 不同 不同 化学性质 基本相同 相似 不一定相似 实例 12C、13C、14C；1H、2H、3H等 金刚石、石墨、C60；红磷、白磷；O2、O3等 正丁烷、异丁烷等 3．烷烃的同分异构体 根据正丁烷和异丁烷的性质可推知，带支链的同分异构体，熔点和沸点低于直链的。支链越多，熔沸点越低。碳数越多，同分异构体的数目越多。 ▉考点05 晶体与非晶体 1．概念 （1）晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列的固体称为晶体。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见的固体都是晶体。排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离 就重复出现相同的排列。 （2）非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。非晶体又称为无定形体。 2．晶体与非晶体的差异及原因 自范性 微观结构 特征 形成原因 晶体 有(能自发呈现多面体外形） 粒子在三维空间里呈周期性有序排列 具有规则的几何外形和固定的熔点 构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列 非晶体 没有（不能自发呈现多面体外形） 粒子排列相对无序 具有固定的熔点，一般不具有规则的几何外形 内部的原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态 3．获得晶体的途径 （1）熔融态物质凝固 (如：从熔融态结晶出来的硫晶体) （2）气态物质冷却不经过液态直接凝固（凝华）如：凝华得到的碘晶体 （3）溶质从溶液中析出 (如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体) 4．几种常见晶体比较 晶体类型 离子晶体 分子晶体 共价晶体 金属晶体 结 构 构成晶体的粒子 阴、阳离子 分子 原子 …… 微粒间的相互作用 离子键 分子间作用力 共价键 …… 性 质 硬度 较大 小 大 差距大 熔点 较高 低 高 差距大 导电性 熔融或在水溶液中导电 本身不导电，溶于水时发生电离后可导电 不导电(或半导体) 导电 物质类别 强碱，部分金属氧化物，大部分盐类，如NaCl Cl2、O2等多数非金属单质，稀有气体，多数非金属氧化物等共价分子，如：干冰 SO2、SiC、金刚石、晶体硅等 钠、钾、铜等 【温馨提示】 1、固体与晶体 （1）常见固体物质一般可分为晶体和非晶体。晶体有规则的几何外形，如氯化钠、金刚石、干冰等。非晶体没有固定的熔点，一般也不具备规则的几何外形。 （2）晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。 （3）晶体有规则的几何外形，但有规则几何外形的不一定是晶体。如玻璃、塑料等相关制品。 （4）同一物质有时是晶体，有时也是非晶体。如晶体SiO2和非晶体SiO2。 （5）几何外形与物质的外观是有区别的，如：氯化钠晶体的几何外形是立方的，而食盐小颗粒用肉眼是看不到晶体外形的，但在光学显微镜或电子显微镜下仍观察到其规则的晶体外形。因此，许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小，肉眼看不到而已 2、判断晶体与非晶体的方法 （1）依据是否具有自范性：晶体具有自范性，能自发地呈现多面体的外形，而非晶体不具有自范性。 （2）依据是否具有各向异性：晶体具有各向异性，在不同方向上质点排列一般是不一样的，而非晶体不具有各向异性。 （3）依据是否具有固定的熔、沸点：晶体具有固定的熔、沸点，给晶体加热时，当温度升高到某温度时便立即熔化或汽化，在熔化过程中，温度始终保持不变，而非晶体没有固定的熔、沸点。 （4）依据能否发生 X­射线衍射(最科学的区分方法)：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。X­射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X­射线产生衍射。利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法。非晶体物质没有周期性结构，不能使X­射线产生衍射，只有散射效应。 ▉考点06 化学键与晶体类型 1．不同类型晶体的性质比较 一般情况下，不同类型晶体的熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别较大，有些金属熔、沸点较低，例如碱金属；有些金属熔、沸点很高，例如金属钨的熔点高达3 000 ℃以上。 2．晶体类型与化学键及性质关系 （1）离子晶体 离子晶体中存在离子键，一般地，离子晶体中阴、阳离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。例如，熔点：NaCl>KCl>RbCl>CsCl；NaF>NaCl>NaBr>NaI；MgO>Na2O>NaCl。 （2）共价晶体 共价晶体存在共价键，一般地，对于结构相似的共价晶体，原子半径越小，共价键的键长越短，共价键越强，共价晶体的熔、沸点越高。例如，熔点：金刚石>SiC>晶体硅。 （3）分子晶体 ①共价晶体中可能存在共价键或氢键，分子之间一定存在分子间作用力，一般地，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体的熔、沸点越高。例如，沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4；HCl<HBr<HI。 ②若分子间能形成氢键，会使物质的熔、沸点反常的高，例如，沸点：HF>HI>HBr>HCl，H2O>H2Te>H2Se>H2S。HF分子间、H2O分子间均能形成氢键，故其沸点反常的高。 （4）金属晶体 金属晶体中存在的化学键为金属键，一般地，对于主族元素形成的金属晶体，金属阳离子半径越小、离子所带电荷数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。例如，熔点：Li>Na>K>Rb>Cs；Na<Mg<Al。 3．晶体的熔、沸点高低判断方法 （1）先看晶体的类型 不同晶体类型的物质其熔点的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体；但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯等。 （2）同一晶体类型的物质，需比较晶体内部结构粒子间作用力，作用力越大，熔、沸点越高。 ①共价晶体：要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔、沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。 ②离子晶体：要比较离子键的强弱，一般地说，阴、阳离子的电荷数越大，离子半径越小，则离子间作用就越强，其离子晶体熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>KCl。 ③分子晶体：含有氢键的分子晶体，熔、沸点较高。若无氢键，且组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如：熔、沸点：HI>HBr>HCl。 【温馨提示】 1、同类晶体熔、沸点比较思路 共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷多少、离子半径。 2、晶体熔、沸点判断其它方法 晶体的熔、沸点高低还可以通过常温常压下物质的状态进行判断。例如，在常温常压下，碘单质为固态，溴单质为液态，氯单质为气态，故沸点：I2>Br2>Cl2。 1．有关化学史的，下列说法中不正确的是（ ） A．道尔顿——提出原子学说 B．薛定谔——发现电子 C．卢瑟福——提出原子结构的有核模型 D．玻尔——提出了电子在定态轨道上运动 【答案】B 【解析】A．英国科学家道尔顿在十九世纪初提出近代原子学说，为科学的发展做出了突出的贡献，故正确；B．英国科学家汤姆生发现了电子，故错误；C．1911年卢瑟福根据粒子散射实验现象提出带核的结构模型，故正确；D．1913年玻尔提出了电子在核外的量子化轨道，故正确；故选B。 2．科学家们通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。下列相关说法中正确的是（ ） A．所有的原子都含有质子、中子和电子 B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类 C．原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引 D．原子中的质子、中子和电子3种基本微粒不可能进一步分成更小的微粒 【答案】C 【解析】A．有的原子不含中子，如1H，A错误；B．质子数决定元素的种类，质子数与中子数决定核素的种类，B错误；C．质子带正电，电子带负电，则原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引，C正确； D．随科学的发展，认识到质子和中子还可以再分，质子和中子里面还有更小的微粒——夸克，D错误；故选C。 3．下列叙述正确的是（ ） A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 【答案】B 【解析】A．电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离核越远，A错误；B．电子在核外排列时，根据能量最低原理，电子先排能量低的然后排能量高的，所以电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，B正确；C．氦为稀有气体元素，其最外层只有2个电子，C错误；D．由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，但为最外层时，最多可排8个电子，D错误；答案选B。 4．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据中前者是后者4倍的是（ ） ①电子数 ②最外层电子数 ③电子层数 ④次外层电子数 A．①④ B．①③④ C．①②④ D．①②③④ 【答案】A 【解析】核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子的电子数分别是16和4，最外层电子数分别是6和2，电子层数分别是3和2，次外层电子数分别是8和2，故A正确。故选A。 5．意大利科学家用O2和18O2制造出了一种新型氧分子O4，下列叙述正确的是（ ） A．16O、18O2都是氧元素的同位素 B．O2、O3、O4都是氧元素的同位素 C．O4是新型的氧化物 D．制造O4的反应不是氧化还原反应 【答案】D 【解析】A．18O2不是原子，是氧元素的一种同位素原子组成的一种单质；16O、18O是氧元素的两种同位素，A错误；B．O2、O3、O4是O元素组成的不同性质的单质，它们互为同素异形体，B错误；C．O4中只有含有氧一种元素，是氧元素的一种新的单质，而不是氧化物，C错误；D．科学家用O2和18O2制造出了一种新型氧分子O4，在这个变化过程中氧元素的化合价不同，因此反应不属于氧化还原反应，D正确；故合理选项是D。 6．近年来，科学家发现一种新分子，它具有空心的类似足球状的结构，化学式为C60。下列说法正确的是（ ） A．C60是一种新型化合物 B．C60分子内只含共价键 C．C60与金刚石的性质相似 D．C60的摩尔质量为720 【答案】B 【解析】A．C60是单质，不是化合物，A错误；B．C60分子内只有碳原子和碳原子形成的共价键，B正确；C．C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，二者结构不同，因此性质不同，C错误；D．C60的摩尔质量是720 g/mol，D错误；故合理选项是B。 7．如图所示为乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)的球棍模型，下列说法错误的是（ ） A．两者互为同分异构体 B．两者的化学键完全相同 C．两者的化学性质不同 D．两者的相对分子质量相同 【答案】B 【解析】乙醇和二甲醚的分子式相同(均为C2H6O)，但两者的结构不同，故两者互为同分异构体，具有相同的相对分子质量，A、D项正确；从球棍模型可知，在乙醇分子中存在碳碳单键、碳氧单键、氢氧键、碳氢键，而二甲醚分子中只有碳氧单键与碳氢键，B项错误；由于两者的结构不同，且属于不同类物质，故两者的化学性质必然不同，C项正确。 8．下列说法中正确的一组是（ ） A．H2和D2互为同位素 B．和互为同分异构体 C．正丁烷和异丁烷是同系物 D．和是同一种物质 【答案】D 【解析】H2和D2都是氢的单质，A错误；由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质，B错误；正丁烷和异丁烷属于同分异构体，C错误。 9．下列叙述中，正确的是（ ） A．具有规则几何外形的固体一定是晶体 B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 C．具有各向异性的固体一定是晶体 D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体 【答案】C 【解析】A．晶体具有以下特点:有整齐规则的几何外形，有固定的熔点，有各向异性的特点，只有同时具备这三个条件的才是晶体，非晶体也可以有规则几何外形，A错误；B．晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性，B错误；C．晶体有自范性，所以具有各向异性的固体一定是晶体，C正确；D．依据构成粒子与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，D错误；故选C。 10．下列关于晶体的说法正确的是（ ） A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体 B．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点 C．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同 【答案】C 【解析】A．得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出，所以将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体是晶体，A错误；B．晶体具有固定的熔沸点，而非晶体没有固定熔沸点，而是在一定温度范围内熔化，石蜡和玻璃都是非晶体，故它们都没有固定的熔点，B错误；C．硬度是衡量固体软硬程度的指标，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，故可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品，C正确；D．晶体具有各向异性的性质，蓝宝石属于晶体，在不同方向上硬度有一些差异，D错误；综上所述答案为C。 11．下列说法正确的是（ ） A．CH4、HCl、SiO2、NH3为含有共价键的共价化合物，均属于分子晶体 B．NaCl、NH4HCO3均属于离子晶体，加热使其聚集状态改变时也均只需要破坏离子键 C．液态化合物M不能导电，所以在M晶体中不存在离子键 D．甲烷的沸点低于水，说明甲烷分子内的化学键比水分子内的化学键弱 【答案】C 【解析】A．CH4、HCl、NH3为含有共价键的共价化合物，均属于分子晶体，SiO2不属于分子晶体，属于共价晶体，故A不符合题意；B．NaCl、NH4HCO3均属于离子晶体，加热NaCl使其聚集状态改变时也均只需要破坏离子键，NH4HCO3加热时分解为NH3、H2O和CO2，从而使其晶体中所存在的离子键与共价键均被破坏，故B不符合题意；C．液态化合物M不能导电，说明其晶体中不存在阴、阳离子，即其晶体中不存在离子键，故C符合题意；D．甲烷与水都属于分子晶体，熔沸点的高低与分子间作用力有关，甲烷的沸点低于水说明甲烧分子间作用力弱于水分子间作用力，与分子内化学键的强弱无关，故D不符合题意；答案选C。 12．下表列出的对晶体的说明中，错误的是（ ） 选项 A B C D 晶体名称 碘化钾 干冰 石墨 碘 晶体中的粒子 阴、阳离子 分子 原子 分子 粒子间的作用 离子键 分子间作用力 共价键 分子间作用力 【答案】C 【解析】干冰和碘都是分子晶体，熔化时克服分子间作用力；石墨是混合型晶体，呈层状结构，层与层之间为分子间作用力，碳原子与碳原子之间形成共价键，熔化时两种作用力都需克服，故C错。 13．下表给出几种物质的熔、沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 710 180 －68 2 300 沸点/℃ 1 465 1 418 160 57 2 500 判断下列有关说法中错误的是（　 　） ①MgCl2属于离子晶体　 ②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体　 ④AlCl3加热能升华　 ⑤MgCl2水溶液不导电　 ⑥1 500 ℃时，NaCl可形成气态分子 A．仅⑤ 　 B．④⑥ 　 C．①④ 　 D．②③⑤ 【答案】A 【解析】由表中所给熔、沸点数据，可知SiCl4的熔、沸点最低，应为分子晶体；单质B的熔、沸点最高，因此为共价晶体；AlCl3的沸点低于熔点，故可升华；MgCl2属于离子晶体，其水溶液能导电；1 500 ℃时高于NaCl的沸点，故可形成气态分子，故选A。 14．W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法正确的是（ ） X Y W Z A．四种元素中原子半径最大为W，Y元素没有最高正价 B．四种元素最高价氧化物的水化物都是酸 C．XZ4、WY2中所含化学键类型相同，熔点都很高 D．W、WZ4都是重要的半导体材料 【答案】A 【解析】根据分析可知：X为C元素，Y为O元素，W为Si，Z为Cl元素；A．同一周期从左向右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则W的原子半径最大；Y为O元素，O元素没有最高正价，故A正确；B．O没有最高正价，C、Si形成的最高价含氧酸都是弱酸，Cl形成的最高价含氧酸是强酸，故B错误；C．CCl4为共价化合物，其熔点较低，故C错误；D．Si为良好的半导体材料，而SiCl4不是半导体材料，故D错误。故选A。选B。 15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次增大，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是（ ） A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物 B．X、Y、Z可以组成一种盐 C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1的常温下呈液态的两种化合物 D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的10电子微粒有2种 【答案】D 【解析】由题中信息易推出X、Y、Z分别是H、N、O。N、O可以组成NO，其中N、O两种元素的质量比为7∶8，A项正确；H、N、O可组成NH4NO3，B项正确；H、O可组成H2O、H2O2两种常温下呈液态的化合物，C项正确；H、N、O中的任意两种元素组成的10电子微粒有H2O、NH3、NH、OH－、H3O＋等，N与O不能组成10电子微粒，D项错误。 16．按下列要求填空。 Ⅰ、有下列物质：①Cl2   ②Na2O2   ③NaOH   ④HCl   ⑤H2O2   ⑥MgF2   ⑦NH4Cl （1）只含共价键的物质是___________(填序号，下同)。 （2）由离子键和非极性键构成的物质是____________。 （3）写出③的电子式____________。 Ⅱ、下列变化中：①蔗糖溶于水   ②硫酸氢钾熔化  ③氨气液化   ④NaCl溶于水  ⑤Na2O2溶于水  ⑥HBr溶于水 （4）只有离子键被破坏的是____________，只有共价键被破坏的是_____________。 （5）既有离子键被破坏，又有共价键被破坏的是______________。 Ⅲ、有①  ②石墨、金刚石  ③  ④这些微粒或物质。 （6）互为同位素的是_______________。 （7）互为同素异形体的是_____________。 【答案】（1）①④⑤ （2）② （3） （4） ②④ ⑥ （5）⑤ （6）① （7）② 【解析】Ⅰ.①Cl2中只含非极性键；②Na2O2中含有离子键和非极性键；③NaOH中含有离子键和极性键；④HCl中含有极性键；⑤H2O2中含有极性键和非极性键；⑥MgF2中含有离子键；⑦NH4Cl中含有离子键和极性键； Ⅱ. ①蔗糖溶于水不电离，不反应，化学键不变；②硫酸氢钾熔化电离出钾离子和硫酸氢根离子，离子键被破坏；③氨气液化是物理变化，化学键不变；④NaCl溶于水电离出钠离子和氯离子，离子键被破坏；⑤Na2O2溶于水和水反应生成氢氧化钠和氧气，离子键和共价键被破坏；⑥HBr溶于水电离出氢离子和溴离子，共价键被破坏； Ⅲ.质子数相同，中子数不同的不同原子互为同位素；同种元素形成的不同单质互为同素异形体。 （1）由上述分析可知，只含共价键的物质是①④⑤，故答案为：①④⑤； （2）由上述分析可知，由离子键和非极性键构成的物质是Na2O2，故答案为：②； （3）NaOH由钠离子和氢氧根离子构成，氢氧根离子中含有O-H共价键，则NaOH的电子式为，故答案为：； （4）由上述分析可知，只有离子键被破坏的是②④，只有共价键被破坏的是⑥，故答案为：②④；⑥； （5）由上述分析可知，既有离子键被破坏，又有共价键被破坏的是⑤，故答案为：⑤； （6）质子数相同，中子数不同的不同原子互为同位素，则互为同位素的是①，故答案为：①； （7）同种元素形成的不同单质互为同素异形体，则互为同素异形体的是②，故答案为：②。 17．下列各组物质： ①K和Ca；②和；③12C和14C；④和；⑤石墨和C60；⑥NH4CNO和CO(NH2)2；⑦T和D；⑧和；⑨氯气和液氯 （1）互为同位素的是_____________(填序号，下同)。 （2）互为同素异形体的是______________。 （3）互为同分异构体的是______________。 （4）属于同一种物质的是______________。 【答案】（1）③⑦　 （2）⑤　 （3）②⑥⑧　 （4）④⑨ 【解析】①是两种不同的元素；②、⑥、⑧中的两种物质都是分子式相同但结构不同的化合物，互为同分异构体；③、⑦都是同种元素的不同原子，互为同位素；④、⑨中两种物质分子式和结构都相同，是同一种物质；⑤中两种物质是同一种元素形成的不同单质，互为同素异形体。 18．U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4是具有磁性的黑色固体，U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属，该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。 请回答下列问题： （1）V的单质分子的结构式为________；Z元素在元素周期表中的位置是______________。 （2）U元素形成的同素异形体的晶体类型可能是____________(填序号)。 ①原子晶体　 ②离子晶体　 ③分子晶体　 ④金属晶体 （3）U、V、W形成的10电子氢化物中，沸点较低的是________(填化学式)。 （4）YW2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VW，有关反应的离子方程式为____________________，由此可知VW和YW2还原性较强的是________(填化学式)。 【答案】（1）N≡N　第四周期Ⅷ族　 （2）①③ 　 （3）CH4　 （4）3SO2＋2NO＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋　 SO2 【解析】结合元素周期表进行推断。由“Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色”可知，Y为S，W为O；由Z3W4是具有磁性的黑色固体可知，Z为Fe；U的原子序数最小，可与W形成UW和UW2两种气体，可推知，U为C；X的单质是一种金属，在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体，再由原子序数的顺序可知X为Mg；V的原子序数介于U和W之间，故V只能为N。 （1）V的单质为氮气，其结构式为N≡N；Z为Fe，位于第四周期Ⅷ族。 （2）U为C，由碳形成的同素异形体中金刚石为原子晶体，C60为分子晶体，故应选①③。 （3）U、V、W形成的10电子氢化物分别为CH4、NH3、H2O，因NH3和H2O分子间存在氢键，因此沸点较低的是CH4。 （4）3SO2＋2NO＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋，NO和SO2相比，还原性较强的是SO2。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司17 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 物质的微观结构与多样性 考点01 原子核的构成 考点02 原子核外电子排布 考点03 同素异形现象 考点04 同分异构现象 考点05 晶体与非晶体 考点06 化学键与晶体类型 ▉考点01 原子核的构成 1．人类认识原子结构的历程 德谟克利特（古希腊）：古代原子学说——认为万物都是由间断的、不可分割的微粒即原子构成的， 原子的结合和分离是万物变化的根本原因。 道尔顿（英国）：近代原子学说——原子学说，他认为原子是实心球体，原子不能被创造，也不能被毁灭， 在化学变化中不可再分割并保持本性不变。 汤姆生（英国）：“葡萄干面包式”的原子结构模型——1897年发现了原子中存在电子，他认为原子是由更 小的微粒构成的，使人们认识到原子是可以再分的。 卢瑟福（英国）：带核原子结构模型——根据α粒子散射现象，指出原子是由原子核和核外电子构成的，原 子核带正电荷，它几乎集中了原子的全部质量，但只占有很小的 体积，核外电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。 玻尔（丹麦）：轨道原子结构模型——原子核外电子在原子核外空间内一系列稳定的轨道上绕核作高速运 动，每个轨道都具有一个确定的能量值，运动时，既不放出能量， 也不吸收能量。 薛定谔（奥地利）：电子云模型——20世纪末和21世纪初，电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。 2．