4．等电子原理及其应用

　　 等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒，如：CO和N₂，CH₄和NH₄⁺；等电子体具有相似的化学键特征，性质相似。

3．价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型

电子对数　 目	电子对的空间构型	成键电子对数	孤电子 对 数	电子对的 排列方式	分子的 空间构型	实　 例
2	直 线	2	0		直 线	CO2、C2H2
3	三角形	3	0		三角形	BF3、SO3
2	1		V-形	SnCl2、PbCl2
4	四面体	4	0		四面体	CH4、SO42- CCl4、NH4+
3	1		三角锥	NH3、PCl3
2	2		V-形	H2O、H2S

2．多原子分子(离子)的立体结构

1．键的极性和分子的极性

3．电负性

元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。

(1)同周期元素从左到右，电负性逐渐增大；(2)同周期元素从上到下，元素的电负性逐渐减小。

化学键与物质的性质

2．第一电离能

　　 气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I₁表示，单位为kJ/mol。　　

同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第 ⅡA 族、第 ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。

同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小。

1．构造原理

图(1)　　　　　　　　　　　　　　　　 图(2)

①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。

②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。

1．(2008全国Ⅰ卷)下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是(　　 )

A．SiO₂　 CaCl　 CBr₄ CF₂ 　　　　　 B．SiO₂ CsCl　 CF₄ CBr₄

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

解析：物质的熔点的高低与晶体的类型有关，一般来说：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；即：SiO₂＞CsCl＞CBr₄、CF₄。当晶体的类型相同时，原子晶体与原子半径有关；离子晶体与离子的半径和离子所带的电荷有关；分子晶体当组成和结构相似时，与相对分子质量的大小有关，一般来说，相对分子质量大的，熔点高，即CBr₄＞CF₄。

答案：A。

点评：① 一般规律:原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

② 同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高.

③ 同类型的离子晶体,离子电荷数越大,阴、阳离子核间距越小,则离子键越牢固,晶体的

　 熔、沸点一般越高.

④ 分子组成和结构相似的分子晶体,一般分子量越大,分子间作用力越强,晶体熔、沸点越

　 高.

例2．(2008全国Ⅰ卷)下列叙述中正确的是(　　 )

A．NH₃、CO、CO₂都是极性分子

B．CH₄、CCl₄都是含有极性键的非极性分子

C．HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次增强

D．CS₂、H₂O、C₂H₂都是直线型分子

解析：分子的极性一般与物质的空间结构有关，空间结构对称，这属于非极性分子，反之属于极性分子，对于AB_n分子，其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数，则属于非极性分子，反之属于极性分子。当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。键的极性只与是否属于同种非金属有关，而物质的稳定性当结构相似的条件下，与原子半径有关。所以选项A中CO₂属于非极性分子；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性减弱；选项D中的H₂O属于V型结构。

答案：B。

点评：极性分子和非极性分子的判断和分子的稳定性始终是高考的热点和焦点。解答此类问题一定要根据规律逐步判断，各个击破。

例3(2008 海南)在硼酸[B(OH)₃]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是:

A．SP，范德华力　 B．sp²，范德华力　 C．sp²，氢键　　 D．sp³，氢键

解析：本题主要考查了物质结构作用力的本质及其应用，中等难度。在硼酸的晶体中，每个硼原子用3个sp²杂化轨道与3个氢氧根中的氧原子以共价键相结合，每个氧原子除以共价被与一个硼原于和一个氢原子相结合外，还通过每个氧原子除以共价被与一个硼原于和一个氢原子相结合外，还通过氢键同另一个硼酸分子中的氢原于结合成片层结构。综上所述，本题正确答案为C。

答案：C

例4(2008 海南)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是:

