第三章章末共享專題微專題一常見(jiàn)晶體中的化學(xué)鍵與性質(zhì)比較推斷晶體中存在的作用力類型(1)分子晶體分子間(2)共價(jià)晶體極性鍵(3)金屬晶體—金屬鍵—陽(yáng)離子和自由電子之間(4)離子晶體離子間特殊提示①稀有氣體中不存在化學(xué)鍵。②石墨為混合晶體，存在非極性鍵(層內(nèi))、金屬鍵、范德華力(層間)。③化學(xué)反應(yīng)中，同時(shí)發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂和形成。[微訓(xùn)練一]1．“類推”是常用的學(xué)習(xí)方法，但有時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論。下列類推的結(jié)論正確的是()A．第ⅣA族元素氫化物沸點(diǎn)依次是GeH4>SiH4>CH4，則第ⅤA族元素氫化物沸點(diǎn)依次也是AsH3>PH3>NH3B．常見(jiàn)的氫化物是分子晶體，則全部氫化物都是分子晶體C．晶體中有陰離子，必有陽(yáng)離子；則晶體中有陽(yáng)離子，也必有陰離子D．其次周期元素氫化物穩(wěn)定性依次是HF>H2O>NH3，則第三周期元素氫化物穩(wěn)定性依次也是HCl>H2S>PH32．下列各組物質(zhì)的熔點(diǎn)均與所含化學(xué)鍵的鍵能有關(guān)的是()A．CaO與CO2 B．NaCl與HClC．SiC與SiO2 D．Cl2與I23．共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是粒子之間的三種作用力。下列晶體①Na2O2②SiO2③石墨④金剛石⑤NaCl⑥白磷，中含有以上其中兩種作用力的是()A．①②③ B．①③⑥C．②④⑥ D．①②③⑥4．下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的敘述中，不正確的是()A．金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的猛烈作用，金屬鍵無(wú)方向性和飽和性B．共價(jià)鍵是原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵，共價(jià)鍵有方向性和飽和性C．范德華力是分子間存在的一種作用力，分子的極性越大，范德華力越大D．氫鍵不是化學(xué)鍵而是一種較弱的作用力，所以氫鍵只存在于分子與分子之間5．(1)單質(zhì)銅和鎳是________鍵形成的晶體。(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)干脆得到：4NH3＋3F2eq\o(=,\s\up7(Cu))NF3＋3NH4F，則上述化學(xué)方程式中的前4種物質(zhì)所屬的晶體類型有________(填序號(hào))。a．混合晶體 b．分子晶體c．共價(jià)晶體 d．金屬晶體(3)Si、Mg、Cl2晶體的熔點(diǎn)由高到低的依次是________。(4)石墨晶體的結(jié)構(gòu)如下圖所示。①石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式為________，石墨屬于________晶體。②石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長(zhǎng)為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為154pm。其緣由是金剛石中只存在C—C間的________共價(jià)鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價(jià)鍵，還有________鍵。(5)GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃，其緣由是__________________________________________________________________________________________。(6)K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，緣由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。微專題二常見(jiàn)的晶胞模型及晶體計(jì)算1．常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)模型晶體晶體結(jié)構(gòu)示意圖晶體中微粒分布詳解氯化鈉晶體①Na＋和Cl－交替占據(jù)立方體的頂點(diǎn)而向空間延長(zhǎng)；②在每個(gè)Na＋四周最近的等距離的Cl－有6個(gè)(上、下、左、右、前、后)，在每個(gè)Cl－四周最近的等距離的Na＋亦有6個(gè)，這6個(gè)離子構(gòu)成1個(gè)正八面體；③在每個(gè)Na＋四周最近的等距離的Na＋有12個(gè)(同層4個(gè)、上層4個(gè)、下層4個(gè))，在每個(gè)Cl－四周最近的等距離的Cl－亦有12個(gè)氯化銫晶體①每8個(gè)Cs＋、8個(gè)Cl－各自構(gòu)成立方體，在每個(gè)立方體的中心有1個(gè)異種離子(Cs＋或Cl－)；②在每個(gè)Cs＋(Cl－)四周最近的等距離的Cl－(Cs＋)有8個(gè)；③在每個(gè)Cs＋四周最近的等距離的Cs＋有6個(gè)(上、下、左、右、前、后)，在每個(gè)Cl－四周最近的等距離的Cl－亦有6個(gè)二氧化碳晶體①每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體且在6個(gè)面的中心又各占據(jù)1個(gè)CO2；②在每個(gè)CO2四周最近的等距離(為22a，a為立方體棱長(zhǎng))的CO2金剛石晶體①每個(gè)C與另4個(gè)C以共價(jià)鍵結(jié)合，前者位于正四面體中心，后四者位于正四面體頂點(diǎn)；②晶體中全部C—C鍵鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等(均為109°28′)；③晶體中最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六者不在同一平面內(nèi)；④晶體中每個(gè)C參加了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，故C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2石墨晶體①層內(nèi)存在共價(jià)鍵、金屬鍵，層間以范德華力結(jié)合，兼具有共價(jià)晶體、金屬晶體、分子晶體的特征；②在層內(nèi)，每個(gè)C與3個(gè)C形成C—C鍵，構(gòu)成正六邊形，鍵長(zhǎng)相等，鍵角相等(均為120°)；③在晶體中，每個(gè)C參加了3條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，每個(gè)正六邊形平均只占6×132.晶胞結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算晶胞結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算一般涉及晶體的化學(xué)式、晶胞中所包含的原子或離子的數(shù)目、晶胞的邊長(zhǎng)、兩個(gè)粒子之間的距離、晶胞的體積、晶體的密度、阿伏加德羅常數(shù)、配位數(shù)等量之間的計(jì)算。晶胞結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算類題目的解題思路一般如下：(1)截取一個(gè)晶胞或晶胞中的一部分(如NaCl晶胞中的一個(gè)小立方體)。(2)用均攤法確定晶胞(或截取的部分)中所含的原子或離子數(shù)目(設(shè)為N)，進(jìn)而可確定晶體的化學(xué)式。(3)計(jì)算晶胞中所含微?；蛭⒘＝M合(如CaF2)的物質(zhì)的量：n＝NN(4)計(jì)算晶胞的質(zhì)量：m＝nM＝NNA(5)計(jì)算晶胞的體積：對(duì)于立方體晶胞，若晶胞邊長(zhǎng)為acm，則V(晶胞)＝a3cm3[對(duì)于長(zhǎng)方體，若底面邊長(zhǎng)分別為acm、bcm，高為ccm，則V(晶胞)＝abccm3]。(6)計(jì)算晶胞的密度：ρ＝mV晶胞＝NMN(7)依據(jù)晶胞中微粒的空間位置關(guān)系、微粒的半徑以及晶胞的邊長(zhǎng)，利用幾何學(xué)問(wèn)則可計(jì)算兩個(gè)微粒之間的距離。(8)依據(jù)晶胞中所含有的原子的總體積和晶胞的體積計(jì)算晶胞中原子的空間利用率(一般用于金屬晶體)，原子的總體積V(原子)＝N×43πr3(其中[微訓(xùn)練二]1．[2024·全國(guó)甲卷](1)2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“水立方”，在2024年冬奧會(huì)上華麗轉(zhuǎn)身為“冰立方”，實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)場(chǎng)館的再利用，其漂亮的透光氣囊材料由乙烯(CH2=CH2)與四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為________。(2)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能Ⅰ變更趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變更圖是________(填標(biāo)號(hào))，推斷的依據(jù)是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第三電離能的變更圖是________(填標(biāo)號(hào))。(3)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式，畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)________。(4)CF2=CF2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為________和________；聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學(xué)鍵的角度說(shuō)明緣由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)螢石(CaF2)是自然界中常見(jiàn)的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是________；若該立方晶胞參數(shù)為apm，正負(fù)離子的核間距最小為________pm。2．[2024·全國(guó)乙卷]鹵素單質(zhì)及其化合物在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有________，其中能量較高的是________。(填標(biāo)號(hào))a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一個(gè)______雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl________鍵，并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵(∏_②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl鍵長(zhǎng)的依次是__________________________，理由：(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多，形成的C—Cl鍵越強(qiáng)；(ⅱ)___________________________________________________________________。