原子核的构成 （1）原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。 （2）质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值，加起来所得的数值。 （3）原子的表示符号：X表示质子数是Z，质量数为A的一种X原子。 （4）两个主要关系 ①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 ②电性关系：原子：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数； 阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数； 阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数。 3．核素 同位素 （1）元素、核素、同位素的概念辨析 元　素 核　素 同位素 概 念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素 范 围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类 联系 特 性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同 实 例 氢元素、氧元素 H、H、N、C、 Mg是不同的核素 H、H、H为氢元素的同位素 （2）氢元素的三种核素比较 H(氕) H(氘) H(氚) 俗称 － 重氢 超重氢 符号 H D T 质子数 1 1 1 中子数 0 1 2 （3）常见几种核素及应用 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【温馨提示】 1．人类认识原子结构的历程 （1）原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 （2）目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。 （3）原子结构模型的演变过程对我们有何启示：①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命；②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键；③科学研究、科学发现是无止境的。 2．原子的结构 （1）原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。 （2）相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动。 （3）原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。+c 3．baX、X、Xd+、Xe中各个字母的含义 （1）a表示元素X的质子数；②b表示元素X的质量数；③＋c表示元素X的化合价为＋c。 （2）d＋表示该离子带有d个单位的正电荷；⑤e表示1个分子中含有e个X原子。 （3）根据质量数的定义，我们可以用 的形式来表示一个特定的原子，即表示具有Z个质子，Z个电子和(A－Z)个中子的原子。如12C表示具有6个质子、6个电子、6个中子的碳原子。 ▉考点02 原子核外电子排布 1．电子层与其电子的能量 各电子层(由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子核的距离 由近到远 能量 由低到高 2．原子核外电子排布的一般规律 （1）能量规律（能量最低原理）：核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。 （2）数量规律 ①每层最多容纳2n2个电子； ②最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）； ③次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 （1）原子结构示意图： ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图： ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如 ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如 4．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系 （1）元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。 钠、镁、铝等活泼金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子，化合价常显正价，且正化合价＝失电子数＝最外层电子数。 （2）非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，通常易得到电子，在化合物中化合价常显负价，且负化合价＝－(得电子数)＝最外层电子数－8。 【温馨提示】 1．化合价和核外电子排布的关系 （1）活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价，失去n个电子，显+n价。化合价数值＝1个原子失去电子的数目 （2）活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价，得到n个电子，显-n价。最低负化合价＝达到稳定结构所得电子数目 2．稳定结构与不稳定结构 （1）稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。 （2）不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。 3．原子和简单离子的结构示意图 （1）原子结构示意图（以钠原子为例） （2）离子结构示意图：原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl－： Na＋： （3）原子和离子中微粒间的数量关系： ①原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数。如N原子，核外电子数为7 ②阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Na＋的结构示意图：，核外电子数为10 ③阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的结构示意图：，核外电子数为18 ▉考点03 同素异形现象 1．