高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題十五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選考）練習(xí)

專題十五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選考）

［考綱要求］1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)：（1）了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確

書寫1?36號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表達式；（2）了解電離能的含義，并能用以說

明元素的某些性質(zhì)；（3）了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用；（4）了解電負性的概念并能用以說明

元素的某些性質(zhì)。2.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)：（1）理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理

性質(zhì)；（2）了解共價鍵的形成、極性、類型（。鍵和K鍵），了解配位鍵的含義；（3）能用鍵能、鍵長、鍵角

等說明簡單分子的某些性質(zhì)；（4）了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型（sp、sp\sp：'）；（5）能用價層電

子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)：（1）了解

范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響；（2）了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)

性質(zhì)的影響。4.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：（1）了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)

別；（2）了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響；（3）了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；（4）

了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；（5）理解金屬鍵的含義，

能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)，了解金屬晶體常見的堆積方式；（6）了解晶胞的概念，能根據(jù)晶

胞確定晶體的組成并進行相關(guān)的計算。

考點一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

n核心精講

1.排布規(guī)律

（1）能量最低原理：基態(tài)原子核外電子優(yōu)先占據(jù)能量最低的原子軌道，如Ge：Is22s22P63s23Pli3dzs24P）

（2）泡利原理：每個原子軌道上最多只能容納2個自旋狀態(tài)相反的電子。

（3）洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各軌道上排布時，電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)

相同。

2.表示方法

（1）電子排布式

按電子排入各電子層中各能級的先后順序，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：ls'2s22p"3s'3p（＞3dl＜）4sl

（2）簡化電子排布式

“［稀有氣體］+價層電子”的形式表示。

如:Cu：[Ar]3屋4sl

(3)電子排布圖

用方框表示原子軌道，用“f”或"I”表示自旋方向不同的電子，按排入各電子層中各能級的先后順序和

在軌道中的排布情況書寫。

如S：

Is2s2p3s3p

|u]回卜小小"|77|..十|十

3.元素的電離能

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叫做第一電離能。

常用符號71表示，單位為kJ?mol-1,

(1)原子核外電子排布的周期性

隨著原子序數(shù)的增加，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)周期性的變化：每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍

電子排布重復(fù)出現(xiàn)從扈到宦應(yīng)的周期性變化。

(2)元素第一電離能的周期性變化

隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈周期性變化：

同周期從左到右，第一電離能有逐漸增大的趨勢，稀有氣體的第一電離能最大，堿金屬的第一電離能最??；

同主族從上到下，第一電離能有逐漸減小的趨勢。

說明同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢。同能級的軌道為全滿、半滿時較相鄰元素要大，即第

HA族、第VA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。如Be、N、Mg、P。

(3)元素電離能的應(yīng)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

如果某元素的￡+,?￡,則該元素的常見化合價為+〃價，如鈉元素所以鈉元素的化合價為+1價。

4.元素的電負性

(1)元素電負性的周期性變化

元素的電負性：不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小叫做該元素的電負性。

隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負性呈周期性變化：同周期從左到右，主族元素電負性逐漸增大；同一主族

從上到下，元素電負性呈現(xiàn)減小的趨勢。

(2)

題組一基態(tài)原子的核外電子排布

1.[2017?江蘇，21(A)-(l)]Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。

答案[Ar]3ds(或is22s22P63s23P匕/)

2.[2017?全國卷I,35(1)(2)](1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為

nm(填標號)o

A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5

(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為

答案(1)A(2)N球形

3.[2017?全國卷H,35(1)]氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為一

?呼或W

答案

4.[2017-全國卷m,35(l)]Co基態(tài)原子核外電子排布式為。元素Mn與0中，第一電離能較大的

是,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是。

答案Is22s22P63s23P63dzs"或[Ar]3dzs2)0Mn

5.[2016?江蘇，21(A)-(l)]Zn2+基態(tài)核外電子排布式為。

答案1s22s22P63s23P63dg(或[Ar]3d10)

6.[2016?全國卷I,37(1)]基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]，有一個未成對電子。

