2.（2016·江苏化学，21）[Zn（CN）4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：
4HCHO＋[Zn（CN）4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn（H2O）4]2＋＋4HOCH2CN
（1）Zn2＋基态核外电子排布式为__________________________________。
（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为________mol。
（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。
（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。
（5）[Zn（CN）4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，不考虑空间构型，[Zn（CN）4]2－的结构可用示意图表示为________。
解析
（1）先写锌原子核外电子排布式[Ar]3d104s2，再由外向内失2个电子，得Zn2＋核外电子排布式为[Ar]3d10。
（2）甲醛结构式为
，σ键数为3。
（3）HOCH2CN可表示为HOCH2C≡N，碳原子分别为sp3、sp杂化。
（4）等电子体可以“左右移位、平衡电荷”判断，H2O等电子体阴离子为NH
。
（5）Zn2＋提供空轨道，CN－中碳原子提供孤对电子形成配位键。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）
（2）3 （3）sp3和sp （4）NH
（5）
3.（2015·江苏化学，21）下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O
＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→
4[Cr（H2O）6]3＋＋3CH3COOH
（1）Cr3＋基态核外电子排布式为________；配合物[Cr（H2O）6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______（填元素符号）。
（2）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________________________；
1molCH3COOH分子含有σ键的数目为______。
（3）与H2O互为等电子体的一种阳离子为__________________（填化学式）；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________________________________________________________。
解析
（1）Cr为24号元素，注意写Cr3＋基态核外电子排布式时，应先写出铬原子的基态核外电子排布式[Ar]3d54s1，再由外向内依次失去3个电子，则Cr3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d3；Cr3＋有空轨道，H2O中O有孤对电子，形成配合物时O为配位原子。
（2）CH3COOH中—CH3中的碳原子为sp3杂化，—COOH中的碳原子为sp2杂化。
由CH3COOH的结构式
，可知1mol分子中含有σ键7mol。
（3）采用“左右移位，平衡电荷”法，可得出与H2O互为等电子体的阳离子H2F＋。
H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为它们分子间还可以形成氢键。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d3（或[Ar]3d3） O
（2）sp3和sp2 7mol（或7×6.02×1023）
（3）H2F＋ H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
4.（2014·江苏化学，21）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
（1）Cu＋基态核外电子排布式为________。
（2）与OH－互为等电子体的一种分子为________（填化学式）。
（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是____________；1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。
（4）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为___________________________________________________________。
（5）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。
铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
解析
（1）Cu＋是由Cu原子失1个4s电子形成的，Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋的核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
（2）可以采用“平衡电荷，左右移位”的方法：
将负电荷加给氧原子，变为氟原子，即与OH－互为等电子体的分子为HF。
（3）醛基中碳原子形成了1个π键和3个σ键，故碳原子为sp2杂化。
乙醛的结构式为：
，一个分子含有6个σ键，则1mol乙醛中含有6molσ键。
（5）由铜的晶胞结构示意图可知，晶胞为面心立方，每个铜原子周围等距且最近的铜原子个数为12个。
答案
（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
（2）HF
（3）sp2 6NA或6×6.02×1023个
（4）2Cu（OH）2＋CH3CHO＋NaOH
CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
（5）12
5.（2013·江苏化学，21）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。
元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。
元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
（2）在Y的氢化物（H2Y）分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。
（3）Z的氢化物（H2Z）在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________________。
（4）Y与Z可形成YZ
。
①YZ
的空间构型为________（用文字描述）。
②写出一种与YZ
互为等电子体的分子的化学式：
________。
（5）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X（NH3）4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为________。
解析 X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，为30号元素锌。
Y核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，为16号元素硫，Z为氧。
（1）①由晶胞结构可知，一个晶胞中X离子的数目为：
8×
＋6×
＝4个。
②Y在晶胞内部，共4个，化学式为ZnS。
（2）H2S中硫原子有2对孤电子对，2个成键原子，所以S原子杂化类型为sp3。
（3）在乙醇中的溶解度H2O大于H2S，是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键。
（4）①SO
中由于硫原子是sp3杂化类型，所以为空间正四面体构型。
②与SO
互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SO
→SiF4→SiCl4→CCl4等。
（5）[Zn（NH3）4]2＋中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。
答案
（1）①4 ②ZnS
（2）sp3
（3）水分子与乙醇分子之间形成氢键
（4）①正四面体 ②CCl4或SiCl4等
（5）16mol或16×6.02×1023个
备考策略
进行“物质结构与性质”模块复习时，要重视基础知识的掌握和应用，如常见原子或离子的电子排布式、简单原子轨道的杂化类型、化学键（特别是共价键）的类型、简单分子或离子的空间构型、分子间作用力、等电子体的判断方法、晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定等。
[考点精要]
一、原子结构与性质
1.基态原子的核外电子排布
（1）排布规律
能量最低原理
原子核外电子先占有能量最低的原子轨道
泡利不相容原理
每个原子轨道中最多只能容纳2个自旋状态不同的电子
洪特规则
原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同
说明：
能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系能量较低，原子较稳定。
（2）表示形式
①核外电子排布式，如Cr：
1s22s22p63s23p63d54s1，可简化为[Ar]3d54s1。
②价层电子排布式：
如Fe：
3d64s2。
③电子排布图又称轨道表示式：
如O：
（3）基态原子核外电子排布表示方法中的常见误区
①在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
a.
（违反能量最低原理）
b.
