键能越大越稳定（提高系统安全性的关键因素）

一、化学基础知识

1、原子的结构与性质

（1）能级规则

（2）泡利不相容原理：同一原子轨道最多容纳2个自旋相反的电子。

（3）洪特规则：电子在相同能级的轨道上尽可能分布均匀。

【注意】①相同能级的轨道在全满、半满、全空状态时体系能量较低。例如铬原子的电子排布式不是1s22s22p63s23p63d44s2，而是1s22s22p63s23p63d54s1。②根据能级原子轨道数和每个能级最多容纳的电子数的规律，可以推算出每个能级原子轨道数和最多容纳的电子数。

2、原子的电离能和电负性

（1）电离能

a.同种元素的原子：电离能逐级增大。

b．同周期元素：随着元素原子序数的增大，电离能逐级增大。

c．同主族元素：随着元素原子序数的增大，电离能逐级增大。

【注意】 ①前四周期的第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比较大，其原因：第ⅡA族价电子排布为ns2，稳定，更难失去电子，第ⅤA族价电子排布为ns2 np3，p轨道半满，稳定。②根据同一元素的逐级电离能的大小可以判断元素的主要化合价。

（2） 电负性.

①变化规律：同周期元素的电负性逐渐增大；同主族元素的电负性逐渐减小。

②应用：可以为判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及元素的活泼性提供依据。

二、分子结构与物质性质

1、杂化轨道与分子立体构型

几种常见的杂化轨道类型的比较如下表

2、分子的极性 ——由分子的构型决定

常见键的极性与分子极性的关系见下表

【规律方法】 判断AB n 型分子极性的经验规律：若中心原子A的价电子的绝对值等于其主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。

三、晶体结构与性质

1、离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体比较

【注意】同一能级中，各能级之间的能量大小关系是s<p<d<f。但要注意能及交错现象，故能级顺序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p

【考前保暖】

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1．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：

（1）X元素原子基态时的电子排布式为__________，该元素的符号是__________;

（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为________，该元素的名称是__________;

（3）X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为____________;

（4）比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由____。

【解析】（1）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，可通过写电子排布式得到X为33号元素As;(2) Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，同样根据电子排布式得到Y为O;再根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42可得到Z为H.

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3 As(2)

(3)三角锥 (4)稳定性：NH3＞PH3＞AsH3 因为键长越短，键能越大，化合物越稳定 沸点：NH3＞AsH3＞PH3 NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子键作用力大，因而AsH3比PH3沸点高。

(1)A元素的名称是________ ；

(2)B的元素符号是________ ，C的元素符号是________ ，B与A形成的化合物比C 与A形成的化合物沸点高，其原因是________________________________________。

(3)E属元素周期表中第 周期，第 族的元素，其元素名称是 ， 它的+2价离子的电子排布式为 ：________________________________________。

(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为________ ；该离子化合 物晶体的密度为agcm-3，则晶胞的体积是 (只要求列出算式)。

【解析】从D、E是周期表中1—18列中E排第7列可判断E是第4周期VIIB族，所以D也在第4周期；图中离子化合物D：B=1：2，则D为Ca，且B的序数在前面，B为F，C为Cl；A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H。（2）考查氢键；（3）锰在周期表中的位置，+2价时已经失去个电子，所以排布式为[Ar]3d5；（4）= （40+38）4（6.021023）gV = a gcm-3，V =

【答案】（1）氢（2）F Cl 氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键（3）四 VIIB 锰

1s22s22p63s23p63d5 （4）CaF2 见解析

3、碳族元素包括：C、Si、 Ge、 Sn、Pb。

(1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过_____　　　　杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。

(2)CH4用电子对偏向C，SiH4用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________。

(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br的键角___120（填“＞”“＜”或“＝”）。

(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为______，每个Ba2+与____个O2-配位。

【解析】(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。

(2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：C＞H ＞Si。

(3) SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120。

(4)每个晶胞含有Pb4+：81|8=1个，Ba2+：1个，O2-：121|4=3个，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位。

【答案】(1) sp2 范德华力(2) C＞H ＞Si(3) ＜（4）PbBaO3 12