2019届高考化学复习专题十六物质结构与性质课件.pptx

专题十六 物质结构与性质,第五单元,PART 1,考纲展示,1.原子结构与元素的性质:(1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。(2)了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。(3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其 简单应用。(4)了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。2.化学键 与分子结构:(1)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。(2)了解共价键的形成、极性、类型(键和键), 了解配位键的含义。(3)能用键能、键长、键角等说明 简单分子的某些性质。(4)了解杂化轨道理论及简 单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。(5)能用价 层电子对互斥理论或者杂化轨道理 论推测简单分子或离子的空 间结构。,考纲展示,3.分子间作用力与物质的性质:(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。(2)了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。4.晶体结构与性质:(1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。 (2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。(3)了解分子 晶体结构与性质的关系。(4)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。(5)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。(6)了解晶胞的概念, 能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的 计算。,高频考点探究,1.原子核外电子的“三个原理”及其表示方法 (1)三个原理:能量最低原理、泡利原理、洪特规则。 (2)基态原子核外电子排布的表示方法,【核心透析】,考点一 原子结构与元素的性质,2.电离能 (1)电离能的应用,图16-1,(2)第一电离能的周期性,图16-2,3.电负性的应用,图16-3,【典例探究】,黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是 。 (3)2017全国卷节选 回答下列问题: 元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为 (填标号)nm。 A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5 基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子 构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是 。,解析 (1)基态Li原子能量最低,而电子排布图中D图所示状态为基态。处于激发态的电子数越多,原子能量越高,A中只有1个1s电子跃迁到2s轨道;B中1s轨道中的两个电子一个跃迁到2s轨道,另一个跃迁到2p轨道;C中1s轨道的两个电子都跃迁到2p轨道,故C表示的原子能量最高。Li+核电荷数较大,对核外电子的吸引力大,导致其半径小于H-。(2)Zn为30号元素,价层电子数为12,则电子排布式为Ar3d104s2。,答案 (1)D C Li+核电荷数较大 (2)Ar3d104s2 大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子 (3)A N 球形 K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱,Zn的电子排布式为Ar3d104s2,Cu的电子排布式为Ar3d104s1,故Zn的第一电离能比Cu大。(3)紫色波长在400430 nm间,因此结合选项知A项正确。基态K原子的价电子排布式为4s1,故其核外电子占据的最高能层为第四层,其能层的符号是N;因占据N能层的电子填充在s轨道(能级)上,其电子云轮廓图为球形;K和Cr虽属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但因金属K的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱,故K的熔点、沸点等都比金属Cr低。,变式 (1)基态B原子的价电子轨道表示式为 ,第二周期第一电离能比B高的元素有 种。 (2)基态钛原子核外共有 种运动状态不相同的电子,价电子排布式为 ;与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛相同的有 种。 (3)基态Cu+的核外价电子排布式为 ;Be、B、Al的第一电离能由大到小的顺序是 。 硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,若“SiH”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se (填“”或“”)Si。,(4)基态Fe原子的未成对电子数为 。 图16-4所示为第四周期某主族元素的第一至五电离能数据,该元素是 ,I3远大于I2的原因是 。,图16-4,(2)原子核外有几个电子其电子就有几种运动状态,Ti原子核外有22个电子,所以其原子核外电子有22种运动状态;Ti原子价电子为3d、4s电子,3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子,其价电子排布式为3d24s2;Ti位于第四周期,Ti原子未成对电子数是2,与钛同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se共3种。(3)Cu的原子序数为29,原子的核外电子排布式为Ar3d104s1,失去一个电子后基态Cu+的核外价电子排布式为3d10;Be与B处于同一周期,同一周期自左到右的第一电离能有增大的趋势,但Be的2s能级处于全满状态,2p能级处于全空状态,稳定性好,故第一电离能BeB,B与Al处于同一主族,同一主族自上而下第一电离能逐渐减小,即BAl;,“SiH”中共用电子对偏向氢元素,说明非金属性HSi,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,说明非金属性SeH,即非金属性SeSi,非金属性越强电负性越大,则硒与硅的电负性相对大小为SeSi。