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2019年高考化學大一輪復習 專題11 物質(zhì)結構與性質(zhì)試題
考綱要求
思維檢索
1.認識原子核外電子的運動狀態(tài)，了解電子云、電子層(能層)、原子軌道(能級)的含義。
2. 了解多電子原子核外電子分層排布遵循的原理，能用電子排布式表示1～36號元素的原子及簡單離子的基態(tài)核外電子排布。
3.了解主族元素第一電離能、電負性等性質(zhì)的周期性變化規(guī)律，能根據(jù)元素電負性說明元素的金屬性和非金屬性的周期性變化規(guī)律。
原子結構
1．能層、能級、原子軌道和容納電子數(shù)之間的關系
能層(n)
能級
最多容納電子數(shù)
序數(shù)
符號
符號
原子軌道數(shù)
各能級
各能層
1
K
1s
1
2
2
2
L
2s
1
2
8
2p
3
6
3
M
3s
1
2
18
3p
3
6
3d
5
10
4
N
4s
1
2
32
4p
3
6
4d
5
10
4f
7
14
…
…
…
…
…
…
n
…
…
…
…
2n2
2.原子軌道的形狀和能量高低
(1)軌道形狀
①s電子的原子軌道呈球形。
②p電子的原子軌道呈紡錘形。
(2)能量高低
①相同能層上原子軌道能量的高低：ns
E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。
(2)當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，原子的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1，而不是：1s22s22p63s23p63d44s2。
2．表示方法
(1)電子排布式：
按電子排入各能級的先后順序，用能級符號依次寫出各能級中的電子數(shù)，同時注意特例，如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)簡化電子排布式：
用“[稀有氣體]＋價層電子”的形式表示。如：Cu：[Ar]3d104s1。
(3)電子排布圖(軌道表示式)：
用方框表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的電子，按排入各能級的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如S：
1．(xx連云港市高三考試)下列化學用語表示正確的是( )
A．S2－的結構示意圖：
B．基態(tài)氮原子L層電子的軌道表示式：
C．基態(tài)溴原子的核外電子排布式：4s24p5
D．甲烷分子的球棍模型：
解析：選B A項，S2－最外層應為8電子，錯誤；B項，N原子L層上有5個電子：2s22p3，正確；C項，核外電子排布應為[Ar]3d104s24p5，錯誤；D項，CH4分子中C原子半徑應大于H原子半徑，中間的球應大一些，錯誤。
2．(1)(xx浙江高考)①可正確表示原子軌道的是________。
A．2s B．2d
C．3px D．3f
②寫出基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：________。
(2)(xx福建高考)基態(tài)Mn2＋的核外電子排布式為________。
(3)(xx福建理綜)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為________。
(4)(2011福建高考)基態(tài)氮原子的價電子排布式是________。
(5)(xx新課標Ⅱ)Ni2＋的價層電子排布圖為________。
解析：(1)①能(電子)層數(shù)為2的能層包括s、p能級；能(電子)層數(shù)為3的能層包括s、p、d能級；②鎵(Ga)的原子序數(shù)為31，電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。
(2)Mn是25號元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，失去最外層的2個電子，即得Mn2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。
(3)Cu是29號元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。
(4)氮原子的最外層有5個電子，其價電子排布式為2s22p3。
(5)Ni2＋的價電子排布圖為
答案：(1)①A、C ②1s22s22p63s23p63d104s24p1 [Ar]3d104s24p1 (2)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (3)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (4)2s22p3
(5)
3．A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?
