结构化学-选修3知识点总结(人教版)全国卷适用

1 一 考纲考点展示一 考纲考点展示 选修选修 3 物质的结构与性质 物质的结构与性质 高考试题中高考试题中 9 种常考点种常考点 序号序号考点考点考察内容考察内容 1 电子排布式 电子轨道 2011 新课标卷 B 原子电子排布式 2012 新课标卷 Se 原子 M 层电子排布式 2013 新课标 卷 Ni2 价层电子排布式 2014 新课标 卷 Fe3 电子排布式 2015 新课标 卷 P 电子排布式 2014 新课标 卷 Cu 价层电子轨道 2 电负性大小 第一电离能大小 2011 新课标卷 比较 B 与 N 电负性 2013 新课标 卷 F Fe Ni K 电负性最大的是 2015 新课标 卷 O Na P Cl 电负性最大的是 2012 新课标卷 O S Se 第一电离能由大到小排序 2013 新课标 卷 F Fe Ni K 第一电离能最小的是 2014 新课标 卷 N O S 第一电离能最大的是 3 杂化方式 键角 构型的判断 分子中 键数 2011 新课标卷 BF3杂化方式 2012 新课标卷 S8杂化方式 SeO3构型 SO32 构型 2013 新课标 卷 SiO44 杂化方式 2014 新课标 卷 CH3CHO 碳杂化方式 2014 新课标 卷 SO32 构型 NH3杂化方式 2015 新课标 卷 CS2杂化方式 2015 新课标 卷 Cl2O 构型 PCl3构型和杂化方式 2014 新课标 卷 1molCH3CHO 分子中 键数 4晶体密度计算 2011 新课标卷 金刚石型晶体 BN 密度计算 2012 新课标卷 金刚石型晶体 ZnS 密度计算 2013 新课标 卷 K4NiF8晶体密度计算 2014 新课标 卷 面心立方 Al 晶体密度计算 2015 新课标 卷 Na2O 晶体密度计算 5 氢化物酸性比较 含氧酸的酸性比较及解释 2012 新课标卷 H2Se 与 H2S 酸性比较 2012 新课标卷 H2SeO4比 H2SeO3酸性强解释 6配位数 2013 新课标 卷 K2NiF4晶体中 Ni 配位数 2014 新课标 卷 面心立方 Al 晶体配位数 2015 新课标 卷 金刚石型晶体 Na2O 中 O 的配位数 7熔沸点比较 2014 新课标 卷 解释乙酸比乙醛沸点高 8等电子体 2015 新课标 卷 写出两个 CS2的等电子体 9石墨和金刚石结构 2015 新课标 卷 石墨每个 C 连接几个环 每个环占有几个 C 金刚石晶体中每个 C 连接几个环 每个环最多几个 C 共面 本统计只包含全国卷 不包含地方卷 2 普通高等学校招生全国统一考试理科综合 化学部分 考试大纲的说明 节选 普通高等学校招生全国统一考试理科综合 化学部分 考试大纲的说明 节选 必修 2 物质结构和元素周期律 了解元素 核素和同位素的含义 了解原子构成 了解原子序数 核电荷数 质子数 中子数 核外电子数以及它们之间的相互关 系 了解原子核外电子排布 掌握元素周期律的实质 了解元素周期表 长式 的结构 周期 族 及其应用 以第 3 周期为例 掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 以 IA 和 VIIA 族为例 掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 了解金属 非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律 了解化学键的定义 了解离子键 共价键的形成 选修 3 物质结构与性质 1 原子结构与元素的性质 了解原子核外电子的排布原理及能级分布 能用电子排布式表示常见元素 1 36 号 原子核外电 子 价电子的排布 了解原子核外电子的运动状态 了解元素电离能的含义 并能用以说明元素的某些性质 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 了解电负性的概念 知道元素的性质与电负性的关系 2 化学键与物质的性质 理解离子键的形成 能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质 了解共价键的形成 能用键能 键长 键角等说明简单分子的某些性质 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 理解金属键的含义 能用金属键理论解释金属的一些物理性质 了解金属晶体常见的堆积方式 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构 3 分子间作用力与物质的性质 了解化学键和分子间作用力的区别 了解氢键的存在对物质性质的影响 能列举含有氢键的物质 3 了解分子晶体与原子晶体 离子晶体 金属晶体的结构微粒 微粒间作用力的区别 能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算 