高考化学二轮复习 第1部分 第15讲 物质结构与性质课件 新人教版.ppt

专题整合突破 第一部分 专题五选考部分 第15讲物质结构与性质 高考点击 高频考点 考点一原子结构与性质 ar 3d5或1s22s22p63s23p63d5 h c o 1s22s22p63s23p63d74s2或 ar 3d74s2 o mn 解析 本题考查物质的结构与性质 根据构造原理可写出co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或 ar 3d74s2 o是非金属元素 而mn是金属元素 前者易得电子而不易失电子 后者则反之 所以o的第一电离能大于mn mn和o的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2 1s22s22p4 前者的3d轨道中5个电子均未成对 后者的2p轨道中有2个电子未成对 所以mn的基态原子核外未成对电子数较多 1 氮原子价层电子的轨道表达式 电子排布图 为 2 元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能 e1 第二周期部分元素的e1变化趋势如图 a 所示 其中除氮元素外 其他元素的e1自左而右依次增大的原因是 氮元素的e1呈现异常的原因是 同周期元素随核电荷数 依次增大 原子半径逐渐变小 故结合一个电子释放出的能量依次增大 n原子的2p轨道为半充满状态 具有额外稳定性 故不易结合一个电子 a n 球形 k的原子半径较大且价电子数较少 金属键较弱 解析 本题考查物质结构与性质的综合应用 1 当对金属钾或其化合物进行灼烧时 焰色反应显紫红色 可见光的波长范围为400nm 760nm 紫色光波长较短 钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁 但处于较高能量轨道的电子不稳定 跃迁到较低能量轨道时放出的能量较多 故放出的光的波长较短 2 基态钾原子核外有4个能层 k l m n 能量依次增高 处于n层的1个电子位于s轨道 s电子云轮廓图形状为球形 金属原子半径越小 价电子数越多 金属键越强 其熔沸点越高 1 书写基态原子或离子的电子排布式或排布图时 不会利用能量最低原理 泡利原利及洪特规则进行检验和正误判断 如 t1 1 t2 2 比较第一电离能和电负性的相对大小时 不会利用同周期 同主族元素性质的递变规律判断 特别注意当元素原子的核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空 半满和全满结构时 原子的能量较低 该元素具有较大的第一电离能 如盘查t3 1 基态原子的核外电子排布规律 1 能量最低原理基态原子核外的电子先占有能量最低的原子轨道 电子才依次进入能量较高的轨道 以使原子处于能量最低的稳定状态 如ge是32号元素 其核外电子的排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2 2 泡利原理在每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 3 洪特规则在同一能级的不同轨道中 电子尽可能分占不同的轨道 且自旋状态相同 这样有利于降低体系的能量 洪特规则特例 能量相同的轨道处于全充满 半充满或全空的状态时原子是比较稳定的 2 归纳原子结构与性质的相关知识 记住特殊命题点 1 基态原子核外电子排布的四种表示方法 电子排布图 3 特殊原子的核外电子排布式 24cr的核外电子排布先按能量从低到高排列 1s22s22p63s23p64s23d4 因3d5为半充满状态 比较稳定 故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道 得1s22s22p63s23p64s13d5 再将同一能层的排到一起 得该原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d54s1 29cu的核外电子排布先按能量从低到高排列 1s22s22p63s23p64s23d9 因3d10为全充满状态 比较稳定 故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道 得1s22s22p63s23p64s13d10 再将同一能层的排到一起 得该原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 4 电离能与电负性变化规律与大小判断 元素第一电离能的周期性变化规律 电离能 电负性大小判断 5 元素电离能的两大应用 判断元素金属性的强弱电离能越小 金属越容易失去电子 金属性越强 反之越弱 判断元素的化合价如果某元素的in 1 in 则该元素的常见化合价为 n 如钠元素i2 i1 所以钠元素的化合价为 1 6 电负性的三大应用 1s22s22p63s23p63d54s1或 ar 3d54s1 3d54s1 4 7 6 四 b 2 试用 或 表示元素c n o si的下列关系 第一电离能 用元素符号表示 下同 电负性 非金属性 n o c si o n c si o n c si o ge zn o 4 ch4和co2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为 5 原子半径al si 电负性 n o 用 或 或 7 f k fe ni四种元素中第一电离能最小的是 电负性最大的是 填元素符号 解析 1 同周期主族元素从左到右 原子半径逐渐减小 第一电离能呈增大趋势 