2017一轮复习【10】物质结构与性质.ppt

2017高三化学一轮复习选修三物质结构与性质第一讲原子结构与性质 一 核外电子排布二 结构与周期表三 结构与周期律 一 核外电子排布 1 能层和能级 能级 spdf 能层序数 能级个数 能层 2n2个电子 2 轨道与自旋 轨道 s轨道球形 p轨道哑铃形 PxPyPz spdf层轨道数 1 3 5 7 能量最低原理原子的核外电子排布遵循构造原理 使整个原子的能量处于最低状态 泡利原理 没有两个一样的电子 1个原子轨道里最多容纳2个电子 且自旋状态相反 洪特规则 优先住单间 电子排布在同一能级的不同轨道时 基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道 且自旋方向相同 一 核外电子排布 3 核外电子排布规律 不是所有基态原子都符合构造原理 如 铜 银 金 原因 当同一能级各个轨道上的电子排布为全满 半满或全空时 可使体系能量最低 5 价电子 外围电子 与化合价有关 周期表 一 核外电子排布 4 特殊情况 6 基态原子与激发态原子 处于最低能量的原子叫做基态原子 当基态原子的电子吸收能量后 电子会跃迁到较高能级 变成激发态原子 7 原子光谱与光谱分析 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光 可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱 总称为原子光谱 一 核外电子排布 8 电子云 概率密度 电子云轮廓图 原子轨道 P 概率 V 体积 P 90 光谱分析 常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 称为光谱分析 应用 发现元素 Cs Rb 测一些物质的存在与含量 要求 1 36号元素基态原子核外电子排布表示 29Cu2 1s22s22p63s23p63d9 26Fe2 1s22s22p63s23p63d6 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 30Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 例 写出Cr Fe2 Cu2 Zn的电子排布式 价电子排布式 9 基态原子核外电子排布的表示方法 一 核外电子排布 二 结构与周期表 1 元素周期表中每周期所含元素种数 2 周期表的分区与原子的价电子排布的关系 例 下列说法正确的是 A s区全部是金属元素B p区全部是非金属元素C d区内元素原子的价电子排布必为 n 1 d1 10ns2D 除ds区外 以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号 答案D A项 H为非金属 B项 p区左下角元素为金属 C项 d区内Cr为3d54s1 二 结构与周期表 1 微粒半径的比较 不同价态的同种元素的离子 核外电子数多的半径大 如r Fe2 r Fe3 r Cu r Cu2 同周期从左到右 原子半径依次减小 稀有气体除外 同主族从上到下 原子或同价态离子半径均增大 阳离子半径小于对应的原子半径 阴离子半径大于对应的原子半径 如r Na r Na r S r S2 电子层结构相同的离子 随核电荷数增大 离子半径减小 如r S2 r Cl r K r Ca2 2 电离能 第一电离能 气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量 电离能越小 原子还原性越强 2 3及5 6主族反常 电离能数值突变判断最外层电子数 三 结构与周期律 3 电负性 描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小 电负性越大 非金属性越强 反之越弱 F最大 Cs最小 右上角大 左下角小 3 4主族金属反常 非金属无反常 金属 非金属以1 8左右为界 离子键 共价键以1 7左右的差值为标准 4 化合价变化规律 5 对角线规则 例 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下 1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p3 1s22s22p3 1s22s22p5 则下列有关比较中正确的是 A 第一电离能 B 原子半径 C 电负性 D 最高正化合价 A 三 结构与周期律 16海南节选 下列叙述正确的有 A 第四周期元素中 锰原子价电子层中未成对电子数最多B 第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小C 