2026届高三化学一轮复习 第五章 物质结构与性质 元素周期律

第五章 物质结构与性质 元素周期律 第20讲 原子结构 核外电子排布 明确 学习目标 课程标准 学习问题 1.结合有关数据和实验事实认识原子结构，知道元素、核素的含义。 2.了解原子核外电子的排布，能画出号元素的原子结构示意图。 3.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解构造原理，能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式。 4.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。 1.什么是能层？什么是能级？能层和能级的关系是怎样的？ 2.原子光谱是怎样产生的？原子光谱在现代化学中有哪些应用？ 3.不同能层的同种能级的电子云轮廓图相同吗？ 4.怎样判断原子核外有多少种运动状态不同的电子？怎样判断原子核外电子有多少种不同的空间运动状态？ 整合 必备知识 知识点1 原子结构 核素与同位素 1.原子的构成 （1）构成原子的微粒及作用 （2）微粒之间的数量关系 ①原子中：质子数核电荷数核外电子数； ②质量数（）质子数 中子数； ③阳离子的核外电子数质子数-阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数质子数  阴离子所带的电荷数。 （3）微粒符号周围数字的含义 2.元素、核素、同位素 （1）元素、核素、同位素的关系 （2）同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。 ②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分数一般不变。 （3）常见的重要核素及其应用 核素   用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 ［应用示例］ 现有下列9种微粒：、、、、、、 、、。按要求完成以下各题： （1） 、分别是氢元素的一种_  _  ，它们互为_  _  _  _  _  _  。 （2） 互为同素异形体的微粒是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 的中子数为，核外电子数为。 （4） 上述9种微粒中有_  _  种核素，含有_  _  种元素。 【答案】（1） 核素；同位素 （2） 、 （3） 30；24 （4） 5；5 知识点2 核外电子运动状态与排布规律 1.电子运动状态的量子力学模型描述 （1）能层：核外电子按能量不同分成能层。能层序数取一、二、三、四、五、六、七，通常用、、、、、、表示，离核距离依次变远，能量依次升高。每层最多容纳的电子数为  ，最外层电子不超过8个层为最外层时不超过2个，次外层不超过18个。 （2）能级：同一能层电子的能量也可能不同，又将其分成不同能级，通常用、、、表示且能量依次升高。 （3）电子云与原子轨道。 ①电子云：核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。因此，常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。 ②原子轨道的形状、数目及能量关系。 能级符号 轨道形状 球形 哑铃形 （中学不做要求） （中学不做要求） 伸展方向（轨道数目） 1 3 5 7 能量关系 ①同能层不同能级：       ②不同能层相同能级：       ，       （4）电子自旋：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用向上、向下箭头 和表示自旋相反的电子。 （5）各能层包含能级、原子轨道、容纳电子数目关系。 能层 能层符号 能级 原子轨道数目 最多容纳电子数目 为能层序数 一 1 2 二 、 8 三 、、 18 四 、、、 32 五 略 25 50 六 略 36 72 七 略 49 98 2.基态与激发态 原子光谱 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子。 激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 （2）原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 3.基态原子的核外电子排布规则及表示方法 （1）构造原理 以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理，如图所示： 【特别提醒】 ①构造原理用于分析“基态原子”电子排布，不能分析“激发态原子”；②构造原理是“经验性”的，是“假想”出来用于分析电子在各能级上的排布的；③洪特规则特例情况下，电子排布不完全符合构造原理。 （2）基态原子电子排布原则 ①排布规律：每个能层最多能容纳  个电子代表能层序数；最外层电子不超过8个；次外层电子不超过18个，倒数第三层不超过32个。 ②遵循原则 能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低 泡利（不相容）原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋相反，如轨道上的轨道表示式为，不能表示为 洪特规则 基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，如的轨道表示式为，不能表示为或 【特别提醒】 洪特规则特例 洪特规则并非总是成立，某些时候电子排布不符合洪特规则，这种情况称洪特规则特例。有三种特例情况如下：当能量相同的原子轨道（简并轨道）在全充满、、、半充满、、和全空、、状态时，体系的能量最低。如的基态原子电子排布式为，而不是。 （3）基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 以硫原子为例 结构示意图 电子式 电子排布式   简化电子排布式   价层电子排布式   轨道表示式（电子排布图） 价电子轨道表示式 【教考衔接】高考命题中的热点内容是基态原子（离子）电子排布式、轨道表示式、价层电子排布式的书写，此类题目常考查原子轨道处于全充满或半充满或全空状态的原子或离子，应注意避免失误。新高考中考查的形式既有选择题，又有非选择题，题目往往与元素化合物知识联系，由新情境、新素材中的元素化合物引出考查元素。 自主练习 1．钋属于极毒性放射性元素，以相同重量来比较，钋的毒性是氰化物的2.5亿倍，只需一颗尘埃大小就足以取人性命，而且没有解毒剂。下列有关说法正确的是（ ） A. 与互为同素异形体 B. 与互为同位素 C. 的质子数为84，中子数为126 D. 元素的相对原子质量为210 【答案】C 【解析】与是同种元素的不同核素，应互为同位素，错误；与为两种不同元素的核素，不能互称为同位素，错误；的质子数为84，中子数为，正确；钋的近似相对原子质量为210，钋元素的相对原子质量不是210，错误。 2．下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，正确的是（ ） A. 基态时的能量比激发态时高 B. 激发态时比较稳定 C. 由基态转化为激发态过程中吸收能量 D. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 【答案】C 【解析】同一原子处于激发态时能量较高，较不稳定，、错误；基态转化为激发态，是由低能量状态转成高能量状态，要吸收能量，正确；电子从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态时，也会产生原子光谱，错误。 3．写出下列基态原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。 （1） _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，②_  _  ，③_  _  ，④_  _  。 （2） _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，②_  _  ，③，④_  _  。 （3） _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，②_  _  ，③，④_  _  。 （4） _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，②_  _  ，③，④_  _  。 （5） _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，②_  _  ，③，④_  _  。 【答案】（1） （或）；；9；1 （2） （或）；；14；4 （3） （或）；；15；1 （4） （或）；；18；2 （5） （或）；；18；0 提升 关键能力 高考 考情概览 高考考点 2024年 2023年 2022年 2021年 考点1.原子结构 北京卷 全国乙卷 湖南卷 山东卷 北京卷 浙江6月选考 北京卷 广东卷 浙江6月选考 河北卷 考点2.核外电子运动状态与排布规律 广东卷 湖北卷 湖南卷 全国甲卷 辽宁卷 浙江1月选考 北京卷、 江苏卷 山东卷 广东卷 湖南卷 河北卷 全国甲卷 全国乙卷 广东卷 湖南卷 考点 深度剖析 考点1 原子结构 例1 [（2022·山东，3）]、的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。 下列说法正确的是（ ） A. 的中子数为2 B. 、互为同位素 C. 、可用作示踪原子研究化学反应历程 D. 自然界不存在、分子是因其化学键不稳定 【答案】B 【解析】由质量守恒，得出核素为，中子数，错误；核素为、核素为，两者互为同位素，正确；题干信息，与的半衰期很短，不适宜用作示踪原子，错误；自然界不存在、的原因为组成原子的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，并不是因为分子中的化学键不稳定，错误。 ［针对训练］ 1．[（2021·北京，2）]下列有关放射性核素氚的表述错误的是（ ） A. 原子核外电子数为1 B. 原子核内中子数为3 C. 与化学性质基本相同 D. 具有放射性 【答案】B 【解析】原子核内中子数为2。 2．[（2024·天津和平区联考）]是目前发现的最后一种元素，也是最重的一种元素，元素符号为，是人工合成的放射性稀有气体元素，它的发现标志着元素周期表第七周期被全部填满。用钙离子撞击锎靶，可以产生，其反应可表示为，下列说法错误的是（ ） A. 原子核内有176个中子，质子数为118 B. 与的化学性质几乎相同 C. 是一种性质稳定的非金属元素 D. 锎为过渡元素 【答案】C 【解析】，即。为，则其原子核内有个中子，质子数为118，正确；与互为同位素，电子数相同，基态原子电子排布式相同，化学性质几乎相同，正确；具有放射性，不稳定，错误；锎核电荷数为98，位于第七周期Ⅲ族，是一种锕系元素，属于过渡元素，正确。 【归纳总结】 原子结构与同位素的认识误区 1.原子核内不一定都有中子，如。 2.质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如与。 3.核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如与、等，与等。 4.不同的核素可能具有相同的质子数，如与；也可能具有相同的中子数，如与；也可能具有相同的质量数，如与；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如与。 5.同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。 6.不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 考点2 核外电子运动状态与排布规律 命题角度1 核外电子排布与元素推断 例2 A、B、C、D、代表前四周期的五种元素，请填空： （1） A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有两个电子，A元素原子的轨道表示式是_  _  。 （2） D元素的正三价离子的轨道为半充满，D的元素符号为_  _  _  _  _  _  ，其基态原子的价层电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 元素基态原子的层全充满，层没有成对电子，只有一个未成对电子，其基态原子的简化电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；在元素周期表中的位置是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） ； （3） ；第四周期第ⅠB族 【解析】 （1） 基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子的元素符号为，其核外电子排布式为，所以轨道表示式为。 （2） 元素的正三价离子的轨道为半充满，电子数为5，则基态原子的价层电子排布式为，应为。 （3） 元素基态原子的层全充满，层没有成对电子，只有一个未成对电子，基态原子的简化电子排布式为，应为，在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅰ族。 ［针对训练］ 3．按要求填空： （1） 基态原子核外电子的运动状态有_  _  种。 （2） 基态钛原子的价层电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，其原子核外电子的空间运动状态有种，共有种运动状态不同的电子。 （3） 基态原子价层电子的运动状态有_  _  种，若其电子排布式表示为违背了_  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 基态原子核外电子的空间运动状态有种。 （5） 比的稳定性更（填“强”或“弱”），从结构上分析，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 9 （2） ；12；22 （3） 4；洪特规则 （4） 15 （5） 强；的价层电子排布式为，处于半充满状态，故比更稳定 【归纳总结】 1.判断核外电子的空间运动状态 2.判断核外电子的运动状态 原子核外不同电子的运动状态不同，故核外电子的运动状态种类核外电子数 命题角度2 基态原子（或离子）核外电子排布的表示方法 例3 （1） [（2024·广东，19节选）]基态原子价层电子的轨道表示式为_  _  。 （2） [（2024·湖北，16节选）]基态的轨道表示式为_  _  。 （3） [（2024·湖南，16节选）]属于_  _  _  _  _  _  区元素，其基态原子的价层电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） （3） ； 【解析】 （1） 的原子序数为7，位于第二周期第Ⅴ族，基态原子价层电子的轨道表示式为。 （2） 基态的电子排布式为，其轨道表达式为。 （3） 的原子序数为29，位于第四周期第Ⅰ族，属于区元素，其基态原子的价层电子排布式为。 ［针对训练］ 4． （1） [（2023·全国乙卷）]基态原子的价电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） [（2023·北京）]基态原子价层电子排布式是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） [（2022·湖南）]基态原子的核外电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） [（2022·全国甲卷）]基态原子的价层电子排布图（轨道表示式）为_  _  。 （5） [（2022·全国乙卷）]卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：氟原子激发态的电子排布式有_  _  _  _  _  _  （填标号），其中能量较高的是_  _  _  _  。 （6） [（2022·山东）]基态原子的价层电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，在元素周期表中位置为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） （3） （4） （5） ； （6） ；第四周期第族 【归纳总结】 核外电子排布常见错误 1.在书写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误： （1）（违反能量最低原理）； （2）（违反泡利原理）； （3）（违反洪特规则）； （4）（违反洪特规则）。 2.当出现轨道时，虽然电子按、、的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把放在前，如，而失电子时，却先失轨道上的电子，如。 高考 真题集训 1．[（2024·北京，1）]我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期（放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间）长达10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是（ ） A. 的原子核内有21个中子 B. 的半衰期长，说明难以失去电子 C. 衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 D. 从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 【答案】A 【解析】的质量数为41，质子数为20，所以中子数为，正确；的半衰期长短与得失电子能力没有关系，错误；根据题意,衰变一半所需的时间要大于衰变一半所需的时间，错误；从原子束流中直接俘获原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，错误。 2．[（2022·北京，3）]（锶）的、稳定同位素在同一地域土壤中值不变。土壤生物中值与土壤中值有效相关。测定土壤生物中值可进行产地溯源。下列说法错误的是（ ） A. 位于元素周期表中第六周期第ⅡA族 B. 可用质谱法区分和 C. 和含有的中子数分别为49和48 D. 同一地域产出的同种土壤生物中值相同 【答案】A 【解析】位于元素周期表中第五周期第Ⅱ族，错误；质谱法可以测定原子的相对原子质量，和的相对原子质量不同，可以用质谱法区分，正确；的中子数为，的中子数为，正确；由题意可知，（锶）的、稳定同位素在同一地域土壤中值不变，正确。 3．按要求解答下列问题。 （1） [（2019· 全国卷Ⅰ，35节选）]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_  _  _  _  _  _  （填字母）。 A. B. C. D. （2） [（2020· 全国卷Ⅰ，35节选）]基态与离子中未成对的电子数之比为_  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） A （2） 4． （1） [（2024·全国甲卷，35节选）]ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。该族元素基态原子核外未成对电子数为_  _  ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_  _  _  _  _  _  。 （2） [（2024·山东，16节选）]在元素周期表中位于第周期_  _  _  _  _  _  族；同周期中，基态原子未成对电子数比多的元素是_  _  _  _  _  _  （填元素符号）。 【答案】（1） 2； （2） 四；； 【解析】 （1） Ⅳ族元素基态原子的价层电子排布式为，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为。 （2） 的原子序数为25，位于元素周期表第四周期族；基态的电子排布式为，未成对电子数有5个，同周期中，基态原子未成对电子数比多的元素是，基态的核外电子排布式为，有6个未成对电子。 对应训练 基础练 1．核泄漏地区可检测到的放射性元素有、、等。下列叙述正确的是（ ） A. 和形成的单质物理性质相同 B. 比多3个中子 C. 和形成的单质化学性质相同 D. 与都是铯的同素异形体 【答案】C 【解析】同位素原子形成的单质，化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，错误，正确；的中子数为，的中子数为，二者中子数相差1，错误；和互为同位素，而不是同素异形体，错误。 2．[（2024·上海闵行模拟）]元素轨道上的3个电子不同的是（ ） ①能量 ②原子轨道形状 ③原子轨道空间伸展方向 ④自旋状态 ⑤运动状态 A. ①② B. ③④ C. ③⑤ D. ②⑤ 【答案】C 【解析】①已知为15号元素，则元素轨道上的3个电子分别进入能级的不同轨道中，相同能级，不同轨道上能量相同；能级的原子轨道均为哑铃形，即原子轨道形状相同；个轨道在空间、、三个伸展方向，即原子轨道空间伸展方向不同；④根据洪特规则可知，电子进入同一能级的不同轨道时总是优先分占不同轨道，且自旋方向相同，即自旋状态相同；⑤由于3个电子分别在不同轨道上运动，故运动状态不同。综上分析可知，③⑤符合题意，正确。 3．地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大，氢包括两种稳定核素和D，氧常见的核素为、和，下列有关说法正确的是（ ） A. 和互为同分异构体，其化学性质完全相同 B. 、、互为同位素，都能与金属钠发生反应 C. 和互为同素异形体，其密度之比为 D. 电解一定量的时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为 【答案】D 【解析】同分异构体指分子式相同，结构不同的化合物，和为组成和结构都相同的单质，错误；、、互为同位素，、、既不互为同位素，也不是同素异形体，错误；和互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为，错误；电解一定量的时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为的和，其质量之比约为，正确。 4．[（2024·河北保定模拟）]已知有一个核聚变反应为。下列说法错误的是（ ） A. 常温同压下，等质量的、体积之比为 B. 与化学性质基本相同 C. 的中子数比的多 D. 能稳定存在于自然界中 【答案】D 【解析】常温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，当气体质量相同时，气体体积之比与其相对分子质量成反比，即，正确；、互为同位素，同位素及其化合物化学性质几乎相同，正确；、的中子数分别为2、1，则的中子数比的多，正确；是放射性核素，及其化合物不能稳定存在于自然界中，错误。 5．下列说法正确的是（ ） A. 、、是同一种核素 B. 同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高 C. 的半径大于的半径 D. 原子核外电子排布，先排满层再排层，先排满层再排层 【答案】B 【解析】、、质子数相同，中子数不同，是不同种核素，错误；核外电子排布中，电子离核越远，能量越高，正确；电子层结构相同，原子序数越大，离子半径越小，所以的半径小于的半径，错误；能层中能级的能量高于能层中能级能量，所以先填充满能层能级后才填充能层能级，错误。 6．许多元素及他们的化合物在科学研究和工业生产中具有很多用途。下列各项叙述错误的是（ ） A. 若硫元素基态原子的核外电子排布图为，则违反泡利原理 B. 若21号元素的基态原子电子排布式为，违反能量最低原理 C. 铍原子核外有两种能量不同的电子 D. 某原子核外电子排布由，能释放特定能量产生发射光谱 【答案】A 【解析】轨道应该尽可能分占不同的原子轨道，若硫原子核外电子排布图为则违反了洪特规则，不是违反了泡利原理，错误；元素的基态原子电子排布式违反了能量最低原理，应该为，正确；是4号元素，核外电子为4，能级有两个电子能级有2个电子，而每个能级电子的能量相同，故有核外有两种能量不同的电子，正确；能级的能量大于能级的能量，原子的电子排布式由，能量降低，所以能释放特定能量产生发射光谱，正确。 7．人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋状态相反的2个电子，称为“电子对”，将在某一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中，未成对电子数最多的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】中每个轨道上都达到饱和，未成对电子数为0；中轨道上有5个电子未成对，其他轨道上都达到饱和，未成对电子数为5；中的、轨道上各有5、1个未成对电子，未成对电子数为6；只有上有1个电子未成对，未成对电子数为1。综上分析可知，符合题意。 8．按要求书写电子排布式或轨道表示式。 （1） 基态的核外电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 基态的核外电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 基态钒原子的价层电子轨道表示式为_  _  。 （4） 基态镓原子的电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （5） 基态的价层电子轨道表示式为_  _  。 【答案】（1） （或） （2） （或） （3） （4） （或） （5） 能力练 9．下列说法正确的是（ ） A. 最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族 B. 区元素的原子一定都有轨道电子 C. 最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素 D. 