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    化学选做题----物质结构
    铜是过渡元素.化合物中,铜常呈现+1价或+2价.
    (1)写出Cu+的电子排布式______.
    (2)如图为某铜矿晶体结构单元,该铜矿的化学式______.
    (3)已知,铜的第一电离能为746kJ•mol-1,第二电离能为1958kJ•mol-1.请结合核外电子排布相关知识解释,铜第二电离能远远大于第一电离能的原因______
    (4)对于CuX(X为卤素)而言,铜与X形成的化学键极性越强,对应的CuX的溶解度越大.据此可知,CuCl的溶解度比CuI的溶解度______(填“大”或“小”).
    (5)CO、NH3都能提供孤电子对与Cu+形成配合物.Cu+与NH3形成的配合物可表示为[Cu(NH3n]+.该配合物中,Cu+的4s轨道及4p轨道通过sp杂化接受NH3提供的孤电子对.
    ①[Cu(NH3n]+中n=______
    ②[Cu(NH3n]+中Cu+与n个氮原子构成的空间结构呈______型.
    ③[Cu(NH3n]+溶液可用于吸收合成氨原料气中的CO,加热吸收CO后的溶液又将放出CO.加热分解放出CO的过程中,必须克服微粒间的作用力是______.
    魔方格

    本题信息:化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “化学选做题----物质结构铜是过渡元素.化合物中,铜常呈现+1价或+2价.(1)写出Cu+的电子排布式______.(2)如图为某铜矿晶体结构单元,该铜矿的化学式____...” 主要考查您对

电子排布式

原子核外电子的排布

配合物理论

无机分子的立体结构

晶胞

电负性

极性键、非极性键

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
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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,


原子核外电子的排布:

在多电子原子中,由于各电子所具有的能量不同,因而分布在离核远近不同的区域内做高速运动。能量低的电子在离核近的区域内运动,能量高的电子在离核较远的区域内运动。

电子层:

电子层在含有多个电子的原子里,电子分别存能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层,分别用n=1,2,3,4,5.6,7或K、L、 M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层


原子结构与元素的性质:

原子的核外电子排布对元素的化学性质有着非常重要的影响。元素的化学性质主要取决于原子的核外最外层电子数。
1.元素的金属性、非金属性(得失电子能力)与最外层电子数的关系
(1)稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为 2),已达稳定结构,既不易失电子也小易得电子,所以化学性质不活泼。
(2)金属元素原子最外层电子数一般小于4,较易失去电子而达到稳定结构,其单质表现还原性。
(3)非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4,较易获得电子而达到稳定结构,其单质多表现氧化性。
2.元素的化合价与原子最外层电子数的关系
元素显正价还是显负价及其数值大小与原子的最外层电子数密切相关。其一般规律可归纳如下表:


核外电子排布的一般规律:

(1)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子.
(2)原子最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
(3)次外层电子数目不超过18个(K层为次外层时不超过2个,L层为次外层时不超过8个)。倒数第三层电子数目不超过32个。
(4)核外电子分层排布,电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后由里向外,依次排布在能量逐渐升高的电子层里,即最先排K层,当K层排满后,冉排L层等。原子核外电子排布不是孤立的,而是相互联系的。层数相同而位置不同的电子层中最多容纳的电子数小一定相同,如N层为最外层时,最多只能排8个电子;N层为次外层时,最多只能排18个电子而不是32个电子(2×42=32)。


配位键、配合物:

1.配位键配位键是一种特殊的共价键。成键的两个原子间的共用电子对是由一个原子单独提供的。形成配位键的条件是其中一个原子有孤电子对,另一个原子有接受孤电子对的“空轨道”。配位键用A→B表示,A是提供孤电子对的原子,B是接受孤电子对的原子。
2.配合物通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配合物。
3.配位键的形成
(1)中配位键的形成

注意:结构式中“→”表示配位键及其共用电子对的提供方式。
(2)配离子中配位键的形成
 
里,NH3分子中的氮原子给出孤电子对,接受电子对,以配位键形成了
(3)配离子的形成

里,分子中的氮原子给出孤电子对,接受电子对,以配位键形成了

4.配合物的组成
配合物的组成包含中心原子、配体和配位原子、配位数,内界和外界等。以为例说明,如下图所示:

配合物的内界和外界之间多以离子键结合,因而属于离子化合物、强电解质,能完全电离成内界离子和外界离子,内界离子也能电离但程度非常小,可谓“强中有弱”。例如,配合物溶液中加入溶液,外界的能被沉淀,而内界的不能形成沉淀。


分子中原子的空间关系:

