高考化学二轮复习 专题突破十六 物质结构与性质（自选模块）课件.ppt

专题十六物质结构与性质 自选模块 1 原子结构与元素的性质 1 了解原子核外电子运动状态的描述 了解原子核外电子的能级分布 能用电子排布式和轨道表示式表示常见元素 1 36号 原子的核外电子排布 2 了解元素电离能的含义 电负性的概念及其周期性变化规律 并能用以说明元素的某些性质 3 了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁 了解其简单应用 4 了解根据原子外围电子排布特征对元素周期表进行分区的方法 考纲要求 2 微粒间作用力与物质性质 1 了解离子键的形成 了解典型离子晶体的结构类型 了解晶格能的应用 知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱 能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质 2 了解共价键的形成 了解共价键的类型和特征 了解共价键的极性 了解配位键的概念 能用键能 键长 键角等说明简单分子的某些性质 理解键能与化学反应热之间的关系 3 了解原子晶体的特征 能描述金刚石 二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系 考纲要求 4 了解金属键的含义 能解释金属的一些物理性质 了解影响金属键强弱的主要因素 5 了解化学键和分子间作用力的区别 了解分子间作用力的常见类型 范德华力 氢键 及其对物质性质的影响 了解分子晶体的特征 考纲要求 知识精讲 考点一基态原子的核外电子排布 1 排布规律 1 能量最低原理 基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道 如ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2 2 泡利不相容原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态不同的电子 3 洪特规则 原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时 电子尽可能分占不同的原子轨道 且自旋状态相同 2 表示方法 1 电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序 用能级符号依次写出各能级中的电子数 同时注意特例 如 cu 1s22s22p63s23p63d104s1 2 简化电子排布式 稀有气体 价层电子 的形式表示 如 cu ar 3d104s1 3 轨道表示式用方框表示原子轨道 用 或 表示自旋方向不同的电子 按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写 如s 题组集训 1 2014 新课标全国卷 37 2 基态fe原子有 个未成对电子 fe3 的电子排布式为 可用硫氰化钾检验fe3 形成的配合物的颜色为 解析基态fe原子的核外电子排布式为 ar 3d64s2 其中3d轨道有4个轨道未充满 含有4个未成对电子 fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成fe3 则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或 ar 3d5 检验fe3 时 fe3 与scn 形成配合物而使溶液显血红色 4 1s22s22p63s23p63d5或 ar 3d5 血红色 2 2014 江苏 21 a 1 cu 基态核外电子排布式为 解析cu的原子序数为29 根据洪特规则特例 能量相同的原子轨道在全充满 如p6和d10 半充满 如p3和d5 和全空 如p0和d0 状态时 体系的能量较低 原子较稳定 因此cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 故cu 核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 ar 3d10或1s22s22p63s23p63d10 3 2014 安徽理综 25 1 na位于元素周期表第 周期第 族 s的基态原子核外有 个未成对电子 si的基态原子核外电子排布式为 解析na元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1 则na位于元素周期表中第三周期第 a族 s元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4 其中3p轨道有两个未成对电子 si元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或 ne 3s23p2 三 a 2 1s22s22p63s23p2或 ne 3s23p2 4 2014 四川理综 8 1 xy2是红棕色气体 y基态原子的电子排布式是 5 2014 福建理综 31 1 基态硼原子的电子排布式为 解析b的原子序数为5 故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1 6 2014 浙江自选模块 15 1 节选 31ga基态原子的核外电子排布式是 1s22s22p4 1s22s22p1 1s22s22p63s23p63d104s24p1 7 2013 新课标全国卷 37 1 ni2 的价电子排布图为 3d 反思归纳 两原理 一规则 的正确理解1 原子核外电子排布符合能量最低原理 洪特规则 