资源简介

(共83张PPT)
专题九　原子结构、分子结构性质的基础考查
[考试要点]　1.掌握原子结构与元素的性质。　2.理解化学键的概念。　3.掌握化学键与分子结构的关系。　4.掌握分子间作用力与物质性质的关系。
考点一
原子结构与性质
1．明确表示基态原子核外电子排布的四种方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式 Cu：[Ar]3d104s1
价层电子排布式 Fe：3d64s2
电子排布图
　
2.电离能
元素第一电离能的周期性变化规律
一般规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；
同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小
特殊情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能
3.电负性
(1)电负性的定义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。
(2)变化规律：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性逐渐减小。
(3)电负性的应用：
1．(2024·江苏卷，4)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是(　　)
A．半径：r(Al3+)>r(K＋)
B．电负性χ(O)>χ(S)
C．沸点：H2S>H2O
D．碱性：Al(OH)3>KOH
B
2．(1)(2022·湖南卷，18节选)基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]________。
(2)(2022·全国甲卷，35节选)基态氟原子的价电子排布图(轨道表示式)为________。
(3)(2022·全国乙卷，35节选)氟原子激发态的电子排布式有________，其中能量较高的是________(填标号)。
a．1s22s22p43s1　　　　 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
答案：(1)3d104s24p4
(2) 　(3)ad　d
解析：同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，但N的2p轨道上的电子排布是半充满的，比较稳定，其第一电离能高于邻位C、O的第一电离能，故图a符合C、N、O、F第一电离能的大小顺序；C、N、O、F的价电子排布式分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5，失去两个电子后，价电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3，此时F的2p轨道上的电子排布处于半充满状态，比较稳定，其第三电离能最大，O的半径小于N的半径，O的第三电离能大于N的，C失去的第三个电子为2s上的电子，导致其第三电离能大于N的，故图b符合C、N、O、F第三电离能的大小顺序。
答案：a　同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，但N的2p轨道上的电子排布是半充满的，相对较稳定，其第一电离能高于邻位C、O的第一电离能　b
基态原子(离子)的核外电子排布及运动状态
1．KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________(填离子符号)。
2．(1)基态Ni2+核外电子排布式为__________；同周期中，与基态Ni具有相同未成对电子数的元素有________________(填元素符号)。
(2)基态钛原子的px原子轨道上的电子数为________。
(3)基态碳原子核外电子的运动状态有________种，核外电子的空间运动状态有________种。
(4)在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是______，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。
答案：(1)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)　Ti、Ge、Se　(2)4
(3)6　4　(4)Mg　相反
元素的电离能
3．比较下列原子的电离能或依据分析相关原因。
(1)KBe2BO3F2的组成元素中，基态原子的第一电离能：Be________(填“＞”或“＜”)B。
(2)某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物，M的部分电离能如表所示：
M是________(填元素符号)，判断理由为___________________。
I1/kJ·
mol-1 I2/kJ·
mol-1 I3/kJ·
mol-1 I4/kJ·
mol-1 I5/kJ·
mol-1
738 1451 7733 10 540 13 630
(3)Fe和Cu的部分电离能数据如下：
I2(Cu)＞I2(Fe)的主要原因是__________________________。
元素 Fe Cu
第一电离能I1/kJ·mol-1 759 756
第二电离能I2/kJ·mol-1 1561 1958
解析：(1)基态Be的价电子排布式为2s2(全充满的较稳定结构)；基态B的价电子排布式为2s2 2p1，所以基态原子的第一电离能：Be＞B。(2)由表中电离能数据可知，M元素的第三电离能剧增，则该元素属于第ⅡA族，M位于第三周期第ⅡA族，所以为Mg。(3)失去第二个电子时，Cu＋失去的是处于全充满的3d10电子，Fe失去的是4s1电子，故I2(Cu)＞I2 (Fe)。
