专题四 物质结构与性质-【步步高·考前三个月】2025年高考化学复习讲义课件（广东专用）（课件PPT+word教案）

一、原子结构与性质 1.元素周期律的应用 性质 同周期(自左而右) 同主族(自上而下) 电子层结构 层数相同 层数增大 失电子能力 减弱 增强 得电子能力 增强 减弱 金属性 减弱 增强 非金属性 增强 减弱 主要化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外) 最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性增强： H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4 碱性减弱： NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 酸性减弱：HNO3>H3PO4 碱性增强：LiOH<NaOH<KOH 非金属气态氢化物的稳定性 增强：SiH4<PH3<H2S<HCl 减弱：HF>HCl>HBr>HI 原子半径 减小：Si>P>S>Cl 增大：F<Cl<Br<I 阳离子半径 减小：Na+>Mg2+>Al3+ 增大：Li+<Na+<K+ 阴离子半径 减小：P3->S2->Cl- 增大：F-<Cl-<Br-<I- 2.1~36号元素的第一电离能(I1)变化规律 说明：①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，第ⅡA、ⅤA族反常； ②同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小。 3.元素电负性的周期性变化 一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小。 4.比较原子半径、离子半径大小的方法 一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 三看核外电子数：当核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。 1.正误判断 (1)最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族(　　) (2)第三周期元素的离子半径从左至右逐渐减小(　　) (3)CH4和SiH4中H元素化合价均为+1价(　　) (4)第ⅠA族元素与第ⅦA族元素结合时，所形成的化学键都是离子键(　　) (5) Li+比 H-多一个电子层(　　) (6)原子半径：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)(　　) (7)最高价氧化物对应的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4(　　) (8)第一电离能：I1(Al)<I1(P)<I1(S)(　　) (9)电负性：F>N>H(　　) (10)基态Cu+转化为基态Cu2+，失去3d轨道上的电子(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)×　(9)√　(10)√ 2.(2024·河北，7)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z===QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是(　　) A.原子半径：W<X<Y B.第一电离能：X<Y<Z C.单质沸点：Z<R<Q D.电负性：W<Q<R 答案　C 解析　侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。一般来说，电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：H<N<C，故A错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：C<O<N，故B错误；O2、Cl2在常温下为气体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，钠在常温下为固体，则沸点：O2<Cl2<Na，故C正确；同周期元素从左往右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性：Na<H<Cl，故D错误。 3.[2021·山东，16(2)节选]O、F、Cl电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　。  答案　F>O>Cl 4.[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是　　　　　　　　　　　　　　。I1(Be)> I1(B)> I1(Li)，原因是__________________________。  I1/(kJ·mol-1) Li 520 Be 900 B 801 Na 496 Mg 738 Al 578 答案　Na与Li同主族，Na的电子层数多，原子半径大，故第一电离能更小　Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的2s能级处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的 二、化学键　分子结构与性质 (一)化学键及分类 1.化学键的存在 2.共价键的类型 共价键 举例 说明 σ键、 π键 单键(σ键) ①相同原子之间形成的共价键可能是非极性键，也可能是极性键，如O2中的共价键是非极性键，O3中的共价键是极性键；不同原子之间形成的共价键是极性键。 ②分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。如苯分子中的大π键可表示为。 ③配位键也是共价键： A.