同素异形体 （1）同素异形现象和同素异形体 ①概念：同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。这些单质之间互称为该元素的同素异形体。 ②性质：同素异形体物理性质不相同，化学性质相似。 ③常见实例：氧气（O2）和臭氧（O3），红磷（P）和白磷（P4）等。 ④本质原因：构成同素异形体的各原子之间的连接方式不同。 （2）几种常见的同素异形体 ①碳的同素异形体 物质 金刚石 石墨 足球烯(C60) 物理性质 颜色状态 无色透明固体 灰黑色固体 灰黑色固体 硬度熔点 坚硬、熔点很高 质软、熔点高 硬度小、熔点低 导电性 不导电 导电 不导电 微观结构 空间网状结构 平面网状结构 封闭笼状结构 差异分析 碳原子的成键方式和排列方式不同 ②氧的同素异形体 物质 O2 O3 颜色 无色 淡蓝色 沸点 O2＜O3(填“>”“<”或“＝”) 气味 无味 鱼腥味 相互转化 3O22O3 差异分析 分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同 ③磷的同素异形体 物质 色态 毒性 稳定性 保存 白磷 白色蜡状固体 有剧毒 易自燃 冷水中 红磷 红棕色固体 无毒 加热或点燃可燃烧 直接存放在广口瓶中 【温馨提示】 1．组成元素：同素异形体只含有一种元素。产生同素异形现象的原因一是组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)；二是晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。 2．物质类别：互为同素异形体的只能是单质。 3．性质关系：同素异形体之间的物理性质有差异，但化学性质相似。其原因一是由于分子组成或晶体结构不同，导致它们的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质有些相似；二是同素异形体之间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。 4．相互转化：同素异形体之间的转化属于化学变化，因为转化过程中有化学键的断裂与形成。 5．相互转化与氧化还原反应关系：同素异形体之间的转化既有单质参加，又有单质生成，但由于没有涉及化合价的变化，一般认为这种转化属于非氧化还原反应。 ▉考点04 同分异构现象 1．同分异构现象和同分异构体 （1）概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 （2）同分异构体的特点 ①具有相同的分子式，如C4H10； ②不同的结构式或结构简式； （3）同分异构体的性质：物理性质有差异，化学性质不同。如异丁烷的熔点、沸点均低于正丁烷。 （4）常见实例：正丁烷和异丁烷，乙醇和二甲醚(C2H6O)等。 （5）存在：在有机化合物中普遍存在，是有机化合物种类繁多的原因之一。 2．几种常见同分异构体 （1）正丁烷和异丁烷 名称 正丁烷 异丁烷 分子式 C4H10 分子 结构 结构式 结构简式 CH3CH2CH2CH3 球棍模型 结论 分子结构不同 沸点 －0.5 ℃ －11.7 ℃ 差异分析 原子的连接方法不同，化学键的类型相同，物质类别相同 （2）乙醇和二甲醚 名称 乙醇 二甲醚 分子式 C2H6O 分子结构 结构式 结论 分子结构 性质 沸点 78 ℃ －23 ℃ 物理性质不同，化学性质不同 【温馨提示】 1．四角度认识同分异构体 （1）从物质看：互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学变化，若共存则为混合物。 （2）从分子式看：互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量也相同，但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同，所以不一定是同分异构体。如相对分子质量均为28的分子CO、N2、C2H4，相对分子质量均为46的甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)。 （3）从结构看：互为同分异构体的化合物，空间结构不同。如CH3—CH===CH2与二者分子式相同，碳原子与碳原子间的连接方式不同，结构不同，互为同分异构体 （4）从性质看：互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质可能相似。 2．“三同”比较 定义 化学符号 结构 性质 同位素 质子数相同，中子数不同的原子 H、H、H 电子层结构相同，原子结构不同 物理性质不同，化学性质相同 同素异形体 同一种元素组成的不同单质 O2、O3 单质的组成或结构不同 物理性质不同，化学性质不一定相同 同分异构体 分子式相同，结构不同的化合物 一般用结构式或结构简式表示 碳链异构、位置异构、官能团异构 物理性质不同，化学性质不一定相同 3．烷烃的同分异构体 根据正丁烷和异丁烷的性质可推知，带支链的同分异构体，熔点和沸点低于直链的。支链越多，熔沸点越低。碳数越多，同分异构体的数目越多。 ▉考点05 晶体与非晶体 1．概念 （1）晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列的固体称为晶体。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见的固体都是晶体。排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离 就重复出现相同的排列 （2）非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。非晶体又称为无定形体 2．差异及原因 自范性 微观结构 特征 形成原因 晶体 有(能自发呈现多面体外形） 粒子在三维空间里呈周期性有序排列 具有规则的几何外形和固定的熔点 构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列 非晶体 没有（不能自发呈现多面体外形） 粒子排列相对无序 具有固定的熔点，一般不具有规则的几何外形 内部的原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态 3．获得晶体的途径 （1）熔融态物质凝固 (如：从熔融态结晶出来的硫晶体) （2）气态物质冷却不经过液态直接凝固（凝华）如：凝华得到的碘晶体 （3）溶质从溶液中析出 (如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体) 4．