答案：(1)＞
(2)Mg　M的I3远大于I2，说明M原子容易失去2个电子形成稳定结构，M位于第三周期第ⅡA族，所以为Mg
(3)Cu＋失去的是全充满的3d10电子，比较困难，Fe失去的是4s1电子，故I2(Cu)＞I2 (Fe)
元素的电负性
4．列出下列原子的电负性的大小顺序。
(1)C、N、F的电负性由大到小的顺序为_________________。
(2)Li、F、P、As四种元素的电负性由小到大的顺序为________。
(3)丙酮分子中各原子电负性由大到小的顺序为________。
(4)K3[Fe(CN)6]是鉴别Fe2+的重要试剂，这四种元素的电负性从大到小的顺序是______(填元素符号)。
解析：(1)非金属元素的非金属性越强，元素的电负性越大，元素非金属性的强弱顺序为F、N、C，则电负性的大小顺序为F>N>C。(2)非金属性F>P>As>Li，则电负性由小到大的顺序为LiC>H。(4)铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe、K、C、N，元素的非金属性越强，其电负性越大，所以所涉及的元素的电负性由大到小的顺序为N>C>Fe>K。
答案：(1)F>N>C　(2)Li(3)O>C>H　(4)N>C>Fe>K
考点二
分子结构与性质
1．微粒间相互作用
3．中心原子价层电子对数、粒子的空间结构与杂化类型
电子
对数 成键
对数 孤电子
对数 VSEPR
模型名称 分子或离子空
间结构名称 中心原子
杂化方式
2 2 0 直线形 直线形 sp
3 3 0 平面
三角形 平面三角形 sp2
2 1 V形
4
4 0 四面
体形 正四面体形 sp3
3 1 三角锥形
2 2 V形
4.孤电子对对成键电子对的排斥力大小顺序
(1)LP—LP LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。
(2)三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。
分子 杂化轨道角度 排斥力分析 实际键角
H2O 109°28′ LP—LP LP—BP
>BP—BP 105°
NH3 109°28′ LP—BP>BP—BP 107°
COCl2 120° C===O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力 形成两种键角分别为124°18′、
111°24′
(3)排斥力大小对键角的影响
5.正确理解配位键和配位化合物
(1)配位键的形成和表示
①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键；
②配位键的表示：常用“A→B”来表示配位键，A提供孤电子对，B提供空轨道。
(2)配合物的组成和结构{以[Zn(NH3)4]SO4为例}
配位体必须有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心离子(或原子)有空轨道，如Zn2+、Cu2+、Fe3+、Ag＋等。
6．基于分子的结构，认识分子的性质
(1)分子的空间结构与分子极性的关系
(2)影响物质溶解性的因素
①“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。
②若存在氢键，则溶剂和溶质之间形成氢键，物质的溶解性增大。
(3)认识手性碳和手性分子
①手性碳原子：在有机化合物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原
子叫作手性碳原子。如有机化合物 中带“*”的碳原子为手性碳原子。
②手性分子：有手性异构体的分子叫作手性分子。
D
解析：D　Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，则Al2Cl6的结构式为
→表示配位键，也可用短线代替，A
项正确；Al2Cl6为对称结构，正负电荷中心重合，为非极性分子，B项正确；该反应中NH3取代Cl与Al形成配位键，说明NH3的配位能力大于氯，C项正确；Al—Br的稳定性弱于Al—Cl，Al2Br6更易与NH3反应，D项错误。
A
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：

①富马酸分子中σ键与π键的数目比为__________；
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为________。
答案：(1)C—F键的键能比C—H键的键能大，键能越大，化学性质越稳定
(2)一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔　氯原子参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键长越短
(3)N、O、Cl　6
分子的空间结构
3．SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是(　　)
A．是非极性分子
B．键角∠FSF都等于90°
C．S与F之间共用电子对偏向S
D．硫原子满足8电子稳定结构
A
解析：A　A项，SF6分子呈正八面体，正、负电荷中心重合，故为非极性分子，正确；B项，SF6分子中键角∠FSF为90°和180°两种，错误；C项，电负性F>S，故S与F之间的共用电子对偏向F，错误；D项，硫原子外围为12电子结构，错误。
