1、学 案 专题整合突破专题整合突破 专题十三专题十三 物质结构与性质物质结构与性质 1 体系构建 串真知 2 真题回放 悟高考 3 知识深化 精整合 4 典题精研 通题型 5 预测演练 明考向 返回导航 1 体系构建 串真知 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 返回导航 2 真题回放 悟高考 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 1原子结构与元素的性质：原子结构与元素的性质： (1)了解原子核外电子的运动状态了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理能级分布和排布原理，能正确能正确 书写书写136号元素原子核外电子号元素原子核外电子、价电子的电子排布
2、式和轨道表达式价电子的电子排布式和轨道表达式。 (2)了解电离能的含义了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质并能用以说明元素的某些性质。 (3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。 (4)了解电负性的概念了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质并能用以说明元素的某些性质。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 2化学键与分子结构：化学键与分子结构： (1)理解离子键的形成理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理能根据离子化合物的结构特征解释其物理 性质性质。 (2)了解共价键的形成了解共价键的形成、极性极
3、性、类型类型(键和键和键键)，了解配位键的含了解配位键的含 义义。 (3)能用键能能用键能、键长键长、键角等说明简单分子的某些性质键角等说明简单分子的某些性质。 (4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。 (5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离 子的空间结构子的空间结构。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 3分子间作用力与物质的性质：分子间作用力与物质的性质： (1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响了解范德华力的含义及对物质性质的
4、影响。 (2)了解氢键的含义了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物并能解释氢键对物 质性质的影响质性质的影响。 4晶体结构与性质：晶体结构与性质： (1)了解晶体的类型了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用微粒间作用 力的区别力的区别。 (2)了解晶格能的概念了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响了解晶格能对离子晶体性质的影响。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (3)了解分子晶体结构与性质的关系了解分子晶体结构与性质的关系。 (4)了解原子晶体的特征了解原子晶体的特征，能描述金刚石
5、能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的二氧化硅等原子晶体的 结构与性质的关系结构与性质的关系。 (5)理解金属键的含义理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质能用金属键理论解释金属的一些物理性质。 了解金属晶体常见的堆积方式了解金属晶体常见的堆积方式。 (6)了解晶胞的概念了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计 算算。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 1(2020 全国卷全国卷 35)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸等人因在锂离子电池及钴酸 锂锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得磷酸
6、铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化年诺贝尔化 学奖学奖。回答下列问题：回答下列问题： (1)基态基态Fe2 与 与Fe3 离子中未成对的电子数之比为 离子中未成对的电子数之比为_。 45 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示如表所示。I1(Li) I1(Na)，原因是原因是_ _。I1(Be)I1(B)I1(Li)，原因是原因是_ _ _ _。 Na与与Li同主族同主族，Na的电子层数更多的电子层数更多，原子半径更大原子半径更大， 故第一电离能更小故第一电离能更
