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(共31張PPT)
第三章　晶體結構與性質
同步微專題3　晶胞的化學組成與有關計算
(2)類型：①長方體(含正方體)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻。
②非長方體晶胞中粒子對晶胞的貢獻視具體情況而定。如圖所示的正三棱柱形晶胞中：
3．晶體密度及微粒間距離的計算
4．晶胞中所求目標原子坐標參數(shù)確定的思維模板
【典型例題】
　　　　回答下列問題：
(1)氧與鈉所形成的一種離子化合物Na2O晶體的晶胞如圖1所示，則圖中黑球代表的離子是__________(填離子符號)。
圖1
(2)某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖2所示。
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為__________。
②若合金的密度為d g·cm－3，晶胞參數(shù)a＝_____________nm。
圖2
(3)GaAs的熔點為1 238 ℃，密度為ρ g·cm－3，其晶胞結構如圖3所示。該晶體的類型為_____________，Ga與As以__________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_______________。
圖3
②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為_________g·cm－3(列出計算式即可)。
圖4
(5)鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖5所示，Zn原子核外電子排布式為____________________。六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為_________________________g·cm－3(列出計算式即可)。
圖5
【專題訓練】
1．通常情況下，氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結構分別如下圖所示：
下列關于這些晶體結構和性質的敘述不正確的是 (　　)
A．在氯化鈉晶體中每個Cl－周圍同時吸引6個Na＋，在氯化銫晶體中每個Cl－周圍同時吸引8個Cs＋
B．熔化二氧化硅晶體時破壞了分子間作用力
C．二氧化碳晶體是分子晶體，其中不僅存在分子間作用力，而且也存在共價鍵
D．氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結構，但它們的物理性質不同
【答案】B
【解析】在氯化鈉晶體中每個Cl－周圍同時吸引6個Na＋，在氯化銫晶體中每個Cl－周圍同時吸引8個Cs＋，A正確；二氧化硅晶體屬于共價晶體，熔化時破壞共價鍵，B錯誤；二氧化碳分子晶體中，不僅存在分子間作用力，且構成分子的原子之間可形成化學鍵，如CO2含有C==O鍵，C正確；氯化鈉和氯化銫為離子晶體，二氧化碳為分子晶體，它們具有不同的物理性質，D正確。
2．如圖所示為二維平面晶體示意圖，所表示的化學式為AX3的是 (　　)
【答案】B　
【解析】圖中1個灰球周圍有6個白球，1個白球周圍有3個灰球，灰球與白球數(shù)目之比＝3∶6＝1∶2，化學式應為AX2，A不符合題意；圖中1個灰球周圍有6個白球，1個白球周圍有2個灰球，灰球與白球數(shù)目之比＝2∶6＝1∶3，化學式應為AX3，B符合題意；圖中1個灰球周圍有4個白球，1個白球周圍有4個灰球，灰球與白球數(shù)目之比＝4∶4＝1∶1，化學式應為AX，C不符合題意；圖中1個白球周圍有6個灰球，1個灰球周圍有3個白球，白球與灰球數(shù)目之比＝3∶6＝1∶2，化學式應為AX2，D不符合題意。
3．下圖是Mg、Ge、 O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。 己知化合物中Ge和O的原子個數(shù)比為1∶4；該晶胞的晶胞參數(shù)分別為a nm、b nm、c nm，α＝β＝γ＝90°。下列說法錯誤的是 (　　)
【答案】D　
4．利用CuSO4和NaOH制備的Cu(OH)2檢驗醛基時，生成紅色的Cu2O，其晶胞結構如圖所示：
5．CaTiO3的晶胞為立方晶胞，結構如下圖所示：




則與A距離最近且相等的X有______個，M的坐標是__________；若晶胞參數(shù)是r pm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體的密度是______________________g·cm－3。
6．(2022·全國甲卷)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結構如圖所示，X代表的離子是__________；若該立方晶胞參數(shù)為a pm，正負離子的核間距最小為__________pm。(共28張PPT)
