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知识点一原子结构中的概念梳理
电子运动状态:就是核外电子数,因此我们说一个原子中没有运动状态完全相同的两个电子。
电子空间运动状态:已占有的原子轨道数
例如C。运动状态数=6,空间运动状态=4
电子层也叫能层:符号是K、L、M、N、O、P、Q,亚层也叫能级:符号是s、p、d、f.
外围电子、外层电子、价电子、价层电子
外围电子等同于外层电子。是最后排入一个能级组上的电子,或称为原子核最高能级组上的电子。其包含成键电子与非成键电子
价电子是决定元素化学性质的电子,对于主族而言就是外围电子,例如C为2s22p2对于副族高中阶段而言,等于4S与3d上的电子,例如铁3d64s2
价电子所处的能级称为价电子层。在化合物中,价层电子除了中心原子的价电子外,还包括与中心原子键合的周围原子的电子。例如CO2,价电子等于4,价层电子等于8。
1.A、B、C、D、E是前四周期的五种元素,原子序数依次增大,只有B、C位于同一周期且位置相邻,其中C是地壳中含量最多的元素,D是其所处周期中电负性最强的元素,E为过渡元素,原子核外只有两个单电子,其余原子轨道均充满电子。回答下列问题
(1)B元素的基态原子电子的空间运动状态有_______种;E元素的价电子排布式_______,其基态原子有_______种能量不同的电子。
答案:57
2.Fe(CO)5中铁的化合价为0,写出铁原子的基态外围电子排布式___________
答案:3d64s2
3.下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中元素⑩的二价离子的外围电子排布图为:___________,该元素属于___________区元素。
(2)基态原子⑦核外电子总共有___________种能量,电子占据的能量最高的能级符号为___________
答案:ds
(2)53p
4.荧光材料硫化锌(ZnS)的研究至今已有多年的历史,可用于制白色颜料、发光粉、发光油漆等,其久置于湿空气中易被氧化为ZnSO4。请回答下列问题:
(1)基态Zn原子的电子排布式为_________________________,核外电子占据最高能层的符号是__________________________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为__________________________。
答案:1s22s22p63s23p63ds2或[Ar]3ds2N球形
5.分子中Fe周围的价层电子总数为:_______,
答案:18
6.基态Ti原子的价电子排布式为___________,核外不同空间运动状态的电子数为___________种。
答案:3d24s
知识点二晶体熔沸点判断
1)分子晶体:常见特征字眼,层状、常温液态,熔沸点低
类别:大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)、Fe(CO)5、Ni(CO)4
FeCl3、AlCl3、BeCl2、可燃冰。
作用力:先判断氢键(个数-种类)、再判断范德华力(M-极性)
2)离子晶体:类别:金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
作用力:晶格能(离子半径与电荷量)特别提醒:因为晶格能大小受两个因素影响,但有的时候其中一个因素是导致熔沸点上升,另外一个因素是导致熔沸点下降,分析问题应该选择一个与结果一致的因素进行解释。
3)原子晶体:常见特征字眼:立体网状、耐高温、耐磨,熔沸点极高。
类别:C、N、O与B、Al、Si两两组合均为原子晶体,还有常规的,金刚石、晶体硅
作用力:共价键(原子半径)
4)金属晶体:类别:金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)
作用力:金属键(离子半径与价电子)其大小判断仿照晶格能。
熔沸点大小判断:
首先先分析晶体类型,原子晶体离子晶体分子晶体,金属晶体不参与排序。
其次,答题时阐述晶体类型,再说明作用力,最后阐述影响因素使得作用力发生变化从而影响熔沸点大小。
1.单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据。
①根据表中数据判断晶体硼的晶体类型属于_______晶体;
②请解释金刚石的熔沸点高于晶体硅的原因是_______________。
原子C—C键长比Si—Si键长短,所以C—C键能比Si—Si键能大,熔化或汽化所需要的能量多,所以金刚石的熔、沸点比晶体硅高
2.Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为℃,易溶于非极性溶剂。据此可以判断Fe(CO)5晶体类型为___________。
分子晶体
3.①比较晶体熔点的高低MgO___________CaO(填“高于”或“低于”),
镁离子结合碳酸根离子中的氧离子能力比钙离子强(氧化镁的晶格能比氧化钙大)
4.根据下列锌卤化物的熔点和溶解性,判断ZnF2晶体的类型为______;分析ZnCl2、ZnBr2、ZnI2熔点依次增大的原因__________________________。