7、小 I1/(kJ/mol) Li 520 Be 900 B 801 Pa 496 Mg 738 Al 578 Li，Be和和B为同为同 周期元素周期元素，同周期元素从左至右同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由第一电离能呈现增大的趋势；但由 于基态于基态Be原子的原子的s能级轨道处于全充满状态能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定能量更低更稳定，故其故其 第一电离能大于第一电离能大于B的的 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (3)磷酸根离子的空间构型为磷酸根离子的空间构型为_，其中其中P的价层电子的价层电子 对数为对数为_、杂化轨道类型为杂化轨道类型为_。
8、(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如的晶胞结构示意图如(a)所示所示。其中其中O围绕围绕Fe和和P分别分别 形成正八面体和正四面体形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点它们通过共顶点、共棱形成空间链结构共棱形成空间链结构。 每个晶胞中含有每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有的单元数有_个个。 正四面体形正四面体形 4 sp3 4 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 电池充电时电池充电时，LiFeO4脱出部分脱出部分Li ， ，形成形成Li1 xFePO4， ，结构示意结构示意 图如图如(b)所示所示，则则x_，n(Fe2 ) n(Fe3 ) _。 【解析解析】 (1)
9、基态铁原子的价电子排布式为基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，失去外层电失去外层电 子转化为子转化为Fe2 和 和Fe3 ， ，这两种基态离子的价电子排布式分别为这两种基态离子的价电子排布式分别为3d6和和 3d5，根据根据Hund规则可知规则可知，基态基态Fe2 有 有4个未成对电子个未成对电子，基态基态Fe3 有 有5 个未成对电子个未成对电子，所以未成对电子个数比为所以未成对电子个数比为45；(2)同主族元素同主族元素，从上从上 至下至下，原子半径增大原子半径增大，第一电离能逐渐减小第一电离能逐渐减小，所以所以I1(Li)I1(Na)； 3 16或 或 0.1875 133 返回导航
10、 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 同周期元素同周期元素，从左至右从左至右，第一电离能呈现增大的趋势第一电离能呈现增大的趋势，但由于但由于A元元 素基态原子素基态原子s能级轨道处于全充满的状态能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定能量更低更稳定，所以其所以其 第一电离能大于同一周期的第一电离能大于同一周期的A元素元素，因此因此I1(Be)I1(B)I1(Li)；(3)经经 过计算过计算，PO中不含孤电子对中不含孤电子对，成键电子对数目为成键电子对数目为4，价层电子对数为价层电子对数为 4，因此其构型为正四面体形因此其构型为正四面体形，P原子是采用原子是采用sp3杂化方式形成的杂
11、化方式形成的4个个sp3 杂化轨道；杂化轨道；(4)由题干可知由题干可知，LiFePO4的晶胞中的晶胞中，Fe存在于由存在于由O构成的构成的 正八面体内部正八面体内部，P存在由存在由O构成的正四面体内部；构成的正四面体内部； 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 再分析题干中给出的再分析题干中给出的(a)，(b)和和(c)三个不同物质的晶胞结构示意图，对比三个不同物质的晶胞结构示意图，对比 (a)和和(c)的差异可知，的差异可知，(a)图所示的图所示的 LiFePO4的晶胞中，小球表示的即为的晶胞中，小球表示的即为 Li ，其位于晶胞的 ，其位于晶胞的 8 个顶点，个顶点，
12、4 个侧面面心以及上下底面各自相对的两个侧面面心以及上下底面各自相对的两 条棱心处， 经计算一个晶胞中条棱心处， 经计算一个晶胞中 Li 的个数为 的个数为 81 8 41 2 41 4 4 个； 进个； 进 一步分析一步分析(a)图所示的图所示的 LiFePO4的晶胞中，八面体结构和四面体结构的数的晶胞中，八面体结构和四面体结构的数 目均为目均为 4，即晶胞中含，即晶胞中含 Fe 和和 P 的数目均为的数目均为 4；考虑到化学式为；考虑到化学式为 LiFePO4， 并且一个晶胞中含有的并且一个晶胞中含有的 Li ， ，Fe 和和 P 的数目均为的数目均为 4， 返回导航 高考二轮总复习 化学
