資源簡(jiǎn)介

(共146張PPT)
主觀題突破一　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
突破點(diǎn)1　核外電子排布及表征
突破點(diǎn)2　電離能、電負(fù)性及原因解釋
目錄索引
突破點(diǎn)3　化學(xué)鍵、雜化類型與空間結(jié)構(gòu)
突破點(diǎn)4　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及原因解釋
突破點(diǎn)5　晶體類型與粒子間作用力及原因解釋
突破點(diǎn)6　晶胞結(jié)構(gòu)及分析、計(jì)算
突破點(diǎn)1　核外電子排布及表征
聚焦　核心要點(diǎn)
1.能層、能級(jí)及能量關(guān)系模型[1]
2.基態(tài)粒子核外電子排布的“三原則”[2]
表示方法 舉例
電子排布式 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
簡(jiǎn)化電子排布式 Cu:[Ar]3d104s1
價(jià)層電子排布式 Fe:3d64s2
軌道表示式 (或電子排布圖) O:
【應(yīng)用示例】硒(34Se)被譽(yù)為“防癌之王”,與氧同主族,與溴同周期。
(1)基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]　　　　　　。
(2)基態(tài)Se原子核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為　　　　,該能級(jí)電子云輪廓圖的形狀為　　　　　　。
(3)基態(tài)Se原子核外電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為　 　。
(4)基態(tài)Se原子的價(jià)層電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為　　　　　。
3d104s24p4
4p
啞鈴形
N
2∶1
3.核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[3]
(1)判斷核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類
描述原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有4個(gè)參數(shù):能層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài),故核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類=核外電子的總數(shù)。
(2)核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類
描述原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有3個(gè)參數(shù):能層、能級(jí)和原子軌道,故核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類=電子占據(jù)的原子軌道總數(shù)。
鏈接高考[1]
(2022·重慶卷)配位化合物X由配體L2-(如圖)和具有正四面體結(jié)構(gòu)的[Zn4O]6+構(gòu)成。L2-所含元素中,電負(fù)性最大的原子處于基態(tài)時(shí)電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為　　　形。
配體L2-
啞鈴
鏈接高考[2]
(1)(2024·河北卷)釩原子的價(jià)層電子排布式為　　　　。
(2)(2024·北京卷)Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族。將Sn的基態(tài)原子最外層軌道表示式補(bǔ)充完整: ______________ 。
(3)(2024·湖北卷)基態(tài)Be2+的軌道表示式為______________ 。
(4)(2024·甘肅卷)Ca2+和Cl-的最外層電子排布圖均為______________。
(5)(2023·海南卷)銻和磷同族,基態(tài)銻原子的價(jià)層電子排布式為______________ 。
(6)(2022·天津卷)基態(tài)Na原子的價(jià)層電子軌道表示式為_____________。
3d34s2
5s25p3
9
精研　核心命題
命題角度1 基態(tài)原子(或離子)核外電子排布及表示
例1(1)(2024·安徽卷)基態(tài)Ni原子價(jià)層電子排布式為　　 　。
(2)(2023·全國(guó)乙卷)基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子排布式為　　　　　　。
(3)(2022·海南卷)基態(tài)O原子的電子排布式為______________,其中未成對(duì)電子有　　　　　個(gè)。
(4)(2022·全國(guó)甲卷)基態(tài)F原子的價(jià)層電子排布圖(軌道表示式)為
　　　　　　。
3d84s2
3d64s2
1s22s22p4
2
解析:(1)Ni的原子序數(shù)為28,位于第四周期第Ⅷ族,基態(tài)Ni原子價(jià)電子排布式為3d84s2。
[變式演練1] (1)(2024·山東卷)Mn在元素周期表中位于第____周期____族;同周期中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)比Mn多的元素是____(填元素符號(hào))。
(2)(2023·浙江6月卷)基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式是_____________。
(3)(2022·廣東卷)Se與S同族,基態(tài)硒原子價(jià)層電子排布式為　　　　　。
四
Ⅶb
Cr
2s22p3
4s24p4
命題角度2核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及能量
例2(1)(2022·河北卷)基態(tài)S原子的價(jià)層電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為　　　 。
2∶1
解析:基態(tài)S原子的價(jià)層電子軌道表示式為 ,兩種自旋狀態(tài)的電子分別為2個(gè)和4個(gè),故其數(shù)目之比為1∶2或2∶1。
(2)(2022·全國(guó)乙卷)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有　　　　,其中能量較高的是　　(填字母)。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
a、d
d
解析:基態(tài)F原子核外有9個(gè)電子,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5,核外電子總數(shù)為9,電子排布不同于基態(tài)F原子的都是激發(fā)態(tài)原子,故屬于激發(fā)態(tài)的有a和d;由于3p能級(jí)的能量高于3s能級(jí),故能量較高的是d。
[變式演練2] 根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)氧原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有　　 種。
(2)下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為
　　、　　(填字母)。
(3)根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律,未成對(duì)電子數(shù):As　　(填“>”或“<”)Se。
5
D
C
>
解析:(1)基態(tài)氧原子核外有8個(gè)電子,分占1s、2s、2p共5個(gè)原子軌道,故基態(tài)氧原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種。
(2)原子核外電子排布中,如果電子所占的軌道能級(jí)越高,該原子能量越高,根據(jù)軌道表示式可知,電子排布能量最低的是D,能量最高的是C。
