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文档简介
专题09物质结构与性质重难点辨析
目录
第一部分易错点剖析
易错典题避错攻略举一反三
易错点1不能正确运用核外电子排布原理
易错点2不能比较第一电离能和电负性大小
易错点3不能正确区分共价键类型
易错点4不能正确分析分子的性质
易错点5不会判断原子的杂化轨道类型
易错点6不能推测微粒的立体构型
易错点7不能区分晶体类型及特点
易错点8不能正确进行晶体有关计算
第二部分易错题闯关
易错点1不能正确运用核外电子排布原理
易错典题
【例1】(2025•山东卷,6,2分)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的
是()
174174176
A.70Yb的中子数与质子数之差为104B.70Yb与70Yb是同一种核素
C.基态Yb原子核外共有10个d电子D.Yb位于元素周期表中第6周期
【错因分析】
中学化学中核外电子排布原理的易错点主要集中在以下:
(1)概念理解误区
能层与能级混淆:误认为同一能层电子能量相同,实际能级(如s、p、d、f)能量存在差异。
稳定结构误判:最外层电子数少于4个不一定是金属(如氢原子);稳定结构不一定是8电子(如氦原子
为2电子)。
过渡元素特殊性:忽略能级交错(如4s轨道能量低于3d)及洪特规则特例(如Cr、Cu的排布)。
(2)书写规则错误
排布式顺序:d轨道填充时需将(n-1)d写在ns前(如Fe:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²)。
排布图规范:违反泡利原理(同一轨道自旋方向相同);违反洪特规则(未优先分占不同轨道)。
避错攻略
【方法总结】
原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。
【知识链接】
1.原子核外电子排布三原理
能量最低原子核外电子尽可能占有能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,这样使整个原子处于最
原理低的能量状态。
泡利原理1个原子轨道里最多容纳2个电子,且自旋方向相反。
电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋方向相同。
洪特规则
特例:若s、p、d轨道上全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)或全满(p6、d10、f14),则结构较稳定!
2.基态原子核核外电子排布式的表示方法
①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数,这就是电子排布式,例如
K:1s22s22p63s23p64s1
电子排布式
②为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应
稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K:[Ar]4s1
每个方框或圆圈代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子。
轨道表示式
如基态硫原子的轨道表示式为:↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑
1s2s2p3s3p
以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语
表示方法FeFe2+Fe3+
原子(或离子)结构示意图4
电子排布式[Ar]3d64s2[Ar]3d6[Ar]3d5
外围电子排布式(价电子排布式)3d64s2————
↑
轨道表示式[Ar]↑↓↑↑↑↑↑↓[Ar]↑↓↑↑↑[Ar]↑↑↑↑↑
3d4s3d3d
由于能级交错,3d轨道的能量比4s轨道的能量高,排电子时是先排4s轨道再排3d轨道,而失电
特别提醒
子时,却先失4s轨道上的电子!
举一反三
【变式1-1】下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是()
选项电子排布式或轨道表示式评价
AN原子的轨道表示式:错误;违反洪特规则
BO原子的轨道表示式:错误;违反泡利不相容原理
CK原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d1错误;违反能量最低原理
DBr-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6错误;违反能量最低原理
【变式1-2】(2025·浙江省五校高三联考)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。
请回答:
(1)基态F原子核外电子的空间运动状态有种。下列属于氯原子激发态且能量较低的是。
(填标号)
a.1s22s22p63s23p6b.1s22s22p63s13p6c.1s22s22p63s23p33d2d.1s22s22p63s23p3
易错点2不能比较第一电离能和电负性大小
易错典题
【例2】(2023·北京卷)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是()