13、 专题十三 物质结构与性质 所以一个晶胞中含有所以一个晶胞中含有 4 个个 LiFePO4单元。 对比单元。 对比(a)和和(b)两个晶胞结构示意两个晶胞结构示意 图可知，图可知，Li1 xFePO4相比于相比于 LiFePO4缺失一个面心的缺失一个面心的 Li 以及一个棱心 以及一个棱心 的的 Li ； 结合上一个空的分析可知， ； 结合上一个空的分析可知， LiFePO4晶胞的化学式为晶胞的化学式为 Li4Fe4P4O16， 那么那么 Li1 xFePO4晶胞的化学式为晶胞的化学式为 Li3.25Fe4P4O16，所以有，所以有 1x3.25 4 即即 x 0.187 5。结合上一个空计算
14、的结果可知，。结合上一个空计算的结果可知，Li1 xFePO4即即 Li0.812 5FePO4； 假设假设 Fe2 和 和 Fe3 数目分别为 数目分别为 x 和和 y，则列方程组：，则列方程组：xy1,0.812 52x 3y542， 解得， 解得 x0.812 5， y0.187 5， 则， 则 Li1 xFePO4中中 n(Fe2 ) n(Fe3 ) 0.812 50.187 5133。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 2(2020 全国卷全国卷 35)钙钛矿钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生型化合物是一类可用于生 产太阳能电池产太阳能电池、传感器传
15、感器、固体电阻器等的功能材料固体电阻器等的功能材料，回答下列问题：回答下列问题： (1)基态基态Ti原子的核外电子排布式为原子的核外电子排布式为_。 (2)Ti的四卤化物熔点如下表所示的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物熔点高于其他三种卤化物， 自自TiCl4至至TiI4熔点依次升高熔点依次升高，原因是原因是_ _ _。 1s22s22p63s23p63d24s2 化合物化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点熔点/ 377 24.12 38.3 155 TiF4为离子化合物为离子化合物，熔点高熔点高，其其 他三种均为共价化合物他三种均为共价化合物，随相对分
16、子质量的增大分子间作用力增大随相对分子质量的增大分子间作用力增大， 熔点逐渐升高熔点逐渐升高 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (3)CaTiO3的晶胞如图的晶胞如图(a)所示所示，其组成元素的电负性大小顺序是其组成元素的电负性大小顺序是 _；金属离子与氧离子间的作用力为；金属离子与氧离子间的作用力为_，Ca2 的配位数是的配位数是_。 OTiCa 离子键离子键 12 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2 、 、I 和有机碱离子 和有机碱离子NH
17、3NH，其晶胞如图其晶胞如图(b)所示所示。其中其中Pb2 与图 与图(a)中中 _的空间位置相同的空间位置相同，有机碱有机碱CH3NH中中，N原子的杂化轨道类原子的杂化轨道类 型是型是_；若晶胞参数为；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为则晶体密度为_ g cm 3(列出计算式 列出计算式)。 Ti4 sp3 620 a3NA 1021 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会 产生单质铅和碘产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命降低了器件效率和使用寿命。我国科
18、学家巧妙地在我国科学家巧妙地在 此材料中引入稀土铕此材料中引入稀土铕(Eu)盐盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命提升了太阳能电池的效率和使用寿命， 其 作 用 原 理 如 图其 作 用 原 理 如 图 (c) 所 示所 示 ， 用 离 子 方 程 式 表 示 该 原 理用 离 子 方 程 式 表 示 该 原 理 _、_。 2Eu3 Pb2Eu2 Pb2 2Eu2 I22Eu3 2I 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 【解析解析】 (1)钛元素是钛元素是22号元素号元素，故其基态原子的核外电子排布故其基态原子的核外电子排布 式为式为1s22s22p63s23p63d24
19、s2或或Ar3d24s2；(2)一般不同的晶体类型的熔一般不同的晶体类型的熔 沸点是原子晶体沸点是原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体，TiF4是离子晶体是离子晶体，其余三种则其余三种则 为分子晶体为分子晶体，故故TiF4的熔点高于其余三种物质；的熔点高于其余三种物质；TiCl4、TiBr4、TiI4均均 为分子晶体为分子晶体，对于结构相似的分子晶体对于结构相似的分子晶体，则其相对分子质量越大则其相对分子质量越大，分分 子间作用力依次越大子间作用力依次越大，熔点越高；熔点越高；(3)CaTiO3晶体中含有晶体中含有Ca、Ti、O 三种元素三种元素，Ca、Ti是同为第四周期的金属元素是同为第