几种常见晶体比较 晶体类型 离子晶体 分子晶体 共价晶体 金属晶体 结 构 构成晶体的粒子 阴、阳离子 分子 原子 …… 微粒间的相互作用 离子键 分子间作用力 共价键 …… 性 质 硬度 较大 小 大 差距大 熔点 较高 低 高 差距大 导电性 熔融或在水溶液中导电 本身不导电，溶于水时发生电离后可导电 不导电(或半导体) 导电 物质类别 强碱，部分金属氧化物，大部分盐类，如NaCl Cl2、O2等多数非金属单质，稀有气体，多数非金属氧化物等共价分子，如：干冰 SO2、SiC、金刚石、晶体硅等 钠、钾、铜等 【温馨提示】 1、固体与晶体 （1）常见固体物质一般可分为晶体和非晶体。晶体有规则的几何外形，如氯化钠、金刚石、干冰等。非晶体没有固定的熔点，一般也不具备规则的几何外形。 （2）晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。 （3）晶体有规则的几何外形，但有规则几何外形的不一定是晶体。如玻璃、塑料等相关制品。 （4）同一物质有时是晶体，有时也是非晶体。如晶体SiO2和非晶体SiO2。 （5）几何外形与物质的外观是有区别的，如：氯化钠晶体的几何外形是立方的，而食盐小颗粒用肉眼是看不到晶体外形的，但在光学显微镜或电子显微镜下仍观察到其规则的晶体外形。因此，许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小，肉眼看不到而已 2、判断晶体与非晶体的方法 （1）依据是否具有自范性：晶体具有自范性，能自发地呈现多面体的外形，而非晶体不具有自范性。 （2）依据是否具有各向异性：晶体具有各向异性，在不同方向上质点排列一般是不一样的，而非晶体不具有各向异性。 （3）依据是否具有固定的熔、沸点：晶体具有固定的熔、沸点，给晶体加热时，当温度升高到某温度时便立即熔化或汽化，在熔化过程中，温度始终保持不变，而非晶体没有固定的熔、沸点。 （4）依据能否发生 X­射线衍射(最科学的区分方法)：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。X­射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X­射线产生衍射。利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法。非晶体物质没有周期性结构，不能使X­射线产生衍射，只有散射效应。 ▉考点06 化学键与晶体类型 1．不同类型晶体的性质比较 一般情况下，不同类型晶体的熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别较大，有些金属熔、沸点较低，例如碱金属；有些金属熔、沸点很高，例如金属钨的熔点高达3 000 ℃以上。 2．晶体类型与化学键及性质关系 （1）离子晶体 离子晶体中存在离子键，一般地，离子晶体中阴、阳离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。例如，熔点：NaCl>KCl>RbCl>CsCl；NaF>NaCl>NaBr>NaI；MgO>Na2O>NaCl。 （2）共价晶体 共价晶体存在共价键，一般地，对于结构相似的共价晶体，原子半径越小，共价键的键长越短，共价键越强，共价晶体的熔、沸点越高。例如，熔点：金刚石>SiC>晶体硅。 （3）分子晶体 ①共价晶体中可能存在共价键或氢键，分子之间一定存在分子间作用力，一般地，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体的熔、沸点越高。例如，沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4；HCl<HBr<HI。 ②若分子间能形成氢键，会使物质的熔、沸点反常的高，例如，沸点：HF>HI>HBr>HCl，H2O>H2Te>H2Se>H2S。HF分子间、H2O分子间均能形成氢键，故其沸点反常的高。 （4）金属晶体 金属晶体中存在的化学键为金属键，一般地，对于主族元素形成的金属晶体，金属阳离子半径越小、离子所带电荷数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。例如，熔点：Li>Na>K>Rb>Cs；Na<Mg<Al。 3．晶体的熔、沸点高低判断方法 （1）先看晶体的类型 不同晶体类型的物质其熔点的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体；但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯等。 （2）同一晶体类型的物质，需比较晶体内部结构粒子间作用力，作用力越大，熔、沸点越高。 ①共价晶体：要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔、沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。 ②离子晶体：要比较离子键的强弱，一般地说，阴、阳离子的电荷数越大，离子半径越小，则离子间作用就越强，其离子晶体熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>KCl。 ③分子晶体：含有氢键的分子晶体，熔、沸点较高。若无氢键，且组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如：熔、沸点：HI>HBr>HCl。 【温馨提示】 1、同类晶体熔、沸点比较思路 共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷多少、离子半径。 2、晶体熔、沸点判断其它方法 晶体的熔、沸点高低还可以通过常温常压下物质的状态进行判断。例如，在常温常压下，碘单质为固态，溴单质为液态，氯单质为气态，故沸点：I2>Br2>Cl2。 1．有关化学史的，下列说法中不正确的是（ ） A．道尔顿——提出原子学说 B．薛定谔——发现电子 C．卢瑟福——提出原子结构的有核模型 D．玻尔——提出了电子在定态轨道上运动 2．科学家们通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。下列相关说法中正确的是（ ） A．所有的原子都含有质子、中子和电子 B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类 C．原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引 D．原子中的质子、中子和电子3种基本微粒不可能进一步分成更小的微粒 3．下列叙述正确的是（ ） A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 4．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据中前者是后者4倍的是（ ） ①电子数 ②最外层电子数 ③电子层数 ④次外层电子数 A．①④ B．①③④ C．