A.F-F键的键能小于Cl-Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
【错因分析】
与元素金属性、非金属性变化规律并不完全一致,如同一周期,随原子序数的递增,元素金属性减弱,
非金属性增强,第一电离能增大,但金属性Mg>Al,本来第一电离能应该是Al>Mg,但实际是Mg>Al,非
金属性N<O,但第一电离能N>O。
避错攻略
【方法总结】
同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大
递变性
同主族从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势。
电离能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
应用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
同周期从左到右,主族元素电负性逐渐增大
递变性
同一主族从上到下,元素电负性呈现减小的趋势
电负性①判断金属性怀非金属性强弱:金属的电负性通常小于1.8
应用②判断元素在化合物中的价态:电负性大者显负价
③判断化学键类型:两元素的电负性差值大于1.7为离子键
【知识链接】
4.电离能及其应用
(1)电离能的变化规律
①同周期从左到右(ⅠA族→0族),第一电离能呈增大的趋势。但第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3),因
为p轨道处于全空或半充满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的第ⅢA族或第ⅥA
族元素,如第一电离能:Mg>Al、P>S。
②逐级电离能逐渐增大(I1<I2<……),同能层的变化不大,但不同能层的差别很大(突变)。如Na:I1<
<I2……I9<<I10<I11。
(2)电离能的应用
①判断元素金属性的强弱:一般来说,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:根据逐级电离能确定最外层电子数和各层电子数。
5.电负性及其应用
(1)电负性变化规律
在周期表中,元素电负性从左到右逐渐增大,从上往下逐渐减小。
(2)电负性的三个主要应用
①确定元素类型:一般来说,电负性大于1.8的为非金属元素;电负性小于1.8的为金属元素。
②确定化学键类型:一般来说,两成键元素电负性差值大于1.7时易形成离子键;两成键元素电负性差
值小于1.7时易形成共价键。
③判断化合物中元素价态正负:一般来说,电负性大的元素呈现负价,电负性小的元素呈现正价。
举一反三
【变式2-1】(2025·江苏宿迁高三模拟预测)四羟基合铝酸钠(NaAl(OH)4)与过量CO2反应可制得
Al(OH)3。下列说法正确的是()
A.第一电离能:I1(H)I1(Na)B.电负性:χ(H)χ(C)
C.沸点:H2OCH4D.碱性:NaOHAl(OH)3
【变式2-2】(2025·江苏南通三模)一种用于烧制陶瓷的黏土中含Al2Si2O5(OH)4、CaMg(CO3)2、MgSO4
等物质。下列说法正确的是()
A.离子半径:r(Na)r(Al3)r(O2)B.电负性:χ(O)χ(C)χ(Si)
C.熔点:SO2>SiO2>CO2D.第一电离能:I1(Si)I1(Al)I1(Mg)
易错点3不能正确区分共价键类型
易错典题
【例3】人们为了营养肌肤,往往需要搽用护肤品。在所有的护肤品中都含有保湿的甘油(丙三醇),已
知其结构简式为CH2OHCHOHCH2OH。以下对甘油分子的叙述中,正确的是()
A.分子中只含有极性键B.分子中只含有非极性键
C.分子中既含有σ键又含有π键D.分子中既含有极性键又含有非极性键
【错因分析】
(1)混淆σ键和π键的形成方式
误以为所有共价键都是σ键,或认为双键、三键中只有π键。
原因:σ键是“头碰头”重叠,π键是“肩并肩”重叠。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。
例子:CO₂分子中C=O双键包含一个σ键和一个π键,但学生可能只注意到π键。
(2)忽视共价键的饱和性和方向性
认为共价键可以无限形成,或忽略分子立体结构。
原因:共价键的饱和性指原子形成共价键的数量有限,方向性指原子轨道需沿电子云概率最大方向重
叠。
(3)误判共价键的极性
认为非金属元素间一定形成非极性键,或忽略电负性差的影响。
原因:共价键的极性取决于成键原子电负性差。电负性差越大,键的极性越强。
(4)忽略共价键的存在范围
认为共价键只存在于非金属单质或共价化合物中。
原因:部分离子化合物(如NaOH、NH₄Cl)中也存在共价键。
避错攻略
【方法总结】
σ键和π键的判断方法
共价单键为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。但注意配位键也属于σ键,
2+
如1mol[Cu(NH3)4]中所含σ键数目为16NA。
(3)大π键
①定义:大π键一般是三个或更多个原子间形成的,是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。
n