(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；
(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同，B的元素符號為________，C的元素符號為________；
(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________；
(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________。
解析：(1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：，該原子核外有7個電子，為氮元素，其元素符號為N。
(2)B－、C＋的電子層結構都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號Cl元素，C為19號K元素。
(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即為26號Fe元素。
(4)根據(jù)題意，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號Cu元素。
答案：(1)N (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
原子結構與元素周期表
1．元素周期表中每周期所含元素種數(shù)
周期
元素種數(shù)
各周期增加的能級
一
2
1s
二
8
2s 2p
三
8
3s 3p
四
18
4s 3d 4p
五
18
5s 4d 5p
六
32
6s 4f 5d 6p
七
26 (未完)
7s 5f 6d (未完)
2.每族元素原子的價電子排布特點
(1)主族：
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
排布特點
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特點
ns2np3
ns2np4
ns2np5
(2)0族：He：1s2；其他：ns2np6。
(3)過渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。
3．元素周期表的分區(qū)與價電子排布的關系
(1)元素周期表的分區(qū)：
(2)各區(qū)外圍電子排布特點：
分區(qū)
外圍電子排布
s區(qū)
ns1～2
p區(qū)
ns2np1～6(除He外)
d區(qū)
(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)
ds區(qū)
(n－1)d10ns1～2
f區(qū)
(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
1．判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。
(1)1～36號元素中，原子最外層有3個未成對電子的元素為N、P、As。( )
(2)最外層有2個未成對電子的可能是ns2np2或ns2np4。短周期元素中分別為C、Si和O、S。( )
(3)Fe的價電子排布為3d64s2。( )
(4)價電子排布為4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p區(qū)元素。( )
(5)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素。( )
提示：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)
2．某元素的原子序數(shù)為29，試問：
(1)該元素的元素名稱及元素符號是什么。
(2)該元素原子的電子排布式是什么。
(3)其電子占有多少個能層？多少個能級？
(4)它的價電子排布式是什么？
(5)它屬于第幾周期？第幾族？主族還是副族？屬于哪一個區(qū)？
(6)它有多少個未成對電子？
提示：(1)銅 Cu (2)1s22s22p63s23p63d104s1
(3)4個電子層 7個能級 (4)3d104s1 (5)第四周期
ⅠB族 副族 ds區(qū) (6)有1個未成對電子
3．元素周期表可以劃分為5個區(qū)，下列有關說法正確的是( )
A．s區(qū)全部是金屬元素
B．p區(qū)全部是非金屬元素
C．d區(qū)內(nèi)元素原子的價電子排布必為(n－1)d1～10ns2
D．除ds區(qū)外，以最后填入電子的軌道能級符號作為區(qū)的符號
解析：選D A項，s區(qū)內(nèi)H為非金屬元素，B項，p區(qū)左下角元素為金屬元素，C項，d區(qū)內(nèi)Cr為3d54s1。
元素周期律
1．元素的電離能、電負性
(1)第一電離能：
氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。
(2)電負性：
用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大。
2．原子結構與元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
項目
同周期(從左→右)
