題型20物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)

目錄

E考向歸納

【考向一】原子核外電子的排布..............................................................1

【考向二】元素的電離能、電負性及微粒半徑的大小比較.......................................3

【考向三】“兩大理論”與微粒構(gòu)型.............................................................4

【考向四】分子性質(zhì)與微粒作用..............................................................7

【考向五】成鍵方式、晶體類型的判斷........................................................9

【考向六】晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定.........................................................11

【考向七】原子分數(shù)坐標分析方法...........................................................13

【考向八】有關(guān)晶胞參數(shù)的計算.............................................................15

【考向九】解釋原因類簡答題...............................................................20

高考練場

m考向歸納

【考向一】原子核外電子的排布

―-j

【典例1］短周期元素?R基態(tài)原子最外層的p能級上有2個未成對電子.下列關(guān)于基態(tài)R原子的描述正確的

A.基態(tài)R原子核外電子的電子云輪廓圖有兩種：球形和啞鈴形

B.基態(tài)R原子的價層電子排布式為ns2np2（n=2或3）

C.基態(tài)R原子的原子軌道總數(shù)為9

D.基態(tài)R原子的軌道表示式為叩|川］||

1.能層、能級、原子軌道數(shù)及最多容納電子數(shù)

能層—二三四五???

符號KMN0???

能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s??????

包含原子軌道數(shù)11313513571??????

22626102610142??????

最多容納電子數(shù)

281832???2n

2.常見原子軌道電子云輪廓圖

原子軌道電子云輪廓圖形狀軌道個數(shù)

s球形1

P啞鈴（或紡錘）形3(pop?P1

3.基態(tài)原子的核外電子排布

（1）原子核外電子排布的“三規(guī)律”

能量最低原理原子核外電子總是優(yōu)先占有能量最低的原子軌道

泡利原理每個原子軌道里,最多只能容納2個自旋狀態(tài)相反的電子

當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占

洪特規(guī)則

據(jù)一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同

（2）基態(tài)原子核外電子排布的四種表示方法

表示方法舉例

電子排布式Cr：Is攵s22P63s23P63d54sl

簡化電子排布式Cu：[Ar]3dl04s1

價電子排布式Fe：3d64s2

電子排布圖（或軌道表示式）。曲曲醴E

【易錯點】原子軌道處于全空、半充滿、全充滿狀態(tài)更穩(wěn)定.Cr、Cu的電子排布式分別為

Is22s22Pb3s23Pb3d2s'、Is22s22P63s23P63dHi4s）而非ls22s22pb3s23p63d*4s\Is22s22P63s23P63d94s2

【變式1-1】通常情況下，原子核外p、d能級等原子軌道上電子排布為〃全空“〃半充滿”〃全充滿”的時候

更加穩(wěn)定,稱為洪特規(guī)則的特例.下列事實能作為這個規(guī)則的證據(jù)的是

①某種激發(fā)態(tài)碳原子的電子排布式是Is22sl2P3而不是Is22s22P2

②基態(tài)Cu原子的電子排布式是[Ar]3d104sl而不是[Ar]3d“4s?

③基態(tài)He原子的電子排布式為Is）基態(tài)H原子的電子排布式為1s,

④Fb容易失電了轉(zhuǎn)變?yōu)镕e",表現(xiàn)出較強的還原性

A.??@B.②④C.③④I).?@@

【變式上2】（2023上?北京西城?高三北京育才學(xué)校校考期中）我國科研團隊對嫦娥五號月壤的研究發(fā)現(xiàn),

月壤中存在一種含〃水”礦物下列化學(xué)用語或圖示表達不正確的是

A.NaOH的電子式：Na4[:OH]*基態(tài)Fe?+的價電子排布式：3d54s'

基態(tài)s原子的價層電子的軌道表示式：畫用，

C.凡。的VSEPR模型:

