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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 电子排布式 杂化轨道理论（中心原子杂化方式） 离子晶体 电负性 σ键、π键 共价键 试题正文
  • 填空题

    C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
    （1）写出Si的基态原子核外电子排布式__________ 从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_______________
    （2）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为______________，微粒间存在的作用力是____________。
    （3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为_______（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是__________________。
    （4）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π 键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述π键。_____________________________________


    本题信息：2009年山东省高考真题化学填空题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。（1）写出Si的基态原子核外电子排布式__________ 从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为____...” 主要考查您对

电子排布式

杂化轨道理论（中心原子杂化方式）

离子晶体

电负性

σ键、π键

共价键

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 电子排布式
  • 杂化轨道理论（中心原子杂化方式）
  • 离子晶体
  • 电负性
  • σ键、π键
  • 共价键

电子排布式：

①简化电子排布式
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冗素符号外加方括号表示，即为简化电子排布式，如K 的简化电子排布式为
②特殊电子排布式
有个别元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的反常。因为能量相同的原子轨道在全充满()、半充满()和全空()状态时，体系的能量较低，原子较稳定。

(2)电子排布图：用方框表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。



构造原理:

多电子原子的核外电子排布总是按照能量最低原理，由低能级逐步填充到高能级。绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循下图所示的排布顺序，这种排布顺序被称为构造原理。

点拨:构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由下列公式得出ns<(n一2)f< (n一1)d<np(n表示能层序数)。常用的重要的能级交错顺序有：

核外电子排布式一构造原理的应用：

根据构造原理，按照能级顺序，用能级符号右上角的数字表示该能级上电子数的式子，叫做电子排布式。例如，


杂化轨道理论：

是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。

常见杂化方式：

(1)sp杂化：直线型 如：CO2、CS2
(2)sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形） 如：BCl3 C2H4
不等性杂化为V字型 如：H2O H2S OF2
(3)sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体） 如：CH4、CCl4
不等性杂化为三角锥 如：NH3 PCl3 H3O+  
sp3d杂化：三角双锥
sp3d2杂化：八面体（等性杂化为正八面体）

分子的构型与杂化类型的关系：


离子晶体：

离子间通过离子间结合而形成的晶体，熔点较高、沸点高，导热性、延展性不良，固态不导电、熔融或溶于水导电，脆而硬，如：NaCl

晶体的基本类型与性质：


晶体类型的判断方法：

1．依据晶体的组成微粒与微粒间作用力来判断
离子晶体的组成微粒是阴、阳离子，微粒间作用力是离子键；原子晶体的组成微粒是原子，微粒间作用力是共价键；分子晶体的组成微粒是分子，微粒间作用力是分子间作刚力；金属晶体的组成微粒是金属阳离子和自南电子，微粒间作用力是金属键。
2．依据物质的分类判断
金属氧化物(如K2O、Na2O等)、强碱(如NaOH、 KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、品体硅、晶体硼以外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2以外)、酸、绝大多数有机物 (除有机盐以外)都是分子晶体。常见的属于原子晶体的单质有金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗等，常见的属于啄子品体的化合物有碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。金属单质与合金是金属晶体.
3．依据晶体的熔点判断
离子晶体熔点较高，常在几百至一千摄氏度。原子晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度。分子晶体熔点低，常在几百摄氏度以下至很低的温度。金属晶体的熔点范围最广，钨的熔点比部分原子晶体还要高，汞的熔点比部分分子晶体还要低。
4．依据导电性判断离子晶体水溶液及熔化时能导电、原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。
5．依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度大(或硬而脆)；分子晶体硬度较小；原子晶体硬度大；金属晶体多数硬度大，但也有较小的，具有延展性。


电负性：

(1)键合电子、电负性的定义
元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
(2)电负性的意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。
(3)电负性大小的标准：以氟的电负性为4．0作为相对标准。
 
(4)电负性的变化规律
①随原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。
②同周期，从左到右，元素的电负性逐渐变大。
③同主族，从上到下，元素的电负性逐渐变小。


电负性的应用：
①判断元素的金属性和非金属性的强弱
金属的电负性一般小于1．8，非金属的电负性一般大于1．8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1．8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
②判断元素化合价的正负
利用电负性可以判断化合物中元素化合价的正负：电负性大的元素易呈现负价，电负性小的元素易呈现正价。
③判断化学键的类型
一般认为，如果成键原子所属元素的电负性差值大于 1．7，它们之间通常形成离子键；如果成键原子所属元素的电负性差值小于1．7，它们之间通常形成共价键。
④解释“对角线规则”
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如右图所示)的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。例如：硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔，含氧酸都是弱酸等。

σ键：

成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共价键，其特征是轴对称，即以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转，共价键的电子云图形不变。

π键：

成键原子的电子云以“肩并肩”方式形成的共价键，其特征是镜像对称，即：电子云由两块组成，若以包含原子核的平面为镜面，两块电子云互为镜像。

共价键的分类：
 
(1)按成键原子是否相同或共用电子对是否偏移分

(2)按成键方式分


(3)按共用电子对数分


共价键：

1．本质原子之间形成共用电子对(或电子云重叠)，使得电子出现在核间的概率增大。
2．特征
具有方向性与饱和性。
(1)共价键的饱和性一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。
例如，氯原子中只有一个未成对电子，所以两个氯原子之间可以形成一个共价键，结合成氯分子，表示为氮原子中有三个未成对电子，两个氮原子之间能够以共价三键结合成氮分子，表示为一个氮原子也可与_二个氢原子以三个共价键结合成氨分子，表示为
(2)共价键的方向性
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。除s轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间分布。在形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固。
例如，硫原子的价电子排布是有两个未成对电子，如果它们分布在互相垂直的轨道中，那么当硫原子和氢原子结合生成硫化氢分子时，一个氢原子的1s轨道上的电子能与硫原子的轨道上的电子配对成键，另一个氢原子的1s轨道上的电子只能与硫原子的轨道上的电子配对成键。
说明：
①共价键的饱和性决定着各种原子形成分子时相互结合的数量关系。如一个氢分子只能由两个氢原子构成，一个水分子只能由两个氢原子和一个氧原子构成。
②共价键的方向性决定着分子的空间构型。
3．分类
(1)按成键原子是否相同或共用电子对是否偏移分

(2)按成键方式分


(3)按共用电子对数分


离子键和共价键：

 


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