第二章　分子結構與性質
同步微專題2　
分子的空間結構、雜化類型判斷方法
【專題整合】
1．分子的空間結構判斷方法
(1)根據(jù)價層電子對互斥模型判斷。
中心原子的價層電子對數(shù)與分子的空間結構有密切聯(lián)系，對ABm型化合物，A的價層電子對數(shù)：
若B為氧原子、硫原子時，則不提供電子；若有成單電子時，則看成電子對。
從價層電子對空間結構中去掉未成鍵的孤電子對，則為分子的空間結構。
利用價層電子對互斥模型判斷分子構型，如下表：
價電
子對數(shù) 雜化
類型 配位
原子數(shù) 孤電
子對數(shù) 價電子對
空間結構 分子空間結構 實例
2 sp 2 0 直線形 直線形 BeCl2
3 sp2 3 0 平面
三角形 平面三角形 BF3
2 1 角形(V)形 SnBr2
4 sp3 4 0 四面
體形 正四面體形 CH4
3 1 三角錐形 NH3
2 2 角形(V)形 H2O
(2)根據(jù)雜化軌道類型判斷。
由于雜化軌道類型不同，雜化軌道的夾角也不同，其成鍵時鍵角也不同，故雜化軌道的類型與分子的空間結構有關系，具體如下表：
雜化
類型 用于雜化的
原子軌道數(shù) 雜化軌道
間的夾角 雜化軌道形成
的空間結構
sp雜化 2 180° 直線形
sp2雜化 3 120° 平面三角形
sp3雜化 4 109°28′ 正四面體形
當雜化軌道都參與成鍵(雜化軌道數(shù)與結合的原子數(shù)相同)時，雜化軌道形成的空間結構與分子的空間結構一致。
(3)根據(jù)共價鍵的鍵角判斷。
分子的空間結構與共價鍵的鍵角的關系如下表：
分子類型 鍵角 分子的空間結構 實例
AB2型 180° 直線形 CO2、BeCl2等
＜180° V形 H2O、H2S等
AB3型 120° 平面三角形 BF3、BCl3等
＜120° 三角錐形 NH3、NF3等
AB4型 109°28′ 正四面體形 CH4、CCl4等
2．雜化軌道類型的判斷方法
(1)由雜化軌道數(shù)目判斷。
雜化軌道數(shù)＝中心原子孤電子對數(shù)＋中心原子結合的原子數(shù)＝價電子對數(shù)。如下表：
雜化軌道數(shù) 2 3 4
雜化軌道類型 sp sp2 sp3
(2)根據(jù)雜化軌道的空間分布判斷中心原子雜化軌道類型：①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子采取sp3雜化；②若雜化軌道在空間的分布為平面三角形，則分子的中心原子采取sp2雜化；③若雜化軌道在空間的分布為直線形，則分子的中心原子采取sp雜化。
(3)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷中心原子雜化軌道類型：若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則分子的中心原子采取sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子采取sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子采取sp雜化。
(4)有機物中碳原子的雜化方式可根據(jù)成鍵情況判斷：
若碳原子形成的全部為單鍵，則為sp3雜化；若有一個雙鍵，則為sp2雜化；若有三鍵，則為sp雜化。
【答案】D　
　　　　下列物質的分子中，中心原子的“雜化方式”及“分子空間結構”與CH2O(甲醛)相同的是 (　　)
A．H2S B．NH3
C．CH2Br2 D．BF3
【答案】D　
【解析】CH2O和BF3均為平面形分子，兩者的中心原子均采取sp2雜化；H2S和H2O相似；CH2Br2是CH4中的兩個H被Br取代得到，H2S、NH3、CH2Br2的中心原子都采取sp3雜化。
[典例精練]
　　　　比較下列各組粒子中的鍵角大小，由大到小正確的是 (　　)
A．CSO、BCl3、SiH4、NH3、H2O
B．SO2、N2O、BeCl2、N3－、CNS－
【答案】A　
　　　　下列分子中，中心原子雜化軌道類型相同，分子的空間結構也相同的是 (　　)
A．H2O、SO2 B．BeCl2、CO2
C．H2O、NH3 D．NH3、CH2O
【答案】B　
【解析】A項，H2O分子中心原子采取sp3雜化，為V形；SO2分子中心原子采取sp2雜化，為V形。B項，BeCl2和CO2分子中心原子都是采取sp雜化，為直線形。C項，NH3分子中心原子采取sp3雜化，為三角錐形；H2O分子中心原子采取sp3雜化，為V形。D項，CH2O分子中心原子采取sp2雜化，為平面三角形；NH3分子中心原子采取sp3雜化，為三角錐形。
【專題訓練】
1．下列各組分子的中心原子雜化軌道類型相同，分子的空間結構不相同的是　 (　　)
A．CCl4、SiCl4、SiH4
B．H2S、NF3、CH4
C．BCl3、CH2＝CHCl、環(huán)己烷
【答案】B　
【解析】A項，中心原子都是sp3雜化，空間結構相同；B項，中心原子都是sp3雜化，孤電子對數(shù)不同，分子的空間結構不相同；C項，三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2雜化，環(huán)己烷中碳原子為sp3雜化；D項，三氧化硫和苯分子的中心原子為sp2雜化，而丙炔中碳原子存在sp和sp3雜化。