(3)As、Se的價(jià)層電子排布式分別為4s24p3、4s24p4,根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則推知,As、Se的未成對(duì)電子數(shù)分別為3、2。
突破點(diǎn)2
電離能、電負(fù)性及原因解釋
聚焦　核心要點(diǎn)
1.電離能及其比較
(1)元素第一電離能的周期性變化[1]
①同周期元素從左到右,第一電離能呈增大趨勢(shì);稀有氣體元素的第一電離能最大,堿金屬元素的第一電離能最小。
②同主族元素自上而下,第一電離能逐漸減小。
[微點(diǎn)撥]同周期中ⅡA和ⅢA族、ⅤA和ⅥA族的第一電離能出現(xiàn)交錯(cuò),其原因是ⅡA、ⅤA族元素原子的價(jià)層電子排布分別為ns2、ns2np3,最高能級(jí)分別為全充滿、半充滿,均較難失去電子,故這兩族元素原子的第一電離能反常。
(2)逐級(jí)電離能及比較[2]
【應(yīng)用示例1】(1)第一電離能N_________(填“大于”或“小于”)O,原因:
____________________________________________________________。
(2)Fe3+比Fe2+穩(wěn)定的原因:____________________________________。
大于
N原子的價(jià)層電子排布式為2s22p3,最高能級(jí)處于半充滿,比較穩(wěn)定,難失電子
Fe3+的價(jià)層電子排布式為3d5,為半充滿結(jié)構(gòu),而Fe2+的價(jià)層電子排布式為3d6
2.電負(fù)性及其應(yīng)用[3]
(1)電負(fù)性的周期性變化
①同周期主族元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸增大。
②同主族元素自上而下,元素的電負(fù)性逐漸減小。
(2)電負(fù)性的應(yīng)用
【應(yīng)用示例2】請(qǐng)結(jié)合核外電子排布相關(guān)知識(shí),解釋C的電負(fù)性小于O的原因:____________________________________。
碳原子半徑比氧原子半徑大,且核電荷數(shù)比氧的小,故碳原子對(duì)最外層電子的吸引力小于氧
鏈接高考[1]
(1)(2023·海南卷)下列配合物中,第一電離能最大的配位原子是__________ ( 代表單鍵、雙鍵或三鍵)。
(2)(2023·北京卷)比較S原子和O原子的第一電離能大小,從原子結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)明理由:____________________________________。
N
I1(O)>I1(S);O和S原子價(jià)層電子構(gòu)型相同,氧原子半徑小,原子核對(duì)最外層電子的吸引力大,不易失去電子
鏈接高考[2]
(1)(2024·浙江6月卷)Na的第二電離能　 　(填“>”或“<”或“=”)Ne的第一電離能,其原因?yàn)椤? 　 。
(2)(2022·河北卷)Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是
　　 ,原因是　 　 。
>
Na+和Ne具有相同的電子層結(jié)構(gòu),Na+的核電荷數(shù)大于Ne,Na+的原子核對(duì)外層電子的引力大于Ne
Cu
Cu的第二電離能失去3d10電子,第一電離能失去4s1電子,Zn的第二電離能失去4s1電子,第一電離能失去4s2電子
鏈接高考[3]
(1)(2023·全國(guó)乙卷)探測(cè)發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物(MgxFe2-xSiO4)。橄欖石中,各元素電負(fù)性大小順序?yàn)開_____________,鐵的化合價(jià)為__________。
(2)(2022·湖南卷)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑。富馬酸亞鐵中各元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_____________。
O>Si>Fe>Mg
+2價(jià)
O>C>H>Fe
精研　核心命題
命題角度1 電離能的比較及原因解釋
例1(2022·全國(guó)甲卷)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是 (填字母),判斷的根據(jù)是 　;
第三電離能的變化圖是　　　(填字母)。
圖a
同一周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),由于N原子的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),故N元素的第一電離能較C、O兩種元素高
圖b
解析:同一周期主族元素從左到右,基態(tài)原子的第一電離能呈增大趨勢(shì),由于基態(tài)氮原子的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,故其第一電離能大于碳、氧原子,圖a符合題意。第三電離能,碳原子失去第三個(gè)電子需從全充滿的2s軌道中失去電子,導(dǎo)致其所需能量較高;氮原子失去第三個(gè)電子,形成穩(wěn)定的2s2結(jié)構(gòu),所需能量相對(duì)較低;氟原子失去第三個(gè)電子從半滿的2p3結(jié)構(gòu)失去電子,所需能量相應(yīng)較高,圖b符合題意。
[變式演練1] (2023·浙江1月卷改編)由硅原子核形成的三種微粒,電子排布式分別為①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有關(guān)這些微粒的敘述,正確的是(　　)
A.微粒半徑:③>②>①
B.電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是①②
C.電離一個(gè)電子所需最低能量:①>②>③
D.得電子能力:①>②
B
解析:由三種微粒的電子排布式可知,①是基態(tài)Si原子,②是基態(tài)Si+;③是激發(fā)態(tài)Si原子,B正確。激發(fā)態(tài)Si原子的4s軌道排布1個(gè)電子,其半徑最大,基態(tài)Si+的3p軌道只有1個(gè)電子,排斥力較小,其半徑最小,故微粒半徑:③>①>②,A錯(cuò)誤。激發(fā)態(tài)Si原子具有較高能量,電離一個(gè)電子所需能量最低,基態(tài)Si+電離一個(gè)電子,所需能量最高,故所需最低能量:②>①>③,C錯(cuò)誤。基態(tài)Si+較易得到電子,故得電子能力:②>①,D錯(cuò)誤。
命題角度2 電負(fù)性的比較及應(yīng)用
例2(1)(2021·山東卷)O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤　　　　　　?br/>(2)(2023·山東卷)-40 ℃時(shí),F2與冰反應(yīng)生成HOF和HF。HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為　　　　　　(填化學(xué)式)。
F>O>Cl
HF和H2O2
解析:(1)同周期主族元素從左到右電負(fù)性逐漸增大,則電負(fù)性:F>O;O和Cl可形成化合物ClO2,O顯-2價(jià),Cl顯+4價(jià),則電負(fù)性:O>Cl,故電負(fù)性:F>O>Cl。
(2)從元素的電負(fù)性角度判斷HOF的水解產(chǎn)物:HOF的結(jié)構(gòu)式為H—O—F,電負(fù)性:F>O>H,推測(cè)HOF發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),F—O斷裂得到F-和OH+,并分別與水電離產(chǎn)生的H+、OH-結(jié)合,得到水解產(chǎn)物HF和H2O2。
[變式演練2] (1)(2024·北京西城區(qū)一模)Li、P、F的電負(fù)性由大到小的排序是　　　　。
(2)(2024·河南新鄉(xiāng)一模)比較S原子和O原子的電負(fù)性大小,并從原子結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)明理由: 　 。
F>P>Li
O>S;O的半徑比較小,原子核對(duì)核外電子的吸引力較大,O的電負(fù)性大于S
突破點(diǎn)3
化學(xué)鍵、雜化類型與空間結(jié)構(gòu)
聚焦　核心要點(diǎn)
1.共價(jià)鍵[1]
