(3)组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。
(4)同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。
例如:
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
。
(5)同分异构体的芳香烃,其熔、沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。
5、金属晶体:
金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:
NaNa>K>Rb>Cs。
七、晶体结构的分析与计算方法
1、几种典型晶体结构的分析
晶体
晶体结构
晶体详解
原子晶体
金刚石
(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构
(2)键角均为109°28′(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条C—C键的形成,C原子数与C—C键之比为1∶2
SiO2
(1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构
(2)每个正四面体占有1个Si,4个“
O”,n(Si)∶n(O)=1∶2(3)最小环上有12个原子,即6个O,6个Si
分子晶体
干冰
(1)每个晶胞中含有4个CO2分子
(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个
离子晶体
NaCl型
(1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个。
每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个
(2)每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-
CsCl型
(1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有8个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个
(2)如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
金属晶体
简单立
方堆积
典型代表Po,空间利用率52%,配位数为6
体心立
方堆积
典型代表Na、K、Fe,空间利用率68%,配位数为8
六方最
密堆积
典型代表Mg、Zn、Ti,空间利用率74%,配位数为12
面心立方
最密堆积
典型代表Cu、Ag、Au,空间利用率74%,配位数为12
2、晶胞中微粒的计算方法——均摊法
考点1基态原子的核外电子排布及表示方法
【例1】下列各基态原子核外电子排布表示正确的是( )
A.钠原子—1s22s22p7B.铜原子—1s22s22p63s23p63d94s2
C.铁原子—1s22s22p63s23p63d8D.氪原子—1s22s22p63s23p63d104s24p6
【答案】D
点睛:
本题考查核外电子排布的规则。
在对核外电子排布时,能量最低原理、泡利原理(由此可导出每层最多容纳的电子数)和洪特规则要综合考虑。
考点2原子结构与元素性质变化
【例2】以下有关元素性质的说法不正确的是
A.①Na,K,Rb②N,P,As③O,S,Se④Na,P,O元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
B.下列原子中,①1s22s22p63s23pl②1s22s22p63s23p2③1s22s22p63s23p3④1s22s22p63s23p4对应的第一电离能最大的是④
C.某元素的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,该元素可能在第三周期第IIA族
D.以下原子中,①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4半径最大的是①
【答案】B
点睛:
同一周期元素原子的第一电离能呈逐渐增大趋势,每个周期中都有2个较特殊的,即IIA族和VA族,因其原子具有相对较稳定的结构,故其第一电离能高于同周期相邻的两种元素。
一般地,同一主族元素的电负性,从上到下逐渐减小;同一周期主族元素的电负性逐渐增大。
电负性的变化规律与元素的非金属性的变化规律是相似的。
同一周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,同一主族元素的原子半径从上到下逐渐增大。
考点3杂化轨道的类型与常见分子的立体构型
【例3】下列描述中正确的是()
A.CS2 为空间构型为V形的极性分子
B.双原子或多原子形成的气体单质中,一定有σ键,可能有π键
C.氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子
D.HCN、SiF4和SO32- 的中心原子均为sp3杂化
【答案】B
考点4不同微粒间相互作用的比较
【例4】下列说法正确的是
A.H2O的沸点比H2S高,所以H2O 比H2S 更稳定
B.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
C.N2和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.NaHCO3受热分解的过程中,只有离子键被破坏
【答案】C
【解析】A、沸点是物理性质,与分子间作用力有关,热稳定性是化学性质,与元素非金属性有关,沸点与热稳定性没有因果关系,A错误;B、干冰是分子晶体,冰熔化需克服分子间作用力,石英是原子晶体,熔化需要克服共价键,故B错误;C、N2的电子式为
,CCl4电子式为
,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,故C正确;D、NaHCO3受热分解生成碳酸钠、水、CO2,既破坏了离子键也破坏了共价键,故D错误。
选C。
考点5晶体类型的判断方法
【例5】同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相同的是
A.HCHO、CO2、C2H5OHB.金刚石、O2、F2
C.Ba(OH)2、H2O、CaCl2D.I2、Ar、N2、Si
【答案】A
【解析】A.HCHO、CO2、CH4都是分子晶体,都只含共价键,故A正确;B.金刚石是原子晶体,O2、F2是分子晶体,故B错误;C.Ba(OH)2、CaCl2是离子晶体,H2O是分子晶体,故C错误;D.I2、Ar、N2是分子晶体,硅是原子晶体,故D错误;故选A。
考点6常见晶体的熔沸点高低的判断
【例6】在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键的强弱无关的是( )
A.钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大
B.金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点
C.KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低
D.CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高
【答案】D
考点7晶体结构的分析与计算方法
【例7】有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,下列有关说法正确的是()
A.①为简单立方堆积,②为镁型,③为钾型,④为铜型
B.每个晶胞含有的原子数分别为:
①1个,②2个,③2个,④4个
C.晶胞中原子的配位数分别为:
①6,②8,③8,④12
D.空间利用率的大小关系为:
①<②<③<④
【答案】B
【解析】A、②为体心立方堆积,属于钾、钠和铁型;,③是六方最密堆积,属于镁、锌、钛型,A错误。
B、利用均摊法计算原子个数,①中原子个数为8×1/8=1个,②中原子个数为8×1/8+1=2个,③中原子个数为8×1/8+1=2个,④中原子个数为8×1/8+6×1/2=4个,B正确。
C、③为六方最密堆积,此结构为六方锥晶包的1/3,配位数为12,C错误。
D、③、④的空间利用率最高,都是74%,①中简单立方堆积空间利用率最小为52%,②中体心立方堆积空间利用率为68%,所以空间利用率大小顺序为①<②<③=④,D错误.正确答案为B
1.钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
回答下列问题:
(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为_______nm(填标号)。
A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5
(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是___________________________。
(3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在I3+离子。
I3+离子的几何构型为_____________,中心原子的杂化形式为________________。
(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。
K与O间的最短距离为______nm,与K紧邻的O个数为__________。
(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于______位置,O处于______位置。
2.我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。
回答下列问题:
(1)氮原子价层电子对的轨道表达式(电子排布图)为_____________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。
第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________;氮元素的E1呈现异常的原因是__________。
(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。
①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为_________,不同之处为__________。
(填标号)
A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数
C.立体结构D.共价键类型
②R中阴离子N5-中的σ键总数为________个。
分子中的大π键可用符号
表示,其中m代表参与形成的大π键原子数,n代表参与形成的大π键电子数(如苯分子中的大π键可表示为
),则N5-中的大π键应表示为____________。
③图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(NH4+)N-H┄Cl、____________、____________。
(4)R的晶体密度为dg·cm-3,其立方晶胞参数为anm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为______________。
3.研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为_____________。
元素Mn与O中,第一电离能较大的是_________,基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_________,原因是______________________________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存