②表达式Πm:m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。
64-6442-6
③示例:、Π6;CH2CH—CHCH2、Π4;NO3、Π4;SO2、Π3;O3、Π3;CO3、Π4。
【知识链接】共价键的类型
分类形成共价键的形成共价键的原子间
依据原子轨道重叠方式电子对是否偏移共用电子对的数目
σ键π键极性键非极性键单键双键三键
电子云电子云“肩原子间有原子间有原子间有
类型共用电子对共用电子对
“头碰头”重叠并肩”重叠一对共用两对共用三对共用
发生偏移不发生偏移
s—ss—pp—pp—p电子对电子对电子对
实例H2HClCl2N2HClI2HClCH2=CH≡CH
CH2
σ键和π键判断:①σ键稳定,π键活泼;②共价单键是σ键;③共价双键中有一个σ键和一个π键;④共
提醒
价三键中有一个σ键和两个π键。
σ键和π键的识别和计算
键线式呈现的结构,不能忽略省去的碳氢键
含有苯环的结构,不能忽略苯环中的碳氢键
σ键和π键的识别
1mol苯分子中含有σ键的物质的量为12mol。乙炔分子中σ键和π键的数目之比是3∶2。
HCOONa中σ键和π键的数目之比是3∶1
由内界与外界组成的配合物:内界和外界之间一般存在离子键,如[Cu(NH3)4]SO4中,
2+2-
配合物中的σ键和π[Cu(NH3)4]与SO4之间是离子键,内界与外界中均含有σ键。1mol[Cu(NH3)4]SO4中
键(一般,配位键是含有σ键的物质的量为20mol
σ键)无外界的配合物,直接计算内界中的σ键数目。1mol[Fe(CO)5]中含有σ键的物质的量为
10mol,π键的物质的量为10mol
举一反三
【变式3-1】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是()
2-2+2+
A.C2与O2结构相似,1molO2中含有的π键数目为2NA
B.CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
-
C.CN与N2结构相似,CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键数目
为6NA
【变式3-2】6.(2024·福建卷,6,4分)我国科学家预测了稳定的氮单质分子N8(结构如图)。设NA为阿
伏加德罗常数的值。下列说法错.误.的是()
A.1.0molN8的σ键电子数为16NA
B.1.0molN8的(价层)孤电子对数为7NA
2
C.1.0molN8的sp杂化N原子数为6NA
D.112.0gN8完全分解,产生的N2分子数为4mol
易错点4不能正确分析分子的性质
易错典题
【例4】(2025·江西卷,2,3分)下列说法正确的是()
+-
A.键长:CO>CO2B.沸点:HI>HClC.键能:O2>N2D.键角:NH4>NO3
【错因分析】
分子与原子区别:误认为分子比原子大(实际取决于具体物质)或分子能保持物理性质(实际仅保持化学
性质)。
分子运动与间隙:错误认为固体分子静止(实际仍在振动)或混合后分子体积变小(实际是分子间隙变化)。
化学键与性质:混淆氢键(影响物理性质)与化学键(决定化学稳定性)的作用。
避错攻略
【方法总结】
区分分子与原子:明确分子是保持物质化学性质的最小微粒,原子是化学变化中的最小微粒。例如,水
分子(H₂O)由氢原子和氧原子构成,但水的化学性质由水分子决定。
理解分子运动与间隔:固体分子仍在振动,液体分子间距可改变(如热胀冷缩),气体分子间距最大。
辨析化学键类型:共价键(如H₂O)决定分子稳定性,离子键(如NaCl)影响晶体性质,氢键(如HF)影响物
理性质(沸点、溶解度)。
【知识链接】
1.键的极性与分子极性的关系
类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型
X2H2、N2-非极性键非极性分子直线型
XYHCl、NO-极性键极性分子直线型
CO2、CS2180°极性键非极性分子直线型
XY2(X2Y)SO2120°极性键极性分子三角形
H2O、H2S104.5°极性键极性分子V形
BF3120°极性键非极性分子平面三角形
XY3
NH3107.3°极性键非极性分子三角锥形
XY4CH4、CCl4109.5°极性键非极性分子正四面体
2.分子的溶解性
①“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。若能形成氢
键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近),而戊醇在
水中的溶解度明显减小。
③“相似相溶”规律可用于解释一些物质溶解现象,如HCl(极性分子)易溶于H2O(极性溶剂),可做喷泉
实验;苯(非极性溶剂)可萃取水(极性溶剂)中的溴(非极性分子)。
3.分子的手性
①手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为镜像,在三维空
间里不能重叠的现象。
②手性分子:具有手性异构体的分子。
③手性碳原子:在有机物分子中,连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性
分子,如。
4.无机含氧酸分子的酸性
对于同一种元素的无机含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强。如果把含氧酸的通
