1、 版权所有转载必究1专题一 物质结构及晶体解题方法【命题趋向】本专题是高考的重点和热点，每一年高考都有涉及。原子结构和同位素的考点，常以重大科技成果为题材，寓教于考；化学键类型与晶体类型的判断、成键原子最外层 8 电子结构的判断、离子化合物和共价化合物的电子式、各类晶体物理性质的比较、晶体的空间结构等是高考的重点内容。本部分考试大纲的要求：1了解原子的结构及同位素的概念。理解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 2以第 1、2、3 周期的元素为例，了解原子核外电子排布规律。 3理解离子键、共价键的含义。理解极性键和非极性键。了解极性分子和非
2、极性分子。了解分子间作用力。初步了解氢键。 4了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体) 及其性质。 5掌握元素周期律的实质，了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。 6以第 3 周期为例，掌握同一周期内元素性质(如：原子半径、化合价、单质及化合物性质)的递变规律与原子结构的关系；以 IA 和A 族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。 高考试题中常常是结合元素化合物内容进行综合考查。题型上看可以是选的择题、简答题、填空题等。今后的题型将可能向多角度、多层次、多方位的方向发展。将元素周期率与元素周期表知识与元素化合物知识相结合，进行定性推断、归纳总结、
3、定量计算等。 【考点透视】 一、重点知识一览1原子结构和元素周期律知识的综合网络 版权所有转载必究22三种化学键对比表化学键 离子键 共价键 金属键成建微粒 阳、阴离子 原子 金属阳离子与自由电子键的强度 核间距越小、粒子电荷数越大键长越短，键能越大，共价键越强金属性越强，金属键越弱存在 离子晶体 原子晶体、共价分子内、原子团金属晶体实例 NaCl（固） SiO2 晶体 CO2 分子内一般金属3各类晶体主要特征二、规律和方法大总结（一）微粒半径大小比较规律微粒半径大小比较规律繁多,很容易记混., 微粒半径比较的三步法,思路清晰,容易识记,现把微粒半径比较的三步曲介绍如下:第一步：比较核外电子层
4、数，一般情况下,微粒的电子层数越多,半径越大。如 r(Li) r(Na ) r(Na) r(F)（但这条规律不适用 Li 原子与下一周期 Mg 元素以后的原子的比较。如：r(Li)r(Al)不过上述情况在考试大纲中不作要求。 ）第二步：比较核电荷数当微粒的核外电子层数相同时,就比较核电荷数（稀有气体除外） 。由于核电荷数越大,核对各层电子的吸引力越大,故各电子层离核越近,所以微粒半径越小。如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大，则半径越小（径小序大） （同阴同阳同周期，阴上阳下隔 0 族即阳离子和阳离子具有相同电子层结构则两
5、元素在同一周期阴离子也如此；阴离子和阳离子具有相同电子层结构则两元素在邻周期且形成阳离子的元素在下一周期） 如： （1）与 He 电子层结构相同的微粒: H-Li +Be 2+ （2）与 Ne 电子层结构相同的微粒： O2-F -Na + Mg2+Al 3+ （3）与 Ar 电子层结构相同的微粒 : S2-Cl -K +Ca 2+ 第三步：比较核外电子数目当微粒的核外电子层数和核电荷数都相同时,就比较核外电子数目。由于此时微粒的半径主要取决于各电子层中电子间的斥力。因此,核外电子数目越多,各电子层间电子的斥力越大,故电子层间的距离将增大,所以微粒的半径增大。（二）分子中各元素均满足 8 电子稳
6、定结构的判断方法：每种元素其化合价的绝对值与其原子最外层电子数之和均等于 8 的分子，各原子都满足8 电子稳定结构。如：CO 2 分子中，C 元素+4+4=8，O 元素-2 +6=8 ，故 CO2 分子中各原子都满足最外层 8 电子结构。再如：SO 2 分子中，S 元素+4+6=10 ，O 元素-2+6=8，故 SO2 分子中各原子不满足最外层 8 电子结构（三）分子极性的判断规律对共价化合物来说，我们应根据分子中正负电荷重心能否重合来判断分子的极性：如能重合则为非极性分子；如不能重合则为极性分子。分子的极性由共价键的极性和分子的空间构型两方面共同决定 版权所有转载必究4根据以下的简易法则可以
7、迅速对分子极性作出判断。1单原子分子型因为此类分子中不存在化学键，正负电荷重心能重合，如 He、Ne 、Ar、Kr 等稀有气体的分子等都属于非极性分子。2双原子分子型（1）两同种原子构成的双原子分子 A-A 型：由于成键的原子相同，共用电子对不偏向任何一方形成非极性键，所以，此类分子都属于非极性分子。如H2、O 2、N 2、F 2、Cl 2、Br 2等。（2）两不种原子构成的双原子分子 A-B 型：由于成键的原子不同，共用电子对偏向吸电子能力强的一方形成极性键。以极性键结合而形成的异核双原子分子都是极性分子 如HCl、HBr、HI、CO、NO 等。3多原子分子型（1）ABn 型：、以极性键结合
8、而形成的多原子分子，既有极性分子又有非极性分子，分子的空间构型均匀对称的是非极性分子，如 AB2 型的直线型分子 AB3 型的平面正三角形分子；AB 4 型的正四面体结构分子 CH4 等。分子的空间构型不对称或中心原子具有孤对电子的多原子分子为非极性分子例如：CO 2、SO 3、SiF 4、CCl 4、CH 4 等分子都属于非极性分子；H 2S、NH 3、SO 2、NO 2、PCl 3、H 2O 等分子都属于极性分子。判断 ABn 型分子极性有一经验规律：若中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等，则为极性分子（2）ABmCn 型：因此类分子中正负电荷中心
9、不能否重合，都属于极性分子。如CH3Cl、CH2Cl2 、CHCl 3 等分子都属于极性分子。其它类型：O 3 属于极性分子， C2H2 、 C2H4 等分子都属于极性分子（四）元素周期表的几个规律1数目规律 （1）元素种类最多的是第 IIIB 族（32 种） 。 （2）同周期第 IIA 族与第 IIIA 族元素的原子序数之差有以下三种情况： 第 2、3 周期（短周期）相差 1；第 4、5 周期相差 11； 第 6、7 周期相差 25（3）一般说，族序数-2=本族非金属元素的种数(I A 族除外 )2奇偶数规律（1）原子核外电子如果是奇数，则最外层电子数一定是奇数；原子核外电子如果是偶数，则最
10、外层电子数一定是偶数 版权所有转载必究5（2）元素周期表中，原子序数是奇数的主族元素，位于奇数族，主要化合价是奇数价；原子序数是偶数的主族元素，位于偶数族，主要化合价是偶数价。（3）奇偶数规律可简约为： 奇序奇族奇价，偶序偶族偶价。3左上右下规律元素周期表中，过渡元素之左上下相邻的两种元素的原子序数之差等于上面元素所在周期内元素的种数；过渡元素之右上下相邻的两种元素的原子序数之差等于下面元素所在周期内的元素种数。 即： 第 IA、IIA 族，下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+上一周期元素的数目； 第 IIIA-VIIA 族，下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+下一周期
11、元素的数目。（五）晶体知识中的规律1判断晶体类型的规律（1）依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断。离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力即范德华力；金属晶体的晶格质点是金属离子和自由电子，质点间的作用是金属键。（2）依据物质的分类判断金属氧化物（如 K2O、Na 2O2 等） ，强碱(如：NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外） 、气态氢化物、非金属氧化物（除iO 2 外）酸，绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体
12、。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质（除汞外）与合金是金属晶体。（3）依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至 1000 余度。原子晶体熔点高，常在 1000 度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度，金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。（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，但石墨能导电。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（主要是酸和强非金属氢化物）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较大或略硬而脆。
13、原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。2晶体熔、沸点高低的比较规律 版权所有转载必究6（1）离子晶体：一般地讲，化学式与结构相似的离子晶体，阴阳离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高，如：NaClKClCsCl（2）原子晶体：成键原子间键长越短，键能越大，共价键越强，熔、沸点越高如：金刚石碳化硅 晶体硅（3）分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，分子量越大，分子问作用力越大，熔、沸点越高，如：1 2Br2C12F2；H 2TeH2SeH2S但具有氢键的分子晶体，如：NH3、H 20、HF 等熔、沸点反常地高绝大多数有机物属于分子晶体，其熔、沸点遵
14、循以下规律：组成和结构相似的有机物，随分子量增大，其熔、沸点升高，如：CH4CH2CH2CH(CH3)2(CH3)4C；芳香烃的异构体有两个取代基时，熔、沸点按邻、间、对位降低，如：在高级脂肪酸和油脂中，不饱和程度越大，熔、沸点越低，如：C 17H35C00H C17H33C00H(C17H35C00)3C3H5(C17H33C00)3C3H5（4）金属晶体：在同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子的所带电荷数越多，金属键越强，熔、沸点越高，如：LiNaKRbCs，合金的熔点低于它的各成分金属的熔点，如：AlMg镁铝合金熔点最低的是汞，最高的是钨（5）不同类型的晶体，一般是原子晶体熔、沸点最
15、高，分子晶体熔、沸点最低，离子晶体熔、沸点较高，大多数金属晶体熔、沸点较高。如：金刚石氧化镁；铁水应注意离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体熔化时，化学键不被破坏的只有分子晶体，分子晶体熔化时，被破坏的是分子间的作用力【例题解析】例 1具有相同电子层结构的三种微粒 An+、B n、C，下列分析正确的是 （ ）A原子序数的关系是 CBAB微粒半径的关系是 B nA n+ 版权所有转载必究7CC 一定是稀有元素的一种原子D原子半径的关系是 ACB；又据“阴前阳下，径小序大”的规律可知，离子半径的关系应为 An+BeCF BS 2-SOFCS 2-Cl-K+Ca2+ DClLiNHe24下列判断不
16、正确的是 （ ）ASO 2 具有可燃性BH 2SO4 不是离子化合物C芒硝是硫酸盐DCS 2 的电子式 25下列电子式中，正确的是 （ ） 版权所有转载必究14A.B.C. D.26下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是 （ ）ACH 4 和 Br2 B NH3 和 H2O CH 2S 和 CCl4 DCO 2 和 HCl27下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是 （ ）AO 2、I 2、Hg BCO 2、KCl 、SiO 2CNa、K 、Rb DSiC 、NaCl、SO 228不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值 x 来表示，若 x 越大，其原子吸引电子的能力
17、越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某些短周期元素的 x 值：元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Clx 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）通过分析 x 值变化规律，确定 N、Mg 的 x 值范围：_1.7 时，一般为离子键，当 x1.7 时，一般为共价键，试推断 AlBr3 中化学键类型是_。（5）预测元素周期表中，x 值最小的元素位置：_(放射性元素除外) 。29下列结构图中，代表原子序数从 1 到 10 的元素的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分）
18、 ，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键，（2000年广东省高考题）（示例：F 2： ）根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式： 版权所有转载必究15A：_ B：_ C：_ D：_30离子晶体中的阴、阳离子是有规律排布的，X 射线测得氯化钠晶体中靠得最近的 Na与Cl 离子间的距离为 d cm，借助这一数据，某化学实验小组设计了一个测定阿伏加德罗常数的实验方案，该方案的关键是测定 NaCl 的密度。（1）实验室中现有天平，用它可称量 NaCl 样品的 。（2）将称取的细粉状的 NaCl 样品加入 25 mL 容量瓶中，然后用酸式滴定管向容量瓶中加入一种液体，至凹液面与容量瓶
19、刻度线相切，读得加入液体体积为 V mL，则NaCl样品的体积为 。问题：所取 NaCl 样品必须是细粉状，为什么不能是块状？_。 向容量瓶中加入的液体可以是 （选填“水” 或“四氯化碳”） ，简述选这种液体和不选另一种液体的理由是 。（3）经测定 NaCl 晶体的密度为 （gcm 3 ） ，摩尔质量为 M（gmol 1 ） ，试写出计算阿伏加德罗常数 NA 的公式（式中物理量都用字母表示） 。【参考答案】1B 提示：（判断法）A 中，离子晶体可能不含金属离子，而含有 NH4+。B 中，不同原子可能为同种元素的原子，也可能为不同元素的原子。同种元素的原子，不管是同种原子，还是两种同位素原子，构
20、成的都是单质。C 中，含有金属离子的化合物，一定属于盐，所以一定含有酸根阴离子。D 中，含有金属的离子也可能为阴离子，如 AlO2-、MnO 4-等。2B 提示：（分析法）本题考查的是对基本概念的理解。物质发生变化包括物理变化和化学变化，其中化学变化是核外电子的转移或迁移，而原子核并不发生改变，故元素的种类不变，原子的种类不变，物质的总质量不变。3C 提示：（判断法）考查周期表的结构4B 提示：（计算法）考查电子数与质量数、中子数和带电荷数之间的关系。5B 提示：（判断法）本题是原子结构、元素周期表、晶体类型的综合应用。注意 A、B皆为短周期元素，则 A 的原子序数为 2+a 或 2+8+a，
21、故 b=2 或 8，B 共有三个电子层，L层 版权所有转载必究16电子数为（a+b） ，M 层电子数为（a-b） ，故 a+b=8，则 a=6 或 0，则 A 为氧，B 为硅，A、B 形成的化合物是二氧化硅，为原子晶体。答案选 B。6B 提示：（分析法）本题考查对书本知识的理解及空间想象能力。在氯化钠晶体晶胞中，钠离子与氯离子交替排列，每个钠离子上下左右前后距离最近且等距离的氯离子共有 6个，构成空间正八面体，钠离子位于正八面体的中心。故选 B。7解析：A 中，NaOH 既含离子键，又含极性共价键；B 中，NaCl 只含离子键；C 中，AlCl3虽然含有金属元素，但 Al 与 Cl 之间存在的
22、是共价键； D 中，Na 2O2 既含离子键，又含非极性共价键。答案：B。8答案：A 解析：耐高温、耐磨是原子晶体的特点，故氮化硅(Si 3N4)是原子晶体。9答案：C10答案：D 解析：解答本题要联系实际，饮料中至少含有水，水就是一种化学物质。且无论如何纯净的水都存在水的电离，都有 H 、OH ；氮、磷是农作物生长所必须的成分，而非口服液的成分；水在各种动植物中都占有相当大的比重，所以没有水就没有生命。11答案：C 解析：食盐熔化克服的是离子键，蔗糖熔化克服的是分子间作用力，故 A 选项错误。钠发生状态变化克服的是金属键，而硫发生状态变化克服的是分子间作用力，因此 B 选项也不正确。碘和干冰
23、都是分子晶体，状态改变克服的都是分子间作用力，故C选项符合题意。二氧化硅是原子晶体，熔化时克服的是共价键，而氧化钠是离子晶体，熔化时克服的离子键，故 D 选项也不合题意。12答案：A 解析: Be 2+中含有 4 个质子、2 个电子。 H 原子中含有 1 个中子和 1 个质子。21NaHCO3 晶体中的钠离子跟碳酸氢根离子的个数比为 1:1。BaO 2（过氧化钡）固体中含有 Ba2+、O 22-阴离子和阳离子的个数比为 1:1。所以答案选 A。13答案：A 解析：金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，不存在阴离子；金属钨的熔点高于原子晶体硅的熔点；分子晶体碘常温下为固态，而汞为液态。 版权所
