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化学物质的空间构型在化学领域中，物质的空间构型是指分子中原子的排列方式和相互之间的空间关系。
了解和研究化学物质的空间构型对于理解分子性质、反应机理以及药物合成等方面具有重要意义。
本文将介绍几种常见的化学物质的空间构型及其相关概念。
一、线性构型线性构型是指分子中的原子沿着一条直线排列的方式。
典型的例子是氮气（N2）分子。
在氮气分子中，两个氮原子通过三重键连接，并且在同一条直线上排列。
除了氮气，一些其他的双原子分子，如氧气（O2）和碘气（I2）等，也具有线性构型。
二、平面构型平面构型是指分子中的原子排列在同一个平面内。
一个典型的例子是二氧化碳（CO2）分子。
在二氧化碳中，一个碳原子与两个氧原子通过双键连接，三个原子排列在一个平面上。
此外，苯分子（C6H6）也具有平面构型。
三、三角锥构型三角锥构型是指四个原子通过共享键排列成三角锥形状。
一个典型的例子是氨（NH3）分子。
在氨分子中，一个氮原子与三个氢原子通过共价键连接，氢原子排列在氮原子的周围形成三角锥形状。
四、四面体构型四面体构型是指五个原子通过共享键排列成四面体形状。
一个典型的例子是甲烷（CH4）分子。
在甲烷中，一个碳原子与四个氢原子通过共价键连接，氢原子均匀分布在碳原子的周围，形成一个四面体。
五、八面体构型八面体构型是指六个原子通过共享键排列成八面体形状。
一个典型的例子是硫酸（H2SO4）分子。
在硫酸中，一个硫原子与四个氧原子和两个氢原子通过共价键连接，形成一个八面体。
值得注意的是，以上所介绍的仅仅是化学物质的一些常见空间构型。
实际上，由于原子之间的各种相互作用，化学物质的空间构型有时会变得复杂和多样化。
通过实验技术，如X射线衍射和核磁共振，可以精确确定并确定化学物质的空间构型。
总结起来，化学物质的空间构型对于理解分子结构和性质具有重要作用。
通过研究和掌握不同构型的特点和性质，我们可以更好地理解化学反应的本质，并为药物合成和材料设计等领域的研究提供指导。
高中化学选修3物质结构与性质知识点总结主要知识要点：1、原子结构2、元素周期表和元素周期律3、共价键4、分子的空间构型5、分子的性质6、晶体的结构和性质（一）原子结构1、能层和能级（1）能层和能级的划分①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。
②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。
③任一能层，能级数等于能层序数。
④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。
⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。
（2）能层、能级、原子轨道之间的关系每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。
2、构造原理（1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。
（2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。
（3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E （5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。
原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np（4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。
根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。
（5）基态和激发态①基态：最低能量状态。
处于最低能量状态的原子称为基态原子。
②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。
基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。
处于激发态的原子称为激发态原子。
③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。
利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。
化学物质的结构和性质化学物质是构成物质世界的基本单位，它们的结构和性质决定了物质在自然界中的行为和化学反应。
本文将探讨化学物质的结构与性质之间的关系，并分析各种类型化学物质的典型例子。
一、原子和分子结构化学物质的结构最基本的单位是原子和分子。
原子是构成化合物的最小粒子，由质子、中子和电子组成。
不同元素的原子拥有不同的原子序数，而且具有不同的化学性质。
分子由两个或更多原子通过化学键连接而成。
分子的组成决定了物质的化学性质。
例如，氧气（O2）是由两个氧原子组成的分子。
每个氧原子有六个电子，而且它们共用了两个电子，形成了一个双键。
这使得氧气分子具有较高的能量和强大的氧化性质，它能够支持燃烧和维持生命。
二、物质的结晶和非晶性质化学物质的结构还可以分为结晶和非晶态。
结晶物质是由具有规则排列的晶体构成的，例如盐和钻石。
每一个晶体单元由原子或分子构成，它们在空间中具有重复的周期性结构。
这些晶体的排列使得物质具有明确的几何形状和清晰的界面。
与之相反，非晶态物质没有明确定义的结构。
玻璃就是一个典型的非晶态物质，它由具有无序排列的分子或原子组成。
