2024年1月10日发(作者：)
生活的色彩就是学习
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
sp
sp
32(2)有机物中、3及上的C原子都是sp杂化，—C≡C—中的2原子是sp杂化，C中的C原子是sp杂化。
(3)根据等电子原理判断
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、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为平面三角形结构。
(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)
1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为，61而不是。
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②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：
得关系式：ρ＝n×M(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1mola3×NA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．(2018·福州质检)锌是人体必需的微量元素，明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题：
(1)基态Zn原子的价电子排布式为________________，在周期表中的位置为________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①组成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除H外其余元素的第一电离能由大到小顺序为________________。
②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液，未出现浑浊，其原因是_____________________
________________________________________________________________________。
③已知[Zn(NH3)4]的立体构型与SO4相同，则在[Zn(NH3)4]中Zn的杂化类型为________。
④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶体中存在的有________。
A．离子键
C．非极性共价键
E．范德华力
B．极性共价键
D．配位键
F．金属键
2＋2－2＋2＋(3)ZnS晶胞结构如图(已知a为硫离子，b为锌离子)所示，ZnS晶体的熔点约为1700℃。
①已知晶体密度为ρg·cm，NA为阿伏加德罗常数的值。则1个ZnS晶胞的体积为________cm。
②ZnO与ZnS结构相似，熔点为1975℃，其熔点较高的原因是－33________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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答案 (1)3d4s 第四周期ⅡB族
(2)①N＞O＞S＞Zn ②[Zn(NH3)4]难电离，溶液中Zn浓度很小，无法产生沉淀 ③sp ④ABD
3882－2－(3)① ②O的半径比S的小，ZnO晶体的晶格能较大
ρNA解析 (2)①N的2p轨道半充满，处于较稳定状态，故N、O、S、Zn的第一电离能由大到小的顺序：N＞O＞S＞Zn。②[Zn(NH3)4]难电离，溶液中Zn浓度很小，无法产生沉淀。③[Zn(NH3)4]＋2＋32＋2＋22＋2＋3102的立体构型为正四面体，Zn的杂化类型为sp杂化。④[Zn(NH3)4]SO4中含有离子键、极性共价键、配位键。
112＋2－(3)①由题图知，一个ZnS晶胞中含有4个Zn，含S的个数为8×＋6×＝4,1个ZnS晶胞的824×65＋4×323883质量为 g，故1个ZnS晶胞的体积为 cm。
NAρNA②O的半径比S的小，故ZnO晶体的晶格能较大，熔点较高。
2．(2017·太原模拟)2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。这种模型可以用量子化学计算小区间内(如生物固氮时固氮酶中)的化学反应。
(1)固氮酶有铁蛋白和钼铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3，还能将环境底物乙炔(HC≡CH)催化还原成乙烯。
①乙炔是________(填“非极性”或“极性”)分子。
②碳负离子CH3的立体构型为________。
③根据等电子原理，NO的电子式为________________。
(2)钒可用于合成电池电极，也可用于人工合成二价的钒固氮酶(结构如图a)。
＋－2－2－
①V基态时核外电子排布式为____________________________________________。
②钒固氮酶中钒的配位原子有_________________________________________(填元素符号)。
(3)烟酰胺(结构如图b)可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1mol该分子中含σ键的数目为________。
(4)12g石墨烯(结构如图c)中含有的正六边形数目约为________；请你预测硅是否容易形成类似石墨烯的结构，并说明理由：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①非极性 ②三角锥形 ③K12的学习需要努力专业专心坚持
2＋
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(2)①1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d)②S、N
(3)sp、sp 15NA
(4)0.5NA 不容易，硅原子半径大，3p轨道不易形成π键
解析 (1)①乙炔的结构简式为CH≡CH，为四原子直线对称结构，为非极性分子。
1－－②CH3的价层电子对数为3＋×(4＋1－3×1)＝4，故CH3的立体构型为三角锥形。
2③NO与N2为等电子体，故电子式为(2)②根据图a可知V的配位原子为N和S。
(3)根据图b可知—N==为sp杂化，2＋232262633。
为sp杂化。
3(4)石墨烯中形成大π键成正六边形结构，而Si的原子半径较大，难形成π键，故不易形成类似石墨烯的结构。
3．(2017·江西五市八校第二次联考)有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是________________________
________________________________________________________________________。
(2)A、B、C三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为________________(用化学式表示)。
(3)A的最简单氢化物分子的立体构型为________，其中A原子的杂化类型是________杂化。
(4)A的单质中σ键的个数为________，π键的个数为________。
(5)写出基态E原子的价电子排布式：_____________________________________________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρg·cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长a＝________cm(用ρ、NA的计算式表示)。
－3
答案 (1)H2O分子间存在氢键(2)HF＞H2O＞NH3 (3)三角锥形 sp(4)1 2 (5)3d4s (6)
3312
ρNA解析 根据题干信息不难推出A、B、C、D、E五种元素分别是N、O、F、Ca、Cu。
(2)气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关，由于非金属性F＞O＞N，所以稳定性HF＞H2O＞NH3。
(3)A的最简单氢化物是NH3，中心原子N原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以NH3分子的立体构型是三角锥形，N原子的杂化类型是sp杂化。
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33101
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(4)N2的结构式是N≡N，所以σ键个数是1，π键个数是2。
78×4(6)C和D形成的化合物是CaF2，一个晶胞中有4个“CaF2”，所以一个晶胞质量是 g，一个NA3312m78×4－3晶胞的体积是acm，根据ρ＝＝g·cm，则a＝ cm。
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