答案3dzs24P22

7.[2016?全國卷H,37(1)]銀元素基態(tài)原子的電子排布式為________,3d能級上的未成對的電子數(shù)為

答案Is22s22P63s23P63d84s2(或[Ar]3d84s2)2

8.[2016?全國卷HL37(1)]寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：。

答案Is22s22P63s加,3d1°4s24P1或[Ar]3d'°4s24P9

反思歸納1

“兩原理，一規(guī)則”的正確理解

⑴原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀

態(tài)。

易誤警示在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤:

①日

（違反能量最低原理）

②ED（違反泡利原理）

③（違反洪特規(guī)則）

?UJLLJ一一一（違反洪特規(guī)則）

（2）同能級的軌道半充滿、全充滿或全空狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

如np\np6

Cr：3d2s'Mn：3d'4s'Cu：3dzs'Zn：3d"'4sJ

（3LGa、33As等基態(tài)原子核外電子排布（簡寫）常出現(xiàn)錯誤：

3iGa[Ar]4s"4p'應(yīng)為[Ar]3dl04sJ4p'

33As[Ar]4s應(yīng)為[Ar]3d“'4syp'

題組二元素的電離能和電負性

9.[2017?江蘇，21（A）—（3）]C、H、0三種元素的電負性由小到大的順序為。

答案H<C<0

10.[2017?全國卷H,35（2）]元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作

第一電子親和能3）。第二周期部分元素的笈變化趨勢如圖所示，其中除氮元素外，其他元素的笈自左而右

依次增大的原因是一；

氮元素的6呈現(xiàn)異常的原因是______________________________________________

答案同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N的

2P能級處于半充滿狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子

11.[2016?全國卷I,37（4）]光催化還原CO?制備CH,反應(yīng)中，帶狀納米ZmGeO,是該反應(yīng)的良好催化劑。

Zn、Ge、0電負性由大至小的順序是.。

答案0>Ge>Zn

12.[2016?全國卷H,37（3）]元素銅與銀的第二電離能分別為幾=1959kJ?mol”人=1753kJ-mol-

I,幾>4i的原因是o

答案銅失去的是全充滿的3d'°電子，銀失去的是4s‘電子

13.在N、0、S中第一電離能最大的是。

答案N

14.第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有____種。

答案3

15.下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢，正確的是

最

電高

負正

性價

核電荷數(shù)

答案a

16.依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照下圖中B、F元素的位置，用小黑點標出C、N、0三種

元素的相對位置。

56789

原子序數(shù)

答案

o

E

.

n

/

7

56789

原子序數(shù)