非晶态物质在熔化和固化过程中不会表现出明显的结晶性质，而且它们的界面会呈现出模糊不清的状态。
三、化学物质的性质化学物质的结构直接影响其性质。
以下是几个常见的化学物质性质示例：1. 分子极性极性是描述分子中电荷分布不均匀性的性质。
极性分子由带正电荷和负电荷的部分组成，这种分布使得极性分子具有较高的溶解度和较强的相互作用能力。
例如，水是一种极性分子，因此能够溶解许多极性和离子化合物。
2. 酸碱性酸碱性是描述物质在水中的酸碱性质。
酸性物质通常释放出质子（H+离子）或接受氢离子。
碱性物质则是能够产生氢氧离子（OH-离子）的物质。
这种酸碱反应决定了许多化学和生物过程的进行。
3. 氧化还原性氧化还原是一种常见的化学反应类型，涉及电子的转移。
氧化剂会接受电子，而还原剂会释放电子。
这些反应可以改变物质中原子或分子的氧化状态，并影响它们的化学性质。
选修三物质结构与性质总结一. 原子结构与性质.1. 认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义•电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小_ _ _ _ •电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不核外电子分别处于不同的电子同，层•原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M N、O P、Q.原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f 轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7.2. （构造原理）了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1〜36号元素原子核外电子的排布.（1）____________________________________________ .原子核外电子的运动特征可以用电子层」子（亚层）和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子（2） .原子核外电子排布原理.①.能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道②.泡利不相容原理：每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子③.洪特规则：在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同一.洪特规则的特例：在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时（p0、d0、f0）的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24C r[Ar]3d 54sl 29C U —（3） .掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式ns<（n-2）fv（n-1）d<np3. 元素电离能和元素电负性第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。
2020届高三化学选修三物质结构与性质常考题型——立体结构和杂化类型判断.DOC【方法和规律】1、立体构型的判断方法——价层电子对互斥理论(1) 中心原子价层电子对数===σ键电子对数＋孤电子对数中心原子的价电子数配位原子的化合价的总和(2)中心原子的价层电子对数2中心原子的最外层电子数配位原子的化合价的总和中心原子的价层电子对数2【微点拨】① 配位原子是指中心原子以外的其它原子(即与中心原子结合的原子)② 若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数(阴加阳减)③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为" 零”，若为中心原子，则价电子数为6 (3)价层电子对互斥理论判断分子空间构型的具体方法PO43—H3O+2、中心原子的杂化类型判断规律：杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数价层电子对数杂化方式4sp3杂化3sp2杂化2sp 杂化用中心原子的价层电子对数中心原子的价电子数配位原子的化合价的总和，2来迅速判断(见上表)技巧2：若有多个中心原子时，则根据：“ 杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型杂化类型价层电子对数σ键电子对数孤电子对数孤电子对数确定方法环外氮原子sp3431氮原子最外层有5 个电子，形成了3环上氮原子sp2321对共用电子对，则有一对孤对电子环上碳原子sp2330碳原子最外层4 个电子，形成了4 对共用电子对，所以碳上无孤对电子技巧3：根据杂化轨道的空间分布构型判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp 杂化技巧4：根据杂化轨道之间的夹角判断①若杂化轨道之间的夹角为109°28，′则分子的中心原子发生sp3杂化②若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化③若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp 杂化技巧5：根据等电子原理进行判断CO 2是直线形分子，CNS －、N3－与CO 2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp 杂化技巧6：根据分子或离子中有无π键及π键数目判断没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp 杂化【真题感悟】1、［2019·全国卷Ⅰ ·节选］乙二胺(H 2NCH 2CH 2NH 2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 _______________2、［2019 ·全国卷Ⅱ ·节选］元素As与N 同族。