基态原子价层电子排布式为的元素一定是金属元素 【答案】B 【解析】最外层电子排布式为的基态原子所对应元素不一定位于第Ⅱ族，可能位于副族或0族，如副族的或0族的，错误；区元素的基态原子都含有轨道电子，正确；最外层电子排布式为的基态原子所对应元素不一定是金属元素，如，错误；基态原子价层电子排布式为的元素，能级上最多排列2个电子，则，所以该原子价层电子排布式为，为元素，是非金属元素，错误。 10．元素周期表中铋元素的数据如图。下列说法错误的是（ ） A. 铋原子轨道的形状是球形，轨道的形状是哑铃形 B. 铋元素的相对原子质量是209.0 C. 铋原子能级中、、轨道上各有一个电子 D. 铋原子最外层有5个能量相同的电子 【答案】D 【解析】轨道的形状是球形，轨道的形状是哑铃形，正确；根据题图中信息可知，铋的相对原子质量为，正确；根据洪特规则可知，铋原子能级中、、轨道上各有一个电子，正确；铋原子最外层轨道上有2个电子，轨道上有3个电子，但、轨道上电子能量不同，错误。 11．短周期元素基态原子最外层的能级上有2个未成对电子，则关于基态原子的描述中正确的是（ ） A. 基态原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形 B. 基态原子的价层电子排布式为或 C. 基态原子的原子轨道总数为9 D. 基态原子的轨道表示式为 【答案】A 【解析】由“短周期元素基态原子最外层的能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：能级上只有2个电子，为第Ⅳ族元素，或；能级上有4个电子，为第族元素，或，故只有正确。 12． （1） 新型半导体材料如碳化硅、氮化镓等在国防技术、航空航天及技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题。 基态原子中，核外电子占据的最高能层的符号为_  _  _  _  ，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；基态原子的核外电子排布式为，其转化为下列激发态时，吸收能量最少的是_  _  _  _  （填字母）。 （2） 碘元素在元素周期表中的位置为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，碘基态原子价电子的电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。价电子共占据_  _  个轨道。 【答案】（1） ；哑铃（纺锤）形；B （2） 第五周期第族；；4 【解析】 （1） 基态原子中，核外电子占据三个能层，其中最高能层的符号为，占据最高能级为能级，电子的电子云轮廓图形状为哑铃形；基态原子的核外电子排布式为，其转化为激发态且吸收能量最少，则基态原子镓的电子进入高能级的电子最少，电子从基态进入高能级电子由多到少的顺序为，、违反洪特规则，所以所需能量最少的为。 （2） 碘是53号元素，其在周期表中的位置是第五周期第族，碘基态原子价电子排布式为；共占据1个轨道、3个轨道，共4个轨道。 13． （1） 已知、和三种元素的原子序数之和等于42。元素原子的轨道上有3个未成对电子，元素原子的最外层轨道上有2个未成对电子。与可形成化合物，元素可以形成负一价离子。 ① 元素基态原子的电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，该元素的化学符号是_  _  _  _  _  _  。 ② 元素原子的价层电子轨道表示式为_  _  ，该元素的名称是。 ③ 已知化合物在稀硫酸中可被金属锌还原为，产物还有和，该反应的化学方程式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） C、、、、、是常见的六种元素。 ① 位于元素周期表第周期第_  _  _  _  _  _  族。 ② 的基态原子核外电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；的基态原子最外层有_  _  个电子。 【答案】① （或）； ② ；氧 ③ （2） ① 三；ⅣA ② ；1 【解析】 （1） 元素原子的轨道上有3个未成对电子，为；元素原子的最外层轨道上有2个未成对电子，与可形成化合物，为；、和三种元素的原子序数之和等于42，元素可以形成负一价离子，为。 ① 元素基态原子的电子排布式为或，该元素为33号元素砷，符号是。 ② 为，其价层电子轨道表示式为，元素名称为氧。 ③ 为，为，反应中得到电子，失去电子，根据得失电子守恒配平化学方程式为。 （2） ① 是第14号元素，位于元素周期表第三周期第Ⅳ族； ② 元素是第7号元素，位于元素周期表第二周期第Ⅴ族，故其基态电子排布式为；原子价层电子层电子排布式是，所以其最外层有1个电子。 第21讲 元素周期表 元素周期律 明确 学习目标 课程标准 学习问题 1.认识元素性质与元素在周期表中位置的关系。 2.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，构建元素周期律。 3.知道元素周期表的结构，了解同周期和同主族元素性质的递变规律。 4.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。 5.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征，了解元素周期律（表）的应用价值。 1.原子核外电子排布与元素周期表有怎样的关系？ 2.原子核外电子排布与元素周期表的分区有怎样的关系？各区元素化学性质及原子价层电子排布有何特点？ 3.为什么同一元素的电离能逐级增大？为什么同一周期第Ⅱ族和第Ⅴ族元素的第一电离能比同周期的相邻元素都高，请解释原因。 4.电负性有怎样的递变规律？有哪些应用？ 整合 必备知识 知识点1 元素周期表的结构 1.元素周期表的结构 （1）编排原则 （2）结构 【注意】①第Ⅰ族元素不等同于碱金属元素，元素不属于碱金属元素。 ②元素周期表第18列是0族，不是第 族，第8、9、10三列是第 族，不是第 族。 2.原子结构与元素周期表的关系 （1）原子结构与周期的关系 原子的最大能层数周期序数 （2）原子结构与族的关系 ①主族元素的价层电子排布特点 主族 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 排布特点         主族 Ⅴ — 排布特点       — 族元素的价层电子排布：为；其他为。 ③过渡元素（副族）的价层电子排布：。 3.元素周期表分区 （1）按元素种类分区 ①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。 ②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。 ③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。 （2）按价层电子排布分区 ①元素周期表分区简图 ②各区元素化学性质及价层电子的排布特点 分区 元素分布 价层电子排布 元素性质特点 区 Ⅰ、Ⅱ族 除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应 区 Ⅲ族族、0族 （除外） 通常是最外层电子参与反应（0族除外） 区 Ⅲ族族、族（除镧系、锕系外） （除外） 轨道可以不同程度地参与化学键的形成 区 Ⅰ族、Ⅱ族 金属元素 区 镧系、锕系 镧系元素的化学性质非常相近，锕系元素的化学性质也非常相近 4.元素周期表的三大应用 （1）科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。 （2）寻找新材料 （3）用于工农业生产 对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。 ［应用示例］ 已知下列元素基态原子的核外电子排布，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在元素周期表中的位置。 元素 元素符号 原子序数 区 周期 族 _  _  _  _  _  _     _  _  _  _     _  _  _  _  _  _   _  _  _  _  _  _     _  _  _  _     _  _  _  _   _  _  _  _  _  _     _  _  _  _  _  _     _  _  _  _  _  _   _  _  _  _     _  _  _  _     _  _  _  _  _  _   价层电子轨道表示式为 _  _  _  _  _  _     _  _  _  _     _  _  _  _  _  _   【答案】； 11； ； 三； ⅠA； ； 26； ； 四； ； ； 29； ； 四； ⅠB； ； 16； ； 三； ； ； 17； ； 三； 知识点2 元素周期律 1.元素周期律 2.主族元素周期性变化规律 项目 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 原子结构 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 元素性质 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 化合价 最高正化合价：、除外，负化合价主族序数为价 相同，最高正化合价主族序数、除外 化合物性质 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性逐渐增强 碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱 碱性逐渐增强 简单气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 3.电离能 （1）概念：气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量，通常用表示，单位：  。其中，元素原子失去最外层的一个电子的电离能称为第一电离能，用符号表示。 （2）规律 ①同周期元素：从左往右，元素第一电离能呈增大的趋势，其中第Ⅱ族、第Ⅴ族元素的第一电离能出现反常。 ②同族元素：从上到下第一电离能逐渐变小。 ③同种原子：逐级电离能越来越大。 （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；反之金属性越弱。 ②判断元素的化合价 如果某元素的，则该元素的常见化合价为，如钠元素的，所以钠元素的常见化合价为。 ③判断核外电子的分层排布情况 多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。 4.电负性 （1）概念：元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在形成化学键时吸引电子的能力越强。 （2）标准 以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性（稀有气体元素未计）。 （3）变化规律 ①在元素周期表中，同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐变大，同主族元素从上至下，元素的电负性逐渐变小。 ②金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。 （4）应用 5.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（如图）的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。 6.定性判断金属性、非金属性的一般方法 金属性 ①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易，金属性越强 ②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强 ③最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 非金属性 ①与化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强 ②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强 ③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强 自主练习 1．长式周期表共有18个纵列，从左到右排为列，即碱金属为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ） A. 第9列元素中没有非金属元素 B. 只有第2列的元素原子最外层电子排布式为 C. 第四周期第9列元素是铁元素 D. 第10、11列为区 【答案】A 【解析】第9列元素是第族元素，都是金属元素，没有非金属元素，正确；第2列元素原子的最外层电子排布式为，此外的核外电子排布式是，错误；第四周期第9列元素是元素，错误；第11、12列元素为区，错误。 2．已知、、三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设的原子序数为，则下列说法错误的是（ ） A. 与的原子序数之和可能为 B. 的原子序数可能为 C. 的原子序数可能为 D. 、、一定为短周期元素 【答案】D 【解析】由于、、均为主族元素，结合其位置关系和元素周期表的结构，可推断元素一定不在第一周期，即、、不可能都在短周期，错误；若、、分别位于第三、四、五周期的右侧，则、的原子序数之和为，正确；若、、分别位于第三、四、五周期（或分别位于第四、五、六周期）的右侧，则的原子序数为，正确；若、、分别位于第四、五、六周期的右侧，则的原子序数为，正确。 3．[（2024·江苏南京模拟）]氯水和氯化镁可用于处理含磷废水：下列说法正确的是（ ） A. 半径大小： B. 酸性强弱： C. 电离能大小： D. 电负性大小： 【答案】A 【解析】电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小；则，正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性强弱，错误；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，的轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故、的第一电离能，错误；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性大小，错误。 4．[（2024·江苏扬州模拟）]太阳能电池可由、、等半导体材料构成。有关元素在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 原子半径： B. 第一电离能： C. 电负性： D. 酸性： 【答案】B 【解析】同一周期，从左至右，原子半径减小，所以，错误；同一周期，从左至右，一般来说第一电离能逐渐增大，但第Ⅲ和第例外，所以，正确；同一主族，从上至下，电负性减小，所以，错误；同一主族，从下至上，非金属性增强，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，所以酸性，错误。 提升 关键能力 高考 考情概览 高考考点 2024年 2023年 2022年 2021年 考点1.元素周期表 甘肃卷 新课标卷 全国甲卷全国乙卷 广东卷 全国甲卷 全国乙卷 广东卷 浙江6月选考 考点2.元素周期律 江苏卷 河北卷 广东卷 湖北卷 北京卷 湖南卷 湖北卷 辽宁卷 浙江6月选考 河北卷 湖南卷 全国甲卷 山东卷 湖南卷 考点 深度剖析 考点1 元素周期表 命题角度1 元素周期表的结构 例1 [（2024·浙江杭州模拟）]、、、、、六种主族元素，它们在周期表中位置如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 原子半径： B. 元素位于第二周期第ⅣA族 C. 最高价氧化物对应水化物的酸性： D. 元素的单质可作半导体材料 【答案】B 【解析】、、、、、六种主族元素，根据它们在周期表中位置可知，为、为、为、为、为、为。同周期原子半径从左到右依次减小，故原子半径，正确；为元素，原子序数为8，位于元素周期表第二周期第族，错误；元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性，正确；位于金属和非金属分界处，此处的元素多数具有半导体的性质，正确。 ［思维过程］类比元素周期表结构，推测元素种类，然后结合选项问题分析解答。 ［针对训练］ 1．根据元素周期表的结构，确定下列指定元素的原子序数。 （1） 甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第族元素，原子序数分别为、，则、的关系为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素（其中甲在上一周期），若甲的原子序数为，则乙的原子序数可能是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 若A、B是相邻周期同主族元素（A在B的上一周期），A、B所在周期分别有种和种元素，A的原子序数为，B的原子序数为，则、的关系为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 下列各表为元素周期表中的一部分，表中数字为原子序数，其中的原子序数为37的是_  _  _  _  _  _  （填字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1） 、、 （2） 、、、 （3） 或 （4） B 【归纳总结】 元素周期表中原子序数差的关系 1.同周期主族元素原子序数差的关系 （1）短周期元素原子序数差族序数差。 （2）长周期元素，两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差族序数差；两元素分布在过渡元素两侧时，第四或五周期元素：原子序数差族序数差，第六或七周期元素：原子序数差族序数差。 2.同主族、邻周期元素原子序数差的关系 （1）第Ⅰ族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。 （2）第Ⅱ族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。 （3）第Ⅲ族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。 （4）0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。 命题角度2 原子结构与元素周期表 例2 [（2024·北京大学附属中学模拟）]是钛铁矿的主要成分，在工业上可以用于制备金属钛。下列说法错误的是（ ） A. 基态价层电子排布式为 B. 在元素周期表中位于区 C. 基态价层电子轨道表示式为 D. 在元素周期表中位于第二周期第族 【答案】A 【解析】基态原子核外电子排布为，铁原子失去2个电子形成亚铁离子，价层电子排布式为，错误；铁为26号元素，在元素周期表中位于区，正确；基态原子的价电子排布式为，则价层电子轨道表示式为，正确；为8号元素，在元素周期表中位于第二周期第族，正确。 ［针对训练］ 2．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示。 （1） 在区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子的电子云形状为_  _  。 （2） 在区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，其中较稳定的是_  _  _  _  _  _  _  _  （填离子符号）。 （3） 在区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 在区中，第二周期第ⅤA族元素原子价层轨道表示式为_  _  。 （5） 当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在_  _  _  _  区中。 【答案】（1） 球形 （2） ； （3） （4） （5） 【解析】 （1） 区为第Ⅰ族、第Ⅱ族，符合条件的元素为，其电子排布式为，价层电子的电子云形状为球形。 （2） 区为第Ⅲ族~第族、第族，族序数最大且原子序数最小的为，常见离子为、，电子排布式为、，由离子的电子排布式可知的轨道“半充满”，其稳定性强于。 （3） 区符合条件的元素为，其核外电子排布式为，价层电子排布式为。 （4） 该题中符合题意的元素为，其价层电子的排布图为。 （5） 铀和钚均为锕系元素，位于区。 考点2 元素周期律 命题角度1 元素周期律的综合考查 例3 [（2023·湖南，6）]日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为。已知：、、和为原子序数依次增大的前20号元素，为金属元素。基态原子轨道上的电子数和轨道上的电子数相等，基态、、原子的未成对电子数之比为。下列说法正确的是（ ） A. 电负性： B. 原子半径： C. 和的单质都能与水反应生成气体 D. 元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性 【答案】C 【解析】基态原子轨道上的电子数与轨道上的电子数相等，可以推测为元素或元素，由荧光粉的结构可知，主要形成的是酸根离子，因此为元素；基态原子中未成对电子数为2，因此的未成对电子数为1，又因、、、的原子序数依次增大，故可能为元素、元素、元素、元素，因题目中给出为金属元素且荧光粉的结构中与化合，故为元素或元素；原子的未成对电子数为3，又因其原子序数大于，故应为元素、应为元素；从荧光粉的结构式可以看出为某价元素，故其为元素。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，根据其规律，同一周期从左到右依次增大，同一主族从上到下依次减小，故四种原子的电负性大小为，错误；同一周期原子半径从左到右依次减小，同一主族原子半径从上到下依次增大，故四种原子的原子半径大小为，错误；与水反应生成气体和，与水反应生成氢氧化钙和氢气，二者均可以生成气体，正确；元素的最高价氧化物对应的水化物为，几乎没有氧化性，错误。 ［思维过程］首先根据题中所给的信息推断出元素种类，其中突破的关键点是“基态 原子 轨道上的电子数和 轨道上的电子数相等”据此推测出 为 元素，然后结合选项问题，联系元素周期律知识分析解答。 ［针对训练］ 3．[（2024·江苏，4）]明矾可用作净水剂。下列说法正确的是（ ） A. 半径： B. 电负性： C. 沸点： D. 碱性： 【答案】B 【解析】有2个电子层，而有3个电子层，因此，的半径较大，错误；同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，和都是第族的元素，元素的电负性较大，正确；虽然的相对分子质量较大，但是分子间可形成氢键，因此的沸点较高，错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，的金属性强于，因此的碱性较强，错误。 4．[（2024·河北，7）]侯氏制碱法工艺流程中的主反应为，其中、、、、、分别代表相关化学元素。下列说法正确的是（ ） A. 原子半径： B. 第一电离能： C. 单质沸点： D. 电负性： 【答案】C 【解析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为，则可推出、、、、、分别为元素、元素、元素、元素、元素、元素。一般原子的电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径，错误；同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，第Ⅱ族、第Ⅴ族原子的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能，错误；、为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，在常温下为固体，则沸点，正确；同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元素，从上到下电负性逐渐减小，电负性，错误。 命题角度2 电离能、电负性的变化规律及应用 例4 （1） [（2023·北京，15节选）]比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） [（2022·河北，17节选）]与相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_  _  _  _  _  _  ，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性： 元素 B C 电负性 1.51 2.0 1.51 2.5 3.0 4.0 1.0 元素 电负性 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.81 已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。 ① 根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 ② 通过分析电负性值变化规律，确定镁元素电负性值的最小范围是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） ，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子 （2） ；的第一电离能失去的是电子，第二电离能失去的是的电子，的第一电离能失去的是电子，第二电离能失去的是的电子，失去2个电子后的电子处于全充满状态 （3） ① 随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化 ② ［针对训练］ 5．[（2023·浙江6月选考，11）]、、、四种短周期主族元素，原子序数依次增大。、与位于同一周期，且只有、元素相邻。基态原子核外有2个未成对电子，原子在同周期中原子半径最大。下列说法错误的是（ ） A. 第一电离能： B. 电负性： C. 