泡利不相容原理 若违背其一 则电子能量不处于最低状态 易误警示在写基态原子的电子排布图时 常出现以下错误 1 违反能量最低原理 2 违反泡利不相容原理 3 违反洪特规则 4 违反洪特规则 反思归纳 2 同能级的轨道半充满 全充满或全空状态的原子结构稳定如np3 np6cr 3d54s1mn 3d54s2cu 3d104s1zn 3d104s2 考点二元素的电离能和电负性 知识精讲 1 元素的电离能第一电离能 气态电中性基态原子失去一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 常用符号i1表示 单位为kj mol 1 1 原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加 元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化 每隔一定数目的元素 元素原子的外围电子排布重复出现从到的周期性变化 2 元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增 元素的第一电离能呈周期性变化 同周期从左到右 第一电离能有逐渐的趋势 稀有气体的第一电离能最 碱金属的第一电离能最 ns1 ns2np6 增大 大 小 同主族从上到下 第一电离能有逐渐的趋势 说明同周期元素 从左到右第一电离能呈增大趋势 电子亚层结构为全满 半满时较相邻元素要大即第 a族 第 a族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素 如be n mg p 减小 3 元素电离能的应用 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价 如钠元素i2 i1 所以钠元素的化合价为 1价 2 元素的电负性 1 元素电负性的周期性变化元素的电负性 不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性 随着原子序数的递增 元素的电负性呈周期性变化 同周期从左到右 主族元素电负性逐渐 同一主族从上到下 元素电负性呈现的趋势 增大 减小 2 题组集训 1 2014 新课标全国卷 37 1 改编 在n o s中第一电离能最大的是 2 2014 四川理综 8 1 已知z基态原子的m层与k层电子数相等 则z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 解析第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为cl元素 n cl 3 2013 新课标全国卷 37 2 前四周期原子序数依次增大的元素a b c d中 a和b的价电子层中未成对电子均只有1个 并且a 和b 的电子数相差为8 与b位于同一周期的c和d 它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2 且原子序数相差为2 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 4 2013 山东理综 32 3 第一电离能介于b n之间的第二周期元素有 种 k f 3 5 2013 安徽理综 25改编 已知z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1 w的一种核素的质量数为28 中子数为14 则 1 w位于元素周期表第 周期第 族 2 z的第一电离能比w的 填 大 或 小 6 2013 山东理综 32 1 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势 正确的是 三 a 小 a 7 2013 福建理综 31 1 依据第二周期元素第一电离能的变化规律 参照下图中b f元素的位置 用小黑点标出c n o三种元素的相对位置 考点三微粒作用与分子性质 知识精讲 1 共价键 1 共价键的类型 按成键原子间共用电子对的数目分为单键 双键 三键 按共用电子对是否偏移分为极性键 非极性键 按原子轨道的重叠方式分为 键和 键 前者的电子云具有轴对称性 后者的电子云具有镜像对称性 2 键参数 键能 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 键能越大 化学键越稳定 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长越短 共价键越稳定 键角 在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角 键参数对分子性质的影响键长越短 键能越大 分子越稳定 3 键 键的判断 由轨道重叠方式判断 头碰头 重叠为 键 肩并肩 重叠为 键 由共用电子对数判断单键为 键 双键或三键 其中一个为 键 其余为 键 由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是 键 杂化轨道形成的共价键全部为 键 4 配位键 孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对 配位键a 配位键的形成 成键原子一方提供孤电子对 另一方提供空轨道形成的共价键 b 配位键的表示 常用 来表示配位键 箭头指向接受孤电子对的原子 如nh可表示为 在nh中 虽然有一个n h键形成的过程与其他3个n h键形成的过程不同 但是一旦形成之后 4个共价键就完全相同 配合物如 cu nh3 4 so4配位体有孤电子对 如h2o nh3 