【优化探究】高考化学二轮复习 第1部分 专题6 物质结构与性质课件 选修3.ppt

专题六物质结构与性质 选修3 一 原子结构与元素的性质1 基态原子的核外电子排布 1 排布规律 2 表示形式 电子排布式 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 如k 1s22s22p63s23p64s1或 ar 4s1 电子排布图 每个小框代表一个原子轨道 每个箭头代表一个电子 如碳原子的电子排布图为 易错警示 洪特通过分析光谱实验得出 能量相同的原子轨道在全充满 如d10 半充满 如d5 和全空 如d0 时体系能量较低 原子较稳定 如cr原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1或 ar 3d54s1cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s12 元素第一电离能的周期性变化 1 同一周期 随着原子序数的增加 元素的第一电离能呈现增大的趋势 稀有气体元素的第一电离能最大 碱金属元素的第一电离能最小 但同周期元素第 a族的元素的第一电离能大于第 a族元素 同周期元素第 a族元素大于第 a族元素的电离能 2 同一主族 随着电子层数的增加 元素的第一电离能逐渐减小 如果某主族元素的in 1 in 则该元素的常见化合价为 n 过渡元素的价电子数较多 且各级电离能之间相差不大 过渡元素常表现多种化合价 如锰元素 2 7价 3 元素电负性的周期性变化元素原子的电负性越大 原子吸引键合电子的能力越强 对于短周期元素 同一周期 主族元素的电负性从左到右逐渐增大 同一主族 元素的电负性从上到下逐渐减小 易错警示 1 书写电子排布图时常出现错误 违反泡利原理 违反洪特规则 正确应为 2 书写基态原子或价电子的电子排布式时 能量e n 1 d e ns 但书写排布式时 应将 n 1 d排在ns前 如 fe 1s22s22p63s23p64s23d6 错误 正确应为1s22s22p63s23p63d64s2 正确 3 同周期从左到右元素的第一电离能逐渐增大 但要注意反常 如 be b n o mg al p s等 二 分子结构与性质1 共价键 1 定义 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 2 特性 具有饱和性和方向性 3 分类 根据两原子间的成键电子对数 分为单键 双键和三键 根据形成共价键的原子所带电荷的状况 分为极性键和非极性键 根据形成共价键的原子轨道重叠方式的不同 分为 键和 键 4 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 共价键越牢固 键长 形成共价键的两原子之间的核间距 键长越短 共价键越牢固 键角 在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角 键角是描述分子立体结构的重要参数 2 杂化轨道理论 规律杂化时轨道总数不变 杂化轨道只能用于形成 键或用来容纳未参与成键的孤电子对 不能用于形成 键 类型 特别提醒 判断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 是sp杂化 如果有1个双键则其中有1个 键 是sp2杂化 如果全部是单键 则是sp3杂化 2 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 特别提醒 通常对于abn型分子 若中心原子最外层电子全部参与成键 则为非极性分子 若中心原子最外层电子部分成键则为极性分子 3 配合物理论 1 配合物的组成 配体 含有孤电子对的分子或离子 如nh3 h2o cl br i scn 等 中心离子 一般是金属离子 特别是过渡金属离子 如cu2 fe3 等 配位数 直接同中心原子 或离子 配位的含有孤电子对的分子 或离子 的数目 2 常见配位化合物 如 cu nh3 4 oh 2深蓝色溶液 cu nh3 4 so4 h2o深蓝色晶体 ag nh3 2 oh无色溶液fe scn 3红色溶液4 影响物质溶解度的因素 1 相似相溶 极性分子易溶于极性溶剂 非极性分子易溶于非极性溶剂 溶质与溶剂结构相似 溶解度较大 2 溶质能与溶剂形成氢键 溶解度较大 3 溶质能与溶剂反应 溶解度较大 2 晶胞中粒子数目的计算 易错警示 1 由原子构成的晶体不一定是原子晶体 如稀有气体形成的晶体是分子晶体 2 含有离子的晶体不一定是离子晶体 如金属晶体中含有金属阳离子 3 含共价键的晶体不一定是原子晶体 如分子晶体的结构粒子分子内部含共价键 离子晶体结构粒子离子内部也可以有共价键 如na2o2 naoh nh4cl等 4 计算晶胞中粒子个数时 并不是所有晶胞都简单套用立方晶胞的分摊法 如六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面上的棱 面心上的粒子依次被6 3 4 2个晶胞共有 3 晶体熔 沸点高低的比较 1 不同类型晶体的熔 