(1)辨析化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系
(2)判斷σ鍵和π鍵的兩種方法
判斷依據(jù) 判斷方法
由共用電子對(duì)數(shù)判斷 單鍵為σ鍵;雙鍵或三鍵,其中一個(gè)為σ鍵,其余為π鍵
由成鍵軌道類型判斷 s軌道形成的共價(jià)鍵全部是σ鍵;雜化軌道形成的共價(jià)鍵全部為σ鍵,配位鍵都是σ鍵
(3)大π鍵
①簡(jiǎn)介:大π鍵一般是三個(gè)或更多個(gè)原子間形成的,是未雜化軌道中原子軌道“肩并肩”重疊形成的π鍵。
②形成條件
形成大π 鍵的條件 這些原子多數(shù)處于同一平面上
這些原子有相互平行的p軌道
p軌道上的電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的2倍
③表達(dá)式:,m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。
④常見的大π鍵
(4)配位鍵與配位化合物的結(jié)構(gòu){以[Cu(NH3)4]SO4為例,離子中的“→”表示配位鍵}
①配體:含有孤電子對(duì)的分子或離子,如NH3、H2O、CO、Cl-、Br-、I-、SCN-等。
②中心離子:一般是金屬離子,特別是過(guò)渡元素中的金屬離子,如Cu2+、Fe3+等。
③配位數(shù):直接同中心原子(或離子)配位的含有孤電子對(duì)的分子(或離子)的數(shù)目。
④常見配合物:如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3、Fe(CO)5等。
【應(yīng)用示例1】(1)已知某化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ,該分子中存在大π鍵,大π鍵可表示為　　　　　　,Se的雜化方式為　　　　。
(2)平面分子 中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　,氮原子的雜化方式為　　　　。
(3)C5表示環(huán)戊二烯負(fù)離子,C5中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　。
(4)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角　　(填“>”“<”或“=”)120°。
(5)SO2Cl2和SO2F2分子中,S與O之間以雙鍵結(jié)合,S與Cl、S與F之間以單鍵結(jié)合。請(qǐng)你預(yù)測(cè)SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為　　　　。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl　　(填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。
sp2
sp2
<
四面體
>
(2)根據(jù)有機(jī)化合物的成鍵特點(diǎn)判斷
(3)VSEPR模型與雜化方式及粒子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系
常見 粒子 中心原子的 雜化方式 VSEPR 模型 中心原子上的 孤電子對(duì)數(shù) 粒子的
空間結(jié)構(gòu)
CH4 sp3 正四面體形 0 正四面體形
H2O sp3 四面體形 2 V形
NH3 sp3 四面體形 1 三角錐形
S sp3 正四面體形 0 正四面體形
BF3 sp2 平面三角形 0 平面三角形
SO2 sp2 平面三角形 1 V形
CO2 sp 直線形 0 直線形
【應(yīng)用示例2】雜化方式與空間結(jié)構(gòu)的判斷。
(1)H2SeO3的中心原子雜化類型是　　　;Se的空間結(jié)構(gòu)是________。
(2)陽(yáng)離子(H3O+)的空間結(jié)構(gòu)為______________,氧原子的雜化軌道類型為　　　　。
(3)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的空間結(jié)構(gòu)為______________　　形,固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為　　　　。
sp3
三角錐形
三角錐形
sp3
平面正三角
sp3
鏈接高考[1]
(1)(2023·全國(guó)甲卷)酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中p軌道能提供一對(duì)電子的N原子是______ (填圖中酞菁中N原子的序號(hào))。鈷酞菁分子中,鈷離子的化合價(jià)為　　　,氮原子提供孤電子對(duì)與鈷離子形成　　　　鍵。
③
+2
配位
(2)(2023·山東卷)ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵()。ClO2中Cl原子的軌道雜化方式為　　　　;鍵角:O—Cl—O________ (填“>”“<”或“=”)Cl—O—Cl。比較ClO2與Cl2O中Cl—O的鍵長(zhǎng)并說(shuō)明原因______________________________________。
sp2
>
ClO2分子中Cl—O的鍵長(zhǎng)小于Cl2O中Cl—O的鍵長(zhǎng),其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長(zhǎng)較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵
(3)(2023·浙江1月卷)Si(NH2)4受熱分解生成Si3N4和NH3,其受熱不穩(wěn)定的原因是________________________________________。
Si周圍的NH2基團(tuán)體積較大,受熱時(shí)斥力較強(qiáng)[或Si(NH2)4中Si—N鍵能相對(duì)較小];產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(熵增)　
(4)(2022·北京卷)FeSO4·7H2O結(jié)構(gòu)示意圖如圖。
H2O中的O和S中的S均為sp3雜化,比較H2O中H—O—H鍵角和S中O—S—O鍵角的大小并解釋原因____________________________。
孤電子對(duì)有較大斥力,使H—O—H鍵角小于O—S—O鍵角
(5)(2021·河北卷)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol-1)如表:
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
從能量角度看,氮以N2而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為 )形式存在的原因是________________________________。
在原子數(shù)目相同的條件下,N2比N4具有更低的能量,而P4比P2具有更低的能量,能量越低越穩(wěn)定
(6)(2019·全國(guó)卷Ⅰ)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子,其原因是______________,其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是_________ (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
乙二胺的兩個(gè)N提供孤電子對(duì)給金屬離子形成配位鍵
Cu2+
鏈接高考[2]
(1)(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是錫的常見氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。
①SnCl2分子的VSEPR模型名稱是______________。
②SnCl4的Sn—Cl是由錫的　　　　軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
(2)(2022·福建卷)[BrOF2]+的中心原子Br的雜化軌道類型為　　　　。
(3)(2022·河北卷)SnC的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　,其中心離子雜化方式為　　　　。
平面三角形
sp3雜化