答案：(1)正四面体形　(2)①sp3　②17　③配合物[ZrCl4(H2NCH2CH2NH2)]中N提供孤电子对与Zr形成配位键，孤电子对变成了成键电子对，排斥力减小
分子的性质
5．(1)H2S的熔点为－85.5 ℃，而与其具有类似结构的H2O的熔点为0 ℃，易结冰形成固体，二者物理性质出现差异的原因是_______________。
(2)NH3常用作制冷剂，原因是__________________________。
(3)硝酸和尿素的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：____________________________。
(4)H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为__________________，熔点差异的原因是__________________。
(5) 的分子内部存在氢键，画出氢键结构：__________________。
答案：(1)H2O分子之间易形成氢键，而H2S分子之间只存在较弱的范德华力
(2)NH3分子间能形成氢键，沸点高，易液化，液氨汽化时会吸收大量的热
(3)尿素分子间存在氢键，使其熔点、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔点、沸点降低
(4)KH>H2O>PH3　KH为离子晶体，H2O、PH3均为分子晶体，H2O分子间存在氢键
(5)
微点提升2
从共价键角度深层次认识分子结构
解析：ClO2为V形结构，且存在3原子5电子的大π键，则氯原子必须有垂直于分子所在平面的未杂化的p轨道以参与形成大π键，因此氯原子的轨道杂化方式为sp2。ClO2中氯原子为sp2杂化，Cl2O中氧原子为sp3杂化，因此O—Cl—O键角更大。
答案：sp2　>　键长：ClO21．回答下列问题：
(1)H2O2的结构如图所示，则H2O2是________分子(填
“极性”或“非极性”)。
转化过程中的双氧水可用O3代替，O3中的中心氧原
子的杂化方式为________，O3的空间结构是________，O3是________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)Cu2+处于[Cu(NH3)4]2+的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN－，则有2种结构，则Cu2+是否为sp3杂化________(填“是”或“否”)，理由为______________________________。
(3)用价层电子对互斥模型推断甲醛中H—C—H的键角________120°(填“>”“<”或“＝”)。
(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S===O之间以双键结合，S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构______________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl__________(填“＜”“＞”或“＝”)SO2F2分子中∠F—S—F。
①键角大小比较：α________β(填“大于”“等于”或“小于”)。
②纯净的磷酸黏度极大，随温度升高黏度迅速下降，原因是___________________。
(2)聚合物锂离子电池工作时，Li＋沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移，过程如图所示(图中阴离子未画出)。
①Li＋迁移过程中与聚乙二醇分子中O原子间的作用力为________(填字母)。
a．分子间作用力　　b．离子键 c．共价键
②LiAsF6的阴离子的空间结构为______；基态砷原子的最高能级组电子排布图为__________________________。
3
4
5
6
7
8
1
2
1．关于NH3性质的解释合理的是(　　)
课时作业
训练(九)　原子结构、分子结构性质的基础考查
选项 性质 解释
A 比PH3容易液化 NH3分子间的范德华力更大
B 熔点高于PH3 N—H键的键能比P—H大
C 能与Ag＋以配位键结合 NH3中氮原子有孤电子对
D NH3·H2O是离子化合物
C
3
4
5
6
7
8
1
2
2
1
3
4
5
6
7
8
2．我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3，下列有关元素F、S、O、N的说法正确的是(　　)
A．电负性：F>O>N>S
B．第一电离能：F>S>O>N
C．最高正价：F>S＝O>N
D．硫原子的基态原子核外未成对电子数最多
A
2
1
3
4
5
6
7
8
解析：A　一般同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，同族元素从上到下第一电离能变小，N的第一电离能反常，大于O，且S的原子半径大于O，第一电离能小于O，所以四种元素的第一电离能：F>N>O>S，故B错误；O无最高正价，F无正价，S的最高正价为＋6价，N的最高正价为＋5价，故C错误；F、S、O、N四种原子的基态原子核外未成对电子数依次为：1、2、2、3，故基态原子核外未成对电子数最多的是N，故D错误。
2
3
1
4
5
6
7
8
3．某杂志发表了我国科学家的原创性重大突破，首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下：
2
3
1
4
5
6
7
8
下列说法错误的是(　　)
A．电负性：O>C>H>Zn
B．甲醇分子中H—C—O键角小于甲醛分子中H—C—O键角
C．DHA分子间存在氢键
