高三化学二轮复习-专题十五 物质结构与性质学案

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专题十五 物质结构与性质
1.原子结构与元素的性质：(1)了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布，了解原子核外电子的运动状态；(2)了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质；(3)了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用；(4)了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
考纲要求
2.化学键与物质的性质：(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；(2)了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(3)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系；(4)理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质，了解金属晶体的常见堆积方式；(5)了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。
3.分子间作用力与物质的性质：(1)了解化学键和分子间作用力的区别；(2)了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质；(3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别；(4)能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算；(5)了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。
内容索引
考点一 基态原子的核外电子排布
考点二 元素的电离能和电负性
考点三 两大理论与分子构型
考点四 微粒作用与分子性质
考点五 微粒作用与晶体结构
考点一 基态原子的核外电子排布
1.排布规律(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。
2.表示方法(1)电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)简化电子排布式“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。如：Cu：[Ar]3d104s1
(3)电子排布图用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。如S：
1.[2016·江苏，21(A)－(1)]Zn2＋基态核外电子排布式为__________________________。
答案
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1s22s22p63s23p63d10
或[Ar]3d10
答案
2.[2016·全国卷Ⅰ，37(1)]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有____个未成对电子。
3d104s24p2
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3.[2016·全国卷Ⅱ，37(1)]镍元素基态原子的电子排布式为_____________________________，3d能级上的未成对的电子数为___。
1s22s22p63s23p63d84s2
或[Ar]3d84s2
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答案
4.[2016·全国卷Ⅲ，37(1)]写出基态As原子的核外电子排布式____________________________________。
1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3
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答案
5.[2015·江苏，21(A)－(1)节选]Cr3＋基态核外电子排布式为__________________________。
1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
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6.[2015·全国卷Ⅰ，37(1)]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在____对自旋相反的电子。
电子云
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答案
7.[2015·安徽理综，25(1)(2)](1)Si位于元素周期表第___周期第_______族。(2)N的基态原子核外电子排布式为_________；Cu的基态原子最外层有____个电子。
三
ⅣA
1s22s22p3
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8.[2015·浙江自选模块，15(1)]Cu2＋的电子排布式是__________________________。
1s22s22p63s23p63d9
或[Ar]3d9
反思归纳
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“两原理，一规则”的正确理解1.原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示　在写基态原子的电子排布图时，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)
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2.同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。如np3、np6Cr：3d54s1　 Mn：3d54s2　 Cu：3d104s1　 Zn：3d104s2
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考点二 元素的电离能和电负性
1.元素的电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ·mol－1。(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从 到 的周期性变化。
ns1
ns2np6
答案
答案
(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐 的趋势，稀有气体的第一电离能最 ，碱金属的第一电离能最 ；同主族从上到下，第一电离能有逐渐 的趋势。
增大
小
大
减小
说明　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。同能级的轨道为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如Be、N、Mg、P。(3)元素电离能的应用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；反之越弱。②判断元素的化合价如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1价。
(3)元素电离能的应用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；反之越弱。②判断元素的化合价如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1价。
答案
2.元素的电负性(1)元素电负性的周期性变化元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐 ；同一主族从上到下，元素电负性呈现 的趋势。
增大
减小
(2)
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1.[2016·全国卷Ⅰ，37(4)]光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_________。
O>Ge>Zn
答案
2.[2016·全国卷Ⅱ，37(3)]元素铜与镍的第二电离能分别为ICu＝1 959 kJ·mol－1，INi＝1 753 kJ·mol－1，ICu>INi 的原因是____________________________________________。
铜失去的是全充满的3d10电子，镍失
去的是4s1电子
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3.[2015·福建理综，31(1)]CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为__________。
H、C、O
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答案
4.[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(1)改编]在N、O、S中第一电离能最大的是____。
N
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答案
5.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。四种元素中第一电离能最小的是____，电负性最大的是___(填元素符号)。
K
F
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6.第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种。
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7.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是________。
√
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8.依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照右图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。答案　
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考点三 两大理论与分子构型
1.分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时，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.分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。
3.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子空间构型有关，二者之间可以相互判断。
答案
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1.[2016·江苏21(A)－(3)] 分子中碳原子轨道的杂化类型为________。
sp3、sp
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2.[2016·全国卷Ⅰ，37(5)，节选]Ge单晶具有金刚石结构，其中Ge原子的杂化方式为____。
sp3
答案
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3.[2016·全国卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为____。
答案
三角锥形
sp3
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4.[2015·全国卷Ⅰ，37(3)节选]CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是____。
sp
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5.[2015·山东理综，33(3)]F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为_____，其中氧原子的杂化方式为____。
V形
sp3
答案
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6.[2015·江苏，21(A)－(2)节选]CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________。
sp3、sp2
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7.[2014·江苏，21(A)－(3)节选]醛基中碳原子的轨道杂化类型是____。
sp2
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8.[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)节选]乙醛中碳原子的杂化类型为________。
sp3、sp2