sp3
三角錐形
sp3
(4)(2022·山東卷)吡啶( )替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的大π鍵,則吡啶中N原子的價(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)______________。
(5)(2023·浙江1月卷)Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為
　　　　　　,分子中氮原子的雜化軌道類型是　　　　。
(6)(2021·河北卷)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽,H3PO2的結(jié)構(gòu)式為______________,其中P采取　　　　雜化方式。
sp2雜化軌道
正四面體
sp3
sp3
精研　核心命題
命題角度1 共價(jià)鍵類型與鍵參數(shù)
例1(1)(2022·湖南卷)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:
富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為　　　　　。
(2)(2023·湖北卷)導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　　(填字母)。
a.Si—Cl鍵極性更大
b.Si的原子半徑更大
c.Si—Cl鍵鍵能更大
d.Si有更多的價(jià)層軌道
11∶3
abd
(3)(2022·全國(guó)乙卷)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一個(gè)　　　　雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl　　　　　鍵,并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵()。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長(zhǎng)的順序是____________________________,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl鍵越強(qiáng);(ⅱ)　 　 。
sp2
σ
一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔
解析:(1)由富馬酸的結(jié)構(gòu)模型可知,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
HOOCCH=CHCOOH,羧基和碳碳雙鍵中含有π鍵,則該分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為11∶3。
(2)電負(fù)性SiC,所以鍵能Si—Cl(3)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C原子采取sp2雜化,1個(gè)sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl σ鍵,并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵()。②C2H5Cl只存在σ鍵,C2H3Cl和C2HCl都存在Cl原子參與形成的大π鍵,分子中形成的大π鍵越多,形成的C—Cl的鍵長(zhǎng)越短,故鍵長(zhǎng): C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。
[變式演練1] (1)(2021·全國(guó)甲卷)CO2分子中存在　　　　個(gè)σ鍵和
　　　　個(gè)π鍵。
(2)(2020·全國(guó)卷Ⅲ)NH3BH3分子中,N—B化學(xué)鍵稱為______________鍵,其電子對(duì)由　　　　　　提供。
(3)(2020·山東卷)NH3、PH3、AsH3的鍵角由大到小的順序?yàn)開_____________________(填化學(xué)式)。
2
2
配位
N
NH3、PH3、AsH3
(4)(2021·全國(guó)乙卷)過(guò)渡金屬元素鉻(Cr)是不銹鋼的重要成分,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題:
①三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是____________________________,中心離子的配位數(shù)為____________。
②[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如下圖所示。
N、O、Cl
6
PH3中P的雜化類型是　 ;
H2O的鍵角小于NH3的,分析原因 　 。
sp3
NH3含有1個(gè)孤電子對(duì),而H2O含有2個(gè)孤電子對(duì),H2O中的孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較大
解析:(1)CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,1個(gè)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,因此1個(gè)CO2分子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。
(2)NH3分子中N原子有1個(gè)孤電子對(duì),BH3分子中B原子有空的2p軌道,則NH3BH3分子中N—B化學(xué)鍵是配位鍵,N原子提供孤電子對(duì),B原子提供空軌道。
命題角度2 VSEPR模型、雜化軌道理論與粒子的空間結(jié)構(gòu)
(2)(2023·湖南卷)比較分子中的C—Ga—C鍵角大小:Ga(CH3)3　　　(填“>”“<”或“=”)Ga(CH3)3(Et2O),其原因是　 　。
正四面體形
sp2
>
Ga(CH3)3和Ga(CH3)3(Et2O)中Ga雜化類型分別為sp2、sp3
解析:(2)Ga(CH3)3分子中中心原子形成3個(gè)σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),中心原子Ga為sp2雜化,Ga(CH3)3分子為平面三角形,C—Ga—C鍵角為120°;Ga(CH3)3(Et2O)分子中中心原子Ga的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,Ga的雜化類型為sp3雜化, Ga(CH3)3(Et2O)形成四面體結(jié)構(gòu),C—Ga—C鍵角接近109°28'。
[變式演練2] (1)(2021·全國(guó)甲卷)SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體,其中Si采取的雜化類型為______________。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng),機(jī)理如下:
含s、p、d軌道的雜化類型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為______________(填序號(hào))。
sp3
②
sp3
sp2
解析:(1)SiCl4中Si原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,因此Si原子采取sp3雜化;由圖可知,SiCl4(H2O)中Si原子的σ鍵數(shù)為5,說(shuō)明Si原子的雜化軌道數(shù)為5,由此可知Si原子的雜化類型為sp3d。
(2)NH3BH3中B原子形成3個(gè)B—H和1個(gè)B—N,B原子周圍有4個(gè)成鍵電子對(duì),則B原子采取sp3雜化;B3中每個(gè)B原子均形成3個(gè)B—O,且B原子最外層不含孤電子對(duì),則B原子采取sp2雜化,故在該反應(yīng)中,B原子的雜化軌道類型由sp3變?yōu)閟p2。
突破點(diǎn)4
分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及原因解釋
聚焦　核心要點(diǎn)
1.分子的極性與分子空間結(jié)構(gòu)間的關(guān)系
2.氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
