B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元索周期表中第2周期、第ⅥA族
【规律总结3】
元素金属性强弱的判断依据:
(1)由金属活动性顺序表进行判断,前大于后。
(2)由元素周期表进行判断,同周期金属性依次减弱,同主族金属性依次增强。
(3)由金属与水或酸置换出氢气的难易程度判断,越易金属越活泼。
(4)由对应最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断,碱性越强,金属性越强。
(5)由置换反应可判断强弱。
遵循强制弱的规律。
元素金属性强弱的判断依据:
1、由和氢气化合的难易程度判断。
化合反应越容易,非金属性越强。
2、由对应氢化物的稳定性判断。
氢化物越稳定,非金属性越强;
3、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断,酸性越强,非金属越强;
4、由置换反应判断,遵循强制弱的规律;
5、由对应最低价阴离子的还原性判断,还原性越强,对应非金属性越弱;
3、微粒半径比较
【例5】A、B两元素的阳离子和C元素的阴离子具有相同的电子层结构,A的阳离子半径大于B的阳离子半径,则A、B、C三种元素原子序数的大小关系
A、A<B<CB、B<C<AC、B<A<CD、C<A<B
【规律总结4】微粒半径比较:
一看电子层数,层多径大;二看核电荷数,数多径小。
①同周期元素原子半径(阳离子半径或阴离子半径)从左到右逐渐减小
②对电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。
如离子半径O2->F->Na+>Mg2+>Al3+
③同种元素形成的微粒:
核外电子数越多,半径越大。
如:
Fe3+<Fe2+<Fe
三、化学键和化合物类型的判断
【例6】关于化学键的下列叙述中,正确的是
A离子化合物可能含共价键,共价化合物中不含离子键
B共价化合物可能含有离子键,离子化合物中只含离子键
C构成单质分子的粒子一定含有共价键
D含有离子键的物质可能是单质
【规律总结5】离子化合物、共价化合物
离子化合物:
含有离子键的化合物;共价化合物:
只含共价键的化合物。
从性质上看:
熔融状态下能导电的是离子化合物,不能导电的是共价化合物。
【检测】
1.16O和18O是氧元素的两种核素,NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.16O与18O互为同分异构体
B.16O与18O核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D.标准状况下,1.12L16O2和1.12L18O2均含0.1NA个氧原子
2.(2011福建高考)依据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是
A.H3BO3的酸性比H2CO3的强
B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:
R>M
3.(2011天津高考)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是
A.第IA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小
C.第ⅦA元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强
D.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
4(2012年山东)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.IA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
5.(2013·江苏化学·10)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。
X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。
下列说法正确的是
A.原子半径的大小顺序:
r(Y)>r(Z)>r(W)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
6.(2013·山东理综·8改编)元素Q和四种短周期元素W、X、Y、Z,在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知
W
X
Y
Z
Q
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
E.其简单离子都能破坏水的电离平衡
F.X与Q的电子数相差26
G.原子半径Q>X>W
H.X、Z的单质都存在多种同位素
J.钠与Y可能形成Na2Y2化合物
【答案】物质结构、元素周期律(必修)
【例题1】②,②③,①,④,②⑤,不可以【例题2】C
【例题3】
(1)与氢化合的难易氯比硫容易;
(2)氢化物的稳定性,HCl>H2S;(3)其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱,HClO4>H2SO4;(4)氯气通入硫化钠溶液或氢硫酸中,氯能置换出硫。
另外还有电化学、选修中的电负性等。
从简单易行的角度较好的是(4)
【例题4】B【例题5】D【例6】A【检测】1.D2.B3.B4.B5.D6.AFJ
物质结构与性质(选修)
一、原子结构和元素性质
【例1】
(1)A、B均为短周期金属元素。
依据下表数据,回答问题:
电离能/kJ·mol-1
I1
I2
I3
I4
A
932
1821
15390
21771
B
738
1451
7733
10540
写出下列元素名称:
A______,B______。
B的第一电离能小于A的原因:
________________。
Al的第一电离能____(填“大于”、“小于”或“等于”)738kJ·mol-1,原因:
_____________
。
(2)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;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。
