2023年12月22日发(作者：)
专题讲座七 物质结构与性质综合题难点突破
1．判断σ键和π键及其个数
共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。
2．判断中心原子的杂化轨道类型
(1)根据价层电子对数判断
价层电子对数
2
3
4
杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
(2)有机物中、及上的C原子都是sp2杂化，—C≡C—中的C原子是sp杂化，(3)根据等电子原理判断
中的原子是sp3杂化。
等电子体不仅结构和性质相似，中心原子的杂化轨道类型也相似。
3．判断分子或离子的立体构型
(1)根据价层电子对互斥理论判断。
(2)利用等电子原理判断陌生分子的立体构型。如N2O与CO2是等电子体，空间构型均为直线形，N2O的结构式也和CO2相似，为N==N==O。
(3)有机物中CH2==CH2、形结构。
4．晶体结构中的有关计算
为平面形结构，CH≡CH为直线形结构，HCHO为平面三角(1)根据晶体晶胞的结构特点确定晶体的化学式
晶胞中粒子数目的计算(均摊法)
注意 ①当晶胞为六棱柱时，其顶点上的粒子被6个晶胞共用，每个粒子属于该晶胞的部分11为，而不是。
68②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，且原子个数可以不互质(即原子个数比可以不约简)。
(2)根据晶体晶胞的结构特点和有关数据，求算晶体的密度或晶体晶胞的体积或晶胞参数a(晶胞边长)
对于立方晶胞，可建立如下求算途径：
n×M得关系式：ρ＝3(a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的数值，n表示a×NA1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量)。
1．(2017·扬州市高邮中学高三10月阶段检测)2016年9月南开大学学者首次测试了一种新型锌离子电池，该电池以Zn(CF3SO3)2为电解质，用有阳离子型缺陷的ZnMn2O4为电极，成功的获得了稳定的大功率电流。
(1)写出Mn原子基态核外电子排布式________________________________________。
(2)CF3SO3H是一种有机强酸，结构式如图1所示，通常用CS2、IF5、H2O2等为主要原料制取。
图1
①1 mol CF3SO3H分子中含有的σ键的数目为___________________________。
②H2O2分子中O原子的杂化方式为________。与CS2互为等电子体的分子为________。
③IF5遇水完全水解生成两种酸，写出相关化学方程式：_____________________________。
(3)硫化锌晶体的构型有多种，其中一种硫化锌的晶胞如图2，该晶胞中S2的配位数为________。
－
答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2) (2)①8NA ②sp3 CO2
③IF5＋3H2O===HIO3＋5HF (3)4
解析 (1)Mn是25号元素，位于第4周期ⅦB族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2。
(2)①成键原子间只能形成一个σ键，因此1 mol此物质中含有8 mol σ键。②H2O2的结构简式为H—O—O—H，杂化轨道数等于价层电子对数，价层电子对数＝σ键＋孤电子对数，因此O的价层电子对数为4，杂化类型为sp3，等电子体是原子总数相等、价电子总数相等的微粒，因此与CS2互为等电子体的是CO2。③发生双水解反应，根据水解的定义，此反应式为IF5＋3H2O===HIO3＋5HF。(3)S2－位于顶点和面上，离子晶体的配位数是距离最近的异性微粒的个数，即S2－的配位数是4。
2．(2017·常熟市高三上学期期中考试)砷化镓是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
(1)砷化镓的晶胞结构如下图所示，则砷化镓的化学式为________。
(2)基态As原子的核外电子排布式为___________________________________________。
(3)第一电离能：Ga________As(填“>”或“<”)。
(4)AsCl3分子的立体构型为________，其中As原子轨道的杂化类型为________。
(5)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是_________________________。
答案 (1)GaAs (2)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) (3)< (4)三角锥型 sp3
(5)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体
11解析 (1)用“均摊法”，晶胞中As的个数为8×＋6×＝4，Ga全在晶胞内部，Ga为4个，82则砷化镓的化学式为GaAs。
1(4)AsCl3分子中中心原子As上的孤电子对数为×(5－3×1)＝1，As的成键电子对数为3，2
As的价层电子对数为1＋3＝4，AsCl3的VSEPR模型为四面体型，去掉孤电子对，AsCl3分子的立体构型为三角锥型；其中As原子的杂化类型为sp3杂化。
(5)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，GaF3熔点较高，GaCl3熔点较低，GaF3和GaCl3的熔点差别很大，说明GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子键的强度远大于分子间作用力。
3．(2017·淮安、宿迁等高三质检)甲基呋喃与氨在高温下反应得到甲基吡咯：
(1)Zn的基态原子核外电子排布式为_____________________________________。
(2)配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2中，与Zn2形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(3)1 mol甲基呋喃分子中含有σ键的数目为________。
(4)甲基吡咯分子中碳原子轨道的杂化类型是 。与NH3分子互为等电子体的阳离子为_______________________________________________________。
(5)甲基吡咯的熔沸点高于甲基呋喃的原因是____________________________________。
(6)锌的某种化合物晶胞结构如图所示，则构成该化合物的两种粒子个数比为________。
＋＋
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2) (2)N和O (3)12NA (4)sp3和sp2 H3O
(5)甲基吡咯分子间存在氢键 (6)1∶1
解析 (4)甲基吡咯分子中单键碳原子杂化轨道类型是sp3，双键碳原子杂化轨道类型是sp2，总之，碳原子轨道的杂化类型是sp3和sp2。等电子体是原子数相同、价电子总数相同的微粒，与NH3分子互为等电子体的阳离子为H3O＋。
(6)晶胞含有4个Zn、4个X，则构成该化合物的两种粒子个数比为1∶1。
4．(2017·盐城市高三上学期期中)钴的化合物在磁性材料生产、电池制造、催化剂制备等方面应用非常广泛。
(1)Co2基态核外电子排布式为__________________________________________。
(2)制备[Co(H2O)6]2反应为(NH4)2[Co(SCN)4]＋6H2O===Co(H2O)6(SCN)2＋2NH4SCN。
①配合物[Co(H2O)6]2中与Co2形成配位键的原子是________(填元素符号)；SCN的空间构型为________(用文字描述)。
＋＋－＋＋＋
②NH4SCN在180～190 ℃分解并制得胍(结构简式如图所示)，胍分子中氮原子杂化轨道类型为________；1 mol胍中含σ键数目为________。
(3)一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂，其晶胞结构如图所示，则晶体中与每个O2紧邻的O2有______个(填数字)。
－－
答案 (1)1s22s22p63s23p63d7(或[Ar]3d7) (2)①O 直线形 ②sp2和sp3 8NA (3)8
解析 (2)①H2O的O原子提供孤电子对，钴离子提供空轨道，配合物[Co(H2O)6]2＋中与Co2＋形成配位键的原子是O元素；SCN－的空间构型为与CO2是等电子体，为直线形。②胍分子中氮原子形成三个单键的杂化轨道类型为sp3杂化，形成一个双键的杂化轨道类型为sp2杂化，1 mol 胍中含σ键数目为8NA 。(3)观察最上面的平面的中心有一个O2－，其上下两个平面中分别有四个O2－，晶体中与每个O2－紧邻的O2－有8个。