化学物质的立体构型立体构型是指分子中原子的空间排列方式，对于化学物质的研究十分重要。
通过了解和研究化学物质的立体构型，我们可以更好地理解和预测其物化性质以及反应机理。
本文将介绍化学物质的立体构型及其在化学领域的应用。
一、立体构型的基本概念立体构型主要由分子中原子的空间排列和原子之间的键关系决定。
在化学中，立体构型通常分为构型异构和立体异构两种情况。
构型异构是指原子的连接方式相同，但原子或原子团的空间排列不同，如顺反异构体；立体异构是指分子中某些原子或原子团放置在空间中的位置不同，如光学异构体。
二、立体构型的表示方式为了对化学物质的立体构型进行描述和表达，科学家们引入了多种表示方式。
常见的表示方式包括平面投影式、空间格子式、立体模型式等。
其中，平面投影式是最常见和常用的表示方式，通过在平面上画出分子结构来表示化学物质的立体构型。
三、绕旋涡的标识法在化学物质的立体构型中，绕旋涡是一个重要的概念。
绕旋涡是指在平面投影式中，由于立体构型的存在，分子在平面上无法完全展开，而形成的涡状结构。
绕旋涡的标识法主要有四种类型：紧凑型、扩展型、二氢型和二甲基型。
根据不同的分子结构和空间排列方式，我们可以通过观察绕旋涡的形态来判断化学物质的立体构型。
四、化学物质立体构型的影响化学物质的立体构型对其物化性质和反应行为有着重要的影响。
首先，立体构型会影响分子的空间取向，从而决定分子是否具有手性。
手性分子常常表现出不对称性质，对化学反应具有特殊影响，如对映异构体之间的光学性质和反应活性的差异。
其次，立体构型还决定了分子之间的相互作用力，如范德华力和氢键等。
这些相互作用力会影响化学物质的溶解性、熔点、沸点等性质。
五、化学物质立体构型的应用化学物质的立体构型在药物研发、催化剂设计、有机合成等领域具有广泛的应用。
在药物研发中，合理设计立体构型可以提高药物的效果和减少毒副作用。
在催化剂设计中，了解立体构型可以预测催化剂的活性和选择性。
化学物质的空间结构
晶体：有一定的几何外形，非晶体如玻璃等又称无定形体；
晶格：把晶体中规则排列的微粒抽象成几何学中的点，称为结点。
把结点连结起来，得到描述晶体内部结构的几何图像——晶体的空间格子，称为晶格。
晶胞：在晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分称为晶胞。
离子晶体的特征和性质：静电作用力较大，故一般熔点较高，硬度较大、难挥发，但质脆，一般易溶于水，其水溶液或熔融态能导电。
分子晶体的物理特性：分子间以分子间作用力（范德华力,氢键）相结合的晶体叫分子晶体。
较低的熔点和沸点；较小的硬度。
一般是绝缘体，熔融也不导电；溶于水时部分导电。
原子晶体的物理性质：原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构。
（1）熔点和沸点高（2）硬度大（3）一般不导电（4）且难溶于一些常见的溶剂
金属晶体⑴组成粒子：金属阳离子和自由电子。
⑵作用力：金属离子和自由电子之间的较强作用－－金属键
1．典型晶体的空间结构
NaCl晶体
①每个Na+周围有个Cl-，每个Cl-周围有个Na+。
②每个Na+周围的Cl-构成的空间图形是
③每个Na+周围与之距离最近的Na+有个，Na+之间
距离最近是 (设晶胞边长为a)。
④若将上面晶胞用
进行(均分)切割，可得
小立方体，它们的顶点应分别为离子，由此每个晶胞中平均含有离子各个，在整个晶体中单个的NaCl分子。
NaCl表示晶体内的化学式。
小结：晶胞中微粒数目的计算
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有；
位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有；
位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有。
CsCl晶体中，每个Cs+同时吸引着个Cl—，每个Cl—同时
吸引着个Cs+。
它们的顶点应为离子，
每个晶胞中平均含有离子各个。
例1.⑴ NaCl晶胞向三维空间延伸就可得到完美晶体。
NiO（氧化镍）晶体结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2—的核间距离为a×10—8cm，计算NiO晶体密度(已知NiO的摩尔质量为74.7g·mol—1)。
O2-
2+
Ni
O2-
O2-
O2-2+
Ni
2+
Ni
+
3
Ni
+
3
Ni
O2-
O2-
⑵ 天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO 晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个Ni 2+
空缺，另有两个Ni 2+
被两个Ni 3+
所取代。
其结果晶体仍呈电中性但化合物中Ni 和O 的比值却发生了变化。
某氧化镍样品组成为Ni 0.97O ，试计算该晶体中Ni 3+
与Ni 2+
的离子数之比。
