2018届二轮复习物质结构与性质课件（28张）（全国通用）
物质结构与性质
考点一 原子结构与性质
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基础知识
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知识清单
一 核外电子的运动特征
1.利用统计学的方法,用电子在原子核外空间某处出现机会的多少来描
述原子核外电子的运动状态。
2.对“电子云”图的认识
(1)“电子云”图是指用小黑点的疏密来表示电子在核外空间单位体积
内出现机会多少的一种图像。
(2)电子在核外空间一定范围内出现,好像带①
负
电荷的云雾笼罩
在原子核周围,人们形象地称之为“电子云”。
(3)
在离核越近处
,
单位体积内电子出现的机会越多
,“
电子云”
(
小黑点
表示
)
的密度②
越大
;
相反
,
在离核越远处
,
单位体积内电子出现的机
会越少,“电子云”的密度③
越小
。
二 能层与能级
1.不同能层的能级组成
同一能层的能级总是从①
s
能级开始,能层的能级数等于该能层的
序数:第一能层只有②
1
个能级(1s),第二能层有③
2
个能级(2s
和2p),第三能层有④
3
个能级(3s、3p和3d),依次类推。
2.不同能层中各能级之间的能量大小关系
(1)不同能层中同一能级,能层序数越大能量⑤
越高
。
例如1s<2s<3s
……
2p<3p<4p
……
(2)同一能层中,各能级之间的能量大小关系是s
一 分子结构与性质
1.分子构型、分子极性及手性分子
杂化类型
轨道空间构型
常见分子
sp
直线形
BeCl
2
、HgCl
2
、BeH
2
等
sp
2
平面三角形
BF
3
、BCl
3
sp
3
正四面体形
CH
4
、CCl
4
、NH
3
(三角锥形)
2.杂化轨道类型与轨道空间构型的关系及常见分子
一般来说,一个原子有几个轨道参与杂化就会形成几个能量相同的
杂化轨道,就形成几个共价键,形成对应的一般分子构型;如果分子中存
在孤对电子,分子构型会发生变化,如NH
3
、H
2
O等。另外,具有相同价电
子数和相同原子数的分子(或离子)具有相似的结构特征。
3.用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的一般规律
(1)如果中心原子的价电子都用于形成共价键,分子的立体结构可用中
心原子周围的原子个数
n
来预测。
n
2
3
4
几何构型
直线形
平面三角形
正四面体形
范例
CO
2
CH
2
O
CH
4
(2)如果价层电子中有未成键的孤对电子,则几何构型发生相应的
变化,可用价层电子对互斥理论解释。
中心原子上的孤电子对数=
(
a
-
xb
),其中
a
为中心原子价电子数,
x
为与中
心原子结合的原子数,
b
为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
在确定了σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数后,把它们相加便可
确定分子中的中心原子上的价层电子对数。由价层电子对的相互排斥,
得到含有孤电子对的VSEPR模型,然后,略去VSEPR模型中的中心原子
上的孤电子对,便可得到分子的立体构型。
键类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式
沿键轴方向相对重叠
沿键轴方向平行重叠
原子轨道重叠部位
两原子核之间,在键轴上
键轴上方和下方,键轴处为零
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
化学活泼性
不活泼
活泼
成键规律
共价单键是σ键,双键中有①
1
个σ键、②
1
个π键,三键中有③
1
个σ键、
④
2
个π键
二 σ键和π键的比较
三 配合物的组成、结构、性质和应用
考点三 晶体结构与性质
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基础知识
>
一 晶体的基本类型与性质
晶体类型
离子晶体
分子晶体
原子晶体
金属晶体
晶体微粒
①
阴、阳离子
②
分子
③
原子
金属阳离子和自由电子
微粒间相互作用
④
离子键
⑤
分子间作用力
⑥
共价键
金属键
熔沸点
较高
很低
很高
一般较高,少部分低
硬度
较硬
一般很软
很硬
一般较硬,部分软
溶解性
易溶于极性溶剂
相似相溶
难溶
难溶(部分与水反应)
导电情况
晶体⑦
不
导电,熔融
状态下导电
晶体和熔融状态下都不导电
一般不导电,个别导电,还有半导体
晶体导电
导热性
不良
不良
不良
良
物质类别
离子化合物
多数的非金属单质及共价化合物
金刚石、SiC、晶体硅、SiO
2
等
金属单质
二 常见的晶体结构模型
方法
综合题常见设问的解题方法
1.基态原子核外电子排布式的书写方法
(1)构造原理
方法技巧
能量:1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s
……
(2)依据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p
……
)、各能级最
多容纳的电子数及能量最低原理,电子依次由低能级向高能级排列,如3
3号砷元素,首先排满1s
2
,依次为2s
2
、2p
6
、3s
2
、3p
6
、4s
2
、3d
10
,最后是4p