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
ZnI2
熔点/℃
在乙醇、乙醚中的溶解性
不溶
溶解
溶解
溶解
离子晶体ZnCl2、ZnBr2、ZnI2都是分子晶体,组成与结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增强,熔点依次增大
5.熔融状态的SrTiO3和CaTiO3均可导电,则熔点:SrTiO___________CaTiO3(填“大于或“小于”或“等于”),原因是___________。
小于Sr2+半径比Ca2+半径大,SrTiO3的晶格能比CaTiO3小
6.已知SiF4的沸点为-65℃,则SiCl4的沸点_______(填“高”或“低”)于-65℃,其原因是:_________________________________________________________。
高结构与组成相似的分子晶体相对分子质量越大,(分子间作用力越大),熔沸点越高
7.GaN是第三代半导体材料的研究热点,在干燥的NH3气流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN熔点约为0℃,GaAs熔点为℃,GaN熔点高于GaAs的原因是___________。
二者均为原子晶体,且GaN中N原子半径小,Ga-N键长比Ga-As短,键能更大,熔点更高
8.K与Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但K的熔点较低,其原因为____。
K原子半径大且价电子数少,金属键较弱
知识点三等电子体判断与应用
1)同族元素互换法
CO2的等电子体确定:可将O原子换为S原子得COS、CS2,注意不能将C原子换为Si原子,因为CO2和SiO2的结构不同(前者为分子晶体,后者为原子晶体)。同理,不能将BeCl2的等电子体确定为MgCl2或BeF2(后两种为离子晶体)。
2)价电子迁移法
一般来说,讨论的元素为s区或p区元素,即主族元素居多,通常相关元素的族序数满足A+B=C+D(或A+B=2C)关系的,可考虑将A、B等个数换为C、D(或1A、1B换为2C)例如2与CO互为等电子体;与N3-的等电子体查找方法,可将2个N原子换为1个C原子和一个O原子可得CNO-。
3)电子—电荷互换法
即将既定粒子中的某元素原子的价电子转化为粒子所带的电荷。这种方法可实现分子与离子的互判。如:CN-的等电子体查找可用N原子1个电子换作1个负电荷,则N原子换为C原子,离子带2个负电荷,其等电子体即为C22-;反之,将CN-的电荷转化为1个电子,该电子给C原子,即得N2,若给N原子即得CO
4)应用
等电子体具有相同的结构特征,则等电子体的中心原子的杂化类型相同。用此方法将结构模糊或复杂的分子、离子转化成熟悉的等电子体,然后进行确定。如NO2+、H2B=NH2分别与CO2、CH2=CH2互为等电子体,而CO2、CH2=CH2中心原子C原子分别为sp、sp2杂化,则NO2+中心原子N原子为sp杂化,H2B=NH2中心原子B、N原子均为sp2杂化。
微粒
通式
价电子总数
立体构型
CO2、CNS-、NO、N
AX2
16e-
直线形
CO、NO、SO3
AX3
24e-
平面三角形
SO2、O3、NO
AX2
18e-
V形
SO、PO
AX4
32e-
正四面体形
PO、SO、ClO
AX3
26e-
三角锥形
CO、N2
AX
10e-
直线形
CH4、NH
AX4
8e-
正四面体形
1.已知CO2为直线形,SO3为平面正三角形,NF3为三角锥形,请推测COS、CO、PCl3的空间构型。
答案:COS为直线形;CO为平面正三角形;PCl3为三角锥形。
2.与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种,分别为_____和______(填化学式)。
答案:N2CN-
3.与TiO互为等电子体的一种由主族元素构成的分子为___________。(填分子式)
答案:SO3
4.已知CN—与N2互为等电子体,推算拟卤(CN)2分子中σ键与π键数目之比为___________。
答案:3:4
知识点四无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,使R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下越易电离出H+,酸性越强,如酸性:HClOHClO2HClO3HClO4。
1.H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:
H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se?O?H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+。
2.从原子结构角度解释H2SO4酸性强于H3PO4的原因:。
中心元素的电负性S大于P,且H2SO4的非羟基O原子数大于H3PO4的,使S的正电性较大,使H2SO4中-OH的电子向S偏向程度更大,在水分子作用下更易电离出H+。
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