（违反泡利原理）
c.
（违反洪特规则）
d.
（违反洪特规则）
②当出现d轨道时，虽然电子按ns、（n－1）d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把（n－1）d放在ns前，如Fe：
1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：
1s22s22p63s23p64s23d6错误。
③注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。
如Fe的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：
[Ar]3d64s2；价电子排布式：
3d64s2。
2.第一电离能、电负性
（1）规律：
在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，从上往下逐渐减小、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小。
（2）特性：
同周期主族元素，第ⅡA族（ns2）全充满、ⅤA族（np3）半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素。
（3）方法：
我们常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比较：
a.HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；b.Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl。
二、分子结构与性质
1.共价键
（1）分类
①
②配位键：
形成配位键的条件是成键原子一方（A）能够提供孤电子对，另一方（B）具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A―→B。
（2）σ键和π键的判断方法：
共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π键。
2.杂化轨道
（1）方法：
判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型
①看中心原子有没有形成双键或叁键。
如果有1个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。
②由分子的空间构型结合价层电子对互斥理论判断。
没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。
如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。
（2）识记：
常见杂化轨道类型与分子构型
杂化轨道类型
参加杂化的原子轨道
分子构型
示例
sp
1个s轨道，1个p轨道
直线形
CO2、BeCl2、HgCl2
sp2
1个s轨道，2个p轨道
平面三角形
BF3、BCl3、HCHO
sp3
1个s轨道，3个p轨道
等性杂化
正四面体
CH4、CCl4、NH
不等性杂化
具体情况不同
NH3（三角锥形）、H2S、H2O（Ⅴ形）
3.三种作用力及对物质性质的影响
范德华力
氢键
共价键
作用微粒
分子
H与N、O、F
原子
强度比较
共价键＞氢键＞范德华力
影响因素
组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
形成氢键元素的电负性
原子半径
对性质的影响
影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质
分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大
键能越大，稳定性越强
三、晶体结构与性质
1.明确晶体类型的2种判断方法
（1）据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。
如由分子通过分子间作用力（范德华力、氢键）形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体，由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体，或由金属原子形成的晶体属于金属晶体。
（2）据各类晶体的特征性质判断。
如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔化状态下能导电的晶体属于离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。
2.突破晶体熔、沸点高低的比较
（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。
（2）原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。
如熔点：
金刚石＞碳化硅＞硅。
（3）离子晶体
一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其晶体的熔、沸点就越高，如熔点：
MgO＞NaCl＞CsCl。
（4）分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。
如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③组成和结构不相似的分子晶体（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。
（5）金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。
如熔、沸点：
Al＞Mg＞Na。
3.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
A.NaCl（含4个Na＋，4个Cl－）
B.干冰（含4个CO2）
C.CaF2（含4个Ca2＋，8个F－）
D.金刚石（含8个C）
E.体心立方（含2个原子）
F.面心立方（含4个原子）
[考法指导]
以指定元素或物质为背景的多角度立体考查
【考法训练1】东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。
回答下列问题：
（1）镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。
（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH3）6]SO4蓝色溶液。
①[Ni（NH3）6]SO4中阴离子的立体构型是________。
②在[Ni（NH3）6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。
③氨的沸点________（填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是____________________________________________________________；
氨是________分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为________。
（3）单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：
ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu>INi的原因是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
解析
（1）Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。
根据洪特规则可知，Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2。
（2）①SO
中，S原子的价层电子对数为
＝4，成键电子对数为4，故SO
的立体构型为正四面体。
②[Ni（NH3）6]2＋中，由于Ni2＋具有空轨道，而NH3中N原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。
③由于NH3分子间可形成氢键，故NH3的沸点高于PH3。
NH3分子中，N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp3，立体构型为三角锥形。
由于空间结构不对称，NH3属于极性分子。
（3）Cu、Ni均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。
因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，3d能级全充满，较稳定，失去第2个电子较难，因此第二电离能ICu＞INi。
（4）由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为：
6×
＝3，含有Ni：
原子的个数为：
8×
＝1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
（2）①正四面体 ②配位键 N
③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3
（3）金属 铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子
（4）3∶1
【考法训练2】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，还存在___________________________________________________
_______________________________________________________。
解析
（1）Co为27号元素，Co的基态原子核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；金属性越强，第一电离能越小，而金属性：
Mn＞O，故第一电离能较大的为O。
Mn原子的价电子排布式为3d54s2，根据洪特规则，有5个未成对电子，而O原子的价电子排布式为2s22p4，仅有2个未成对电子，故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn；
（2）根据价层电子对互斥理论，CO2中C原子价层电子对数为2，为sp杂化，而CH3OH中C原子的价层电子对数为4，为sp3杂化；
（3）影响分子晶体沸点的因素有范德华力和氢键，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，故H2O的沸点高，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大，沸点更高。
（4）Mn（NO3）2为离子化合物，Mn2＋与NO
之间是离子键，根据NO
的结构式，N与O之间存在双键，故除了σ键还存在离子键、π键；
答案
（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
（2）sp sp3
（3）H2O>CH3OH>CO2>H2 水含氢键比甲醇中多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大
（4）离子键、π键
以推断元素为背景的“拼盘式”考查
【考法训练3】M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。
M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是________，X和Y中电负性较大的是________（填元素符号）。
（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_________________________________________________________。
（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是________________。
（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是________（填离子符号）。
（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为＋3价，该反应的化学方程式是
____________________________________________________________
________________________
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