(1)分子間氫鍵使物質(zhì)的沸點(diǎn)升高,如沸點(diǎn):NH3>PH3。
(2)分子間氫鍵使物質(zhì)易溶于水,如NH3、C2H5OH等易溶于水。
(3)解釋一些特殊現(xiàn)象,如水結(jié)冰體積膨脹。
3.物質(zhì)溶解性的影響因素
(1)“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。如NH3、蔗糖易溶于水,難溶于CCl4。
(2)氫鍵:溶質(zhì)與溶劑之間存在氫鍵,可增大溶解度。如NH3、乙醇、甘油、乙酸等能與水混溶。
(3)分子結(jié)構(gòu)的相似性:溶質(zhì)和溶劑分子結(jié)構(gòu)越相似,溶解度越大。如乙醇分子中的—OH與水分子中的—OH結(jié)構(gòu)相近,溶解度較大。
(4)化學(xué)反應(yīng):若溶質(zhì)能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也會(huì)增大溶質(zhì)的溶解度。如SO2可與水反應(yīng),溶解度較大。
【應(yīng)用示例】(1)磷元素有白磷、黑磷等常見的單質(zhì)。白磷(P4)是分子晶體,易溶于CS2,難溶于水,可能原因是 　 。
CS2、P4都是非極性分子,H2O是極性分子,根據(jù)相似相溶原理,P4易溶于CS2,難溶于水
(2)HF分子的極性　　　　(填“大于”“等于”或“小于”,下同)HCl,同一條件下,HF在水中的溶解度　　　　HCl,HF的沸點(diǎn)　　　　HCl。
大于
大于
大于
鏈接高考
(1)(2022·廣東卷)H2Se的沸點(diǎn)低于H2O,其原因是______________。
兩者都是分子晶體,由于水存在分子間氫鍵,沸點(diǎn)高
兩者均為分子晶體,后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,熔點(diǎn)更高　
(3)(2022·福建卷)晶體熔點(diǎn):KrF2_____ (填“>”“<”或“=”)XeF2,判斷依據(jù)是____________________________________________________________。
(4)(2020·全國(guó)卷Ⅲ)NH3BH3分子中,與N原子相連的H呈正電性(Hδ+),與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ-)。C2H6熔點(diǎn)比NH3BH3_____ (填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之間,存在_______________________作用,也稱“雙氫鍵”。
<
二者為同構(gòu)型的分子晶體,XeF2分子的相對(duì)分子質(zhì)量大,范德華力大,熔點(diǎn)高
低
Hδ+與Hδ-的靜電引力
(5)(2022·山東卷)在水中的溶解度,吡啶( )遠(yuǎn)大于苯,主要原因是
①______________________________________________________,
②______________________________________________________。
吡啶分子能與水分子形成分子間氫鍵　
吡啶分子和H2O分子均為極性分子,相似相溶,而苯分子為非極性分子
精研　核心命題
命題角度 范德華力、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
例題(1)(2024·山東卷)MnOx可作HMF轉(zhuǎn)化為FDCA的催化劑(如圖)。FDCA的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于HMF,除相對(duì)分子質(zhì)量存在差異外,另一重要原因是
　 。
FDCA形成的分子間氫鍵更多
(2)(2022·浙江1月卷)兩種有機(jī)化合物的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì) HCON(CH3)2 HCONH2
相對(duì)分子質(zhì)量 73 45
沸點(diǎn)/℃ 153 220
HCON(CH3)2的相對(duì)分子質(zhì)量比HCONH2的大,但其沸點(diǎn)反而比HCONH2的低,主要原因是_______________________________________________。
HCON(CH3)2分子間只存在范德華力,HCONH2分子間除了存在范德華力外,還存在氫鍵,所以HCON(CH3)2的沸點(diǎn)低
(3)(2021·廣東卷)H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)開___________。
(4)(2021·山東卷)OF2的熔、沸點(diǎn)______________(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是____________________________________________________。
H2O>H2S>CH4
低于
OF2的相對(duì)分子質(zhì)量小,分子間作用力小
[變式演練] (1)(2024·遼寧鞍山第二次質(zhì)量監(jiān)測(cè))請(qǐng)從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析氯氣在NaCl溶液中溶解度減小的原因___________________________。

(2)(2024·山東濰坊二模)乙胺(CH3CH2NH2)和2-羥基乙胺(HOCH2CH2NH2)都可用于染料的合成,乙胺堿性更強(qiáng),原因是______________________。
NaCl增強(qiáng)了水的極性,而氯氣是非極性分子,在極性越強(qiáng)的溶液中溶解度越小
解析:2-羥基乙胺中羥基氧的電負(fù)性較大,具有吸附電子的作用,使氨基氮的電子云密度減小,堿性較弱。
解析:NaCl增強(qiáng)了水的極性,而氯氣是非極性分子,在極性越強(qiáng)的溶液中溶解度越小。
2-羥基乙胺上羥基氧電負(fù)性大,有吸電子作用,使氨基氮的電子云密度減小,堿性減弱
(3)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4。
SiX4的熔沸點(diǎn)
物質(zhì) SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔點(diǎn)/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸點(diǎn)/K 187.2 330.8 427.2 560.7
0 ℃時(shí),SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是___________ (填化學(xué)式),沸點(diǎn)依次升高的原因是_________________________________。
SiCl4
相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大
突破點(diǎn)5
晶體類型與粒子間作用力及原因解釋
聚焦　核心要點(diǎn)
1.四種常見晶體類型的比較[1]
晶體類型 離子晶體 分子晶體 共價(jià)晶體 金屬晶體
定義 離子間通過(guò)離子鍵相結(jié)合而成的晶體 分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體 相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的較強(qiáng)作用形成的單質(zhì)晶體
構(gòu)成粒子 陰、陽(yáng)離子 分子 原子 金屬離子、自由電子
粒子間作用力 離子間肯定有離子鍵,可能有原子間的共價(jià)鍵 分子間:分子間作用力,可能有分子內(nèi)共價(jià)鍵(稀有氣體例外) 共價(jià)鍵 金屬離子和自由電子之間較強(qiáng)的相互作用
晶體類型 離子晶體 分子晶體 共價(jià)晶體 金屬晶體
代表物 NaCl、NaOH、MgSO4 干冰、I2、P4、H2O 金剛石、SiC、晶體硅、SiO2 鎂、鐵、金、鈉
熔、沸點(diǎn) 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)差異較大
導(dǎo)熱性 不良 不良 不良 良好