2 锗 锌位于同周期 同一周期从左至右元素的电负性逐渐增大 除稀有气体元素外 而氧位于元素周期表右上角 电负性仅次于氟 由此得出氧 锗 锌的电负性依次减小 h c o k f 3 中c元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍 为p元素 与p同周期的元素d最外层有1个未成对电子 推出d为cl 原子序数小于15的a2 与b 具有相同的电子构型 则推出a为o b为na 4种元素中o的非金属性最强 电负性最大 4 元素非金属性强弱顺序 o c h 故三种元素电负性大小顺序为o c h 5 al与si同属第三周期 故原子半径al si 6 si与s周属第三周期 从左到右第一电离能逐渐增大 故第一电离能si s 7 金属k的金属性最强 第一电离能最小 f的非金属性最强 电负性最大 al 2 基态锗 ge 原子的电子排布式是 ge的最高价氯化物分子式是 该元素可能的性质或应用有 a 是一种活泼的金属元素b 其电负性大于硫c 其单质可作为半导体材料d 其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 1s22s22p63s23p63d104s24p2或 ar 3d104s24p2 gecl4 cd 考点二分子结构与性质 sp2和sp3 9na 乙醇分子间存在氢键 解析 本题考查物质结构与性质 1 甲基上的碳原子为sp3杂化 羰基上的碳原子为sp2杂化 单键全为 键 1个双键中含有1个 键和1个 键 故1mol丙酮中含有9mol 键 2 乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键 故沸点高于丙酮 h2o与ch3oh均为极性分子 h2o中氢键 sp sp3 h2o ch3oh co2 h2 比甲醇多 co2与h2均为非极性分子 co2分子量较大 范德华力较大 abd c 5 v形 sp3 1 不能由不同元素组成的微粒来推断原子之间的成键情况 中心原子的杂化方式及微粒的立体构型 如盘查t1 t3 2 忽视氢键对分子性质 特别是熔 沸点 的影响 如盘查t2 2 1 归纳记忆分子极性 非极性的判断方法 1 由非极性键构成的双原子分子一定是非极性分子 如h2 o2等 2 由极性键构成的分子可能是极性分子或非极性分子 若分子的空间构型对称 则为非极性分子 如co2 ch4等 若分子的空间构型不对称 则为极性分子 如nh3 ch3cl等 3 判断abn型分子极性的经验规律 化合价法 abn型分子中中心原子a的化合价的绝对值等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时 该分子为非极性分子 若中心原子的化合价的绝对值不等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时 该分子为极性分子 具体实例见下表 abn型的多原子分子是否有极性 常根据分子中是否有孤对电子来判断 如果中心原子的价层电子对全部为成键电子对 该分子一般为非极性分子 如果中心原子的价层电子既有成键电子对 又有孤电子对 该分子常为极性分子 2 巧妙运用价层电子对互斥理论判断分子空间构型 1 价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间构型 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型 不包括孤电子对 当中心原子无孤电子对时 两者的构型一致 当中心原子有孤电子对时 两者的构型不一致 3 理解记忆常见杂化轨道类型与分子构型规律 5 范德华力 氢键及共价键比较 正四面体 配位键 n 高于 nh3分子间可形成氢键 极性 sp3 2 ge与c是同族元素 c原子之间可以形成双键 叁键 但ge原子之间难以形成双键或叁键 从原子结构角度分析 原因是 比较下列锗卤化物的熔点和沸点 分析其变化规律及原因 ge原子半径大 原子间形成的 单键较长 p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠 难以形成 键 gecl4 gebr4 cei4的熔 沸点依次增高 原因是分子结构相似 分子量依 次增大 分子间相互作用力逐渐增强 ge单晶具有金刚石型结构 其中ge原子的杂化方式为 微粒之间存在的作用力是 3 ascl3分子的立体构型为 其中as的杂化轨道类型为 sp3 共价键 三角锥形 sp3 2 该题从单键 双键 叁键的特点切入 双键 叁键中都含有 键 难以形成双键 叁键 实质是难以形成 键 因为锗的原子半径较大 形成单键的键长较长 p p轨道肩并肩重叠程度很小 根据表格数据得出 三种锗卤化物都是分子晶体 其熔 沸点分别依次增高 而熔 沸点的高低与分子间作用力强弱有关 分子间相互作用力强弱与分子量大小有关 类比金刚石 晶体锗是原子晶体 每个锗原子与其周围的4个锗原子形成4个单键 故锗原子采用sp3杂化 微粒之间的作用力是共价键 3 ascl3的中心原子 as原子 的价层电子对数为 5 1 3 2 4 所以是sp3杂化 ascl3的立体构型为三角锥形 c有4个价电子且半径小 难以通过得或失电子达到稳定电子结构 键和 键 sp co2 scn 或cos等 三角锥形 sp3 v形 4 2cl2 2na2co3 h2o cl2o 2nahco3 2nacl 或 2cl2 na2co3 cl2o co2 2nacl 3 v2o5常用作so2转化为so3的催化剂 so2分子中s原子价层电子对数是 对 分子的立体构型为 so3气态为单分子 