式写成(HO)mROn,R相同时,n值越大,R的正电性越高,R—O—H中的氧原子的电子就会越向R偏移,
+
在水分子的作用下,就越容易电离出H,酸性也就越强。如H2SO3可写成(HO)2SO,n=1;H2SO4可写成
(HO)2SO2,n=2。所以酸性:H2SO4>H2SO3。同理,酸性:HNO3>HNO2,HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
举一反三
【变式4-1】(2025·广西卷,5,3分)阅读材料:硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得,如图。硅胶添
加无水CoCl2,呈蓝色;吸水后,因CoCl2转化为配合物[Co(H2O)4Cl2]·2H2O而呈粉红色。
下列有关结构与性质或应用之间的因果关系错误的是()
选项结构性质或应用
A原硅酸分子中含有多个-OH可脱水制成硅胶
B硅胶与H2O形成分子间氢键烘干失水后可再用
C无水CoCl2中存在离子键CoCl2易溶于水
2+-
D配合物中Co与H2O、Cl配位可使硅胶变色
【变式4-2】(2024·浙江省6月选考)氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。
…
①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(-O-HOH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序,
请说明理由。
②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由。
易错点5不会判断原子的杂化轨道类型
易错典题
【例5】(2025·广西卷,4,3分)阅读材料:硅胶可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得,如图。硅胶添加无
水CoCl2,呈蓝色;吸水后,因CoCl2转化为配合物[Co(H2O)4Cl2]·2H2O而呈粉红色。
下列说法正确的是()
-59
A.Cl的电子式为B.27Co的中子数为27
24-
C.硅胶中O采取sp杂化D.SiO4的空间结构为正四面体
【错因分析】
中学化学中判断杂化轨道类型易错的原因主要有:
(1)概念理解不深入:对杂化轨道理论的核心概念(如杂化轨道只能形成σ键或容纳孤电子对)理解不透彻,
导致误认为杂化轨道可形成π键。例如,sp³杂化轨道成键时若存在孤电子对,分子构型可能为三角锥形或V
形,而非正四面体。
(2)方法应用不熟练:未能灵活运用多种判断方法(如空间构型、价层电子对数、等电子原理等),导致在
复杂分子中判断失误。例如,SO₂分子中S原子为sp²杂化,但分子构型为V形,易误判为sp³杂化。
(3)忽略孤电子对的影响:未考虑孤电子对成键电子对的排斥作用,导致键角判断错误。例如,NH₃分子
中N原子为sp³杂化,但因存在孤电子对,键角小于109°28′。
(4)混淆杂化类型与分子构型:将杂化类型与分子空间构型直接等同,忽略孤电子对的影响。例如,sp³
杂化轨道成键时,若存在孤电子对,分子构型可能为三角锥形(如NH₃)或V形(如H₂O)。
(5)计算错误:在计算价层电子对数时,未正确区分σ键电子对和孤电子对,或忽略π键电子对不计入价层
电子对数。
避错攻略
【方法总结】
判断分子中心原子的杂化类型方法
①根据杂化轨道的空间分布构型判断
a.若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子的中心原子发生sp3杂化。
b.若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。
c.若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。
②根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,
则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子发生sp杂化。
③根据等电子原理进行判断
--
如CO2是直线形分子,CNS、N3与CO2是等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp
杂化。
④根据中心原子的价层电子对数判断
如中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化,为3是sp2杂化,为2是sp杂化。
⑤根据分子或离子中有无π键及π键数目判断
如没有π键为sp3杂化,含一个π键为sp2杂化,含两个π键为sp杂化。
【知识链接】
判断杂化轨道类型其实有套路可循,核心就三点:看空间构型、算价层电子对数、结合成键情况。
(1)根据空间构型快速判断
分子长啥样,杂化类型基本就定了:
直线形(如CO₂、C₂H₂):sp杂化,键角180°。
平面三角形(如BF₃、C₆H₆):sp²杂化,键角120°。
正四面体(如CH₄、CCl₄):sp³杂化,键角109.5°。
三角锥形(如NH₃)或V形(如H₂O):通常也是sp³杂化,但键角会因孤电子对压缩而变小。