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9.[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(2)(3)改编]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子。则a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为____；这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的是_____________；酸根呈三角锥结构的酸是______。
sp3
HNO2、HNO3
H2SO3
答案
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10. 中阳离子的空间构型为__________，阴离子的中心原子轨道采用____杂化。
三角锥形
sp3
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11.BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为____和____。
sp2
sp3
答案
答案
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12.已知元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，则在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是____，YZ 的空间构型为_________。
sp3
正四面体
返回
考点四 微粒作用与分子性质
1.共价键(1)共价键的类型①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键和三键。②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。
(2)键参数①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。④键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定。
(3)σ键、π键的判断①由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。②由共用电子对数判断单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。③由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。
(4)等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质相似，化学性质不同。常见等电子体：
(5)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孤电子对。②配位键a.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的共价键；b.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NH 可表示为 ，在NH 中，虽然有一个N—H键形成的过程与其他3个N—H键形成的过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。
③配合物如[Cu(NH3)4]SO4
配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
2.分子性质(1)分子构型与分子极性的关系
(2)溶解性①“相似相溶”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，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO3.氢键(1)作用粒子：氢、氟、氧原子(分子内、分子间)(2)特征：有方向性和饱和性(3)强度：共价键>氢键>范德华力(4)影响强度的因素：对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大。(5)对物质性质的影响：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。
答案
1.[2016·江苏，21(A)—(2)(4)(5)][Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN
HOCH2CN的结构简式
(2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为___mol。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为_____。
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(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为____________________________。
答案
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2.[2016·全国卷Ⅰ，37(2)(3)](2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_______________________________________________________________________________________________。
答案
锗的原子半径大，原子之间形成的σ单键较长，p­p轨道肩并肩重
叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
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(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_______________________________________________________________________________________________________。
答案
GeI4熔、沸点依次升高；原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强
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GeCl4、GeBr4、
3.[2016·全国卷Ⅱ，37(2)]硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为_______，提供孤电子对的成键原子是___。③氨的沸点_____(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______________________；氨是_____分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为____。
答案
正四面体
配位键
N
高于
NH3分子间可
形成氢键
极性
sp3
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4.[2015·江苏，21(A)－(1)(2)(3)节选]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O ＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→ 4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH(1)配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是____(填元素符号)。(2)1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为____________________。(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为_____(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________________________________。
答案
O
7 mol(或7×6.02×1023)
H2F＋
H2O与CH3CH2OH
之间可以形成氢键
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5.[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)]1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为_____，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是________________________。
答案
6NA
CH3COOH存在分子间氢键
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6.[2014·江苏，21(A)—(2)]与OH－互为等电子体的一种分子为_____(填化学式)。
答案
HF
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7.[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(3)改编]已知a是H，b是N，c是O，d是S，a与其他元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是____________(填化学式，写出两种)。
答案
N2H4、H2O2
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8.已知元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的最外层电子数是其内层的3倍。则(1)与YZ 互为等电子体的分子的化学式_____________(任写一种)。
解析答案
CCl4或SiCl4等
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(2)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为_______________________。解析　[Zn(NH3)4]2＋中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是_______________________________。解析　在乙醇中的溶解度H2O大于H2S，是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键。
16 mol或16×6.02×1023个
水分子与乙醇
分子之间形成氢键
解析答案
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9.若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是____。解析　由于在BCl3中B原子无孤电子对，但有空轨道，所以提供孤电子对的原子是X。
X
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10.碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
答案
(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__________________________________________________________________________________________________________。
C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
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(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案
C—H键的键能大于
C—O键，C—H键比C—O键稳定；而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
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11.(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填序号)。a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力
√
√
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(2)已知苯酚( 　　　　 )具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸电离形成的离子　　　　　能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是______________________________________________。
答案
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中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋
返回
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考点五 微粒作用与晶体结构
1.离子键——离子晶体(1)化学键：相邻原子之间强烈的相互作用。化学键包括　　　 、_______ 和 。(2)离子键：阴、阳离子通过 形成的化学键。离子键强弱的判断：离子半径越 ，离子所带电荷数越 ，离子键越 ，离子晶体的熔、沸点越 。离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能越 ，离子晶体的熔、沸点越 ，硬度越 。
