内容正文:
0专题5物质结构与性质
3.典型晶体模型
晶体
晶体结构
晶体详解
(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构;
(2)键角均为10928';
金刚石
(3)最小碳环由6个C组成且6个原子不在同一平面内;
价晶体
(4)每个C参与4条C一C键的形成,C原子数与CC键数之比为1:2
(1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构;
SiOz
00
(2)每个正四面体占有1个Si,4个“20”,N(Si):N(0)=1:2;
(3)最小环上有12个原子,即6个0,6个Si
分子
(1)8个C02分子构成立方体且在6个面心又各有1个CO2分子;
干冰
晶体
(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的C02分子有12个
(1)每个Na+(CI-)周围等距且紧邻的CI(Na+)有6个,每个Na+
NaCl型
周围等距且紧邻的Na+有12个;
(2)每个晶胞中含4个Na+和4个C1
离子
ONa'
●Cl
晶体
(1)每个Cs+(CI)周围等距且紧邻的CI-(Cs+)有8个,每个Cs
CsCI型
(CI)周围等距且紧邻的Cs+(C1)有6个;
(2)每个晶胞中含1个Cs+、1个CI
OCl-OCs
(1)层内每一个碳原子分别与另外3个碳原子以共价键连接,形成
混合型晶体
六元环结构;
石墨
(2)碳原子与共价键的个数比为2:3;每个六元环平均占有2个碳
原子;
(3)层间的作用力是范德华力
怎么考⊙
题型各个击破
题型一
微粒半径大小比较
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小
题型解读本题型为物质结构中的必考点,选
一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层
择题中经常与元素周期表相关知识结合在一
数越多,半径越大。
起考,需要掌握相关知识和解题方法。
二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷
271
讲解
实战高考·化学
数越大,半径越小。
续表
三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相
置换反应:强的置换弱的,适用金属也适用
同时,核外电子数越多,半径越大。
非金属
典例1已知短周期元素的离子。A2+bB+、
与水或非氧化性酸反应越剧烈,或最高价氧
C3-、D具有相同的电子层结构,则下列叙
三反应
化物对应水化物的碱性越强,则金属性越强
述正确的是()
与氢气反应越容易,生成的气态氢化物的
A.原子半径:A>B>D>C
稳定性越强,或最高价氧化物对应水化物
B.a+2=b+1=c-3=d-1
的酸性越强,则非金属性越强
C.离子半径:C3->D>B+>A2
金属离子的氧化性越弱,对应单质的金属
氧化性
D.原子序数:a>b>c>d
性越强
解析:短周期元素的离子aA+、bB+、cC3-、D
非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越
还原性
具有相同的电子层结构,则有a一2=b一1=c
弱,对应单质的非金属性越强
+3=d+1,在周期表中A、B在C、D的下一
典例2(多选)下列实验不能达到实验目的的
周期,原子序数a>b>d>c,B、D错误;原子
是(
核外电子层数越多,原子半径越大,同周期元
选项
实验操作
实验目的
素原子序数越大,原子半径越小,则有原子半
比较氯、溴的非金
径B>A>C>D,A错误;aA2+、bB+、cC3-、
A
CL2、Br2分别与H2反应
属性强弱
D具有相同的电子层结构,核电荷数越大,
向MgC2、A1CL3溶液中
比较镁、铝的金属
离子半径越小,核电荷数a>b>d>c,所以离
B
分别通入NH
性强弱
子半径C3->D>B+>A2+,C正确。
)答案C
测定等物质的量浓度的
比较氯、硫的非金
HCl、H2SO4溶液的pH
属性强弱
题型口元素金属性、非金属性强弱比较
比较铁、铜的金属
题型解读本题型为元素周期表中的一个考
D
Fe、Cu分别放入盐酸中
性强弱
点,灵活性比较强,需要加强元素周期表和元
素周期律的知识。
解析:C2、Br2分别与H2反应,根据反应条件
元素金属性和非金属性强弱的判断方法
的难易即可判断出氯、溴的非金属性强弱,A
项正确;MgC2、A1CL3溶液中分别通入氨,
元素周期表:金属性“右弱左强,上弱下强,
MgC2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2沉
右上弱左下强”;非金属性“左弱右强,下弱
淀,A1C13与NH·H2O反应生成A1(OH)3沉
上强,左下弱右上强”
淀,无法比较二者的金属性强弱,B项错误;
金属活动性顺序:按K、Ca、Na、Mg、Al、
HCI不是Cl2的最高价氧化物对应的水化物,
三表
Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序,
不能通过测定相同浓度的溶液的pH判断二
金属性逐渐减弱
者非金属性强弱,C项错误;利用Fe、Cu放入
盐酸中所产生的现象不同即可判断出Fe、Cu
非金属活动性顺序:按F、O、Cl、Br、I、S的
的金属性强弱,D项正确。
顺序,非金属性逐渐减弱
)答案BC
272
0专题5物质结构与性质
题型三元素综合推断
续表
题型解读本题为物质结构选择题中的常考
次外层电子数是其他各层电子总数2
Li、Mg
倍的元素
题目,综合性比较强,有时候会结合元素化合
物的性质进行考查。
次外层电子数与其他各层电子总数相
等的元素
一、以原子结构、价键结构为“题眼”的元素推断
1.给定未知物的结构式进行推断
电子层数与最外层电子数相等的元素
H、Be、Al
(1)推断的技巧