含有常见配体的配合物举例： 注：冰晶石——六氟合铝酸钠(工业上用于电解制铝，可以降低氧化铝的熔融温度)。 B.含有特殊配体：π键配位体[CO、环戊二烯基(C5H5—)等]和螯合配位体的配合物举例： 双键(1个σ键、1个π键) 三键(1个σ键、2个π键) 大π键 配位键 ①配合物的组成。以[Cu(NH3)4](OH)2为例： 一般来说，配合物内界与外界之间为离子键，电荷相互抵消。 ②配体可能有多个配位原子与中心离子或原子形成螯合物。 以C与乙二胺形成的配离子为例： 3.共价键对物质化学性质的影响 (1)共价键的强弱对物质稳定性的影响：键能越大，键长越短，分子越稳定。 (2)共价键的极性对羧酸酸性的影响：键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+，则羧酸的酸性越大。 注意　与羧基相连的基团会影响羧基中羟基的极性。 ⅰ.烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越小； ⅱ.与羧基相邻的共价键的极性越大，通过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。 (二)分子、离子的空间结构 1.价层电子对互斥模型 (1)公式 对于ABn型分子或A型离子： 价层电子对数=×(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×n±电荷数)。 (2)注意事项 ①O、S作中心原子提供6个价电子，作配位原子不提供价电子。 ②当出现单电子时，单电子算一对。如价层电子对数为≈4。 2.VSEPR模型与中心原子杂化方式的关系 常见微粒 中心原子的 杂化方式 VSEPR模型 孤电子对数 微粒的空间结构 迁移 CH4 sp3 正四面体形 0 正四面体形 N、B、P、Cl H2O sp3 四面体形 2 V形 H2S NH3 sp3 四面体形 1 三角锥形 H3O+、NF3 BF3 sp2 平面三角形 0 平面三角形 SO3、N、C、HCHO SO2 sp2 平面三角形 1 V形 N CO2 sp 直线形 0 直线形 CS2 注意　原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。等电子体具有相同的结构特征(空间结构和化学键类型)及相近的性质。 3.中心原子的成键特点与杂化方式的关系 (1)单键C、N、O(、、—O—)：sp3杂化。 (2)双键C、N、O(、、)：sp2杂化。 (3)“==C==”：sp杂化。 (4)三键C、N(—C≡C—、—C≡N)：sp杂化。 (三)分子间作用力　分子性质 1.键的极性与分子的极性 分子类型 典型分子 键的极性 空间结构 分子极性 三原子分子 H2O、H2S、SO2 极性键 V形 极性分子 CS2、CO2 极性键 直线形 非极性分子 四原子分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 BF3、SO3 极性键 平面正三角形 非极性分子 P4 非极性键 正四面体形 非极性分子 五原子分子 CH3Cl 极性键 四面体形 极性分子 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子 2.氢键及其对物质性质的影响 氢键不属于化学键，氢键的作用力要大于范德华力。 对物理性质的影响： (1)分子间氢键使物质沸点较高 例如，沸点：NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。 (2)分子内氢键使物质的熔、沸点降低，如熔、沸点：<。 (3)使物质易溶于水：如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(分子与水分子间形成氢键)。 (4)解释一些特殊现象：例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键，体积大，密度小)。 [常考归纳] (1)σ键和π键、配位键、配位数的识别和计算 (2)键角大小的比较 ①杂化类型不同 键角：中心原子sp杂化>sp2杂化>sp3杂化。如CH4、BF3、CO2的中心原子分别为sp3、sp2和sp杂化，它们对应的键角分别为109°28'、120°、180°。 ②杂化类型相同 a.孤电子对数越多，键角越小，如键角：H2O<NH3<CH4。 b.孤电子对数相同，中心原子电负性越大，键角越大，如键角：H2O>H2S。 c.孤电子对数相同，中心原子相同，配位原子电负性越大，键角越小，如键角：NF3<NCl3。 (3)物质稳定性分析 (4)某些物质的熔点、沸点、气体溶解性分析 (5)结构型元素推断 方法技巧　熟悉常见结构中的共价键数目 (1)卤素原子或氢原子能形成一个共价键。 (2)O、S能形成两个共价键，也可能形成若干配位键。 (3)N、P能形成三个共价键，也可能形成三个共价键、一个配位键，P还能形成五个共价键。 (4)C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。 (5)B能形成三个共价键，也可以形成三个共价键、一个配位键。 1.正误判断 (1)s⁃s σ键与s⁃p σ键的电子云形状对称性相同(　　) (2)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中(　　) (3)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(　　) (4)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　　) (5)凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体(　　) (6)NH3和CH4两个分子中的中心原子N和C都是sp3杂化(　　) (7)PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果(　　) (8)P4与PC中的键角相同(　　) (9)SO2和SO3中的键角相等(　　) (10)CO2中的键角比CH4的大(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√ 2.