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题型解读六物质结构与性质题型突破
纵观近几年各地新课标高考试题,稳定加创新是本专题的基本特点,命题采取结合新科技、新能源等社会热点为背景,命题的形式没有太大的变化,原子的结构与性质、分子的结构与性质和晶体的结构与性质是命题的三大要点。从题目情况来看,给出一定的知识背景,然后设置成3~4个小题,每个小题考查一个知识要点是主要的命题模式。从题型分析主要以填空命题、内容可考查基本概念,如电子排布式、轨道式、电离能、电负性、杂化方式以及空间构型等,也可联系有机化学基础知识考查有机物中C原子的杂化,联系数学几何知识考查晶体的计算等。本专题的压轴考点是利用均摊法考查晶胞中的原子个数,或者考查晶体的化学式的书写、晶体类型的判断等。
1.(2023·茂名一模)锗及其化合物广泛用于半导体、催化剂、光伏、制药工业。回答下列问题:
(1)锗的基态原子核外电子排布式为__________________________。
(2)硅、锗、铅的氯化物的熔点如下表:
物质
SiCl4
GeCl4
PbCl4
熔点/℃
-70
约-50
-15
①GeCl4的分子空间构型为____________。
②熔点SiCl4<GeCl4<PbCl4的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)有机锗被称为“生命的奇效元素”,在医疗上具有重要应用。一种锗的有机配合物合成方法如下:
该有机配合物中锗的配位数为________,其阴离子中C、Ge、O元素的第一电离能从大到小顺序为______________。
(4)一种含锗的化合物应用于太阳能电池,其晶胞为长方体,结构如图(a):
①该锗化合物晶胞的表示方式有多种,图中________(填“b”“c”或“d”)图也能表示此化合物的晶胞。
②用NA表示阿伏加德罗常数的数值,计算晶胞(a)密度为____________g·cm-3(用含x、y、z和NA的式子表示)。
解析:(1)Ge是32号元素,其原子核外有32个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。
(2)①GeCl4中Ge原子价层电子对数为4+eq\f(4-1×4,2)=4,分子空间构型为正四面体。②分子晶体的熔点与分子间作用力有关,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,所以硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔点逐渐升高,熔点SiCl4<GeCl4<PbCl4。
(3)该有机配合物中与锗相连的O原子是6个,锗的配位数为6;同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,同主族从上到下元素的第一电离能随着电子层数的增大而减小,C、Ge、O元素的第一电离能从大到小顺序为O、C、Ge。
(4)①该锗化合物晶胞的表示方式有多种,a中CH3NH3的个数为8×eq\f(1,8)=1,I的个数为6×eq\f(1,2)=3,Ge的个数为1,b中CH3NH3的个数为1,I的个数为12×eq\f(1,4)=3,Ge的个数为8×eq\f(1,8)=1,c中I的个数为10×eq\f(1,4)=2.5,d中CH3NH3的个数为1,I的个数为8×eq\f(1,4)+2×eq\f(1,2)=3,Ge的个数为8×eq\f(1,8)=1,故图中bd图也能表示此化合物的晶胞。②用NA表示阿伏加德罗常数的数值,晶胞(a)密度为ρ=eq\f(m,V)=eq\f(486,NA×x×y×z×10-21)g·cm-3=eq\f(486,NA×xyz)×1021g·cm-3。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)①正四面体②硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔点逐渐升高
(3)6O、C、Ge
(4)①bd②eq\f(486,NA×xyz)×1021
2.(2022·广东卷)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为________。
(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是________________________________________________________________________
_______
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