二、以周期表片段为依据的元素推断
结合离子键和共价键成键规律判断原子价
1.直接相邻的正“T”型元素原子序数的关系
电子数,并结合题干信息确定元素。
Z-1z241
Z-1zZ+1
Z-1ZZ+1
(2)常见结构中的共价键数目
Z+8
Z+18
Z+32
①卤素或氢原子形成一个共价键。
2.直接相邻的倒“T”型元素原子序数的关系
②O、S形成两个共价键。
Z-8
Z-18
Z-32
③N、P一般能形成三个共价键,也可能形
Z-12+1Z-1z2+1Z-1ZZ+1
成四个共价键(含一个配位键),P还能形成
注意:①解题时要注意题目是否要求某元素
五个共价键。
在短周期中。②要注意题目中所给位置在
④C、Si能形成四个共价键,C也可以形成双
周期表中是否确实存在,并注意镧系和锕系
键或三键。
元素的特殊情况。
⑤B能形成三个共价键,也可以形成四个共
3.“十”型元素原子序数之间的规律
价键(含一个配位键)。
第ⅢA族→0族区域内满足“十”型元素原
2.常考元素特殊的电子层结构
子序数的关系。
H、Li、
Z-8
Z-18
最外层有1个电子的元素
周
周
Na、K
Z-1
Z+1
Z-1
ZZ+1四
期
Z+18
Z+18
五
最外层电子数等于次外层电子数的
Be、Ar
元素
Z-18
四
Z-1Z
2+1五
周
最外层电子数是次外层电子数2倍的
2+32(或18)
六
期
元素
典例3科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机
最外层电子数是次外层电子数3倍的
盐)进行掺杂和改进,能显著提高锂离子电池
元素
传输电荷的能力。LiTFSI的结构如图所示,
最外层电子数是内层电子数总数一半
Li、P
A、B、C、D为同一周期的短周期元素,E与C
的元素
同主族,E的原子序数是B和D的原子序数之
最外层电子数是次外层电子数4倍的
和。下列说法正确的是(
Ne
元素
次外层电子数是最外层电子数2倍的
Li、Si
元素
273
讲解
实战高考·化学
A.元素A、D形成的分子中一定不含非极
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则
性键
分子或离子的中心原子发生sp杂化。
B.元素的第一电离能:D>B>C>A
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子
C.元素的电负性:D>E>C
或离子的中心原子发生sp杂化。
D.简单氢化物的稳定性:E>D
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
解析:A、B、C、D为同一周期的短周期元素,E
①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则分子
和C同主族,E的原子序数是B和D原子序
或离子的中心原子发生sp杂化。
数之和,A形成4条键为碳元素,C能形成双
②若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子或离
键为氧元素,E形成6条键为硫元素,D与碳
子的中心原子发生sp杂化:
形成CD3的结构,则D为氟元素,B和F的
③若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子或离
原子序数之和等于16,则B为氨元素。四氟
子的中心原子发生sp杂化。
乙烯(F2C=CF2)分子中含有非极性键,A错
(3)根据中心原子的价电子对数判断
误;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋
①若中心原子的价电子对数为4,是sp杂化。
势,N因为2p轨道半充满较稳定,第一电离能
②若中心原子的价电子对数为3,是sp杂化。
大于相邻元素,则元素的第一电离能:F>N>
③若中心原子的价电子对数为2,是sp杂化。
O>C,B正确;同周期元素,从左到右电负性
(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目
逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减
(价电子对数大于2)判断
弱,元素的电负性:F>O>S,C错误;F的非
如在有机物中C原子成键时,若没有π键为
金属性强于S,简单氢化物的稳定性:H2S<
sp杂化,含1个π键为sp杂化,含2个π键
HF,D错误。
为sp杂化。
)答案B
典例4(1)AsCl3分子的空间结构为
,其中As的杂化轨道类型为
题型四“四方法”判断分子或离子中心原
子的杂化轨道类型
(2)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是
题型解读本题型为物质结构与性质里的重
,写出两个与CS2具有相同空间结构和键
点和难点,也是必考点,出题形式多样,灵活,
合形式的分子或离子:
难度中等以上,需要结合基础知识与解题方法
(3)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为
进行解题。
“四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨
(4)在硅酸盐中,SiO4四面体[如图a]通过共
道类型
用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网
(1)根据杂化轨道的空间结构判断
状四大类结构形式。图b为一种无限长单链
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或
结构的多硅酸根,其中S原子的杂化轨道类
三角锥形,则分子或离子的中心原子发生$p
型为
,Si与O的原子数之比为
杂化。
,化学式为
274
0专题5物质结构与性质
优先填充两个电子,形成孤电子对,杂化轨