(2024·高州市高三大联考)短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相对位置如图所示，已知戊的非金属性最强且其基态原子p轨道只有一个未成对电子。下列说法错误的是(　　) A.简单离子半径：丙>丁>戊 B.简单氢化物的沸点：乙<丙 C.简单氢化物的键角：甲>乙 D.第一电离能：甲<乙<丙<丁<戊 答案　D 解析　戊的非金属性最强且其基态原子p轨道只有一个未成对电子，则电子排布式为1s22s22p5，戊是F，则甲是Si，乙是P，丙是N，丁是O。具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大半径越小，离子半径：N3->O2->F-，A正确；NH3分子间存在氢键，沸点更高，B正确；SiH4、PH3两个分子的中心原子都是sp3杂化，PH3有一个孤电子对，键角比SiH4的小，C正确；N的2p轨道半满为稳定结构，所以第一电离能：N>O，D错误。 3.(2024·珠海二调)YX4Z常用于抗酸、治疗慢性胃炎。它所含的五种主族元素位于三个短周期，基态R原子价层电子排布为nsnnp2n，R和W位于同一主族，Y的最高价氧化物对应的水化物和简单氢化物生成离子化合物，Z的周期序数和族序数相同。下列说法正确的是(　　) A.W的氧化物对应的水化物一定是强酸 B.第一电离能：Y>R>W C.简单氢化物沸点：R>W>Y D.YX3、X3R+的VSEPR模型名称为三角锥形 答案　B 解析　由于s能级最多容纳2个电子，基态R原子价层电子排布为2s22p4，确定R为氧元素，则同一主族的W为硫元素，Y的最高价氧化物对应的水化物和简单氢化物生成离子化合物，HNO3+NH3===NH4NO3，Y为氮元素，Z的周期序数和族序数相同，可能为氢元素或铝元素，YX4Z用于抗酸、治疗慢性胃炎，可确定Z为铝元素，五种主族元素位于三个短周期，则X为氢元素，YX4Z为NH4Al。W为硫元素，氧化物对应的水化物有H2SO3，是弱酸，A错误；Y为氮元素，R为氧元素，W为硫元素，第一电离能为N>O>S，B正确；Y的简单氢化物为NH3，R的简单氢化物为H2O，W的简单氢化物为H2S，沸点由高到低顺序为H2O>NH3>H2S，C错误；YX3为NH3，X3R+为H3O+，二者的VSEPR模型名称为四面体，空间结构为三角锥形，D错误。 4.(2024·惠州二调)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z是地壳中含量最多的元素，W原子的价层电子排布为3d104s1，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是(　　) A.原子半径：Z>Y>X B.该阳离子中心离子的配位数为6 C.氢化物的沸点：Z>Y D.两种配体中的键角：X2Z>YX3 答案　B 解析　X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，则X为H ；Z是地壳中含量最多的元素，Z为O；W原子的价层电子排布为3d104s1，W为Cu；由图可以看出，连接三个键的为N，即Y为N。一般电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：Y>Z>X，A错误；没有说明为简单氢化物，故不能判断两者的氢化物的沸点，C错误；H2O中O原子有两个孤电子对，NH3中N原子只有一个孤电子对，因此H2O中孤电子对对成键电子对排斥作用更明显，键角：H2O<NH3，D错误。 5.(2023·河北，8)如图所示化合物是制备某些药物的中间体，其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素，且原子序数依次增大，分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型，Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是(　　) A.简单氢化物的稳定性：Z>Q B.第一电离能：X>Y C.基态原子的未成对电子数：X>Q D.原子半径：Z<W 答案　A 解析　由题给信息分析可知W为H，X为C，Z为O，Q为S，Y为N。非金属性：O>S，故简单氢化物的稳定性：Z(O)>Q(S)，A正确；同一周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势，故第一电离能：Y(N)>X(C)，B错误；基态原子中C的未成对电子数为2，S的未成对电子数也为2，故基态原子的未成对电子数：X(C)=Q(S)，C错误；原子半径：Z(O)>W(H)，D错误。 6.(1)AlCl3在178 ℃时升华，属于　　　　晶体，其蒸气的相对分子质量约为267，蒸气分子的结构式为 (标明配位键)，其中，Al原子的杂化方式为　　　。  (2)平面形分子中的大π键应表示为　　　　。  (3)一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构如图。 1 mol该配合物形成配位键的数目为　　　　，配位原子是　　　　　，碳原子的杂化类型有　　　　。  答案　(1)分子　sp3　(2)　(3)6NA　N、O　sp2、sp3 三、晶体结构与性质 1.不同晶体的特点比较 比较项目 离子晶体 金属晶体 分子晶体 共价晶体 概念 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 晶体微粒 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 分子 原子 微粒之间作用力 离子键 金属键 分子间作用力 共价键 物理 性质 熔、沸点 较高 有的高、有的低 低 很高 硬度 硬而脆 有的大、有的小 小 很大 溶解性 一般情况下，易溶于极性溶剂(如水)，难溶于有机溶剂 钠等可与水、醇类、酸类反应 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂 难溶于一般溶剂 2.常见共价晶体结构分析 (1)金刚石 ①每个C与相邻4个C以共价键结合，形成正四面体结构； ②键角均为109°28'； ③最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内； ④每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2； ⑤密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (2)SiO2 ①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构； ②每个正四面体占有1个Si，4个“O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2； ③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si； ④密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (3)SiC、BP、AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构； ②密度：ρ(SiC)= g·cm-3；ρ(BP)= g·cm-3；ρ(AlN)= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 3.常见分子晶体结构分析 (1)干冰 ①8个CO2位于立方体的顶角且在6个面的面心各有1个CO2； ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个； ③密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (2)白磷 ①面心立方最密堆积； ②密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 4.常见离子晶体结构分析 晶体 晶胞 配位数 NaCl Na+、Cl-的配位数均为6 CsCl Cs+、Cl-的配位数均为8 CaF2 Ca2+()的配位数为8；F-()的配位数为4 1.正误判断 (1)Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体(　　) (2)碳、硅均为第ⅣA族元素，因而CO2与SiO2的晶体类型相同(　　) (3)金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高(　　) (4)晶体熔点由低到高：CH4<SiH4<GeH4<SnH4(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√ 2.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　) A.晶体最简化学式为KCaB6C6 B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个 C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D.晶体的密度为 g·cm-3 答案　C 解析　根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，Ca个数：1，B个数：12×=6，C个数：12×=6，故其最简化学式为KCaB6C6，A正确；K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则其密度为 g·cm-3，D正确。 3.(2023·辽宁，14)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是(　　) A.图1晶体密度为 g∙cm-3 B.图1中O原子的配位数为6 C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导 答案　C 解析　根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为 g= g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30 cm3，则晶体的密度为 g·cm-3，A项正确；图1晶胞中，O位于面心，与O等距离且最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位：8×=2，O：2×=1，Cl或Br：4×=1，根据正负化合价的代数和为0，图2表示的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考前必备 专题四　物质结构与性质 一、原子结构与性质 二、化学键　分子结构与性质 内容索引 三、晶体结构与性质 性质 同周期(自左而右) 同主族(自上而下) 电子层结构 层数_____ 层数_____ 失电子能力 _____ _____ 得电子能力 _____ _____ 金属性 _____ _____ 非金属性 _____ _____ 主要化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外) 一、原子结构与性质 PART ONE 1.