(2)用价层电子对数(VSEPR)计算
这是最普适的方法,分三步走:
算价层电子对数:
公式:n=(中心原子价电子数+配位原子提供的电子数×m)÷2。
注意:卤素、H提供1个电子,O族不提供;离子要减去电荷数。
对号入座:
2对→sp杂化(如BeCl₂)
3对→sp²杂化(如SO₃)
4对→sp³杂化(如NH₄⁺)
5对→sp³d杂化(如PCl₅)
6对→sp³d²杂化(如SF₆)
(3)结合成键情况辅助判断
sp杂化:形成1个三键(如N₂)或2个双键(如CO₂)。
sp²杂化:形成1个双键+2个单键(如BF₃)或3个σ键(如C₆H₆)。
sp³杂化:形成4个单键(如CH₄)或3个单键+1对孤电子(如NH₃)。
(4)避开这些易错点
别忽略孤电子对:它会影响键角,比如H₂O的键角不是109.5°而是104.5°。
别混淆杂化与构型:sp³杂化不一定是正四面体,也可能是三角锥(NH₃)或V形(H₂O)。
别算错价层电子:注意配位原子提供的电子数,比如O族不提供,卤素提供1个。
举一反三
【变式5-1】下列每组分子的中心原子杂化方式相同的是()
A.XeF2、PCl5B.C2H2、H2O2C.BF3、NCl3D.SO2、H2O
【变式5-2】下列分子的空间结构以及中心原子的杂化方式都相同的是()
2
A.BeCl2和BF3B.NO2和NO3C.SO4和ClO4D.CO2和SO3
易错点6不能推测微粒的立体构型
易错典题
【例6】价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是()
A.CO2和SO2的空间构型均为直线型B.NH3和H2S的价层电子对互斥模型均为四面体
2-2-
C.BF3和NF3均为非极性分子D.SO3与CO3的键角相等
【错因分析】
中学化学中推测微粒立体构型的易错点主要集中在以下方面:
(1)理论适用范围混淆
VSEPR理论局限性:该理论基于主族元素价层电子对互斥,但过渡金属配合物(如[Cu(NH₃)₄]²⁺)因d轨
道参与杂化,实际构型常与理论预测(四面体→平面正方形)不符。
杂化理论误用:需明确杂化类型(如sp³、sp²)与构型关系,但题目可能未提供足够电子对信息导致误判。
(2)模型与概念混淆
价层电子对模型与空间构型:前者需包含孤电子对,后者仅显示原子位置,易忽略孤电子对影响。
球棍模型与比例模型:前者强调键长和角度,后者体现原子大小比例,混淆会导致构型判断错误。
(3)计算与逻辑错误
孤电子对计算:公式0.5(a-xb)中,a、b取值错误(如阴离子未加电荷数)导致电子对数偏差。
构型与极性关系:三角锥形(如NH₃)一定是极性分子,但平面三角形(如BF₃)可能为非极性分子,需结
合对称性分析。O族不提供,卤素提供1个。
避错攻略
【方法总结】
快速判断微粒立体构型的步骤
(1)确定中心原子:通常是分子中电负性较小或能形成最多键的原子。
(2)计算价层电子对数:
公式:价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数
孤电子对数计算:孤电子对数=0.5×(中心原子价电子数-配位原子数×配位原子最多接受电子
数)(阴离子需加电荷数,阳离子需减电荷数)
(3)根据电子对数确定VSEPR模型:
2对:直线形
3对:平面三角形
4对:正四面体形
5对:三角双锥形
6对:八面体形
(4)略去孤电子对得实际构型:
如NH₃的VSEPR模型为四面体,略去1对孤电子后为三角锥形。
【知识链接】
1.价层电子对数计算
价层电子对数(n)n=σ键数+中心原子上的孤电子对数说明:σ键电子对数=中心原子结合的原子数
中心原子上的孤1①a表示中心原子的价电子数
f=(a-xb)
电子对数(f)2对于主族元素:a=原子的最外层电子数
对于阳离子:a=中心原子的价电子数-离子的电荷数
对于阴离子:a=中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)
②x表示与中心原子结合的原子数。
③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1,其他原子
=8-该原子的价电子数)
2.空间构型判断
价层电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型(理想几何构型)分子空间构型(实际几何械型)实例
220直线形直线形BeCl2
30三角形BF3
3平面正三角形
21V形SnBr2
40正四面体形CH4
431正四面体形三角锥形NH3
22V形H2O
m±
3.中心原子价层电子对数、杂化轨道类型与粒子的立体构型(ABn型)
价层电子对数(杂化轨道数)234
杂化轨道类型spsp2sp3
价层电子对模型(VSEPR)直线形三角形四面体形
AB2:AB2:AB3:AB2:AB3:AB4:(正)
粒子组成形式与构型
直线形V形三角形V形三角锥形四面体形
当中心原子无孤电子对时,分子构型与价层电子对模型一致;当
规律有孤电子对时,分子的构型为去掉孤电子对后剩余部分的立体构
型,且孤电子对会对分子构型产生“挤压”效果,使键角变小
3.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断
分子(A为中中心原子杂化中心原子孤电
分子构型示例
心原子)方式子对数
sp0直线形BeCl2
2
AB2sp1V形SO2
3
sp2V形H2O