co f cl cn 等 中心原子有空轨道 如fe3 cu2 zn2 ag 等 2 分子性质 1 分子的极性 分子构型与分子极性的关系 键的极性与分子的极性的关系 2 溶解性 相似相溶 规律 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂 极性溶质一般能溶于极性溶剂 若存在氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇和水互溶 而戊醇在水中的溶解度明显减小 3 无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成 ho mron 如果成酸元素r相同 则n值越大 r的正电性越高 使r o h中o的电子向r偏移 在水分子的作用下越易电离出h 酸性越强 如hclo hclo2 hclo3 hclo4 3 范德华力 氢键 共价键的比较 题组集训 1 2014 新课标全国卷 37 3 1mol乙醛分子中含有 键的数目为 乙酸的沸点明显高于乙醛 其主要原因是 2 2014 新课标全国卷 37 3 改编 已知a是h b是n c是o d是s a与其他元素形成的二元共价化合物中 分子中既含有极性共价键 又含有非极性共价键的化合物是 填化学式 写出两种 6na ch3cooh存在分子间氢键 n2h4 h2o2 3 2014 浙江自选模块 15 2 3 2 维生素b1可作为辅酶参与糖的代谢 并有保护神经系统的作用 该物质的结构式为以下关于维生素b1的说法正确的是 a 只含 键和 键b 既有共价键又有离子键c 该物质的熔点可能高于nacld 该物质易溶于盐酸 3 维生素b1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有 a 离子键 共价键b 离子键 氢键 共价键c 氢键 范德华力d 离子键 氢键 范德华力答案 2 bd 3 d 4 2014 安徽理综 25 2 用 或 填空 解析同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势 但s p d等轨道处于全空 半满 全满的稳定状态时 则出现反常现象 si s元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2 3s23p4 其中3p轨道均处于不稳定状态 因此si的第一电离能小于s o2 与na 的核外电子排布相同 其电子排布式均为1s22s22p6 离子核外电子排布相同时 原子序数越大 离子半径越小 因此o2 的离子半径大于na nacl为离子晶体 si为原子晶体 因此si的熔点高于nacl 一般来说 元素的非金属性越强 该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强 cl元素的非金属性强于s元素 则hclo4的酸性强于h2so4 答案 5 2013 江苏 21 a 3 5 已知元素x位于第四周期 其基态原子的内层轨道全部排满电子 且最外层电子数为2 元素y基态原子的3p轨道上有4个电子 元素z的最外层电子数是其内层的3倍 3 z的氢化物 h2z 在乙醇中的溶解度大于h2y 其原因是 5 x的氯化物与氨水反应可形成配合物 x nh3 4 cl2 1mol该配合物中含有 键的数目为 解析x的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2 为30号元素锌 y核外电子排布式为1s22s22p63s23p4 为16号元素硫 z为氧 3 在乙醇中的溶解度h2o大于h2s 是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键 5 zn nh3 4 2 中zn与nh3之间以配位键相连 共4个 键 加上4个nh3的12个 键 共16个 键 答案 3 水分子与乙醇分子之间形成氢键 5 16mol或16 6 02 1023个 6 2013 山东理综 32 4 若bcl3与xyn通过b原子与x原子间的配位键结合形成配合物 则该配合物中提供孤电子对的原子是 解析由于在bcl3中b原子无孤电子对 但有空轨道 所以提供孤电子对的原子是x x 7 2013 新课标全国卷 37 5 碳和硅的有关化学键键能如下所示 简要分析和解释下列有关事实 硅与碳同族 也有系列氢化物 但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多 原因是 sih4的稳定性小于ch4 更易生成氧化物 原因是 答案 c c键和c h键较强 所形成的烷烃稳定 而硅烷中si si键和si h键的键能较低 易断裂 导致长链硅烷难以生成 c h键的键能大于c o键 c h键比c o键稳定 而si h键的键能却远小于si o键 所以si h键不稳定而倾向于形成稳定性更强的si o键 8 2013 福建理综 3 4 3 bf3与一定量的水形成 h2o 2 bf3晶体q q在一定条件下可转化为r 晶体q中各种微粒间的作用力不涉及 填序号 a 离子键b 共价键c 配位键d 金属键e 氢键f 范德华力 4 已知苯酚 具有弱酸性 其ka 1 1 10 10 水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键 据此判断 相同温度下电离平衡常数ka2 水杨酸 ka 苯酚 填 或 其原因是 答案 3 ad 4 中形成分子内氢键 使其更难电离出h 考点四微粒作用与晶体结构 知识精讲 1 离子键 离子晶体 1 化学键 相邻原子之间强烈的相互作用 化学键包括 和 2 离子键 阴 阳离子通过形成的化学键 离子键强弱的判断 