①②④ D．①②③④ 5．意大利科学家用O2和18O2制造出了一种新型氧分子O4，下列叙述正确的是（ ） A．16O、18O2都是氧元素的同位素 B．O2、O3、O4都是氧元素的同位素 C．O4是新型的氧化物 D．制造O4的反应不是氧化还原反应 6．近年来，科学家发现一种新分子，它具有空心的类似足球状的结构，化学式为C60。下列说法正确的是（ ） A．C60是一种新型化合物 B．C60分子内只含共价键 C．C60与金刚石的性质相似 D．C60的摩尔质量为720 7．如图所示为乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)的球棍模型，下列说法错误的是（ ） A．两者互为同分异构体 B．两者的化学键完全相同 C．两者的化学性质不同 D．两者的相对分子质量相同 8．下列说法中正确的一组是（ ） A．H2和D2互为同位素 B．和互为同分异构体 C．正丁烷和异丁烷是同系物 D．和是同一种物质 9．下列叙述中，正确的是（ ） A．具有规则几何外形的固体一定是晶体 B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 C．具有各向异性的固体一定是晶体 D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体 10．下列关于晶体的说法正确的是（ ） A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体 B．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点 C．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同 11．下列说法正确的是（ ） A．CH4、HCl、SiO2、NH3为含有共价键的共价化合物，均属于分子晶体 B．NaCl、NH4HCO3均属于离子晶体，加热使其聚集状态改变时也均只需要破坏离子键 C．液态化合物M不能导电，所以在M晶体中不存在离子键 D．甲烷的沸点低于水，说明甲烷分子内的化学键比水分子内的化学键弱 12．下表列出的对晶体的说明中，错误的是（ ） 选项 A B C D 晶体名称 碘化钾 干冰 石墨 碘 晶体中的粒子 阴、阳离子 分子 原子 分子 粒子间的作用 离子键 分子间作用力 共价键 分子间作用力 13．下表给出几种物质的熔、沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 710 180 －68 2 300 沸点/℃ 1 465 1 418 160 57 2 500 判断下列有关说法中错误的是（　 　） ①MgCl2属于离子晶体　 ②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体　 ④AlCl3加热能升华　 ⑤MgCl2水溶液不导电　 ⑥1 500 ℃时，NaCl可形成气态分子 A．仅⑤ 　 B．④⑥ 　 C．①④ 　 D．②③⑤ 14．W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法正确的是（ ） X Y W Z A．四种元素中原子半径最大为W，Y元素没有最高正价 B．四种元素最高价氧化物的水化物都是酸 C．XZ4、WY2中所含化学键类型相同，熔点都很高 D．W、WZ4都是重要的半导体材料 15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次增大，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是（ ） A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物 B．X、Y、Z可以组成一种盐 C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1的常温下呈液态的两种化合物 D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的10电子微粒有2种 16．按下列要求填空。 Ⅰ、有下列物质：①Cl2   ②Na2O2   ③NaOH   ④HCl   ⑤H2O2   ⑥MgF2   ⑦NH4Cl （1）只含共价键的物质是___________(填序号，下同)。 （2）由离子键和非极性键构成的物质是____________。 （3）写出③的电子式____________。 Ⅱ、下列变化中：①蔗糖溶于水   ②硫酸氢钾熔化  ③氨气液化   ④NaCl溶于水  ⑤Na2O2溶于水  ⑥HBr溶于水 （4）只有离子键被破坏的是____________，只有共价键被破坏的是_____________。 （5）既有离子键被破坏，又有共价键被破坏的是______________。 Ⅲ、有①  ②石墨、金刚石  ③  ④这些微粒或物质。 （6）互为同位素的是_______________。 （7）互为同素异形体的是_____________。 17．下列各组物质： ①K和Ca；②和；③12C和14C；④和；⑤石墨和C60；⑥NH4CNO和CO(NH2)2；⑦T和D；⑧和；⑨氯气和液氯 （1）互为同位素的是_____________(填序号，下同)。 （2）互为同素异形体的是______________。 （3）互为同分异构体的是______________。 （4）属于同一种物质的是______________。 18．U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4是具有磁性的黑色固体，U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属，该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。 请回答下列问题： （1）V的单质分子的结构式为________；Z元素在元素周期表中的位置是______________。 （2）U元素形成的同素异形体的晶体类型可能是____________(填序号)。 ①原子晶体　 ②离子晶体　 ③分子晶体　 ④金属晶体 （3）U、V、W形成的10电子氢化物中，沸点较低的是________(填化学式)。 （4）YW2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VW，有关反应的离子方程式为____________________，由此可知VW和YW2还原性较强的是________(填化学式)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司17 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$