導(dǎo)電性 固態(tài)不導(dǎo)電,熔化或溶于水導(dǎo)電 固態(tài)和液態(tài)不導(dǎo)電,溶于水可能導(dǎo)電 一般不導(dǎo)電,少數(shù)能導(dǎo)電,如晶體硅 晶體及熔化時(shí)都導(dǎo)電
硬度 硬度較大 硬度很小 硬度很大 硬度差異較大
溶解性 多數(shù)易溶于水等極性溶劑 相似相溶 難溶解 難溶于水(鈉、鈣等與水反應(yīng))
決定熔點(diǎn)、沸 點(diǎn)的主要因素 離子鍵強(qiáng)弱 分子間作用力大小 共價(jià)鍵強(qiáng)弱 金屬鍵強(qiáng)弱
2.晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較[2]
(1)一般情況下,不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低規(guī)律:共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體,如熔、沸點(diǎn):金剛石>NaCl>Cl2;金屬晶體>分子晶體,如熔、沸點(diǎn):Na>Cl2(金屬晶體熔、沸點(diǎn)有的很高,如鎢、鉑等,有的則很低,如汞等)。
(2)形成共價(jià)晶體的原子半徑越小、鍵長(zhǎng)越短,則鍵能越大,其熔、沸點(diǎn)越高,如熔、沸點(diǎn):金剛石>石英>碳化硅>晶體硅。
(3)形成離子晶體的陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。
(4)金屬晶體中金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其形成的金屬鍵越強(qiáng),金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):Al>Mg>Na。
(5)分子晶體的熔、沸點(diǎn)比較規(guī)律
①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,其熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):HI>HBr>HCl。
②相對(duì)分子質(zhì)量相近,組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子,分子極性越大,其熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):CO>N2。
③同分異構(gòu)體分子中,支鏈越少,其熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):正戊烷>異戊烷>新戊烷。
④同分異構(gòu)體中的芳香烴及其衍生物的沸點(diǎn),鄰位取代物>間位取代物>對(duì)位取代物,如熔、沸點(diǎn):鄰二甲苯>間二甲苯>對(duì)二甲苯。
【應(yīng)用示例】金屬錸的熔點(diǎn)高于同族的錳,試從原子結(jié)構(gòu)的角度加以解釋:
____________________________________________________________。
從錳到錸原子序數(shù)增大,原子核對(duì)外層電子引力增大,電子層數(shù)增多,原子核對(duì)外層電子引力減小,但前者作用力是主導(dǎo)因素,所以錸中的金屬鍵更強(qiáng),熔點(diǎn)更高
鏈接高考[1]
(2023·廣東卷)(NH4)2CO3會(huì)使濾泥中的一種膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏松分布的棒狀顆粒物。濾渣的X射線衍射圖譜中,出現(xiàn)了NH4Al(OH)2CO3的明銳衍射峰。NH4Al(OH)2CO3屬于　　　　(填“晶體”或“非晶體”)。
晶體
鏈接高考[2]
(1)(2024·全國(guó)甲卷)早在青銅器時(shí)代,人類就認(rèn)識(shí)了錫。錫的鹵化物熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表,結(jié)合變化規(guī)律說(shuō)明原因:_____________________________。
物質(zhì) SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔點(diǎn)/℃ 442 -34 29 143
SnF4屬于離子晶體,SnCl4、SnBr4、SnI4屬于分子晶體,離子晶體的熔點(diǎn)比分子晶體的高,分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),熔點(diǎn)越高
(2)(2022·全國(guó)乙卷)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成無(wú)色晶體X和紅棕色液體Y。X為_________________。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因__________________________________________________。
CsCl
CsCl為離子晶體,熔化時(shí),克服的是離子鍵,ICl為分子晶體,熔化時(shí),克服的是分子間作用力,因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl高
精研　核心命題
命題角度1 晶體類型的比較與判斷
例1(2023·全國(guó)甲卷)將酞菁—鈷酞菁—三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上,制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)下圖所示的幾種碳單質(zhì),它們互為______________,其中屬于共價(jià)晶體的是______________,C60間的作用力是__________________。
同素異形體
金剛石
范德華力
(2)氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在,其空間結(jié)構(gòu)如圖所示,二聚體中Al的軌道雜化類型為______________。AlF3的熔點(diǎn)為1 090 ℃,遠(yuǎn)高于AlCl3的192 ℃,由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為__________鍵。
Al2Cl6的分子結(jié)構(gòu)
sp3
離子
解析:(1)圖中所示物質(zhì)為碳元素形成的不同單質(zhì),互為同素異形體。金剛石是碳原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為共價(jià)晶體;石墨屬于混合型晶體,C60為典型的分子晶體;碳納米管是納米級(jí)石墨晶體,C60間的作用力是范德華力。
(2)根據(jù)AlCl3形成的二聚體結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)Al和4個(gè)Cl成鍵,Al的雜化軌道類型為sp3雜化。AlF3的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于AlCl3,則AlF3為離子晶體,鋁和氟之間形成的是離子鍵。
[變式演練1] (1)(2021·全國(guó)甲卷)太陽(yáng)能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。單晶硅的晶體類型為______________。
(2)(2022·海南卷)Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性,從金屬鍵的理論看,原因是___________________________________。ZnO晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導(dǎo)體的性能,Zn—N中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn—O,原因是_________________________________________ 。
共價(jià)晶體
自由電子在外加電場(chǎng)中作定向移動(dòng)
電負(fù)性:O>N,Zn與N元素間的電負(fù)性差值小于Zn與O元素間的電負(fù)性差值,成鍵元素電負(fù)性差值越大,形成的化學(xué)鍵中離子鍵成分越大