3s3p

【考向二】元素的電離能、電負性及微粒半徑的大小比較

―-j

【臾例2】（2024上?山東?高三統(tǒng)考期末）利用a粒子（即氫核；He）轟擊不同原子，獲得人工放射性元素

[X和1Z.合成反應(yīng)如下：黑B+；Hef?X+：n：；、Y+；Hef]Z+：n.其中元素Y、Z的基態(tài)原子核外未

成對電子數(shù)之比為1：3.下列說法正確的是

A.基態(tài)原子第一電離能：Y〈X〈ZB.簡單離子半徑：X〈Y〈Z

C.簡單陰離子還原性：X<ZI）.X、Y的三氯化物分子構(gòu)型相同

1.元素第一電離能的遞變性

（1）規(guī)律

同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢（注意第IIA族、笫VA族的特殊性）；同主族元素自上而下，第

一電離能逐漸減小.

（2）特殊情況

當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空（p°、/、「°）、半充滿（d、d\和全充滿：/、『°、f“）

的結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，為穩(wěn)定狀態(tài)，該元素具有較大的第一電離能，如第一電離能：

Bc>B;Mg>Al;N>O;P>S.

（3）應(yīng)用

①判斷元素金屬性的強弱

電離能越小,金屬越容易失去電子,金屬性越強;反之越弱.

②判斷元素的化合價

如果某元素的則該元素的常見化合價為+〃.

2.元素電負性的遞變性

（1）規(guī)律

同周期主族元素從左到右，電負性依次增大；同主:族元素自上而下，電負性依次減小.

（2）應(yīng)用

3.微粒半徑的比較（以短周期為例）

（1）相同電性微粒半徑大小的比較

①原子半徑：左下角的鈉最大

②陽離子半徑：左下角的鈉離了?最大

③陰離子半徑：左卜角的磷離子最大

（2）不同電性微粒半徑大小的比較

①同周期：陰離子半徑〉陽離子半徑，如Na'VCT

②同元素：電子數(shù)越多,微粒半徑越大，如Fe'AFe"

③同結(jié)構(gòu)：質(zhì)子數(shù)越多,離子半徑越小，如Na'VO?一

委］閡寅縹

【變式2-1］（2024上?北京?高三統(tǒng)考期末）碎化錢（GaAs）太陽能電池大量應(yīng)用于我國超低軌通遙一體

衛(wèi)星星座.卜?列說法正確的是

A.原子半徑：As>GaB.電子層數(shù)：As>Ga

C.電負性：As>GaD.單質(zhì)還原性：As>Ga

【變式2-2］（2024上-遼寧?高三校聯(lián)考期末）某離子液體的陰離子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中X、Y、Z、R、Q

是原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素，其中X原子的最外層電子中未成對電子數(shù)目與成對電子數(shù)目相

同.下列說法正確的是

RZZ

IHHR

XQYQ

Inn

RZz

R

A.電負性：Z>R>Q

B.簡單離子半徑：Q>Z>Y

C.五種元素形成的簡單氫化物中沸點最高的是Z

D.同周期土族元素中只有一種元素的第一電離能人于Z

【考向三】〃兩大理論”與微粒構(gòu)型

典例分的

【典例3］（2024上?遼寧朝陽?高三統(tǒng)考期末）價層電子對互斥理論可以預(yù)測某些微粒的空間結(jié)構(gòu).下列

說法正確的是

A.CO?和SO?的鍵角相同

B.PC0和BF3均為非極性分子

C.NO；和NO；的空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形

D.NH?和NH；的VSEPR模型均為四面體形

i.共價鍵

「特征：方向性和飽和性

鍵長、鍵能決定共價鍵穩(wěn)定程度

鍵參數(shù)〈

i鍵長、鍵角決定分子立體結(jié)構(gòu)

。鍵:電子云"頭碰頭”重疊

成鍵方式

(1)共價鍵《“鍵:電子云〃肩并肩”重疊

極性鍵：不同原子間

類型《極性

徘極性鍵：同種原子間

配位鍵：一方提供孤電子對

i另一方提供空軌道

(2)。鍵和Ji鍵的判定

,共價單鍵：。鍵

共價雙鍵：1個。鍵

①〈1個n鍵

共價三鍵：1個。鍵

、2個n鍵

②s-s、s-p、雜化軌道之間一定形成。鍵;p-p可以形成。鍵，也可以形成n鍵(優(yōu)先形成。鍵，其

余只能形成n鍵).

