4．等電子原理及其應(yīng)用

　　 等電子體：原子數(shù)相同，價(jià)電子數(shù)也相同的微粒，如：CO和N₂，CH₄和NH₄⁺；等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征，性質(zhì)相似。

3．價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷簡(jiǎn)單分子或離子的空間構(gòu)型

電子對(duì)數(shù)　 目	電子對(duì)的空間構(gòu)型	成鍵電子對(duì)數(shù)	孤電子 對(duì) 數(shù)	電子對(duì)的 排列方式	分子的 空間構(gòu)型	實(shí)　 例
2	直 線	2	0		直 線	CO2、C2H2
3	三角形	3	0		三角形	BF3、SO3
2	1		V-形	SnCl2、PbCl2
4	四面體	4	0		四面體	CH4、SO42- CCl4、NH4+
3	1		三角錐	NH3、PCl3
2	2		V-形	H2O、H2S

2．多原子分子(離子)的立體結(jié)構(gòu)

1．鍵的極性和分子的極性

3．電負(fù)性

元素的原子在分子中吸引電子對(duì)的能力叫做該元素的電負(fù)性。

(1)同周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大；(2)同周期元素從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小。

化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)

2．第一電離能

　　 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的能量叫做第一電離能。常用符號(hào)I₁表示，單位為kJ/mol。　　

同周期元素，從左往右第一電離能呈增大趨勢(shì)。電子亞層結(jié)構(gòu)為全滿、半滿時(shí)較相鄰元素要大即第 ⅡA 族、第 ⅤA 族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。

同主族元素，從上到下第一電離能逐漸減小。

1．構(gòu)造原理

圖(1)　　　　　　　　　　　　　　　　 圖(2)

①根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)原子核外電子的排布遵循圖⑴箭頭所示的順序。

②根據(jù)構(gòu)造原理，可以將各能級(jí)按能量的差異分成能級(jí)組如圖⑵所示，由下而上表示七個(gè)能級(jí)組，其能量依次升高；在同一能級(jí)組內(nèi)，從左到右能量依次升高�；鶓B(tài)原子核外電子的排布按能量由低到高的順序依次排布。

1．(2008全國(guó)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 CF₂ 　　　　　 B．SiO₂ CsCl　 CF₄ CBr₄

C．CsCl　 SiO₂　 CBr₄ CF₄ D．CF₄ CBr₄ CsCl　 SiO₂

解析：物質(zhì)的熔點(diǎn)的高低與晶體的類型有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體；即：SiO₂＞CsCl＞CBr₄、CF₄。當(dāng)晶體的類型相同時(shí)，原子晶體與原子半徑有關(guān)；離子晶體與離子的半徑和離子所帶的電荷有關(guān)；分子晶體當(dāng)組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，與相對(duì)分子質(zhì)量的大小有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)分子質(zhì)量大的，熔點(diǎn)高，即CBr₄＞CF₄。

答案：A。

點(diǎn)評(píng)：① 一般規(guī)律:原子晶體＞離子晶體＞分子晶體

② 同屬原子晶體，一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，晶體的熔、沸點(diǎn)越高.

③ 同類型的離子晶體,離子電荷數(shù)越大,陰、陽(yáng)離子核間距越小,則離子鍵越牢固,晶體的

　 熔、沸點(diǎn)一般越高.

④ 分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般分子量越大,分子間作用力越強(qiáng),晶體熔、沸點(diǎn)越

　 高.

例2．(2008全國(guó)Ⅰ卷)下列敘述中正確的是(　　 )

A．NH₃、CO、CO₂都是極性分子

B．CH₄、CCl₄都是含有極性鍵的非極性分子

C．HF、HCl、HBr、Hl的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)

D．CS₂、H₂O、C₂H₂都是直線型分子

解析：分子的極性一般與物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱，這屬于非極性分子，反之屬于極性分子，對(duì)于AB_n分子，其經(jīng)驗(yàn)規(guī)則是中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值若等于最外層電子數(shù)，則屬于非極性分子，反之屬于極性分子。當(dāng)然根據(jù)分子的極性也可以判斷它的空間結(jié)構(gòu)。鍵的極性只與是否屬于同種非金屬有關(guān)，而物質(zhì)的穩(wěn)定性當(dāng)結(jié)構(gòu)相似的條件下，與原子半徑有關(guān)。所以選項(xiàng)A中CO₂屬于非極性分子；選項(xiàng)C中HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性減弱；選項(xiàng)D中的H₂O屬于V型結(jié)構(gòu)。

答案：B。

點(diǎn)評(píng)：極性分子和非極性分子的判斷和分子的穩(wěn)定性始終是高考的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。解答此類問(wèn)題一定要根據(jù)規(guī)律逐步判斷，各個(gè)擊破。

例3(2008 海南)在硼酸[B(OH)₃]分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是:

A．SP，范德華力　 B．sp²，范德華力　 C．sp²，氫鍵　　 D．sp³，氫鍵

解析：本題主要考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)作用力的本質(zhì)及其應(yīng)用，中等難度。在硼酸的晶體中，每個(gè)硼原子用3個(gè)sp²雜化軌道與3個(gè)氫氧根中的氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，每個(gè)氧原子除以共價(jià)被與一個(gè)硼原于和一個(gè)氫原子相結(jié)合外，還通過(guò)每個(gè)氧原子除以共價(jià)被與一個(gè)硼原于和一個(gè)氫原子相結(jié)合外，還通過(guò)氫鍵同另一個(gè)硼酸分子中的氫原于結(jié)合成片層結(jié)構(gòu)。綜上所述，本題正確答案為C。