、原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径： D. 与水反应生成产物之一是非极性分子 【答案】A 【解析】、、、四种短周期主族元素，原子序数依次增大。、与位于同一周期，且只有、元素相邻。基态原子核外有2个未成对电子，则为，为，为，原子在同周期中原子半径最大，则为。根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第Ⅱ族大于第Ⅲ族，第Ⅴ族大于第族，则第一电离能：，错误；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性，正确；根据同电子层结构核多径小，则、原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径，正确；与水反应生成产物之一为乙炔，乙炔是非极性分子，正确。 6． （1） 及其周期表中相邻元素的第一电离能如表所示。，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由和组成。第一电离能_  _  （填“大于”或“小于”）。原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 元素铜与镍的第二电离能分别为，，的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 碳酸锂是一种电池原料，其中所含元素的电负性从大到小的顺序是_  _  _  _   _  _  _  _   _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 与同主族，的电子层数多，原子半径大，故第一电离能更小；、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，但由于基态原子的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 （2） 大于；原子核外电子排布为全充满稳定结构，较难失电子 （3） 铜失去的是全充满的电子，镍失去的是电子 （4） ；C； 【归纳总结】 1.电负性大小判断的经验规律 元素的电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，一般来说，非金属性越强，电负性越大。 2.电离能规范答题的两个类型 （1）电离能与原子结构 答题策略：从原子核对最外层电子的吸引力来判断。 答题模板：原子比原子的半径大，且原子的核电荷数比原子的小，所以原子对最外层电子的吸引力小于，故第一电离能小于。 （2）电离能与半充满、全充满 答题策略：能量相同的原子轨道在全充满、、、半充满、、状态时，比较稳定，难失电子。 答题模板：原子的价层电子排布式为 ，处于半充满（全充满）状态，比较稳定，难失电子， 电离能大。 高考 真题集训 1．[（2024·甘肃，5）]、、、、为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18。原子核外有两个单电子，和同族，的原子序数是的一半，元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是（ ） A. 、组成的化合物有可燃性 B. 、组成的化合物有还原性 C. 、组成的化合物能与水反应 D. 、组成的化合物溶于水呈酸性 【答案】D 【解析】、、、、为短周期元素，元素的焰色试验呈黄色，为元素；和同族，的原子序数是的一半，则为、为；原子核外有两个单电子、且原子序数小于，为元素；、、、、的最外层电子数之和为18，则的最外层电子数为，可能为或。若为，与组成的化合物为烃，烃能够燃烧，若为，与组成的化合物也具有可燃性，正确；、组成的化合物中（即）元素呈价，为元素的最低价，具有还原性，正确；、组成的化合物为、，与水反应生成，与水反应生成和，正确；、组成的化合物属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，错误。 2．[（2024·广东，12）]一种可为运动员补充能量的物质，其分子结构式如图。已知、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素，和同族，则（ ） A. 沸点： B. 最高价氧化物的水化物的酸性： C. 第一电离能： D. 和空间结构均为平面三角形 【答案】D 【解析】可形成5个共价键，可形成3个共价键，和同族，原子序数比大，即为元素，为元素，可形成4个共价键，原子序数比小，即为元素，可形成1个共价键，原子序数比小，即为元素，可形成2个共价键，原子序数在和之间，即为元素。由于可形成分子间氢键，而不能，因此沸点，错误；为元素、为元素，由于非金属性，因此最高价氧化物的水化物的酸性，错误；同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，第Ⅱ族、第Ⅴ族原子第一电离能大于同周期相邻元素，即第一电离能，错误；的中心原子价层电子对数为，属于杂化，为平面三角形，的中心原子价层电子对数为，属于杂化，为平面三角形，正确。 3．[（2023·湖北，6）]、、、为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中、、相邻，的核外电子数与的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是（ ） A. 分子的极性： B. 第一电离能： C. 氧化性： D. 键能： 【答案】A 【解析】是氧化性最强的单质，则是，、、相邻，且、、为原子序数依次增加的同一短周期元素，则为，为，的核外电子数与的价层电子数相等，则为。为，为，其中前者的价层电子对数为3，空间结构为平面三角形，为非极性分子，后者的价层电子对数为4，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，为极性分子，则分子的极性：，正确；为，为，是，同一周期从左到右，第一电离能呈增大趋势，但是的价层电子排布式为，为半满稳定结构，其第一电离能大于相邻周期的元素，则第一电离能，错误；为，为，为，则为，为，两种化合物中和的化合价都是，但是的非金属性更强，故的氧化性更强，错误；为，为，是，其中对应的单质为氮气，其中包含三键，键能较大，错误。 4．[（2023·辽宁，9）]某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如图所示。、、、、是核电荷数依次增大的短周期元素，、原子序数之和等于，原子价电子数是原子价电子数的2倍。下列说法错误的是（ ） A. 与的化合物为极性分子 B. 第一电离能 C. 的氧化物是两性氧化物 D. 该阴离子中含有配位键 【答案】B 【解析】、、、、是核电荷数依次增大的短周期元素，形成1条单键且核电荷数最小，为，形成4条键，核电荷数大于，且小于其他3种元素，为，形成2条单键，核电荷数大于，为，、原子序数之和等于，为，原子价电子数为原子价电子数的2倍，为。与形成的化合物为或，均为极性分子，正确；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能，错误；为，为两性氧化物，正确；该阴离子中与之间形成配位键，正确。 对应训练 基础练 1．元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起，根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置，进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是（ ） A. 该元素位于区 B. 该元素为金属元素 C. 该元素位于第四周期第ⅢA族 D. 该元素基态原子的电子排布式为 【答案】D 【解析】33号元素，根据原子序数质子数原子核外电子数，则该元素基态原子的核外电子排布式为，能层数等于电子层数，价层电子排布式为，最外层有5个电子，则该元素位于第四周期第Ⅴ族，为非金属元素，属于区，正确。 2．[（2024·福建三明模拟）]下列关于原子核外电子排布与元素在元素周期表中位置关系的表述正确的是（ ） A. 原子的价层电子排布式为的元素一定是主族元素 B. 基态原子的能级上有5个电子的元素一定是第族元素 C. 原子的价层电子排布式为的元素一定位于第Ⅲ族 D. 基态原子的层上只有1个电子的元素一定是主族元素 【答案】B 【解析】原子的价层电子排布式为的元素不是主族元素，如、为0族元素，错误；基态原子的能级上有5个电子的元素，其价层电子排布式为，位于第族，正确；原子的价层电子排布式为的元素位于第族，是第Ⅴ族，错误；基态原子的层上只有1个电子的元素可能为、或，为主族元素，、为副族元素，错误。 3．[（2024·重庆名校联考）]软锰矿粉含有、、、、、、、等元素，下列说法正确的是（ ） A. 位于元素周期表中第族 B. 第一电离能 C. 原子核外有6种空间运动状态的电子 D. 基态原子的价层电子排布式为 【答案】C 【解析】原子序数为26，位于第四周期第族，错误；根据同周期第一电离能由左向右呈增大的趋势，的能级电子为全满结构，第一电离能大于同周期与之相邻元素，同主族从上到下第一电离能减小，则第一电离能，错误；基态镁原子的电子排布式为，核外电子共占据6个原子轨道，核外有6种空间运动状态的电子，正确；为24号元素，价层电子排布式要符合能量最低原理，为，错误。 4．[（2024·江苏徐州模拟）]磷酸的结构如图所示，则下列有关磷酸的说法错误的是（ ） A. 磷酸是三元酸 B. 可通过比较磷酸和盐酸的酸性强弱来比较、的非金属性强弱 C. 与足量水反应可能生成磷酸 D. 磷酸的氧化性弱于硝酸 【答案】B 【解析】磷酸是一种三元酸，因为它有三个可以离解的氢原子，正确；酸性强弱主要与分子结构和电负性有关，而不能直接用于比较元素的非金属性强弱，磷酸和盐酸的酸性强弱不能直接反映和的非金属性强弱，错误；与足量水反应能生成磷酸，化学方程式为，正确；磷酸的氧化性弱于硝酸，硝酸是一种强氧化剂，而磷酸的氧化性较弱，正确。 5．[（2024·山东烟台模拟）]、、、、、为短周期元素，其中的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 在元素周期表中位于区 B. 第一电离能： C. 离子半径： D. 氧化物对应水化物的酸性： 【答案】C 【解析】由题干图示信息可知，为价，原子半径最大，故为，为价，原子序数最小，为，为价，原子半径大于，故为，为价，原子半径小于，为，为价，则为，为价，则为。由分析可知，为，故在元素周期表中位于区，错误；由分析可知，为、为、为、为，为同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能，即，错误；由分析可知，为、为、为，离子半径为，即，正确；由分析可知，为、为、为，其最高价氧化物对应水化物的酸性为，即，但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律，如酸性，错误。 6．[（陕西2025高考适应性测试）]一种新型微孔材料由、、三种短周期元素组成。、的质子数之和等于的质子数，与同周期，的第一电离能比同周期相邻两原子小，基态原子能级上的电子总数与能级上的电子总数相等。下列说法正确的是（ ） A. 原子半径： B. 的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸 C. 的氢化物既具有氧化性又具有还原性 D. 的氯化物属于离子化合物 【答案】C 【解析】、、三种短周期元素，与同周期，原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等，则可能为或，为氧或镁，、的质子数之和等于的质子数，则为氧，的第一电离能比同周期相邻两原子小，为硼，那么为铝；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，原子半径：，错误；的最高价氧化物对应的水化物为硼酸，是一种弱酸，错误；的氢化物有过氧化氢和水，其中氢化合价能降低、氧化合价能升高，则既具有氧化性又具有还原性，正确；的氯化物为氯化铝，属于共价化合物，错误。 7．[（2024·湖北武汉模拟）]化合物是一种常见的有机还原剂，其结构式如图所示。其中、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法正确的是（ ） A. 原子半径： B. 键角： C. 第一电离能： D. 除以外，其他原子均满足8电子结构 【答案】D 【解析】是价离子，、、、、中序数最大，则是元素，序数最小，且只结合一个键为元素，结合四个键为元素，得一个电子后结合四个键为元素，结合一个三键为元素。原子半径，错误；是，是，是平面形结构，键角为 ，中原子有孤电子对，键角小，键角，错误；第一电离能，错误；是不能满足8电子结构，其他原子均满足8电子结构，正确。 能力练 8．[（2024·四川广元模拟）]在光照下，螺吡喃因发生开、闭环转换而变色的过程如下，下列说法错误的是（ ） A. 闭环螺吡喃有手性碳原子，开环螺吡喃没有 B. 第二电离能： C. 二者采取杂化的碳原子数相同 D. 闭环螺吡喃所含元素的原子未成对电子最多的是 【答案】C 【解析】闭环螺吡喃有手性碳原子：（数字1对应的碳原子为手性碳原子），开环螺吡喃没有，正确；的核外价层电子排布式为，的核外价层电子排布为，半满，较稳定，故的第二电离能大，正确；闭环螺吡喃中苯环和碳碳双键碳上的原子均为杂化，共14个，开环螺吡喃中苯环、碳碳双键、碳氮双键中碳原子均为杂化，共15个，杂化的碳原子数目不同，错误；闭环螺吡喃所含元素为、、、，未成对电子数分别为2、1、2、3，未成对电子最多的是，正确。 9．[（2024·北京清华附中模拟）]“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，它由、、、、五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如表： 元素 信息 基态原子只有一种形状的原子轨道填有电子，并容易形成共价键 基态原子有5个原子轨道填有电子，有2个未成对电子 最高价氧化物对应的水化物与、最高价氧化物对应的水化物都能反应 在元素周期表中位于第三周期第族 焰色试验中，透过蓝色钴玻璃观察其焰色为紫色 下列说法错误的是（ ） A. 电负性： B. 元素单质可由电解其熔融氧化物制备 C. 简单离子半径： D. 该物质是离子化合物 【答案】A 【解析】、、、、五种原子序数依次增大的元素；基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键，为；焰色试验为紫色，为；在元素周期表中位于第三周期第族，为；最高价氧化物对应的水化物与、最高价氧化物对应的水化物都能反应，则为，氢氧化铝具有两性，能和强酸、强碱反应；基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子，且、、、、形成具有净水作用的物质，则为，净水物质为含有结晶水的硫酸铝钾晶体。同周期从左到右，金属性减弱，非金属性增强，元素的电负性增强；同主族由上而下，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性，错误；单质可由电解熔融制备，正确；电子层数越多离子半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，简单离子半径，正确；该净水物质为含有结晶水的硫酸铝钾晶体，该物质中含有离子键，属于离子化合物，正确。 10．表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题。 表1 （1） 元素为26号元素，请写出其基态原子的核外电子排布式：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 、两元素的部分电离能数据如表2。 元素电离能/ 717 759 1 509 1 561 3 248 2 957 表2 比较两元素的、可知，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难。对此，你的解释是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示，其中电负性最大的是_  _  （填图1中的序号）。 图1 （5） 表1中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示，则该元素是_  _  _  _  _  _  （填元素符号）。 图2 【答案】（1） （或） （2） 电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量 （3） 的轨道电子排布为半充满状态，比较稳定 （4） 2 （5） 【解析】 （1） 26号元素是，其态原子的核外电子排布式为或。 （2） 为元素，单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时以光（子）的形式释放能量。 （3） 元素为，其基态原子电子排布式为或，的基态电子排布式为，其能级为半充满状态，相对比较稳定，当其失去第3个电子时比较困难，而的基态电子排布式为，其能级再失去一个电子即为半充满状态，故其失去第3个电子比较容易。 （4） 第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成共价晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩为气体，8种元素熔点最低的为氩，其次为氯，其中电负性最大的为氯。 （5） 由图可知，该元素的电离能远大于，故为第Ⅲ族元素，应为。 高考热点7 元素“位、构、性”关系的相互推断 题型分析 元素“位、构、性”关系的综合考查是高考的热点内容之一。元素周期律能对物质的结构、性质进行推理和预测，元素周期表更是直观明了地显示出所有化学元素间的位置、结构关系。应用元素周期律和元素周期表，既能推断原子的结构，又能预测元素的性质，如金属性、非金属性的变化，半径的变化，同时还可进行性质、实验考查，综合考查学生抽象思维能力和逻辑思维能力。 题型1 根据文字叙述进行推断 1． 新课标卷，11我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。、、、的原子序数依次增加，且、、属于不同族的短周期元素。的外层电子数是其内层电子数的2倍，和的第一电离能都比左右相邻元素的高。的层未成对电子数为4。下列叙述错误的是（ ） A. 、、、四种元素的单质中的熔点最高 B. 在的简单氢化物中原子轨道杂化类型为 C. 的氢氧化物难溶于溶液，可以溶于溶液 D. 中提供电子对与形成配位键 【答案】A 【解析】、、、的原子序数依次增加，且、、属于不同族的短周期元素，的外层电子数是其内层电子数的2倍，则为元素；每个周期的第Ⅱ族和第Ⅴ族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物中在外界，可形成简单阳离子，则属于金属元素，故和分别为和；的层未成对电子数为4，则其轨道上有4个未成对电子，其价电子排布式为，为元素，为。、、、四种元素的单质中，元素的单质形成分子晶体，和均形成金属晶体，元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，错误；的简单氢化物是，其中原子轨道杂化类型为，正确；的氢氧化物是，其属于中强碱，其难溶于水，难溶于溶液，但是，由于电离产生的可以破坏的沉淀溶解平衡，因此可以溶于溶液，正确；中提供电子对与形成配位键，正确。 2．[（2023·全国甲卷，11）]、、、为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。的最外层电子数与其层电子数相等，是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是（ ） A. 原子半径： B. 简单氢化物的沸点： C. 与可形成离子化合物 D. 的最高价含氧酸是弱酸 【答案】C 【解析】、、、为短周期主族元素，原子序数依次增大，是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则为，为，的最外层电子数与其层电子数相等，又因为的原子序数大于氧的，则的电子层为3层，最外层电子数为2，所以为，四种元素最外层电子数之和为19，则的最外层电子数为6，为。为，为，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为，错误；为，为，的简单氢化物为，含有分子间氢键，的简单氢化物为，不含氢键，所以简单氢化物的沸点为，错误；为，为，他们可形成，为离子化合物，正确；为，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，错误。 题型2 根据元素周期表片段进行推断 3．短周期元素、、、、在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 、对应的简单氢化物的稳定性前者高 B. 阴离子的还原性： C. 离子半径： D. 元素的非金属性： 【答案】A 【解析】、对应的简单氢化物分别为和，元素非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，金属性，所以的稳定性比高，错误；和的非金属性，所以阴离子的还原性，正确；和核外电子排布相同，离子半径随核电荷数的增大而减小，所以离子半径：，正确；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的束缚力逐渐减弱，所以元素的非金属性逐渐减弱，故元素的非金属性，正确。 4．[（2024·广东深圳模拟）]元素周期表对化学学科的发展起到了至关重要的作用，如图是元素周期表短周期的一部分，下列说法正确的是（ ） A. 图中四种元素电负性最大的是 B. 元素的第一电离能大小： C. 原子的价电子排布式为 D. 单质与的简单氢化物能发生置换反应 【答案】D 【解析】由图可知，、、、分别为氧、氟、磷、硫元素。图中四种元素电负性最大的是，错误；元素的第一电离能大小为，错误；原子的价电子排布式为，错误；氟单质与的简单氢化物反应生成氧气和，属于置换反应，正确。 方法指导 元素周期表片段结构型推断题一般给出两种信息： 一是给出局部的元素周期表，展示出几种不同元素的相对位置；二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质。解答此类题目时，要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质，确定该元素在周期表中的位置，然后以此为“坐标原点”，根据其他元素与该元素的位置关系，进而确定其他未知的元素。 题型3 根据原子（或分子）结构进行推断 5．[（2024·湖北，9）]主族元素、、、原子序数依次增大，、的价电子数相等，的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是（ ） A. 电负性： B. 酸性： C. 基态原子的未成对电子数： D. 氧化物溶于水所得溶液的 【答案】D 【解析】第一步，根据物质结构示意图，进行元素推断； 第二步，逐项分析。和可以形成，其中显价，因此，电负性，错误；是中强酸，而是强酸，因此，在相同条件下，后者的酸性较强，错误；只有1个电子，的轨道上有4个电子，有2个未成对电子，因此，基态原子的未成对电子数，错误；的氧化物溶于水且与水反应生成强碱，的氧化物溶于水且与水反应生成或，因此，氧化物溶于水所得溶液的的大小关系为，正确。 6．[（2024·福建泉州模拟）]某种钾盐具有鲜艳的颜色，其阴离子结构如图所示，、、、为原子序数依次增加的前四周期元素，、在第二周期且未成对电子数之比为，的最高化合价与最低化合价的代数和为4，为日常生活中应用最广泛的过渡金属。下列说法错误的是（ ） A. 的化合价为 B. 第一电离能： C. 氢化物的沸点： D. 、、均满足最外层8电子结构 【答案】C 【解析】、在第二周期且未成对电子数之比为，未成对电子数为2，的核外电子排布式为，是元素，未成对电子数为3，的核外电子排布式为，是元素，的最高化合价与最低化合价的代数和为4，结合阴离子结构图，可推知位于第族，是元素，为日常生活中应用最广泛的过渡金属，是元素，、、、分别为、、、元素。根据分析是，结合结构图可知化合价为，正确；同周期主族元素的第一电离能从左往右呈现增大的趋势，同主族元素的第一电离能从上往下逐渐减小，、、分别为、、元素，由于元素的价层电子对为半充满状态，因此第一电离能更大，故第一电离能最大的是元素，即，正确；未指明是最简单氢化物，无法比较氢化物的沸点，错误；观察结构可知，、、均满足最外层8电子结构，正确。 方法指导 注意陌生物质中各原子的成键情况和化合价等信息。 （1）化学键信息：如能形成4个共价键的元素为、，能形成2个共价键的元素为、，能形成1个共价键的元素为。 （2）根据形成的简单阴、阳离子可确定原子的最外层电子数，如和，即、原子最外层电子数分别为2和6。 （3）化合价信息：化合物中各元素化合价代数和为0，结合某些常见元素的化合价或化学键等，可确定未知元素的化合价，间接确定最外层电子数目。 对应训练 1．[（河南2025高考适应性测试）]某化合物分子式为，、、、是原子序数依次增大的短周期元素，与同主族，与质子数之和等于的质子数，最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是（ ） A. 电负性： B. 的空间结构为直线形 C. 最简单氢化物的沸点： D. 的第一电离能高于同周期相邻元素 【答案】D 【解析】、、、是原子序数依次增大的短周期元素，最外层电子数是其内层电子总数的一半且之前还有两个元素，则为;因为与同主族，则与分别可能是与或与，又因为与质子数之和等于的质子数，则与分别是与，则是，、、、依次是、、、，由此解答。同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，电负性小于，电负性小于，故电负性，错误；的空间结构为形，错误；气体之间可以形成氢键，而无氢键，则最简单氢化物的沸点，错误；的第一电离能高于同周期相邻元素，第Ⅴ族的第一电离能比相邻元素高，正确。 2．[（2024·湖北恩施联考）]前20号元素、、、的原子序数依次增大，且处于四个不同的周期和四个不同的主族。A为元素组成的单质；甲、乙、丙、丁、戊为上述四种元素中的两种或三种元素组成的化合物；常温下乙为液体。下列说法正确的是（ ） A. 简单离子半径： B. 电负性： C. 乙的热稳定性在其同主族元素最简单氢化物中最高，是因为乙分子之间能形成氢键 D. 