(3)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)色晶體X和紅棕色液體Y。X為________。說(shuō)明X的熔點(diǎn)比Y高的緣由___________________________________________________________________________________________________________________。(4)α-AgI晶體中I－離子作體心立方積累(如圖所示)，Ag＋主要分布在由I－構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場(chǎng)作用下，Ag＋不須要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α-AgI晶體在電池中可作為________。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm＝________m3·mol－1(列出算式)。3．[2024·湖南卷]鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素，且在醫(yī)藥、催化、材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一種抗癌新藥，其結(jié)構(gòu)式如下：①基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]________；②該新藥分子中有________種不同化學(xué)環(huán)境的C原子；③比較鍵角大?。簹鈶B(tài)SeO3分子________SeO3________________________________________________________________________。(2)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示：①富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為________；②富馬酸亞鐵中各元素的電負(fù)性由大到小的依次為________。(3)科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型協(xié)作物，該物質(zhì)可以在和順條件下干脆活化H2，將N3－轉(zhuǎn)化NH2①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為________；②與NH2(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為________________；②Fe原子的配位數(shù)為________；③該晶胞參數(shù)a＝b＝0.4nm、c＝1.4nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為______________g·cm－3(列出計(jì)算式)。第三章章末共享專題微訓(xùn)練一1．解析：NH3分子間存在氫鍵，使其沸點(diǎn)反常的高，A錯(cuò)誤；某些金屬元素的氫化物是離子晶體，如氫化鈉，B錯(cuò)誤；金屬晶體中有金屬陽(yáng)離子，但沒(méi)有陰離子，C錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其簡(jiǎn)潔氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，同周期元素從左到右，元素的非金屬性漸漸增加，則對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)潔氫化物的穩(wěn)定性漸漸增加，D正確。答案：D2．解析：CaO為離子晶體，熔化斷裂離子鍵，而CO2在固體時(shí)是分子晶體，熔化時(shí)破壞的是分子間作用力，與化學(xué)鍵無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；NaCl為離子晶體，熔化斷裂離子鍵，而HCl在固體時(shí)是分子晶體，熔化時(shí)破壞的是分子間作用力，與化學(xué)鍵無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；SiC與SiO2都是共價(jià)晶體，熔化斷裂的是共價(jià)鍵，與化學(xué)鍵有關(guān)，故C正確；Cl2與I2在固體時(shí)是分子晶體，熔化時(shí)破壞的是分子間作用力，與化學(xué)鍵無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。答案：C3．解析：①Na2O2含有共價(jià)鍵、離子鍵；②SiO2含有共價(jià)鍵；③石墨含有共價(jià)鍵和范德華力；④金剛石含有共價(jià)鍵；⑤NaCl含有離子鍵；⑥白磷中含有共價(jià)鍵和范德華力；含有以上其中兩種作用力的是①③⑥，故選B。答案：B4．解析：金屬鍵是化學(xué)鍵的一種，主要在金屬中存在，由自由電子及排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力組合而成，由于電子的自由運(yùn)動(dòng)，金屬鍵沒(méi)有固定的方向，故A正確；共價(jià)鍵是原子之間猛烈的相互作用，共價(jià)鍵有方向性和飽和性，故B正確；范德華力是分子間作用力，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，極性越大，分子間作用力越強(qiáng)，故C正確；氫鍵是一種分子間作用力，比范德華力強(qiáng)，但是比化學(xué)鍵要弱，氫鍵既可以存在于分子間(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子內(nèi)(如)，故D錯(cuò)誤。