專題9物質結構與元素周期律新課程標準1．原子結構與元素周期律：能從原子價電子數目和價層電子排布的角度說明元素周期表的分區、周期和族的劃分；能列舉元素周期律(表)的應用；能說明建構思維模型在人類相識原子結構過程中的重要作用。2．電子排布與元素性質：能說明微觀粒子的運動狀態與宏觀物體運動特點的差異；能結合能量最低原理、泡利原理、洪特規則書寫1～36號元素基態原子的核外電子排布式和軌道表示式；能說出元素電離能、電負性的含義，能描述主族元素第一電離能、電負性改變的一般規律，能從電子排布的角度對這一規律進行說明；能說明電負性大小與原子在化合物中吸引電子實力的關系，能利用電負性推斷元素的金屬性與非金屬性的強弱，推想化學鍵的極性。3．化學鍵、分子結構與性質：能說出微粒間作用(離子鍵、共價鍵、配位鍵和分子間作用力等)的主要類型、特征和實質；能比較不同類型的微粒間作用的聯系與區分；能說明典型物質的成鍵類型；能利用電負性推斷共價鍵的極性，能依據共價分子的結構特點說明簡潔分子的某些性質；能運用離子鍵、配位鍵、金屬鍵等模型，說明離子化合物、協作物、金屬等物質的某些典型性質；能說明分子間作用力(含氫鍵)對物質熔、沸點等性質的影響，能列舉含有氫鍵的物質及其性質特點；能依據給定的信息分析常見簡潔分子的空間結構，能利用相關理論說明簡潔的共價分子的空間結構；能依據分子結構特點和鍵的極性來推斷分子的極性，并據此對分子的一些典型性質及其應用作出說明。4．晶體結構、類型與性質：能說出晶體與非晶體的區分；能結合實例描述晶體中微粒排列的周期性規律；能借助分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體等模型說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用；能從微粒的空間排布及其相互作用的角度對生產、生活、科學探討中的簡潔案例進行分析，舉例說明物質結構探討的應用價值，如協作物在生物、化學等領域的廣泛應用，氫鍵對于生命的重大意義；能說明原子光譜、分子光譜、X射線衍射等試驗手段在物質結構探討中的作用；能舉例說明物質在原子、分子、超分子、聚集狀態等不同尺度上的結構特點對物質性質的影響，能舉例說明結構探討對于發覺、制備新物質的作用。命題角度1．原子結構與元素周期律：原子結構；核素、同位素；核外電子排布；元素推斷；半徑比較；金屬性、非金屬性比較。2．元素性質與化學鍵：電離能與電負性比較；化學鍵類型；微粒結構。3．雜化方式與分子構型性質：雜化方式；分子極性；鍵角比較；物質溶解性。4．晶體類型、結構、性質與計算：晶體類型推斷；晶體熔、沸點比較；配位鍵分析；協作物結構分析；晶胞結構分析；粒子坐標分析；晶體密度求算；空間利用率求算；微粒間距求算。微專題1原子結構與核外電子排布命題角度1常見化學用語1.(2024·浙江1月選考)下列化學用語表示正確的是(C)A．中子數為18的氯原子：eq\o\al(37,17)ClB．碳的基態原子軌道表示式：C．BF3的空間結構：(平面三角形)D．HCl的形成過程：【解析】質量數＝質子數＋中子數，質量數標注于元素符號左上角，質子數標注于左下角，中子數為18的氯原子的質量數為17＋18＝35，核素符號為eq\o\al(35,17)Cl，故A錯誤；基態碳原子的核外電子排布式為1s22s22p2，依據洪特規則，2p軌道上的2個電子應當分別在2個軌道上，且自旋方向相同，軌道表示式：，故B錯誤；BF3的中心原子B原子孤電子對數＝eq\f(3－3,2)＝0，價層電子對數＝3，空間構型為平面三角形，空間結構模型為：，故C正確；HCl是共價化合物，不存在電子得失，其形成過程應為H·＋·eq\o(Cl,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰→H︰eq\o(Cl,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰，故D錯誤；故選C。2.(2024·北京選考)下列化學用語或圖示表達不正確的是(C)A．乙炔的結構簡式：HC≡CHB．順-2-丁烯的分子結構模型：C．基態Si原子的價層電子的軌道表示式：D．Na2O2的電子式：Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－Na＋【解析】乙炔中含有碳碳三鍵，其結構簡式為HC≡CH，A項正確；順-2-丁烯中兩個甲基位于雙鍵同側，其結構模型為，B項正確；基態Si原子的價層電子排布式為3s23p2，其軌道表示式為，C項錯誤；Na2O2是離子化合物，其電子式為Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－Na＋，D項正確；故選C。3.(2024·重慶選考)BCl3水解反應方程式為BCl3＋3H2O=B(OH)3＋3HCl，下列化學用語或圖示錯誤的是(C)A．