卤素氢化物中 HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小 BC 四 感受真题 16江苏节选 Zn2 基态核外电子排布式为 1s22s22p62s23p63d10 或 Ar 3d10 16上海节选 H C N O Na的原子半径从小到大的顺序为 H O N C Na 16新课标1节选 基态Ge原子的核外电子排布式为 Ar 有 个未成对电子 光催化还原CO2制备CH4反应中 带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂 Zn Ge O电负性由大至小的顺序是 3d104s24p2 2 O Ge Zn 四 感受真题 16新课标2节选 镍元素基态原子的电子排布式为 3d能级上的未成对的电子数为 1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar 3d84s2 2 16新课标3节选 写出基态As原子的核外电子排布式 根据元素周期律 原子半径Ga As 第一电离能Ga As 填 大于 或 小于 1s22s22p63s23p63d104s24p3 大于 小于 2017高三化学一轮复习选修三物质结构与性质第二讲分子结构与性质 一 共价键二 分子的空间结构三 分子的性质 一 共价键 1 本质 在原子之间形成共用电子对 2 特征 饱和性 方向性 原子轨道重叠 键 头碰头 键 肩并肩 3 分类 电子对是否偏移 极性键 非极性键 4 键参数 键能键长键角 单位 KJ mol nm pm 常见键角 H2O 104 5 CO2 180 NH3 107 18 CH4等109 28 乙烯 苯等120 共用电子对数目 单键 双键 三键 提供电子方式 普通共价键 配位键 二 分子的空间结构 1 用价层电子对互斥理论 VSERP 推测分子的立体构 价层电子对数 键数 中心原子孤电子对数 ABx型中心原子的孤电子对数 a xb 阴 e 数 二 分子的空间结构 二 分子的空间结构 2 用杂化轨道理论推测分子的立体构型 二 分子的空间结构 杂化的中心各原子轨道能量相近 杂化轨道的能量 形状 大小完全相同 都与原来不同 杂化前后原子轨道数目不变 方向改变 参加杂化的轨道数目 形成的杂化轨道数目 中心原子价层电子对数 杂化轨道空间上有一定对称性 以减小排斥力 更有利于轨道的重叠 用来解释VSERP 分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型 杂化轨道只能用于形成 键或容纳孤电子对 不能用于形成 键 双原子分子没有杂化轨道 未参与杂化的p轨道可以形成 键 对主族元素说 含孤对电子的原子轨道可以参与杂化 但空轨道不能参与杂化 3 杂化轨道理论的要点 二 分子的空间结构 4 等电子体 2原子10电子等电子体 N2 CO CN C22 二 分子的空间结构 sp sp2 sp3 思考 甲烷 乙烯 乙炔 苯中的碳原子是什么杂化类型 原子总数及价电子总数相同 相似的化学键特征 具有许多相近的性质 Cu2 2NH3 H2O Cu OH 2 2NH4 Cu OH 2 4NH3 H2O Cu NH3 4 2 2OH 4H2O 定义 由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物 Cu NH3 4 2 SO42 H2O Cu NH3 4 SO4 H2O Fe3 3SCN Fe SCN 3 二 分子的空间结构 5 配位化合物 组成 金属离子 或原子 中心原子 与某些分子或离子 配体 以配位键结合形成的化合物 中心原子有空轨道 如Fe3 Cu2 Zn2 Ag 等 配位体有孤电子对 如 H2O NH3 CO F Cl CN 二 分子的空间结构 三 分子的性质 1 分子间作用力 2 范德华力 定义 分子间微弱的相互作用 比化学键弱很多 一般只影响物理性质 结构相似 随极性和M增大而增大 广义 狭义 分子晶体 混合晶体中 3 氢键 形成及表示 X H Y X Y N O F 与范德华力的区别 方向性 分子间氢键为直线 X H Y 分子内不是 能级 共价键 氢键 范德华力 饱和性 每个H原子 每对孤对电子只能成一个氢键 不是化学键 分子内氢键使物质熔沸点 硬度降低 酸性增强 不存在于气态中 冰的密度小于水的原因 三 分子的性质 分子间氢键使物质 熔沸点 溶解性 硬度增大 4 分子的极性 判断 正负电荷中心是否重合 ABn型 A化合价 主族数 非极性分子 HF标况液态 缔合分子 三 分子的性质 5 溶解性 影响因素 内因 氢键 相似相溶 极性 外因 T 氢氧化钙 气态特殊 P 气体 6 手性 手性碳原子 连接4个不同原子或原子团的碳原子 手性异构体 左手 右手 手性分子 