物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律
班級(jí)： 姓名： 學(xué)習(xí)時(shí)間：
【課前自主復(fù)習(xí)與思考】
1．閱讀并思考《世紀(jì)金榜》p13-14:回顧主干知識(shí)和突破核心要點(diǎn)部分。
2．了解元素、核素和同位素的含義，知道原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、種子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們自己的數(shù)量關(guān)系。
3．認(rèn)識(shí)元素周期律的本質(zhì)。
4.了解元素原子結(jié)構(gòu)、在周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律的關(guān)系。
5.認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的含義，了解離子鍵和共價(jià)鍵的形成，能識(shí)別典型的離子化合物和共價(jià)化合物，能從化學(xué)鍵的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。
【結(jié)合自主復(fù)習(xí)內(nèi)容思考如下問題】
1. 下表是鈉和鎂的第一、二、三電離能（KJ?mol－1）。
元素I1I2I3
Na4964 5626 912
Mg7381 4517 733
請(qǐng)?jiān)囍忉專簽槭裁粹c易形成Na＋，而不易形成Na2+？為什么鎂易形成Mg2＋，而不易形成Mg3+？
2．（08全國Ⅰ卷）下列化合物，按其品體的熔點(diǎn)由高到低排列正確的是（ ）
A．SiO2 CaCl CBr4 CF2B．SiO2 CsCl CF4 CBr4
C．CsCl SiO2 CBr4 CF4D．CF4 CBr4 CsCl SiO2
【考綱點(diǎn)撥】
1．認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及變化過程中所遵循的原理和規(guī)律。（由“認(rèn)識(shí)”改為 “理解”比09年的要求提高）
2．了解鍵的極性和分子的極性，了解極性分子和非極性分子及其性質(zhì)的差異。（與09年相比增加了分子的極性）
【自主研究例題】
（09年江蘇高考）生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生的能源。生物質(zhì)氣（主要成分為CO、CO2、H2等）與H2混合，催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一。
（1）上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式 。
（2）根據(jù)等電子原理，寫出CO分子結(jié)構(gòu)式 。
（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu（OH）2的堿性溶液反應(yīng)生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是 ；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為 。
②甲醛分子的空間構(gòu)型是 ；1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為 。
③在1個(gè)Cu2O晶胞中（結(jié)構(gòu)如圖所示），所包含的Cu原子數(shù)目為 。
【標(biāo)準(zhǔn)答案】（1）
（2）
（3）①甲醇分子之間形成氫鍵 雜化
②平面三角形 3NA
③4
教師點(diǎn)評(píng)：本題主要考查核外電子排布式、等電子體原理、分子間作用力、雜化軌道、共價(jià)鍵類型、分子的平面構(gòu)型。（1）Zn的原子序數(shù)為30，注意3d軌道寫在4s軌道的前面；（2）依據(jù)等電子原理，可知CO與N2為等電子體，N2分子的結(jié)構(gòu)式為：互為等電子體分子的結(jié)構(gòu)相似，可寫出CO的結(jié)構(gòu)式；（3）甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵，故甲醇的沸點(diǎn)高；甲醛分子中含有碳氧雙鍵，故碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化；分子的空間構(gòu)型為平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳?xì)洇逆I，1mol碳氧δ鍵，故含有δ鍵的數(shù)目為 3NA；依據(jù)晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞內(nèi)部，所包含的Cu原子數(shù)目為4
完成本題后同學(xué)們的思考和質(zhì)疑：
【高考鏈接】
【例1】（08全國Ⅱ卷）Q、R、X、Y、Z為前20號(hào)元素中的五種，Q的低價(jià)氧化物與X單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等，R與Q同族。
(1)Q的最高價(jià)氧化物，其固體屬于________晶體，俗名叫_____________。
(2)R的氫化物的分子的空間構(gòu)型是_____________，屬于____________分子(填“極性”或“非極性”)，它與X形成的化合物可作為一種重要陶瓷材料，其化學(xué)式是___________。
(3)X的常見氫化物的空間構(gòu)型是____________；它的另一種氫化物X2H4是一種火箭燃料的成分，其電子式是__________。
(4)Q分別與Y、Z形成的共價(jià)化合物的化學(xué)式是_______和_______；Q與Y形成的分子的電子式是____________，屬于______________分子(填“極性”或“非極性”)。
【解析】Q的低價(jià)氧化物與X單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等，Q可能為C（碳），X為N，由于這五種元素均是前20號(hào)元素，所以R為Si，Y和Z的離子與Ar原子的電子結(jié)構(gòu)相同且Y的原子序數(shù)小于Z，Y為S，Z為Cl。
【參考答案】
（1）分子；干冰。
(2）正四面體；非極性；Si3N4。
(3）三角錐；
(4）CS2；CCl4， ；非極性。
【例2】（08江蘇高考）已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素�；衔顳C的晶體為離子晶體，D的二價(jià)陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。AC2為非極性分子。B、C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高。E的原子序數(shù)為24，ECl3能與B、C的氫化物形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2∶1，三個(gè)氯離子位于外界。請(qǐng)根據(jù)以上情況，回答下列問題：（答題時(shí)，A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）
（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)?。
（2）B的氫化物的分子空間構(gòu)型是 。其中心原子采取 雜化。
（3）寫出化合物AC2的電子式 ；一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體，其化學(xué)式為 。
（4）E的核外電子排布式是 ，ECl3形成的配合物的化學(xué)式為 。
（5）B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時(shí)，B被還原到最低價(jià)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
【解析】本題對(duì)應(yīng)于選修課程模塊的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”，這一模塊的學(xué)生學(xué)習(xí)體會(huì)是：學(xué)的時(shí)候難，復(fù)習(xí)的時(shí)候不難，做題時(shí)比較有把握。本題的命題風(fēng)格和平時(shí)的模擬有明顯不同之處，它是建立在必修模塊物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，A、B、C、D的推斷是解題的基礎(chǔ)，它明顯屬于必修模塊的要求。而物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面主要考查了第一電離能，雜化和分子構(gòu)型判斷，電子式和等電子原理，核外電子排布式和配合物化學(xué)式書寫等重點(diǎn)知識(shí)，重“形式”而不“深入”。
【參考答案】
（1）C＜O＜N ；（2）三角錐形 ；sp3 ；（3） ；N2O
（4）1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar] 3d54s1）； [Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
（5）4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
【例3】（09廣東高考）銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。
（1）Cu位于元素周期表第I B族。Cu2＋的核外電子排布式為__________。
（2）右圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為_________。
（3）膽礬CuSO4?5H2O可寫成[Cu(H2O4)]SO4 ?H2O，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
下列說法正確的是__________（填字母）。
A. 在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，所有氧原子都采用sp3雜化
B. 在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，存在配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵
C. 膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵
D. 膽礬中的水在不同溫度下會(huì)分步失去
（4）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是_______________。
（5）Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的_________(填“高”或“低”)，請(qǐng)解釋原因__________。
【解析】本題考查常見元素核外電子排布、電負(fù)性概念、常見軌道雜化類型、以及離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、物質(zhì)性質(zhì)、配合物成鍵狀況的了解。
（1）Cu（電子排布式為：[Ar]3d104s1） Cu2＋的過程中，參與反應(yīng)的電子是最外層的4s及3d上各一個(gè)電子，故Cu2+離子的電子是為：[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；（2）從圖中可以看出陰離子在晶胞有四類：頂點(diǎn)（8個(gè)）、棱上（4個(gè)）、面上（2個(gè)）、體心（1個(gè)），根據(jù)立方體的分?jǐn)偡�，可知該晶胞中�?個(gè)陰離子；（3）膽礬是由水合銅離子及硫酸根離子構(gòu)成的，屬于離子化合物，C不正確；（4）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，所以NH3中共用電子對(duì)偏向N，而在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子；（5）由于氧離子的例子半徑小于硫離子的離子半徑，所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高。
【參考答案】（1）[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
（2）4個(gè)
（3）B、D
（4）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子使得氮原子上的孤對(duì)電子難于與Cu2＋形成配位鍵。
（5）高 。Cu2O與Cu2S相比陽離子相同，陰離子所帶的電荷數(shù)也相同，但O2－半徑比S2－半徑小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點(diǎn)更高。
【例4】．（09福建理綜）短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右圖所示，期中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，請(qǐng)回答下列問題：
（1）T的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。
（2）元素的非金屬性為（原子的得電子能力）：Q W（填“強(qiáng)于”或“弱于”）。
（3）W的單質(zhì)與其最高價(jià)氧化物的水化物濃溶液共熱能發(fā)生反應(yīng)，生成兩種物質(zhì)，其中一種是氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
（4）原子序數(shù)比R多1的元素是一種氫化物能分解為它的另一種氫化物，此分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
（5）R有多種氧化物，其中甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小。在一定條件下，2L的甲氣體與0.5L的氯氣相混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒有氣體殘留，所生成的R的含氧酸鹽的化學(xué)式是 。
（6）在298K下，Q、T的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量akJ和bkJ。又知一定條件下，T的單質(zhì)能將Q從它的最高價(jià)氧化物中置換出來，若此置換反應(yīng)生成3molQ的單質(zhì)，則該反應(yīng)在298K下的 = （注：題中所設(shè)單質(zhì)均為最穩(wěn)定單質(zhì)）。
【解析】
結(jié)構(gòu)決定位置，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，位置體現(xiàn)性質(zhì)。周期數(shù)=電子層數(shù)，主族數(shù)=最外層電子數(shù)=最高正價(jià)數(shù)，該題還重點(diǎn)考察了碳、氮、氧的一些特殊性質(zhì)，知識(shí)涉及面廣，且同能量的變化相結(jié)合考察，效果好！
【參考答案】
（1）
（2）弱于
（3）S＋2H2SO4(濃) 3SO2↑＋2H2O
（4）2H2O2 2H2O＋O2↑（或其他合理答案）
（5）NaNO2
（6）(3a ? 4b)kJ/mol
【歸納與思考】
“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”并不是試卷體現(xiàn)區(qū)分度的地方，因此，我們今后在進(jìn)行該部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)不深挖，不做偏題怪題，把時(shí)間留在化學(xué)主干知識(shí)的復(fù)習(xí)上，留在學(xué)生化學(xué)思想的形成和化學(xué)能力的培養(yǎng)上。
【自主檢測(cè)】《世紀(jì)金榜》專題高效測(cè)評(píng)部分。
參考答案
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律
【自主研究例題】
【標(biāo)準(zhǔn)答案】（1）
（2）
（3）①甲醇分子之間形成氫鍵 雜化
②平面三角形 3NA
③4
教師點(diǎn)評(píng)：本題主要考查核外電子排布式、等電子體原理、分子間作用力、雜化軌道、共價(jià)鍵類型、分子的平面構(gòu)型。（1）Zn的原子序數(shù)為30，注意3d軌道寫在4s軌道的前面；（2）依據(jù)等電子原理，可知CO與N2為等電子體，N2分子的結(jié)構(gòu)式為：互為等電子體分子的結(jié)構(gòu)相似，可寫出CO的結(jié)構(gòu)式；（3）甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵，故甲醇的沸點(diǎn)高；甲醛分子中含有碳氧雙鍵，故碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化；分子的空間構(gòu)型為平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳?xì)洇逆I，1mol碳氧δ鍵，故含有δ鍵的數(shù)目為 3NA；依據(jù)晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞內(nèi)部，所包含的Cu原子數(shù)目為4
【高考鏈接】
【例1】【解析】Q的低價(jià)氧化物與X單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等，Q可能為C（碳），X為N，由于這五種元素均是前20號(hào)元素，所以R為Si，Y和Z的離子與Ar原子的電子結(jié)構(gòu)相同且Y的原子序數(shù)小于Z，Y為S，Z為Cl。
【參考答案】
（1）分子；干冰。
(2）正四面體；非極性；Si3N4。
(3）三角錐；
(4）CS2；CCl4， ；非極性。
【例2】【解析】本題對(duì)應(yīng)于選修課程模塊的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”，這一模塊的學(xué)生學(xué)習(xí)體會(huì)是：學(xué)的時(shí)候難，復(fù)習(xí)的時(shí)候不難，做題時(shí)比較有把握。本題的命題風(fēng)格和平時(shí)的模擬有明顯不同之處，它是建立在必修模塊物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，A、B、C、D的推斷是解題的基礎(chǔ)，它明顯屬于必修模塊的要求。而物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面主要考查了第一電離能，雜化和分子構(gòu)型判斷，電子式和等電子原理，核外電子排布式和配合物化學(xué)式書寫等重點(diǎn)知識(shí)，重“形式”而不“深入”。
【參考答案】
（1）C＜O＜N ；（2）三角錐形 ；sp3 ；（3） ；N2O
（4）1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar] 3d54s1）； [Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
（5）4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
【例3】【解析】本題考查常見元素核外電子排布、電負(fù)性概念、常見軌道雜化類型、以及離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、物質(zhì)性質(zhì)、配合物成鍵狀況的了解。
（1）Cu（電子排布式為：[Ar]3d104s1） Cu2＋的過程中，參與反應(yīng)的電子是最外層的4s及3d上各一個(gè)電子，故Cu2+離子的電子是為：[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；（2）從圖中可以看出陰離子在晶胞有四類：頂點(diǎn)（8個(gè)）、棱上（4個(gè)）、面上（2個(gè)）、體心（1個(gè)），根據(jù)立方體的分?jǐn)偡ǎ芍摼О杏?個(gè)陰離子；（3）膽礬是由水合銅離子及硫酸根離子構(gòu)成的，屬于離子化合物，C不正確；（4）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，所以NH3中共用電子對(duì)偏向N，而在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子；（5）由于氧離子的例子半徑小于硫離子的離子半徑，所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高。
【參考答案】（1）[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
（2）4個(gè)
（3）B、D
（4）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子使得氮原子上的孤對(duì)電子難于與Cu2＋形成配位鍵。
（5）高 。Cu2O與Cu2S相比陽離子相同，陰離子所帶的電荷數(shù)也相同，但O2－半徑比S2－半徑小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點(diǎn)更高。
【例4】．【解析】
結(jié)構(gòu)決定位置，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，位置體現(xiàn)性質(zhì)。周期數(shù)=電子層數(shù)，主族數(shù)=最外層電子數(shù)=最高正價(jià)數(shù)，該題還重點(diǎn)考察了碳、氮、氧的一些特殊性質(zhì)，知識(shí)涉及面廣，且同能量的變化相結(jié)合考察，效果好！
【參考答案】
（1）
（2）弱于
（3）S＋2H2SO4(濃) 3SO2↑＋2H2O
（4）2H2O2 2H2O＋O2↑（或其他合理答案）
（5）NaNO2
（6）(3a ? 4b)kJ/mol
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