2．下列分子中的中心原子雜化軌道的類型和分子構型都相同的是 (　　)
A．SO3與SO2 B．NH3與BF3
【答案】C　
3．某一化合物分子式為AB2，A屬于第ⅥA族元素，B屬于第ⅦA族元素，A和B在同一周期，它們的電負性值分別為3.44和3.98。下列推斷不正確的是 (　　)
A．AB2分子的空間構型為V形
B．A－B鍵為極性鍵，AB2分子為非極性分子
C．AB2與水相比，AB2的熔、沸點比水的熔、沸點低
D．A原子的雜化方式是sp3雜化
【答案】B
4．(2023·江西撫州金溪一中聯(lián)考)黨的二十大報告中提到：“我們堅持人民至上、生命至上……”“我們深入貫徹以人民為中心的發(fā)展思想……”“我們貫徹總體國家安全觀，國家安全領導體制和法治體系……”目前，甘肅某醫(yī)藥公司與北京大學共同開發(fā)研制的國家一類抗癌新藥乙烷硒啉(Ethaselen)進入臨床研究，其結構如圖。下列說法錯誤的是 (　　)
A．基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4
B．分子中有8種不同化學環(huán)境的C原子
C．分子中的碳原子采取sp2、sp3雜化
【答案】D　
5．按要求完成下列問題。
(1)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是______________。
(2)CS2分子中，共價鍵的類型有________________，C原子的雜化軌道類型是__________，寫出兩個與CS2具有相同立體構型和鍵合形式的分子或離子________________。
(3)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構型；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個未成對電子。回答下列問題：
①C和D反應可生成組成比為1∶3的化合物E，E的立體構型為____________________，中心原子的雜化軌道類型為____________。
②化合物D2A的立體構型為____________，中心原子的價層電子對數(shù)為__________，單質D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，其化學方程式為______________________________________________。
【答案】(1)正四面體
(2)σ鍵和π鍵　sp　CO2、SCN－(或COS等)
(3)①三角錐形　sp3　②V形　4　2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(共17張PPT)
第一章　原子結構與性質
同步微專題1　
核外電子排布表示方法的判斷與書寫
【專題整合】
1．核外電子排布式與原子結構示意圖、軌道表示式的關系
原子結構示意圖→電子排布式→軌道表示式逐步細化核外電子的運動狀態(tài)。
2．核外電子排布表示方法的常見誤區(qū)
(1)當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 (正確)；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6(錯誤)。
3．核外電子排布易混淆概念的比較
以硫原子為例，對比原子核外電子排布的幾種表示方法。
表示方法 內容 以硫原子為例
電子排
布式 含
義 用核外電子的能級及各能級上的電子數(shù)來表示電子排布的式子 1s22s22p63s23p4
意
義 能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)
表示方法 內容 以硫原子為例
簡化電
子排布
式 含
義 把電子排布式中內層電子達到稀有氣體原子結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號表示 [Ne]3s23p4
意義 避免電子排布式書寫過于復雜
表示方法 內容 以硫原子為例
軌道表
示式 含
義 每個原子軌道用1個方框(或圓圈)表示，在方框(或圓圈)內用箭頭表示自旋狀態(tài)不同的電子
意義 能直觀地反映電子的分布情況及電子的自旋狀態(tài)
價層
電子
排布式 含義 主族元素的價層電子指最外層電子 3s23p4　　
意義 能直觀地反映基態(tài)原子的電子層數(shù)、參與成鍵的電子數(shù)以及最外層電子數(shù)
【典型例題】
　　　　(1)S的基態(tài)原子有__________個未成對電子；Si的基態(tài)原子電子排布式為______________________。
(2)31Ga基態(tài)原子的電子排布式為_________________________。
(3)基態(tài)Cu＋的電子排布式為______________________。