左手 或 右手 有机物中亲水基 NH2 COOH CHO OH 氨水中四种氢键 三 分子的性质 7 无机含氧酸的酸性 规律 写成 HO mROn时 R元素一定 n越大 酸性越强 原因 R相同 n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 同周期最高价 H3PO4 H2SO4 HClO4 同主族相同价 HClO HBrO HIO HClO4 HBrO4 HIO4 HO mROn HClO HClO2 HClO3 HClO4 酸性 四 感受真题 16海南节选 元素Y Cl 的含氧酸中 酸性最强的是 写化学式 该酸根离子的立体构型为 该化合物 CuCl 难溶于水但易溶于氨水 其原因是 此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色 深蓝色溶液中阳离子的化学式为 HClO4正四面体Cu 可与氨形成易溶于水的配位化合物 或配离子 Cu NH3 4 2 16江苏节选 HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是 与H2O分子互为等电子体的阴离子为 Zn CN 4 2 中Zn2 与CN 的C原子形成配位键 不考虑空间构型 Zn CN 4 2 的结构可用示意图表示为 sp3和sp NH2 四 感受真题 16新课标1节选 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 sp3 共价键 16新课标2节选 在 Ni NH3 6 2 中Ni2 与NH3之间形成的化学键称为 提供孤电子对的成键原子是 氨的沸点 填 高于 或 低于 膦 PH3 原因是 氨是 分子 填 极性 或 非极性 中心原子的轨道杂化类型为 配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3 16新课标3节选 AsCl3分子的立体构型为 其中As的杂化轨道类型为 sp3 三角锥形 2017高三化学一轮复习选修三物质结构与性质第三讲晶体结构与性质 一 晶体 非晶体 晶胞二 常见的晶体模型三 常见晶体类型比较 一 晶体 非晶体 晶胞 1 晶体与非晶体的区别 2 分类 原子 离子 金属 分子 混合 过渡 晶体 规则几何外形 固体 自范性 各向异性 强度 导热 光 区别方法 固定熔点 晶胞 X 射线衍射 凝固 凝华 结晶 3 获得晶体的三途径 4 晶胞 基本单元 无隙并置 前后左右不反转 5 均摊法 均90 角时 顶点 1 8 面心 1 2棱 1 4 体心 1 团簇分子不均摊 六棱柱 二 常见晶体结构模型 1 分子晶体 如 CO2 面心立方 每个CO2周围12个CO2 低熔沸点 小硬度 固态或熔融态不导电 只有范德华力无分子间氢键时 分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子 如 干冰 C60 O2 I2 C60 二 常见晶体结构模型 O2 I2 有分子间氢键时 不具有分子密堆积特征 如 HF 冰 NH3 常见分子晶体 大多数非金属单质 除金刚石 石墨 晶体硅 硼外 气态氢化物 非金属氧化物 除SiO2外 酸 所有 和大多数有机物 除有机盐外 以及惰性气体均属于分子晶体 12个五边形20个六边形 2 原子晶体 如 金刚石 SiO2 正四面体 键角 最小环6个碳 每个C形成2个C C 最小环上12原子 每个硅形成4个硅氧键 二 常见晶体结构模型 原子构成 共价键结合 键能大 气化或熔化时破坏共价键 熔沸点高 硬度大 不导电难溶于水 常见的原子晶体 金刚石 晶体硅 晶体二氧化硅 金刚砂 硼 刚玉 AlN Si3N4 C3N4 二 常见晶体结构模型 3 离子晶体 如 NaCl CsCl CaF2 简单立方 每晶胞4个NaCl 某离子周围6个异离子 12个同离子 常见离子晶体 活泼 金属氧化物 Na2O CaO Na2O2等 强碱和绝大多数盐类属于离子晶体 AlCl3 BeCl2除外 配位数 一离子周围最邻近的异电性离子数目 立方体心 每晶胞1个CsCl 某离子周围8个异离子 6个同离子 二 常见晶体结构模型 离子晶体结构类型因素 几何 半径比 电荷 电荷比 键性 键的纯粹程度 Ca2 配位数8 F 为4配位数比 化合价绝对值之比 硬度较大 难于压缩 熔沸点较高 一般易溶于水难溶于非极性溶剂 固态时不导电熔融或溶液导电 组成碳酸盐中阳离子的金属的金属性越弱 金属阳离子半径越小 碳酸盐稳定性越差 碳酸盐的稳定性 D 岩浆晶出规则 一般先出晶格能大的 二 常见晶体结构模型 晶格能 C 晶格能越大 离子键越强 离子晶体越稳定 熔点越高 硬度越大 A 气态离子形成1mol离子晶体释放的能量 正值 B 晶格能的大小与