物质结构高考真题(高考热点梳理物质结构与性质)
一、原子结构与元素性质,我来为大家科普一下关于物质结构高考真题?以下内容希望对你有帮助!
物质结构高考真题
一、原子结构与元素性质
1、基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原则
(2)泡利不相容原理:一个原子轨道中最多只能容纳2个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反。
(3)洪特规则:电子在能量相同的轨道上排布时,应尽可能分占不同的原子轨道且自旋方向相同。
【特别提醒】①能量相同的轨道在全充满、半充满、全空状态时体系的能量较低,原子较稳定。如基态铬原子的电子排布式不是1s22s22p63s23p63d44s2,而是1s22s22p63s23p63d54s1,原因就是3d5半充满能量低稳定。基态铜原子的电子排布式不是1s22s22p63s23p63d94s2,而是1s22s22p63s23p63d104s1,原因就是3d10全充满能量低稳定。②第n个电子层所含的原子轨道数为n2,最多能容纳的电子数为2n2。每个能级原子轨道数为(2l 1),每个能级最多能容纳的电子数2(2l 1)。
2、电离能与电负性的变化规律
(1)电离能
a.同种元素的原子:电离能逐级增大。
b.同周期元素而言,碱金属第一电离能小,稀有气体第一电离能最大,从左到右总体呈现增大趋势。
c.同主族,从上到下,第一电离能逐渐减小
【特别提醒】 ① 前四周期中同周期元素中第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能比较大,其原因:第ⅡA族价电子排布为ns2呈全满状态,能量低,比较稳定,更难失去电子,第ⅤA族价电子排布为ns2 np3,p轨道半充满,能量低,比较稳定。例如I1(Mg)> I1(Al),I1(N)> I1(O)。②可以根据同一原子的逐级电离能的突跃,判断元素的主要化合价。例I3》I2,元素呈现 2价。
(2) 电负性.
①变化规律:同周期,从左到右元素的电负性逐渐增大;同主族,从上到下元素的电负性逐渐减小。一般来说,金属元素电负性较小,非金属元素电负性较大。
②应用:a.用于判断一种元素是金属元素还是非金属元素,以及元素的活泼性。
b.可以判断化合物中元素化合价的正负。
c.可以判断化学键的性质。
二、化学键、分子间作用力与物质的性质
1、杂化轨道与分子立体构型
几种常见的杂化轨道类型的比较如下表
杂化类型 |
夹角 |
分子空间构型 |
实例 |
sp杂化 |
180 o |
直线形 |
C2H2、CO2、BeCl2 |
sp2杂化 |
120 o |
平面三角形 |
C2H4、BF3、C6H6 |
sp3杂化 |
109.5o |
正四面体 |
CH4、CCl4、NH4 |
104.5o |
V型 |
H2O | |
107.3o |
三角锥型 |
NH3 |
2、分子的极性 ——由分子的构型决定
常见键的极性与分子极性的关系见下表
类型 |
实例 |
键的极性 |
分子的极性 |
空间构型 |
A2 |
H2、N2 |
非极性键 |
非极性分子 |
直线形 |
AB |
HCl、NO |
极性键 |
极性分子 |
直线形 |
AB2(A2B) |
CO2、CS2 |
极性键 |
非极性分子 |
直线形 |
SO2、H2O |
极性键 |
极性分子 |
V形 | |
AB3 |
BF3 |
极性键 |
非极性分子 |
平面三角形 |
NH3 |
极性键 |
极性分子 |
三角锥形 | |
AB4 |
CH4、SiCl4 |
极性键 |
非极性分子 |
正四面体 |
【规律方法】 判断AB n 型分子极性的经验规律:若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,否则为极性分子。
三、晶体结构与性质
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体比较
离子晶体 |
分子晶体 |
原子晶体 |
金属晶体 | ||
结构 |
组成晶体微粒 |
阴阳离子 |
分子 |
原子 |
金属阳离子和自由电子 |
微粒间作用力 |
离子键 |
范德华力和氢键 |
共价键 |
金属键 | |
物理性质 |
熔沸点 |
较高 |
低 |
很高 |
一般较高,少部分低 |
硬度 |
硬而脆 |
小 |
大 |
一般较大,少部分小 | |
导电性 |
不良(熔融可导电) |
不良 |
不良 |
良导体 | |
传热性 |
不良 |
不良 |
不良 |
良 | |
延展性 |
不良 |
不良 |
不良 |
良 | |
溶解性 |
易溶于极性溶剂难溶于有机溶剂 |
极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂 |
不溶于任何溶剂 |
一般不溶于溶剂,Na等可溶于水、醇等 | |
典型实例 |
NaCl、NaOH、CaCO3、KBr |
白磷、干冰、硫、冰、固态酸 |
金刚石、二氧化硅、晶体硅、SiC等 |
Na、Mg、Al、Fe、Cu |
【雾点盲点】同一能层中,各能级之间的能量大小关系是s<p<d<f。但要注意能及交错现象,故能级顺序:1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p···
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知识点 |
题号(难易度) |
原子结构与物质的性质 |
1(中)4(中)、3(中) |