元素周期律的应用 相同 增大 减弱 增强 增强 减弱 减弱 增强 增强 减弱 性质 同周期(自左而右) 同主族(自上而下) 最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性增强： H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 碱性减弱： NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 酸性减弱：HNO3 H3PO4 碱性增强： LiOH NaOH KOH 非金属气态氢化物的稳定性 增强：SiH4 PH3 H2S HCl 减弱：HF HCl HBr HI 原子半径 减小：Si P S Cl 增大：F Cl Br I 阳离子半径 减小：Na+ Mg2+ Al3+ 增大：Li+ Na+ K+ 阴离子半径 减小：P3- S2- Cl- 增大：F- Cl- Br- I- < < < > > > < < < < < > > > > > > < < < > > < < > > < < < 2.1~36号元素的第一电离能(I1)变化规律 说明：①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，第ⅡA、ⅤA族反常； ②同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小。 3.元素电负性的周期性变化 一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐 ；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐 。 4.比较原子半径、离子半径大小的方法 一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 三看核外电子数：当核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。 增大 减小 1.正误判断 (1)最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族(　　) (2)第三周期元素的离子半径从左至右逐渐减小(　　) (3)CH4和SiH4中H元素化合价均为+1价(　　) (4)第ⅠA族元素与第ⅦA族元素结合时，所形成的化学键都是离子键 (　　) (5) Li+比 H-多一个电子层(　　) × × × × × 自我检测 (6)原子半径：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)(　　) (7)最高价氧化物对应的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4(　　) (8)第一电离能：I1(Al)<I1(P)<I1(S)(　　) (9)电负性：F>N>H(　　) (10)基态Cu+转化为基态Cu2+，失去3d轨道上的电子(　　) × √ × √ √ 2.(2024·河北，7)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z ===QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是 A.原子半径：W<X<Y B.第一电离能：X<Y<Z C.单质沸点：Z<R<Q D.电负性：W<Q<R √ 侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓ +NH4Cl，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。一般来说，电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：H<N<C，故A错误； 同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：C<O<N，故B错误； O2、Cl2在常温下为气体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，钠在常温下为固体，则沸点：O2<Cl2<Na，故C正确； 同周期元素从左往右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性：Na<H<Cl，故D错误。 3.[2021·山东，16(2)节选]O、F、Cl电负性由大到小的顺序为　　　　。 4.[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是___________________ _________________________________________。 I1(Be)> I1(B)> I1(Li)，原因是___________________ ____________________________________________ ____________________________________________ __________________________________________。  F>O>Cl I1/(kJ·mol-1) Li 520 Be 900 B 801 Na 496 Mg 738 Al 578 电子层数多，原子半径大，故第一电离能更小 Na与Li同主族，Na的 Li、Be和B为同周期 元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大 的趋势；但由于基态Be原子的2s能级处于全充满状 态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的 二、化学键　分子结构与性质 PART TWO (一)化学键及分类 1.化学键的存在 共价键 举例 σ键、 π键 单键(σ键)   双键(1个σ键、1个π键)   三键(1个σ键、2个π键)   大π键   2.共价键的类型 共价键 举例 配位键 ①配合物的组成。以[Cu(NH3)4](OH)2为例：   一般来说，配合物内界与外界之间为离子键，电荷相互抵消。 共价键 举例 配位键 ②配体可能有多个配位原子与中心离子或原子形成螯合物。 以C与乙二胺形成的配离子为例：   说明 ①相同原子之间形成的共价键可能是非极性键，也可能是极性键，如O2中的共价键是非极性键，O3中的共价键是极性键；不同原子之间形成的共价键是极性键。 ②分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子 数，n代表参与形成大π键的电子数。如苯分子中的大π键可表示为。 ③配位键也是共价键： A.含有常见配体的配 合物举例： 说明 注：冰晶石——六氟合铝酸钠(工业上用于电解制铝，可以降低氧化铝的熔融温度)。 B.含有特殊配体：π键配位体[CO、环戊二烯基(C5H5—)等]和螯合配位体的配合物举例：   3.共价键对物质化学性质的影响 (1)共价键的强弱对物质稳定性的影响：键能越 ，键长越 ，分子越稳定。 (2)共价键的极性对羧酸酸性的影响：键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+，则羧酸的酸性越大。 注意　与羧基相连的基团会影响羧基中羟基的极性。 ⅰ.烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越小； ⅱ.与羧基相邻的共价键的极性越大，通过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。 大 短 (二)分子、离子的空间结构 1.价层电子对互斥模型 (1)公式 对于ABn型分子或A型离子： 价层电子对数=×(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×n±电荷数)。 (2)注意事项 ①O、S作中心原子提供 个价电子，作配位原子不提供价电子。 ②当出现单电子时，单电子算一对。如价层电子对数为≈4。 6 常见微粒 中心原子的 杂化方式 VSEPR模型 孤电子对数 微粒的空 间结构 迁移 CH4 ___ __________ ___ __________ N、B、P、Cl H2O ___ _________ ___ _____ H2S NH3 ___ _________ ___ _________ H3O+、NF3 2.VSEPR模型与中心原子杂化方式的关系 sp3 正四面体形 0 正四面体形 sp3 四面体形 2 V形 sp3 四面体形 1 三角锥形 常见微粒 中心原子的 杂化方式 VSEPR模型 孤电子对数 微粒的空 间结构 迁移 BF3 ___ __________ ___ __________ SO3、N、C、HCHO SO2 ___ __________ ___ _____ N CO2 ___ _______ ___ _______ CS2 sp2 平面三角形 0 平面三角形 sp2 平面三角形 1 V形 sp 直线形 0 直线形 注意　原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。等电子体具有相同的结构特征(空间结构和化学键类型)及相近的性质。 3.中心原子的成键特点与杂化方式的关系 (1)单键C、N、O( 、 、—O—)： 杂化。 (2)双键C、N、O( 、 、 )： 杂化。 (3)“==C==”： 杂化。 (4)三键C、N(—C≡C—、—C≡N)： 杂化。 sp3 sp2 sp sp 分子类型 典型分子 键的极性 空间结构 分子极性 三原子分子 H2O、H2S、SO2 极性键 形 分子 CS2、CO2 极性键 形 分子 四原子分子 NH3 极性键 形 分子 BF3、SO3 极性键 形 分子 P4 非极性键 形 分子 五原子分子 CH3Cl 极性键 形 分子 CH4、CCl4 极性键 形 分子 (三)分子间作用力　分子性质 1.键的极性与分子的极性 V 极性 直线 非极性 三角锥 极性 平面正三角 非极性 正四面体 非极性 四面体 极性 正四面体 非极性 2.氢键及其对物质性质的影响 氢键不属于化学键，氢键的作用力要大于范德华力。 对物理性质的影响： (1)分子间氢键使物质沸点较高 例如，沸点：NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。 (2)分子内氢键使物质的熔、沸点降低，如熔、沸点： < 。 (3)使物质易溶于水：如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(分子与水分子间形成氢键)。 (4)解释一些特殊现象：例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键，体积大，密度小)。 (1)σ键和π键、配位键、配位数的识别和计算 (2)键角大小的比较 ①杂化类型不同 键角：中心原子sp杂化>sp2杂化>sp3杂化。如CH4、BF3、CO2的中心原子分别为sp3、sp2和sp杂化，它们对应的键角分别为109°28'、120°、180°。 常考归纳 ②杂化类型相同 a.孤电子对数越多，键角越小，如键角：H2O<NH3<CH4。 b.孤电子对数相同，中心原子电负性越大，键角越大，如键角：H2O>H2S。 c.孤电子对数相同，中心原子相同，配位原子电负性越大，键角越小，如键角：NF3<NCl3。 (3)物质稳定性分析 (4)某些物质的熔点、沸点、气体溶解性分析 (5)结构型元素推断 方法技巧　熟悉常见结构中的共价键数目 (1)卤素原子或氢原子能形成一个共价键。 (2)O、S能形成两个共价键，也可能形成若干配位键。 (3)N、P能形成三个共价键，也可能形成三个共价键、一个配位键，P还能形成五个共价键。 (4)C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。 (5)B能形成三个共价键，也可以形成三个共价键、一个配位键。 1.正误判断 (1)s⁃s σ键与s⁃p σ键的电子云形状对称性相同(　　) (2)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中(　　) (3)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(　　) (4)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　　) (5)凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体(　　) 自我检测 × × × √ √ (6)NH3和CH4两个分子中的中心原子N和C都是sp3杂化(　　) (7)PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果(　　) (8)P4与PC中的键角相同(　　) (9)SO2和SO3中的键角相等(　　) (10)CO2中的键角比CH4的大(　　) × × × √ √ 2.