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物质结构与性质综合题的研究（选考）常考题空1电子排布、电离能和电负性1.熟记构造原理示意图特别提醒能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。2.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价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图(或轨道表示式)3.元素第一电离能的递变性同周期(从左到右)同主族(自上而下)第一电离能增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)依次减小(1)特例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)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：BeB；MgAl；NO；PS。(2)应用①判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。②判断元素的化合价如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1价。4.元素电负性的递变性(1)规律同周期元素从左到右，电负性依次增大；同主族元素自上而下，电负性依次减小。(2)应用题组一核外电子排布规律1.高考组合题(1)[2017·全国卷Ⅰ，35(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________。(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(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______________。(3)[2016·全国卷Ⅱ，37(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________。(4)[2016·全国卷Ⅲ，37(1)]写出基态As原子的核外电子排布式________________。(5)[2016·江苏，21(1)]Zn2＋基态核外电子排布式为______________________________________________________________________________________________。答案(1)N球形(2)1s22s22p63s23p63d74s2{或[Ar]3d74s2}OMn(3)1s22s22p63s23p63d84s2{或[Ar]3d84s2}2(4)1s22s22p63s23p63d104s24p3{或[Ar]3d104s24p3}(5)1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}2.按要求解答下列问题(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋方向相反的电子。(2)N的基态原子核外电子排布式为________；Se的基态原子最外层有________个电子。(3)Cu、Cu2＋、Cu＋基态核外电子排布式分别为_________________、___________________、____________________________。(4)Mg原子核外电子排布式为___________________________________________；Ca原子最外层电子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。(5)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为_____________。答案(1)电子云2(2)1s22s22p36(3)Cu：1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}Cu2＋：1s22s22p63s23p63d9{或[Ar]3d9}Cu＋：1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}(4)1s22s22p63s2{或[Ne]3s2}高于(5)41s22s22p63s23p63d5{或[Ar]3d5}题组二电离能、电负性的比较与判断3.高考组合题(1)[2016·全国卷Ⅱ，37(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，ICuINi的原因是__________________________________________________________________________________________。(2)[2016·全国卷Ⅲ，37(2)]根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As(填“大于”或“小于”)。(3)[2017·江苏，21(3)]C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为__________________。(4)[2017·全国卷Ⅱ，35(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____________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(2)大于小于(3)HCO(4)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N的2p能级处于半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子解析(1)铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子，所以ICuINi。(2)同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径Ga大于As，As原子的4p轨道处于半充满的稳定结构，所以第一电离能Ga小于As。4.元素的性质(1)原子半径：Al________Si，电负性：N________O。(填“”或“”)(2)已知X、Y和Z均为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：电离能/kJ·mol－1I1I2I3I4X496456269129543Y7381451773310540Z5781817274511578①写出X的核外电子排布式：______________________________________________。②元素Y的第一电离能大于Z的原因是______________________________________。(3)中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为2KNO3＋3C＋S=====引燃K2S＋N2↑＋3CO2↑，除S外，上述元素的电负性从大到小依次为_______________________。答案(1)＞＜(2)①1s22s22p63s1{或[Ne]3s1}②Mg原子的3p轨道全空，结构稳定(3)ONCK常考题空2成键方式、杂化类型及立体构型的判断1.σ键、π键的判断方法(1)由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。(2)由共用电子对数判断单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。(3)由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全都是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。2.杂化轨道和空间结构的判断方法(1)明确杂化轨道类型与分子结构的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子构型实例sp2直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2Osp34等性杂化：正四面体CH4、CCl4、NH＋4不等性杂化：具体情况不同NH3(三角锥形)、H2S、H2O(V形)(2)应用价层电子对互斥理论判断①基本观点：分子中的价层电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。②价层电子对数的计算价层电子对数＝成键电子对数＋中心原子的孤电子对数＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的电子数×m±电荷数2③价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用。价层电子对数目电子对的立体构型成键电子对数孤电子对数分子的立体构型实例2直线形20直线形CO2、C2H23三角形30三角形BF3、SO321V形SnCl2、PbCl24四面体40正四面体CH4、SO2－4、CCl4、NH＋431三角锥形NH3、PH322V形H2O、H2S(3)应用等电子原理判断①基本观点：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。②熟记下列常见的等电子体微粒通式价电子总数立体构型CO2、SCN－、NO＋2、N－3AX216e－直线形CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形SO2、O3、NO－2AX218e－V形SO2－4、PO3－4AX432e－正四面体形PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形CO、N2AX10e－直线形CH4、NH＋4AX48e－正四面体形题组一σ键、π键的判断1.高考题组合(1)[2018·江苏，21(4)]N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)＝________。(2)[2017·江苏，21(2)]丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。(3)[2015·全国卷Ⅰ，37(3)节选]CS2分子中，共价键的类型有________________。答案(1)1∶2(2)sp2和sp39NA(3)σ键和π键解析(2)丙酮中—CH3中碳原子形成4个单键，为sp3杂化，羰基中碳原子形成3个σ键，1个π键，为sp2杂化。丙酮的结构式为有9个σ键(6个C—H键，2个C—C键，1个C—O键)。题组二杂化方式、立体构型的判断2.高考题组合(1)[2017·全国卷Ⅲ，35(2)]CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。(2)[2016·全国卷Ⅱ，37(2)①][Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。(3)[2016·全国卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立体构型为________。(4)[2017·全国卷Ⅰ，35(3)]X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I＋3离子。I＋3离子的几何构型为________，中心原子的杂化类型为________。答案(1)spsp3(2)正四面体(3)三角锥形(4)V形sp3解析(4)I＋3离子中价层电子对数为7＋2－12＝4，中心原子为sp3杂化，有2对孤电子对，故几何构型为V形。3.按要求解答下列问题(1)已知ClO－2为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO－2中心氯原子的杂化轨道类型为________，写出一个ClO－2的等电子体：________。(2)①H2SeO3的中心原子杂化类型是________；SeO2－3的立体构型是________。②与SeO2－3互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)__________________。(3)CaCN2中阴离子为CN2－2，与CN2－2互为等电子体的分子有N2O和________________(填化学式)，由此可以推知CN2－2的立体构型为________。(4)阳离子(H3O＋)的立体构型为_______