同主族(從上→下)
原子核外
電子排布
能層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多
最外層電子數(shù)相同，能層數(shù)遞增
原子半徑
逐漸減小(0族除外)
逐漸增大
元素主要
化合價
最高正價由＋1→＋7(O，F(xiàn)除外)，最低負價由－4→－1
最高正價＝主族序數(shù)(O，F(xiàn)除外)，非金屬最低負價＝主族序數(shù)－8
原子得、失電子能力
得電子能力逐漸增強；失電子能力逐漸減弱
得電子能力逐漸減弱；失電子能力逐漸增強
第一電離能
增大的趨勢
逐漸減小
電負性
逐漸增大
逐漸減小
元素金屬性、非金屬性
金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強
金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱
3.對角線規(guī)則
在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如：
1．為什么一個原子的逐級電離能是逐漸增大的？
提示：電子離原子核越來越近，能量越來越低，失去電子消耗的能量也越多，同時，隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越大，再失去一個電子需克服的電性吸力也越來越大，消耗的能量越來越多。
2．為什么鎂的第一電離能比鋁的大，磷的第一電離能比硫的大？
提示：Mg電子排布式為：1s22s22p63s2 P電子排布式為：1s22s22p63s23p3，鎂原子、磷原子最外層的能級中，電子處于全滿或半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，失電子較難。如此相同觀點可以解釋N的第一電離能大于O，Zn的第一電離能大于Ga。
3．現(xiàn)有四種元素基態(tài)原子的電子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4?、?s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3
④1s22s22p5
則下列有關比較中正確的是( )
A．第一電離能：④>③>②>①
B．原子半徑：④>③>②>①
C．電負性：④>③>②>①
D．最高正化合價④>③＝②>①
解析：選A?、佟芩姆N元素分別為S、P、N、F，第一電離能F>N>P>S，A項正確。原子半徑P>S>N>F，B項錯誤。電負性F>N>S>P，C項錯誤。F無正化合價，N、S、P最高正化合價分別為＋5、＋6、＋5價，D項錯誤。
4．(xx江寧高級中學模擬)下圖是第三周期11～17號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖，下列有關說法中正確的是( )
A．y軸表示的可能是第一電離能
B．y軸表示的可能是電負性
C．y軸表示的可能是原子半徑
D．y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
解析：選B A項，同一周期元素其第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，如第ⅡA元素的第一電離能大于第ⅢA族的，錯誤；B項，同一周期元素其電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大，正確；C項，同一周期元素其原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，錯誤；D項，同一周期元素隨原子序數(shù)依次增大，金屬失電子數(shù)增加，非金屬得電子數(shù)減少，錯誤。
電離能和電負性的應用
1．電離能的應用
(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(I1、I2……表示各級電離能)：
如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n。如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1。
(3)判斷核外電子的分層排布情況：
多電子原子中，元素的各級電離能逐級增大，有一定的規(guī)律性。當電離能的變化出現(xiàn)突變時，電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。
(4)反映元素原子的核外電子排布特點：
同周期元素從左向右，元素的第一電離能并不是逐漸增大的，當能量相同的原子軌道在全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時，第一電離能就會反常的大。
2．電負性的應用
[特別提醒] 利用電負性與1.8的關系判斷金屬性與非金屬性只是一般規(guī)律，不是絕對的，如第Ⅷ族元素。利用電負性的差值判斷化學鍵類型也不是絕對的。
1．電負性的大小可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。下列關于電負性的變化規(guī)律正確的是( )
A．周期表從左到右，元素的電負性逐漸變大
B．周期表從上到下，元素的電負性逐漸變大
C．電負性越大，金屬性越強