丁和戊中阴、阳离子的个数比均为 【答案】B 【解析】前20号元素、、、的原子序数依次增大，且分列四个不同周期和四个不同主族，则为、为，、分别位于第二、第三周期；常温下乙为液体，应该为，则为；只能为、、、中的一种，为组成的单质，结合丙不可能为强酸或强碱溶液可知，应该为，为，甲为、丙为、丁、戊为氯化钙、次氯酸钙。钙离子和氯离子都含有3个电子层，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径，错误；非金属性越强，电负性越大，则电负性，正确；氧元素是其同主族元素中非金属性最强的，所以水的热稳定性在其同主族元素最简单氢化物中最高，氢键不影响热稳定性，错误；丁、戊为氯化钙、次氯酸钙，阴、阳离子的个数比均为，错误。 3．[（2023·浙江1月选考，10）]、、、、五种短周期元素，原子序数依次增大。的轨道全充满，的能级电子数量是能级的两倍，是地壳中含量最多的元素，是纯碱中的一种元素。下列说法错误的是（ ） A. 电负性： B. 最高正价： C. 与的化合物中可能含有非极性共价键 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性： 【答案】B 【解析】的能级电子数量是能级的两倍，为，的轨道全充满且原子序数比小，为，是地壳中含量最多的元素，为，、、、、五种短周期元素，原子序数依次增大，则为，是纯碱中的一种元素，则为。同一周期元素从左至右，电负性逐渐增大，电负性大于，正确；最高正价为，无最高正价，最高正价大于，错误；和形成的过氧化钠中含有非极性共价键，正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性大于，硝酸酸性强于碳酸，正确。 4．[（2024·湖南师大附中模拟）]、、、是原子序数依次增大的位于两个短周期的主族元素，、原子核外未成对电子数相同，与的简单化合物很容易液化，、核外最外层电子数之和等于核外最外层电子数。四种元素能组成一种治疗痛风症的药物，的结构简式如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 元素的第一电离能： B. 、、三种元素形成的化合物只能是共价化合物 C. 分子中，、、、四种原子均满足8电子稳定结构 D. 与、形成的化合物有可能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】D 【解析】、、、是原子序数依次增大的位于两个短周期的主族元素，结合结构简式分析，只连接一个单键，所以为；连接4个键，所以为；与的简单化合物很容易液化，且连接3个键，所以为；、核外最外层电子数之和等于核外最外层电子数，则核外最外层电子数为6，所以为元素。、、分别为、、，因为原子核外电子排布为半充满，则第一电离能大小排序为，所以元素的第一电离能，错误；、、三种元素可形成化合物，是离子化合物，错误；分子中，、、原子满足8电子稳定结构，但氢原子满足2电子稳定结构，错误；与、形成的化合物可为、、的有机物，如草酸、乙醇等，都能与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色，正确。 5．[（2024·黑龙江牡丹江模拟）]如图所示为芳香族化合物合成药物的原料的结构，其中、、、均为短周期元素且原子序数依次增大，分子中所有原子均满足稀有气体元素的稳定电子结构，原子的核电荷数是的2倍。下列说法正确的是（ ） A. 简单氢化物的沸点： B. 的第一电离能大于同周期相邻元素 C. 基态原子的未成对电子数： D. 电负性： 【答案】B 【解析】图中含有1个化学键，原子序数最小，故为，含有3个共价键，故为，根据、共价键数量和原子的核电荷数是的2倍，故为，为。水中含有氢键，沸点，错误；同周期元素，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第Ⅱ族、第Ⅴ族第一电离能大于其相邻元素，为，位于第Ⅴ族，则第一电离能大于同周期相邻元素，正确；为，为，基态原子中的未成对电子数为3个，的未成对电子数为2个，故基态原子的未成对电子数，错误；中为价，为价，则电负性，错误。 6．[（2024·贵州贵阳模拟）]某离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素、、、、组成（结构如图）。是有机物分子骨架元素，基态原子的能级电子数比能级上少1个，的一种单质在空气中易自燃。下列说法错误的是（ ） A. 第一电离能： B. 、分别与形成的最简单化合物沸点： C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性： D. 该离子液体熔点低、难挥发，可作溶剂 【答案】C 【解析】是有机物分子骨架元素，则为，基态原子的能级电子数比能级上少1个，则电子排布式为，为；的一种单质在空气中易自燃，则为，结合价键可知为，为。同周期元素由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势，同主族从上到下第一电离能减小，第一电离能，正确；、分别与形成的最简单化合物、，后者存在氢键，沸点较高，故沸点，正确；没有正价，故不存在最高价氧化物对应的水化物，错误；由题干结构可知，该离子液体属于离子化合物，熔、沸点高，即难挥发，可用作溶剂，正确。 第22讲 化学键 明确 学习目标 课程标准 学习问题 1.能说出微粒间作用（离子键、共价键、配位键和分子间作用力等）的主要类型、特征和实质。 2.能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别，能说明典型物质的成键类型。 1.共价键为什么具有方向性和饱和性？这些性质与物质的组成和结构有什么关系？ 2.一般来说，键长越短，键能越大。但为什么键键长短，键能小？ 整合 必备知识 知识点1 化学键与化合物类型 1.化学键 2.离子键与共价键 （1）概念 ①离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。 ②共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 （2）对比 项目 离子键 共价键 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键方式 得失电子形成阴、阳离子 形成共用电子对 成键条件 活泼金属元素与活泼非金属元素 一般在非金属原子之间 作用力实质 静电作用 存在举例 存在于离子化合物中，如、、、、、等 ①非金属单质，如、等；②共价化合物，如、、等；③某些离子化合物，如、等 【特别提醒】 （1）由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如中键为共价键。 （2）非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如等。 3.离子化合物与共价化合物 项目 离子化合物 共价化合物 定义 由离子键构成的化合物 以共用电子对形成分子的化合物 构成微粒 阴、阳离子 原子 化学键类型 一定含有离子键，可能含有共价键 只含有共价键 物质类别 ①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物 ①含氧酸 ②弱碱 ③气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐，如 ［应用示例］ 有以下8种物质： ⑥⑦ ⑧ 请用上述物质的序号填空： （1） 不存在化学键的是_  _  。 （2） 只存在极性共价键的是_  _  。 （3） 只存在非极性共价键的是_  _  。 （4） 既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_  _  。 （5） 只存在离子键的是_  _  。 （6） 既存在离子键又存在共价键的是_  _  。 （7） 属于离子化合物的是_  _  。 【答案】（1） ① （2） ② （3） ③ （4） ④ （5） ⑤ （6） ⑥⑦⑧ （7） ⑤⑥⑦⑧ 4.电子式的书写方法 （1）概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。 （2）书写方法 （3）电子式书写常见的误区 误区 内容 实例 误区1 漏写未参与成键的电子 的电子式误写为，应写为 误区2 化合物类型不清楚，漏写或多写［ ］及错写电荷数 误写为，应写为； 误写为，应写为 误区3 书写不规范，错写共用电子对 的电子式误写为或或 误区4 不考虑原子间的结合顺序 的电子式误写为，应写为 误区5 不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构 的电子式误写为，应写为 误区6 不考虑型离子化合物中2个是分开写还是一起写 的电子式为 的电子式为 （4）用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物 如。 ②共价化合物 如。 5.离子化合物和共价化合物的判断 （1）根据化学键的类型来判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。 （2）根据化合物的类型来判断 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 （3）根据化合物的性质来判断 熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如。 知识点2 共价键及其参数 1.共价键的本质及特征 共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。 2.分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式  键 轨道“头碰头”重叠  键 轨道“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 原子间有一个共用电子对 双键 原子间有两个共用电子对 三键 原子间有三个共用电子对 【特别提醒】 （1）只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大（大于1.7）时，不会形成共用电子对，而形成离子键。 （2）同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的共价键为极性键。 【深化拓展】 大 键及其判断 （1）概念 在一个具有平面结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心 键。这种不局限在两个原子之间的 键称为离域 键，或共轭大 键，简称大 键。 （2）形成条件 这些原子多数处于同一平面上，且具有相互平行的轨道，轨道上的电子总数小于轨道数的2倍。 （3）表示符号 ，表示相互平行的轨道的数目，表示相互平行的轨道里的电子数。理论计算证明时可形成大 键，解题时可作为验证大 键书写正误的方法。 （4）大 键中电子数的计算 ①计算步骤 确定分子中价电子总数 找出分子中的 键以及不与 键轨道平行的孤电子对的轨道 用价电子总数减去这些 键中的电子数和孤电子对中的电子数，剩余的就是填入大 键的电子数。 ②实例 分子中的大 键：中心原子的价层电子对为，为杂化，有1个孤电子对，硫原子有1个垂直于分子平面的轨道；的价电子总数为18，每个氧原子有2个容纳孤电子对的轨道不与形成大 键的轨道平行，则大 键中电子数为，故分子中的大 键表示为。 分子中的大 键：为直线形分子，中心原子为杂化，无孤电子对，另外2个未参与杂化的轨道与杂化轨道的轴呈正交关系，即相互垂直，因而分子有两个相互平行的轨道；的价电子总数为16，每个氧原子有1个容纳孤电子对的轨道不与形成大 键的轨道平行，则大 键中电子数为，则每个平行轨道里有4个电子，故分子中的大 键表示为。 （5）常见的大 键 分子（离子） （苯） 大 键 分子（离子） 吡咯 — 大 键 — （6）运用大 键解释分子的性质 ①分子稳定性强弱的比较与解释 例如：苯有离域 键，苯的离域 键表示为。使苯环具有特殊的稳定性，这是与烯烃不同的。所以苯的化学性质表现为芳香烃的性质，不易发生加成和氧化反应，易发生取代反应。 ②分子的酸碱性强弱与解释 苯酚之所以具有弱酸性，是因为苯酚中存在，类似地，酸性比强，是因为其中含有。 ③物质导热导电性的强弱比较与解释 离域 键的电子可在整个离域键的范围内运动，石墨形成很大的离域键，是它能导电的原因。从石墨剥离出的石墨烯，成键情况与石墨相似，构成石墨烯的碳原子在、和轨道上形成杂化轨道，并与相邻的碳原子形成 键，键角为 ，这种结构特别稳定，且每个碳原子的轨道上剩余1个电子，可以通过电子离域的形式形成大 键。离域的电子在晶体中还可以自由运动，这就使石墨烯具有石墨等其他纳米材料不具备的特性，例如表面积大、质量轻、导热性能好、耐高温，可做润滑剂。 3.键参数 （1）概念 （2）键参数对分子性质的影响 ①键能越大，键长越短，分子越稳定。 ② 自主练习 1．请写出下列微粒的电子式 （1） 原子：_  _  ，_  _  。 （2） 简单离子：_  _  _  _  _  _  _  _  ，_  _  。 （3） 复杂离子：_  _  ，_  _  。 （4） 离子化合物：_  _  ，_  _  ，_  _  。 （5） 非金属单质及共价化合物：_  _  ，_  _  ，_  _  。 【答案】（1） ； （2） ； （3） ； （4） ；； （5） ；； 2．在下列物质中：、、、、、、、、、。 （1） 只存在非极性键的分子是_  _  （填序号，下同）；既存在非极性键又存在极性键的分子是；只存在极性键的分子是_  _  。 （2） 只存在单键的分子是_  _  ，存在三键的分子是_  _  ，只存在双键的分子是_  _  ，既存在单键又存在双键的分子是_  _  。 （3） 只存在 键的分子是_  _  ，既存在 键又存在 键的分子是_  _  。 （4） 不存在化学键的是_  _  。 （5） 既存在离子键又存在极性键的是；既存在离子键又存在非极性键的是_  _  。 【答案】（1） ②；⑤⑩；①③⑨ （2） ①③⑤；②；⑨；⑩ （3） ①③⑤；②⑨⑩ （4） ⑧ （5） ⑥⑦；④ 提升 关键能力 高考 考情概览 高考考点 2024年 2023年 2022年 2021年 考点1.化学键类型、化合物类型的判断 河北卷甘肃卷 北京卷湖北卷新课标卷山东卷 海南卷山东卷山东卷广东卷 河北卷山东卷 考点2.共价键及其参数 甘肃卷 山东卷湖南卷 北京卷海南卷湖南卷 浙江6月选考河北卷广东卷 考点 深度剖析 考点1 化学键类型、化合物类型的判断 命题角度1 化学键类型与物质类别的关系 例1 下表中相关物质的信息都正确的一项是（ ） 选项 化学式 电子式或含有的化学键类型 物质的性质 与性质相对应的用途 A 离子键、共价键 强氧化性 消毒剂 B 不稳定，易分解 医用消毒剂 C 共价键 水溶液呈弱碱性 工业制硝酸 D 离子键 受热易分解 泡沫灭火器 【答案】A 【解析】中钠离子和次氯酸根离子之间存在离子键，、原子之间存在共价键，次氯酸钠具有强氧化性，所以可作消毒剂，正确；是共价化合物，电子式为，具有强氧化性，可用于消毒，错误；在工业上用于制取硝酸是利用其还原性，与其水溶液呈碱性无关，错误；碳酸氢钠中既存在离子键又存在共价键，碳酸氢钠可与铝离子发生相互促进的水解反应生成二氧化碳，故可用于灭火，与其稳定性强弱无关，错误。 ［针对训练］ 1．下列各组物质中化学键的类型和化合物的类型都相同的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】、都是离子化合物，且都含有离子键，是共价化合物，只含有共价键，错误；、都是共价化合物，都只含有共价键，是离子化合物，含有离子键和共价键，错误；、、都是离子化合物，但中只含有离子键，、中除了离子键还含有共价键，错误；、、都是共价化合物，都只含有共价键，正确。 2．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是（ ） A. 将通入水中 B. 氢氧化钠熔化 C. 将通入水中 D. 硫酸氢钾溶于水 【答案】D 【解析】通入水中生成，只破坏了共价键，不符合题意；熔化后电离生成、，只破坏了离子键，不符合题意；通入水中发生电离，只破坏了共价键，不符合题意；溶于水电离出、和，既破坏了离子键又破坏了共价键，符合题意。 【归纳总结】 化学键与物质类别之间的关系 命题角度2 电子式的书写及正误判断 例2 最新发现是金星大气的成分之一，化学性质与相似。分子中不含氧氧键和环状结构且每个原子均达到8电子稳定结构，则的结构式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，电子式为_  _  。 【答案】； ［针对训练］ 3．判断下列说法的正误。 （1） [（2023·浙江6月选考）]的电子式：。（ ） （2） [（2023·北京）]的电子式为。（ ） （3） [（2023·湖北）]的电子式：。（ ） （4） [（2023·浙江1月选考）]的形成过程：。（ ） （5） [（2023·湖北）]用电子式表示的形成：。（ ） （6） [（2022·浙江6月选考改编）]过氧化钠的电子式：。（ ） （7） [（2022·湖南卷改编）]氢键、离子键和共价键都属于化学键。（ ） （8） [（2022·辽宁卷改编）]电子式：。（ ） 【答案】（1） × （2） × （3） √ （4） × （5） √ （6） √ （7） × （8） × 4．已知、、均为离子化合物，分别写出三者的电子式： （1） _  _  ； （2） _  _  ； （3） _  _  。 【答案】（1） （2） （3） 考点2 共价键及其参数 命题角度1 共价键的类型及数目判断 例3 下列关于 键和 键的理解错误的是（ ） A. 含有 键的分子在进行化学反应时，分子中的 键比 键活泼 B. 在有些分子中，共价键可能只含有 键而没有 键 C. 有些原子在与其他原子形成分子时只能形成 键，不能形成 键 D. 当原子形成分子时，首先形成 键，可能形成 键 【答案】B 【解析】同一分子中的 键不如 键牢固，反应时比较容易断裂，正确；在共价单键中只含有 键，而含有 键的分子中一定含有 键，错误、正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成 键，正确。 ［针对训练］ 5．判断下列说法的正误。 （1） [（2023·湖北）]用电子云轮廓图表示的 键形成的示意图： （ ） （2） [（2023·辽宁）]中的共价键类型是非极性键。（ ） （3） [（2022·北京）]分子的共价键是 键，分子的共价键是 键。（ ） （4） [（2022·海南）]分子中只有 键。（ ） （5） [（2022·湖北）]加热条件下会分解并放出。（ ） （6） [（2022·广东）]中的键为非极性共价键。（ ） 【答案】（1） √ （2） √ （3） × （4） × （5） √ （6） √ 命题角度2 键能、键长与物质稳定性 例4 （1） 结合事实判断和相对活泼的是_  _  _  _  _  _  ，试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 键能/ 357.7 798.9 1071.9 键能/ 154.8 418.4 941.7 （2） 足球烯可用作储存氢气的材料，结构如图所示。 足球烯C60 继后，科学家合成了、，三者结构相似。下列说法正确的是_  _  _  _  _  _  （填字母）。 A. 、、都属于共价晶体 B. 由于键能小于，故的稳定性弱于 C. 由于键长小于键，所以熔沸点低于 【答案】（1） ；断开分子的第一个化学键所需要的能量比断开分子的第一个化学键所需要的能量小 （2） B 【解析】 （1） 由断开分子的第一个化学键所需要的能量比断开分子的第一个化学键所需要的能量小，可知相对更活泼。 （2） 、、都是由分子构成的，属于分子晶体，错误；键能小于，键能越小，化学键越不稳定，故的稳定性弱于，正确；和属于分子晶体，相对分子质量越大，分子晶体的熔点越高，与键能无关，错误。 ［针对训练］ 6．与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但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_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】原子半径大，原子间形成的 单键较长，轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键，不易形成双键或三键 7．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 键能/ 347.7 413.4 351 化学键 键能/ 226 318 452 （1） 硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 的稳定性小于，更易生成氧化物，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 和的键能较大，所形成的烷烃较稳定，而硅烷中和的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成 （2） 的键能大于，比稳定，而的键能却小于，所以不稳定而倾向于形成稳定性更强的 命题角度3 分子（或离子）中大键的理解与判断 例5 在多原子分子中如有相互平行的轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，电子在多个原子间运动形成 型化学键，这种不局限在两个原子之间的 键称为离域 键，简称大 键，可用符号表示，其中代表参与形成的大 键原子数，代表参与形成的大 键电子数，如苯分子中的大 键可表示为。 结构如图所示，只有一种化学环境的氢原子，其中的大 键可表示为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】 【解析】参与形成大 键的原子为4个原子，每个氮已形成3个 键，且4个原子 失去2个电子，最后氮原子剩余价电子数为，即参与形成大 键的电子数为6，原子数为4，可表示为。 ［针对训练］ 8．氯苯分子中，C采取_  _  _  _  _  _  _  _  杂化，杂化轨道分别与C、（或）形成 键，并且的轨道与C未参与杂化的轨道形成大 键，可表示为_  _  _  _  _  _  _  _  。（已知中心电子的大 键可表示为）。 【答案】； 【解析】氯苯分子中，采取杂化，垂直苯环平面方向上由6个原子（各提供1个电子）和1个原子（提供2个电子）形成7中心8电子的大 键。 9．已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的轨道，则电子可在多个原子间运动，形成“离域 键”（或大 键）。大 键可用表示，其中、分别代表参与形成大 键的原子个数和电子数，如苯分子中大 键表示为。 （1） 下列微粒中存在“离域 键”的是（填字母）。 A. B. C. D. （2） 中阴离子与互为等电子体，均为直线形结构，中的大 键可表示为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） AD （2） 【解析】 （1） 、分子中各原子共面，且原子之间均有相互平行的轨道，可以形成大 键，水分子中氢原子没有轨道，不能形成大 键，是正四面体结构，各原子不共面，不能形成大 键，因此微粒中存在“离域 键”的是。 （2） 与互为等电子体，均为直线形结构，根据二氧化碳的结构可以判断出中 键为2个，该离子中两边的氮原子各提供1个电子，中间氮原子提供2个电子形成大 键，所以形成的大 键可表示为。 高考 真题集训 1．按要求回答问题。 （1） [（2021·全国甲卷）]分子中存在_  _  个 键和_  _  个 键。 （2） [（2022·全国甲卷）]聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） [（2022·湖南）]富马酸亚铁是一种补铁剂。富马酸（）分子中 键与 键的数目比为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） [（2021·河北）]已知有关氨、磷的单键和三键的键能如表： 193 946 197 489 从能量角度看，氮以，而白磷以（）形式存在的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 2；2 （2） 键的键能大于键 （3） （4） 键的键能小于键的键能，而键的键能大于键的键能（或在原子数目相同的条件下，比的键能大，而比的键能大，键能越大越稳定） 2．[（2022·北京，9）]由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ） 化学键 键能/ 411 318 799 358 化学键 — 键能/ 452 346 222 — A. 稳定性： B. 键长： C. 熔点： D. 硬度：金刚石 晶体硅 【答案】C 【解析】键能越大，键长越短，分子越稳定，是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。 3．[（2022·海南高考，改编）]已知，的酸性比强。下列有关说法正确的是（ ） A. 的电子式为 B. 键的键长比键短 C. 分子中只有 键 D. 的酸性比弱 【答案】B 【解析】为共价化合物，原子和原子间形成共用电子对，其电子式为，错误；原子半径，故键长，正确；分子中，羧基的碳氧双键中含有 键，错误；电负性，能使上的原子具有更大的活动性，因此的酸性比强，错误。 4．（2017· 新课标Ⅱ，30节选）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（用代表），其局部结构如图所示： 中1个阴离子中的 键总数为_  _  个。分子中的大 键可用符号表示，其中代表参与形成的大 键原子数，代表参与形成的大 键电子数（如苯分子中的大 键可以表示为），则中的大 键应表示为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】5； 【解析】根据题图1个中 键总数为5个，根据信息，有6个电子可形成大 键，可用符号表示。 对应训练 基础练 1．化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是（ ） A. 中既含有离子键也含有共价键，属于离子化合物 B. 属于单质，不存在化学键 C. 中既含有离子键，又含有共价键 D. 中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物 【答案】A 【解析】中既含有离子键，也含有共价键，属于离子化合物，正确；中存在共价键，错误；中只含有离子键，错误；中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物，错误。 2．下列关于 键和 键的说法正确的是（ ） A. 键是以“头碰头”的方式形成的共价键， 键是以“肩并肩”的方式形成的共价键 B. 描述的是 键的形成过程 C. 烯烃中碳原子轨道以“头碰头”的方式重叠比以“肩并肩”的方式重叠的程度小，所以 键比 键活泼 D. 可以表示中 键和 键存在的情况 【答案】A 【解析】以“头碰头”的方式重叠，形成的是 键，“肩并肩”的方式形成的是 键，正确；项描述的是“头碰头”形成 键的过程，错误；烯烃中碳原子间形成 键时电子云的重叠程度大于“肩并肩”形成 键时电子云的重叠程度，故 键比 键活泼性差，错误；分子中两个原子“头碰头”形成1个 键，两个相互垂直的轨道“肩并肩”形成2个 键，错误。 3．下列有关化学用语表示正确的是（ ） A. 的电子式： B. 用电子式表示氧化钠的形成过程： C. 原子核中有10个中子的氧原子： D. 氮气的电子式： 【答案】B 【解析】是共价化合物，电子式为，错误；氧化钠是离子化合物，用电子式表示氧化钠的形成过程为，正确；原子核中有10个中子的氧原子，质量数为18，该原子表示为，错误；氮气分子中存在氮氮三键，氮分子的电子式为，错误。 4．晶体中两核间距约，呈共价键；激光脉冲照射时，和两核间距为，呈离子键。下列说法正确的是（ ） A. 离子化合物中不可能含共价键 B. 共价键和离子键之间没有明显界限 C. 晶体中既有离子键又有共价键 D. 晶体是离子化合物和共价化合物的混合物 【答案】B 【解析】离子化合物中可能含共价键，如过氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，错误；由题给信息可知，碘化钠晶体中核间距发生变化时，化学键的类型发生变化，所以共价键和离子键之间没有明显界限，正确；由题给信息可知，碘化钠晶体中核间距发生变化时，化学键的类型发生变化，则在状态相同时，两种原子组成的晶体中不可能同时存在离子键和共价键，错误；由碘化钠晶体的组成可知，晶体是由同种物质形成的纯净物，错误。 5．在下列的比较中错误的是（ ） A. 强度： 键 键 B. 键角： C. 键长： D. 键能： 【答案】C 【解析】 键比 键重叠程度小，形成的共价键不稳定，故强度 键 键，正确；为形结构，为直线形结构，则分子中的键角，正确；原子半径小于原子，半径越小，键长越小，故键长，错误；原子半径越小，共价键键能越大，原子半径，则共价键的键能，正确。 6．[（2024·山东青岛模拟）]工业上制备粗硅的反应为 ，若C过量，还会生成。下列叙述错误的是（ ） A. 1个分子内只含有1个 键和2个 键 B. 键能，因此甲硅烷没有甲烷稳定 C. 键长，因此熔点 D. 键长 ，因此C的还原性大于的还原性 【答案】D 【解析】与是等电子体，其结构式为，则1个分子内只含有1个 键和2个 键，正确；原子半径，共价键键长，键能，共价键的牢固程度，因此甲硅烷没有甲烷稳定，正确；原子半径，键长，共价键的牢固程度 ，因此熔点，正确；的还原性小于的还原性，错误。 7．氰气的化学式为，结构式为，性质与卤素相似，下列关于氰气的叙述正确的是（ ） A. 不和氢氧化钠溶液发生反应 B. 分子中的键长大于的键长 C. 分子中既有极性键，又有非极性键 D. 分子中含有1个 键和6个 键 【答案】C 【解析】氰气性质与卤素相似，能和氢氧化钠溶液发生反应，错误；同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中的键长小于的键长，错误；同种原子间形成非极性键，不同种原子间形成极性键，氰气分子的结构式为，既含有极性键，又含有非极性键，正确；该分子的结构式为，该分子中含有3个 键、4个 键，错误。 能力练 8．[（2024·河南郑州联考）]科学家证明氮化钒纳米粒子这种高效选择性的催化剂，能够在温和的条件下实现电化学氮气还原反应，其反应历程如图所示。 下列叙述错误的是（ ） A. 物质5为催化剂 B. 反应中进入催化位点 C. 催化剂失活本质是替代 D. 在循环中，断裂和形成了 键 【答案】D 【解析】观察循环图示，物质5参与氮还原反应，反应又生成了物质5，故物质5是催化剂，正确；比较物质1、2、3可知，物质2提供催化位点（空穴），反应中进入位点，导致活化，正确；比较物质9和物质5可知，替代导致催化剂失去活性，正确；循环中，和合成，只断裂分子中的 键，没有形成 键，错误。 9．下列常见分子中 键、 键判断正确的是（ ） A. 与结构相似，分子中 键与 键个数之比为 B. 与结构相似，分子中 键与 键个数之比为 C. 中含有的 键个数为 D. 已知反应，若该反应中有键断裂，则形成的 键个数为 【答案】C 【解析】分子的结构简式为，其中含有6个 键和3个 键，所以 键与 键数目之比为，错误；与结构相似，则分子的结构式为，其中 键与 键数目之比为，错误；的结构式为［］，所以中含有的 键数目为，正确；若该反应中有键断裂，则生成氮气形成 键的数目是，错误。 10．二茂铁分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率和去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 二茂铁中与环戊二烯离子之间为离子键 B. 环戊二烯（）中含有 键的数目为 C. 分子中存在 键 D. 的电子排布式为 【答案】C 【解析】含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键，所以二茂铁中与环戊二烯离子之间为配位键，错误；一个环戊二烯分子中含有 键的数目为11，则环戊二烯中含有 键的数目为，错误；碳碳双键之间存在 键，所以该分子中存在 键，正确；铁原子核外有26个电子，铁原子失去最外层两个电子变为亚铁离子，根据构造原理可知，亚铁离子核外电子排布式为，错误。 11． （1） 化合物A（）中含有的 键数目为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 碳酸二乙酯（）中含有 键的数目为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 中 键的数目为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） （3） 12．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。 （1） 中的化学键从形成过程来看，属于_  _  （填“ ”或“ ”）键，从其极性来看属于_  _  键。 （2） 已知与结构相似，推算分子中 键与 键数目之比为_  _  _  _  _  _  。 （3） 分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则分子中 键的数目为。 （4） 利用可以合成化工原料，分子的结构式为，每个分子内含有的 键、 键数目为_  _  _  _  _  _  （填字母）。 A. 4个 键 B. 2个 键、2个 键 C. 2个 键、1个 键 D. 3个 键、1个 键 （5） 苯分子中含有大 键，可记为（右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子）。已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，该分子中的大 键 可表示为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） ；极性 （2） （3） 30 （4） D （5） 【解析】 （5） 该化合物不能使溴的溶液褪色，说明分子结构中不存在碳碳双键，而是存在大 键；分子中的碳原子均为杂化，每个碳原子都有一个垂直于该平面的轨道（该轨道上有一个单电子）参与形成大 键，原子 键数为2，还有2个孤电子对，其中有一个垂直于该平面的轨道（该轨道上有2个电子）参与形成大 键，故参与形成大 键的电子总数为，表示为。 第23讲 分子结构与性质 明确 学习目标 课程标准 学习问题 1.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构。 2.能从微粒的空间排布及其相互作用的角度对生产、生活、科学研究中的简单案例进行分析，举例说明物质结构研究的应用价值。 1.如何根据价层电子对数确定分子的空间结构？价层电子对数相同的分子（离子）空间结构一定相同吗？ 2.分析乙烯中的杂化方式，总结原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？ 3.怎样解释卤素单质熔点、沸点的变化规律？ 4.根据氢键的相关知识分析为什么冰浮在水面上？ 整合 必备知识 知识点1 分子的空间结构 1.价层电子对互斥模型 （1）理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。 ②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。 （2）用价层电子对互斥理论推测分子的空间结构 其中：是中心原子的价电子数（阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数），是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，是与中心原子结合的原子数。 （3）示例分析 价层电子对数 键电子对数 孤电子对数 模型 分子空间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 3 3 0 平面三角形 平面三角形 2 1 形 4 4 0 正四面体形 正四面体形 三角锥形 3 1 形 2 2 ［应用示例］ （1） 利用 模型推断分子或离子的空间结构。 _  _  _  _  _  _  _  _  ；_  _  _  _  _  _  ；（共价分子）：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。 平面三角形分子：_  _  _  _  _  _  _  _  ，三角锥形分子：_  _  _  _  _  _  _  _  ，四面体形分子：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 为了解释和预测分子的空间结构，科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；另一类是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。和 都是四个原子的分子，的中心原子是_  _  _  _  ，的中心原子是_  _  _  _  ；分子的空间结构与 分子的空间结构不同的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 正四面体形；直线形；平面三角形 （2） ；； （3） 中心原子上的价电子都用于形成共价键；中心原子上有孤电子对；B；；分子中B原子的3个价电子都与 原子形成共价键，而 分子中 原子的3个价电子与 原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了 原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形 2.杂化轨道理论 （1）理论要点 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。 （2）杂化轨道与分子空间结构的关系 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 分子构型 实例 2 直线形 3 平面三角形 4 正四面体形 （3）中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断 分子 为中心原子 中心原子孤电子对数 中心原子杂化方式 分子空间结构 实例 0   直线形 1   形 2   形 0   平面三角形 1   三角锥形 【知识拓展】 等电子体理论 （1）等电子体概念：化学通式相同且价层电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征，这是等电子原理的基本观点。 （2）等电子原理的应用。 ①判断一些简单分子或离子的空间结构。 ②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。 ③利用等电子原理针对某性质找等电子体。 （3）常见的等电子体。 类型 实例 空间结构 双原子10价电子 、、 直线形 三原子16价电子 、、、、 直线形 三原子18价电子 、、 形 ［应用示例］ 写出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间结构。 （1） 分子中的C原子采取_  _  _  _  _  _  杂化，分子的结构式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，空间结构呈_  _  _  _  _  _  。 （2） 中的C原子采取_  _  _  _  _  _  _  _  杂化，分子的结构式为_  _  ，空间结构呈_  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 分子中的 原子采取_  _  _  _  _  _  _  _  杂化，分子的结构式为_  _  ，空间结构呈_  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） ；；直线形 （2） ；；平面三角形 （3） ；；形 知识点2 分子结构与物质的性质 1.分子间作用力及其对物质性质的影响 项目 范德华力 氢键 存在 分子间普遍存在 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间 特征 无方向性、无饱和性 具有一定的方向性和饱和性 强度 共价键氢键范德华力 影响其强度的因素 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大； ②分子的极性越大，范德华力越大 对于，、的电负性越大，原子的半径越小，氢键键能越大 对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点等。范德华力越大，物质的熔、沸点越高 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，分子内氢键常使物质的熔、沸点降低，对电离、溶解度等产生影响 2.分子的极性 （1）非极性分子与极性分子的判断 （2）键的极性对化学性质的影响 酸性强弱 理论解释 三氟乙酸三氯乙酸 的电负性大于的电负性，的极性大于的极性，使的极性大于的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。 三氯乙酸二氯乙酸氯乙酸 的极性的极性的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子。 甲酸乙酸丙酸 烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。 3.溶解性 （1）“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。 （2）随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 4.分子的手性 （1）手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。 （2）手性分子：具有手性异构体的分子。 （3）手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如中为手性碳原子。 知识点3 配合物与超分子 1.配位键 （1）孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称为孤电子对。 （2）配位键 ①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 ②配位键的表示：常用“ ”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如可表示为，在中，虽然有一个键形成过程与其他3个键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。 （3）配合物 配体有孤电子对，如、、、、、等。 中心原子有空轨道，如、、、等。 如 2.超分子 （1）概念 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 （2）超分子内分子间的作用力 多数人认为，超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 （3）超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。 （4）超分子的应用 在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。 自主练习 1．试回答下列问题： （1） 利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构： _  _  _  _  _  _  _  _  ；_  _  _  _  _  _  ；_  _  _  _  _  _  ； _  _  _  _  _  _  ；_  _  _  _  _  _  _  _  ；_  _  _  _  _  _  。 （2） 利用价层电子对互斥理论推断键角的大小： ① 甲醛中的键角_  _   （填“ ”“ ”或“”，下同）； ② 分子中的键角_  _   ； ③ 分子中，的键角_  _   。 【答案】（1） 平面三角形；形；直线形；形；平面三角形；直线形 （2） ① ② ③ 2．如图是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题。 甲醛分子的比例模型 甲醛分子的球棍模型 （1） 甲醛分子中碳原子的杂化方式是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，作出该判断的主要理由是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是（填序号）。 ①单键 ②双键 键 键 键和 键 （3） 甲醛分子中键与键之间的夹角_  _  （填“”“ ”或“ ”） ，出现该现象的主要原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 杂化；甲醛分子的空间结构为平面三角形 （2） ②⑤ （3） ；碳氧双键中存在 键，它对键的排斥作用较强 3．已知、均属于元素周期表的第ⅤA族元素，在第二周期，在第三周期。分子呈三角锥形，原子位于锥顶，3个原子位于锥底，间的夹角是 。 （1） 分子的空间结构为，它是一种_  _  _  _  _  _  （填“极性”或“非极性”）分子。 （2） 分子中（填“有”或“无”，下同）极性，分子极性。 （3） 是一种淡黄色油状液体，下列对的有关描述错误的是_  _  _  _  （填字母）。 .该分子呈平面三角形 .该分子中的化学键为极性键 .该分子为极性分子 .因的键能大，故稳定 【答案】（1） 非极性 （2） 有；有 （3） 【解析】 （1） 分子是正四面体形结构，是一种非极性分子。 （2） 为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键，分子的空间结构为三角锥形，正、负电荷中心不重合，为极性分子。 （3） 中原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，该分子为三角锥形，错误；、之间形成的键为极性键，正确；分子中正、负电中心不重合，故该分子为极性分子，正确；共价键的键能越大，含有该键的物质越稳定，正确。 提升 关键能力 高考 考情概览 高考考点 2024年 2023年 2022年 2021年 考点1.分子的空间结构 北京卷山东卷河北卷 北京卷湖北卷全国乙卷辽宁卷 湖北卷江苏卷江苏卷 浙江6月选考山东卷 考点2.分子的结构与性质 山东卷浙江6月选考湖北卷安徽卷 山东卷湖北卷湖南卷新课标卷 江苏卷海南卷山东卷广东卷 山东卷全国甲卷广东卷湖南卷 考点3.配合物与超分子 黑吉辽卷 北京卷全国甲卷新课标卷 山东卷海南卷湖南卷 全国乙卷 考点 深度剖析 考点1 分子的空间结构 例1 （1） [（2024·山东，16节选）]（见图）是晶型转变的诱导剂。的空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  ；中咪唑环存在大 键，则原子采取的轨道杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 某种离子液体的阳离子的结构简式如图，阴离子为。 ① 、、三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 ② 该阳离子中，带“*”的C原子的杂化轨道类型为_  _  _  _  _  _  _  _  杂化。 ③ 根据模型，的中心原子的价层电子对数为_  _  ，离子空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 正四面体形； （2） ① 、、 ② ③ 6；正八面体形 【解析】 （1） 中形成4个 键（其中有1个配位键），为杂化，空间结构为正四面体形；咪唑环存在大 键，原子形成3个 键，杂化方式为。 （2） ① 非金属性，则电负性。 ② 题中阳离子中，带“”的原子形成3个 键且无孤电子对，为杂化。 ③ 的中心原子的价层电子对数为，不含有孤电子对，离子空间结构为正八面体形。 ［针对训练］ 1．根据价层电子对互斥模型填空。 （1） 分子中，中心原子上的 键电子对数为_  _  ，孤电子对数为_  _  ，价层电子对数为_  _  ，中心原子的杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  杂化，模型为_  _  _  _  _  _  _  _  ，分子的空间结构为_  _  _  _  _  _  。 （2） 分子中，中心原子上的 键电子对数为_  _  ，孤电子对数为_  _  ，价层电子对数为_  _  ，中心原子的杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  杂化，模型为_  _  _  _  _  _  _  _  ，分子的空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 2；2；4；；四面体形；形 （2） 3；0；3；；平面三角形；平面三角形 【解析】 （1） 原子最外层有6个电子，原子最外层有7个电子。分子中，和之间形成单键，中心原子为原子，与2个原子形成 键，故 键电子对数为2，孤电子对数为，价层电子对数为 键电子对数与孤电子对数之和，即，中心原子的杂化方式为杂化，模型为四面体形，分子的空间结构为形。 （2） 的最外层有3个电子，的最外层有7个电子。分子中，中心原子上的 键电子对数为3，孤电子对数为0，价层电子对数为3，中心原子的杂化方式为杂化，模型为平面三角形，分子的空间结构为平面三角形。 2．判断下列物质中心原子的杂化方式。 （1） 分子中，的杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 分子中碳原子轨道的杂化类型是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 丙烯腈分子（）中碳原子杂化轨道类型为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气： 的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由_  _  _  _  _  _  _  _  变为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） 、 （3） 、 （4） ； 3．常用作检验的试剂，配体的中心原子的杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  ，立体构型为_  _  _  _  _  _  。大 键可用符号表示，其中代表参与形成大 键的原子数，为各原子的单电子数（形成 键的电子除外）和得电子数的总和（如苯分子中的大 键可表示为），则中大 键应表示为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 形； 【解析】配体的中心原子的价层电子对数为，且含有一对孤电子对，故中原子的杂化方式是杂化，立体构型是形，中参与形成大 键的原子数为3，中心原子采取杂化，所以中心原子中有1对孤电子对没有参与形成大 键，则参与形成大 键的电子数为，故中大 键可表示为。 【归纳总结】 “四方法”判断分子中中心原子的杂化类型 1.根据杂化轨道的立体构型判断 （1）若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生杂化。 （2）若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生杂化。 （3）若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生杂化。 2.根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为，则分子的中心原子发生杂化；若杂化轨道之间的夹角为 ，则分子的中心原子发生杂化；若杂化轨道之间的夹角为 ，则分子的中心原子发生杂化。 3.根据中心原子的价层电子对数判断 如中心原子的价层电子对数为4，是杂化，为3是杂化，为2是杂化。 4.根据分子或离子中有无 键及 键数目判断 如没有 键为杂化，含1个 键为杂化，含2个 键为杂化。 