(4)铁为26号元素,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,3d中有4个未成对电子。根据图示第四周期某主族元素的第一至五电离能数据,电离能突变在第三电离能,故该元素为第四周期第A族元素,该元素是Ca;I3远大于I2的原因是Ca原子失去2个电子以后达到稳定结构,再失去1个电子很困难。,1.键参数对分子性质的影响,【核心透析】,考点二 分子结构与性质,图16-5,2.中心原子价层电子对(N)的求解方法 (1)计算法:先求中心原子孤电子对数=0.5(a-xb),N=孤电子对数+键数。 (2)电子式或结构式法:先写出分子相应的电子式或结构式,观察后再用N=孤电子对数+键数计算。 (3)价态法:若中心原子的化合价绝对值等于其价电子数,则N=键数。 3.中心原子价层电子对数、杂化类型与粒子的立体构型,4.配位键与配位化合物的结构(以Cu(NH3)4SO4为例),图16-6,5.分子构型与分子极性的关系 6.等电子原理 等电子体具有相似的化学键特征,其物理性质相似,化学性质不同。常见等电子体有:,图16-7,7.分子间的作用力范德华力、氢键与共价键的比较,【典例探究】,例2 (1)2018全国卷节选 LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 ,LiAlH4中,存在 (填标号)。 A.离子键 B.键 C.键 D.氢键 (2)2018全国卷节选 ZnF2具有较高的熔点(872 ),其化学键类型是 ;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是 。,图16-8,(3)中心原子上非羟基氧原子数目越多,酸性越强;所以酸性强弱:H5IO6乙酸乙醛。,方法技巧,图16-9,1.晶胞组成的计算方法均摊法,【核心透析】,考点三 晶体的结构和性质,2.典型晶体模型,3.物质的熔、沸点比较及规律 (1)不同类型的晶体,一般来讲,熔、沸点:原子晶体离子晶体分子晶体。 (2)同类晶体 原子晶体看成键原子半径和,半径和越小,晶体的熔、沸点越高,硬度越大; 离子晶体依据静电原理进行分析,一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,相应的晶格能越大,熔、沸点越高; 分子晶体中,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔、沸点越高(分子间存在氢键的物质熔、沸点高些)。,【典例探究】,例3 (1)2018全国卷节选 Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图16-10的Born-Haber循环计算得到。 可知,Li原子的第一电离能 为 kJmol-1,O O键键 能为 kJmol-1,Li2O 晶格能为 kJmol-1。,图16-10,(2)2018全国卷节选 金属Zn晶体中的原子堆积方式如图16-11所示,这种堆积方式称为 。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏伽德罗常数的值为NA,Zn的密度为 gcm-3(列出计算式)。 (3)2017全国卷节选 我国科学家最近成功合成了世界上 首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。 R的晶体密度为d gcm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有 y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元,该单元的相对质量为M,则y的 计算表达式为 。,图16-11,(4)2017全国卷节选 MgO具有NaCl型结构(如图16-12),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-)为 nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a=0.448 nm,则r(Mn2+)为 nm。 (5)2016全国卷节选 某镍白铜合金的立方晶胞结构如图16-13所示。 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。 若合金的密度为d gcm-3,晶胞参数a= nm。,图16-12,图16-13,1.2018全国卷 硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示: 回答下列问题: (1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。,命题考向追踪,【历年动态】,(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。 (3)图16-17(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为 。,(a) (b) (c) 图16-17,3.铁、钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产 中应用十分广泛。回答下列问题: (1)铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的 是 。 (2)酞菁钴分子的结构简式如图16-19所示,中心离子为 钴离子,酞菁钴分子中与钴离子通过配位键结合的氮原 子的编号是 (填1、2、3、4),三种非金属原子 的电负性由大到小的顺序为 (用相应的元素符号表示);氮原子的杂化轨道类型为 。,【2019预测】,图16-19,(3)Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5 ,沸点为103 ,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x,晶体属于 (填晶体类型),若配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x= 。 (4)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO (填“”“”或“=”)FeO,原因是 。 (5)NiAs的晶胞结构如图16-20所示: Ni的配位数