了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响 二 考点逐项过关二 考点逐项过关 考点考点 1 电子排布式和电子轨道示意图电子排布式和电子轨道示意图 1 能层 能级和最多容纳电子数之间的关系 能层 n 能级最多容纳电子数 序数符号符号原子轨道数各能级各能层 一K1s122 2s12 二L 2p36 8 3s12 3p36三M 3d510 18 4s12 4p36 4d510 四N 4f714 32 n 2n2 图 1 2 原子轨道的形状和能量关系 1 轨道形状 s 电子的原子轨道呈球形 p 电子的原子轨道呈纺锤形 2 能量关系 相同能层上原子轨道能量的高低 ns np nd nf 形状相同的原子轨道能量的高低 1s 2s 3s 4s 同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道如 npx npy npz的能量相等 3 原子核外电子的排布规律 三个原理 能量最低原理 原子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 构造原理示 意图如上图 1 泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子 而且自旋状态相反 洪特规则 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 而且自旋状态相同 4 电子的跃迁与原子光谱 1 电子的跃迁 4 基态 激发态 当基态原子的电子吸收能量后 会从低能级跃迁到较高能级 变成激发态原子 激发态 基态 激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量 2 原子光谱 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原子的吸收光谱或发 射光谱 总称原子光谱 基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法表示方法以硫原子为例以硫原子为例 电子排布式1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 Ne 3s23p4 稀有气体 价层电子 价电子排布式3s23p4 电子排布图 或轨道表示式 价电子轨道表示式 S 的原子结构示意图 过关练习 1 2011 新课标卷新课标卷 基态 B 原子的电子排布式为 2 2011 福建卷福建卷 基态氮原子的价电子排布式是 3 2012 福建卷福建卷 基态 Mn2 的核外电子排布式为 4 2012 新课标卷新课标卷 Se 的其核外 M 层电子的排布式为 5 2013 新课标全国新课标全国 Ni2 的价层电子排布图为 6 2014 浙江卷浙江卷 基态镓 Ga 原子的电子排布式为 7 2014 新课标全国新课标全国 三价铁离子的电子排布式为 8 2014 新课标全国新课标全国 Cu 的价层电子轨道示意图为 9 2015 新课标全国新课标全国 P 原子的核外电子排布式为 5 答案 1 1s22s22p1 2 2s22p3 3 1s22s22p63s23p63d5或 Ar 3d5 4 3s23p63d10 5 6 1s22s22p63s23p63d104s24p1 7 1s22s22p63s23p63d5 8 9 1s22s22p63s23p3 或 Ne 3s23p3 考点考点 2 电负性和第一电离能大小比较电负性和第一电离能大小比较 元素第一电离能的递变性元素第一电离能的递变性 第一电离能同周期从左到右增大趋势 注意 A A 的特殊性 同主族 自上而下 依次减小 A 族元素的第一电离能大于 A 族元素的第一电离能 A 族元素的第一电离能大于 A 族元素的 第一电离能 1 特例 特例 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空 p0 d0 f0 半充满 p3 d5 f7 和全充满 p6 d10 f14 的结构时 原子的能量较低 为稳定状态 该元素具有较大的第一电离能 如 第一电离 能 Be B Mg Al N O P S 2 应用 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 如铝元素 I4 I3 所以 铝元素的化合价为 3 而过渡元素的价电子数较多 且各级电离能之间相差不大 所以常表现多种化合 价 如锰元素有 2 价 7 价 元素电负性的递变性元素电负性的递变性 1 规律 规律 同一周期 从左到右 元素的电负性递增 同一主族 自上到下 元素的电负性递减 氢氦 2 1 锂铍硼碳氮氧氟氖 1 01 52 02 53 03 54 0 钠镁铝硅磷硫氯氩 0 91 21 51 82 12 53 0 钾钙镓锗砷硒溴氪 