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文檔簡介
題型20物質結構與性質基礎
目錄
E考向歸納
【考向一】原子核外電子的排布..............................................................1
【考向二】元素的電離能、電負性及微粒半徑的大小比較.......................................3
【考向三】“兩大理論”與微粒構型.............................................................4
【考向四】分子性質與微粒作用..............................................................7
【考向五】成鍵方式、晶體類型的判斷........................................................9
【考向六】晶體化學式及粒子數確定.........................................................11
【考向七】原子分數坐標分析方法...........................................................13
【考向八】有關晶胞參數的計算.............................................................15
【考向九】解釋原因類簡答題...............................................................20
高考練場
m考向歸納
【考向一】原子核外電子的排布
―-j
【典例1]短周期元素?R基態原子最外層的p能級上有2個未成對電子.下列關于基態R原子的描述正確的
A.基態R原子核外電子的電子云輪廓圖有兩種:球形和啞鈴形
B.基態R原子的價層電子排布式為ns2np2(n=2或3)
C.基態R原子的原子軌道總數為9
D.基態R原子的軌道表示式為叩|川]||
1.能層、能級、原子軌道數及最多容納電子數
能層—二三四五???
符號KMN0???
能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s??????
包含原子軌道數11313513571??????
22626102610142??????
最多容納電子數
281832???2n
2.常見原子軌道電子云輪廓圖
原子軌道電子云輪廓圖形狀軌道個數
s球形1
P啞鈴(或紡錘)形3(pop?P1
3.基態原子的核外電子排布
(1)原子核外電子排布的“三規律”
能量最低原理原子核外電子總是優先占有能量最低的原子軌道
泡利原理每個原子軌道里,最多只能容納2個自旋狀態相反的電子
當電子排布在同一能級的不同軌道時,基態原子中的電子總是優先單獨占
洪特規則
據一個軌道,而且自旋狀態相同
(2)基態原子核外電子排布的四種表示方法
表示方法舉例
電子排布式Cr:Is攵s22P63s23P63d54sl
簡化電子排布式Cu:[Ar]3dl04s1
價電子排布式Fe:3d64s2
電子排布圖(或軌道表示式)。曲曲醴E
【易錯點】原子軌道處于全空、半充滿、全充滿狀態更穩定.Cr、Cu的電子排布式分別為
Is22s22Pb3s23Pb3d2s'、Is22s22P63s23P63dHi4s)而非ls22s22pb3s23p63d*4s\Is22s22P63s23P63d94s2
【變式1-1】通常情況下,原子核外p、d能級等原子軌道上電子排布為〃全空“〃半充滿”〃全充滿”的時候
更加穩定,稱為洪特規則的特例.下列事實能作為這個規則的證據的是
①某種激發態碳原子的電子排布式是Is22sl2P3而不是Is22s22P2
②基態Cu原子的電子排布式是[Ar]3d104sl而不是[Ar]3d“4s?
③基態He原子的電子排布式為Is)基態H原子的電子排布式為1s,
④Fb容易失電了轉變為Fe",表現出較強的還原性
A.??@B.②④C.③④I).?@@
【變式上2】(2023上?北京西城?高三北京育才學校校考期中)我國科研團隊對嫦娥五號月壤的研究發現,
月壤中存在一種含〃水”礦物下列化學用語或圖示表達不正確的是
A.NaOH的電子式:Na4[:OH]*基態Fe?+的價電子排布式:3d54s'
基態s原子的價層電子的軌道表示式:畫用,
C.凡。的VSEPR模型:
3s3p
【考向二】元素的電離能、電負性及微粒半徑的大小比較
―-j
【臾例2】(2024上?山東?高三統考期末)利用a粒子(即氫核;He)轟擊不同原子,獲得人工放射性元素
[X和1Z.合成反應如下:黑B+;Hef?X+:n:;、Y+;Hef]Z+:n.其中元素Y、Z的基態原子核外未
成對電子數之比為1:3.下列說法正確的是
A.基態原子第一電離能:Y〈X〈ZB.簡單離子半徑:X〈Y〈Z
C.簡單陰離子還原性:X<ZI).X、Y的三氯化物分子構型相同
1.元素第一電離能的遞變性
(1)規律
同周期元素從左到右,第一電離能呈增大趨勢(注意第IIA族、笫VA族的特殊性);同主族元素自上而下,第
一電離能逐漸減小.
(2)特殊情況
當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p°、/、「°)、半充滿(d、d\和全充滿:/、『°、f“)
的結構時,原子的能量較低,為穩定狀態,該元素具有較大的第一電離能,如第一電離能:
Bc>B;Mg>Al;N>O;P>S.