考点2 分子的结构与性质 命题角度1 键的极性与分子的极性 例2 [（2023·山东，3）]下列分子属于极性分子的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根据价层电子对互斥模型可知，的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，的空间结构为直线形，正、负电荷中心重合，为非极性分子；的中心原子的价层电子对数为，有一个孤电子对，的空间结构为三角锥形，正、负电荷中心不重合，为极性分子；的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，的空间结构为平面正三角形，正、负电荷中心重合，为非极性分子；的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，的空间结构为正四面体，正、负电荷中心重合，为非极性分子。 ［思维过程］首先分析分子的空间结构，然后根据分子是否对称判断分子的极性。 ［针对训练］ 4．在、、、、、分子中： （1） 以非极性键相结合的非极性分子是_  _  _  _  _  _  。 （2） 以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是_  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是_  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是_  _  _  _  _  _  _  _  。 （5） 以极性键相结合，具有形结构的极性分子是_  _  _  _  _  _  _  _  。 （6） 以极性键相结合，而且分子极性最大的是_  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） （3） （4） （5） （6） 【解析】 4．不同元素间形成的共价键均为极性键，相同元素间形成的共价键为非极性键，正、负电荷中心重合的为非极性分子，不重合的为极性分子。 5．如图所示是过氧化氢分子的空间结构示意图。 （1） 写出过氧化氢分子的电子式：_  _  。 （2） 下列关于过氧化氢的说法中正确的是（填序号）。 ①分子中有极性键 ②分子中有非极性键 ③氧原子的轨道发生了杂化 ④共价键是 键 ⑤分子是非极性分子 （3） 过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；过氧化氢易溶于水，主要原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） ①② （3） 分子是极性分子，分子是非极性分子；分子与分子之间形成氢键 【解析】 5．在分子中，键是极性键，键是非极性键。由于分子具有图中所示的空间结构，所以分子是极性分子。借助分子中氧原子发生的原子轨道杂化可知，分子中氧原子的原子轨道杂化方式是，所以共价键不是 键。分子中的键决定了分子之间存在氢键。分子是极性分子，分子是非极性分子，分子和分子之间不能形成氢键，且和不发生化学反应，所以过氧化氢难溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理解释。分子和分子中都含有键，所以分子与分子之间可形成氢键，氢键的形成能增大物质的溶解度。 【归纳总结】 键的极性、分子空间结构与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性 、 非极性键 直线形 非极性分子 、 极性键 直线形 极性分子 、 极性键 直线形 非极性分子 极性键 形 极性分子 、 极性键 形 极性分子 极性键 平面正三角形 极性分子 极性键 三角锥形 极性分子 、 极性键 正四面体形 非极性分子 命题角度2 分子间作用力对物质性质的影响 例3 （1） [（2024·山东，16节选）]可作转化为的催化剂（如图）。的熔点远大于，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） [（2024·浙江6月选考，17节选）]化合物、、和的结构如图2。 图2 、和中羟基与水均可形成氢键（），按照氢键由强到弱对三种酸排序_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，请说明理由_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 ②已知、钠盐的碱性，请从结构角度说明理由_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 形成的分子间氢键更多 （2） ；、、的电负性逐渐减小，键的极性：，使得、、中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与形成的氢键逐渐增强；的原子半径大于的原子半径，键的键能小于键，同时可形成分子间氢键，使得比更易电离出，酸性，的水解能力大于 【解析】 （1） 由和的结构可知，和均能形成分子间氢键，但形成的分子间氢键更多，使得的熔点远大于。 （2） 、、的电负性逐渐减小，键的极性：，使得、、中羟基的极性逐渐增大，从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为。、钠盐的碱性，说明酸性，原因是：的原子半径大于的原子半径，键的键能小于键，同时可形成分子间氢键，使得比更易电离出，酸性，的水解能力大于，钠盐的碱性。 ［思维过程］分子晶体熔、沸点的高低与分子间作用力和氢键有关，解答本题可从氢键的强弱、氢键的数目进行思考分析。 ［针对训练］ 6．有关分子的溶解性，解答下列各题。 （1） 不溶于有机溶剂而、、能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 、、都极易溶于水的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 为离子化合物，、、的化学键以共价键为主，极性较小 （2） 、、都是极性分子，且都能与形成氢键 7．有关分子的熔点、沸点，解答下列各题。 （1） 乙二胺分子中氮原子杂化类型为，乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 丙酸钠和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸和氨基乙酸，常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 硝酸和尿素（）的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 苯胺（）与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点、沸点分别高于甲苯的熔点、沸点，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （5） 两个甲酸分子通过氢键形成二聚体（含八元环），写出二聚体结构简式：_  _  。 （6） 如图为的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （7） 在低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 （2） 羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键 （3） 尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔、沸点降低 （4） 苯胺分子之间存在氢键 （5） （6） 相对分子质量大，分子间范德华力大 （7） ；与均为极性分子，中氢键比甲醇多；与均为非极性分子，相对分子质量较大，范德华力较大 命题角度3 手性碳原子的判断 例4 [（2023·海南，12改编）]闭花耳草是海南传统药材，具有消炎功效。车叶草苷酸是其活性成分之一，结构简式如图所示。用“*”标出分子中的手性碳原子。 【答案】 ［针对训练］ 8．维生素C的结构简式是，它能防治坏血病，该分子中有几个手性碳原子（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】该分子中属于手性碳原子的是左边第二、三号碳，它们均是连接四个不同原子或原子团的碳原子，所以含有2个手性碳原子。 9．分子中有_  _  个手性碳原子。 【答案】4 方法指导 环上手性碳原子判断 （1）碳原子除了形成环之外连接两个不同原子或基团，同时通过该碳原子环无对称面（），标有*的碳原子属于手性碳原子。 （2）如果碳原子连接多个环，通过该碳原子的环无对称面，则有手性（）碳原子。 考点3 配合物与超分子 命题角度1 配合物 例5 [（2023·全国甲卷，35节选）]将酞菁-钴钛-三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题： （1） 酞菁和钴酞菁的分子结构如图1所示。 图1 酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是_  _  （填图2酞菁中原子的标号）。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_  _  _  _  _  _  ，氮原子提供孤电子对与钴离子形成_  _  键。 （2） 气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图2所示，二聚体中的轨道杂化类型为_  _  _  _  _  _  _  _  。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为_  _  键。 图2 的分子结构 【答案】（1） ③；；配位 （2） ；离子 【解析】 （1） 已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的原子和所有的原子均为杂化，且分子中存在大 键，其中标号为①和②的原子均有一对电子占据了一个杂化轨道，其轨道只能提供1个电子参与形成大 键，标号为③的原子的轨道能提供一对电子参与形成大 键，因此标号为③的原子形成的键易断裂从而电离出；钴酞菁分子中，失去了2个的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为，氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。 （2） 由的空间结构结合相关元素的原子结构可知，原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中的轨道杂化类型为。的熔点为，远高于的，由于的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。 ［思维过程］根据配位键的定义，分析图像中氮原子的杂化形式及化学键的稳定性，确定转化后哪个单原子易提供孤电子对形成配位键。 ［针对训练］ 10．关于化学式为的配合物，下列说法正确的是（ ） A. 配位体是和，配位数是8 B. 中心离子是，配离子是 C. 内界和外界中的数目比是 D. 在该配合物中加入足量溶液，可以得到沉淀 【答案】C 【解析】配合物中配位体是和，配位数是6，错误；中心离子是，错误；加入足量溶液，外界与反应，内界不与反应，该配合物只能生成沉淀，错误。 11．过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。下列有关该配离子的说法正确的是（ ） A. 该配离子中含有 键的个数是 B. 该配离子中碳原子的杂化类型均为杂化 C. 该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳 D. 该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键 【答案】A 【解析】根据配离子结构示意图可知，该配离子中含有 键的个数是，即，正确；该配离子中碳原子的杂化类型有、杂化，错误；该配离子含有的非金属元素有、、，电负性最大的是氧，错误；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，错误。 【归纳总结】 熟练掌握常见配合物的结构与性质 配合物的组成 ［中心原子或离子（配体）［外界］（有些无外界） 典型配合物 中心离子 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 配体结构特点 分子或离子必须含有孤电子对（如、、、、等） 配位数 4 3 2 外界 无 颜色 深蓝色 血红色 无色 配离子所含化学键 配体通过配位键与中心离子结合 配合物所含化学键 配位键、离子键，配体或外界中可能还含有共价键 配合物的常见性质 较多属于离子化合物，多数能溶解、能电离，多数有颜色 金属羰基配合物 是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基镍。在许多有机化合物的合成反应中，金属羰基配合物常常作为这些反应的催化剂 命题角度2 超分子 例6 [（2024· 黑吉辽，9）]环六糊精（吡喃葡萄糖缩合物）具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是（ ） 图1 图2 图3 A. 环六糊精属于寡糖 B. 非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子 C. 图2中甲氧基对位暴露在反应环境中 D. 可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚 【答案】B 【解析】糖水解后能产生单糖的糖称为寡糖或者低聚糖，环六糊精是葡萄糖的缩合物，属于寡糖，正确；要和环六糊精形成超分子，该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸，故不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包合形成超分子，错误；由于环六糊精腔内极性小，可以将苯环包合在其中，腔外极性大，故将极性基团甲氧基暴露在反应环境中，正确；环六糊精空腔外有多个羟基，可以和水形成分子间氢键，故环六糊精能溶解在水中，而氯代苯甲醚不溶于水，所以可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚，正确。 ［思维过程］根据题中示意图，分析选项问题，应注意根据超分子的两个重要特征之一的分子识别可直接判断B项说法错误。 ［针对训练］ 12．冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并冠与形成的配离子的结构如图所示，下列说法错误的是（ ） 冠醚 冠醚空腔直径/ 适合的粒子（直径/ ） 冠 冠 、 冠 A. 冠醚可以用来识别碱金属离子 B. 二苯并冠也能适配 C. 该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 D. 一个配离子中配位键的数目为6 【答案】B 【解析】由题表知，碱金属离子在冠醚空腔直径范围内，可以识别碱金属离子，正确；半径小于，则直径小于，二苯并冠不能适配，错误；该冠醚分子中苯环碳原子为杂化、其他碳链上的碳原子为杂化，正确；由结构简式可知，一个配离子中配位键的数目为6，正确。 13．我国科学家发现“杯酚”能与形成超分子，从而识别和，下列说法错误的是（ ） A. “杯酚”能与形成分子间作用力 B. 操作①是过滤；操作③是蒸馏 C. 上述方法能实现与分离 D. 溶剂甲苯属于极性分子，而氯仿属于非极性分子 【答案】D 【解析】“杯酚”能与通过形成分子间作用力而形成超分子，正确；操作①得到溶于甲苯的和不溶于甲苯的超分子，是过滤；操作③得到易挥发的氯仿，为蒸馏操作，正确；根据信息，通过操作①能实现与分离，正确；氯仿不是正四面体结构，是极性分子，苯是非极性分子，而苯分子的一个原子被甲基取代后形成甲苯为极性分子，错误。 高考 真题集训 1．[（2024·湖北，8）]结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是（ ） 选项 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性 C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 【答案】B 【解析】甘油分子中有3个羟基，分子间可以形成更多的氢键，且元素的电负性较大，故其分子间形成的氢键较强，因此甘油是黏稠液体，正确；王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有增强浓硝酸的氧化性，而是通过形成配合物增强了铂的还原性，错误；冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，冰的密度小于干冰，正确；石墨属于混合型晶体，在石墨的二维平面结构内，每个碳原子以键与相邻的3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用3个价电子通过杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的未杂化的轨道上，层内碳原子的这些轨道相互平行，相邻碳原子轨道相互重叠形成大 键，这些轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，正确。 2．[（2024·河北，9）]是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：。下列有关化学用语或表述正确的是（ ） A. 的形成过程可表示为 B. 中的阴、阳离子有相同的模型和空间结构 C. 在、石墨、金刚石中，碳原子有、和三种杂化方式 D. 和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 【答案】B 【解析】是共价化合物，其电子式为，的形成过程可表示为，错误；中的中心原子孤电子对数为，价层电子对数为4，的中心原子孤电子对数为，价层电子对数为4，则二者的模型和空间结构均为正四面体形，正确；、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为、，共有2种杂化方式，错误；易液化，其气化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，分子间作用力为氢键和范德华力，分子间仅存在范德华力，错误。 3．[（2024·甘肃，14）]温室气体在催化剂作用下可分解为和，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是（ ） A. 相同条件下比稳定 B. 与的空间结构相同 C. 中键比键更易断裂 D. 中 键和大 键的数目不相等 【答案】D 【解析】分子中存在，分子中存在双键，但是其键能小于，因此，相同条件下比稳定，正确；与均为的等电子体，故其均为直线形分子，两者空间结构相同，正确；的中心原子是，其在催化剂作用下可分解为和，说明中键比键更易断裂，正确；中 键和大 键的数目均为2，因此， 键和大 键的数目相等，错误。 4．[（2024·安徽，15节选）]可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为而不是的原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （a） （b） 【答案】结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于，故不能被氧化成结构 5．[（2023·全国乙卷，35节选）]中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物。回答下列问题： 已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/ 800.7 与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。的空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  ，其中的轨道杂化形式为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而为分子晶体； 、、均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大； 正四面体； 【解析】与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，、、熔点变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：、、均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。的空间结构为正四面体，其中的价层电子对数为4，因此的轨道杂化类型为。 6．[（2023·湖南，17节选）] 物质 沸点/ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： 比较分子中的键角大小：_  _  （填“ ”“ ”或“”），其原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 中为杂化，而中为杂化，故中的键角较小 对应训练 基础练 1．中科院国家纳米科学中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中错误的是（ ） A. 卤化氢中，的沸点最高，是由于分子间存在氢键 B. 邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低 C. 的沸点比的沸点高，是由于水中氢键键能大 D. 氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关 【答案】C 【解析】分子之间存在氢键，故熔、沸点相对较高，正确；能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高，邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，正确；分子最多与周围分子形成4个氢键，而分子最多与周围分子形成两个氢键，氢键越多，熔、沸点越高，所以的熔、沸点高，错误；氨气分子和水分子间形成氢键，导致氨气极易溶于水，正确。 2．[（2024·广西南宁模拟）]物质结构决定其性质。下列有关物质结构和性质的描述中，错误的是（ ） A. 水结成冰密度减小与水分子之间能形成氢键有关 B. 利用冠醚识别碱金属离子的特性分离、传递特定离子 C. 杂化轨道中轨道所占百分率： D. 氟的电负性大于氯的电负性，使三氟乙酸的酸性小于三氯乙酸的酸性 【答案】D 【解析】氢键具有方向性和饱和性，水结成冰，体积增大，密度减小，与水分子之间能形成氢键有关，正确；冠醚具有不同大小的空腔，可以选择性适配不同大小的碱金属离子，可进行分离、传递特定离子，正确；中心原子为杂化，轨道占，中心原子为杂化，轨道占，中心原子为杂化，轨道占，轨道所占百分率为，正确；氟的电负性大于氯的电负性，则碳氟键的极性大于碳氯键的极性，导致三氟乙酸的羧基中羟基的极性更大，更容易电离出氢离子，所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸，错误。 3．[（2024·湖南长沙三模）]吡咯（）、呋喃（）、噻吩（）都是常见杂环化合物。下列关于三种物质的说法错误的是（ ） A. 三种分子中化学键类型相同 B. 三种分子均易溶于水 C. 、、原子杂化方式相同 D. 沸点：吡咯 噻吩 呋喃 【答案】B 【解析】由图可知，三种分子含有的化学键类型相同，正确；呋喃、噻吩均难溶于水，错误；、、三种原子杂化方式均为，正确；三者均是分子晶体，吡咯分子间可形成氢键，呋喃及噻吩分子间只存在分子间作用力，而噻吩的相对分子质量比呋喃的大，沸点较高，故沸点吡咯 噻吩 呋喃，正确。 4．[（2025届高三部分重点中学12月联合测评）]葫芦脲家族分子是一种具有空腔的桶状大杯、两端开口的超分子主体，可以很好地包合有机分子、阳离子和其他客体分子（如图甲所示），在分子识别、药物载体等方面有广泛应用，葫芦脲（结构如图乙）可由①（）和②在一定条件下合成，下列说法错误的是（ ） 甲 乙 A. 乙分子中存在个手性碳原子 B. ②物质是甲醛，可发生氧化反应、还原反应、加成反应 C. 乙和①分子中碳原子杂化类型相同 D. 葫芦脲的空腔能与金属阳离子形成超分子 【答案】A 【解析】由题意可知，与甲醛一定条件下发生缩聚反应生成葫芦脲和水，则②为甲醛。手性碳原子需要连接4个不同的原子或基团，根据葫芦脲的一个片段可知，其中的碳原子均不是手性碳原子，葫芦脲中不存在手性碳原子，错误；甲醛分子中含有醛基，一定条件下能发生氧化反应、还原反应、加成反应，正确；乙和①分子中原子杂化类型均为、，正确；由图可知，葫芦脲中空腔与阳离子形成超分子，正确。 5．下列各项比较中前者高于（或大于或强于）后者的是（ ） A. 戊醇和乙醇在水中的溶解度 B. 的酸性和的酸性 C. 分子中的键角和分子中的键角 D. 邻羟基苯甲醛（）的沸点和对羟基苯甲醛（）的沸点 【答案】C 【解析】由于乙醇中羟基与水分子中羟基相近，能形成分子间氢键，故能与水以任意比互溶，而戊醇中的烃基较大，其中羟基跟水分子的羟基的相似因素小得多，导致其在水中溶解度明显减小，即戊醇和乙醇在水中的溶解度前者小于后者，不符合题意；烷基为推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使得羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱，故的酸性弱于的酸性，不符合题意；分子和分子中硫原子均无孤电子对，所以分子空间结构均为四面体，原子的得电子能力大于氯原子，因为原子得电子能力越弱，形成的共用电子对之间的斥力越强，所以分子中 分子中 ，符合题意；由于邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，导致其沸点降低，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，导致其沸点升高，故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点，不符合题意。 6．[（2024·广西柳州模拟）]结构如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 的未成对电子数为4 B. 