Cl的原子結構示意圖為B．H2O的空間填充模型為C．BCl3的電子式為D．B(OH)3的結構簡式為【解析】Cl的荷電核數為17，原子結構示意圖為，A項正確；H2O分子為V形結構，且O原子的半徑比H原子的半徑大，B項正確；BCl3是缺電子化合物，B供應3個電子，與3個Cl分別共用1對電子，電子式應為，C項錯誤；B(OH)3的結構簡式為，D項正確；故選C。4.(2024·江蘇選考)少量Na2O2與H2O反應生成H2O2和NaOH。下列說法正確的是(C)A．Na2O2的電子式為Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－Na＋B．H2O的空間構型為直線形C．H2O2中O元素的化合價為－1D．NaOH僅含離子鍵【解析】過氧化鈉是離子化合物，電子式是Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－Na＋，A錯誤；H2O中氧原子的成鍵電子對是2，孤電子對是2，價層電子對為4，依據價層電子對互斥理論，其空間構型為V形，B錯誤；H2O2中H顯＋1價，依據正負化合價代數和為0，可計算出O的化合價為－1，C正確；NaOH中O和H之間是共價鍵，D錯誤；故選C。命題角度2原子結構、核素、同位素5.(2024·北京選考)38Sr(鍶)的87Sr、86Sr穩定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不變。土壤生物中87Sr/86Sr值與土壤中87Sr/86Sr值有效相關。測定土壤生物中87Sr/86Sr值可進行產地溯源。下列說法不正確的是(A)A．Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B．可用質譜法區分87Sr和86SrC．87Sr和86Sr含有的中子數分別為49和48D．同一地域產出的同種土壤生物中87Sr/86Sr值相同【解析】Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族，故A錯誤；質譜法可以測定原子的相對原子質量，87Sr和86Sr的相對原子質量不同，可以用質譜法區分，故B正確；87Sr的中子數為87－38＝49,86Sr的中子數為86－38＝48，故C正確；由題意可知，38Sr(鍶)的87Sr、86Sr穩定同位素在同一地域土壤中eq\f(87Sr,86Sr)值不變，故D正確；故選A。6.(2024·河北選考)中子轟擊eq\o\al(A,Z)X原子的核反應為eq\o\al(A,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(R,M)Y＋eq\o\al(1,1)H，其中eq\o\al(R,M)Y可用于測定文物年頭。下列說法錯誤的是(C)A．原子半徑：Y＞XB．YHeq\o\al(＋,3)的電子式為：C．最高價含氧酸的酸性：Y＞XD．X與Y均能形成多種氫化物【解析】由eq\o\al(R,M)Y可用于測定文物年頭可知，Y為C元素；由核反應方程式可知，X為N元素。同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，則碳原子的原子半徑大于氮原子，故A正確；CHeq\o\al(＋,3)為質子數大于電子數的陽離子，電子式為，故B正確；元素的非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，氮元素的非金屬性強于碳元素，則硝酸的酸性強于碳酸，故C錯誤；碳元素與氫元素形成的氫化物為烴類化合物，氮元素與氫元素形成的氫化物可能為氨氣、聯氨，則碳元素和氮元素均能形成多種氫化物，故D正確；故選C。7.(2024·山東選考)eq\o\al(13,8)O、eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，自然界中不能穩定存在。人工合成反應如下：eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(13,8)O＋eq\o\al(a,b)X；eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(15,8)O＋eq\o\al(m,n)Y。下列說法正確的是(B)A．X的中子數為2B．X、Y互為同位素C．eq\o\al(13,8)O、eq\o\al(15,8)O可用作示蹤原子探討化學反應歷程D．自然界不存在eq\o\al(13,8)O2、eq\o\al(15,8)O2分子是因其化學鍵不穩定【解析】依據質量守恒可知，X微粒為eq\o\al(6,2)He，Y微粒為eq\o\al(4,2)He，據此分析解題。