本试题 “(三选一)【物质结构与性质】三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在半导体加工、太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。NF3是一种三角...” 主要考查您对氨气
电子排布式
杂化轨道理论(中心原子杂化方式)
无机分子的立体结构
晶胞
元素周期表
电离能
范德华力
氢键
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。
氨:
NH3的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,键角107°18′,是极性分子。 分子结构为:
氨的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;氨易液化,在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热。液态氨气化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧下降;氨气极易溶于水,在常温、常压下,1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此,氨气可进行喷泉实验);氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用,若不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛。
2.化学性质:
(1)与水反应,,氨的水溶液叫做氨水。在氨水中所含的微粒有:氨水具有碱的通性,如能使无色酚酞溶液变红。
(2)与酸反应生成铵盐反应实质为:
反应原理拓展NH3分子中N原子有一对孤电子,能够跟有空轨道的H+形成配位键:
(3)具有还原性
(工业制HNO3的基础反应)
(Cl2过量)
(NH3过量,可用于检验Cl2瓶是否漏气)
(实验室制N2)
(治理氮氧化物污染)
(4)与CO2反应制尿素
(5)配合反应
的比较:
氨的结构与性质的关系总结:
氨的用途:
(1)氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。
(2)氨也是有机合成工业(如制尿素、合成纤维、染料等)上的常用原料。
(3)氨还可用作制冷剂。
对实验室制氨气常见问题的解释:
l.制取氨气时为什么用的铵盐一般是氯化铵而不是硝铵、硫铵或碳铵实验室制氨气用固体混合反应,加热时反应速率显著增大。因为在加热时可能发生爆炸性的分解反应:,若用硝铵代替,在制氨气过程中可能会发生危险;因为碳铵受热极易分解出CO2:,使生成的NH3中混有较多CO2杂质,故不用碳铵;若用硫铵,由于反应时生成,易使反应混合物结块,产生的氨气不易逸出。故制NH3时选用。
2.不用铵盐与强碱反应能否制取氨气能。
①加热浓度在20%以上的浓氨水,若浓度不够可加人适量固体和生石灰(CaO)或烧碱:
②将浓氨水滴入盛有固体烧碱或生石灰(CaO)的烧瓶中,使平衡右移,放出,且NaOH、CaO溶于水均放热,可降低,在水中的溶解度。
③将溶于水或使尿素在碱性条件下水解。
3.为什么制NH3用Ca(OH)2而不用NaOH ①固体NaOH易吸湿结块,不易与铵盐混合充分而反应;②在加热条件下,NaOH易腐蚀玻璃仪器。
4.制NH3的装置有哪些注意事项
①收集装置和发生装置的试管和导管必须是干燥的,因为氨气易溶于水;
②发生装置的试管口略向下倾斜,以免生成的水倒流使试管炸裂;
③导管应插入收集装置的底部,以排尽装置中的空气;
④收集NH3的试管口塞一团棉花,作用是防止NH3与空气形成对流,使收集的NH3较纯,还可防止NH3逸散到空气中。
5.用什么方法收集NH3只能用向下排空气法,因为NH3极易溶于水,密度又比空气小。
6.怎样收集干燥的NH3将NH3通过盛有碱石灰或固体NaOH的干燥管,但不能选用浓、无水等作干燥剂,因为它们均能与NH3发生反应。
7.怎样检验NH3已充满试管把湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,若试纸变蓝,则NH3已充满;把蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口,若产生大量白烟,则NH3已充满。
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,
分子的构型与杂化类型的关系:
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”)。
以为例,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。
元素周期表编排原则:
(1)把电子层数相同的各种元素按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。
(2)把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排列成纵行。
注意:①元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间相互联系的规律。
②历史上第一个元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫在前人探索的基础上排成的,他将元素按相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行。
元素周期表的结构:
(1)周期
①周期的含义在元素周期表中,把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,这样每个横行为一个周期。现在使用的元素周期表有7个横行,即7 个周期。