基态原子第一电离能： C. 为极性分子，分子中的为杂化 D. 中作用力类型有共价键、配位键、氢键、离子键 【答案】C 【解析】基态价层电子排布图是，未成对电子数为4，正确；三者中铁为较活泼金属，易失去电子，第一电离能最小，同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小，故基态原子第一电离能，正确；分子中的孤电子对数为，价层电子对数为，则为杂化，空间结构为形，分子内正负电荷中心不重合，为极性分子，错误；结合图可知，有空轨道，分子中有孤电子对，则与的作用力是配位键，水分子之间、水分子与硫酸根离子之间的作用力是氢键，水分子及硫酸根离子内存在共价键，内界有6个分子，配离子与硫酸根离子之间是离子键，正确。 能力练 7．由于核外有空的轨道，可与一些配体形成配位数为6的配离子。某同学将淡紫色的晶体溶于水后再依次加和，发现溶液出现下列变化： 已知：为浅紫色，为红色，为无色。下列说法错误的是（ ） A. 溶液Ⅰ呈黄色，可能是因为水解生成所致 B. 与形成配位键时，原子提供孤电子对 C. 溶液Ⅱ、Ⅲ现象说明与配位强于 D. 由于铁灼烧时无焰色且不会产生发射光谱，故焰色试验中可用铁丝替代铂丝 【答案】D 【解析】为浅紫色，将晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色，是因为水解生成，红褐色与紫色共同作用所致，正确；中、都含有孤电子对，的电负性小于，所以与形成配位键时，原子提供孤电子对，正确；溶液Ⅱ加后溶液由红色变为无色，是因为变为，与配位键强度不及与配位键强度，正确；铁灼烧时产生发射光谱无特殊焰色，所以焰色试验中可用无锈铁丝替代铂丝，错误。 8．[（2024·陕西安康模拟）]近年来，科学家们对高压下富氢化物高温超导体研究方兴未艾。科学家利用氨硼烷为氢源合成了多种具有高温超导性的富氢化物如、、。回答下列问题。 （1） 氨硼烷中，元素的电负性：B_  _  （填“ ”或“ ”），上述6种元素中，位于元素周期表区的是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 基态原子的价层电子排布图为_  _  ，的熔点远高于，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 乙硼烷与氨硼烷组成相似，但分子结构不同，其成键情况如图所示，每个B原子均以杂化轨道成键，水平面上下是两个3中心2电子“氢桥键”。 ① 下列关于氨硼烷与乙硼烷的说法错误的是_  _  _  _  （填标号）。 键为配位键，可自由旋转 .氢桥键为非极性键，不能自由旋转 .乙硼烷分子中既有 键，又有 键 .氨硼烷为极性分子，熔点比乙硼烷高 ② 乙硼烷水解释放，生成。具有层状结构，与溶液反应生成。和中B的轨道杂化类型分别为_  _  _  _  _  _  _  _  和_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） ；B、、 （2） ；是离子晶体，是分子晶体 （3） ① ② ； 【解析】 （1） 同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，故电负性；、、位于元素周期表的区，、、位于区。 （2） 位于第五周期第Ⅳ族，价电子排布式为，价层电子排布图为。结合与的熔点可知，为离子晶体，为分子晶体，离子晶体的熔点一般比分子晶体高。 （3） ① 氨硼烷中原子提供孤电子对，填入原子的空轨道形成 配位键，为轴对称，可自由旋转，正确；乙硼烷中两个“氢桥键”对称地位于水平面上下方，为非极性键，若“氢桥键”旋转会发生断裂，正确；由于乙硼烷中原子采取杂化，故分子中无 键，错误；氨硼烷中，原子为负电荷中心，原子为正电荷中心，二者不重合，故氨硼烷为极性分子，且分子间能形成氢键，乙硼烷结构对称，为非极性分子，氨硼烷的熔点更高，正确。 ② 是层状结构，其中为杂化，而中形成4个 键，为杂化。 9．[（2024·天津河西模拟预测）]铁元素在人体健康和新材料研发中有重要的应用。 Ⅰ.在血液中，以为中心的配位化合物铁卟啉是血红蛋白的重要组成部分，可用于输送。图1为载氧后的血红蛋白分子示意图。 图1 （1） 基态的价层电子轨道表示式为_  _  。 （2） 载氧时，血红蛋白分子中脱去配位的并与配位；若人体吸入，则占据配位点，血红蛋白失去携氧功能。由此推测，与配位能力最强的是_  _  _  _  （填字母）。 （3） 一种最简单的卟啉环结构如图2。 图2 ① 该卟啉分子中，1号位的杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  。 ② 比较C和的电负性大小，并从原子结构角度说明理由：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 ③ 该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） （2） （3） ① ② C的电负性小于的，C和电子层数相同，核电荷数，原子半径，原子核对最外层电子的吸引作用 ③ 在酸性环境中，卟啉分子中部分会与形成配位键，部分上无孤电子对，与其他原子配位能力减弱 【解析】 （1） 铁元素的原子序数为26，基态原子的价层电子排布式为，轨道表示式为。 （2） 载氧时，血红蛋白分子中亚铁离子脱去配位的水并与氧气配位，说明氧分子与亚铁离子的配位能力强于水分子；若人体吸入一氧化碳，则一氧化碳占据配位点，血红蛋白失去携氧功能，说明一氧化碳与亚铁离子的配位能力强于氧分子，所以与亚铁离子的配位能力最强的配体是一氧化碳。 （3） ① 由图可知该卟啉分子中，1号位双键氮原子的杂化方式为杂化； ② 和电子层数相同，核电荷数，原子半径，原子核对最外层电子的吸引作用，所以的电负性小于的电负性； ③ 酸性环境中，卟啉分子中的氮原子与氢离子形成配位键，导致提供孤电子对的能力降低，所以卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱。 高考热点8 分子中键角大小的比较 题型分析 分子中键角大小的比较是主观题中的考查热点之一，解答此类题目应明确以下知识。 1.电子对结构（或杂化方式）不相同，优先看杂化方式，键角：。 ［答题模板］中心原子采取 杂化，键角为 ，而 中心原子采取 杂化，键角为 。 2.电子对结构（或杂化方式）相同，看电子对间的斥力。 ［答题模板］分子中无孤电子对， 分子中含有个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而键角较小。 3.空间结构相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的电负性。 ［答题模板］ （1）中心原子不同，配位原子相同与，若电负性，则键角。原因：中心原子的电负性强于，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大。 （2）中心原子相同，配位原子不同与，若电负性，则键角。原因为电负性，在中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角较小。 ［针对训练］ 1．[（2022·湖南）]比较键角大小：气态分子_  _  离子（填“ ”“ ”或“”），原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间结构为平面三角形，键角为 ，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，键角小于 2．[（2022·北京）]比较和分子中的键角大小并给出相应解释：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】的键角大于，、的中心原子均为杂化，中心原子孤电子对数为0，中心原子孤电子对数为2，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，故的键角大于 3．[（2021·全国乙卷）]中配体分子、以及分子的空间结构和相应的键角如下图所示。 中的杂化类型是。的键角小于的，分析原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】的中心原子均为杂化，其中心原子的孤电子对数分别为2、1，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小 方法指导 分子中键角大小的判断 对应训练 1．比较、、和的键角大小，下列排序正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】的中心原子的价层电子对数为，为杂化，存在1个孤电子对；的中心原子的价层电子对数为，为杂化，无孤电子对；孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，则键角；的中心原子的价层电子对数为，为杂化，存在1个孤电子对；的中心原子的价层电子对数为，为杂化，无孤电子对；孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，则键角。故键角大小顺序为。 2．在分子中，键角_  _  （填“ ”“ ”或“”）。理由是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 键斥力大于 键斥力 3．与，若电负性，则键角_  _  （填“ ”“ ”或“”）。原因为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 电负性，在中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角较小 4． ① 的键角_  _  的键角（填“ ”“ ”或“”，下同），原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 ② 的键角_  _  的键角，理由是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】① ；中心原子的电负性强于，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大 ② ；的电负性比大，中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角也较小 5．中的键角比中的键角（填“大”或“小”），原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】大； 中氮原子上无孤电子对，而分子中的氮原子上有一对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对和成键电子对之间的排斥力，导致中的键角比中大 6．比较和中键角的大小：_  _  （填“ ”或“ ”），并说明理由：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 由于提供孤电子对与形成配位键后，成键电子对受到的排斥力减小，键角增大 7．分子中的的键角_  _  （填“大于”“等于”或“小于”）中的的键角，判断依据是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】大于； 分子中的B采取杂化，而中的B采取杂化，杂化形成的键角大于杂化 8．高温陶瓷材料晶体中键角_  _  （填“ ”“ ”或“”），原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对之间的排斥力更大，使得键角较小 9．石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。 图甲 石墨烯结构 图乙 氧化石墨烯结构 （1） 图甲中，1号C与相邻C形成 键的个数为_  _  。 （2） 图乙中，1号C的杂化方式是_  _  _  _  _  _  _  _  ，该C与相邻C形成的键角_  _  （填“ ”“ ”或“”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。 【答案】（1） 3 （2） ； 【解析】 （1） 图甲中，1号与相邻的3个形成1个碳碳双键和2个碳碳单键，即形成3个 键和1个 键。 （2） 图乙中，1号除与3个形成化学键外，还与羟基氧原子形成化学键，故该原子采取杂化。 第24讲 晶体结构与性质 明确 学习目标 课程标准 学习问题 1.能说出晶体与非晶体的区别；了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。 2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。 3.知道金属键的特点与金属某些性质的关系。知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。 1.什么是晶胞？晶体与晶胞有什么关系？ 2.怎样分析计算晶胞的组成？ 3.怎样理解晶体的类型与性质之间的关系？ 4.金属键是怎样形成的？和共价键相比金属键有什么不同？ 5.影响离子晶体结构的因素有哪些？ 6.为什么石墨晶体属于混合型晶体？为什么石墨晶体质地较软但其熔点却高于金刚石？ 整合 必备知识 知识点1 物质的聚集状态 晶体与非晶体 1.物质的聚集状态 （1）物质的聚集状态及转化关系。 （2）物质聚集状态转化原因。 外界条件的改变引起物质内部粒子间作用力及粒子种类产生变化，导致物质聚集为不同特性的状态。 【知识拓展】 认识等离子体、液晶和离子液体 类别 构成或存在状态 特性 等离子体 电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子） 具有良好的导电性和流动性 液晶 介于液态和晶态之间的物质状态 具有液体的流动性、黏度、形变性等,具有类似晶体的各向异性 离子液体 体积很大的阴离子、阳离子 难挥发、良好导电性、可作溶剂和催化剂 2.晶体与非晶体 （1）晶体与非晶体的比较。 项目 晶体 非晶体 结构特征 粒子在三维空间里呈周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 无各向异性 （2）获得晶体的途径。 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。 （3）晶体与非晶体的测定方法 ①测熔点：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。 ②最可靠方法：对固体进行射线衍射实验。 知识点2 晶体类型与性质 1.金属键 （1）“电子气理论” 电子气理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 （2）金属键特征 没有方向性、饱和性。 （3）金属键的强度 金属键的强度差别很大。例如，金属钠的熔点较低、硬度较小，是因为钠中金属键较弱，而钨是熔点最高的金属、铬是硬度最大的金属，是因为钨、铬中金属键较强。 （4）金属键的应用 金属键可以解释金属的延展性、导电性和导热性。 2.四种晶体类型的比较 比较项目 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 范德华力（某些含氢键） 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似 相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物除外、绝大多数有机物（有机盐除外） 部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼）、部分非金属化合物如、 金属单质与合金（如、、、青铜） 金属氧化物如、 、强碱如、、绝大部分盐如 3.典型晶体模型 （1）典型的分子晶体——干冰和冰 图1 干冰的结构模型（晶胞） 图2 冰的结构模型 ①干冰晶体中，每个分子周围等距且紧邻的分子有12个。 ②冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含的冰中，最多可形成2氢键。 （2）典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅 ①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较 名称 结构模型 晶胞 金刚石 二氧化硅 ②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较 金刚石 .碳原子采取  杂化，键角为   .每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 .最小碳环由6个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 .金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个原子，晶胞内部有4个原子，内部的在晶胞的体对角线的处，每个金刚石晶胞中含有8个原子 二氧化硅 原子采取杂化，正四面体内键角为 .每个原子与4个原子形成4个共价键，原子位于正四面体的中心，原子位于正四面体的顶点，同时每个原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中原子与原子个数比为   .最小环上有12个原子，包括6个原子和6个原子 晶体中含数目为   晶胞中有8个原子位于立方晶胞的顶点，有6个原子位于立方晶胞的面心，还有4个原子与16个原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个晶胞中含有8个原子和16个原子 （3）典型的离子晶体、、 型：在晶体中，每个同时吸引6个，每个同时吸引6个，配位数为6。每个晶胞含4个和4个。 型：在晶体中，每个吸引8个，每个吸引8个，配位数为8。 型：在晶体中，每个吸引8个，每个吸引4个，每个晶胞含4个，8个。 【知识拓展】 晶格能 （1）定义 气态离子形成离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：。 （2）意义：晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定，熔、沸点越高。 （3）影响因素 ①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 ②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 ［应用示例］ 在下列物质中：、、、、、、、、、、、晶体硅、金刚石、晶体氩。 （1） 其中只含有离子键的离子晶体是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （5） 其中形成的晶体是分子晶体的是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （6） 其中含有极性共价键的共价晶体是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 、 （2） 、 （3） （4） （5） 、、、、晶体氩 （6） 、 自主练习 1．下列关于物质的聚集状态的说法中，错误的是（ ） A. 射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得分子的键长和键角的数值 B. 自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 C. 缺角的晶体在饱和溶液中慢慢生长为规则的多面体，体现了晶体的自范性 D. 液晶具有液体的流动性，在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性 【答案】B 【解析】射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，晶体的衍射图上有分立的斑点或明锐的衍射峰，非晶体没有，也可以获得分子的键长和键角的数值，得出分子的空间结构，正确；从水晶柱上切削下来的粉末也是晶体，在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到规则的晶体外形，错误；缺角的晶体在饱和溶液中慢慢生长为规则的多面体，体现了晶体的自范性，即晶体有自发地呈现多面体外形的性质，正确；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性，又具有晶体的某些物理性质，如在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性，正确。 2．根据下列物质的物理性质判断其晶体类型。 （1） 碳化铝，黄色晶体，熔点，熔融态不导电：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （2） 溴化铝，无色晶体，熔点，熔融态不导电：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 五氟化矾，无色晶体，熔点，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 溴化钾，无色晶体，熔融状态或溶于水中都能导电：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （5） ，熔点，沸点，易水解：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （6） 硼，熔点，沸点，硬度大：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （7） 硒，熔点，沸点，溶于氯仿：_  _  _  _  _  _  _  _  。 （8） 锑，熔点，沸点，导电：_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 共价晶体 （2） 分子晶体 （3） 分子晶体 （4） 离子晶体 （5） 分子晶体 （6） 共价晶体 （7） 分子晶体 （8） 金属晶体 【解析】 2．晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合是判断晶体类型的重要依据。共价晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。共价晶体熔融态不导电，离子晶体熔融时或其水溶液能导电。共价晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般共价晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一。金属晶体都能导电。 提升 关键能力 高考 考情概览 高考考点 2024年 2023年 2022年 2021年 考点1.晶体类型与性质 湖北卷 北京卷 全国甲卷 山东卷 湖北卷 浙江6月选考 湖北卷 天津卷 全国甲卷 考点2.常见晶体的组成与结构 贵州卷 湖南卷 山东卷 湖南卷 山东卷 考点 深度剖析 考点1 晶体类型与性质 命题角度1 晶体分析与判断 例1 同类型晶体的物质熔、沸点变化是有规律的，试分析如表中两种物质熔点规律性变化的原因。 物质A 熔点/ 1 074 1 049 918 物质B 熔点/ 317 929 933 晶体熔、沸点的高低，取决于组成晶体微粒间作用力的大小。 A组是_  _  晶体，晶体微粒之间通过_  _  _  _  _  _  相连，粒子之间作用力由大到小顺序是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。B组晶体属于_  _  晶体，熔点规律变化的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】离子； 离子键； ； 金属； 金属离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高。 【解析】活泼金属与活泼非金属元素一般形成离子键，故、、均是通过离子键形成的离子晶体，粒子间电荷数相同时，半径越大，晶格能越低，故粒子间作用力；金属单质是通过金属键形成的金属晶体，一般情况下，金属离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高。 ［针对训练］ 1．现有几组物质的熔点数据： A组 B组 C组 D组 金刚石： 硅晶体： 硼晶体： 二氧化硅： 据此回答下列问题： （1） A组属于_  _  晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_  _  _  _  _  _  。 （2） B组晶体共同的物理性质是_  _  （填序号）。 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性 （3） C组中熔点反常是由于_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） D组晶体可能具有的性质是（填序号）。 ①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电 （5） D组晶体的熔点由高到低的顺序为，其原因为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 共价；共价键 （2） ①②③④ （3） 分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多（只要答出分子间能形成氢键即可） （4） ②④ （5） 组晶体都为离子晶体，，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，离子键越强，熔点就越高 【解析】 （1） 组晶体熔点很高，为共价晶体，是由原子通过共价键作用形成的。 （2） 组为金属晶体，具有①②③④四条共性。 （3） 中含有分子间氢键，故其熔点反常。 （4） 组属于离子晶体，具有②④两条性质。 命题角度2 晶体熔沸点的比较 例2 （1） [（2022·山东，5改编）]、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。则的熔点_  _  （填“高于”或“低于”）。 （2） [（2021·湖南，18节选）]晶体硅和碳化硅熔点较高的是_  _  _  _  _  _  （填化学式）；硅和卤素单质反应可以得到，的熔、沸点如下表： 物质 熔点/ 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/ 187.2 330.8 427.2 560.7 时，、、、呈液态的是_  _  _  _  _  _  _  _  （填化学式），沸点依次升高的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） [（2022·全国乙卷，35节选）]卤化物受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体和红棕色液体。为_  _  _  _  _  _  _  _  。解释的熔点比高的原因_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） 低于 （2） ；；都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大 （3） ；为离子晶体，为分子晶体 【解析】 （1） 因为、为结构相似的共价晶体，由于原子的半径小于，的键长小于的，则的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故的熔点低于的。 （2） 共价晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，碳硅键的键长小于硅硅键的键长、键能大于硅硅键的，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅；由题给熔、沸点数据可知，时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则的沸点依次升高。 （3） 发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为，红棕色液体为；为离子晶体，熔化时克服的是离子键，为分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力，因此的熔点比的高。 ［思维过程］不同类型的晶体根据晶体类型分析熔、沸点的高低；相同类型的晶体通过比较微粒间作用的强弱分析熔、沸点的高低。 ［针对训练］ 2．具有较高的熔点高于，其化学键类型是_  _  _  _  _  _  ，的相对分子质量大于，但其熔点只有，原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】离子键； 为离子晶体，的化学键以共价键为主，属于分子晶体 3．已知：的熔点为，的熔点为，二者的晶体类型均为_  _  _  _  _  _  _  _  ，的熔点低于的原因是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】离子晶体； 的半径大于，的晶格能小于 4．已知氨，熔点：、沸点：，联氨，熔点：、沸点：，解释其熔、沸点存在差异的主要原因：_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子间形成氢键的数目 5．已知氮化硼与砷化镓属于同种类型晶体。则两种晶体熔点较高的是_  _  _  _  _  _  （填化学式），其理由是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】； 两种晶体均为共价晶体，和B原子半径较小，键能较大，熔点较高 【归纳总结】 晶体熔沸点的比较 1.不同类型晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体 离子晶体 分子晶体。 （2）金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2.同种类型晶体熔、沸点的比较 （1）共价晶体 如熔点：金刚石 碳化硅 硅。 （2）离子晶体 ①一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 （3）分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如熔点。 ②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔点。 ③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高，如熔点，。 ④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如熔点。 （4）金属晶体 金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：。 考点2 常见晶体的组成与结构 例3 [（2024·贵州，8）]我国科学家首次合成了化合物。其阴离子为全金属富勒烯（结构如图），具有与富勒烯相似的高对称性。下列说法错误的是（ ） A. 富勒烯是分子晶体 B. 图示中的位于形成的二十面体笼内 C. 全金属富勒烯和富勒烯互为同素异形体 D. 锑位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是 【答案】C 【解析】富勒烯是由分子通过范德华力结合形成的分子晶体，正确；由题图可知，中心周围有12个形成二十面体笼（每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面），正确；全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯不能互为同素异形体，错误；锑位于第五周期第Ⅴ族，则根据元素位置与原子结构关系可知其基态原子价层电子排布式是，正确。 ［思维过程］阅读题目提取关键信息“阴离子 为全金属富勒烯”，可知全金属富勒烯不是单质，不可能与 互为同素异形体。 ［针对训练］ 6．如图分别表示冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体的结构，下列关于这些晶体的说法正确的是（ ） A. 冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力 B. 沸点：金刚石 干冰 冰 C. 冰晶体中的氧原子和金刚石中的碳原子均可形成四面体结构 D. 干冰晶体中每个周围距离相等且最近的有10个 【答案】C 【解析】冰晶体中还存在共价键，错误；金刚石是共价晶体，冰、干冰是分子晶体，所以金刚石的沸点最高，由于冰中存在氢键，故其沸点比干冰高，错误；根据冰晶体和金刚石晶体的结构可知，冰晶体中1个原子与邻近的4个原子可形成四面体结构，金刚石中1个原子与邻近的4个原子可形成四面体结构，正确；每个周围距离相等且最近的有12个，错误。 7．按要求回答问题： （1） 在金刚石晶体中最小碳环含有_  _  个C原子；每个C原子被个最小碳环共用。 （2） 在干冰中粒子间作用力有_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 含的冰中形成氢键的数目为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （4） 在晶体中，每个周围有个距离最近且等距离的，每个周围有_  _  个距离最近且等距离的，其空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  。 （5） 在晶体中，每个周围距离最近且等距离的有_  _  个；每个周围距离最近且等距离的有_  _  个。 【答案】（1） 6；12 （2） 共价键、范德华力 （3） （4） 12；6；正八面体形 （5） 8；4 高考 真题集训 1．[（2022·湖北，7）]在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是（ ） A. 具有自范性 B. 与互为同素异形体 C. 含有杂化的碳原子 D. 化学性质与金刚石有差异 【答案】A 【解析】自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，错误；碳玻璃和均是由碳元素组成的不同的单质，所以互为同素异形体，正确；碳玻璃硬度高，物理性质与金刚石类似，因而二者结构具有一定的相似性，所以碳玻璃含有杂化的碳原子，正确；金刚石与碳玻璃互为同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有差异，正确。 2．[（2021·天津，2）]下列各组物质的晶体类型相同的是（ ） A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 【答案】C 【解析】为共价晶体，为分子晶体，错误；为分子晶体，为离子晶体，错误；和都为金属晶体，正确；为共价晶体，为离子晶体，错误。 3．[（2024·甘肃，12）]晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是（ ） 甲 乙 A. 电负性： B. 单质是金属晶体 C. 晶体中存在范德华力 D. 离子的配位数为3 【答案】D 【解析】电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，的电负性小于，正确；金属晶体包括金属单质及合金，单质是金属晶体，正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，正确；由图乙中结构可知，每个与周围6个最近且距离相等，因此，的配位数为6，错误。 4．[（2024·湖南，12）]是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为，晶胞如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 合成反应中，还原剂是和C B. 晶胞中含有的个数为4 C. 每个周围与它最近且距离相等的有8个 D. 为型结构 【答案】D 【解析】中元素为价，由图中化合价可知，元素为价，元素为价，根据反应可知，元素由价升高到0价，元素由0价升高到价，元素由0价降低到价，由此可知还原剂是和，正确；根据均摊法可知，位于晶胞中的面上，则含有的个数为，正确；观察位于体心的可知，与它最近且距离相等的有8个，正确；的中心原子原子的价层电子对数为，且与互为等电子体，可知为直线形分子，错误。 5． （1） [（2023·全国甲卷，35节选）]如图1所示的几种碳单质，它们互为_  _  _  _  _  _  _  _  ，其中属于共价晶体的是_  _  _  _  _  _  ，间的作用力是_  _  _  _  _  _  _  _  。 金刚石 石墨 碳纳米管 （2） [（2023·山东,16节选）]时，与冰反应生成利。常温常压下，为无色气休，固态的晶体类型为_  _  _  _  _  _  _  _  ，水解反应的产物为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  （填化学式）。 【答案】（1） 同素异形体；金刚石；范德华力 （2） 分子晶体；、和 对应训练 基础练 1．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为,重达的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是（ ） A. 形成晶体硅的速率越快越好 B. 晶体硅有固定的熔沸点，研碎后就变成了非晶体 C. 可用射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D. 晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 【答案】C 【解析】晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，错误；晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为共价晶体，错误；晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，射线衍射实验可以观测到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行射线衍射实验，正确；晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，错误。 2．玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错误的是（ ） A. 玻璃内部微粒排列是无序的 B. 玻璃熔化时吸热，温度不断上升 C. 光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是，二者都是非晶体 D. 利用射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶 【答案】C 【解析】根据玻璃的结构示意图可知，构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，、正确；玻璃属于非晶体，但光导纤维属于晶体，错误；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行射线衍射实验，正确。 3．如图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是（ ） A. 金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B. 金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导 C. 金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂 D. 合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小 【答案】C 【解析】金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，错误；自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，实现热的传导，错误；在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子与金属阳离子之间的电性作用仍然存在，使得金属不会断裂，正确；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，错误。 4．[（2024·浙江绍兴模拟）]是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列有关的表述正确的是（ ） A. 与间仅存在静电吸引作用 B. 的熔点较高，具有良好的延展性 C. 固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D. 阴、阳离子比为的物质，均与晶体结构相同 【答案】C 【解析】与间存在很强的相互作用力，既有静电吸引作用也有排斥作用，错误；为离子化合物，熔点较高，但是没有良好的延展性，错误；溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子，固体不导电，但在熔融状态下可以导电，正确；晶体结构与半径比、电荷比有关，阴、阳离子比为的物质，不一定与晶体结构相同，错误。 5．[（2024·山东威海模拟）]石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是（ ） 石墨 石墨烯晶本 A. 从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 B. 石墨中的碳原子采取杂化 C. 石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键 D. 石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子 【答案】C 【解析】石墨晶体中层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，错误；石墨中的碳原子采取杂化，错误；石墨晶体中层与层之间的作用力为分子间作用力，层内碳原子间存在碳碳共价键，正确；每个原子被3个六元碳环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有的碳原子数为，错误。 6．[（2024·福建福州联考）]几种物质的熔点和沸点的数据如表，下列有关判断错误的是（ ） 物质 单质 熔点/ 801 712 190 2 300 沸点/ 1 465 1 412 178 57.6 2 500 注：的熔点在条件下测定。 A. 的晶体类型为分子晶体 B. 单质可能是共价晶体 C. 熔沸点： D. 离子键强度： 【答案】C 【解析】的熔点为，沸点为，熔、沸点较低，晶体类型为分子晶体，正确；单质的熔、沸点很高，可能是共价晶体，正确；氧化镁中镁离子半径小于钠离子半径，氧离子半径小于氯离子半径，且镁离子、氧离子所带电荷数多，则熔、沸点，错误；镁离子半径小于钠离子半径，离子键键长越短，键能越大，则离子键强度，正确。 能力练 7．[（2024·湖北，11）]黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是（ ） A. Ⅰ为金 B. Ⅱ中的配位数是12 C. Ⅲ中最小核间距 D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 【答案】C 【解析】由金的质量分数为，则金的质量分数为，Ⅰ中和原子个数比值为，则的质量分数为，正确；Ⅱ中处于立方体的八个顶点，的配位数指距离最近的的个数，处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则的配位数为12，正确；设Ⅲ的晶胞参数为，的核间距为，的最小核间距也为，最小核间距，错误；中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点，处于面心，其原子个数比为；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为，正确。 8．[（2024·浙江衢州联考）]冰的晶胞结构如图所示。下列相关说法错误的是（ ） A. 硫化氢晶体结构和冰相似 B. 冰晶体中，相邻的水分子均以氢键结合 C. 晶胞中方向上的两个氧原子最短距离为，则冰晶胞中的氢键键长为 D. 冰晶体中分子间氢键存在方向性、饱和性，晶体有较大空隙，因此密度比液态水小 【答案】A 【解析】硫化氢分子间不存在氢键，冰中水分子间存在氢键，因此两者结构不相似，错误；在冰晶体中，每个水分子与四个水分子通过氢键相结合，正确；氢键键长可以表示为通过氢键相连的两个氧原子的核间距，方向上距离最近的两个原子所在的水分子通过氢键相连，正确；在冰的晶体中，由于氢键有方向性和饱和性，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水小，正确。 9．是核外电子数最少的元素，是地壳中含量最丰富的元素，在地壳中的含量仅次于，可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是（ ） A. 晶体的熔点高于晶体的熔点 B. 固态是分子晶体 C. 是共价晶体，其硬度比晶体的大 D. 、是同一主族的元素，、与元素形成的晶体都是共价晶体 【答案】D 【解析】为，为，为，为。晶体是冰，分子间存在氢键，熔点高于，正确；固态是，属于分子晶体，正确；、晶体硅为共价晶体，碳的原子半径小于硅，的硬度比晶体硅的大，正确；、均是分子晶体，错误。 10．砷化镓为第二代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长、耗能少。已知砷化镓的晶胞结构如图所示。请回答下列问题。 （1） 下列说法错误的是（填字母）。 A. 砷化镓是分子晶体 B. 电负性： C. 第一电离能： D. 砷化镓晶体中含有非极性键 （2） 的核外电子排布式为_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （3） 砷化镓可由和在下反应制得，中镓原子的杂化方式为_  _  _  _  _  _  _  _  ，分子是_  _  _  _  _  _  （填“极性”或“非极性”）分子。分子空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  ，、、处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  （用氢化物分子式表示）。 （4） 砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为_  _  ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间结构为_  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】（1） AD （2） （或） （3） ；非极性；三角锥形； （4） 4；正四面体形 【解析】 （1） 由图示可知砷化镓中原子间以共价键结合成网状结构，其晶体属于共价晶体，错误；同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，和处于同一周期，而处于第Ⅴ族的的轨道处于半充满的稳定结构，故电负性，第一电离能，、正确；原子与原子形成极性键，错误。 （2） 位于第四周期第Ⅲ族，价层电子排布式为，因此其核外电子排布式为或。 （3） 的价层电子对数为3，孤电子对数为0，所以原子的杂化方式为，分子为平面正三角形结构，所以该分子为非极性分子。分子中的采取杂化，的价层电子对数为4，孤电子对数为1，所以该分子空间结构为三角锥形。由于分子间存在氢键，而、分子间不能形成氢键，分子间作用力弱，所以的沸点最高，由于的相对分子质量大于，故的沸点高于。 （4） 根据“均摊法”：白球个数为。由与同一个镓原子相连的砷原子有4个可知，镓采取杂化，所以与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间结构为正四面体形。 第25讲 晶胞结构的分析与计算 明确 学习目标 课程标准 学习问题 1.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。 2.能理清晶胞边长与、、 的关系，能对晶胞中微粒间距离、原子半径进行计算。 3.能够确定晶胞中粒子分数坐标。 1.怎样计算晶胞的组成？ 2.怎样分析计算晶胞密度？ 3.什么是晶胞的投影？怎样分析晶胞投影图？ 4.什么是原子分数坐标？ 整合 必备知识 知识点1 晶胞组成的分析与计算 1.晶胞中微粒数的计算方法——切割法（均摊法） （1）晶体中晶胞的排列——“无隙并置”。 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 （2）晶胞中粒子数目计算。 “切割法（均摊法）”计算，某晶胞中的粒子，如果被个晶胞所共有，则粒子的  属于该晶胞。 ①长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算。 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占。 2.晶胞中微粒配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子数称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 （1）晶体中原子（或分子）的配位数 若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子（或分子）的配位数指的是该原子（或分子）最接近且等距离的原子（或分子）的数目，常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为6 面心立方：配位数为12 体心立方：配位数为8 （2）离子晶体的配位数 指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 以晶体为例 ①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子，如上图中心的黑球； ②数一下该粒子周围距离最近的异种电性粒子数，如上图标数字的面心白球。确定的配位数为6，同样方法可确定的配位数也为6。 知识点2 晶胞参数计算 1.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长、、和3组棱相互间的夹角 、 、 ，即晶胞特征参数，简称晶胞参数。 2.晶体结构的相关计算 （1）空间利用率。 （2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式（设棱长为） ①面对角线长。 ②体对角线长。 ③体心立方堆积4为原子半径。 ④面心立方堆积4为原子半径。 3.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 自主练习 1．某晶体结构的基本单元如图所示。A为阴离子，位于立方体内，B为阳离子，分别位于顶角和面心，则该晶体的化学式为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根据均摊法，该结构单元中含的个数为8，含的个数为，与的个数之比为，即该晶体的化学式为，正确。 2．某无机物常应用于电子陶瓷工业，其晶胞结构如图所示。设晶胞参数为。下列说法错误的是（ ） A. 处于形成的八面体的体心位置 B. 与最近距离是 C. 该晶胞的密度是 D. 将部分换成，则晶胞参数发生改变 【答案】C 【解析】晶胞中位于面心，位于体心，处于形成的八面体的体心位置，正确；与最近距离为，正确；位于顶点，晶胞中数目为，晶胞中位于面心，数目为，位于体心，数目为1，该晶胞化学式为，晶胞的质量为，晶胞参数为，晶胞体积为，该晶胞的密度是，错误；与的离子半径不同，棱长也不同，则晶胞参数发生改变，正确。 提升 关键能力 高考 考情概览 高考考点 2024年 2023年 2022年 2021年 考点1.晶胞组成的分析与计算 江苏卷 河北卷 黑吉辽卷 甘肃卷 湖北卷 湖南卷 广东卷 浙江1月选考 山东卷 北京卷 湖北卷 辽宁卷 全国甲卷 广东卷 全国甲卷$$