(2024·高州市高三大联考)短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相对位置如图所示，已知戊的非金属性最强且其基态原子p轨道只有一个未成对电子。下列说法错误的是 A.简单离子半径：丙>丁>戊 B.简单氢化物的沸点：乙<丙 C.简单氢化物的键角：甲>乙 D.第一电离能：甲<乙<丙<丁<戊 √ 戊的非金属性最强且其基态原子p轨道只有一个未 成对电子，则电子排布式为1s22s22p5，戊是F，则 甲是Si，乙是P，丙是N，丁是O。具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大半径越小，离子半径：N3->O2->F-，A正确； NH3分子间存在氢键，沸点更高，B正确； SiH4、PH3两个分子的中心原子都是sp3杂化，PH3有一个孤电子对，键角比SiH4的小，C正确； N的2p轨道半满为稳定结构，所以第一电离能：N>O，D错误。 3.(2024·珠海二调)YX4Z常用于抗酸、治疗慢性胃炎。它所含的五种主族元素位于三个短周期，基态R原子价层电子排布为nsnnp2n，R和W位于同一主族，Y的最高价氧化物对应的水化物和简单氢化物生成离子化合物，Z的周期序数和族序数相同。下列说法正确的是 A.W的氧化物对应的水化物一定是强酸 B.第一电离能：Y>R>W C.简单氢化物沸点：R>W>Y D.YX3、X3R+的VSEPR模型名称为三角锥形 √ 由于s能级最多容纳2个电子，基态R原子价层电子排布为2s22p4，确定R为氧元素，则同一主族的W为硫元素，Y的最高价氧化物对应的水化物和简单氢化物生成离子化合物，HNO3+NH3===NH4NO3，Y为氮元素，Z的周期序数和族序数相同，可能为氢元素或铝元素，YX4Z用于抗酸、治疗慢性胃炎，可确定Z为铝元素，五种主族元素位于三个短周期，则X为氢元素，YX4Z为NH4Al。W为硫元素，氧化物对应的水化物有H2SO3，是弱酸，A错误； Y为氮元素，R为氧元素，W为硫元素，第一电离能为N>O>S，B正确； Y的简单氢化物为NH3，R的简单氢化物为H2O，W的简单氢化物为H2S，沸点由高到低顺序为H2O>NH3>H2S，C错误； YX3为NH3，X3R+为H3O+，二者的VSEPR模型名称为四面体，空间结构为三角锥形，D错误。 4.(2024·惠州二调)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z是地壳中含量最多的元素，W原子的价层电子排布为3d104s1，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是 A.原子半径：Z>Y>X B.该阳离子中心离子的配位数为6 C.氢化物的沸点：Z>Y D.两种配体中的键角：X2Z>YX3 √ X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，则X为H ；Z是地壳中含量最多的元素，Z为O；W原子的价层电子排布为3d104s1，W为Cu；由图可以看出，连接三个键的为N，即Y为N。一般电子 层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：Y>Z>X，A错误； 没有说明为简单氢化物，故不能判断两者的氢化物的沸点，C错误； H2O中O原子有两个孤电子对，NH3中N原子只有一个孤电子对，因此H2O中孤电子对对成键电子对排斥作用更明显，键角：H2O<NH3，D错误。 5.(2023·河北，8)如图所示化合物是制备某些药物的中间体，其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素，且原子序数依次增大，分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型，Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是 A.简单氢化物的稳定性：Z>Q B.第一电离能：X>Y C.基态原子的未成对电子数：X>Q D.原子半径：Z<W √ 由题给信息分析可知W为H，X为C，Z为O，Q为S，Y为N。非金属性：O>S，故简单氢化物的稳定性：Z(O)>Q(S)，A正确； 同一周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势，故第一电离能：Y(N)>X(C)，B错误； 基态原子中C的未成对电子数为2，S的未成对电子数也为2，故基态原子的未成对电子数：X(C)=Q(S)，C错误； 原子半径：Z(O)>W(H)，D错误。 6.(1)AlCl3在178 ℃时升华，属于　　　　晶体，其蒸气的相对分子质量 约为267，蒸气分子的结构式为 (标明配位键)，其中，Al原 子的杂化方式为　　　。  (2)平面形分子 中的大π键应表示为　　　。  分子 sp3 (3)一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构如图。   1 mol该配合物形成配位键的数目为　　　，配位原子是　　 　，碳原子的杂化类型有　　 　　。  6NA N、O sp2、sp3 三、晶体结构与性质 PART THREE 1.