命題角度2 晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較
例2(1)(2023·全國(guó)乙卷)已知一些物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì) 熔點(diǎn)/℃
NaCl 800.7
SiCl4 -68.8
GeCl4 -51.5
SnCl4 -34.1
Na與Si均為第三周期元素,NaCl熔點(diǎn)明顯高于SiCl4,原因是__________________________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)變化趨勢(shì)及其原因_________________________。
氯化鈉為離子晶體,而SiCl4為分子晶體
熔點(diǎn)依次升高,因?yàn)镾iCl4、GeCl4、SnCl4均為分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,隨著相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,其分子間作用力依次增強(qiáng)
(2)(2022·浙江1月卷)四種晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì) CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔點(diǎn)/℃ -183 -90 -127 >1 000
CF4和SiF4熔點(diǎn)相差較小,BF3和AlF3熔點(diǎn)相差較大,原因是________。
CF4和SiF4都是分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,分子間作用力相差較小,所以二者熔點(diǎn)相差較小;BF3通過(guò)分子間作用力形成分子晶體,AlF3通過(guò)離子鍵形成離子晶體,破壞離子鍵需要的能量更多,所以二者熔點(diǎn)相差較大
[變式演練2] (1)已知GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃,LiCl的熔點(diǎn)為605 ℃,兩者熔點(diǎn)差異較大的原因?yàn)開___________________________________。
物質(zhì) SiCl4 GeCl4 PbCl4
熔點(diǎn)/℃ -70 約-50 -15
熔點(diǎn)SiCl4LiCl屬于離子晶體,GaCl3為分子晶體,LiCl熔化時(shí)克服離子鍵,GaCl3熔化時(shí)克服分子間作用力
(2)(2024·廣東茂名模擬)硅、鍺、鉛的氯化物的熔點(diǎn)如下表:
硅、鍺、鉛的氯化物晶體均為分子晶體,隨著相對(duì)分子質(zhì)量增大,分子間作用力增強(qiáng),熔點(diǎn)逐漸升高
(3)第ⅢA族磷化物均為共價(jià)化合物,被廣泛用于高溫技術(shù)、新型電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)測(cè)定磷化鋁和磷化銦的熔點(diǎn)分別為2 000 ℃、1 070 ℃,從結(jié)構(gòu)角度說(shuō)明其熔點(diǎn)差異的原因__________________。
(4)ZnO的熔點(diǎn)______________(填“高于”或“低于”)ZnS的熔點(diǎn),原因是____________________________________________________________。
磷化鋁和磷化銦屬于共價(jià)晶體,由于Al、In為同主族元素,隨著原子序數(shù)的遞增,核外電子層數(shù)逐漸增加,原子半徑Al高于
二者同屬于離子晶體,O2-的半徑比S2-的小,ZnO晶體中離子鍵強(qiáng)
突破點(diǎn)6　晶胞結(jié)構(gòu)及分析、計(jì)算
聚焦　核心要點(diǎn)
1.晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算方法——均攤法[1]
2.常見分子晶體的結(jié)構(gòu)及分析
3.常見共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)及分析
4.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)及分析
5.晶體密度及粒子間距離的計(jì)算方法
(1)計(jì)算晶體密度的方法
(2)計(jì)算晶體中粒子間的距離
①分析思路
②常見堆積模型粒子之間的距離(a為晶胞參數(shù),r為粒子半徑)
鏈接高考[1]
(1)(2024·江蘇卷)鐵酸鉍晶胞如圖所示(圖中有4個(gè)Fe原子位于晶胞體對(duì)角線上,O原子未畫出),其中原子數(shù)目比N(Fe)∶N(Bi)=　　　　。
2∶1
(2)銅的一種化合物的晶胞如圖所示,其化學(xué)式為　　　　。
CuCl
γ-AgI晶胞
ρ=7.0 g·cm-3
α-AgI晶胞
ρ=6.0 g·cm-3
①測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是　 　(填字母)。
A.質(zhì)譜儀　　　　　　 B.紅外光譜儀
C.核磁共振儀 D.X射線衍射儀
②γ-AgI與α-AgI晶胞的體積之比為　　 。
(3)(2023·重慶卷)α-AgI可用作固體離子導(dǎo)體,能通過(guò)加熱γ-AgI制得。這兩種晶體的晶胞示意圖如圖所示(為了簡(jiǎn)化,只畫出了碘離子在晶胞中的位置)。
D
12∶7
(4)(2023·山東卷)一定條件下,CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合價(jià)為+2。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,化合物X的密度ρ=______________g·cm-3(用含NA的代數(shù)式表示)。
CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4
6.常見典型晶胞的投影或剖面圖[2]
【應(yīng)用示例】硅化鎂是一種窄帶隙n型半導(dǎo)體材料,在光電子器件、能源器件、激光、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。硅化鎂的晶胞參數(shù)a=0.639 1 nm,結(jié)構(gòu)如圖所示。
(1)Si的配位數(shù)為　　 。
(2)晶胞在對(duì)角面方向的投影圖為　　 (填字母)。
8
D
(3)設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度ρ=________________ g·cm-3 (列出計(jì)算式)。
鏈接高考[2]
(1)(2023·福建卷)銅的硫化物結(jié)構(gòu)多樣。天然硫化銅俗稱銅藍(lán),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。
晶胞中含有　　 個(gè),N(Cu+)∶N(Cu2+)=　　　　。
2
2∶1
(2)(2022·廣東卷)我國(guó)科學(xué)家發(fā)展了一種理論計(jì)算方法,可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其熱電性能,該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程?；衔颴是通過(guò)該方法篩選出的潛在熱電材料之一,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。
圖1
圖2
①X的化學(xué)式為______________。
②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr,晶體密度為ρ g·cm-3,則X中相鄰K之間的最短距離為_________________ nm(列出計(jì)算式,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
K2SeBr6
精研　核心命題
命題角度1 有關(guān)晶體化學(xué)式、配位數(shù)或密度的求算
例1(1)(2024·山東卷)Mn的某種氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如圖所示,該氧化物化學(xué)式為　　　 。
MnO2