2.與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的兩種理論

(1)雜化軌道理論

①基本觀點：雜化軌道成鍵滿足原子軌道最大重疊原理;雜化軌道形成的共價鍵更加牢固.

②雜化軌道類型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系

雜化軌道類型雜化軌道數(shù)目分子立體構(gòu)型實例

sp2直線形CO2、BcCL.HgCL

平面三角形

BF3、BC13>CH2O

sp23

V形SO2、SnBn

四面體形CHKCCL、CH3CI

sp84三角錐形NH3、PH3、NF3

V形H：，S、H，0

注意：雜化軌道數(shù)=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)十中心原子的孤電子對數(shù).

（2）價層電子對互斥理論

①基本觀點：分子的中心原子上的價層電子對（包括。鍵電子對和中心原子上的孤電子對）由于相互

排斥，盡可能趨向彼此遠離.

②價層電子對數(shù)的計算

中心原子的價層電子對數(shù)=1鍵電子對數(shù)（與中心原子結(jié)合的原子數(shù)）+中心原子的孤電子對數(shù)=。

鍵電子對數(shù)十1（a—xb）

其中a為中心原子的價電子數(shù),x、力分別為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)及與中心原子結(jié)合的原子最多能

接受的電子數(shù)（H為1,其他原子為〃8—該原子的價電子數(shù)”）.微粒為陽離子時，中心原子的價目子數(shù)要減去

離子所帶電荷數(shù);微粒為陰離子時,中心原子的價電子數(shù)要加上離子所帶電荷數(shù).如S0。中硫原子的孤電子對

數(shù)為止3*=l；H0+中氯原子的孤電子對數(shù)為6-l；3Xl=］；co廠中碳原子的孤電子對數(shù)為4+2；3X2=

乙乙乙

0.

【易錯點】在計算孤電子對數(shù)時,出現(xiàn)0.5或1.5,則把小數(shù)進位為整數(shù)，即1或2.如N02的中心原子N的孤

5一2x9

電子對數(shù)為一；—=0.5-1,則價層電子對數(shù)為3,故VSEPR模型為平面三角形,分子立體構(gòu)型為V形.

③利用價層電子對互斥理論判斷分子（或離子）立體構(gòu)型

價層電子對數(shù)孤電子對數(shù)分子（或離子）立體構(gòu)型示例

o——Q——c

20CO?、BeCh

工直線形

30BF3、SO3、COf

平面三角形

31SQ

V形

&

40CH<.NHMsor.CC1,

正四面體形

41NH3、PCI3、H3O+

三角錐形

V

42HOH?S

V形

【變式3-1］（2023上?山東?高三山東省實驗中學(xué)?？迹￤、X、Z、Q、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主

族元素,其內(nèi)層電子數(shù)之和為18,最外層電子數(shù)之和為28,它們所形成的陰離子具有很高的親水性，可以作

為能源材料中的電解質(zhì)，該離子結(jié)構(gòu)如圖所示.下列說法正確的是

QZZQ

A.Y?z；離子構(gòu)型為四面體B.YWX-離子構(gòu)型為V形

C.非金屬性：XVWVQD.該陰離子中NY-X-Y為180°

【變式3-2］（2023上?河北邯鄲-高三磁縣第一中學(xué)?？迹┫铝谢瘜W(xué)用語的表述正確的是

A.sp2雜化軌道模型：B.鍍原子最外層電子的也子云圖：

C.氨氣分子的空間填充模型：（K）D.質(zhì)量數(shù)為127的碘原子：岸

【考向四】分子性質(zhì)與微粒作用

例分根

【典例4］（2024?廣西?統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法錯誤的是

A.12易溶于CCL,可從L和CCL都是非極性分子的角度解釋

B.對羥基苯甲酸存在分子內(nèi)氫鍵,是其沸點比鄰羥基苯甲酸的高的主要原因

C.AgCl溶于氨水,是由于AgCl與NH,反應(yīng)生成了可溶性配合物［AglNHj］。

D.熔融NaCl能導(dǎo)電，是由于熔融狀態(tài)下產(chǎn)生了自由移動的Na+和CP

分秘藕

1.分子性質(zhì)