答案
离子键
共价键
金属键
静电作用
小
多
强
高
大
高
大
(3)离子晶体：通过离子键作用形成的晶体。①典型的离子晶体结构：
②晶胞中粒子数的计算方法——均摊法
2.共价键——原子晶体(1)原子晶体：所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成 结构的晶体。(2)典型的原子晶体有金刚石(C)、晶体硅(Si)、二氧化硅(SiO2)。(3)典型原子晶体结构
答案
空间立体网状
答案
(4)共价键强弱和原子晶体熔、沸点大小的判断：原子半径越 ，形成共价键的键长越 ，共价键的键能越 ，其晶体熔、沸点越 。如熔点：金刚石 碳化硅 晶体硅。
小
短
大
高
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3.分子间作用力——分子晶体(1)分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般 饱和性和方向性，而氢键则 饱和性和方向性。(2)①分子晶体：分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体，典型的分子晶体有冰、干冰。其晶体结构模型及特点为
答案
没有
有
②分子间作用力强弱和分子晶体熔、沸点大小的判断：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越 ，克服分子间作用力使物质熔化和汽化就需要更 的能量，熔、沸点越 。但存在氢键时分子晶体的熔、沸点往往反常地 。(3)NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高。影响物质的性质方面：增大物质的熔、沸点，增大物质的溶解性。表示方法：X—H…Y(N、O、F)，一般都是氢化物中存在。
答案
大
多
高
高
4.金属键——金属晶体(1)金属键：金属离子和 之间强烈的相互作用。运用自由电子理论可解释金属晶体的导电性、导热性和延展性。
答案
自由电子
(2)①金属晶体：通过金属键作用形成的晶体。②金属键的强弱和金属晶体熔、沸点的变化规律：阳离子所带电荷数越 ，半径越 ，金属键越 ，熔、沸点越高，如熔点：Na Mg Al，Li Na K Rb Cs。金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。
答案
多
小
强
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5.分子晶体、原子晶体、离子晶体与金属晶体的结构微粒，以及微粒间作 用力的区别
6.物质熔、沸点的比较(1)不同类型晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体。(2)同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔、沸点高，反之则小。①离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点就越高。②分子晶体：对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔、沸点越高。③原子晶体：键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。(3)常温常压下状态：①熔点：固态物质>液态物质；②沸点：液态物质>气态物质。
解析答案
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1.[2016·全国卷Ⅰ，37(5)(6)](5)Ge单晶具有金刚石型结构，则微粒之间存在的作用力是________。(6)晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为 ；C为 。则D原子坐标参数为_________。
共价键
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为_________________g·cm－3(列出计算式即可)。
解析答案
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2.[2016·全国卷Ⅱ，37(3)(4)](3)单质铜及镍都是由_____键形成的晶体。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。解析　根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×1/2＝3，镍原子的个数为8×1/8，则铜和镍的数量比为3∶1，
金属
3∶1
解析答案
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②若合金的密度为d g·cm－3，晶胞参数a＝___________________nm
解析答案
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3.[2016·全国卷Ⅲ，37(4)(5)](4)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是________________________________。解析　由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔、沸点高。
GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体
解析答案
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答案
(5)GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以_______键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_____________________。
原子晶体
共价键
解析
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解析　GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ga和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是 。二者的原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝ ×100%。
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4.[2015·全国卷Ⅰ，37(4)(5)](4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_____晶体。(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接____个六元环，每个六元环占有___个C原子。
答案
分子
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②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_____个六元环，六元环中最多有____个C原子在同一平面。
答案
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5.[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)(4)改编]Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有____个铜原子。Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为___。列式表示Al单质的密度___________________________g·cm－3。
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6.[2014·江苏，21(A)—(5)] Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为____。
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答案
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7.[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(4)(5)]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的 3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_____。
解析　e为Cu，c为O，由图1可知，晶胞中含Cu原子数为4个，含O原子为8× ＋1＝2个，故化学式为Cu2O，O为－2价，则Cu为＋1价。
＋1
解析答案
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答案
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为______，阳离子中存在的化学键类型有_______________；该化合物加热时首先失去的组分是_____，判断理由是___________________________________。
解析
共价键和配位键
H2O
H2O与Cu2＋的配
位键比NH3与Cu2＋的弱
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解析　含有H、N、O、S、Cu 5种元素的化合物，结合课本选修3配合物有关知识和题目所给信息，观察中心为1个Cu2＋，周围为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物化学式为[Cu(NH3)4]SO4·2H2O，加热时，由于H2O和Cu2＋作用力较弱会先失去。
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8.(1)硅主要以硅酸盐、_________等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_______相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献___个原子。解析　金刚石晶胞的面心上各有一个原子，面上的原子对晶胞的贡献是 。(3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为_____________________________________。
解析答案
二氧化硅
共价键
3
Mg2Si＋4NH4Cl===
SiH4＋4NH3＋2MgCl2
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(4)在硅酸盐中，SiO 四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si原子的杂化形式为____，Si与O的原子数之比为______，化学式为________________。
答案
解析
sp3
1∶3
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解析　在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个Si—O单键，因而Si原子都是sp3杂化；观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构，因而每个四面体中硅原子数是1，氧原子数＝2＋2× ＝3，即Si与O的原子个数比为1∶3，化学式为[SiO3] 。
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9.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有一个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们的价电子层中未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。(1)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。①该化合物的化学式为_______；D的配位数为___。
答案
解析
K2NiF4
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解析　有4个未成对电子的一定是过渡金属元素，前四周期元素中只有3d64s2符合，因而C为Fe元素，顺推出D为Ni，B为K，A为F。
即该化合物的化学式为K2NiF4。
D的配位体是距其最近的异种原子A，分别在它的前面、后面、左边、右边、上边、下边，共6个A原子。
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答案
②列式计算该晶体的密度_________________________________ g·cm－3。
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返回
(2)A－、B＋和C3＋三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_______________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为________，配位体是____。解析　在K3[FeF6]中K＋与[FeF6]3－之间是离子键，[FeF6]3－中Fe3＋与F－之间是配位键，Fe3＋是中心离子，F－是配位体。
离子键、配位键
[FeF6]3－
F－
解析答案
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