【规律总结1】
1、第一电离能、电负性大小的比较
(1)同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小;同主族从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势.注意同周期的ⅡA、ⅢA和ⅤA、ⅥA的第一电离能反常。
(2)电负性:
同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大,同主族从上到下呈现减小的趋势。
2、电离能的应用:
(1)电离能是原子核外电子分层排布的实验验证。
(2)用来比较元素的金属性的强弱。
I1越小,金属性越强,表明原子失电子能力越强
3、电负性的应用:
衡量元素在化合物中吸引电子的能力及非金属性强弱,指定氟的电负性为4.0。
一般认为:
(1)电负性大于2.0的元素为非金属元素,小于2.0的为金属元素。
(2)成键两元素间电负性的差值大于1.7形成离子键,小于1.7形成共价键。
(3)判断两成键元素的化合价的正负:
电负性大的显负价
二、共价键分子结构
【例2】
(1)请分析下列分子或离子,完成表格。
分子
中心原子价层电子对数
价层电子对的空间构型
成键电子对数
孤电子对数
分子或离子空间构型
中心原子杂化方式
杂化轨道数目
键角
分子极性
BeCl2
CO2
BF3
SO2
CO2-3
H2O
NH3
CH4
ClO-3
(2)完成下列表格:
结构式
C原子
杂化方式
空间构型
据成键方式判断
共价键类型及数目
C2H4
C2H2
HCN
【规律总结2】
1、简单分子和离子的杂化方式的确定方法
⑴根据分子和离子的结构判断杂化类型
⑵对于ABm型分子(或离子)可有价层电子对互斥理论判断杂化类型
2、简单分子和离子的空间构型的确定方法
⑴杂化轨道理论:
(如BF3与BF4-中B原子的杂化轨道类型,其中的F-B-F的键角,它们的立体构型)
⑵价层电子对互斥理论:
(如H3O+与H2O的空间构型,其中的H-O-H键角比较)
⑶等电子体原理——电子总数(或价电子总数)相等且原子总数相等的分子或离子,其结构和性质相似。
常见的等电子体组合:
①与N2互为等电子体的粒子有:
CO、CN-、C2-2、NO+
②与CO2互为等电子体的粒子有:
N2O、NO+2、N-3
③与O3互为等电子体的粒子有:
SO2
④与F2互为等电子体的粒子有:
O2-2
⑤与CO2-3互为等电子体的粒子有:
NO-3、SO3
3、共价键的分类及确定方法
①按原子轨道重叠方式:
σ键(“头碰头”重叠)和π键(“肩碰肩”重叠);
②共用电子对偏向分为极性键和非极性键;
③共用电子对数分为单键、双键和叁键
④按共用电子对提更方式分为配位键和一般的共价键。
【例3】Ⅰ、在①HCHO②SO42-③CH3Cl④石墨烯(碳原子排列与石墨的单原子层相同)⑤NCl3⑥CN22-(结构与CO2相似)中,属于sp3杂化的有_______,空间构型为正四面体的有______,存在π键的有______。
Ⅱ、氨基钠(NaNH2)橄榄绿色或白色结晶性粉末有氨的气味。
露置空气中易吸收水分和二氧化碳。
400℃开始挥发,500~600℃分解成元素。
遇水分解反应剧烈,生成氢氧化钠和氨。
其中NH2-中N原子采用________杂化。
请推测NH2-中的键角比NH3中键角________(填“大”、“小”或“等于”),并解释原因:
_________________________________________________
Ⅲ、将CoCl2溶液中加入氨和氯化铵的混合液,用氧化剂把Co2+氧化成Co3+后加入盐酸可得到[Co(NH3)mCln]+(Co的配位数为6)的配离子,该配合物的化学式为_____________,形成配离子的作用力为_______,Co3+提供__________,NH3和Cl-均可与Co3+离子配位,因为N原子和Cl-具有________,1mol该配合物与足量AgNO3反应,生成沉淀______mol。
Ⅳ、某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如右图所示,该化合物的分子式为_______,As原子采取_______杂化。
【规律总结3】
1、配位键的形成条件
形成配位键的原子能提供孤对电子,另一原子有空轨道。
2、列举几种常见的配合物或配离子,举例分析配合物的组成
三、微粒间作用力与晶体类型
1、晶体结构
物质
晶型
填空
NaCl
(1)每个Cl-周围与之最接近且距离相等的Na+共有个,Cl-
有个?
每个Na+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有个
(2)与每个Na+距离最近且等距离的几个Cl-所围成的空间的构形为
A、正四面体形B、正六面体形C、正八面体形
D、三角锥形
CsCl
(1)CsCl晶体中,每个Cs+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有;每个Cl-周围与之最接近且距离相等的Cs+共有;
(2)在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有,这几个Cs+在空间构成的几何构型.
金刚石
(1)最小环上有______个C原子,
(2)在金刚石晶体中,每个碳原子与另外___个碳原子结合成为空间______结构,所以其硬度_____,熔点_____。
键角,C-C键与C原子个数比是。
(3)在金刚石晶胞中共有_____个C原子
SiO2
(1)最小环上有______个原子。
(2)在二氧化硅晶体中,每个硅原子与另外_____个氧原子结合,一个氧原子与____个硅原子结合,硅原子与跟它相连的4个氧原子构成的空间构型是。
(3)Si-O键与Si原子的个数比为。
干冰CO2
(1)晶胞结构是
(2)等距相邻有______个CO2分子
石墨
(1)每个最小环的形状是,独占______个C原子。
(2)每个C环完全拥有C-C键数为个
【例4】六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为0.3615nm,立方氮化硼晶胞中含有_____个氮原子、_______个硼原子,氮原子的配位数为______,立方氮化硼的化学式
请问:
(1)如何确定晶胞中所含微粒个数及晶体的化学式?