分子中原子的空间关系是分子表现出不同的空间构型。


用价层电子对互斥理论确定分子或离子的VSEPR模型和立体构型的方法:

首先计算分子或离子中的中心原子的键电子对数和孤电子对数,相加便得到中心原子的价层电子对数。然后由价层电子对的相互排斥,便得到含有孤电子对的VSEPR模型,再略去VSEPR模型中的中心原子的孤电子对,便可得到分子的立体构型。
1.价层电子对数的确定方法
(1)键电子对数:由分子式确定,中心原子形成的键的数目就是键电子对数。如分子中的中心原子分别有2、3、4对键电子对。
(2)孤电子对数
①分子中的中心原子上的孤电子对数式中a为中心原子的价电子数(主族元素原子的价电子就是最外层电子);x为与中心原子结合的原子数;b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (氢为l,其他原子等于“8一该原子的价电子数”)。
为例,a均为6,x分别为2和3,b均为2(氧原子最多能接受的电子数为2),则分别为1和0,即SO2的中心原子上的孤电子对数为l, SO3的中心原子上没有孤电子对。
②对于阳离子,a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数;对于阴离子,a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。x和b的计算方法及计算公式[中心原子上的孤电子对数=]均不变。

2.确定分子(或离子)的VSEPR模型
根据价层电子对数和价层电子对的相互排斥,可得出分子或离子的VSEPR模型,其关系如下表。

3.确定分子(或离子)的立体构型略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对,便可得到分子或离子的立体构型,如上表。
(1)分子或离子中的价层电子对数分别为2、3、4,则其VSEPR模型分别为直线形、平面三角形、正四面体形或四面体形。如果价层电子对数为5,则为三角双锥形;如果为6,则为正八面体形或八面体形。
(2)如果中心原子的孤电子对数为0,则VSEPR模型(及名称)和分子或离子的立体构型(及名称)是一致的;若孤电子对数不为0,则二者不一致。


晶胞:

1.定义描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。
2.结构一般来说,晶胞为平行六面体,晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元,在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞,而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙,“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。


晶胞中微粒数目的确定:

计算晶胞中微粒数目的常用方法是均摊法。均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有属于这个晶胞。
(1)长方体(或正方体)形晶胞中不同位置的粒子数的计算。
①处于顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞。
②处于棱上的粒子,同时为4个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞。
③处于面上的粒子,同时为2个晶胞所共有。每个粒子有属于该晶胞。
④处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。
(2)非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用均摊法,其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如,石墨晶胞每一层内碳原子排成许多个六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为,那么每一个六边形实际有6×=2个碳原子。
(3)在六棱柱晶胞(如图所示 MgB2的晶胞)中,顶点上的原子为6 个晶胞(同层3个,上层或下层3个) 共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×+2×=3,硼原子个数为6。

特别提醒:在晶胞中微粒个数的计算过程中,不要形成思维定式,不同形状的晶胞应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞共用,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心上的原子依次被6、3、4、2 个晶胞共用。

有关晶胞密度的计算步骤:

①根据“分摊法”算出每个晶胞实际含有各类原子的个数,计算出晶胞的质量m:
②根据边长计算晶胞的体积V:
③根据进行计算,得出结果。


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。

极性键和非极性键:

(1)非极性键:同种元素的原子间形成的共价键(共用电子对不偏移,成键原子双方不显电性)。
如:在非金属单质(H2 Cl2 O2)、共价化合物(H2O2 多碳化合物)、离子化合物(Na2O2 CaC2)中存在。
(2)极性键:不同元素的原子间形成的共价键(共用电子对偏向吸引电子能了强的一方,该元素显负价,偏离吸引电子能力弱的一方,该元素显正价)。如:在共价化合物(HCl H2O CO2 NH3)、某些离子化合物(NaOH Na2SO4 NH4Cl)中存在。

分子空间构型、键的极性与分子的极性:


化学键与物质类别:

1.只含有极性共价键的物质:一般是不同非金属元素构成的共价化合物。例如:等。
2.只含非极性共价键的物质:同种非金属元素构成的单质。例如:、金刚石等。
3.既有极性键又有非极性键的物质。例如:等。
4.只含有离子键的物质:活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物。例如:等。
5.既有离子键又有非极性键的物质。例如:等。
6.既有离子键又有极性键的物质。例如:等。
7.由离子键、共价键、配位键构成的物质。例如:等。
8.只含有共价键而无范德华力的物质。例如:金刚石、晶体硅、等原子晶体。
9.由强极性键构成但又不是强电解质的物质。例如:HF。
10.没有化学键的物质。例如:稀有气体(等)。


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