（1）分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系

非極性分子

單質(zhì)----*正負電荷中心重令*--結(jié)構(gòu)對稱

tt

雙原子分子多原子分子

II

化合物一正負電荷中心不重合一結(jié)構(gòu)不對稱

I

極性分子

（2）溶解性

〃相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑;若存在氫鍵，則溶劑

和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好.

（3）無機含氧酸分子的酸性

無機含氧酸可寫成（HO）&RO。,如果成酸元素R相同，則〃值越大,R的正電性越高，使R-O-H中0的電子向R

偏移,在水分子的作用下越易電離出酸性越強,如酸性：HC1Q<HC1O2<HC1O3<HC1O..

2.范德華力、氫鍵、共價鍵的比較

范德華力氫鍵共價鍵

氫，氟.氮.氧原子（分

作用粒子分子或原子（稀有氣體）原子

子內(nèi)、分子間）

有方向性、有飽和

特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性

性

強度比較共價鍵〉氫鍵,范德華力

①隨著分子極性和相對分子

對于A—H-B—

質(zhì)量的增大而增大成鍵原子半徑越小，

影響強度A、B的電負性越大,B原

②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相鍵長越短,鍵能越

的因素子的半徑越小,氫鍵鍵能

對分子質(zhì)量越大，范德華力越大,共價鍵越穩(wěn)定

越大

大

①影響物質(zhì)的熔、沸點、溶

①影響分子的穩(wěn)定

解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)分子間氫鍵的存在，使物

對物質(zhì)性性

構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)質(zhì)的熔、沸點升高，在水

質(zhì)的影響②共價鍵鍵能越大，

量的增大，物質(zhì)的熔、沸點升中的溶解度增大

分子穩(wěn)定性越強

高

變式演練1

【變式4-1]（2024上?江蘇揚州?高三揚州中學(xué)校考）下列說法正確的是

A.鍵角：C12O>OF2B.酸性：CH3COOH>CH2FCOOH

C.分子的極性：02>。3I）.基態(tài)原子未成對電子數(shù)：Mn>Cr

【變式4-2]（2023上?北京西城-高三統(tǒng)考期末）下列事實不用用氫鍵解釋的是

A.密度：H2O(1)>H2O(S)B.沸點：H20>H2S

c.穩(wěn)定性：HF>H2OD.溶解性(水中)：NH3>CH4

【考向五】成鍵方式、晶體類型的判斷

典例先杯

【典例5】(2023上?北京?高三北京一七一中?？?用NA表示阿伏加德羅常數(shù).下列說法正確的是

A.標準狀況下,22.4L乙狹中。鍵數(shù)為3N、，乃鍵數(shù)為2/人

B.質(zhì)量相同的HQ和DQ所含的分子數(shù)相同

C.同溫同壓下，相同體積的5和CO?所含的原子數(shù)相同

D.12g金剛石中C—C鍵數(shù)為4NA

.豳蜀畫畫

1.。鍵、冗鍵的判斷

(1)由軌道重疊方式判斷：〃頭碰頭”重疊為。鍵，〃肩并肩"重疊為“鍵

(2)由共用電子對數(shù)判斷：單鍵為。鍵;雙鍵或三鍵，其中一個為。鍵,其余為H鍵

(3)由成鍵軌道類型判斷：s軌道形成的共價鍵全部是。鍵;雜化軌道形成的共價鍵全部為0鍵

配合物中。鍵的算法配位鍵是一種特殊的共價鍵

ImolNi(CO)［中含___molo4個C0中含有4個。鍵,外加4個配位鍵,也屬于。鍵,總共8個。鍵

鍵

2.晶體類別的判斷方法

(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間作用力判斷

由陰、陽離子形成離子健構(gòu)成的晶體為離子晶體；由原子形成的共價鍵構(gòu)成的晶體為原子晶體；由分子依

靠分子間作用力形成的晶體為分子晶體；由金屬陽離子、自由電子以金屬鍵形成的晶體為金屬晶體

(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷

①活潑金屬氧化物和過氧化物(如KQ、岫2。2等)，強堿(如NaOlkKOH等)，絕大多數(shù)的鹽是離子晶體