【规律总结4】
(1)在面心立方和体心立方晶胞中顶点占1/8,棱上占1/4,面心占1/2,体内占1
(2)原子晶体和离子晶体化学式为所晶胞中所含微粒的最简个数比
(3)晶体中的配位数的计算就是每个指定原子周围最近的原子数目
2、化学键
【例5】下列物质所含化学键中,只含有共价键的是,只含有离子键的是,含有极性共价键和非极性键的是,含有离子键和非极性键的是,同时含有离子键、共价键和配位键的是,含有金属键的是。
①NaCl②Na2O③Na2O2④AlCl3⑤HCl⑥SiO2⑦C2
H4
⑧H2O2⑨N2
⑩P4(11)NH4NO3(12)NaOH(13)[Cu(NH3)4]SO4(14)Cu
请问:
(1)所有物质中都存在化学键吗?
(2)仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗?
活泼金属元素和活泼非金属元素一定形成离子键吗?
(3)离子键、共价键的形成条件分别是什么?
【规律总结5】
①NH4+看做金属阳离子,金属阳离子和酸根离子之间形成的化学键为离子键;Cl是活泼的非金属Al是活泼的金属但Al与Cl形成共价键AlCl3为共价化合物,属分子晶体
②ⅠA、ⅡA活泼金属和ⅥA、ⅦA活泼非金属之间、铵根和酸根阴离子之间形成离子键;非金属之间形成共价键。
③两成键元素电负性的差值>1.7为离子键,电负性的差值<1.7为共价键(HF除外)
3、分子间作用力、氢键
【例6】下列物质性质变化规律与物质结构间的因果关系,与键的强弱有关的是()
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.氨气易液化且极易溶于水
C.F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高D.H2S的熔沸点小于H2O的熔沸点
请问:
(1)形成氢键的条件是什么?
如何表示?
(如比的沸点低原因?
前者能体现分子内氢键的结构简式如何写?
)
(2)试分析水在固、液、气三态中氢键的形成情况?
(3)氢键对物质的性质有何影响?
(4)分子晶体性质与分子间作用力有关的是哪些?
【规律总结6】
2①有和电负性大原子半径小的F、O、N成共价健的氢原子,
②有成键的F、O、N且有孤电子对,表示方法如水分子间存在:
O—H…O
⑵水在固、液中存在氢键,在气态中几乎不存在
⑶分子间氢键使分子间作用力增强,使分子晶体的熔沸点升高、溶解度增大。
⑷分子晶体熔沸点的高低和硬度的大小由分子间作用力决定。
分子晶体分子的热稳定性由分子内共价键决定。
⑸微粒间的作用力大小比较:
化学键>氢键>范德华力。
4、晶体性质
【例7】第三周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氟化物
NaF
MgF2
SiF4
熔点/K
1266
1534
183
解释表中氟化物熔点差异的原因:
请问:
(1)如何判断晶体中存在的微粒之间作用力的种类?
(2)化学键强弱的影响因素,分子间作用力的影响因素?
(3)晶体熔沸点高低硬度大小的判断方法?
【规律总结7】
⑴晶体类型的判断依据:
组成微粒,所含作用力类型,晶体的性质。
⑵晶体的物理性质主要由其所含主要作用力决定。
⑶首先判断晶体类型(原子晶体>离子晶体和金属晶体>含有分子间氢键的分子晶体>不含分子间氢键的分子晶体),然后在同种晶体中再看各自的作用力大小。
【检测】
1.(2013年山东)
(1)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为。
(2)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为和。
第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。
(3)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物提供孤对电子的原子是。
(4)已知苯酚(
)具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。
据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是______________________________。
2.铜是重要的金属,有许多用途。
回答下列问题:
(1)Cu原子价层电子排布式为
(2)CuSO4晶体中S原子的杂化方式为,SO42-的立体构型为。
(3)向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是
a.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b.NH3分子和H2O分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角
c.[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d.[Cu(NH3)4]SO4组成元素中电负性最大的是氮元素
3.下列叙述不正确的是。
a.因为HCHO与水分子间能形成氢键,所以HCHO易溶于水
b.HCHO和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
c.C6H6分子中含有6个
键和l个大
键
d.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
e.尿素的结构式:
,N、C原子的杂化方式都是sp3杂化
f.已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式是sp3
4.CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为ag·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为cm3。
5.金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是_。
a.金属键具有方向性与饱和性b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是。
CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为。
(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=。
(4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。
甲醇分子内C原子的杂化方式为,甲醇分子内的O-C-H键角(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O-C-H键角。