沸点高低的一般规律原子晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等沸点很高 汞 铯等沸点很低 2 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 3 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 其离子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 mgo mgcl2 nacl cscl 4 分子晶体 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 沸点反常的高 如h2o h2te h2se h2s 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 如snh4 geh4 sih4 ch4 组成和结构不相似的物质 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 5 金属晶体金属离子半径越小 离子电荷数越多 其金属键越强 金属熔 沸点就越高 如熔 沸点 na mg al 易错警示 1 离子晶体的熔点不一定低于原子晶体 如熔点 mgo sio2 2 金属晶体的熔点不一定高于分子晶体 如熔点 s hg hg常温下为液体 3 晶体类型判断出现错误 如石墨晶体的熔点很高 但不属于原子晶体 而是过渡型晶体 4 有氢键存在 回答熔 沸点高低原因时 回答不准确 如h2o的熔 沸点高于h2s的原因答成h2o分子存在氢键是错误的 而应该是h2o分子间易形成氢键 原子结构和分子结构 例1 2011年安徽理综 w x y z是四种常见的短周期元素 其原子半径随原子序数变化如图所示 已知w的一种核素的质量数为18 中子数为10 x和ne原子的核外电子数相差1 y的单质是一种常见的半导体材料 z的电负性在同周期主族元素中最大 1 x位于元素周期表中第 周期第 族 w的基态原子核外有 个未成对电子 2 x的单质和y的单质相比 熔点较高的是 写化学式 z的气态氢化物和溴化氢相比 较稳定的是 写化学式 3 y与z形成的化合物和足量水反应 生成一种弱酸和一种强酸 该反应的化学方程式是 4 在25 101kpa下 已知y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态 平均每转移1mol电子放热190 0kj 该反应的热化学方程式是 解析 w的质子数z a n 18 10 8 则w为氧 x和ne的核外电子数相差1 且图中x的原子半径大于w 则x为钠 y的单质是一种常见的半导体材料 则y为硅 z的原子序数大于y 且在同周期主族元素中电负性最大 则z为氯 1 na在元素周期表中位于第三周期第 a族 o的基态原子的轨道表示式为 故有2个未成对电子 2 na的单质和si的单质相比较 晶体si为原子晶体 故熔 沸点高 氯的非金属性强于溴 故hcl的稳定性更强 3 sicl4与h2o反应的化学方程式为sicl4 3h2o h2sio3 4hcl 4 1molsih4与足量o2反应 转移8mol电子 该反应的热化学方程式为sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1520 0kj mol 1 答案 1 三 a2 2 sihcl 3 sicl4 3h2o h2sio3 4hcl 其他合理答案均可 4 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1520 0kj mol 1 答案 cd 晶体的结构与性质 例2 2011年高考海南化学 双选 下列分子中 属于非极性的是 a so2b becl2c bbr3d cocl2 铜 cu 是重要金属 cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途 如cuso4溶液常用作电解液 电镀液等 请回答下列问题 1 cuso4可由金属铜与浓硫酸反应制备 该反应的化学方程式为 2 cuso4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分 其原因是 3 的立体构型是 其中s原子的杂化轨道类型是 4 元素金 au 处于周期表中的第六周期 与cu同族 au原子最外层电子排布式为 一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构 在晶胞中cu原子处于面心 au原子处于顶点位置 则该合金中cu原子与au原子数量之比为 该晶体中 原子之间的作用力是 5 上述晶体具有储氢功能 氢原子可进入到由cu原子与au原子构成的四面体空隙中 若将cu原子与au原子等同看待 该晶体储氢后的晶胞结构与caf2的结构相似 该晶体储氢后的化学式应为 解析 对于abn型分子 若a原子的最外层电子均参与成键 该分子为非极性分子 否则为极性分子 becl2和bbr3为非极性分子 