不同晶体的特点比较 比较项目 离子晶体 金属晶体 分子晶体 共价晶体 概念 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 晶体微粒 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 分子 原子 微粒之间作用力 离子键 金属键 分子间作用力 共价键 比较项目 离子晶体 金属晶体 分子晶体 共价晶体 物理 性质 熔、沸点 较高 有的高、有的低 低 很高 硬度 硬而脆 有的大、有的小 小 很大 溶解性 一般情况下，易溶于极性溶剂(如水)，难溶于有机溶剂 钠等可与水、醇类、酸类反应 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂 难溶于一般溶剂 2.常见共价晶体结构分析 (1)金刚石 ①每个C与相邻4个C以共价键结合，形成正四面体结构； ②键角均为109°28'； ③最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内； ④每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2； ⑤密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (2)SiO2 ①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构； ②每个正四面体占有1个Si，4个“O”，因此二氧 化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2； ③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si； ④密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (3)SiC、BP、AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构； ②密度：ρ(SiC)= g·cm-3；ρ(BP)= g·cm-3；ρ(AlN) = g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 3.常见分子晶体结构分析 (1)干冰 ①8个CO2位于立方体的顶角且在6个面的面心各有1个CO2； ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个； ③密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (2)白磷 ①面心立方最密堆积； ②密度ρ= g·cm-3(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德 罗常数的值)。 晶体 晶胞 配位数 NaCl   Na+、Cl-的配位数均为6 CsCl   Cs+、Cl-的配位数均为8 CaF2   Ca2+( )的配位数为8；F-( )的配位数为4 4.常见离子晶体结构分析 1.正误判断 (1)Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体(　　) (2)碳、硅均为第ⅣA族元素，因而CO2与SiO2的晶体类型相同(　　) (3)金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高(　　) (4)晶体熔点由低到高：CH4<SiH4<GeH4<SnH4(　　) 自我检测 × × √ √ 2.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A.晶体最简化学式为KCaB6C6 B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个 C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D.晶体的密度为 g·cm-3 √ 根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，Ca 个数：1，B个数：12×=6，C个数：12×=6， 故其最简化学式为KCaB6C6，A正确； K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与 K+最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确； 根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误； 该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3， 则其密度为 g·cm-3，D正确。 3.(2023·辽宁，14)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)， 进行镁离子取代及卤素共掺 杂后，可获得高性能固体电 解质材料(图2)。下列说法错 误的是 A.图1晶体密度为 g∙cm-3 B.图1中O原子的配位数为6 C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导 √ 根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为 g= g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3 ×10-30 cm3，则晶体的密度为 g·cm-3，A项正确； 图1晶胞中，O位于面心，与O等距离且最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确； 根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位：8×=2，O：2×=1，Cl或Br： 4×=1，根据正负化合价的代数和为0，图2表示的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误； 进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确。 $$