　A．最易失去的电子能量最高

　B．电离能最小的电子能量最高

　C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量

　D．在离核最近区域内运动的电子能量最低

解析：本题主要考查了物质结构中原子核外电子能量大小比较及其应用，较易。最易失去的电子能量最高，电离能最小的电子能量最高，在离核最近区域内运动的电子能量最低，选项ABD均正确。p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，所以C错误。综上所述，本题正确答案为C。

答案：C

例5(2008 海南)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的:

A、ZXY₃　　 B、ZX₂Y₆　　 C、ZX₄Y₈　　 D、ZX₈Y₁₂

解析：本题主要考查了晶体结构的计算及其应用，较易。根据晶体结构的计算方法可知，一个Z原子，X原子为8*1/8(被8个晶胞共有)=1，Y原子为12*1/4(被4个晶胞共有)=3。所以化学式为ZXY₃ ，综上所述，本题正确答案为A。

答案：A

例6、(2008山东)

氮是地球上极为丰富的元素。

( 1 ) Li₃N 晶体中氮以 N^-3存在，基态N^-3的电子排布式为＿。

( 2 ) 的键能为 942 kJ·mol^-1 , N－N 单键的键能为 247kJ·mol^-1，计算说明N₂ 中

的　 键比＿键稳定(填“σ ”或“π ”)。

( 3 ) ( CH₃ )₃ NH⁺ 和AlCl₄^-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于 100 ℃ ，其挥发性一般比有机溶剂＿(填“大”或“小” ) ，可用作＿(填代号)。

a ．助燃剂

b . “绿色”溶剂　

c ．复合材料

d ．绝热材料

( 4 ) x⁺中所有电子正好充满 K 、 L 、 M 三个电子层，它

与 N^3-形成的晶体结构如图所示。 X的元素符号是＿，与同一个N^3-相连的 x⁺今有＿个。

解析：本题主要考查物质结构的原理及其应用，较难。

⑴基态N^3-核外电子数目是10，根据核外电子排布规律推断，电子排布式为：1s²2s²2p⁶。

⑵根据题给数据可知，N-N单键即σ键的键能为247kJ/mol，N≡N的键能为942kJ/mol，其中包含一个σ键和两个π键，则π键的键能是(942-247)/2=347.5kJ/mol，键能越大，化学键越稳定，由数据可以判断π键比σ键稳定。

⑶有机溶剂多是共价化合物，二离子液体由阴、阳离子组成，则其性质应与离子晶体相似，挥发性小于共价化合物，有导热性。题给离子液体中不含氧，则其不助燃，其属于无机物，一般不用做复合材料，选b。

⑷已知X⁺所有电子正好充满K(2个)、L(8个)、M层(18个)，则其电子总数为：28，则X原子的核外电子数目是29，故核电荷数是29，是铜元素的原子；根据题给图示晶体结构可知，N^3-位于小立方体的顶点上，Cu⁺位于正方体每条棱的中点上，则与同一个N^3-相连的Cu⁺有6个。

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

2.根据物质在同条件下的状态不同.

　　 　一般熔、沸点:固＞液＞气.

如果常温下即为气态或液态的物质,其晶体应属分子晶体(Hg除外).如惰性气体,虽然构成物质的微粒为原子,但应看作为单原子分子.因为相互间的作用为范德华力,而并非共价键.

试题枚举

1.由晶体结构来确定.首先分析物质所属的晶体类型,其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高

　 低的决定因素.

① 一般规律:原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

　 如:SiO₂＞NaCl＞CO₂(干冰)

② 同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高.

　 如:金刚石＞金刚砂＞晶体硅

③ 同类型的离子晶体,离子电荷数越大,阴、阳离子核间距越小,则离子键越牢固,晶体的

　 熔、沸点一般越高.

　 如:MgO＞NaCl

④ 分子组成和结构相似的分子晶体,一般分子量越大,分子间作用力越强,晶体熔、沸点越

　 高.

　 如:F₂＜Cl₂＜Br₂＜I₂

⑤ 金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属键越强,熔、沸点越高.

　 如:Na＜Mg＜Al