化学键、分子键作用力与物质的性质 |
1(中)、2(中)、3(中)4(中) |
晶体的结构与性质 |
2(中)、3(中)、4(中) |
1.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为__________,该元素的符号是__________;
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为________,该元素的名称是__________;
(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为____________;
(4)比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由____。
【解析】(1)X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,可通过写电子排布式得到X为33号元素As;(2) Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,同样根据电子排布式得到Y为O;再根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42可得到Z为H.
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 As(2)
(3)三角锥 (4)稳定性:NH3>PH3>AsH3 因为键长越短,键能越大,化合物越稳定 沸点:NH3>AsH3>PH3 NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子键作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。
(1)A元素的名称是________ ;
(2)B的元素符号是________ ,C的元素符号是________ ,B与A形成的化合物比C 与A形成的化合物沸点高,其原因是________________________________________。
(3)E属元素周期表中第 周期,第 族的元素,其元素名称是 , 它的 2价离子的电子排布式为 :________________________________________。
(4)从图中可以看出,D跟B形成的离子化合物的化学式为________ ;该离子化合 物晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积是 (只要求列出算式)。
【解析】从D、E是周期表中1—18列中E排第7列可判断E是第4周期VIIB族,所以D也在第4周期;图中离子化合物D:B=1:2,则D为Ca,且B的序数在前面,B为F,C为Cl;A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族,所以A为H。(2)考查氢键;(3)锰在周期表中的位置, 2价时已经失去个电子,所以排布式为[Ar]3d5;(4)ρ= (40 38)×4÷(6.02×1023)g÷V = a g·cm-3,V =
【答案】(1)氢(2)F Cl 氟化氢分子间存在氢键,氯化氢分子间没有氢键(3)四 VIIB 锰
1s22s22p63s23p63d5 (4)CaF2 见解析
3、碳族元素包括:C、Si、 Ge、 Sn、Pb。
(1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过_____ 杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。
(2)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br的键角___120°(填“>”“<”或“=”)。
(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4 处于立方晶胞顶点,Ba2 处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心,该化合物化学式为______,每个Ba2 与____个O2-配位。
【解析】(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合,形成无限的六边形平面网状结构,每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道,并含有一个未成对电子,这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似,可得答案。
(2)共用电子对偏向电负性大的原子,故电负性:C>H >Si。
(3) SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数目是(4 2)/2=3,配位原子数为2,故Sn原子含有故对电子,SnBr2空间构型为V型,键角小于120°。
(4)每个晶胞含有Pb4 :8×1|8=1个,Ba2 :1个,O2-:12×1|4=3个,故化学式为:PbBaO3。Ba2 处于晶胞中心,只有1个,O2-处于晶胞棱边中心,共12个,故每个Ba2 与12个O2-配位。
【答案】(1) sp2 范德华力(2) C>H >Si(3) <(4)PbBaO3 12
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