②周期的划分
(2)族
①族的含义在周期表中,把不同横行(即周期)中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行,除第8、9、10三个纵行叫做第Ⅷ族外,其余15个纵行,每个纵行为一族。现在使用的元素周期表有18 个纵行,它们被划分为16个族。
②族的划分
(3)元素周期表中主族元素金属性和非金属性的递变
电离能:
(1)概念
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。
(2)元素第一电离能的意义:可以衡量元素的原子在气态时失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小,在气态时原子越容易失去一个电子;第一电离能数值越大,在气态时原子越难失去一个电子。
(3)电离能的变化规律
①随核电荷数递增,元素的第一电离能呈周期性变化。
②同一周期内,随着原子序数的增加,原子半径逐渐变小(稀有气体除外),原子核对外层电子的吸引越来越强,元素的原子越来越难失电子,因此元素的第一电离能呈增大的趋势。同一周期内,碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离能最大。
③同一主族,从上到下,随着原子序数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引越来越弱,元素的原子越来越易失电子,故同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小。注意通常ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA 族元素、VA族元素的第一电离能大于ⅥA族元素。这是由于ⅡA、VA族元素原子的价电子排布分别为 是较稳定的全充满或半充满状态,因而失去电子所需的能量较高。
范德华力:
(1)概念:分子之间普遍存在的一种把分子聚集在一起的相互作用力。范德华力的作用能通常比化学键的键能小得多,一般只有2~20kJ/mol,主要影响物质的物理性质(熔、沸点和溶解度等)。
(2)规律:组成和结构相似的由分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。
范德华力 | 氢键 | |
概念 | 把分子聚集在一起的作用力 | 分子中与氢原子形成共价键的非金属元素原子如果吸引电子的能力很强,原子半径很小,则使氢原子几乎成为“裸露”的质子,带部分正电荷,这样的分子之间氢核与带部分负电荷的非金属元素原子相互吸引,这种静电作用就是氢键 |
存在范围 | 分子之间 | 某些含强极性键的氢化物分子间(如 HF、H2O、NH3)等 |
强弱比较 | 比化学键弱得多 | 比化学键弱,但比范德华力强 |
影响因素 | 组成和结构相似的由分子组成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大 | 形成氢键的除H外的非金属元素原子吸引电子的能力越强,半径越小,则氢键越强 |
对物质性质的影响 | 影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质。一般来说,组成和结构相似的由分子组成的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔沸点升高,如熔沸点: |
分子间氢键的存在,使物质的熔沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔沸点:H2O |
氢键:
(1)概念:已经与电负性很大的原子(如N、O、F) 形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子(如 N、O、F)之问的作用力。如水分子问的氢键如下图所示。
(2)表示方法:A—H…B一(A、B为N、O、F“一” 表示共价键,“…”表示形成的氢键)。
(3)分类
(4)属性:氢键不属于化学键,它属于一一种较强的分子间作用力,其作用能大小介于范德华力和化学键之间。
(5)对物质性质的影响
①氢键对物质熔、沸点的影响。分子问存在氧键时,破坏分子问的氢键,需要消耗更多的能量,所以存在氢键的物质具有较高的熔点和沸点。
例如:氮族、氧族、卤素中的N、O、F的氧化物的熔、沸点的反常现象。
②氢键对物质溶解度的影响:氢键的存在使物质的溶解性增大。例如:NH3极易溶解于水,主要是由于氨分子和水分子之问形成了氢键,彼此互相缔合,因而加大了溶解。再如乙醇、低级醛易溶于水,也是因为它们能与水分子形成氢键。
③氢键的存在会引起密度的变化。水结冰时体积膨胀、密度减小的反常现象也可用氢键解释:在水蒸气中水以单个的水分子形式存在;在液态水中,通常是几个水分子通过氢键结合,形成(H2O)n小集团;在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相连接,成为疏松的晶体,因此在冰的结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密度减小。
④分子内氢键与分子间氢键对物质性质的不同影响:氢键既可以存在于分子内部的原子之间,也可以存在于分子间的原子之间,只不过这两种情况对物质性质的影响程度是不一样的。例如,邻羟基苯甲醛存在分子内氢键:熔点为2℃,沸点为196. 5℃;对羟基苯甲醛存在分子间氢键:熔点为 115℃,沸点为250℃。由此可见,分子间氢键使物质的熔、沸点更高。
6)存在:水、醇、羧酸、酰胺、氨基酸、蛋白质、结晶水合物等物质中都能存在;生命体中许多大分子内也存在氢键,如氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因,DNA双螺旋的两个螺旋链也是以氢键相互结合的。
与“(三选一)【物质结构与性质】三氟化氮是一种无色、无味、无...”考查相似的试题有: