人教版化学选修3：
——《分子的立体结构》章节突破
配合物理论
1．配位键
(1)概念：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的共价键，叫做配位键。
(2)成键粒子：原子。
(3)成键的性质：共用电子对对两原子的电性作用。
(4)成键条件：形成配位键的一方是能够提供孤对电子的原子，另一方是具有能够接受孤对电子的空轨道的原子。
(5)配位键的表示方法：A→B(含义：表明共用电子对由A原子提供而形成配位键)。
(6)常见存在配位键的物质：
①配位化合物：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位化合物，简称配合物。
②存在配位键的物质：NH4＋、H3O＋、SO42－、P2O5、
Fe(SCN)3、[Cu(H2O)4]2＋、[Ag(NH3)2]OH、血红蛋白等。
2．配合物的组成和性质
(1)配合物的组成
配合物由中心原子(提供空轨道)和配位体(提供孤对电子)组成，分为内界和外界。以[Co(NH3)6]Cl3表示为：
①中心原子：配合物的中心原子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。
②配位体：配位体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－(羧酸根离子)、C2O42－、PO43－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位体中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤对电子的原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子，配位原子常是ⅤA、ⅥA、ⅦA主族的元素的原子。
③配位数：直接同中心原子配位的原子数目叫中心原子的配位数。如[Fe(CN)6]4＋中Fe2＋的配位数为6。
④配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体总电荷数的代数和。
注意：有些配合物没有外界如[Co(NH3)Cl3]中Co3＋、NH3、Cl－全部处于内界，是难电离物质。
(2)配合物的性质
①配合物中，中心原子在配位体的影响下，其价层轨道进行杂化，配位原子的孤对电子进入中心原子的空轨道产生强的作用，因而配合物有较强的稳定性。配位键越强，配合物越稳定。
②配合物溶于水后难电离
a．[Cu(NH3)4]SO4·H2O的制取：
c．银氨溶液的制备原理：往AgNO3溶液中滴加氨水至过量。
Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4＋
AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
或：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl＋2H2O
[Ag(NH3)2]＋＋2H＋===Ag＋＋2NH4＋(表示NH3更容易与H＋结合生成NH4＋)
(3)配合物的应用
①工业生产中的应用：湿法冶金；物质的分离提纯；合成功能分子等。
②定量分析：检验离子、作隐蔽剂、有机沉淀剂、萃取分离等。
③物质合成中的应用：作催化剂、生物固氮等。
④生物体内：许多酶与金属离子的配合物有关。
题型1 形形色色的分子
【例1】 硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角接近90°，说明H2S分子的空间构型为__________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C＝O键的夹角是180°，说明CO2分子的空间构型为__________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的空间构型为__________。
【解析】 用键角可直接判断分子的空间构型。
【答案】 V形 直线形 正四面体形
【点悟】 应熟记不同键角决定的分子的空间构型。
题型2 价层电子对互斥理论的应用
【例2】 用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为 ( )
A．正四面体形 B.V形
C．三角锥形 D．平面三角形
【解析】 SO3中的S原子孤电子对数＝(6－3×2)＝0，只有3对σ键电子对，故选D。
【答案】 D
【例3】 用价层电子对互斥理论推测下列分子的空间构型：
①BeH2 ②NH3
③H2O ④PCl3
【解析】 ①中心原子Be的价电子都参与成键，可以根据中心原子的周围原子数来判断，①为直线形。②③④中心原子有孤对电子，孤对电子也要占据中心原子周围的空间，所以②为三角锥形，③为V形，④为三角锥形。
【答案】 ①直线形；②三角锥形；③V形；④三角锥形。
【点悟】 价层电子对互斥理论的基本要点是：分子中的价电子对由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。
题型3 关于杂化和杂化轨道的概念判断
【例4】 以下有关杂化轨道的说法中，错误的是( )
A．ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道
B．杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键
C．孤对电子有可能参加杂化
D．s轨道和p轨道杂化不可能有sp4出现
【解析】 ⅠA族元素的价电子排布为ns1，由于只有1个ns电子，因此不可能形成杂化轨道；杂化轨道之间的重叠均是“头碰头”式，只形成σ键；在H2O分子和NH3分子中的氧原子和氮原子，均是采取sp3杂化，其sp3杂化轨道分别有2个和1个由孤对电子占据，孤对电子有可能参加杂化的说法是对的；由于np能级只有3个原子轨道，所以s轨道和p轨道杂化只有sp3、sp2、sp三种，不可能出现sp4。
【答案】 B
【点悟】 要理解杂化轨道的形成和类型，从而掌握分子的形成和构型。
题型4 杂化轨道理论
【例5】 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
【解析】 A项中CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，A项错误；B项中均为sp3杂化，B项正确；C项中BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，C项错；D项中C2H2为sp杂化，C2H4为sp2杂化，D项错。
【答案】 B
题型5 配位键的形成
【例6】 化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3。
(1)配位键形成的条件是什么？
(2)在NH3·BF3中，何种元素的原子提供孤对电子？何种元素的原子接受孤对电子？
【解析】 (1)配位键的形成条件是成键原子一方(A)能够提供孤对电子，另一方(B)具有接受孤对电子的空轨道。
(2)NH3分子中N原子以sp3杂化轨道与H原子的1 s轨道形成3个σ键，还有一对孤对电子，BF3中B原子以sp2杂化轨道与F原子的2p轨道形成3个σ键，B原子还有1个空的p轨道，所以NH3·BF3中N原子提供孤对电子，B原子接受孤对电子。
【答案】 见解析
【点悟】 配位键是一类特殊的共价键，它存在于铵盐、配合物等物质中。
题型6 配合物的组成、生成或解体
【例7】 (1)写出[Ag(NH3)2]OH的中心原子、配位原子、配位数，并写出它的电离方程式。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，下列关于实验现象的叙述不正确的是( )
A．先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失
B．生成的沉淀为AgCl，它不溶于水，但溶于氨水，重新电离成Ag＋和Cl－
C．生成的沉淀是AgCl，加入氨水后生成了可溶性的配合物Ag(NH3)2Cl
D．若向AgNO3溶液中直接滴加氨水，产生的现象也是先出现白色沉淀后又消失
【解析】 (1)在配合物[Ag(NH3)2]OH中，中心原子是Ag＋，配位原子是NH3分子中的N原子，配位数是2。由于配合物的内界是以配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键结合的，可以完全电离，故电离方程式为：[Ag(NH3)2]OH＝[Ag(NH3)2]＋＋OH－。
(2)Ag＋与NH3能发生如下反应：Ag＋＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋，而AgCl存在微弱的溶解：AgClAg＋＋Cl－，向其中滴加氨水会使电离平衡向右移动，最终因生成Ag(NH3)2Cl而溶解。
【答案】 (1)Ag＋；N原子；2；[Ag(NH3)2]OH===
[Ag(NH3)2]＋＋OH－ (2)B
【点悟】 (1)(盐或碱型)配合物大多是强电解质，能完全电离成内界离子和外界离子，但“强中有弱”，内界离子的电离程度很小。
(2)要用所学配合物的知识解释沉淀消失的原因。AgOH、AgCl都难溶于水(AgOH很不稳定，易分解为Ag2O和H2O)，但Ag(NH3)2OH、Ag(NH3)2Cl均易溶于水，说明[Ag(NH3)2]＋电离产生的c(Ag＋)比AgCl溶解所产生的c(Ag＋)还小。
人教版化学选修3：
——《分子晶体与原子晶体》章节突破
原子晶体与分子晶体
原子晶体与分子晶体比较
晶体类型 原子晶体 分子晶体
概念 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体
组成微粒 原子 分子
微粒间作用力 共价键 分子间作用力
熔、沸点 很高 较低
硬度 很大 较小
溶解性 不溶于任何溶剂 部分溶于水
导电性 不导电，个别为半导体 不导电，部分溶于水导电
熔化时破 坏的作用力 破坏共价键 一定破坏分子间作用力(有时还破坏氢键，如冰熔化；S8熔化时还破坏共价键)
实例 金刚石 干冰
结构特点 其最小的C原子环中有6个C原子，C—C键夹角为109°28′ CO2晶体中存在CO2分子
题型1 晶体的类型和性质
【例1】 下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是 ( )
A．NH3、HD、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2
【解析】 A项，HD属于单质；C项，SiO2属于原子晶体；D项，Na2S是由离子键构成的离子晶体。
【答案】 B
题型2 原子晶体的结构
【例2】 关于SiO2晶体的叙述中，正确的是 ( )
A．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)
B．60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键
C．晶体中与同一硅原子相邻且最近的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点
D．SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子
【解析】 (1)60 g SiO2晶体即1 mol SiO2，晶体中含有Si—O键数目为4 mol (每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成Si—O共价键)，含4NA个Si—O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为1∶2。(2)在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。
【答案】 C
【点悟】 怎样理解SiO2的结构，可从晶体硅进行转化，晶体硅与金刚石结构相似，只需将C原子换成Si原子即可，再将Si－Si键断开，加入氧即可，如下图所示
题型3 分子晶体熔、沸点高低的比较
【例3】 SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其作出如下推测，其中不正确的是( )
A．SiCl4晶体是分子晶体
B．常温常压下SiCl4是气体
C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
D．SiCl4熔点高于CCl4
【解析】 由于CCl4是分子晶体，所以SiCl4也是分子晶体，由于SiCl4的相对分子质量比CCl4的相对分子质量大，分子间作用力也应比CCl4的分子间作用力大，所以SiCl4的熔、沸点应比CCl4高，而CCl4在常温常压下是液体，所以SiCl4在常温常压下肯定不是气体。
【答案】 B
【点悟】 组成和结构相似的分子晶体，依相对分子质量来比较分子间作用力，由分子间作用力的大小来比较熔、沸点的高低，其熔、沸点与共价键无关。
题型4 天然气水合物
【例4】 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1 000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。
根据上述信息，回答下列有关问题：
(1)写出天然气水合物中两种分子的极性：
CH4：________；H2O：________。
(2)天然气水合物的晶体类型是________。
(3)若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为________。
【解析】 第(3)问中，每个天然气水合物分子中共有46＋2＝48个水分子，6个甲烷分子，所以该天然气水合物的分子式为6CH4·48H2O，平均组成即为CH4·8H2O。
【答案】 (1)非极性 极性 (2)分子晶体
(3)CH4·8H2O
【点悟】 天然气水合物又称“可燃冰”，是巨大的潜在能源。
题型5 碳化硅、晶体硅、金刚石的比较
【例5】 (双选)碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构。其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是( )
A．熔点从高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅
B．熔点从高到低的顺序是：金刚石>晶体硅>碳化硅
C．三种晶体中的基本单元都是正四面体结构
D．三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体
【解析】 依题意，金刚石、碳化硅和晶体硅都是原子晶体，且都应有类似金刚石的正四面体结构单元。因键长由长到短的顺序是Si—Si>Si—C>C—C，这可由原子半径来推断，而键能则为C—C>Si—C>Si—Si，所以破坏这些键时所需能量依次降低，从而熔点依次降低。上述三种原子晶体中只有晶体硅特殊，是半导体，具有一定的导电性。
【答案】 AC
【点悟】 比较金刚石、碳化硅、晶体硅三种原子晶体的熔、沸点和硬度等物理性质的依据就是C—C、C—Si、Si—Si等共价键的键能和键长。
题型6 几种典型的晶体结构的比较和计算
【例6】 C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)C60、金刚石和石墨三者互为________。
A．同分异构体 B．同素异形体
C．同系物 D．同位素
(2)固态时，C60属于________(填“离子”、“原子”或“分子”)晶体。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是________NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是________。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________。
【解析】 (1)由“四同”的概念可知C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体。
(2)构成C60晶体的粒子是C60分子，所以它属于分子晶体。
(3)每个Si原子形成4个Si—Si键，同时每个Si—Si键为两个原子所有，所以1 mol硅晶体中含有2 molSi—Si键。在晶体硅的最小环上有6个Si—Si键(6条边)，分别插入一个氧原子，则变成十二元环，有6个氧原子。
(4)石墨晶体中每个碳原子与另外3个碳原子成键，所以每个六边形占有的碳原子数为6×＝2个。
【答案】 (1)B (2)分子 (3)2 6 (4)2
【点悟】 仅因碳原子的成键和排列方式不同而形成结构与性质迥异的金刚石、石墨、C60等不同类型的晶体(分别属于原子晶体、混合晶体、分子晶体)，由此例我们可以深刻地认识物质的结构与性质的关系。
人教版化学选修3：
——《离子晶体》章节突破
一、离子晶体的晶格能
(1)概念
晶格能是指1 mol的离子化合物中的阴、阳离子，由相互远离的气态，结合成离子晶体时所释放出的能量或拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。单位：kJ·mol－1。
(2)影响晶格能的因素：离子的电荷和阴、阳离子的大小。晶格能与离子电荷的乘积成正比，与阴、阳离子的半径大小成反比。
晶格能＝K×
(3)晶格能与晶体的性质：晶格能的数据可以用来说明许多典型的离子晶体的物理、化学性质的变化规律，晶格能较大，晶体的熔、沸点越高，硬度越大。
(4)部分晶体的晶格能与晶体的物理性质
晶格能与物理性质的对应关系，如下表所示：
晶格能与离子型化合物的物理性质
NaCl型晶体 NZ NaBr NaCl NaF BaO SrO CaO MgO BeO
离子电荷 1 1 1 1 2 2 2 2 2
核间距/pm 318 294 279 231 277 257 240 210 165
晶格能/kJ·mol－1 686 732 786 891 3041 3204 3476 3916 －
熔点/K 933 1013 1074 1261 2196 2703 2843 3073 2833
硬度(莫氏标准) － － － － 3.3 3.5 4.5 6.5 9.0
题型1 化学键的概念与实质
【例1】 现有如下各种说法：
①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合；
②金属和非金属化合形成离子键；
③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引；
④根据电离方程式HCl＝H＋＋Cl－，可判断HCl分子里存在离子键；
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。
则对各种说法的判断正确的是( )
A．①②⑤正确 B．都不正确
C．④正确，其他不正确 D．仅①不正确
【解析】 水中存在分子内H、O原子间的相互作用，也存在分子间H、O原子间的相互作用，而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用，故①叙述不正确。离子键不是存在于任何金属和非金属粒子间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键，故②叙述不正确。在离子化合物中，阴、阳离子间存在相互作用，但不单指吸引力，还有相互排斥力，故③叙述不正确。HCl分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键，故④叙述不正确。化学反应的本质是旧键断裂、新键形成，但HCl中存在共价键而非离子键，故⑤叙述不正确。
【答案】 B
【点悟】 要把握各类化学键定义中的关键词，准确理解化学键的实质、形成和存在。
题型2 据晶体的性质推断晶体的类型
【例2】 根据下表几种物质的熔点和沸点数据(注：AlCl3熔点在2.5×105 Pa条件下测定)，判断下列有关说法中，错误的是( )
物质 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B
熔点/℃ 810 710 190 －68 2300
沸点/℃ 1465 1418 182.7 57 2500
A.SiCl4是分子晶体
B．单质B是原子晶体
C．AlCl3加热能升华
D．MgCl2所含离子键的强度比NaCl大
【解析】 三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同，因而表现出不同的性质。原子晶体具有高的熔、沸点，硬度大，不能导电；而离子晶体也具有较高的熔、沸点，较大的硬度，在溶液中或熔化状态下能导电；分子晶体熔、沸点低，硬度小，不导电，熔化时无化学键断裂。根据上述性质特点及表中数据进行分析，NaCl的熔、沸点均比MgCl2高，所以NaCl晶体中的离子键应比MgCl2强，故D项不正确。
【答案】 D
【点悟】 物质的性质是由物质的结构决定的，物质的物理性质是结构特点的表现。如本题中的AlCl3，熔、沸点较低，易升华，这与离子晶体的性质不符合，所以AlCl3并不是离子化合物，其晶体属于分子晶体。
题型3 晶体的性质
【例3】 下列说法中错误的是( )
A．原子晶体中只存在非极性共价键
B．分子晶体的状态变化，只需克服分子间作用力
C．金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性
D．离子晶体在熔化状态下能导电
【解析】 原子晶体中可以存在非极性键(如金刚石、晶体硅等)或极性键(如SiO2、SiC等)，A项错误；分子晶体是由分子通过分子间作用力形成的，改变其状态(熔化、汽化、升华、凝华等)，只需克服分子间作用力，B项正确；导电、导热和良好的延展性是金属的通性，C项正确；离子晶体在熔化状态(克服了离子键)电离成自由移动的离子而导电。D项正确。
【答案】 A
【点悟】 对四种类型的晶体，要掌握其成键粒子间的相互作用和典型实例，从而明确晶体的物理性质及发生状态变化所需克服的作用力类型。
题型4 离子晶体的计算
【例4】 元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如图所示。
(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为____________。
(2)该晶体中Xn＋离子中n＝________________________________。
(3)X元素的原子序数是_________________________________。
(4)晶体中每个N3－被____________个等距离的Xn＋离子包围。
【解析】 (1)Xn＋位于晶胞的棱上，其数目为12×＝3(个)，N3－位于晶胞的顶角，其数目为8×＝1(个)，故其个数比为3∶1。
(2)由晶体的化学式X3N知X的所带电荷为1。
(3)因为K、L、M三个电子层充满，故为2、8、18，所以X的原子序数是29。
(4)N3－位于晶胞顶角，故其被6个X＋在上、下、左、右、前、后包围。
【答案】 (1)3∶1 (2)1 (3)29 (4)6
【例5】 (2018年高考·课标全国卷Ⅰ)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：
(1)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born－Haber循环计算得到。
可知，Li原子的第一电离能为______kJ·mol－1，O===O键键能为______kJ·mol－1，Li2O晶格能为______kJ·mol－1。
(2)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。
已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为__________g·cm－3(列出计算式)。
【解析】 (1)锂原子的第一电离能是指1 mol气态锂原子失去1 mol电子变成1 mol气态锂离子所吸收的能量，即为＝520 kJ·mol－1。O===O键键能是指1 mol氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量，即为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1。晶格能是指气态离子结合生成1 mol晶体所释放的能量或1 mol晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量，则Li2O的晶格能为2 908 kJ·mol－1。(2)1个氧化锂晶胞含O的个数为8×＋6×＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为g·cm－3。
【答案】 (1)520 498 2 908
(2)
人教版化学选修3：
——《金属晶体》章节突破
一、金属键与金属的熔、沸点和硬度
金属单质硬度的大小，熔、沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。
一般来说，金属键的强度主要决定于金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目(价电子数)。随原子半径的增大，金属键逐渐减弱。单位体积内自由电子的数目(价电子数)越多，则金属键就越强。如钠、镁、铝的单位体积内价电子数目增多，金属键增强；Li、Na、K的原子半径增大，金属键减弱。所以由Li到Cs的熔、沸点逐渐降低，Na、Mg、Al的熔、沸点逐渐升高，硬度增大。
注意：(1)原子晶体、金属晶体在发生聚集状态变化时，分别需要克服共价键、金属键，分子晶体只需要克服分子间作用力。
(2)合金的熔点一般比它的各组分纯金属的熔点低。如生铁比纯铁的熔点低，钠?钾合金[w(K)在50%～80%范围内]室温下呈液态(是原子反应堆的导热剂)。
知识点5 金属原子在二维平面中放置的两种方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——非密置和密置(如下图)。
金属原子在二维平面中放置的两种方式
注意：非密置层的配位数是4，密置层的配位数是6。配位数是指一个原子周围距离相等且最近的原子的数目。
二、金属晶体的原子堆积模型
金属晶体可看成金属原子在三维空间(一层一层地)堆积而成。
(1)非密置层堆积
①简单立方堆积：晶胞是一个立方体，每个晶胞含有1个原子。
②体心立方堆积：立方体的中心有1个原子，各顶点均有1个原子，每个晶胞中含有8×＋1＝2个原子。
采取简单立方堆积方式的金属只有钋(Po)；采取体心立方堆积方式的金属有碱金属、铁等，又称为钾型。钾型堆积方式的空间利用率比简单立方堆积高得多。
(2)密置层堆积
①六方最密堆积：按ABABABAB……的方式堆积(如下图)，称为镁型。
金属晶体的堆积方式——镁型
②立方面心最密堆积：按ABCABCABC……的方式堆积(如下图)，称为铜型。
题型1 金属的通性
【例1】 金属的下列性质中和金属晶体无关的是( )
A．良好的导电性 B．反应中易失电子
C．良好的延展性 D．良好的导热性
【解析】 A、C、D三个选项都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的。B选项金属易失电子是由原子的结构决定的，与金属晶体无关。
【答案】 B
【点悟】 易导电、导热、有延展性等是金属的物理通性，可以由“电子气理论”来解释；金属的失电子能力差别很大，属于原子结构和化学性质范畴，不能由金属晶体的知识来解释。
题型2 金属晶体的判断
【例2】 按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是( )
A．由分子间作用力结合而成，熔点低
B．固体或熔融后易导电，熔点在1 000℃左右
C．由共价键结合成网状结构，熔点高
D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
【解析】 A为分子晶体；B中固体能导电，熔点在1 000℃左右，不是很高，应为金属晶体；C为原子晶体；D为离子晶体。
【答案】 B
【点悟】 金属晶体典型的特点是易导电、导热，有良好的延展性，有较高的熔、沸点。
题型3 金属的熔、沸点高低和硬度大小的判断
【例3】 (双选)物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高，且据研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是( )
A．镁的硬度大于铝
B．镁的熔、沸点低于钙
C．镁的硬度大于钾
D．钙的熔、沸点高于钾
【解析】 镁和铝的电子层数相同，价电子数Al>Mg，原子半径Al
Mg，硬度Al>Mg，A不正确。镁、钙价电子数相同，但半径Ca>Mg，所以金属键Mg>Ca，熔、沸点Mg>Ca，B不正确。用以上比较方法可推出：价电子数Mg>K，原子半径MgK，硬度Mg>K，C正确。钙和钾元素位于同一周期，价电子数Ca>K，原子半径K>Ca，所以金属键Ca>K，熔点Ca>K，D正确。
【答案】 AB
【点悟】 要结合元素周期律整合同周期和同主族金属的金属键强弱规律，即硬度和熔、沸点的判断依据，记忆熔、沸点：Li>Na>K、Na题型4 金属晶体中原子的堆积方式
【例4】 将金属对应的晶胞类型及其实例进行连线：
晶胞类型 实例
体心立方 Mg
六方 Cu
立方面心 K
【解析】 立方面心最密堆积的典型实例是Cu、Ag、Au、Ca、Al、Pt等；体心立方最密堆积的代表金属是Li、Na、K、Ba、Fe等；常见的采用六方最密堆积方式的金属有Mg、Zn、Ti等。
【答案】
【点悟】 镁型和铜型是最非密堆积，钾型是非密堆积，简单立方只有钋采用。金属晶体的晶胞中，配位数越高，则空间利用率越高。要掌握镁型、铜型、钾型三种堆积模型。
人教版化学选修3：
——《分子的性质（二）》章节突破
一、手性分子
(1)分子的对称性
对称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部分相互对应且相称，它们经过不改变物体内任意两点间距离的操作能够复原，即无法区别操作前后的物体。例如，对于甲烷分子而言，相对于通过其中两个氢和碳所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称这个平面为对称面。分子的极性、旋光性及化学反应等性质都与分子的对称性有关。如CH4、CCl4是非极性分子(对称分子)，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是极性分子(分子结构不对称)。
(2)手性分子
具有完全相同的组成和原子排列的、互为镜像而不能重叠的一对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子(虽然两个分子的结构从平面上看一模一样，但在空间上会完全不同，它们构成了实物和镜像的关系，可以比作左右手的关系，所以叫手性分子)。
(3)手性分子的成因
当4个不同的原子或基团连接在碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”就不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性原子。例如，CHBrClF是一个简单的手性分子，如下图所示的两个分子互为镜像。又如，丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性可用下图。
(4)分子是否表现手性的判断
具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子造成的。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用*C来表示。例如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。
(5)手性合成
手性异构体药物分子中往往是一种有毒副作用而另一种能治病却没有毒副作用，因此生产手性药物必须把手性异构体分离开。按照获得2001年诺贝尔化学奖的三位科学家的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或基本上不得到它的手性异构体，这种独特的合成方法就称为手性合成。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成。手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。手性合成是当今化学的热点之一，是21世纪化学研究的重要领域。
二、无机含氧酸分子的酸性
(1)无机含氧酸分子的结构
无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的H在水分子的作用下能够变成H＋而显示一定的酸性。如HNO3、H2SO4、H3PO4的结构式分别是
注意：无机含氧酸都是共价化合物而非离子化合物，它们在熔融状态(即液态)下不电离(如纯硫酸中只含有H2SO4分子)，在水溶液中O—H键断裂而电离出H＋。有机羧酸显示酸性也是由于分子中含有
，在水分子作用下O—H键断裂而电离出H＋的缘故。
(2)同一元素的不同含氧酸的酸性强弱规律
对于Cl、S、N、P等非金属元素，它们所形成的不同含氧酸的酸性强弱有如下顺序：
Cl：HClO4(高氯酸)＞HClO3(氯酸)＞HClO2(亚氯酸)＞HClO(次氯酸)
S：H2SO4＞H2SO3(亚硫酸)
N：HNO3＞HNO2(亚硝酸)
P：H3PO4＞H3PO3(亚磷酸)
即：对于同一元素的不同含氧酸来说，该元素的化合价越高，含氧酸的酸性越强。
从分子组成来看，含氧酸的通式可写成(HO)mROn，当R相同时，n越大，R的正电性越高，R—O—H中O的电子向R偏移而使O—H上的电子对向O原子偏移程度越大，即O—H键极性越强，因而在水分子的作用下越易电离，即酸性越强，对于HClO4、HClO3、HClO2、HClO来说，n分别为3、2、1、0，因此其酸性逐渐减弱。
(3)含氧酸酸性强弱的规律
不管是同一元素还是不同元素形成的含氧酸，其强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增多而增大，即(HO)mROn中n值越大，酸性越强，n值相同，酸性强度接近。例如：HBrO4[高溴酸，(HO)BrO3，n＝3]与HClO4的酸性强度相近，H2SO4[(HO)2SO2，n＝2]与HNO3[(HO)NO2，n＝2]的酸性强度相近，H3PO4[(HO)3PO，n＝1]与HNO2[(HO)NO，n＝1]的酸性强度相近，H3BO3[硼酸，(HO)3B，n＝0]与HClO[HOCl，n＝0]的酸性强度相近，等等。
注意：元素周期律也是比较无机含氧酸酸性的重要依据：同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，如H2SiO3(H4SiO4)＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4；同主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，如H2CO3＞H2SiO3、HNO3＞H3PO4＞H2AsO4等。
题型1 范德华力与物质性质
【例1】 下列有关性质判断正确且可以由范德华力来解释的是( )
A．沸点：HBr＞HCl
B．沸点：CH3CH2Br＜C2H5OH
C．稳定性：HF＞HCl
D．—OH上氢原子的活泼性：H—O—H＞C2H5—O—H
【解析】 HBr的相对分子质量比HCl大，分子间的范德华力比HCl强，所以其沸点比HCl高，A项符合题意；C2H5Br的沸点比C2H5OH低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力的缘故；HF比HCl稳定是由于H—F键键能比H—Cl键大的缘故；H2O分子中—OH上的O—H键比C2H5—O—H中的O—H键更易断裂是由于—C2H5的影响使O—H键极性减弱了的缘故。
【答案】 A
【点悟】 由分子形成的物质的熔、沸点才与范德华力的大小有关。
题型2 氢键与物质性质
【例2】 下列事实与氢键无关的是( )
A．液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3存在
B．冰的密度比液态水的密度小
C．HF比HCl更易液化
D．NH3比PH3稳定
【解析】 NH3比PH3稳定是由于N—H键键能比P—H键键能大，和NH3分子间形成氢键无关。
【答案】 D
题型3 范德华力和氢键
【例3】 如下图中每条折线表示周期表ⅣA族～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 ( )
A．H2S B．HCl
C．PH3 D．SiH4
【解析】 在ⅣA族～ⅦA族中的氢化物里，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，故a点代表的应是SiH4。
【答案】 D
【点悟】 分子间的氢键影响物质的沸点变化，要掌握分子间存在氢键的常见物质。
题型4 非金属元素气态氢化物的沸点变化
【例4】 如下图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅥA、ⅦA、ⅤA、ⅣA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线______；表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线______；同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是______；
A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_________________________。
【解析】 在CH4、NH3、H2O及HF中，熔沸点最高的物质为H2O，故A为ⅥA族；ⅣA族的氢化物都是非极性分子，沸点较低，其第二周期元素的氢化物中不存在氢键，故为D。
【答案】 A D 相对分子质量增大，范德华力增大，故沸点依次升高 存在氢键
题型5 手性分子的判断
【例5】 下列有机物分子中属于手性分子的是( )
①乳酸[CH3CH(OH)COOH] ②2?丁醇
③ ④丙三醇
A．只有① B．①和②
C．①②③ D．①②③④
【解析】 写出各分子的结构简式：
可知①、②、③中存在手性碳原子(用*标记的)，而④中中间的碳原子连有2个相同的—CH2OH基团，不是手性碳原子。
【答案】 C
【点悟】 依据碳原子是否连接4个不相同的原子或基团来判断。
题型6 手性分子的结构特征
【例6】 某链烃B的分子式为C7H10，在B的各种结构(不考虑结构)中，含有手性碳原子，且与足量H2发生加成反应后仍具有光学活性的有机物有五种，已知其中两种的结构简式为：
则另外三种的结构简式为：________，________，________
【解析】 链烃C7H10与足量H2发生加成反应生成烷烃C7H16，要使它具有光学活性，观察①、②，必须要求有1个碳原子分别连接—H、—CH3、—C2H5、—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2等4个不同基团。
以①为依据，将双键移位可得③：
以②为依据，将三键移位可得④：
若烷烃中有1个异丙基，则结构为⑤：
【点悟】 涉及手性分子的试题的考查点多是有机物的结构、性质和相互转化关系。
题型7 无机含氧酸分子的酸性
【例7】 下列无机含氧酸分子中酸性最强的是( )
A．HNO2 B．H2SO3
C．HClO3 D．HClO4
【解析】 对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如：HO2＜HO3，H2O3＜H2O4，HO3＜HO4。观察A、B、C三个选项，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，其酸性不够强，只有D选项中的HClO4中的Cl为＋7价，是Cl元素的最高价，使H—O—ClO3中O的电子向Cl偏移最大，在水分子作用下，最易电离出H＋，酸性最强。
【答案】 D
【点悟】 比较无机含氧酸的酸性，关键是比较中心元素化合价的高低。如将含氧酸的通式写为(HO)mROn，当成酸元素R相同时，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移越大，在水分子作用下就越容易电离出H＋，显越强的酸性。掌握规律能达到举一反三之效果。
题型8 含氧酸酸性和“元”数的判断
【例8】 判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系如下表所示：
(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构式分别为：①________，②________。
(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：①__________，②__________。
(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况，写出化学方程式：__________________。
【解析】 此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题。考查运用题给信息推断物质结构和性质的能力。应将题给信息与回答的问题联系起来，依据问题，分析信息。
(1)H3PO3和H3AsO3分子中都含有3个氢原子但H3PO3为中强酸而H3AsO3为弱酸，说明分子中的非羟基氧原子数不同。依题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。
(2)与过量NaOH溶液反应方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸(通常情况下，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸)。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。
(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。
【答案】
(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O
②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O
(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3有弱碱性，可与盐酸反应：As(OH)3＋3HCl===AsCl3＋3H2O
【点悟】 不能形成“含氧酸分子中含有几个氢原子它就是几元酸”的思维误区。磷元素的几种含氧酸的结构、名称如下表所示。较为特殊的还有H3BO3，它属于一元酸。
人教版化学选修3：
——《晶体的常识》章节突破
一、晶胞
(1)晶胞是晶体中最小的结构重复单元。
(2)晶胞一定是一个平行六面体，其三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定，晶胞不能是八面体或六方柱体等其他形状。
(3)整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成的。这种排列必须是晶胞的并置堆砌。所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同时，相邻的八个平行六面体均能共顶点相连接。
注意：①晶胞必须为平行六面体。
②晶胞是晶体结构的基本重复单位。它不一定是最小重复单位。
③同一晶体所划出来的同类晶胞大小和形状完全相同。
二、用均摊法解析晶体的计算
(1)晶体：通过结晶得到的有规则几何外形的固体。其外形的规则是由其内在的粒子有序排列所决定的。
(2)晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分。
(3)均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个图形(晶胞)所共有，则该粒子有属于一个图形(晶胞)。
①长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。
a．处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为。
b．处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为。
c．处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为。
d．处于体内的离子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。
②非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3。
题型1 晶体的特征
【例1】 下列关于晶体的说法中，不正确的是( )
A．凡有规则外形的固体一定是晶体
B．晶胞是晶体结构的基本单元
C．晶体内部的粒子按一定规律做周期性重复排列
D．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
【解析】 晶体的特征之一是有自范性，即自发呈现多面体外形。切划整齐、规格相同的玻璃、石蜡、橡皮等都可以说具有规则的外形，但在它们的内部，原子无序排列，它们也没有固定的熔点，不是晶体，故A错误。由晶体的特征和晶胞的概念可知B、C项正确。X射线衍射实验测定的结果表明，组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理，晶体采取紧密堆积方式能降低体系的能量而使晶体变得稳定，D项正确。
【答案】 A
【点悟】 一要熟悉常见的晶体和非晶体，二要准确把握晶体的特征。
题型2 晶体的化学式的确定
【例2】 某晶体的一部分如下图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
【解析】 该晶体中含A原子个数为6×＝，B原子个数为6×＋3×＝2，C原子个数为1；则A、B、C的个数比为∶2∶1＝1∶4∶2。
【答案】 B
题型3 气态分子的化学式(分子式)的确定
【例3】 最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是( )
A．TiC B．Ti6C7
C．Ti14C13 D．Ti13C14
【解析】 如果依“均摊法”来计算，就会得出：钛原子数为8(顶角)×＋6(面心)×＝4；碳原子数为12(棱)×＋1(体心)＝4，从而选A。但是错了！为何？若该图是一个晶胞，再向空间延伸，则这种计算正确，但它是一个分子，不再延伸(正如白磷由一个个独立的正四面体组成)，应直接数出原子数。
【答案】 C
【点悟】 本题的关键词是“气态团簇分子”，不注重审题便会因思维定势而出错。
题型4 晶体的立体结构问题
【例4】 某离子晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。试分析：
(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX为________。
【解析】 (1)同时吸引的原子个数即指在某原子周围距离最近的其他种类的原子个数，观察右图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引着4个X，而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y。晶体的化学式中阴、阳离子的个数比等于X、Y的个数比为4∶8，所以化学式为XY2或Y2X。
(2)晶体中每个X跟周围与它最接近的X之间的距离应为上图所示立方体的面对角线。位置关系分为在此X的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。
(3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心(如上图)，可联想到CH4的键角，知∠XYX＝109°28′。
【答案】 (1)4 8 XY2或Y2X (2)12 (3)109°28′
【点悟】 对于晶体结构，要善于用宏观的立体构型来分析晶体的微观结构。利用立体几何的知识，分清各原子、离子、分子在空间的相对位置，熟悉一些常见晶体的空间构型，是解答此类题目的关键。
【例5】 (2016年高考·课标全国卷Ⅰ)晶胞有两个基本要素：
(1)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。
(2)晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________ g·cm－3(列出计算式即可)。
【解析】 (1)根据晶体结构中各个原子的相对位置可知，D在各个方向的处，所以D原子的坐标参数为：( ，，)。
(2)根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子个数为8×1/8＋6×1/2＋4＝8，
根据ρ＝m/V＝(N/NA×M)/V
＝或
×107。
【答案】 (1)( ，， )
(2)或
×107
【点悟】 考查选修3物质结构与性质的有关知识。
人教版化学选修3：
——《共价键》章节突破
一、键参数——键能、键长、键角
(1)键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
①单位：kJ·mol－1，用EA—B表示(鲁科版)。如
H—H键的键能为436.0kJ·mol－1，N≡N键的键能为946kJ·mol－1。
②应为气态基态原子：保证释放能量最低。
③键能为衡量共价键稳定性的参数：键能越大，即形成化学键时释放的能量越多，形成的化学键越牢固。
④结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。
(2)键长：形成共价键的两个原子的核间距为键长。
①因成键时原子轨道发生重叠，键长小于成键原子的原子半径和。
②键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
③键长越短，键能越大，共价键越稳定。
(3)键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键间的夹角称为键角。
①键角决定了分子的空间构型。
②多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有方向性。
③常见分子中的键角：CO2分子中的键角为180°，为直线形分子；H2O分子中键角为105°，为角形(V形)分子；CH4分子中键角为109°28′，为正四面体形分子。
二、等电子原理
(1)原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似化学键特征，它们的许多性质是相近的。此原理称为等电子原理。满足等电子原理的分子称为等电子体。
注意：等电子体的价电子总数相同，而组成原子核外电子总数不一定相同。
(2)CO分子和N2分子具有相同原子总数、相同的价电子数，是等电子分子，其性质对比如下：
(3)常见等电子体
类型 实例 空间构型
二原子10电子的等电子体 N2，CO，NO＋，C22－，CN－ 直线形
三原子16电子的等电子体 CO2，CS2，N2O，NCO－，NO2＋，N3－，NCS－，BeCl2(g) 直线形
三原子18电子的等电子体 NO2－，O3，SO2 V形
四原子24电子的等电子体 NO3－，CO32－，BO33－，CS32－，BF3，SO3(g) 平面三角形
五原子32电子的等电子体 SiF4，CCl4，BF4－，SO42－，PO43－ 四个σ键，正四 面体形
七原子48电子的等电子体 SF6，PF6－，SiF62－，AlF63－ 六个σ键，正八 面体
(4)等电子原理的应用
①判断一些简单分子或离子的立体构型。
②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。
③利用等电子原理针对某物质找等电子体。
题型1 化学键与化合物类型
【例1】 下列有关化学键的叙述，正确的是( )
A．离子化合物中一定含有离子键
B．单质分子中均不存在化学键
C．含有极性键的分子一定是极性分子
D．含有共价键的化合物一定是共价化合物
【解析】 离子化合物中一定含有离子键，A正确；只有单原子分子的单质分子中不含化学键，B错误；CO2分子含有极性键，但CO2是非极性分子，故C错误；NaOH等离子化合物含有共价键，却是离子化合物，不是共价化合物，D错误。
【答案】 A
题型2 共价键
【例2】 下列不属于共价键成键因素的是( )
A．共用电子对在两原子核之间高概率出现
B．共用的电子必须配对
C．成键后体系能量降低，趋于稳定
D．两原子体积大小要适中
【解析】 两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的机会更多；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。故选D。
【答案】 D
【点悟】 本题主要考查学生对共价键成键因素的掌握情况。
题型3 σ键和π键
【例3】 下列说法中，不正确的是( )
A．σ键比π键的重叠程度大，形成的共价键强度大
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键、2个π键
【解析】 本题考查的是σ键、π键的区别与联系。从原子轨道重叠程度看，π键轨道的重叠程度比σ键轨道的重叠程度小，故π键的稳定性弱于σ键；在气体单质分子中一般存在σ键(如Cl2、H2)、π键(如N2中存在σ键和π键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。故正确答案为C。
【答案】 C
题型4 键能的计算
【例4】 已知H2(g)＋Br2(l)＝2HBr(g)；ΔH＝－72 kJ/mol蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其它相关数据如下表：
H2(g) Br2(g) HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369
则表中a为( )
A．404 B．260
C．230 D．200
【解析】 此题旨在考查反应过程的实质是“旧键的断裂和新键的形成”及反应热的计算，ΔH＝E断 － E形，因此在H2(g) ＋ Br2(l) ＝ 2HBr中据表中给出的数据建立方程为：－72＝(436＋a＋30) － (2×369)
解之得 a＝200
故答案选“D”。
【答案】 D
题型5 键长的比较
【例5】 氰气分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似。下列叙述正确的是( )
A．在一定条件下可发生加成反应
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．不和氢氧化钠溶液发生反应
【解析】 成键原子半径越大，键长越大，N原子半径小于C，故N≡C键比C—C的键长小；(CN)2分子中应含3个σ键和4个π键；由(CN)2与卤素性质相似知D错。
【答案】 A
【点悟】 由成键原子的原子半径和电子云重叠程度来比较键长，由原子形成的共价键数目(单、双、三键)来判断σ键和π键。(CN)2与NaOH溶液反应的方程式为：(CN)2＋2NaOH＝NaCN＋NaCNO＋H2O。
题型6 键角与分子构型
【例6】 能说明BF3分子的4个原子在同一平面的理由是( )
A．两个键之间夹角为120°
B．B—F键为极性共价键
C．3个B—F键的键能相同
D．3个B—F键的键长相等
【解析】 当F—B—F键角为120°时，BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。B、C、D 3种说法虽正确，但不是说明BF3四原子共面的原因。
【答案】 A
【点悟】 键角是共价键具有方向性的有力证明，也是判断分子空间构型的主要因素。
题型7 化学键的形成与断裂
【例7】 下列化学反应中，既有离子键、极性共价键、非极性共价键的断裂，又有离子键、极性共价键、非极性共价键形成的是( )
A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑
D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O
【解析】 A项中Na2O2与水反应时，Na＋与O22－离子之间的离子键、O22－中的非极性共价键和H2O分子中的极性共价键发生断裂，形成了生成物中Na＋与OH－之间的离子键、OH－中H与O原子间的极性共价键和O2分子中O原子间的非极性共价键。B、D项中各物质都不含有非极性共价键。C项中由CaC2→C2H2，C22－中C原子之间的非极性共价键没有断裂。
【答案】 A
【点悟】 一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。要能熟练地判断常见物质中的化学键类型。常见的既含有离子键又含有非极性键的化合物有Na2O2、CaC2、CH3COONa等。
题型8 等电子原理及等电子体
【例8】 由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是( )
A．SO2与O3 B.CO2与NO2
C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3
【解析】 由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6；F、Cl的最外层电子数为7。
【答案】 A
【点悟】 不同的粒子因为电子数相同而联系到一起，“等电子体”这一情景可以发散性地考查不同粒子的结构、性质、制法和用途，因此受到高考命题的青睐。
人教版化学选修3：
——《分子的性质（一）》章节突破
“相似相溶”规律
(1)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。例如，蔗糖、氨、HCl等易溶于水而难溶于四氯化碳，萘、碘易溶于四氯化碳却难溶于水，硫不溶于水而易溶于CS2等。
注意：①物质相互间的溶解性受分子结构、温度、压强等很多因素的制约。“相似相溶”规律是从分子结构的角度，通过对实验的观察和研究而得出的关于物质溶解的经验规律，也会有不符合此规律的例外情况。
②重要的有机溶剂有乙醇、苯、四氯化碳、二氧化碳、氯仿、汽油等。
③烃、卤代烃、油脂等均不溶于水。在醇、醛、羧酸等有机物中，—OH、—CHO、—COOH、—COONa等极性基团可溶于水(亲水基)，而烃基R—不溶于水(憎水基)，所以，一般低级醇、醛、羧酸可与水混溶或易溶于水，而随着碳原子数目的增加，在水中的溶解度会变小，由易溶→微溶→不溶。
④离子化合物是强极性物质，所以离子化合物多数易溶于水。
(2)除考虑溶质和溶剂分子的极性外，物质的溶解度还受到以下因素的影响：
①溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的缘故。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。当然，乙醇分子由于—OH的极性较大，易与水分子形成氢键也是其能与水互溶的原因。而戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中的烃基较大，烃基是非极性基团，是疏水亲油基团，戊醇在水中的溶解度明显比乙醇小。烃基越大的醇在水中的溶解度就越小，羧酸也是如此。
③如果溶质与水能发生化学反应，也会增大溶质的溶解度。如SO2与水发生反应生成H2SO3，而H2SO3可溶于水，因此，SO2的溶解度增大。
(3)常见气体在水中的溶解性
①NH3、HCl、SO2等气体易溶于水。293K、101kPa时，以溶解度来表示，100 g水中约能溶解52.9 g NH3、81.5 g HCl、11.4 g SO2；273K、101kPa时，以体积比来表示，1体积水约能溶解700体积NH3、500体积HCl、40体积SO2。
NH3分子和HCl分子由于极性较强，根据“相似相溶”规律知，易溶于极性溶剂水中，此外，由于NH3分子与H2O分子之间可形成较强的氢键，也极大地促进了NH3的溶解。而SO2分子除了是极性分子易溶于水外，还能与水反应生成易溶于水的亚硫酸，这也促进了SO2的溶解。
②H2S、Cl2、CO2等气体能溶于水，273K、101kPa时，1体积水约能溶解2.6体积H2S、2体积Cl2、1体积CO2。
③CO、CH4、C2H4、H2、N2、O2等气体难溶于水，如1 L水中通常只能溶解约30 mL氧气。CH4、C2H4、H2、N2等都是典型的非极性分子，这是它们在水中溶解度小的主要原因。
④NO2、F2等气体易与水反应(3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2F2＋2H2O===4HF＋O2)，Cl2、SO2、CO2等气体能与水反应(Cl2＋H2OHCl＋HClO、SO2＋H2OH2SO3、CO2＋H2OH2CO3)。
注意：NH3、SO2等气体易溶于水却难溶于苯、CCl4等，H2、N2等气体难溶于水也难溶于苯、CCl4等。“相似相溶”规律毕竟是经验规律，不能解释所有的溶解问题。
(4)萃取：依据一种溶质在两种互不相溶的溶剂里的溶解度不同，利用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的混合物中提取出来的方法叫萃取。例如，向苯中加入溴水，因为溴易溶于苯，苯与水不互溶且苯比水密度小，所以液体分为两层，上层是溴的苯溶液，呈橙色，下层是水，呈无色，即苯把溴萃取出来了。
①萃取的条件有二：一是两种溶剂互不相溶，二是溶质在两种溶剂中的溶解度差异很大。如：可以用CCl4萃取碘水中的I2，因为I2在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，虽然I2易溶于酒精而难溶于水，但由于酒精与水混溶，所以不能用酒精萃取碘。
②在实验室中，萃取通常在分液漏斗中进行，接着进行的将两层液体分开的实验操作叫做分液，下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。
题型1 键的极性与分子的极性
【例1】 在我国南海300～500m海底深处沉积物中存在着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物。在常温、常压下它会分解成水和甲烷，因而得名。下列关于甲烷水合物中两种分子极性的描述正确的是( )
A．两种分子都是极性分子
B．两种分子都是非极性分子
C．CH4是极性分子
D．H2O是极性分子，CH4是非极性分子
【解析】 CH4分子为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，结构对称，CH4是非极性分子；H2O分子为V形结构，结构不对称，电荷分布不均匀，键的极性不能互相抵消，H2O是极性分子。
【答案】 D
题型2 杂化轨道类型、空间构型、分子的极性
【例2】 下列分子中，中心原子以sp3杂化且属于极性分子的是( )
A．NH3 B．BF3
C．CO D．CCl4
【解析】 A项中NH3虽然只形成三个共价键但却是sp3杂化，其中N的一对弧对电子占据一个轨道，三个N—H键占据其余三个轨道；B项中BF3是sp2杂化且属于非极性分子；C项中CO属于极性分子但C原子不是sp3杂化；D项中C原子是sp3杂化但CCl4是非极性分子。
【答案】 A
【点悟】 分子中原子的杂化轨道、分子的空间构型和分子的极性都是与分子的立体结构有关的知识，要善于把典型分子的这几个方面联系起来，进行比较、归纳。
题型3 键的极性的比较
【例3】 画出NH3和NF3分子的空间构型，并用δ＋和δ－表示出键的极性。在N—H键和N—F键中，极性较强的是________。
【解析】 在NH3和NF3分子中，N原子均以sp3杂化轨道成键，孤对电子占据1个杂化轨道，所以分子均呈三角锥形。N、H中N元素的电负性大，所以N原子一端带负电荷，N、F中F元素的电负性大，F原子一端带负电荷。孤对电子显得十分“肥大”，对电子的排斥力强，孤对电子显示负电荷，如下图所示。N与H的电负性之差为3.0－2.1＝0.9，而N与F的电负性之差为4.0－3.0＝1.0，所以N—F键的极性强。
【答案】 N—F键
【点悟】 本题以分子的空间构型和键的极性比较来设题，实际上是考查电负性知识。
题型4 “相似相溶”与物质鉴别
【例4】 经验规律(相似相溶规律)：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实中不可以用相似相溶规律说明的是( )
A．HCl易溶于水 B.NH4Cl可溶于水
C．CO2可溶于水 D.I2易溶于CCl4
【解析】 HCl是极性分子，H2O是极性溶剂，所以HCl易溶于水；I2是非极性分子，CCl4是非极性溶剂，所以I2易溶于CCl4；CO2是非极性分子，H2O是极性溶剂，所以CO2在水中溶解度不大；NH4Cl不是分子晶体，所以它在水中的溶解度与相似相溶规律无关。
【答案】 B
【点悟】 掌握“相似相溶”规律可以帮助判断不同物质在不同或相同溶剂中的溶解性。
题型5 碘的提取
【例5】 海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：
请填写下列空白：
(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________(从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处)。
A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角
E．酒精灯 F．干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是________；步骤⑥的目的是从含碘的苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是________。
(3)步骤④反应的离子方程式是__________________________。
(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是______________。
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：____________________________。
【解析】 (1)将海带置于坩埚内灼烧，坩埚应放在泥三角上，泥三角置于三脚架上。因此，灼烧实验需要三脚架、酒精灯、泥三角、坩埚等实验仪器。
(2)步骤③是由海带灰悬浊液得到含I－的溶液，因此一定要过滤。步骤⑥是从碘的苯溶液中分离碘和回收苯，由于碘和苯在水中溶解度均很小，应选用蒸馏方法来分离。
(3)结合，联想实验室制Cl2的原理，不难写出④的离子方程式。
(4)因碘在水中溶解度小而易溶于苯且苯不溶于水，所以能用苯来萃取水中的碘。
(5)依据碘遇淀粉变蓝这一特性来检验。
【答案】 (1)BDE
(2)过滤 蒸馏
(3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O
(4)碘在苯中的溶解度比在水中大，且苯与水互不相溶。
(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还含有单质碘)
【点悟】 “海带中碘的提取”这一情景中包含了灼烧、过滤、萃取、蒸馏、检验等实验基本操作，涉及I－的还原性、I2的溶解性等性质，既联系实际反应又应用性强，可以较好地考查学生的基础知识和实验设计能力。