答案：D5．解析：(1)金屬晶體中只有金屬鍵。(2)NH3、F2、NF3所屬的晶體均為分子晶體，Cu單質(zhì)屬于金屬晶體。(3)Si為共價(jià)晶體，Mg為金屬晶體，Cl2為分子晶體。(4)①石墨烯為單層石墨，每個(gè)碳原子形成3個(gè)六元環(huán)，均為sp2雜化。②石墨層內(nèi)的碳碳間存在σ共價(jià)鍵，還存在p-pπ鍵。(5)由于二者均為鹽，所以可能為離子晶體或者分子晶體，依據(jù)二者熔點(diǎn)可知GaF3熔點(diǎn)很高，應(yīng)當(dāng)為離子晶體；而GaCl3的熔點(diǎn)很低，為分子晶體。(6)K的原子半徑比Cr的原子半徑大，K、Cr原子的價(jià)層電子排布式分別為4s1、3d54s1，K的價(jià)電子數(shù)比Cr的價(jià)電子數(shù)少，原子半徑越大，價(jià)電子數(shù)越少，金屬鍵越弱，熔、沸點(diǎn)越低。答案：(1)金屬(2)b、d(3)Si、Mg、Cl2(4)①sp2混合②σσπ(或p-pπ)(5)GaF3為離子晶體而GaCl3為分子晶體(6)K的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱微訓(xùn)練二1．解析：(1)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布式為2s22p5，故其價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為(2)C、N、O、F均位于其次周期，原子半徑漸漸減小，原子核對(duì)最外層電子的吸引實(shí)力增加，第一電離能漸漸增大，但N原子的價(jià)電子排布式為2s22p3，2p軌道是半充溢穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能比O原子大，故選a；C原子失去2個(gè)電子后達(dá)到2s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去1個(gè)電子較難，故第三電離能比N原子大，故選b。(3)固態(tài)氟化氫分子間存在氫鍵，故(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)為H—F…H—F…H—F。(4)CF2=CF2分子中C原子形成碳碳雙鍵，故C原子為sp2雜化；ETFE是乙烯與四氟乙烯的共聚物，可表示為，故在ETFE分子中碳原子為sp3雜化；由于F的電負(fù)性比H大，C—F鍵的鍵能比C—H鍵的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯穩(wěn)定。(5)X離子位于頂點(diǎn)和面心，依據(jù)均攤法知，X離子數(shù)目為8×18＋6×12＝4，Y離子位于體內(nèi)，故Y離子數(shù)目為8，結(jié)合CaF2的化學(xué)式知，X代表的離子是Ca2＋；依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖知，Ca2＋與F－的最小核間距為正方體體對(duì)角線長(zhǎng)度的14，即正負(fù)離子的核間距最小為34答案：(1)(2)a同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢(shì)，N原子的價(jià)電子排布式為2s22p3，2p軌道是半充溢穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能比O原子大b(3)H—F…H—F…H—F(4)sp2sp3F的電負(fù)性比H大，C—F鍵的鍵能比C—H鍵的大(5)Ca2＋342．解析：(1)基態(tài)氟原子的核外電子排布式為1s22s22p5，有9個(gè)電子，解除b、c項(xiàng)；a項(xiàng)，相當(dāng)于F原子的一個(gè)電子從2p能級(jí)躍遷到3s能級(jí)，屬于激發(fā)態(tài)氟原子，正確；d項(xiàng)，相當(dāng)于F原子的兩個(gè)電子從2p能級(jí)躍遷到3p能級(jí)，屬于激發(fā)態(tài)氟原子，正確；在兩個(gè)激發(fā)態(tài)氟原子中，由于3p能級(jí)的能量高于3s能級(jí)，且d中發(fā)生躍遷的電子數(shù)目多于a，故d的能量較高。(2)①C2H3Cl分子中存在碳碳雙鍵，C原子為sp2雜化，雜化軌道只能形成σ鍵，故在C2H3Cl分子中，C的一個(gè)sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Clσ鍵。②C2H5Cl分子中只存在σ鍵，C原子為sp3雜化；C2H3Cl分子中存在一個(gè)43的大π鍵，C原子為sp2雜化；C2HCl分子中存在兩個(gè)43的大π鍵[1個(gè)是Cl(3pz)－C(2pz)，1個(gè)是Cl(3py)－C(2py)]，C原子為sp雜化。雜化軌道中s成分越多(sp3、sp2、sp雜化軌道中s成分依次增多)，形成的C—Cl鍵越強(qiáng)；Cl參加形成的大π鍵越多，形成的C—Cl鍵越短，故C—Cl鍵長(zhǎng)依次為C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。(3)由CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)知，CsICl2受熱分解生成CsCl和ICl，故無(wú)色晶體X為CsCl，紅棕色液體Y為ICl；由于CsCl是離子晶體，熔化時(shí)須要克服Cs＋和Cl－之間的離子鍵，而ICl是分子晶體，熔化時(shí)只須要克服范德華力，離子鍵比范德華力強(qiáng)得多，故CsCl的熔點(diǎn)高于ICl。(4)在α-AgI晶體中，Ag＋可以發(fā)生遷移，故α-AgI晶體在電池中可以作為固體離子導(dǎo)體。由于α-AgI晶體中I－作體心立方積累，由“均攤法”知，1個(gè)晶胞中含有I－數(shù)目為