答案：C

例4(2008 海南)在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是:

　A．最易失去的電子能量最高

　B．電離能最小的電子能量最高

　C．p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量

　D．在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低

解析：本題主要考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)中原子核外電子能量大小比較及其應(yīng)用，較易。最易失去的電子能量最高，電離能最小的電子能量最高，在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低，選項(xiàng)ABD均正確。p軌道電子能量不一定高于s軌道電子能量，所以C錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為C。

答案：C

例5(2008 海南)已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的:

A、ZXY₃　　 B、ZX₂Y₆　　 C、ZX₄Y₈　　 D、ZX₈Y₁₂

解析：本題主要考查了晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算及其應(yīng)用，較易。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法可知，一個(gè)Z原子，X原子為8*1/8(被8個(gè)晶胞共有)=1，Y原子為12*1/4(被4個(gè)晶胞共有)=3。所以化學(xué)式為ZXY₃ ，綜上所述，本題正確答案為A。

答案：A

例6、(2008山東)

氮是地球上極為豐富的元素。

( 1 ) Li₃N 晶體中氮以 N^-3存在，基態(tài)N^-3的電子排布式為＿。

( 2 ) 的鍵能為 942 kJ·mol^-1 , N－N 單鍵的鍵能為 247kJ·mol^-1，計(jì)算說(shuō)明N₂ 中

的　 鍵比＿鍵穩(wěn)定(填“σ ”或“π ”)。

( 3 ) ( CH₃ )₃ NH⁺ 和AlCl₄^-可形成離子液體。離子液體由陰、陽(yáng)離子組成，熔點(diǎn)低于 100 ℃ ，其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑＿(填“大”或“小” ) ，可用作＿(填代號(hào))。

a ．助燃劑

b . “綠色”溶劑　

c ．復(fù)合材料

d ．絕熱材料

( 4 ) x⁺中所有電子正好充滿 K 、 L 、 M 三個(gè)電子層，它

與 N^3-形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。 X的元素符號(hào)是＿，與同一個(gè)N^3-相連的 x⁺今有＿個(gè)。

解析：本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理及其應(yīng)用，較難。

⑴基態(tài)N^3-核外電子數(shù)目是10，根據(jù)核外電子排布規(guī)律推斷，電子排布式為：1s²2s²2p⁶。

⑵根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知，N-N單鍵即σ鍵的鍵能為247kJ/mol，N≡N的鍵能為942kJ/mol，其中包含一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵，則π鍵的鍵能是(942-247)/2=347.5kJ/mol，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定，由數(shù)據(jù)可以判斷π鍵比σ鍵穩(wěn)定。

⑶有機(jī)溶劑多是共價(jià)化合物，二離子液體由陰、陽(yáng)離子組成，則其性質(zhì)應(yīng)與離子晶體相似，揮發(fā)性小于共價(jià)化合物，有導(dǎo)熱性。題給離子液體中不含氧，則其不助燃，其屬于無(wú)機(jī)物，一般不用做復(fù)合材料，選b。

⑷已知X⁺所有電子正好充滿K(2個(gè))、L(8個(gè))、M層(18個(gè))，則其電子總數(shù)為：28，則X原子的核外電子數(shù)目是29，故核電荷數(shù)是29，是銅元素的原子；根據(jù)題給圖示晶體結(jié)構(gòu)可知，N^3-位于小立方體的頂點(diǎn)上，Cu⁺位于正方體每條棱的中點(diǎn)上，則與同一個(gè)N^3-相連的Cu⁺有6個(gè)。

答案：32　 ( l ) 1s²2s²2p⁶　　 ( 2 )π　 σ　 ( 3 )小　　 b ( 4 ) Cu　　 6

2.根據(jù)物質(zhì)在同條件下的狀態(tài)不同.

　　 　一般熔、沸點(diǎn):固＞液＞氣.

如果常溫下即為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì),其晶體應(yīng)屬分子晶體(Hg除外).如惰性氣體,雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子,但應(yīng)看作為單原子分子.因?yàn)橄嗷ラg的作用為范德華力,而并非共價(jià)鍵.

試題枚舉

1.由晶體結(jié)構(gòu)來(lái)確定.首先分析物質(zhì)所屬的晶體類型,其次抓住決定同一類晶體熔、沸點(diǎn)高

　 低的決定因素.

① 一般規(guī)律:原子晶體＞離子晶體＞分子晶體

　 如:SiO₂＞NaCl＞CO₂(干冰)

② 同屬原子晶體，一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，晶體的熔、沸點(diǎn)越高.

　 如:金剛石＞金剛砂＞晶體硅

③ 同類型的離子晶體,離子電荷數(shù)越大,陰、陽(yáng)離子核間距越小,則離子鍵越牢固,晶體的

　 熔、沸點(diǎn)一般越高.

　 如:MgO＞NaCl

④ 分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般分子量越大,分子間作用力越強(qiáng),晶體熔、沸點(diǎn)越

　 高.

　 如:F₂＜Cl₂＜Br₂＜I₂

⑤ 金屬晶體:金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多,原子半徑越小,金屬鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高.

　 如:Na＜Mg＜Al