so2为极性分子 cocl2的分子结构为 碳上连一个双键氧 然后左右各一个氯 键角约111 8 负电在三角上 正电在碳上 但它们的正负电荷中心不是重合的 是极性分子 1 cu在加热条件下与浓h2so4反应 生成cuso4 so2和h2o cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 2 cuso4易与水结合生成蓝色的cuso4 5h2o晶体 白色粉末变成蓝色晶体 反应现象明显 3 中s原子采取sp3杂化 为正四面体构型 答案 bc 1 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 2 cuso4粉末遇水生成蓝色晶体 3 正四面体sp3 4 5d106s13 1金属键 5 cu3auh8 2 已知a b c d和e都是元素周期表中前36号元素 它们的原子序数依次增大 a与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族 b和c属同一主族 d和e属同一周期 又知e是周期表中1 18列中的第7列元素 d的原子序数比e小5 d跟b可形成离子化合物 其晶胞结构如图 请回答 1 a元素的名称是 2 b的元素符号是 c的元素符号是 b与a形成的化合物比c与a形成的化合物沸点高 其原因是 3 e属元素周期表中第 周期第 族的元素 其元素名称是 它的 2价离子的电子排布式为 4 从图中可以看出 d跟b形成的离子化合物的化学式为 该离子化合物晶体的密度为ag cm 3 则晶胞的体积是 只要求列出算式 1 第 a va族元素组成的化合物aln alp alas等是人工合成的半导体材料 它们晶体结构与单晶硅相似 1 核电荷数比as小4的原子基态的电子排布式为 2 前四周期元素中 基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有 种 3 在aln晶体中 每个al原子与 个n原子相连 aln属于 晶体 4 ncl3中心原子杂化方式为 ncl3的空间构型为 解析 2 前四周期元素中 基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有5种 对应元素和价电子构型分别是 氢 1s1 碳 2s22p2 氧 2s22p4 磷 3s23p3 铁 3d64s2 注意没有3d44s2 应为3d54s1 3 依据题干信息 它们晶体结构与单晶硅相似 通过硅类推aln 答案 1 1s22s22p63s23p63d104s1 2 5 3 4原子 4 sp3杂化三角锥形 2 空气质量高低直接影响着人类的生产和生活 它越来越受到人们的关注 被污染的空气中杂质的成分有多种 其中计入 空气质量日报 空气污染指数的项目有so2 co no2 o3和可吸入颗粒物等 血红蛋白中含有fe2 co易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒 请回答下列问题 1 铁是一种重要的金属元素 基态铁原子的外围电子排布式为 2 o3有多种等电子体 其中常见的一种分子为 3 so2是一种大气污染物 为减轻so2污染 火力发电厂生产中常在燃煤中加入cao以 固硫 cao晶胞如下图所示 其中ca2 的配位数为 与1个ca2 距离最近且相等的ca2 有 个 cao晶体和nacl晶体中离子排列方式相同 cao晶体的熔点高于nacl晶体的熔点的主要原因是 解析 1 铁原子核外有26个电子 基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 2 o3中含有3个氧原子 价电子总数为18 其等电子体中常见的为so2 3 离子晶体的配位数是指离某离子距离最近且相等的带相反电荷的离子的个数 离子晶体的熔点主要决定于离子的电荷和离子半径 答案 1 3d64s2 2 so2 3 612cao晶体中离子所带电荷高于nacl晶体中离子所带电荷 1 2010年高考全国 卷 下列判断错误的是 a 熔点 si3n4 nacl sii4b 沸点 nh3 ph3 ash3c 酸性 hclo4 h2so4 h3po4d 碱性 naoh mg oh 2 al oh 3解析 a项 氮化硅为原子晶体 氯化钠为离子晶体 碘化硅为分子晶体 晶体熔 沸点的一般规律为原子晶体 离子晶体 分子晶体 正确 b项 n p as为同主族元素 它们的氢化物的熔 沸点高低与其相对分子质量大小成正比 但由于氨气分子间存在氢键 所以其熔 沸点要高一些 故沸点正确的顺序为nh3 ash3 ph3 c项 根据非金属的氧化性越强 其对应最高价氧化物的水化物的酸性越强的判断规律可知该项正确 d项 根据金属的还原性越强 其对应水化物的碱性越强的规律可知该项正确 答案 b 2 2011年高考安徽理综 科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的n no2 3 如下图所示 已知该分子中n n n键角都是108 1 下列有关n no2 3的说法正确的是 a 分子中n o间形