00
Si
道中的电子不参与形成大π键。
(3)根据配位原子的价电子轨道表示式,判
断配位原子中未参与成键且垂直于该分子
解析:(1)AsCl3的中心原子(As原子)的价电
或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优
子对数为3+2×(5-1X3)=4,所以是sp杂
先形成π键)。
2.大元键的形成条件
化,AsCL3分子的空间结构为三角锥形。
(1)所有参与形成离域π键的原子必须在同
(2)CS2分子中,C原子的价电子对数为2,杂
一平面上。所以中心原子只能采取sp或
化轨道类型为sp。根据等电子原理,与CS2具
sp杂化。
有相同空间结构和键合形式的分子有CO2、
(2)参与形成离域π键的原子都必须提供一
COS和N2O,离子有NO,、SCN。(4)依据
个没有杂化的互相平行并垂直于该平面的
图a可知,SiO4的空间结构类似于甲烷分
p轨道。
子,为正四面体形,硅原子的杂化轨道类型和
(3)形成离域π键的p电子的总数小于p轨
甲烷分子中碳原子的杂化轨道类型相同,为
道数的两倍。
Sp;图b是一种无限长单链结构的多硅酸根,
3.常见的大元键
每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构
分子
CeHo
单元顶角共用,所以每个结构单元含有1个S
CO,
03
(离子)
(苯)
原子、3个O原子,S原子和O原子数之比为
大π键
哈
Π(2个》
四(2个)
1:3,化学式可表示为[SiO]2或SiO。
)答案(1)三角锥形sp3(2)spCO2、
分子
NO
SCN-(或COS等)(3)sp3、sp2(4)sp
(离子)
吡咯
1:3[SiO3](或SiO3)
大π键
鸣
题型五大π键的理解与判断
典例5分子中的大π键可用符号正表示,其
题型解读本题型为物质结构中的一个难点,
中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参
综合性强,思考深度大,学生不易掌握,需要强
与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键
化训练。
1.大元键的表示方法
可表示为),则
中的大π键应表示为
表示方法:Ⅱ”中m为形成大π键的原子
数,n为形成大π键的电子数,且n<2m。
大π键中n的判断方法
解析
中N原子有三个未成键电子,一
(1)大π键中共用电子的数目等于垂直于分
子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。
个孤电子参与形成大π键,则6个原子(5个C
(2)判断出中心原子的杂化方式,并画出价
原子和1个N原子)和6个电子形成Π。
电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道,
)答案m
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讲解
实战高考·化学
题型六晶体熔、沸点高低的规律
0℃时,SiF4、SiCL4、SiBr4、SiL呈液态的是
题型解读本题型为物质结构性质的必考点,
(填化学式),沸点依次升高的原
经常在选择题中出现,非选择题中以问答题形
因是
式出现,难度中等,有时候需要结合题目信息
迁移分析。
解析:(1)晶体硅和碳化硅均为共价晶体,碳原
不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:共
子半径比硅原子半径小,则C一S键键长比
价晶体>离子晶体>分子晶体。
Si一Si键键长短,故碳化硅的熔点较高。
典例6硅、储(Ge)及其化合物广泛应用于光
(2)0℃相当于273K,由题表中的数据可知,
只有SiCL4的熔点低于273K,沸点高于
电材料领域。回答下列问题:
273K,则SiCL4在0℃时为液态。SiF4、SiCl4、
(1)晶体硅和碳化硅熔点较高的是
(填化学式)。
SiBr4、SiL4均为分子晶体,结构相似,相对分子
(2)硅和卤素单质反应可以得到SX4。
质量依次增大,则分子间作用力依次增大,沸
点逐渐升高。
SiX的熔、沸点
)答案(1)SiC
SiF
SiCl
SiBr
SiL
(2)SiCL4SiF4、SiCL4、SiBr4、SiL都是分子晶
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
次增大
怎么学
专题压轴归纳
考查内容
能力点一
晶胞中微粒配位数及晶胞参数的
计算
Na
1.晶体中原子(或分子)的配位数
NaCl晶胞
若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则
(1)找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒
某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或
子,如上图中心的黑球(C1)。
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:
(2)数一下与该粒子周围距离最近的粒子
数,如上图标数字的面心白球(Na+)。确定
简单立方:
面心立方:
体心立方:
C1-的配位数为6,同样方法可确定Na+的
配位数为6
配位数为12
配位数为8
配位数也为6。
3.晶体结构的相关计算
(1)空间利用率=
晶胞占有的微粒体积
晶胞体积
2.离子晶体的配位数:指一个离子周围最接近
×100%。
且等距离的异种电性离子的数目。
(2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆
以NaCl晶体为例:
积中的几组计算公式(设棱长为a)
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