该分子中s原子的杂化轨道类型为 so3的三聚体环状结构如图1所示 该结构中s原子的杂化轨道类型为 该结构中s o键长有两类 一类键长约140pm 另一类键长约为160pm 较短的键为 填图1中字母 该分子中含有 个 键 3 v形 sp2 sp3 a 12 v2o5溶解在naoh溶液中 可得到钒酸钠 na3vo4 该盐阴离子的立体构型为 也可以得到偏钒酸钠 其阴离子呈如图2所示的无限链状结构 则偏钒酸钠的化学式为 正四面体形 navo3 判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法 1 看中心原子有没有形成双键或三键 如果有1个三键 则其中有2个 键 用去了2个p轨道 则为sp杂化 如果有1个双键则其中有1个 键 则为sp2杂化 如果全部是单键 则为sp3杂化 2 由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断 没有填充电子的空轨道一般不参与杂化 1对孤电子对占据1个杂化轨道 如nh3为三角锥形 且有一对孤电子对 即4条杂化轨道应呈正四面体形 为sp3杂化 考点三晶体结构与性质 某fexny的晶胞如图1所示 cu可以完全替代该晶体中a位置fe或者b位置fe 形成cu替代型产物fe x n cunny fexny转化为两种cu替代型产物的能量变化如图2所示 其中更稳定的cu替代型产物的化学式为 fe3cun 0 148 0 076 0 315 12 体心 棱心 不能根据题目提供的晶胞立体图形 用均摊法确定相关物质的组成 进而再计算晶胞中的相关参数 如盘查t1 4 1 掌握比较晶体熔 沸点高低的规律方法 1 不同类型晶体的熔 沸点高低一般规律原子晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等熔点很高 汞 铯等熔点很低 2 同类型晶体的熔 沸点高低一般规律 原子晶体由共价键形成的原子晶体中 原子半径小的键长短 键能大 晶体的熔 沸点高 如熔点 金刚石 碳化硅 硅 离子晶体一般地说 阴阳离子的电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用力就越强 其晶体的熔 沸点就越高 如熔点 mgo nacl cscl 分子晶体a 分子间作用力越大 物质的熔 沸点越高 具有氢键的分子晶体熔 沸点反常地高 如h2o h2te h2se h2s b 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 熔 沸点越高 snh4 geh4 sih4 ch4 c 组成和结构不相似的分子晶体 相对分子质量接近 分子的极性越大 其熔 沸点越高 如co n2 ch3oh ch3ch3 金属晶体金属离子半径越小 离子电荷数越多 金属键越强 金属熔 沸点就越高 如熔 沸点 al mg na 2 辨清析透几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目 a nacl 含4个na 4个cl b 干冰 含4个co2 c caf2 含4个ca2 8个f d 金刚石 含8个c e 体心立方 含2个原子 f 面心立方 含4个原子 铜失去的是全充满的3d10电子 镍失去的是4s1电子 金属 2 gaf3的熔点高于1000 gacl3的熔点为77 9 其原因是 gaas的熔点为1238 其晶胞细胞如图所示 该晶体的类型为 ga与as以 键结合 3 单质o有两种同素异形体 其中沸点高的是 填分子式 原因是 o和na的氢化物所属的晶体类型分别为 和 gaf3为离子晶体 gacl3为分子晶体 原子晶体 共价 o3 o3相对分子质量较大 范德华力大 分子晶体 离子晶体 解析 1 单质铜及镍都是由金属键形成的晶体 cu ni失去一个电子后电子排布式分别为 ar 3d10 ar 3d84s1 铜的3d轨道全充满 达到稳定状态 所以cu的第二电离能相对较大 2 根据晶体类型比较熔点 一般来说 离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点 根据晶胞结构示意图可以看出 as原子与ga原子形成了空间网状结构的晶体 结合gaas的熔点知其是原子晶体 3 o元素形成o2和o3两种同素异形体 固态时均形成分子晶体 而分子晶体中 相对分子质量越大 分子间作用力越大 物质的沸点越高 故o3的沸点高于o2 o元素形成的氢化物有h2o和h2o2 二者均能形成分子晶体 na元素形成的氢化物为nah 属于离子晶体 金刚石 4 正四面体形 原子 3 金属镍粉在co气流中轻微加热 生成无色挥发性液态ni co 4 呈正四面体构型 试推测ni co 4的晶体类型是 ni co 4易溶于下列 填字母 a 水b 四氯化碳c 苯d 硫酸镍溶液 4 alcl3在177 8 时升华 蒸气或熔融状态以al2cl6形式存在 下列关于alcl3的推断错误的是 a 氯化铝为共价化合物b 氯化铝为离子化合物c 氯化铝难溶于有机溶剂d al2cl6中存在配位键 分子晶体 b c b c 解析 1 c60是分子晶体 金刚石是原子晶体 所以金刚石的熔点远远高于c60的 2 由金刚石结构每个c原子均以sp3杂化与其他四个c原子相连形成四个共价键构成正四面体结构可推测 3 由挥发性液体可知ni co 4是分子晶体 由正四面体构型可知ni co 4是非极性分子 4 由alcl3易升华可知alcl3是分子晶体 al cl键不属于离子键应该为共价键 al原子最外层三个电子全部成键 形成三个al cl 键 无孤电子对 是非极性分子 易溶于有机溶剂 al有空轨道