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化學專題輔導2

專題二：物質結構問題的梳理和綜合

[命題趨向]

1．《考試大綱》對物質結構、元素周期律方面的要求為：以第3周期為例，掌握同一周期內元素性質（如：原子半徑、化合價、單質及化合物性質）的遞變規律與原子結構的關系；以ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規律與原子結構的關系。這部分內容每年都會有試題，可以是選擇題，也可以有關結合物質結構的元素化合物推斷題。

2．《考試大綱》中有關物質結構部分的內容還有：

（1）理解離子鍵、共價鍵的涵義。理解極性鍵和非極性鍵。了解極性分子和非極性分子。了解分子間作用力，初步了解氫鍵。能用有關原理解釋一些實際問題。

（2）了解幾種晶體類型（離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體）及其性質，了解各類晶體內部微粒間的相互作用。能夠根據晶體的性質判斷晶體類型等。

（3）能對原子、分子、化學鍵等微觀結構進行三維空間想像，重視理論聯系實際、用物質結構理論解釋一些具體問題。

高考試題中常常是結合元素化合物內容進行綜合考查。題型上看可以是選的擇題、簡答題、填空題等。

3．要注意，這部分內容也屬于最重要基礎知識之一，可以聯系到各部分內容中，編制成多種不同的題型進行考查。

[知識體系和復習重點]

1．原子結構和元素周期律知識的綜合網絡

2．對一些重要的知識點加以總結歸納

如，在元素周期律的學習中用多種方法判斷元素的金屬性和元素的非金屬性，并加以歸納總結。

金屬性強弱：（1）單質與水或非氧化性酸反應難易；（2）單質的還原性（或離子的氧化性）；（3）M(OH)_n的堿性；（4）置換反應；（5）原電池中正負極判斷，金屬腐蝕難易；（4）對應金屬離子電解時陰極放電順序。

非金屬性強弱：（1）與氫氣反應生成氣態氫化物難易；（2）單質的氧化性（或離子的還原性）；（3）最高價氧化物的水化物（H_nRO_m）的酸性強弱；（4）置換反應。

3．各類晶體主要特征

類型

比較

離子晶體

原子晶體

分子晶體

金屬晶體

構成晶體微粒

陰、陽離子

原子

分子

金屬陽離子、自由電子

形成晶體作用力

離子鍵

共價鍵

范德華力

微粒間的靜電作用

物理性質

熔沸點

較高

很高

低

有高、有低

硬度

硬而脆

大

小

有高、有低

導電性

不良（熔融或水溶液中導電）

絕緣、半導體

不良

良導體

傳熱性

不良

良

延展性

不良

良

溶解性

易溶于極性溶劑，難溶于有機溶劑

不溶于任何溶劑

極性分子易溶于極性溶劑；非極性分子易溶于非極性溶劑中

一般不溶于溶劑，鈉等可

與水、醇類、酸類反應

典型實例

NaOH、NaCl

金剛石

P₄、干冰、硫

鈉、鋁、鐵

在離子晶體、原子晶體和金屬晶體中均不存在分子，因此NaCl、SiO₂等均為化學式。只有分子晶體中才存在分子。

4．以典型分子結構為起點進行縱橫聯系

以甲烷為中心可進行如下圖所示的聯系：

[典型題析]

[例1] 下列指定微粒的個數比為2:1的是（）

A．Be²⁺離子中的質子和電子

B．H原子中的中子和質子

C．NaHCO₃晶體中的陽離子和陰離子

D．BaO₂（過氧化鋇）固體中的陰離子和陽離子

[解析] Be²⁺中含有4個質子、2個電子。H原子中含有1個中子和1個質子。NaHCO₃晶體中的鈉離子跟碳酸氫根離子的個數比為1:1。BaO₂（過氧化鋇）固體中含有Ba²⁺、O₂^2-陰離子和陽離子的個數比為1:1。所以答案選A。

[例2]酸根RO₃^-所含電子數比硝酸根NO₃^-的電子數多10，則下列說法正確的是（）。

（A）R原子的電子層數比N的電子層數多1

（B）RO₃^-中R的化合價與NO₃^-中的N的化合價相等

（C）RO₃^-和NO₃^-只能被還原，不能被氧化

（D）R和N為同族元素

[解析]從“酸根RO₃^-所含電子數比硝酸根NO₃^-的電子數多10”可得出R元素的原子序數應比N大10，所以RO₃^-是ClO₃^-。進而可推出說法A、B是正確的，說明D是錯誤的。氯酸根離子既可以被氧化（轉化為高氯酸根離子）、也可以被還原成低價態，所以說法C也是錯誤的。答案為AB。

[例3]1999年美國《科學》雜志報道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不正確的是（）。

（A）原子晶體干冰有很高的熔點、沸點，有很大的硬度

（B）原子晶體干冰易氣化，可用作制冷材料

（C）原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料

（D）每摩爾原子晶體干冰中含4molC―O鍵

[解析]解答前，應先弄清命題者是要考查干冰的性質、還是要考查原子晶體的性質。有的同學沒有分析清楚這一點，認為是考查干冰的性質，因而造成錯解。

通過“原子晶體干冰”來考測解題者對“原子晶體性質”的理解程度。原子晶體硬度大、熔點和沸點高，所以A和C兩種說法正確。聯想到二氧化硅晶體結構，可得出D說法也是正確的。答案應選B。

[例4]不同元素的原子在分子內吸引電子的能力大小可用一定數值x來表示，若x越大，其原子吸引電子的能力越強，在所形成的分子中成為負電荷一方。

下面是某些短周期元素的x值：

元素符號

x值

0.98

1.57

2.04

2.55

3.44

3.98

0.93

1.61

1.90

2.19

2.58

3.16

（1）通過分析x值變化規律，確定N、Mg的x值范圍：

_______________<x(Mg)<____________，______________<x(N)<___________________。

（2）推測x值與原子半徑的關系是________________________________；根據短周期元素的x值變化特點，體現了元素性質的_________________變化規律。

（3）某有機化合物結構式為，其中S―N中，你認為共用電子對偏向誰？_______（寫原子名稱）。

（4）經驗規律告訴我們：當成鍵的兩原子相應元素的差值（Δx），當Δx>1.7時，一般為離子鍵，當Δx<1.7時，一般為共價鍵，試推斷AlBr₃中化學鍵類型是________________。

（5）預測元素周期表中，x值最小的元素位置：______________(放射性元素除外)。

[解析]題中給出第二、第三周期元素的x值（其中缺少了氮、鎂兩種元素的x值），x值與這種原子在分子中吸收電子的能力有關。

x（Cl）-x（Al）=3.16-1.61=1.45<1.7，而溴與鋁的x值這差必定小于1.45，所以溴化鋁肯定屬于共價化物。

x值越小，元素的金屬越強，x值最小的元素應位于第六周期的IA主族。

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