D．電負性越小，非金屬性越強
解析：選A 利用同周期從左至右元素電負性逐漸增大，同主族從上至下元素電負性逐漸減小的規(guī)律來判斷。電負性越大，金屬性越弱，非金屬性越強。
2．下列關于電離能和電負性的說法不正確的是( )
A．(xx浙江高考)第一電離能的大小：Mg>Al。
B．(xx海南高考)鍺的第一電離能高于碳而電負性低于碳
C．(xx山東高考)Ni是元素周期表中第28號元素，第2周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是碳
D．(xx新課標Ⅱ)F、K、Fe、Ni四種元素中電負性最大的是F。
解析：選B 同周期從左到右第一電離能增大，但第ⅡA族元素的第一電離能比相鄰的第ⅢA族元素大，A正確； 鍺是金屬元素而碳是非金屬元素，第一電離能低于碳，B不正確；Ni的價電子排布為3d84s2，未成對電子數(shù)為2，第2周期未成對電子數(shù)為2的元素有碳和氧，同周期從左到右電負性逐漸增大，則電負性C4s；②中同一電子層中p軌道能量相同；③同一能級，隨著電子層數(shù)增大，軌道半徑增大；④同一原子基態(tài)能量低于激發(fā)態(tài)；⑤同一周期，從左至右，電負性增大，故F>O；⑥Mg由于具有全滿的電子層結構，故第一電離能大于相鄰的鋁；⑦H＋實為一個裸露的質(zhì)子，沒有電子層，故半徑小。
5．(xx盱眙中學模擬)現(xiàn)有①、②、③三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。則下列有關比較中正確的是( )
A．第一電離能：③>②>①
B．原子半徑：③>①>②
C．電負性：③>②>①
D．最高正化合價：③>②>①
解析：選A 由基態(tài)原子的電子排布式可知①、②、③分別為S、P、N。P原子由于3p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故其第一電離能大于S，因此三者第一電離能大小關系為N>P>S；原子半徑P最大；電負性：N>S>P；S的最高正化合價最高，為＋6，N、P為＋5。
6．(xx鹽城中學模擬)原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，原子序數(shù)均小于36。已知X、Y和Z為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表：
電離能/kJmol－1
I1
I2
I3
I4
X
496
4 562
6 912
9 543
Y
738
1 451
7 733
10 540
Z
578
1 817
2 745
11 578
(1)X、Y、Z的電負性從大到小的順序為________(用元素符號表示)，元素Y的第一電離能大于Z的原因是________。
(2)W元素應用廣泛，是一種重要的生物金屬元素，如人體內(nèi)W元素的含量偏低，則會影響O2在體內(nèi)的正常運輸。已知W2＋與KCN溶液反應得W(CN)2沉淀，當加入過量KCN溶液時沉淀溶解，生成配合物，其配離子結構如圖所示。
①W元素基態(tài)原子價電子排布式為________。
②已知CN－與________分子互為等電子體，1 mol CN－中π鍵數(shù)目為________。
③上述沉淀溶解過程的化學方程式為________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)從X、Y和Z的逐級電離能數(shù)據(jù)變化來看，X、Y及Z的最外層電子數(shù)分別為1,2和3，它們均為第三周期元素，則分別為Na、Mg和Al。同周期元素，從左至右，電負性逐漸增大。Mg的價電子為3s2，s軌道中的電子為全滿的穩(wěn)定結構，故難失電子，所以第一電離能比相鄰的Al大。(2)由題意知，W為26號鐵元素。等電子體的原子數(shù)相等，且價電子數(shù)相等，所以CN－與N2互為等電子體。等電子體的結構相似，N2中為N≡N，所以CN－中也為碳氮叁鍵，其中有兩個π鍵。由圖示知，1個Fe2＋可以與6個CN－形成配合物。
答案：(1)Al＞Mg＞Na Y原子的最外層2s能級電子排布處于全滿，依據(jù)洪特規(guī)則特例為較為穩(wěn)定結構
(2)①3d64s2
②N2 2 mol(或2NA或26.021023)
③Fe(CN)2＋4KCN===K4[Fe(CN)6]
7．(xx無錫期末模擬)鎵(Ga)、鍺( Ge)、砷(As)、硒(Se)均為第四周期的元素，它們在高科技尖端科學特別是信息領域有著廣泛的用途。已知砷化鎵的晶胞結構如下圖。試回答下列問題：
(1)下列說法不正確的是(選填序號)________。
A．砷化鎵晶胞結構與NaCl相同
B．第一電離能：Se>As>Ge>Ga
C．鎵、鍺、砷、硒都屬于p區(qū)元素
D．半導體GaP、SiC與砷化鎵為等電子體
(2)砷化鎵是將(CH3)3Ga和AsH3反應制備得到，該反應在700 ℃進行，反應的方程式為________，AsH3空間形狀為________。
(3)Ge的核外電子排布式為________，H2Se中硒原子的雜化方式為________。
(4)AsH3沸點比NH3低，其原因是：________。
解析：(1)B項As和Se分別位于ⅤA、ⅥA族，第一電離能As>Se，錯誤。(2)AsH3與NH3相似，為三角錐形。(3)Ge為主族元素，3d10不能遺漏。H2Se與水相似，所以Se為sp3雜化。
答案：(1)AB (2)(CH3)3Ga＋AsH3GaAs＋3CH4 三角錐形
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p2 sp3 (4)NH3分子間能形成氫鍵，而As電負性小，半徑大，分子間不能形成氫鍵
8．(xx蘇北四市高三質(zhì)量檢測)鐵是地殼中含量較豐富的元素，僅次于氧、硅、鋁元素，其單質(zhì)及合金是在生產(chǎn)生活中應用廣泛的金屬材料?；瘜W上常用KSCN溶液等來檢驗溶液中是否存在Fe3＋。
(1)Fe3＋離子基態(tài)的電子排布式可表示為____________________________________。
(2)一種鐵晶體的晶胞屬于體心立方堆積，則該晶胞中所包括的鐵原子的個數(shù)是________。
(3)C、N兩種元素的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性由強到弱的順序為________(填化學式)。
(4)C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為________(填元素符號)。
(5)離子化合物Fe2O3的熔點高于KCl的熔點的原因是____________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)據(jù)報道：由Q、X、Z三種元素形成的一種晶體具有超導性，其晶體結構如圖所示。晶體中距每個X原子周圍距離最近的Q的原子的個數(shù)是____________________________。
解析：(1)Fe為26號元素，核外電子排布式為[Ar]3d64s2，失去3個電子時，先失去4s上面的2個電子，再失去3d上的一個電子，則Fe3＋的核外電子排布式為[Ar]3d5。(2)體心立方晶胞中，粒子位于8個頂點以及體心，所以晶胞中含有的原子個數(shù)為81/8＋1＝2。(3)N的非金屬性強于C，故穩(wěn)定性NH3>CH4。(4)N的2p能級為半滿狀態(tài)，故第一電離能比相鄰的元素大：N>O>C。(5)離子晶體的熔點高低取決于晶格能的大小。(6)從晶胞圖看，黑圓球位于面心，為兩個晶胞所共有，與它最近的Q有兩個(位于兩個晶胞中的體心)。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d5
(2)2
(3)NH3＞CH4
(4)N＞O＞C
(5)Fe2O3的晶格能大于KCl的晶格能
(6)2
9．A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?
(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；
(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同，B的元素符號為________，C的元素符號為________；
(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________；
(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________。
解析：(1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：
，該原子核外有7個電子，為氮元素，其元素符號為N。
(2)B－、C＋的電子層結構都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號Cl元素，C為19號K元素。
(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即為26號Fe元素。
(4)根據(jù)題意，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號Cu元素。
答案：(1)N (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
10．(xx蘇錫常鎮(zhèn)徐連六市高三模擬)CaC2可用于固氮：CaC2＋N21 100 ℃,CaCN2＋C，CaCN2(氰氨化鈣)和水反應可生成NH3。
(1)寫出與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿電子的基態(tài)原子的電子排布式：________________________________________________________________________。
(2)C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序是________。
(3)NH3中N原子的雜化方式為________；根據(jù)價層電子對互斥理論推測CO的空間構型為________。
(4)CaCN2中陰離子為CN，與CN互為等電子體的分子有________(填寫一種化學式即可)；寫出CaCN2水解反應的化學方程式_________________________________________。