24、有转载必究1714答案：BD 解析：分子中的原子是否满足 8 电子结构取决于两个因素：一是该中性原子的最外层电子数；二是该原子在分子中形成的共价键数目。如果二者之和为 8，则满足8 电子结构。15答案：C 解析：本题考查了化学式的含义。在四大类晶体中，除了分子晶体中含有独立的分子以外，其余几种晶体都找不到独立的分子，此时化学式仅表示物质中原子的最简组成。16答案：A 解析：光气的电子式为： 因此分子中每个原子都能满足 8 电子结构。SF 6 中一个硫原子形成 6 对共用电子对，故 S 不能满足 8 电子结构；XeF 2 中，氙原子成键前已满足 8 电子结构，成键后又形成两对共用电子对，故不能满
25、足 8 电子结构；BF3 分子中，B 原子与 F 原子只形成了三对共用电子对，达不到 8 电子结构。17答案：BC 解析：同主族金属元素的原子半径越大，构成金属晶体的金属键越弱，则熔点越低；稀有气体为单原子分子构成的分子晶体，其相对分子质量随原子序数增大而增大，则熔沸点增高；分子间作用力越弱，分子晶体的熔点越低；同周期元素的原子半径是随原子序数增大从左到右逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。18答案：B 解析：以共价键形成的分子或离子中，如果能用电子式表示其结构，则每个原子的最外层必满足 8 电子稳定结构(氢满足 2 电子稳定结构) 。19答案：AD 解析：如 NaOH 这样的离
26、子化合物既含有离子键，又含有共价键。20答案：A 解析：CO 2 的电子式应为21答案：B 解析：此题考查共价键的极性和分子的极性。A 中，CO 2 结构为O=C=O,H2S为所以都含极性键，但 H2S 是极性分子。都含极性键，且都属于非极性分子。故 B 为答案。C 中，Cl 2 不含极性键；D 中 NH3 为极性分子都不合题意。22答案：D 解析：HCl 气体溶于水，在水分子作用下，电离为 H 和 Cl ，原 HCl 分子中共价键破坏。 版权所有转载必究1823答案：D。解析：A 中，Na 原子半径大于 Li，Li 大于 Be，Be、C 、F 在周期表中同周期，A 正确。B 中，S 、O 同
27、主族，O 、F 同周期， 半径大于 S 原子半径，B 正确。C 中，2四者的电子层结构相同，核电荷数依次增大，半径依次减小，C 正确。D 中，虽然 Cl的电子层数比 Li 多，但半径却比 Li 小，N 的原子半径也小于 He 的原子半径，D 不正确。24答案：A 解析：SO 2 不可燃，如果继续氧化必须在加热时使用催化剂方可。25答案：C26答案：B 解析：若从整个分子看，分子里电荷分布是对称的，则这样的分子为非极性分子。若整个分子的电荷分布不对称，则这样的分子为极性分子。所以分子的极性与构成的化学键及分子空间构型都有关系，如上述 NH3 中 NH 为极性键，而分子构型为三角锥型， 为不对称排
28、列；H 2O 中 HO 也为极性键，分子构型为为不对称排列，所以它们都是由极性键构成的极性分子。27答案：B 解析：CO 2 为分子晶体，其分子间作用力很弱，具有较低熔点；KCl 为离子晶体，其离子间存在较强的离子键，有较高熔点；SiO 2 为原子晶体，原子间用较强的共价键相结合，因而熔点很高，所以 CO2、KCl、SiO 2 熔点符合题意。28解析：题中给出第二、第三周期元素的 x 值（其中缺少了氮、镁两种元素的 x 值） ，x值与这种原子在分子中吸收电子的能力有关。 版权所有转载必究19可根据元素性质的周期性变化来推测镁和氮的 x 值。从表中数值可看出，同周期中元素的 x 值随原子半径的减
29、少而增大，x 值的变化体现了元素性质的周期变化。用 x 值大小可判断共价键中共用电子对偏向哪一方。对于 SN，由于 N 的 x 值大于 S的 x 值，所以其中共用电子对偏向 N 原子。表中查不到溴的 x 值，可根据元素周期律来推测，氯与溴同主族，氯的 x 值必定比溴的x 值大，而：x （Cl）-x （ Al）=3.16-1.61=1.451.7，而溴与铝的 x 值这差必定小于1.45，所以溴化铝肯定属于共价化物。x 值越小，元素的金属越强，x 值最小的元素应位于第六周期的 IA 主族。所以答案为：（1）0.93x(Mg) 1.61，2.55 x(N)3.44。 （2）同周期（同主族）中，x 值越大，其原子半径越小；周期性。 （3）氮原子。 （4）共价键。 （5）第六周期 IA 主族。29思路分析：本题将周期表与分子结构有机结合，旨在考查对分子结构的分析能力、读图能力以及“原型”知识的迁移能力，对思维的敛散性要求较高。答案：（1）A:NH 3 B:HCN C:CO(NH2)2 D.BF3 30答案：（1）质量（2） （25V）mL 块状固体中可能有空隙，使测量的体积不准。四氯化碳。NaCl可溶于水，总体积不是两者体积之和；NaCl 难溶于四氯化碳，可认为总体积是两者体积之和。（3）gcm 3 2d3cm3NA=M gmol1