0 81 01 61 82 02 42 8 钪钛钒铬锰铁钴镍铜锌 6 1 361 541 631 661 551 831 881 911 91 65 2 应用 应用 确定元素类型 电负性 1 8 非金属元素 电负性 1 8 金属元素 确定化学键类型 两元素电负性差值 1 7 离子键 两元素电负性差值 1 7 共价键 判断元素价态正负 电负性大的为负价 小的为正价 电负性是判断元素金属性和非金属性强弱的重要参数之一 电离能与电子的分层排布电离能与电子的分层排布 一般来说 对于一个原子 I1 I2 I3Al OH 3 都是两性氢氧化物 而且都难溶于水 7 B 与 Si 的相似性 硼与硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔 单质的制备 与酸碱的作用 氢化物的制备与性质等都相似 硼和硅的卤化物水解性也相似 SiCl4 4H2O H4SiO4 4HC1 BC13 3H2O H3BO3 3HC1 过关练习 1 试用 O C Si 2 O N C Si 3 O N C Si 2 1 Si C O N P N F He 2 Na Mg Al P S O 考点考点 3 杂化方式 键角 构型 分子中杂化方式 键角 构型 分子中 键数的判断键数的判断 分子或离子的空间构型及杂化方式的判断方法 一 价层电子对互斥理论一 价层电子对互斥理论 分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关 价层电子对 成键电子对 孤对电子对 价层电子对尽可能远离 以使斥力最小 1 杂化轨道类型的判断方法 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 个杂化轨道应呈四面体形 为 sp3杂化 3 价电子法 对于 ABm型分子 若 A 原子的价电子数目有 x 个 B 原子的价电子数目有 y 个 则 杂化轨道数目 x my 2 例如 CH4杂化轨道数目 4 4 1 2 4 则碳原子为 sp3杂化 使用这 个公式计算杂化轨道数目时 当 O 和 S 元素作为中心原子时提供 6 个电子 作为配位原子时提供 0 个电 子 而 F Cl Br I 等原子作为中心原子时提供 7 个电子 而作为配位原子时提供 1 个电子 例如 CO2中中心碳原子的杂化轨道数目 4 0 2 2 2 则为 sp 杂化 又如 BF3中中心硼原子的杂化轨道 数目 3 3 1 2 3 则硼原子为 sp2杂化 4 公式法 多原子的离子也可使用这个公式计算 需要对阳离子 或阴离子 减去 或加上 所 带电荷 例如 NH 中 N 原子的杂化轨道数目 5 4 1 1 2 4 则 N 原子的杂化方式为 sp3杂化 4 8 又如 H3O 中 原子的杂化轨道数目 6 1 3 1 2 4 则 O 原子的杂化方式为 sp3杂化 再如 SO 中 S 原子的杂化轨道数目 6 0 2 2 4 则 S 原子的杂化方式为 sp3杂化 2 4 2 价层电子对的空间构型 由于价层电子对之间的相互排斥作用 它们趋向于尽可能的相互远离 于是价层电子对的空间构型与 价层电子对数目关系如下 价层电子对数23456 价层电子对构型直线正三角形正四面体三角双锥正八面体 3 分子空间构型 价层电子对有成键电子对和孤对电子对之分 中心原子周围配位原子 或原子团 数 即 ABn中 n 值就是成键对数 价层电子对的总数减去成键对数 得孤对电子对数 若孤对电子对 0 分子的构型等 于电子对的空间构型 孤对电子对 0 分子的构型不同于电子对的空间构型 价层电子对数目价层电子对数目电子对的空间构型电子对的空间构型成键电子对数成键电子对数孤对电子数孤对电子数分子的空间构型分子的空间构型实例实例 2直线20直线BeCl2 CO2 30正三角形BF3 SO3 3三角形 21V 形SnBr2 PbCl2 40正四面体CH4 CCl4 31三角锥NH3 PCl34四面体 22V 形H2O 5三角双锥50三角双锥PCl5 6八面体60八面体SF6 注意 如果在价层电子对中出现孤对电子对时 价层电子对空间构型还与下列斥力顺序相关 孤对 孤对 孤对 键对 键对 键对 因此价层电子对空间构型为正三角形和正四面体时 孤对电子对对成键 电子对斥力较大 使成键电子对夹角变小 所以 SnBr2的键角应小于 120 NH3 H2O 分子的键角应小于 109 5 对于分子中有双键 三键等多重键时 使用价层电子对理论判断其分子构型时 双键的两对电子和三 键的三对电子只能作为一对电子来处理 或者说在确定中心原子的价电子层电子对总数时 不包括 键电 子 二 杂化轨道理论二 杂化轨道理论 1 杂化轨道理论的基本要点 同一原子中不同的类型的能量相近的原子轨道在成键时 互相混合 重新组合成一组新的原子轨道的 过程叫做轨道的杂化 所形成的一组新轨道叫做杂化轨道 1 有几条原子轨道参与杂化就能形成几条杂 化轨道 2 杂化轨道分等性杂化 无孤对电子对 与不等性杂化 有孤对电子对 轨道 3 杂化轨 道成键满足原子轨道最大重叠原理 与其他成 键或被孤对电子对占有 2 中学常见的杂化轨道类型 杂化类型spsp2sp3 参与杂化的原子轨道1 个 s 1 个 p1 个 s 2 个 p1 个 s 3 个 p 杂化轨道数2 个 sp 杂化轨道3 个 sp2杂化轨道4 个 sp3杂化轨道 夹角180 120 109 5 空间构型直线正三角形正四面体 3 s p 杂化轨道和简单分子几何构型的关系 1 对 ABn类型的分子来说 当中心原子无孤对电子对时 分子空间构型和杂化轨道的空间构型相 同 当中心原子有孤对电子对时 分子空间构型和杂化轨道的空间构型不一致 杂化方式spsp2sp2不等性杂化sp3sp3不等性杂化 轨道夹角180 120 120109 5 109 5 杂化轨道数2334444 9 键数2324321 中心原子孤对电子数0010123 分子几何构型直线形正三角形V 形正四面体三角锥V 形直线形 实例BeCl2 HgCl2 BF3SO2 NO2 CH4 SiCl4 NH3 PH3 H2O H2S HCl 2 对两中心或多中心的分子来说 运用杂化轨道理论判断比较方便 C2H2每个中心原子 C 形成 2 条 键 无孤对电子对 共需要 2 个杂化轨道 则采用 sp 杂化 C2H4每个中心原子 C 形成 3 条 键 无孤对电子对 共需要 3 个杂化轨道 则采用 sp2杂化 N2H4每个中心原子 N 形成 3 条 键 有 1 对孤对电子对 共需要 4 个杂化轨道 则采用 sp3杂化 3 对给定结构的微粒来说 运用杂化轨道理论判断比较方便 金刚石每个 C 与另外 4 个 C 形成 4 条 键 无孤对电子对 则 C 采用 sp3杂化 石墨每个 C 与另外 3 个 C 形成 3 条 键 无孤对电子对 则 C 采用 sp2杂化 过关练习 1 常见分子的极性 空间构型与杂化方式 类型实例键角键的极性分子的极性空间构型杂化方式 CO2 CS2 XY2 SO2 X2YH2O H2S BF3 XY3 NH3 XY4CH4 CCl4 2 按要求填空 1 HCHO 中心原子的杂化方式 其空间构型为 键和 键个数比 2 C2H2中心原子的杂化方式 其空间构型为 键和 键个数比 3 HCN 中心原子的杂化方式 其空间构型为 键和 键个数比 4 CH2 CH C C CN C 原子的杂化方式是 键和 键个数比 5 N2H4中心原子的杂化方式 键数 6 H3O 中 O 原子采用 杂化 H3O 中 H O H 键角比 H2O 中 H O H 键角大 因为 答案 1 常见分子的极性 空间构型与杂化方式 10 键角键的极性分子的极性空间构型杂化方式 180 极性键非极性分子直线形sp 120 极性键极性分子V 形sp2 105 极性键极性分子V 形sp3 120 极性键非极性分子平面三角形sp2 107 极性键极性分子三角锥形sp3 109 28 极性键非极性分子正四面体形sp3 2 按要求填空 1 sp2 平面三角形 3 1 2 sp 直线形 3 2 3 sp 直线形 1 1 4 sp 和 sp2 8 5 5 sp3 5 6 sp3 H2O 中 O 原子有 2 对孤对电子 而 H3O 中 O 原子有 1 对孤对电子 排斥力小 考点考点 4 晶体密度计算晶体密度计算 对于立方晶胞 无论是求其晶体密度 还是晶胞体积 边长等 都可建立如下思维途径 获得关系式 再根据题目已知条件代入数据 移项 化简即可 n M a3 NA 特别提醒 晶胞中微粒的计算方法 均摊法 长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献顶角占 棱上占 面上占 内部 1 1 8 1 4 1 2 图示 非长方体 非正方体 晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定 如石墨晶胞每一层内碳原子排 成六边形 其顶点 1 个碳原子 对六边形的贡献为 1 3 再如图所示的正三棱柱形晶胞中 熟记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 11 过关练习 1 NaCl 晶胞边长为 a cm NaCl 的密度为 2 离子化合物 CaF2晶体的密度为 ag cm 3 则晶胞的体积是 写出表达式即可 3 化合物 DB 摩尔质量为 b g mol 1 晶胞结构与金刚石相似 晶胞的边长为 a cm 该晶体的密度为 g cm 3 4 若铜原子半径为 a cm 则铜单质晶体 面心立方最密堆积 的密度为 g cm 3 只列出计算式 答案 1 g cm 3 2 1 3231 478 6 02 10 g mol ag cmmol 3 4 4 58 5 a3NA 4b NA a3 3 A 64 4 2 2Na 考点考点 5 氢化物和含氧酸的酸性比较氢化物和含氧酸的酸性比较 酸性强弱与分子结构的关系酸性强弱与分子结构的关系 一