解析：(1)符合條件的原子3d和4s全部排滿。(2)同一周期的主族元素：原子序數(shù)越大，第一電離能越大(ⅡA和ⅢA、ⅤA和ⅥA因s軌道全滿和p軌道半滿結構出現(xiàn)反常)。(3)NH3分子中N原子的雜化數(shù)是4，所以采取sp3雜化；CO離子中C原子的雜化數(shù)是(4＋2)/2＝3，sp2雜化，CO為平面正三角形。(4)等電子體的尋找方法是利用同主族元素原子替換或相鄰元素替換的方法，如CO2；CaCN2(氰氨化鈣)和水反應可生成NH3，再由化合價可推知C元素化合價為＋4價，所以另一種產(chǎn)物是CaCO3。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(2)C O N
(3)sp3 平面正三角形
(4)CO2、N2O CaCN2＋3H2O===CaCO3＋2NH3↑
第二單元分子結構與性質(zhì)
明考綱要求
熱點定位
1.了解共價鍵的主要類型：σ鍵和π鍵，能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)(對σ鍵和π鍵之間相對強弱的比較不作要求)。
2.了解簡單配合物的成鍵情況，配合物的空間構型和中心原子的雜化類型不作要求。
3.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)，能用價電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或者離子的空間結構(d軌道參與雜化和AB5型以上復雜分子或離子的空間構型不作要求)。
4.了解化學鍵與分子間作用力的區(qū)別。
5.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含氫鍵的物質(zhì)。
共價鍵
1．本質(zhì)和特征
共價鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對，其特征是具有飽和性和方向性。
2．分類
分類依據(jù)
類型
形成共價鍵的原子軌道重疊方式
σ健
原子軌道“頭碰頭”重疊
π鍵
原子軌道“肩并肩”重疊
形成共價鍵的電子對是否偏移
極性鍵
共用電子對發(fā)生偏移
非極性鍵
共用電子對不發(fā)生偏移
3.共價鍵類型的判斷
(1)σ鍵與π鍵：
①依據(jù)強度判斷：σ鍵的強度較大，較穩(wěn)定，π鍵活潑，比較容易斷裂。
②共價單鍵是σ鍵，共價雙鍵中含有一個σ鍵，一個π鍵；共價叁鍵中含有一個σ鍵，兩個π鍵。
(2)極性鍵與非極性鍵：
看形成共價鍵的兩原子，不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。
4．鍵參數(shù)
(1)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響：
(2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關系：
鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。
(1)H2分子中的共價鍵不具有方向性。( )
(2)乙炔分子中既有非極性鍵又有極性鍵，既有σ鍵又有π鍵。( )
(3)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。( )
(4)氣體單質(zhì)中一定存在σ鍵，可能存在π鍵。( )
(5)共價鍵的成鍵原子都是非金屬原子。( )
(6)分子間作用力越大，分子的穩(wěn)定性越強。( )
提示：(1)√ (2)√ (3)√ (4) (5) (6)
2．根據(jù)價鍵理論分析氮氣分子中的成鍵情況？并解釋N2分子通常穩(wěn)定的原因。
提示：氮原子各自用三個p軌道分別跟另一個氮原子形成一個σ鍵和兩個π鍵。N2分子中存在N≡N叁鍵，鍵能大，破壞它需要消耗較多的能量，因而通常N2分子很穩(wěn)定。
3．試根據(jù)下表回答問題。
某些共價鍵的鍵長數(shù)據(jù)如下所示：
共價鍵
鍵長(nm)
C—C
0.154
C===C
0.134
C≡C
0.120
C—O
0.143
C===O
0.122
N—N
0.146
N===N
0.120
N≡N
0.110
根據(jù)表中有關數(shù)據(jù)，你能推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些？其影響的結果怎樣？
提示：原子半徑、原子間形成共用電子對數(shù)目?！⌒纬上嗤瑪?shù)目的共用電子對，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短；原子半徑相同，形成共用電子對數(shù)目越多，鍵長越短。
共價鍵類型與分子構型的判斷
1．σ鍵、π鍵的判斷
(1)由原子軌道重疊方式判斷：
“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。
(2)由共價鍵數(shù)目判斷：
單鍵為σ鍵；雙鍵或三鍵，其中一個為σ鍵，其余為π鍵。
(3)由成鍵軌道類型判斷：
s軌道形成的共價鍵全部是σ鍵；雜化軌道形成的共價鍵全部為σ鍵。
2．中心原子雜化類型與分子構型的判斷
(1)由雜化軌道數(shù)判斷：
雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對，所以有公式：
雜化軌道數(shù)＝中心原子的孤電子對數(shù)＋中心原子的σ鍵個數(shù)