考點二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

n核心精講

1.分子構(gòu)型與雜化軌道理論

雜化軌道的要點

當(dāng)原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不

同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。

雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道夾角立體構(gòu)型實例

SP2180°直線形BeCl2

2

SP3120°平面三角形BF3

3

SP4109°28'正四面體形CH.,

2.分子構(gòu)型與價層電子對互斥模型

價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對立體構(gòu)型，不包

括孤電子對。

(1)當(dāng)中心原子無孤電子對時，兩者的構(gòu)型一致。

(2)當(dāng)中心原子有孤電子對時，兩者的構(gòu)型不一致。

電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例

220直線形直線形BeCl2

30平面三角形

BF3

3三角形

21V形S02

40四面體形CH4

431四面體三角錐形

NH3

22V形H2O

3.中心原子雜化類型和分子立體構(gòu)型的相互判斷

中心原子的雜化類型和分子立體構(gòu)型有關(guān)，二者之間可以相互判斷。

分子組成(A中心原子的中心原子的

分子立體構(gòu)型實例

為中心原子)孤電子對數(shù)雜化方式

0SP直線形BeCL

2

AB21SPV形SO2

3

2SPV形氏0

2

0SP平面三角形BF3

AB3

3

1sp三角錐形NH3

3

AB.,0sp正四面體形CH4

特別提醒(1)用價電子對互斥理論判斷分子的立體構(gòu)型時，不僅要考慮中心原子的孤電子對所占據(jù)的空

間，還要考慮孤電子對對成鍵電子對的排斥力大小。排斥力大小順序為LP-LP?LP—BP>BP-BP(LP代表孤

電子對，BP代表成鍵電子對)。

(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：

三鍵一三鍵〉三鍵一雙鍵〉雙鍵一雙鍵〉雙鍵一單鍵〉單鍵一單鍵。

⑶排斥力大小對鍵角的影響

分子雜化軌道角度排斥力分析實際鍵角

H2O109°28'LP—LP?LP—BP>BP—BP105°

NH3109°28'LP—BP>BP—BP107°

c=o對c—ci的排斥力大于形成兩種鍵角分別為

C0C12109°28'

c—Cl對c—Cl的排斥力124.3°、111.4°

4.共價鍵

(1)共價鍵的類型

①按成鍵原子間共用電子對的數(shù)目分為單鍵、雙鍵和三鍵。

②按共用電子對是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。

③按原子軌道的重疊方式分為。鍵和n鍵，前者的電子云具有軸對稱性，后者的電子云具有鏡像對稱性。

(2)鍵參數(shù)

①鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。

②鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定。

③鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角。

④鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響

鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。

鍵能分子的穩(wěn)定性_

鍵氏七

簪一分子的立體構(gòu)型,任庾

鋪角」

(3)。鍵、”鍵的判斷

①由軌道重疊方式判斷

“頭碰頭”重疊為。鍵，“肩并肩”重疊為n鍵。

②由共用電子對數(shù)判斷

單鍵為。鍵；雙鍵或三鍵，其中一個為。鍵，其余為n鍵。

③由成鍵軌道類型判斷

s軌道形成的共價鍵全部是。鍵；雜化軌道形成的共價鍵全部為。鍵。

(4)等電子原理

原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征。物理性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)不同。

常見等電子體：

微粒通式價電子總數(shù)立體構(gòu)型

C02、SCN，NO/、N3-AX216e直線形

C03—、N03-、S03AXB24e-平面三角形

SO2、O3、N02-AX218e-V形

soa->poa-AXI32e-正四面體形

-

P03—、S02—、C103-AX326e三角錐形

-

co、N2AX10e直線形

OUNH4FAX，,8e-正四面體形

(5)配位鍵

①孤電子對

分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。

②配位鍵

a.配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價鍵；

b.配位鍵的表示：常用“一~”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NH4■可表示為

H

t

[H—N—H[+

H，在NH在中，雖然有一個N—H鍵形成的過程與其他3個N—H鍵形成的過程不同，但是一

旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。

③配合物

如[CU(NH3)1S0」

配位原子(提供孤電子對)

中心原子I配位體

(提供空WilIz

[Cu(NH3)d吧

內(nèi)’界一蒜、配位數(shù)

配位體有孤電子對，如％0、Nils.CO、廠、cr.CN-等。中心原子有空軌道，如Fe'+、Cu"、Zn"Ag*等。

5.分子性質(zhì)

(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系

非極性分子

t

單質(zhì)-??正負電荷重心重合**-----結(jié)構(gòu)對稱

ft

雙原子分子多原子分子

II

化合物一正負電荷重心不重合一結(jié)構(gòu)不對稱

*

極性分子

(2)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(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。

(3)無機含氧酸分子的酸性

無機含氧酸可寫成(HO).RO“，如果成酸元素R相同，則"值越大，R的正電性越高，使R—0—H中0的電子

向R偏移，在水分子的作用下越易電離出『，酸性越強，如HClOVHClOWHClOsVHClOi。

6.氫鍵

(1)作用粒子：氫、氟、氧、氮原子(分子內(nèi)、分子間)

(2)特征：有方向性和飽和性

(3)強度：共價鍵》氫鍵》范德華力

(4)影響強度的因素：對于A—U…B-,A、B的電負性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大。

(5)對物質(zhì)性質(zhì)的影響：分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點：

H0>HS,HF>1IC1,

22NH3>PH3?