由分析可知，X微粒為eq\o\al(6,2)He，依據質量數等于質子數加中子數可知，該微粒的中子數為4，A錯誤；由分析可知，X微粒為eq\o\al(6,2)He，Y微粒為eq\o\al(4,2)He，二者具有相同的質子數不同的中子數，故互為同位素，B正確；由題干信息可知，eq\o\al(13,8)O與eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，故不相宜用作示蹤原子探討化學反應歷程，C錯誤；自然界中不存在eq\o\al(13,8)O2與eq\o\al(15,8)O2并不是其化學鍵不穩定，而是由于eq\o\al(13,8)O與eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，很簡潔發生核改變，轉化為其他原子，O=O的鍵能與形成該鍵的核素無關，D錯誤；故選B。8.(2024·浙江6月選考)下列說法不正確的是(A)A．乙醇和丙三醇互為同系物B．35Cl和37Cl互為同位素C．O2和O3互為同素異形體D．丙酮()和環氧丙烷()互為同分異構體【解析】結構相像，組成上相差若干個CH2原子團的有機化合物為同系物，乙醇(CH3CH2OH)是飽和一元醇，丙三醇是飽和三元醇，兩者所含官能團數目不同，不互為同系物，A錯誤；質子數相同、中子數不同的同種元素互為同位素，35Cl的質子數為17，中子數為18,37Cl的質子數為17，中子數為20，兩者質子數相同、中子數不同，互為同位素，B正確；由同種元素組成的不同的單質互為同素異形體，O2和O3是由氧元素組成的不同的單質，兩者互為同素異形體，C正確；分子式相同、結構不同的化合物互為同分異構體，丙酮和環氧丙烷的分子式相同、結構不同，兩者互為同分異構體，D正確；故選A。9.(2024·湖北選考)C60在高溫高壓下可轉變為具有肯定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(A)A．具有自范性B．與C60互為同素異形體C．含有sp3雜化的碳原子D．化學性質與金剛石有差異【解析】自范性是晶體的性質，碳玻璃為非晶態，所以沒有自范性，A錯誤；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的單質，所以是同素異形體，B正確；碳玻璃具有高硬度，物理性質與金剛石類似，因而結構具有肯定的相像性，所以含有sp3雜化的碳原子形成化學鍵，C正確；金剛石與碳玻璃屬于同素異形體，性質差異主要表現在物理性質上，化學性質上也有著活性的差異，D正確；故選A。〔思維建模〕1．規范書寫電子式要點(1)不能漏寫沒有參加成鍵的電子對，如氨氣的電子式是，而不是。(2)不能錯誤合并離子，如過氧化鈉的電子式是Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－Na＋，而不是2Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－。(3)不能混淆化學鍵的類別，如H2O2的電子式是H︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰H，而不是H＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－H＋。(4)離子(或根)帶電荷，基團不顯電性。如OH－為[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰H]－，—OH為·eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰H。(5)書寫化合物的電子式時首先要正確推斷是離子化合物還是共價化合物。2．“四同”的推斷方法(1)同位素——原子，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H。(2)同素異形體——單質，如O2、O3。(3)同系物——有機化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。(4)同分異構體——有機化合物，如正戊烷、新戊烷。3．能層與能級能量關系模型4．規范書寫電子排布式要點(1)依據構造原理將電子依次填充到能量漸漸上升的能級中，然后將同能層的能級移到一起。(2)特別原子：當p、d、f能級處于全空、全充溢或半充溢狀態時，能量相對較低，原子結構較穩定。如Cr、Cu。(3)離子的電子排布式①原子失去電子時，總是從能量高的能級失去電子。一般來說，主族元素只失去它們的最外層電子，而副族元素可能還會向里失去內層電子。②原子得到電子形成陰離子，得到的電子填充在最外一個能層的某一個能級上。知能對點1常見化學用語1.