(2)(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形狀為長(zhǎng)方體,邊長(zhǎng)分別為a nm、b nm、c nm,結(jié)構(gòu)如圖所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+個(gè)數(shù)為__________。已知MgS2O3·6H2O的摩爾質(zhì)量是M g·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為_________g·cm-3。 (1 nm=10-7 cm)
4
(3)(2023·浙江6月卷)某含氮化合物晶胞如圖,其化學(xué)式為______________,每個(gè)陰離子團(tuán)的配位數(shù)(緊鄰的陽(yáng)離子數(shù))為______________。
CaCN2
6
(4)(2023·新課標(biāo)卷)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287 pm,密度為7.8 g·cm-3,則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為______________________ (列出計(jì)算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
[變式演練1] (1)(2024·北京卷)白錫和灰錫是單質(zhì)Sn的常見同素異形體。二者晶胞如圖:白錫具有體心四方結(jié)構(gòu);灰錫具有立方金剛石結(jié)構(gòu)。
①灰錫中每個(gè)Sn原子周圍與它最近且距離相等的Sn原子有　　　個(gè)。
②若白錫和灰錫的晶胞體積分別為V1 nm3和V2 nm3,則白錫和灰錫晶體的密度之比是　　　。
4
(2)(2024·廣東新南方聯(lián)盟4月聯(lián)考)鐵的晶胞如圖所示,若該晶體的密度是a g·cm-3,則兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為　　　　　 cm(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
(3)(2022·北京卷)FeS2晶體的晶胞形狀為立方體,邊長(zhǎng)為a nm,結(jié)構(gòu)如圖。
①距離Fe2+最近的陰離子有______________個(gè)。
②FeS2的摩爾質(zhì)量為120 g·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。該晶體的密度為______________ g·cm-3。(1 nm=10-9 m)
6
(4)(2022·山東卷)化學(xué)式為Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出),每個(gè)苯環(huán)只有一半屬于該晶胞。晶胞參數(shù)為a=b≠c,α=β=γ=90°。晶胞中N原子均參與形成配位鍵,Ni2+與Zn2+的配位數(shù)之比為______________;x∶y∶z= ______________;晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是______________。
2∶3
2∶1∶1
Zn2+和Ni2+
命題角度2 涉及有關(guān)晶胞投影圖的計(jì)算
例2(1)(2024·甘肅卷)某含鈣化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,沿x軸方向的投影為圖乙,晶胞底面顯示為圖丙,晶胞參數(shù)a≠c,α=β=γ=90°。圖丙中Ca與N的距離為　　 pm;化合物的化學(xué)式是　　　　　　,其摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值是NA,則晶體的密度為______________ g·cm-3 (列出計(jì)算表達(dá)式)。
Ca3N3B
(2)(2022·湖南卷)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:
①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為______________。
②Fe原子的配位數(shù)為______________。
③該晶胞參數(shù)a=b=0.4 nm、c=1.4 nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為____________________ g·cm-3(列出計(jì)算式)。
KFe2Se2
4
若晶胞底邊的邊長(zhǎng)均為a pm、高為c pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體的密度為______________g·cm-3(寫出表達(dá)式)。晶胞在x軸方向的投影圖為______________(填字母)。
B
(2)Ga、Li和O三種原子形成的一種晶體基片在二極管中有重要用途。其四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
上述晶胞沿著a軸的投影圖為______________(填字母)。用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,晶胞參數(shù)為a=b=3.0×10-10m,c=3.86×10-10m,則其密度為__________________________________ g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。
C
命題角度3 有關(guān)晶胞中粒子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定
例3按要求完成以下題目。
(1)(2022·河北卷)如圖是CZTS四元半導(dǎo)體化合物的四方晶胞。
以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖中A原子的坐標(biāo)為 ,則B原子的坐標(biāo)為______________。
解析:若將晶胞先分為上下兩個(gè)相等的正方體后再將每個(gè)正方體繼續(xù)分為8個(gè)相等的小正方體,則B原子位于上面的正方體分割成的8個(gè)小立方體中位于右下后方的小立方體的體心,由A原子的坐標(biāo)可知,B原子的坐標(biāo)為
(2)(2021·山東卷)XeF2晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,該晶胞中有__________個(gè)XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為 。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為r pm,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為______________;晶胞中A、B間距離d=______________ pm。
2
[變式演練3]
(1)(2024·山東濰坊一模)Cu和S形成某種晶體的晶胞如圖所示。
該晶胞中A、B原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0,0,0)、(1,0,0)。則C原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為　　　　　　。
I-　
(3)(2024·山東臨沂一模)黃銅礦晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)a≠c, α=β=γ=90°),與單個(gè)Fe鍵合的S有　　 　個(gè)。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),如原子1的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為 ,則原子2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為　　 　;設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶體密度ρ=　　 　g·cm-3。
4

展開更多......

收起↑