2

題組一“兩大理論”與微粒構(gòu)型

o

II

1.[2017?江蘇21。)一(2)]丙酮(^^3<3—(：-€?13)分子中碳原子軌道的雜化類型是Imol丙酮

分子中含有。鍵的數(shù)目為o

答案sd和sp'9M

2.[2017?全國卷I,35(3)]X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，LAsFe中存在13H離子。131?離子的幾何構(gòu)型為

,中心原子的雜化形式為。

答案V形sp3

3.[2017?全國卷m,35(2)]C02和CHQH分子中C原子的雜化形式分別為和。

答案spsp1

H

HO—C—gN

I

4.[2016?江蘇21(A)—(3)]H分子中碳原子軌道的雜化類型為。

答案sp\sp

5.[2016?全國卷I,37(5)節(jié)選]Ge單晶具有金剛石結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為。

答案sp3

6.[2016?全國卷Hl,37(3)]AsCb分子的立體構(gòu)型為,其中As的雜化軌道類型為。

答案三角錐形sp3

7.[2015?全國卷I,37(3)節(jié)選]CSz分子中，C原子的雜化軌道類型是0

答案sp

8.[2015?江蘇，21(A)—(2)節(jié)選]CH：C00H中C原子軌道雜化類型為_。

My32

答案sp、sp

9.醛基中碳原子的軌道雜化類型是一。

答案sp2

10.[2014?新課標全國卷I,37(3)節(jié)選]乙醛中碳原子的雜化類型為。

答案sp'、sp2

11.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價

電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族，e的最外層只有一

個電子，但次外層有18個電子。

則a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為

這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的是酸根呈

三角錐結(jié)構(gòu)的酸是。

3

答案spHNO2>IINO3H2sO3

-

-

-]-

[H30「[-

V

F

12.中陽離子的空間構(gòu)型為，陰離子的中心原子軌道采用

________雜化。

答案三角錐形sp3

題組二微粒作用與分子性質(zhì)

13.[2017?全國卷H,35(3)]經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(卷所示。

①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為,不同之處為。(填標號)

A.中心原子的雜化軌道類型

B.中心原子的價層電子對數(shù)

C.立體結(jié)構(gòu)

D.共價鍵類型

②R中陰離子N6中的。鍵總數(shù)為個。分子中的大n鍵可用符號rim表示，其中卬代表參與形成

的大n鍵的原子數(shù)，〃代表參與形成大n鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大n鍵可表示為TI6),則N&中的大

“鍵應(yīng)表示為。

③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH4F)N—H…C1、、

答案①ABDC②5FI6③(HQ+)0—H…N(NA)(NH4-)N—H-N(N5-)

14.[2017?全國卷IH,35(4)]硝酸鎰是制備CO2+3HKCH3OH+H2O反應(yīng)的催化劑的原料,Mn(N03)2中的化學(xué)

鍵除了。鍵外，還存在________。

答案離子鍵、加鍵

15.[2017?江蘇，21(A)—(4)]乙醇的沸點高于丙酮，這是因為。

答案乙醇存在分子間氫鍵

16.[2017?全國卷m,35(3)]研究發(fā)現(xiàn)，在CO?低壓合成甲醇反應(yīng)(C02+3H2=CH30H+HQ)所涉及的4種物

質(zhì)中，沸點從高到低的順序為，

原因是___________________________________________________________________________

答案H20>ai30H>C02>H2也0與CH30H均為極性分子，水含氫鍵比甲醇中多；⑩與均為非極性分子，C02

相對分子質(zhì)量較大，范德華力大

17.[2016?江蘇，21(A)—(2)(4)(5)][Zn(CN)下一在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)：4HCH0+[Zn(CN)J2-+

+2+

4H+4H20=[Zn(H20),]+4H0CH.CN

HN

H0CH2CN的結(jié)構(gòu)簡式

(2)1molHCHO分子中含有。鍵的數(shù)目為?

(4)與H20分子互為等電子體的陰離子為