(4)XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；Y基態(tài)原子的電子排布式為____________。
(5)基態(tài)Fe原子有__________個未成對電子，基態(tài)Fe3+的電子排布式為______________。
【答案】(1)2　1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(3)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(4)1s22s22p4(或[He]2s22p4)
(5)4　1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
【解析】(1)S基態(tài)原子的價層電子排布式為3s23p4，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理可知，S的基態(tài)原子核外有2個未成對電子；依據(jù)能量最低原理、洪特規(guī)則和泡利原理，14號元素Si的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。(4)X為N元素，Y為O元素，O元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4或[He]2s22p4。(5)Fe原子的價層電子排布式為3d64s2，3d能級上有4個未成對電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
【專題訓練】 　 　　　 　 　 　
1．下列各基態(tài)原子的電子排布式或價層電子軌道表示式正確的是 (　　)
A．Be：1s22s12p1 B．Cl：1s22s22p63s23p5
【答案】B
2．下列原子或離子的電子排布式正確的是__________________(填序號，下同)，違反能量最低原理的是______________，違反洪特規(guī)則的是____________________，違反泡利原理的是__________。
①Ca2+：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6
【答案】①⑤⑥　②④　③⑦　⑦
3．下列各項敘述中，正確的是 (　　)
A．鈉原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1時，原子釋放能量
B．價層電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素
C．所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同
D．29Cu原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d94s2
【答案】C　
【解析】鈉原子由基態(tài)轉化為激發(fā)態(tài)，要吸收能量，A錯誤；價層電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期ⅢA族，是p區(qū)元素，B錯誤；原子軌道處于全空、全滿或半充滿狀態(tài)時，能量最低，故29Cu原子的核外電子排布式應是1s22s22p63s23p63d104s1，D錯誤。
4．完成下列化學用語。
(1)Cr原子的核外電子排布式為____________________，價層電子排布式為____________，價層電子軌道表示式為__________________。
(2)Cu2+的核外電子排布式為________________________。
(3)As的核外電子排布式為_____________________________，原子結構示意圖為_______________，價層電子排布圖為_____________。
(4)Co的價層電子排布式為____________，價層電子軌道表示式為________________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)　3d54s1

(2)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) 　
5．(1)(2022·全國甲卷)基態(tài)F原子的價電子排布圖(軌道表示式)為____________________。
(2)(2022·全國乙卷)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有______________ (填序號，下同)，其中能量較高的是__________。
a．1s22s22p43s1　　　 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
(3)(2022·廣東卷)Se與S同族，基態(tài)硒原子價電子排布式為_______。

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