(3)應用
①判斷元素金屬性的強弱
電離能越小,金屬越容易失去電子,金屬性越強;反之越弱.
②判斷元素的化合價
如果某元素的則該元素的常見化合價為+〃.
2.元素電負性的遞變性
(1)規律
同周期主族元素從左到右,電負性依次增大;同主:族元素自上而下,電負性依次減小.
(2)應用
3.微粒半徑的比較(以短周期為例)
(1)相同電性微粒半徑大小的比較
①原子半徑:左下角的鈉最大
②陽離子半徑:左下角的鈉離了?最大
③陰離子半徑:左卜角的磷離子最大
(2)不同電性微粒半徑大小的比較
①同周期:陰離子半徑〉陽離子半徑,如Na'VCT
②同元素:電子數越多,微粒半徑越大,如Fe'AFe"
③同結構:質子數越多,離子半徑越小,如Na'VO?一
委]閡寅縹
【變式2-1](2024上?北京?高三統考期末)碎化錢(GaAs)太陽能電池大量應用于我國超低軌通遙一體
衛星星座.卜?列說法正確的是
A.原子半徑:As>GaB.電子層數:As>Ga
C.電負性:As>GaD.單質還原性:As>Ga
【變式2-2](2024上-遼寧?高三校聯考期末)某離子液體的陰離子結構如圖所示,其中X、Y、Z、R、Q
是原子序數依次增大的短周期非金屬元素,其中X原子的最外層電子中未成對電子數目與成對電子數目相
同.下列說法正確的是
RZZ
IHHR
XQYQ
Inn
RZz
R
A.電負性:Z>R>Q
B.簡單離子半徑:Q>Z>Y
C.五種元素形成的簡單氫化物中沸點最高的是Z
D.同周期土族元素中只有一種元素的第一電離能人于Z
【考向三】〃兩大理論”與微粒構型
典例分的
【典例3](2024上?遼寧朝陽?高三統考期末)價層電子對互斥理論可以預測某些微粒的空間結構.下列
說法正確的是
A.CO?和SO?的鍵角相同
B.PC0和BF3均為非極性分子
C.NO;和NO;的空間結構均為平面三角形
D.NH?和NH;的VSEPR模型均為四面體形
i.共價鍵
「特征:方向性和飽和性
鍵長、鍵能決定共價鍵穩定程度
鍵參數〈
i鍵長、鍵角決定分子立體結構
。鍵:電子云"頭碰頭”重疊
成鍵方式
(1)共價鍵《“鍵:電子云〃肩并肩”重疊
極性鍵:不同原子間
類型《極性
徘極性鍵:同種原子間
配位鍵:一方提供孤電子對
i另一方提供空軌道
(2)。鍵和Ji鍵的判定
,共價單鍵:。鍵
共價雙鍵:1個。鍵
①〈1個n鍵
共價三鍵:1個。鍵
、2個n鍵
②s-s、s-p、雜化軌道之間一定形成。鍵;p-p可以形成。鍵,也可以形成n鍵(優先形成。鍵,其
余只能形成n鍵).
2.與分子結構有關的兩種理論
(1)雜化軌道理論
①基本觀點:雜化軌道成鍵滿足原子軌道最大重疊原理;雜化軌道形成的共價鍵更加牢固.
②雜化軌道類型與分子立體構型的關系
雜化軌道類型雜化軌道數目分子立體構型實例
sp2直線形CO2、BcCL.HgCL
平面三角形
BF3、BC13>CH2O
sp23
V形SO2、SnBn
四面體形CHKCCL、CH3CI
sp84三角錐形NH3、PH3、NF3
V形H:,S、H,0
注意:雜化軌道數=與中心原子結合的原子數十中心原子的孤電子對數.
(2)價層電子對互斥理論
①基本觀點:分子的中心原子上的價層電子對(包括。鍵電子對和中心原子上的孤電子對)由于相互
排斥,盡可能趨向彼此遠離.
②價層電子對數的計算
中心原子的價層電子對數=1鍵電子對數(與中心原子結合的原子數)+中心原子的孤電子對數=。
鍵電子對數十1(a—xb)
其中a為中心原子的價電子數,x、力分別為與中心原子結合的原子數及與中心原子結合的原子最多能
接受的電子數(H為1,其他原子為〃8—該原子的價電子數”).微粒為陽離子時,中心原子的價目子數要減去
離子所帶電荷數;微粒為陰離子時,中心原子的價電子數要加上離子所帶電荷數.如S0。中硫原子的孤電子對
數為止3*=l;H0+中氯原子的孤電子對數為6-l;3Xl=];co廠中碳原子的孤電子對數為4+2;3X2=
乙乙乙
0.