D．Zn溶于氨水形成配合物[Zn(NH3)4](OH)2，Zn2+的配位数为6
D
2
3
1
4
5
6
7
8
2
3
4
1
5
6
7
8
4．金属元素钴(Co)形成的多种配合物应用广泛。下列说法错误的是
(　　)
A．[Co(NH3)5Cl]2+中钴元素的化合价为＋3
B．等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数目之比为9∶2
C.[Co(CN)4(NH3)2]－中配体的配位原子都是氮原子
D．向溶有1 mol CoCl3·6H2O(配位数为6)的溶液中滴加足量的AgNO3溶液，形成2 mol 沉淀。则其配离子为[Co(H2O)5Cl]2+
C
2
3
4
5
6
7
8
1
解析：C　[Co(NH3)5Cl]2+中的配体为NH3、和Cl－，则[Co(NH3)5Cl]2+中钴元素的化合价为＋3，A正确；1个[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中的σ键数目分别为18和4，故等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数目之比为18∶4＝9∶2，B正确；[Co(CN)4(NH3)2]－中配体为NH3和CN－，由于C的电负性小于N，对孤电子对的束缚力要更弱，孤电子对的能量更高，更容易形成配位键，故配体CN－的配位原子碳原子，C错误；向溶有1 mol CoCl3·6H2O(配位数为6)的溶液中滴加足量的AgNO3溶液，形成2 mol沉淀，即外界有2个Cl－，该配位化合物为[Co(H2O)5Cl]Cl2·H2O，则其配离子为[Co(H2O)5Cl]2+，D正确。
2
3
4
5
1
6
7
8
5．硼砂阴离子[B4O5(OH)4]2-的球棍模型如图所示，下列说法不正确的是
(　　)

A．硼原子的杂化方式有sp3、sp2两种形式
B．该阴离子中所存在的化学键类型有配位键、极性共价键、氢键
C．硼砂阴离子呈链状结构，则阴离子间以氢键结合
D．1、2原子之间的化学键为配位键
B
2
3
4
5
1
6
7
8
解析：B　形成4个键的B原子杂化方式为sp3，形成3个键的硼原子杂化方式为sp2，A正确；氢键不是化学键，B错误；硼砂阴离子中含有O—H键，可以形成氢键，硼砂阴离子呈链状结构，阴离子间以氢键结合，C正确；硼原子一般形成3个共价键，1号硼原子形成4个共价键，1、2原子之间的化学键为配位键，D正确。
2
3
4
5
6
1
7
8
6．一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，结构简式如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．一水合甘氨酸锌中碳、氮原子的杂化轨道类型都为sp3
B．一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为5，配位原子为O、N
C．基态Zn2+价电子排布式为3d84s2
D．一水合甘氨酸锌中元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为O＞N＞C
B
2
3
4
5
6
1
7
8
解析：B　一水合甘氨酸锌中还含有碳氧双键，碳氧双键中碳原子的杂化轨道类型都为sp2，故A错误；由图可知，一水合甘氨酸锌中Zn2+与2个氮原子和3个氧原子成键，配位数为5，配位原子为O、N，故B正确；锌元素的原子序数为30，锌原子失去2个电子形成锌离子，则基态锌离子价电子排布式为3d10，故C错误；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，氮原子的2p轨道为半充满的稳定结构，第一电离能大于相邻元素，则C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故D错误。
7
8
1
3
4
5
6
2
7．蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素，食物中的铁主要以三价铁与蛋白质和羧酸结合成络合物的形式存在。
(1)在蛋白质中涉及的碳、氮、氧元素电负性由小到大的顺序是________；三价铁离子的价层电子排布式为________，从原子结构的理论解释Fe3+比Fe2+稳定：___________________________。
(2)KSCN是检验Fe3+的试剂之一，SCN－的空间结构为________________，1 mol SCN－中含有π键的数目为____________。
(3)FeCl3晶体易溶于水、乙醇，受热易气化，而FeF3晶体的熔点高于1000 ℃，试解释两种化合物熔点差异较大的原因：________________________。
7
8
1
3
4
5
6
2
(4)某含铜化合物的离子结构如图所示。
①该离子中存在的作用力有________(填字母)。
a．离子键　　　　　 b．共价键
c．配位键 d．氢键
e．范德华力
②该离子中碳原子的杂化类型有________。
7
8
1
3
4
5
6
2
答案：(1)C＜N＜O　3d5　Fe3+的3d轨道为半充满的稳定状态
(2)直线形　2NA(或1.204×1024)
(3)FeCl3是分子晶体，FeF3是离子晶体
(4)①bc　②sp2、sp3
8
1
3
4
5
6
7
2
8．按要求回答下列问题。
(1)硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)俗称硼砂，硼砂晶体中阴离子[B4O5(OH)4]2-的结构如图所示，其中硼原子的杂化方式为__________________。
8
1
3
4
5
6
7
2

展开更多......

收起↑