20、四周期的金属元素，Ca在在Ti的左边的左边，根根 据同一周期元素的电负性从左往右依次增大据同一周期元素的电负性从左往右依次增大，故故TiCa，O为非金属为非金属， 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 故其电负性最强故其电负性最强，故三者电负性由大到小的顺序是：故三者电负性由大到小的顺序是：OTiCa，金属金属 阳离子和氧负离子之间以离子键结合阳离子和氧负离子之间以离子键结合，离子晶体晶胞中某微粒的配位离子晶体晶胞中某微粒的配位 数是指与之距离最近且相等的带相反电性的离子数是指与之距离最近且相等的带相反电性的离子，故故Ca2 的配位数 的配位数 必须是与之距离最近且相等的氧
21、离子的数目必须是与之距离最近且相等的氧离子的数目，从图从图(a)可知可知，该数目为该数目为 三个相互垂直的三个面上三个相互垂直的三个面上，每一个面上有每一个面上有4个个，故故Ca2 的配位数是 的配位数是12； (4)比较晶胞比较晶胞(a)(b)可知可知，将图将图(b)中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离 子连接起来子连接起来，就能变为图就能变为图(a)所示晶胞结构所示晶胞结构，图图(b)中体心上的中体心上的Pb2 就 就 变为了八个顶点变为了八个顶点，即相当于图即相当于图(a)中的中的Ti4 ； ； 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 图图(
22、b)中顶点上的中顶点上的 I 就变成了体心，即相当于图 就变成了体心，即相当于图(a)中的中的 Ca2 ；图 ；图(b)面心面心 上中的上中的 CH3NH 3就变成了棱心， 即相当于图 就变成了棱心， 即相当于图(a)中的中的 O2 ； 故图 ； 故图(b)中的中的 Pb2 与图 与图(a)中的中的 Ti4 的空间位置相同；有机碱 的空间位置相同；有机碱 CH3NH 3中 中 N 原子上无孤对原子上无孤对 电子，周围形成了电子，周围形成了 4 个个 键，故键，故 N 原子采用原子采用 sp3杂化；从图杂化；从图(b)可知，一可知，一 个晶胞中含有个晶胞中含有 Pb2 的数目为 的数目为 111
23、 个，个， CH3NH 3的数目为 的数目为 81 8 1 个，个， I 的数目为 的数目为 61 2 3 个，个， 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 故晶胞的密度为故晶胞的密度为 m V 1 mol 2073127121461 g/mol NA a10 7 3 620 NAa3 1021 g/cm3；(5)从作用原理图从作用原理图(c)可以推出，这里发生两个离子反应可以推出，这里发生两个离子反应 方程式，左边发生方程式，左边发生 Pb2Eu3 Pb2 2Eu2 ，右边发生 ，右边发生 I22Eu2 2Eu3 2I 。 。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质
24、结构与性质 3(2020 全国卷全国卷 35)氨硼烷氨硼烷(NH3BH3)含氢量高含氢量高、热稳定性好热稳定性好， 是一种具有潜力的固体储氢材料是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题：回答下列问题： (1)H、B、N中中，原子半径最大的是原子半径最大的是_。根据对角线规则根据对角线规则，B 的一些化学性质与元素的一些化学性质与元素_的相似的相似。 B Si(硅硅) 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 配位配位 (2)NH3BH3分子中，分子中， NB 化学键称为化学键称为_键， 其电子对由键， 其电子对由_ 提供。 氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：提供。 氨硼烷在催
25、化剂作用下水解释放氢气： 3NH3BH36H2O3NH 4 B3O3 6 9H2，B3O3 6 的结构如图所示：的结构如图所示：；在该反应中，；在该反应中，B 原原 子的杂化轨道类型由子的杂化轨道类型由_变为变为_。 N sp3 sp2 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (3)NH3BH3分子中分子中，与与N原子相连的原子相连的H呈正电性呈正电性(H )， ，与与B原子原子 相连的相连的H呈负电性呈负电性(H )，电负性大小顺序是电负性大小顺序是_。与与 NH3BH3原子总数相等的等电子体是原子总数相等的等电子体是_(写分子式写分子式)，其熔点比其熔点比 NH3BH3_