【易錯點】在計算孤電子對數時,出現0.5或1.5,則把小數進位為整數,即1或2.如N02的中心原子N的孤
5一2x9
電子對數為一;—=0.5-1,則價層電子對數為3,故VSEPR模型為平面三角形,分子立體構型為V形.
③利用價層電子對互斥理論判斷分子(或離子)立體構型
價層電子對數孤電子對數分子(或離子)立體構型示例
o——Q——c
20CO?、BeCh
工直線形
30BF3、SO3、COf
平面三角形
31SQ
V形
&
40CH<.NHMsor.CC1,
正四面體形
41NH3、PCI3、H3O+
三角錐形
V
42HOH?S
V形
【變式3-1](2023上?山東?高三山東省實驗中學校考)W、X、Z、Q、Y為原子序數依次增大的短周期主
族元素,其內層電子數之和為18,最外層電子數之和為28,它們所形成的陰離子具有很高的親水性,可以作
為能源材料中的電解質,該離子結構如圖所示.下列說法正確的是
QZZQ
A.Y?z;離子構型為四面體B.YWX-離子構型為V形
C.非金屬性:XVWVQD.該陰離子中NY-X-Y為180°
【變式3-2](2023上?河北邯鄲-高三磁縣第一中學校考)下列化學用語的表述正確的是
A.sp2雜化軌道模型:B.鍍原子最外層電子的也子云圖:
C.氨氣分子的空間填充模型:(K)D.質量數為127的碘原子:岸
【考向四】分子性質與微粒作用
例分根
【典例4](2024?廣西?統考模擬預測)下列有關物質結構與性質的說法錯誤的是
A.12易溶于CCL,可從L和CCL都是非極性分子的角度解釋
B.對羥基苯甲酸存在分子內氫鍵,是其沸點比鄰羥基苯甲酸的高的主要原因
C.AgCl溶于氨水,是由于AgCl與NH,反應生成了可溶性配合物[AglNHj]。
D.熔融NaCl能導電,是由于熔融狀態下產生了自由移動的Na+和CP
分秘藕
1.分子性質
(1)分子構型與分子極性的關系
非極性分子
單質----*正負電荷中心重令*--結構對稱
tt
雙原子分子多原子分子
II
化合物一正負電荷中心不重合一結構不對稱
I
極性分子
(2)溶解性
〃相似相溶”規律:非極性溶質一般能溶于非極性溶劑,極性溶質一般能溶于極性溶劑;若存在氫鍵,則溶劑
和溶質之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好.
(3)無機含氧酸分子的酸性
無機含氧酸可寫成(HO)&RO。,如果成酸元素R相同,則〃值越大,R的正電性越高,使R-O-H中0的電子向R
偏移,在水分子的作用下越易電離出酸性越強,如酸性:HC1Q<HC1O2<HC1O3<HC1O..
2.范德華力、氫鍵、共價鍵的比較
范德華力氫鍵共價鍵
氫,氟.氮.氧原子(分
作用粒子分子或原子(稀有氣體)原子
子內、分子間)
有方向性、有飽和
特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性
性
強度比較共價鍵〉氫鍵,范德華力
①隨著分子極性和相對分子
對于A—H-B—
質量的增大而增大成鍵原子半徑越小,
影響強度A、B的電負性越大,B原
②組成和結構相似的物質,相鍵長越短,鍵能越
的因素子的半徑越小,氫鍵鍵能
對分子質量越大,范德華力越大,共價鍵越穩定
越大
大
①影響物質的熔、沸點、溶
①影響分子的穩定
解度等物理性質②組成和結分子間氫鍵的存在,使物
對物質性性
構相似的物質,隨相對分子質質的熔、沸點升高,在水
質的影響②共價鍵鍵能越大,
量的增大,物質的熔、沸點升中的溶解度增大
分子穩定性越強
高
變式演練1
【變式4-1](2024上?江蘇揚州?高三揚州中學校考)下列說法正確的是
A.鍵角:C12O>OF2B.酸性:CH3COOH>CH2FCOOH
C.分子的極性:02>。3I).基態原子未成對電子數:Mn>Cr
【變式4-2](2023上?北京西城-高三統考期末)下列事實不用用氫鍵解釋的是
A.密度:H2O(1)>H2O(S)B.沸點:H20>H2S
c.穩定性:HF>H2OD.溶解性(水中):NH3>CH4
【考向五】成鍵方式、晶體類型的判斷
典例先杯
【典例5】(2023上?北京?高三北京一七一中校考)用NA表示阿伏加德羅常數.下列說法正確的是
A.標準狀況下,22.4L乙狹中。鍵數為3N、,乃鍵數為2/人
B.質量相同的HQ和DQ所含的分子數相同
C.同溫同壓下,相同體積的5和CO?所含的原子數相同