3
;然后把3d
10
调至4s
2
之前,以使同能层的电子排在一起,即得该元素基态
原子的电子排布式。
为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子
结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K:[Ar]4s
1
。
(3)根据元素周期表分区进行书写。如第4周期中各元素基态原子的电
子排布式有如下规律:①位于s区的ⅠA、ⅡA族分别为[Ar]4s
1
、[Ar]4s
2
;
②位于p区的主族元素原子的核外电子排布式为[Ar]3d
10
4s
2
4p
族序数-2
;③位
于d区的副族元素原子的核外电子排布式为[Ar]3d
m
4s
n
(
m
+
n
=族序数,Ⅷ
族除外);④位于ds区的副族元素原子的核外电子排布式为[Ar]3d
10
4s
m
(
m
=族序数)。
2.中心原子杂化方式的判断技巧
若
m
为与中心原子结合的原子数,
n
为中心原子的孤电子对数,则:
m
+
n
=2,中心原子杂化方式为sp;
m
+
n
=3,中心原子杂化方式为sp
2
;
m
+
n
=4,中心原子杂化方式为sp
3
。
3.晶体结构中的有关计算
(1)根据晶体晶胞的结构特点确定晶体的化学式
晶胞中粒子数目的计算(均摊法)
注意
①当晶胞为六棱柱时,其顶点上的粒子被6个晶胞共用,每个粒子
属于该晶胞的部分为
,而不是
。
②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”,若是分子结
构,其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定,且原子个数可以不
互质(即原子个数比可以不约简)。
(2)根据晶体晶胞的结构特点和有关数据,求算晶体的密度或晶体晶胞
的体积或晶胞参数
a
(晶胞边长)
对于立方晶胞,可建立如下求算途径:
得关系式:
ρ
=
(
a
表示晶胞边长,
ρ
表示密度,
N
A
表示阿伏加德罗常数
的数值,
n
表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量,
M
表示摩
尔质量)
4.物质熔沸点的判断
原子晶体中,原子间键长越短,键能越大,共价键越稳定,物质熔沸点越高;
反之越低。
离子晶体中,阴、阳离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,熔
沸点越高;反之越低。
金属晶体中,金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自
由电子的静电作用越强,熔沸点越高;反之越低。
分子晶体中,范德华力越大,物质的熔沸点越高;反之越低(具有氢键的分
子晶体的熔沸点反常,较高)。
(1)一般,组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越强,
物质的熔沸点越高。
(2)在高级脂肪酸甘油酯中,不饱和程度越大,熔沸点越低。
(3)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物,一般随着分子里碳原子数的
增多,熔沸点升高。
(4)链烃及其衍生物的同分异构体随着支链的增多,熔沸点降低。
(5)相同碳原子数的有机物,分子中官能团不同时,一般随着相对分子质
量的增大,熔沸点升高;官能团相同时,官能团数越多,熔沸点越高。
晶体类型不同时,一般熔沸点规律为原子晶体>离子晶体>分子晶体,金
属晶体有高有低。
例
有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是
。
(2)A、B、C 三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为
(用化学式表示)。
(3)A的最简单氢化物分子的空间构型为
,其中A原子的杂
化类型是
杂化。
(4)A的单质中σ键的个数为
,π键的个数为
。
(5)写出基态E原子的价电子排布式:
。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为
ρ
g·cm
-3
,
阿伏加德罗常数的值为
N
A
,设晶胞边长为
a
cm,则
a
=
。(用含
ρ
、
N
A
的计算式表示)
解题导引
根据元素周期表及电子排布知识先推断出A、B、C、D、
E五种元素,然后根据物质结构有关知识,逐一解答各设问即可。
解析
根据题干信息不难推出A、B、C、D、E五种元素分别是N、
O、F、Ca、Cu。
(2)气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关,由于非金属性F>O>N,
所以稳定性HF>H
2
O>NH
3
。
(3)A的最简单氢化物是NH
3
,中心原子N原子的价层电子对数是4,孤电
子对数是1,所以NH
3
分子的空间构型是三角锥形,N原子的杂化类型是
sp
3
杂化。
(4)N
2
的结构式是
,所以σ键个数是1,π键个数是2。
(6)C和D形成的化合是CaF
2
,一个晶胞中有4个“CaF
2
”,所以一个晶胞
质量是
g,一个晶胞的体积是
a
3
cm
3
,根据
ρ
=
=
,则
a
=
。
答案
(1)H
2
O分子间存在氢键 (2)HF>H
2
O>NH
3
(3)三角锥形 sp
3
(4)1 2 (5)3d
10
4s
1
(6)