2
sp0平面三角形BF3
AB3
3
sp1三角锥形NH3
3
AB4sp0正四面体形CH4
举一反三
【变式6-1】(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是()
2-2-
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B.SO3和CO3的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子D.XeF2和XeO2的键角相等
【变式6-2】下列分子或离子的空间结构相同的是()
2-+-
A.BeCl2和SO2B.BF3和PCl3C.SO4和NH4D.SO3和ClO3
易错点7不能区分晶体类型及特点
易错典题
【例7】几种物质的沸点如图所示。下列推断正确的是()
A.D可能为共价晶体,H为分子晶体
B.G可能为离子晶体,A可能为分子晶体
C.G、H一定是分子晶体,E、F一定是金属晶体
D.D可能为共价晶体,B一定是离子晶体
【错因分析】
(1)共价晶体是一个三维的共价键网状结构,是一个“巨分子”,没有小分子存在;而分子晶体中存在真
实的分子。
(2)共价晶体的化学式不表示实际组成,只表示组成原子的个数比,如SiO2只是表示晶体中Si与O的
原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。
(3)由原子构成的晶体不一定是共价晶体,如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。
避错攻略
【方法总结】判断晶体类型的方法
(1)主要是根据各类晶体的特征性质判断
如低熔、沸点的化合物形成分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形
成离子晶体;熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体;晶体能导电、传热、具有延
展性的为金属晶体。
(2)根据物质的类别判断
金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体;大多数非金
属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机
物(除有机盐外)是分子晶体。常见的共价晶体中单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的共价晶体中化合
物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注:汞在常温为液体)与合金是金属晶体。
【知识链接】
(1)四种晶体类型比较
类型
分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体
比较
金属阳离子和自由
构成粒子分子原子阴、阳离子
电子
粒子间的相
分子间作用力共价键金属键离子键
互作用力
硬度较小很大有的很大,有的很小较大
熔、沸点较低很高有的很高,有的很低较高
大多易溶于水
溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶
等极性溶剂
一般不导电,晶体不导电,水
导电、传热一般不具有导电
溶于水后有的电和热的良导体溶液或熔融态
性性
导电导电
(2)物质熔、沸点高低的比较
一般情况下,原子晶体>离子晶体>分子晶体,如:金刚石>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如:Na>Cl2。
(金属晶体熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等)
原子晶体
半径越小键长越短}→键能越大→熔、沸点越高,如:金刚石>石英>晶体硅
一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,晶格能越大,熔、
离子晶体
沸点就越高。如:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl
金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸
金属晶体
点就越高,如Al>Mg>Na
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反
常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>
分子晶体SiH4>CH4
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔沸点越高,如
CO>N2
在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如正戊烷>异戊烷>新戊烷
举一反三
【变式7-1】根据下列几种物质的熔点和沸点数据,判断下列有关说法错误的是()
NaClMgCl2AlCl3SiCl4单质B
熔点/℃8017121902300
沸点/℃146514121782500
注:AlCl3熔点在条件下测定。
A.SiCl4与SiO2晶体结构相似B.单质B晶体内部原子之间通过共价键连接