表示原子或物質的四種符號(1)元素符號：Al、S(2)離子符號：Al3＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)(3)同位素符號：eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C(4)化合價符號：Aeq\o(l,\s\up6(＋3))2O3、H2eq\o(S,\s\up6(－2))2.表示物質組成和結構的十種圖式(1)化學式：Na2O2、NH4Cl、SiO2(2)分子式：C2H4、NH3(3)最簡式(試驗式)：CH2、CH2O(4)電子式：H︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰H(5)結構式：(6)結構簡式：CH3COOH(7)原子結構示意圖：(8)鍵線式：(1-丙醇)(9)核外電子排布式：S：1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4(10)價層電子排布式或排布圖：S：3s23p4,3.表示物質組成和空間結構的兩種模型(1)比例模型：如甲烷的比例模型為(2)球棍模型：如甲烷的球棍模型為知能對點2原子結構中的“數”與“素”1.原子結構中的“數”(1)中性原子：核電荷數＝核內質子數＝核外電子數＝原子序數。(2)陰離子：核外電子數＝質子數＋所帶的電荷數。(3)陽離子：核外電子數＝質子數－所帶的電荷數。2.原子結構中的“素”命題角度1常見化學用語1.(2024·河北唐山一模)下列化學用語中正確的是(A)A．次氯酸的電子式：H︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(Cl,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰B．Fe2＋的離子結構示意圖：C．基態Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2D．PCl3的空間填充模型：【解析】次氯酸的結構式為Cl—O—H，電子式為H︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰eq\o(Cl,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰，故A正確；亞鐵離子的核電荷數為26，核外3個電子層，最外層電子數為14，離子的結構示意圖為，故B錯誤；鉻元素的原子序數為24，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，故C錯誤；三氯化磷的空間構型為三角錐形，磷原子的原子半徑大于氯原子，空間填充模型為，故D錯誤；故選A。2.(2024·山東泰安二模)下列有關化學用語正確的是(A)A．I4O9(碘酸碘)中碘的化合價為＋3、＋5B．用電子式表示氧化鈉的形成過程：C．HF分子間的氫鍵：D．砷原子結構示意圖：【解析】依據名稱可知，I4O9中含碘酸根(IOeq\o\al(－,3))，且依據氧原子個數可知，含有的碘酸根為3個，故I4O9可以寫成I(IO3)3的形式，故碘元素的價態有＋3價和＋5價，A正確；Na2O的電子式書寫錯誤，Na2O的電子式為Na＋[︰eq\o(,\s\up12(‥),\s\do12(‥))︰]2－Na＋，B錯誤；HF分子間的氫鍵為虛線部分，即，C錯誤；砷的原子序數為33，位于元素周期表的第四周期第ⅤA族，其原子結構示意圖為，D錯誤；故選A。3.(2024·廣東汕頭二模)駕馭化學用語，能讓我們更快速的理解化學學問。下列化學用語表述正確的是(C)A．基態砷原子的價電子軌道表示式：B．反-2-丁烯的鍵線式：C．乙烯分子中的π鍵：D．NH4Cl的電子式：【解析】As是33號元素，砷原子價層電子的軌道表示式為，A錯誤；反-2-丁烯中2個甲基在碳碳雙鍵異側，鍵線式為，B錯誤；π鍵是肩并肩，則乙烯中π鍵可以表示為，C正確；NH4Cl由銨根離子和氯離子形成，其電子式為，D錯誤；故選C。命題角度2原子結構、核素、同位素4.(2024·河北張家口二模)用α(eq\o\al(4,2)He)粒子轟擊eq\o\al(2a,)aX可得到一個中子和一種放射性核素eq\o\al(b,c)Y，即eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(2a,)aX→eq\o\al(b,c)Y＋eq\o\al(1,0)n。已知基態X原子中s能級電子總數是p能級電子總數的4倍。下列說法錯誤的是(C)A．b＝13B．最高價含氧酸的酸性：X<YC．XF3與YF3中X與Y的雜化方式相同D．單質的沸點：X>Y【解析】基態X原子核外電子s能級電子數是p能級電子數的4倍，則X的核外電子排布式為1s22s22p1，則X為B元素，由2＋5＝c，則Y的質子數為7，Y為N元素；由信息可知X和Y分別為B和N，則a＝5，由質量守恒4＋2×5＝b＋1，解得b＝13，A正確；同周期主族元素從左到右非金屬性增加，則非金屬：B<N，則最高價含氧酸