26、(填填“高高”或或“低低”)，原因是在原因是在NH3BH3分子之间分子之间，存存 在在_，也称也称“双氢键双氢键”。 NHB C2H6 低低 H 与 与H 的静电引力 的静电引力 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (4)研究发现研究发现，氦硼烷在低温高压条氦硼烷在低温高压条 件下为正交晶系结构件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，90。氨氨 硼烷的硼烷的222超晶胞结构如图所示超晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度氨硼烷晶体的密度_ g cm 3(列出计算式 列出计算式，设设NA为阿伏加德罗为阿伏加德罗 常数的值常数的值)。 62
27、 NAabc10 30 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 【解析解析】 (1)在所有元素中在所有元素中，H原子的半径是最小的原子的半径是最小的，同一周期同一周期 从左到右从左到右，原子半径依次减小原子半径依次减小，所以所以，H、B、N中原子半径最大是中原子半径最大是B。 B与与Si在元素周期表中处于对角线的位置在元素周期表中处于对角线的位置，根据对角线规则根据对角线规则，B的一些的一些 化学性质与化学性质与Si元素相似元素相似。(2)B原子最外层有原子最外层有3个电子个电子，其与其与3个个H原子原子 形成共价键后形成共价键后，其价层电子对只有其价层电子对只有3对对，还有
28、一个空轨道；在还有一个空轨道；在NH3中中， N原子有一对孤对电子原子有一对孤对电子，故在故在NH3BH3分子中分子中，NB键为配位键键为配位键，其其 电子对由电子对由N原子提供原子提供。NH3BH3分子中分子中，B原子的价层电子对数为原子的价层电子对数为4， 故其杂化方式为故其杂化方式为sp3。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 NH3BH3在催化剂的作用下水解生成氢气和在催化剂的作用下水解生成氢气和 B3O3 6 ，由图中信息可知，由图中信息可知， B3O3 6 中每个中每个 B 原子只形成原子只形成 3 个个 键，其中的键，其中的 B 原子的杂化方式为原子的杂化方
29、式为 sp2， 因此，因此，B 原子的杂化轨道类型由原子的杂化轨道类型由 sp3变为变为 sp2。(3)NH3BH3分子中，与分子中，与 N 原子相连原子相连的的 H 呈正电性，说明呈正电性，说明 N 的电负性大于的电负性大于 H；与；与 B 原子相连的原子相连的 H 呈负电性，说明呈负电性，说明 H 的电负性大于的电负性大于 B，因此，因此 3 种元素电负性由大到小的顺种元素电负性由大到小的顺 序为序为 NHB。NH3BH3分子中有分子中有 8 个原子，其价电子总数为个原子，其价电子总数为 14，N 和和 B 的价电子数的平均值为的价电子数的平均值为 4，依据等量代换的原则， 可以找到其等电
30、子体，依据等量代换的原则， 可以找到其等电子体 为为 CH3CH3。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 由于由于NH3BH3分子属于极性分子分子属于极性分子，而而CH3CH3属于非极性分子属于非极性分子，两者两者 相对分子质量接近相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大但是极性分子的分子间作用力较大，故故CH3CH3 熔点比熔点比NH3BH3低低。NH3BH3分子间存在分子间存在“双氢键双氢键”，类比氢键的形成类比氢键的形成 原理原理，说明其分子间存在说明其分子间存在H 与 与H 的静电引力 的静电引力。(4)在氨硼烷的在氨硼烷的 222的超晶胞结构中的超晶胞结
31、构中，共有共有16个氨硼烷分子个氨硼烷分子，晶胞的长晶胞的长、宽宽、高高 分别为分别为2a pm、2b pm、2c pm，若将其平均分为若将其平均分为8份可以得到份可以得到8个小长个小长 方体方体， 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 则平均每个小长方体中占有则平均每个小长方体中占有 2 个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分 别为别为 a pm、b pm、c pm，则小长方体的质量为，则小长方体的质量为31 2 g NA ，小长方体的体，小长方体的体 积为积为 abc10 30 cm3 ，因此，氨硼烷晶体的密度为，因此，氨硼烷晶体的密度
32、为 312 g NA abc10 30 cm3 62 NAabc10 30 g cm 3。 。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 4(2019 全国卷全国卷 35)在普通铝中加入少量在普通铝中加入少量Cu和和Mg后后，形成一形成一 种称为拉维斯相的种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒微小晶粒，其分散在其分散在Al中可使得铝材的硬度中可使得铝材的硬度 增加增加、延展性减小延展性减小，形成所谓形成所谓“坚铝坚铝”，是制造飞机的主要材料是制造飞机的主要材料。回回 答下列问题：答下列问题： (1)下列状态的镁中下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是电离最外层一个电子所
33、需能量最大的是 _(填标号填标号)。 A 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (2)乙二胺乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物是一种有机化合物，分子中氮分子中氮、碳的碳的 杂化类型分别是杂化类型分别是_、_。乙二胺能与乙二胺能与Mg2 、 、Cu2 等金属 等金属 离子形成稳定环状离子离子形成稳定环状离子，其原因是其原因是_ _，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高 的是的是_(填填“Mg2 ” ”或或“Cu2 ” ”)。 sp3 sp3 乙二胺的两个乙二胺的两个N提供孤对电子给提供孤对电子给 金属离子形成配位键金属离
34、子形成配位键 Cu2 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (3)一些氧化物的熔点如表所示：一些氧化物的熔点如表所示： Li2O、MgO为离子晶体为离子晶体， P4O6、SO2为分子晶体为分子晶体。晶格能晶格能MgOLi2O，分子间力分子间力(分子量分子量)P4O6 SO2 解释表中氧化物之间熔点差异的原因解释表中氧化物之间熔点差异的原因_ _ _。 氧化物氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点熔点/ 1 570 2 800 23.8 75.5 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (4)图图(a)是是MgCu2的拉维斯结构的拉维斯结构，Mg以
35、金刚石方式堆积以金刚石方式堆积，八面体八面体 空隙和半数的四面体空隙中空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的填入以四面体方式排列的Cu。图图(b)是是 沿立方格子对角面取得的截图沿立方格子对角面取得的截图。可见可见，Cu原子之间最短距离原子之间最短距离x_ pm，Mg原子之间最短距离原子之间最短距离y_pm。设阿伏加德罗常数的值为设阿伏加德罗常数的值为 NA，则则MgCu2的密度是的密度是_g cm 3(列出计算表达式 列出计算表达式)。 2 4 a 3 4 a 8241664 NAa310 30 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 【解析解析】 (1)ANe3
36、s1属于基态的属于基态的Mg ， ，由于由于Mg的第二电离的第二电离 能高于其第一电离能能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；故其再失去一个电子所需能量较高； BNe3s2属于基态属于基态Mg原子原子，其失去一个电子变为基态其失去一个电子变为基态Mg ； CNe3s13p1属于激发态属于激发态Mg原子原子，其失去一个电子所需能量低于基其失去一个电子所需能量低于基 态态Mg原子；原子；DNe3p1属于激发态属于激发态Mg ， ，其失去一个电子所需能量其失去一个电子所需能量 低于基态低于基态Mg ， ，综上所述综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是电离最外层一个电子所需能量最大
37、的是 Ne3s1，答案选答案选A；(2)乙二胺中乙二胺中N形成形成3个单键个单键，含有含有1对孤对电子对孤对电子， 属于属于sp3杂化；杂化；C形成形成4个单键个单键，不存在孤对电子不存在孤对电子，也是也是sp3杂化；杂化； 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 由于乙二胺的两个由于乙二胺的两个 N 可提供孤对电子给金属离子形成配位键，因此乙二可提供孤对电子给金属离子形成配位键，因此乙二 胺能与胺能与 Mg2 、 、Cu2 等金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较 等金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较 大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定
38、性相对大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对 较高的是较高的是 Cu2 ； ；(3)由于由于 Li2O、MgO 为离子晶体，为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶为分子晶 体。晶格能体。晶格能 MgOLi2O，分子间力，分子间力(分子量分子量)P4O6SO2，所以熔点大小顺，所以熔点大小顺 序是序是 MgOLi2OP4O6SO2；(4)根据晶胞结构可知根据晶胞结构可知 Cu 原子之间最短距原子之间最短距 离为面对角线的离为面对角线的1 4，由于边长是 ，由于边长是 a pm，则面对角线是，则面对角线是 2a pm， 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质
39、 则则 x 2 4 a pm； Mg 原子之间最短距离为体对角线的原子之间最短距离为体对角线的1 4， 由于边长是 ， 由于边长是 a pm， 则体对角线是则体对角线是 3a pm， 则， 则 y 3 4 a； 根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子； 根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子 的个数是的个数是 81 8 61 2 48，则，则 Cu 原子个数为原子个数为 16，晶胞的质量是，晶胞的质量是 8241664 NA g。 由于边长是。 由于边长是 a pm， 则， 则 MgCu2的密度是的密度是8 241664 NAa310 30 g cm 3。 。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物
40、质结构与性质 5(2019 全国卷全国卷 35)近年来我国科学家发现了一系列意义重大近年来我国科学家发现了一系列意义重大 的铁系超导材料的铁系超导材料，其中一类为其中一类为FeSmAsFO组成的化合物组成的化合物。回回 答下列问题：答下列问题： (1)元素元素As与与N同族同族。预测预测As的氢化物分子的立体结构为的氢化物分子的立体结构为 _，其沸点比其沸点比NH3的的_(填填“高高”或或“低低”)，其判断其判断 理由是理由是_。 (2)Fe成为阳离子时首先失去成为阳离子时首先失去_轨道电子轨道电子，Sm的价层电子排的价层电子排 布式为布式为4f66s2，Sm3 价层电子排布式为 价层电子排布
41、式为_。 三角锥形三角锥形 低低 NH3分子间存在氢键分子间存在氢键 4s 4f5 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 (3)比较离子半径：比较离子半径：F _O2(填 填“大于大于”“”“等于等于”或或“小小 于于”)。 (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示所示。晶胞中晶胞中Sm和和As 原子的投影位置如图原子的投影位置如图2所示所示。图中图中F 和 和O2 共同占据晶胞的上下底面 共同占据晶胞的上下底面 位置位置，若两者的比例依次用若两者的比例依次用x和和1x代表代表，则该化合物的化学式表示则该化合物的化学式表示 为为_；通
42、过测定密度；通过测定密度和晶胞参数和晶胞参数，可以计算该物质可以计算该物质 的的x值值，完成它们关系表达式：完成它们关系表达式：_g cm 3。 。 小于小于 SmFeAsO1 xFx 228116 1x 19x a2cNA10 30 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称 作原子分数坐标，例如图作原子分数坐标，例如图 1 中原子中原子 1 的坐标为的坐标为 1 2， ，1 2， ，1 2 ，则原子，则原子 2 和和 3 的坐标分别为的坐标分别为_、_
43、。 1 2， ，1 2， ，0 0，0，1 2 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 【解析解析】 (1)As与与N同族同族，位于第位于第A族族，其氢化物的结构与氨其氢化物的结构与氨 气相同气相同，则则AsH3分子的空间构型为三角锥形；在氨气分子间存在氢分子的空间构型为三角锥形；在氨气分子间存在氢 键和范德华力键和范德华力，AsH3分子间只存在范德华力分子间只存在范德华力，所以导致沸点所以导致沸点AsH3低低 于于NH3。(2)Fe的核外电子排布式为的核外电子排布式为Ar3d64s2，Fe成为阳离子时首先成为阳离子时首先 失去最外层两个电子失去最外层两个电子，即即4s轨道上
44、的电子轨道上的电子。Sm的价层电子排布式为的价层电子排布式为 4f66s2，Sm成为阳离子成为阳离子Sm3 时首先失去最外层两个电子 时首先失去最外层两个电子，即即6s轨道上轨道上 的电子的电子，再失去再失去4f轨道上的一个电子轨道上的一个电子，所以所以Sm3 的价层电子排布式 的价层电子排布式 为为4f5。(3)电子层结构相同的离子电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减离子半径随着原子序数增大而减 小小，所以离子半径：所以离子半径：F N，同主族元素从上到下同主族元素从上到下，电负电负 性逐渐减小性逐渐减小，则电负性则电负性NP，四种元素中电负性最高的元素是四种元素中电负性最高的元素是O。 返回导航 高考二轮总复习 化学 专题十三 物质结构与性质 P 的杂化轨道计算公式为的杂化轨道计算公式为 41 2(5 38)4， 所以， 所以 P 的的 sp3杂化轨道与杂化轨道与 O 的的 2p 轨道形成轨道形成 键。键。 (5)根据题目提供的焦磷酸根离子、 三磷酸根离子的根据题目