离子半径越 离子所带电荷数越 离子键越 离子晶体的熔沸点越 离子键 共价键 金属键 静电作用 小 多 强 高 离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量 晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量 晶格能 离子晶体的熔 沸点越 硬度越 越大 高 大 3 离子晶体 通过离子键作用形成的晶体 典型的离子晶体结构 晶胞中粒子数的计算方法 均摊法2 共价键 原子晶体 1 原子晶体 所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成结构的晶体 2 典型的原子晶体有金刚石 c 晶体硅 si 二氧化硅 sio2 空间立体网状 3 典型原子晶体结构 4 共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断 原子半径越 形成共价键的键长越 共价键的键能越 其晶体熔沸点越 如熔点 金刚石碳化硅晶体硅 小 短 大 高 3 分子间作用力 分子晶体 1 分子间作用力 把分子聚集在一起的作用力 分子间作用力是一种静电作用 比化学键弱得多 包括范德华力和氢键 范德华力一般饱和性和方向性 而氢键则饱和性和方向性 2 分子晶体 分子间以分子间作用力 范德华力 氢键 相结合的晶体 典型的有冰 干冰 其晶体结构模型及特点为 没有 有 分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断 组成和结构相似的物质 相对分子质量越大 分子间作用力越 克服分子间作用力使物质熔化和汽化就需要更的能量 熔沸点越 但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地 3 nh3 h2o hf中由于存在氢键 使得它们的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高 影响物质的性质方面 增大物质的熔沸点 增大物质的溶解性 表示方法 x h y n o f 一般都是氢化物中存在 大 高 多 高 4 金属键 金属晶体 1 金属键 金属离子和之间强烈的相互作用 运用自由电子理论可解释金属晶体的导电性 导热性和延展性 自由电子 2 金属晶体 通过金属键作用形成的晶体 金属键的强弱和金属晶体熔沸点的变化规律 阳离子所带电荷数越 半径越 金属键越 熔沸点越高 如熔点 namgal linakrbcs 金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量 5 分子晶体 原子晶体 离子晶体与金属晶体的结构微粒 以及微粒间作用力的区别 多 小 强 6 物质熔沸点的比较 1 不同类晶体 一般情况下 原子晶体 离子晶体 分子晶体 2 同种类型晶体 构成晶体质点间的作用大 则熔沸点高 反之则小 离子晶体 离子所带的电荷数越高 离子半径越小 则其熔沸点就越高 分子晶体 对于同类分子晶体 相对分子质量越大 则熔沸点越高 原子晶体 键长越短 键能越大 则熔沸点越高 3 常温常压下状态 熔点 固态物质 液态物质 沸点 液态物质 气态物质 题组集训 1 2014 新课标全国卷 37 3 4 cu2o为半导体材料 在其立方晶胞内部有4个氧原子 其余氧原子位于面心和顶点 则该晶胞中有 个铜原子 16 2 2014 江苏 21 a 5 cu2o在稀硫酸中生成cu和cuso4 铜晶胞结构如图所示 铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 12 3 2014 浙江自选模块 15 1 节选 某种半导体材料由ga和as两种元素组成 该半导体材料的化学式 其晶体结构类型为 4 2014 四川理综 8 3 z基态原子的m层与k层电子数相等 它与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示 晶胞中阴离子和阳离子的个数之比是 gaas 原子晶体 2 1 5 2014 福建理综 31 2 3 氮化硼 bn 晶体有多种相结构 六方相氮化硼是通常存在的稳定相 与石墨相似 具有层状结构 可作高温润滑剂 立方相氮化硼是超硬材料 有优异的耐磨性 它们的晶体结构如图所示 2 关于这两种晶体的说法 正确的是 填序号 a 立方相氮化硼含有 键和 键 所以硬度大b 六方相氮化硼层间作用力小 所以质地软c 两种晶体中的b n键均为共价键d 两种晶体均为分子晶体 3 六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 其结构与石墨相似却不导电 原因是 解析 2 立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有 键和 键无关 与晶体的结构有关 即立方相氮化硼晶体为原子晶体 硬度较大 a错误 六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似 根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的 故其作用力小 质地较软 b正确 b和n都是非金属元素 两种晶体中的b n键都是共价键 c正确 六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似 属于混合型晶体 立方相氮化硼晶体为原子晶体 d错误 3 六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似 同一层上的原子在同一平面内 根据