②部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氧化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物的晶體是

分子晶體

③常見的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等,常見的化合物類原子晶體有SiC、SiO?、AIM、

BP、CaAs等

④金屬單質(zhì)、合金是金屬晶體

(3)依據(jù)晶體的熔點判斷

不同類型晶體熔點大小的一般規(guī)律：原子晶體）離子晶體＞分子晶體.金屬晶體的熔點差別很大，如鋁、伯

等熔點很高,鈉等熔點很低

⑷依據(jù)導(dǎo)電性判斷

①離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時均能導(dǎo)電

②原子晶體一般為非導(dǎo)體

③分子晶體為非導(dǎo)體，但分子晶體中的電解質(zhì)（主要是酸和強極性非金屬氫化物）溶于水時,分子內(nèi)的化學(xué)

鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導(dǎo)電

④金屬晶體是電的良導(dǎo)體

（5）依據(jù)硬度和機械性能判斷

一般情況下,硬度：原子晶體》離子晶體）分子晶體.金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較小的,且具有延展性

【變式5-1]（2023上?北京-高三北京市第一六一中學(xué)?？迹┫铝谢瘜W(xué)用語或圖示表達不正確的是

A.PO；的空間結(jié)構(gòu)模型：

B.%0的VSEPR模型，

c.二氧化碳的電子式：：6：：c：：6：

D.p-pn鍵電子云輪廓圖

【變式5-2]（2023上-湖南長沙-高三統(tǒng)考）下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)說法正確的是

NaCI品胞CaF2晶胞

干冰品胞有E原子和F原「構(gòu)成

(OCI-?Na+)(?Ca2>OF')的氣態(tài)團簇分:模型

A.在NaG晶胞中，與Na，最鄰近且等距離的Na，有6個

B.在干冰晶體中，每個晶胞擁有6個CO?分子

C.CaF?晶胞中Ca＞的配位數(shù)為4

D.該氣態(tài)團簇分子的化學(xué)式為E,E

【考向六】晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定

'畫畫囹麻］

【典例6】(2024上?遼寧錦州?高三統(tǒng)考期末)一種由Mn、Se組成的化合物立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.已知

化合物的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為N.、.下列說法錯誤的是

A.該化合物的化學(xué)式可表示為MnSeB.與Se原子距離最近的Se原子有12個

B4M7

C.Mn、Se原子的最近距離是在anmD.晶胞密度為廠一力3「8式'"

2”。)

1.晶胞中微粒數(shù)目的計算方法——均攤法

(1)原則：晶胞中任意位置上的一個原子如果是被〃個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額

(2)方法:

①長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算

a.處于頂點上的粒子，同時為8個晶胞所共有,每個粒子有!屬于該晶胞

O

b.處丁棱邊上的粒了，同時為4個晶胞所共有，每個粒了有:屬丁該晶胞

c.處于晶面上的粒子，同時為2個晶胞所共有,每個粒子有:屬于該晶胞

(1.處于晶胞內(nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞

②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定

1

上：,

頂點

-

4

12

三棱柱1

-

J

梭上

2

1

-

2

：1

內(nèi)部

柱

六棱

碳

（1個

頂點

形，其

成六邊

原子排

層內(nèi)碳

胞每一

石墨晶

型

平面

J

形占

六邊

,每個

形共有

個六邊