屆高考二輪復(fù)習(xí)課件：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題難點(diǎn)突破

高中化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題難點(diǎn)突破本階段主要涉及原子、分子、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)同時(shí)涉及元素周期表與元素周期律等。在命題方向上主要有：①分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與雜化。②以物質(zhì)的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)為載體的推斷。③晶胞參數(shù)與晶體密度有關(guān)計(jì)算。④晶體中粒子坐標(biāo)參數(shù)的確定?？记榉治?．抓住“三條主線”構(gòu)建知識(shí)體系(1)以原子(或離子)結(jié)構(gòu)為主線

對(duì)原子(離子)結(jié)構(gòu)的考查，核心是對(duì)能級(jí)順序(構(gòu)造原理)、泡利原理、洪特規(guī)則及洪特規(guī)則特例的運(yùn)用情況的考查。對(duì)元素性質(zhì)的考查主要集中在電負(fù)性強(qiáng)弱的比較、第一電離能大小的比較兩方面，考生可結(jié)合原子結(jié)構(gòu)知識(shí)，運(yùn)用元素性質(zhì)變化規(guī)律與洪特規(guī)則特例等進(jìn)行解題。(1)(2021山東卷節(jié)選)非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛。基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有

種。

(2)(2021湖南卷節(jié)選)基態(tài)硅原子最外層電子的軌道表示式為

。

(3)(2021廣東卷節(jié)選)基態(tài)硫原子的價(jià)層電子排布式為

。

真題示例1(3)基態(tài)硫原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,因此基態(tài)硫原子的價(jià)層電子排布式為3s23p4。93s23p4(1)鈦元素基態(tài)原子核外最外層電子的自旋狀態(tài)

(填“平行”或“相反”)。

(2)鈦元素位于元素周期表的

區(qū),其基態(tài)原子核外電子有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

(3)基態(tài)B原子的核外電子有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài);基態(tài)Ni原子核外占據(jù)最高能層電子的電子云輪廓圖的形狀為

。

(4)As與N同主族,基態(tài)As原子的電子排布式為

。

真題示例2相反d

123

球形

4)1s22s22p63s23p63d104s24p3解析

(1)鈦為22號(hào)元素,基態(tài)鈦原子的電子排布式為[Ar]3d24s2,則基態(tài)鈦原子的價(jià)層電子排布式為3d24s2,原子核外最外層電子數(shù)為2,自旋相反。(2)鈦是22號(hào)元素,基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2

,價(jià)電子最后填入d軌道,故為d區(qū)元素;電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和自旋,電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種數(shù)就是所占據(jù)的軌道數(shù),基態(tài)鈦原子核外電子共占據(jù)12個(gè)軌道,所以有12種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(3)B的原子序數(shù)為5,核外有5個(gè)電子,占據(jù)3個(gè)原子軌道(1s22s22p1),有3種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài);Ni的原子序數(shù)為28,核外有4個(gè)能層,最高能層中電子占據(jù)的能級(jí)為4s,其電子云形狀為球形。(4)As是33號(hào)元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。(1)基態(tài)Se原子的核外電子排布式為

,其能量最高的軌道的電子云形狀為

。

(2)基態(tài)銅原子的價(jià)層電子排布式為

。

(3)Cd與Zn同族且相鄰,若基態(tài)Cd原子將次外層1個(gè)d電子激發(fā)進(jìn)入最外層的np能級(jí),則該激發(fā)態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為

。Cd原子中第一電離能相對(duì)較大的是

(填“基態(tài)”或“激發(fā)態(tài)”)原子。

(4)基態(tài)鈦原子的價(jià)層電子的軌道表示式為

,與鈦同周期的過渡元素中,基態(tài)原子的成對(duì)電子數(shù)與鈦相同的有

種。

[Ar]3d104s24p4啞鈴形3d104s14d95s25p1基態(tài)3真題示例3解析

(1)Se的原子序數(shù)為34,位于第四周期第ⅥA族,基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4,其能量最高的軌道為4p軌道,電子云形狀為啞鈴形。(2)Cu為29號(hào)元素,基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,價(jià)層電子排布式為3d104s1。(3)Cd與Zn同族且相鄰,所以基態(tài)Cd原子的價(jià)層電子排布式應(yīng)為4d105s2,基態(tài)原子將4d能級(jí)的一個(gè)電子激發(fā)進(jìn)入5p能級(jí)得到激發(fā)態(tài)原子,所以該激發(fā)態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為4d95s25p1;基態(tài)原子的能量最低,最穩(wěn)定,所以基態(tài)原子的第一電離能相對(duì)較大。(4)Ti是22號(hào)元素,位于周期表中第四周期第ⅣB族,價(jià)層電子排布式為3d24s2,價(jià)層電子的軌道表示式為

。與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中成對(duì)電子數(shù)與鈦相同的有Sc、V、Mn,共計(jì)3種。2(1)Ti、Cl、O三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

。

(2)(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三種元素的第一電離能由大到小的順序是

(填元素符號(hào))。

(3)第一電離能介于Al、P之間的第三周期元素為

(填元素符號(hào))。

O>Cl>TiN>O>CrMg、Si、S解析

(2)N的第一電離能大于O,N、O為非金屬元素,第一電離能均大于金屬元素,所以N、O、Cr三種元素的第一電離能由大到小的順序是N>O>Cr。(3)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),但第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的第一電離能,故第三周期元素的第一電離能介于Al、P之間的元素有Mg、Si、S三種。真題示例41.基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律兩原理一規(guī)則(1)能量最低原理。構(gòu)建基態(tài)原子時(shí),電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個(gè)原子的能量最低。(2)泡利原理。每個(gè)原子軌道最多容納兩個(gè)電子且自旋狀態(tài)必須相反。(3)洪特規(guī)則。基態(tài)原子中,填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,且自旋平行。知識(shí)梳理———————夯實(shí)基礎(chǔ)

強(qiáng)化要點(diǎn)2.表示基態(tài)原子核外電子排布的四種方法

(1)核外電子排布式，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，可簡化為[Ar]3d54s1。(2)價(jià)層電子排布式：如Fe：3d64s2。(3)電子排布圖又稱軌道表示式：如S：3、基態(tài)原子核外電子排布表示方法中的常見誤區(qū)(1)在寫基態(tài)原子的電子排布圖時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：①(違反能量最低原理)②(違反泡利原理)③(違反洪特規(guī)則)④(違反洪特規(guī)則)(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，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(shí)，仍把(n-1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。(3)注意元素電子排布式、簡化電子排布式、元素價(jià)電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Fe的電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；簡化電子排布式：[Ar]3d64s2；價(jià)電子排布式：3d64s2。4.第一電離能、電負(fù)性(1)元素第一電離能的周期性變化規(guī)律及應(yīng)用。一般規(guī)律同一周期,隨著原子序數(shù)的增大,元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(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;同一主族,隨著電子層數(shù)的增加,元素的第一電離能逐漸減小特殊情況第一電離能的變化與元素原子的核外電子排布有關(guān)。通常情況下,當(dāng)原子核外電子排布在簡并軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)和全滿(p6、d10、f14)結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,該元素具有較大的第一電離能。同周期主族元素,第ⅡA族元素、第ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰的主族元素的第一電離能

第ⅢA族或第ⅥA族元素應(yīng)用①判斷元素金屬性的強(qiáng)弱:電離能越小,金屬原子越容易失去電子,金屬性越強(qiáng);反之越弱。②判斷元素的化合價(jià)(I1、I2……表示各級(jí)電離能):如果某元素的In+1?In,則該元素的常見化合價(jià)為+n價(jià)。如鈉元素I2?I1,所以鈉原子的最外層電子數(shù)為1,其常見化合價(jià)為+1價(jià)。③判斷核外電子的分層排布情況:多電子原子中,元素的各級(jí)電離能逐漸增大,有一定的規(guī)律性。當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí),電子所在的電子層數(shù)就可能發(fā)生變化(2)電負(fù)性大小的判斷。

規(guī)律一般來說,在周期表中,同周期主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大,同主族元素從上往下逐漸減小應(yīng)用常常應(yīng)用化合價(jià)判斷電負(fù)性的大小,如O與Cl的電負(fù)性比較:HClO中Cl為+1價(jià)、O為-2價(jià),可知O的電負(fù)性大于Cl的(2)以分子結(jié)構(gòu)為主線

熟練掌握分子中中心原子的雜化軌道類型的分析方法(價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算)、分子空間結(jié)構(gòu)的判斷技巧(價(jià)層電子對(duì)互斥模型)、共價(jià)鍵類型的分析與判斷技巧等是解答此類題的關(guān)鍵。(1)COCl2分子的鍵角大小比較:∠Cl—C—O

(填“>”或“<”)∠Cl—C—Cl,σ鍵和π鍵數(shù)目之比為

。

真題示例1>

3∶1解析

(1)在COCl2分子中,C原子為sp2雜化,雖然等性sp2雜化的鍵角是120°。但由于C原子與O原子間以C=O結(jié)合,該雙鍵對(duì)C—Cl的斥力要更大些。所以,∠O—C—Cl鍵角要大于∠Cl—C—Cl鍵角。COCl2分子中有1個(gè)C=O和2個(gè)C—Cl,所以COCl2分子中σ鍵的數(shù)目為3,π鍵數(shù)目為1,兩者的個(gè)數(shù)之比為3∶1。(2)B(C6F5)3分子中所有原子

(填“能”或“不能”)處于同一平面;化合物[Ph3C][B(C6F5)4](Ph為苯基)的陽離子中與苯環(huán)相連的碳原子的雜化方式是

,陰離子中硼原子的雜化方式是

。

(3)Reineckesalt的結(jié)構(gòu)如圖所示:其中配位原子為

(填元素符號(hào)),陽離子的空間結(jié)構(gòu)為

,NCS-中碳原子的雜化方式為

。

(4)重鉻酸銨[(NH4)2Cr2O7]為桔黃色單斜結(jié)晶,常用作有機(jī)合成催化劑,

的結(jié)構(gòu)如圖。1mol(NH4)2Cr2O7中含σ鍵為

mol。

能sp2

sp3N正四面體sp16解析:(2)—C6F5中的碳原子為sp2雜化,11個(gè)原子位于同一平面,B也是sp2雜化,通過單鍵相連,所有原子可以處于同一平面。[Ph3C]+中與苯基相連的是碳正離子,碳原子為sp2雜化,[B(C6F5)4]-中硼原子與3個(gè)—C6F5形成共價(jià)鍵,與1個(gè)—C6F5形成配位鍵,硼原子為sp3雜化。(3)根據(jù)Reineckesalt的結(jié)構(gòu)圖可知,配位原子為N,氮原子提供孤電子對(duì);陽離子為銨根離子,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型,N的孤電子對(duì)數(shù)為0,形成4個(gè)σ鍵,N采取sp3雜化,可知

的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形;NCS-中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為0,C采取sp雜化。(4)1個(gè)

含有8個(gè)σ鍵,1個(gè)銨根離子中含有4個(gè)σ鍵,故1

mol

(NH4)2Cr2O7中含有σ鍵為(4×2+8)

mol=16

mol。(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)的鍵角如圖所示。PH3中P的雜化類型是

。NH3的沸點(diǎn)比PH3的

,原因是__________________________________,

H2O的鍵角小于NH3的,分析原因:

。

真題示例2N、O、Cl6sp3

高NH3存在分子間氫鍵NH3分子中N含有一個(gè)孤電子對(duì),而H2O分子中O含有兩個(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)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三價(jià)鉻離子提供空軌道,N、O、Cl提供孤電子對(duì)與三價(jià)鉻離子形成配位鍵,中心離子的配位數(shù)為N、O、Cl三種原子的個(gè)數(shù)和,即3+2+1=6。(2)PH3中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+1=4,故PH3中P的雜化類型是sp3;

N原子電負(fù)性較強(qiáng),NH3分子之間存在分子間氫鍵,因此NH3的沸點(diǎn)比PH3的高;H2O的鍵角小于NH3的,原因是NH3分子中N含有一個(gè)孤電子對(duì),而H2O分子中O含有兩個(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。1.σ鍵與π鍵的判斷方法

知識(shí)梳理———————夯實(shí)基礎(chǔ)

強(qiáng)化要點(diǎn)2.中心原子雜化軌道數(shù)的判斷方法雜化軌道數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)

以碳原子形成四價(jià)鍵為例(1)看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵。如形成1個(gè)三鍵,則其中有2個(gè)π鍵,用去了2個(gè)p軌道,碳原子為sp雜化;如形成1個(gè)雙鍵,則其中有1個(gè)π鍵,碳原子為sp2雜化;如果全部是單鍵,碳原子為sp3雜化。(2)由分子的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷。沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化,1個(gè)孤電子對(duì)占據(jù)1個(gè)雜化軌道。如NH3分子為三角錐形,且N上有1個(gè)孤電子對(duì),即4個(gè)雜化軌道各指向四面體的四個(gè)頂角,氮原子為sp3雜化。3.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、雜化類型與粒子的空間結(jié)構(gòu)

價(jià)層電子對(duì)數(shù)(雜化軌道數(shù))234軌道雜化類型spsp2sp3價(jià)層電子對(duì)模型直線形三角形四面體形粒子組成形式與空間結(jié)構(gòu)AB2:直線形AB2:V形AB3:三角形AB2:V形AB3:三角錐形AB4:(正)四面體形規(guī)律當(dāng)中心原子無孤電子對(duì)時(shí),分子的空間結(jié)構(gòu)與價(jià)層電子對(duì)互斥模型一致;當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí),分子的空間結(jié)構(gòu)為去掉孤電子對(duì)后剩余部分的空間結(jié)構(gòu),且孤電子對(duì)會(huì)對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生“擠壓”作用用價(jià)層電子對(duì)互斥模型推測(cè)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)的思維程序:4.三種作用力及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

作用力類型范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用粒子分子H與N、O、F原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大形成氫鍵的元素的電負(fù)性原子半徑對(duì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高,使溶解度增大鍵能越大,物質(zhì)的穩(wěn)定性越強(qiáng)(2021湖北八市聯(lián)考)鈷的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),B點(diǎn)為

。下列說法中錯(cuò)誤的是(

)A.配合物中Co2+的價(jià)層電子排布式為3d7B.鈷的配位數(shù)為6C.C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為D.該物質(zhì)的化學(xué)式為TiCoO2真題示例1D(2021湖南卷節(jié)選)下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4,圖中Z表示

(填元素符號(hào))原子,該化合物的化學(xué)式為

。

②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,α=β=γ=90°,則該晶體的密度ρ=

g·cm-3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。

真題示例2

(2021廣東卷節(jié)選)理論計(jì)算預(yù)測(cè),由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。真題示例3①圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu),它不是晶胞單元,理由是

。

②圖c為X的晶胞,X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為

;該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比N(Hg)∶N(G