代表物
雜化軌道數(shù)
中心原子雜化軌道類型
CO2
0＋2＝2
sp
CH2O
0＋3＝3
sp2
CH4
0＋4＝4
sp3
SO2
1＋2＝3
sp2
NH3
1＋3＝4
sp3
H2O
2＋2＝4
sp3
(2)中心原子雜化類型和分子構型的相互判斷：
中心原子的雜化類型和分子構型有關，二者之間可以相互判斷。
分子組成(A
為中心原子)
中心原子的
孤電子對數(shù)
中心原子
的雜化方式
分子空間
構型
示例
AB2
0
sp
直線形
BeCl2
1
sp2
V形
SO2
2
sp3
V形
H2O
AB3
0
sp2
平面三角形
BF3
1
sp3
三角錐形
NH3
AB4
0
sp3
正四面體形
CH4
1．下列描述中不正確的是( )
A．CS2為Ⅴ形的極性分子
B．ClO的空間構型為三角錐形
C．SF6中有6對完全相同的成鍵電子對
D．SiF4和SO 的中心原子均為sp3雜化
解析：選A CS2分子的中心原子的孤電子對數(shù)為0，是直線形，A錯誤；ClO屬于AB3型，中心原子的孤電子對數(shù)為1，是三角錐形，B正確；SF6分子有6對完全相同的成鍵電子對，C正確；SiF4和SO的中心原子都是sp3雜化只是分子構型前者為正四面體，后者為三角錐形，D正確。
2．(1)(xx山東高考節(jié)選)BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為________和________。第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。
(2)(xx浙江高考節(jié)選)下列物質(zhì)中，只含有極性鍵的分子是________，既含離子鍵又含共價鍵的化合物是________________________________________，只存在σ鍵的分子是________，同時存在σ鍵和π鍵的分子是________。
A．N2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C2H4
E．C2H6 F．CaCl2 G．NH4Cl
解析：(1)BCl3中，中心原子B的雜化軌道數(shù)為3＋＝3，為sp2雜化；NCl3中，中心原子N的雜化軌道數(shù)為3＋＝4，為sp3雜化。第二周期元素第一電離能的順序為F＞N＞O＞C＞Be＞B＞Li，介于B、N之間的元素為O、C、Be，共三種。
(2)不同元素的原子之間形成的共價鍵為極性鍵，同種原子之間形成的共價鍵是非極性鍵；活潑金屬元素和活潑非金屬元素形成離子鍵，銨鹽中存在離子鍵；只形成單鍵的共價鍵只存在σ鍵，含有雙鍵或三鍵的物質(zhì)同時存在σ鍵和π鍵。故只含有極性鍵的是CH2Cl2、CO2；既含離子鍵又含共價鍵的化合物是NH4Cl；只存在σ鍵的分子是CH2Cl2、C2H6；同時存在σ鍵和π鍵的分子是N2、CO2、C2H4。
答案：(1)sp2 sp3 3 (2)BC G CE ABD
3．(xx江蘇高考)一項科學研究成果表明，銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀經(jīng)高溫灼燒，可制得CuMn2O4。
①Mn2＋基態(tài)的電子排布式可表示為___________________________________________。
②NO的空間構型是____________________________________________(用文字描述)。
(2)在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化為CO2，HCHO被氧化為CO2和H2O。
①根據(jù)等電子體原理，CO分子的結構式為_____________________________________。
②H2O分子中O原子軌道的雜化類型為_______________________________________。
③1 mol CO2中含有的σ鍵數(shù)目為_____________________________________________。
(3)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構型，[Cu(OH)4]2－的結構可用示意圖表示為________________________________。
解析：(1)Mn的原子序數(shù)為25，價電子排布式為3d54s2，Mn2＋即是Mn失去4s軌道上的兩個電子，則Mn2＋基態(tài)的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d5。NO中N原子采用sp2雜化，NO的空間構型為平面三角形。(2)CO與N2互為等電子體，根據(jù)氮氣分子的結構式可以寫出CO的結構式為C≡O。H2O分子中O原子存在兩對孤對電子，配位原子個數(shù)為2，價電子對數(shù)為4，所以O原子采用sp3雜化。二氧化碳分子內(nèi)含有兩個碳氧雙鍵，一個雙鍵中含有一個σ鍵，一個π鍵，則1 mol CO2中含有2 mol σ鍵。(3)Cu2＋中存在空軌道，而OH－中O原子上有孤對電子，故OH－與Cu2＋之間以配位鍵結合。
答案：(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)?、谄矫嫒切?