金刚石晶体中，每个碳原子都以共价键与相邻的 个碳原子结合成 结构，最小碳环上有 个碳原子，每个碳原子为
个环共用。
这些环向空间伸展得到立体网状结构晶体
过渡型晶体（混合型晶体）——石墨晶体 ①同一平面内碳原子之间的结合力
Ⅰ同层间每个碳原子与 碳原子以 结合，键角 。
Ⅱ最小环上有 个碳原子， 同一平面上。
Ⅲ碳原子数与形成的化学键数之比为 。
②层与层之间的结合力为。
例2.石墨的片层与层状结构如图2-4所示：其中C —C 键长为142pm ，层间距离为340pm （1pm=10
－12
m ）。
回答：
①．片层中平均每个六元环含碳原子数为 个；在层状结构中，平均每个六棱柱（如ABCDEF —A 1B 1C 1D 1E 1F 1）含碳原子数 个。
②．在片层结构中，碳原子数、C —C 键数、六元环数之比为
二氧化硅晶体中
每个硅原子都以共价键与 个氧原子结合成 结构，每个氧原子都以共价键与 个硅原子结合，最
小环上有 个硅原子和 个氧原子，这些环向空间
伸展得到立体网状结构晶体。
二氧化碳晶体
二氧化碳是一种立方面心结构，二氧化碳分布在8个顶点 和6个面心上，每个晶胞中含 个二氧化碳分子，与每个 二氧化碳分子最近等距离（ ）的二氧化碳分子有 个。
例3．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200O C，熔融态不导电________________________；B．溴化铝，无色晶体，熔点98O C，熔融态不导电__________________________；C．五氟化钒，无色晶体，熔点19.5O C，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中____________；D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_________________________。
例4．1995年美国Lagow教授报道，他制得了碳的第四种同素异性体一链式炔碳…-C≡C-C ≡C-C≡C-…该物质的一个分子中含有300~500个碳原子，性质很活泼。
据此判断，链式炔碳固体形成的晶体应属于______________；其熔点估计比石墨的________。
例5．已知氯化铝的熔点为190O C(2.02×105Pa)，但它在180O C即开始升华。
(1)氯化铝是_________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(2)在500K和1.01×105Pa时，它的蒸气密度(换算成标准状况时)为11.92g/L，且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的化学式为________ 。
(3)无水氯化铝在潮湿空气中强烈地“发烟”，其原因是_________。
(4)如何通过其他实验来判别氯化铝是离子化合物还是共价化合物？
例6．某离子晶体部分结构如图。
(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的________个X，每个X同时吸引着
最近的________个Y，该晶体的化学式为________。
(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个；
(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度________；
例7.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的
结构。
该结构是具有代表性的最小重复单元。
确定该晶体结
构中，元素钙、钛、氧的个
数比及该结构单元的质量。
（相对原子质量：
Ca 40.1 Ti 47.9 O 16.0；阿佛加德罗常数：6.02×1023）
巩固练习
1.某离子晶体中，存在着A（位于八个顶点）、B（位于正六面体中的
六个面上）、C（位于体心）三种元素的原子，其晶体结构中具有代表
性的最小重复单位的排列方式如图所示，则该晶体中A、B、C三种原
子的个数比是
A. 8︰6︰1
B. 1︰1︰1
C. 1︰3︰1
D. 2︰3︰1
2.最近发现一种由钛原子（Ti）和碳原子（C）构成的气态复杂
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，它的化学式是。
3．现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为_______；乙晶体的化学式为_________；丙晶体的化学式为_____________；丁晶体的化学式为_______________。
4．晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有
20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子，
如图所示。
回答：
（1）键角____________；
（2）晶体硼中的硼原子数______________个；
（3）B—B键有_____________条。
5．C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：
（1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
（2）C70分子中只含有五边形和六边形；
（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定：
①C70分子中所含的单键数和双键数；
②C70分子中的五边形和六边形各有多少？。