D.12g金剛石中C—C鍵數為4NA
.豳蜀畫畫
1.。鍵、冗鍵的判斷
(1)由軌道重疊方式判斷:〃頭碰頭”重疊為。鍵,〃肩并肩"重疊為“鍵
(2)由共用電子對數判斷:單鍵為。鍵;雙鍵或三鍵,其中一個為。鍵,其余為H鍵
(3)由成鍵軌道類型判斷:s軌道形成的共價鍵全部是。鍵;雜化軌道形成的共價鍵全部為0鍵
配合物中。鍵的算法配位鍵是一種特殊的共價鍵
ImolNi(CO)[中含___molo4個C0中含有4個。鍵,外加4個配位鍵,也屬于。鍵,總共8個。鍵
鍵
2.晶體類別的判斷方法
(1)依據構成晶體的微粒和微粒間作用力判斷
由陰、陽離子形成離子健構成的晶體為離子晶體;由原子形成的共價鍵構成的晶體為原子晶體;由分子依
靠分子間作用力形成的晶體為分子晶體;由金屬陽離子、自由電子以金屬鍵形成的晶體為金屬晶體
(2)依據物質的分類判斷
①活潑金屬氧化物和過氧化物(如KQ、岫2。2等),強堿(如NaOlkKOH等),絕大多數的鹽是離子晶體
②部分非金屬單質、所有非金屬氧化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機物的晶體是
分子晶體
③常見的單質類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等,常見的化合物類原子晶體有SiC、SiO?、AIM、
BP、CaAs等
④金屬單質、合金是金屬晶體
(3)依據晶體的熔點判斷
不同類型晶體熔點大小的一般規律:原子晶體)離子晶體>分子晶體.金屬晶體的熔點差別很大,如鋁、伯
等熔點很高,鈉等熔點很低
⑷依據導電性判斷
①離子晶體溶于水及熔融狀態時均能導電
②原子晶體一般為非導體
③分子晶體為非導體,但分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水時,分子內的化學
鍵斷裂形成自由移動的離子,也能導電
④金屬晶體是電的良導體
(5)依據硬度和機械性能判斷
一般情況下,硬度:原子晶體》離子晶體)分子晶體.金屬晶體多數硬度大,但也有較小的,且具有延展性
【變式5-1](2023上?北京-高三北京市第一六一中學校考)下列化學用語或圖示表達不正確的是
A.PO;的空間結構模型:
B.%0的VSEPR模型,
c.二氧化碳的電子式::6::c::6:
D.p-pn鍵電子云輪廓圖
【變式5-2](2023上-湖南長沙-高三統考)下列有關晶體結構說法正確的是
NaCI品胞CaF2晶胞
干冰品胞有E原子和F原「構成
(OCI-?Na+)(?Ca2>OF')的氣態團簇分:模型
A.在NaG晶胞中,與Na,最鄰近且等距離的Na,有6個
B.在干冰晶體中,每個晶胞擁有6個CO?分子
C.CaF?晶胞中Ca>的配位數為4
D.該氣態團簇分子的化學式為E,E
【考向六】晶體化學式及粒子數確定
'畫畫囹麻]
【典例6】(2024上?遼寧錦州?高三統考期末)一種由Mn、Se組成的化合物立方晶胞結構如圖所示.已知
化合物的摩爾質量為Mg/mol,晶胞參數為anm,阿伏加德羅常數的值為N.、.下列說法錯誤的是
A.該化合物的化學式可表示為MnSeB.與Se原子距離最近的Se原子有12個
B4M7
C.Mn、Se原子的最近距離是在anmD.晶胞密度為廠一力3「8式'"
2”。)
1.晶胞中微粒數目的計算方法——均攤法
(1)原則:晶胞中任意位置上的一個原子如果是被〃個晶胞所共有,那么,每個晶胞對這個原子分得的份額
(2)方法:
①長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子數的計算
a.處于頂點上的粒子,同時為8個晶胞所共有,每個粒子有!屬于該晶胞
O
b.處丁棱邊上的粒了,同時為4個晶胞所共有,每個粒了有:屬丁該晶胞
c.處于晶面上的粒子,同時為2個晶胞所共有,每個粒子有:屬于該晶胞
(1.處于晶胞內部的粒子,則完全屬于該晶胞
②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定
1
上:,
頂點
-
4
12
三棱柱1
-
J
梭上
2
1
-
2
:1
內部
柱
六棱
碳
(1個
頂點
形,其
成六邊
原子排
層內碳
胞每一
石墨晶
型
平面
J
形占
六邊
,每個
形共有
個六邊
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