C.AlCl3加热易升华D.MgCl2晶体中离子键的强度比晶体中的小
【变式7-2】(2025·湖北黄冈三模)氧化铝晶体有多种不同的晶型。图(1)是α-Al2O3的晶体结构示意图;
β-Al2O3可视作铝酸盐,其中一类化学式为R2O·xAl2O3(R是K或Na),其微观结构示意图如图(2),其中R
未画出。下列说法错误的是()
A.图(1)中B为Al3+,填入了O2-构成的八面体空隙中,填充率为三分之二
B.α-Al2O3中AlO6八面体彼此紧密相连,其结构稳定性高于其他晶型
3+2-
C.在β-Al2O3晶体中,Al和O构成刚性骨架,是晶体导电的主要传导离子
D.β-Al2O3晶体传导金属离子电荷量相同时,离子半径越小,导电效率越高
易错点8不能正确进行晶体有关计算
易错典题
【例8】(2025·安徽卷,12,3分)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为dpm。下图给出
了碘的单层结构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的
是()
A.碘晶体是混合型晶体B.液态碘单质中也存在“卤键”
2254
-3
C.127g碘晶体中有NA个“卤键”D.碘晶体的密度为-30gcm
abdNA10
【错因分析】
晶胞计算确实是中学化学里容易踩坑的题型,易错点主要集中在概念理解、计算步骤和空间想象这几
个方面:
(1)概念理解不清晰
晶胞参数与晶系混淆:比如把立方晶系的体积公式(V=a³)误用于其他晶系,或者忽略角度对体积的影响。
Z值(晶胞内独立原子数)计算错误:没搞清不同晶系中原子分摊的规则,导致原子数统计出错。
密度公式应用不当:漏掉阿伏伽德罗常数(NA),或者没把晶胞体积换算成立方厘米(cm³)。
(2)计算步骤不规范
单位换算错误:比如把pm(皮米)直接代入计算,没换成厘米(cm)。
均摊法使用错误:顶点、棱、面、体心原子的分摊比例记混,导致原子数算错。
公式套用不严谨:比如用立方晶系的密度公式(ρ=z·m/NA·a³)去算六方晶系,结果自然不对。
(3)空间想象能力不足
原子位置判断错误:比如把面心立方晶胞中面心原子的配位数算成4,实际是12。
晶胞延伸理解偏差:没意识到晶胞是三维重复的,导致原子数或配位数算少。
复杂结构分析困难:比如足球烯(C60)中五元环和六元环的数量,空间想象不够就容易出错。
(4)其他易错点
忽略晶体缺陷:比如NiO晶体中Ni²⁺和Ni³⁺的比例变化,没考虑电荷守恒。
配位数计算错误:比如NaCl晶胞中Cl⁻的配位数实际是6,但容易误算成12。
避错攻略
【方法总结】
(1)明确晶系和结构
不同晶系(立方、六方等)的晶胞参数和原子排列方式不同,需先判断题目所属晶系。例如,立方晶系中
顶点、棱、面、体心原子的贡献分别为1/8、1/4、1/2、1,而六方晶系需按六棱柱结构计算。常见结构如
NaCl(面心立方)、CsCl(体心立方)的配位数和原子数需熟记。
(2)规范应用均摊法
立方晶胞:顶点原子8个晶胞共用,贡献1/8;棱上原子4个共用,贡献1/4;面心原子2个共用,贡
献1/2;体心原子完全属于该晶胞。
非立方晶胞:如石墨层内碳原子被3个六边形共用,每个六边形占1/3原子。
(3)严格单位换算
晶胞边长常以pm(皮米)给出,计算密度时需转换为cm(1pm=10⁻¹⁰cm),摩尔质量单位为g/mol,阿伏
伽德罗常数单位为mol⁻¹,确保公式ρ=(z·M)/(Nₐ·a³)中单位统一。
【知识链接】
1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
(1)原则:晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的
份额就是1。
n
(2)方法
A.长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算方法如图所示:
B.非长方体晶胞中粒子视具体情况而定:
a.三棱柱b.六棱柱
(3)计算化学式
2.空间利用率(η)
(1)概念:指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
(2)金属晶体空间利用率
球体积
空间利用率=×100%,球体积为金属原子的总体积。
晶胞体积
(3)空间利用率的计算
①简单立方堆积
设原子半径为R,由于原子在晶胞棱的方向上相切,可以计算出晶胞参数:a=b=c=2R,α=β=γ=90°。
每个晶胞中包含一个原子。
44
1×πR31×πR3
η=3×100%=3×100%≈52.36%。
a32R3
②体心立方堆积
43
设原子半径为R,由于原子在晶胞体对角线方向上相切,可以计算出晶胞参数:a=b=c=R,α=β
3
=γ=90°。每个晶胞中包含两个原子。
43
42×πR
2×πR33
=3=。
η×100%43R×100%≈68.02%
a3
33
③面心立方最密堆积
设原子半径为R,由于原子在晶胞面对角线方向上相切,可以计算出晶胞参数:a=b=c=22R,α=β
=γ=90°。每个晶胞中包含四个原子。
44
4×πR34×πR3
η=3×100%=3×100%≈74.05%。
a322R3
④六方最密堆积
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