(2)①C≡O?、趕p3?、?6.021023個(或2 mol)
(3)
分子的立體構型
1．用價層電子對互斥理論推測分子的立體構型
(1)判斷分子中中心原子上的價層電子對數(shù)
＝
＝
價層電子對
其中：a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是1個與中心原子結合的原子提供的價電子數(shù)，x是與中心原子結合的原子數(shù)。
(2)價層電子對互斥理論與分子構型
價層電
子對數(shù)
成鍵數(shù)
孤電子
對數(shù)
電子對空
間構型
分子空
間構型
實例
2
2
0
直線形
直線形
CO2
3
3
0
三角形
平面正
三角形
BF3
2
1
V形
SO2
4
4
0
四面
體形
正四面體形
CH4
3
1
三角錐形
NH3
2
2
V形
H2O
2.用雜化軌道理論推測分子的立體構型
雜化類型
雜化軌道
數(shù)目
雜化軌道
間夾角
空間構型
實例
sp
2
180
直線形
BeCl2
sp2
3
120
平面正三角形
BF3
sp3
4
10928′
正四面體
CH4
3.等電子原理
原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)。如CO和N2。
4．配位鍵和配合物
(1)配位鍵：
由一個原子提供一對電子與另一個接受電子的原子形成的共用電子對。
(2)配位鍵的表示方法：
如：A→B：A表示提供電子對的原子，B表示接受電子對的原子。
(3)配位化合物：
①定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結合形成的化合物。
②形成條件：
③組成：
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。
(1)分子中中心原子雜化后形成的軌道構型與分子的構型是相同的。( )
(2)分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子一定為正四面體結構。( )
(3)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對。( )
(4)N2分子中N原子沒有雜化，分子中有1個σ鍵、2個π鍵。( )
(5)配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體和配位數(shù)分別為Cu2＋、NH3、4。( )
提示：(1) (2) (3)√ (4)√ (5)√
2．已知CO2為直線形結構，SO3為平面正三角形結構，NF3為三角錐形結構，請推測COS、CO、PCl3的空間結構。
提示：COS為直線形結構；CO為平面正三角形結構；PCl3為三角錐形結構。
3．(1)(xx山東高考)若BCl3與XYn 通過B原子與X原子間的配位鍵結合形成配合物，則該配合物提供孤對電子的原子是________。
(2)(xx新課標Ⅱ)F－、K＋和Fe3＋三種離子組成的化合物K3FeF6，其中化學鍵的類型有________；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為________，配位體是________。
解析：(1)B原子與X原子形成配位鍵，因為B為缺電子原子，只能作中心原子，故形成配位鍵時提供孤對電子的原子是X。
(2)這三種離子形成的化合物為K3FeF6，它屬于離子化合物，其中的化學鍵有離子鍵和配位鍵，復雜離子為[FeF6]3－，配位體是F－
答案：(1)X (2)離子鍵、配位鍵 [FeF6]3－ F－
分子的極性和性質(zhì)
1．分子的極性
(1)分子構型與分子極性的關系：
(2)鍵的極性、分子空間構型與分子極性的關系：
類型
實例
鍵的極性
空間構型
分子極性
X2
H2、N2
非極性鍵
直線形
非極性分子
XY
HCl、NO
極性鍵
直線形
極性分子
XY2
(X2Y)
CO2、CS2
極性鍵
直線形
非極性分子
SO2
極性鍵
V形
極性分子
H2O、H2S
極性鍵
V形
極性分子
XY3
BF3
極性鍵
平面正三角形
非極性分子
NH3
極性鍵
三角錐形
極性分子
XY4
CH4、CCl4
極性鍵
正四面體形
非極性分子
2.范德華力和氫鍵
(1)范德華力：
物質(zhì)分子間普遍存在的一種相互作用力稱為范德華力。范德華力約比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。
(2)氫鍵：
由已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個電負性很強的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。
3．溶解性
(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。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。
(2)“相似相溶”還適用于分子結構的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。
4．手性
具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣，鏡面對稱，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構體，具有手性異構體的分子叫手性分子。
5．無機含氧酸分子的酸性
無機含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，酸性越強，如HClOH2S，HF>HCl，NH3>PH3
②分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點降低
①影響分子的穩(wěn)定性，共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強
②影響原子晶體的熔點，共價鍵鍵能越大，原子晶體的熔點越高。
1．(xx浙江高考節(jié)選)下列物質(zhì)變化，只與范德華力有關的是________。
A．干冰熔化 B．乙酸汽化
C．乙醇與丙酮混溶 D．HCON(CH3)2溶于水
E．碘溶于四氯化碳 F．石英熔融
解析：選AE 范德華力存在于分子之間，不含氫鍵的分子晶體符合題目要求。乙酸
2019年高考化學大一輪復習 專題11 物質(zhì)結構與性質(zhì)試題.DOC
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