【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

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①能量最低原理原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道②泡利原理每个原子轨道上最多只容纳2个自旋方向相反的电子③洪特规则当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(2)表示形式①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]4s1②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ⅡA族的元素的第一电离能大于第ⅢA族元素，同周期元素第ⅤA族元素大于第ⅥA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：①根据两原子间的成键电子对数，分为单键、双键和三键；②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；③根据形成共价键的原子轨道重叠方式的不同，分为σ键和π键。(4)键参数：①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。②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。③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①规律杂化时轨道总数不变；杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用于形成π键。③类型[特别提醒]判断杂化轨道道类型的一般般方法：(1)看中心原原子有没有形形成双键或三三键，如果有有1个三键，，则其中有2个π键，用用去了2个p轨道，是sp杂化；如如果有1个双双键则其中有有1个π键，，是sp2杂化；如果全全部是单键，，则是sp3杂化。(2)没有填充电电子的空轨道道一般不参与与杂化，1对对孤电子对占占据1个杂化化轨道。[特别提醒]通常对于ABn型分子，若中中心原子最外外层电子全部部参与成键，，则为非极性性分子；若中中心原子最外外层电子部分分成键则为极极性分子。3．配合物理理论(1)配合物物的组成①配体：含有有孤电子对的的分子或离子子，如NH3、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－等。②中心离子：：一般是金属属离子，特别别是过渡金属属离子，如Cu2＋、Fe3＋等。③配位数：直直接同中心原原子(或离子子)配位的含含有孤电子对对的分子(或或离子)的数数目。(2)常见配配位化合物：：如[Cu(NH3)4](OH)2深蓝色溶液[Cu(NH3)4]SO4·H2O深蓝色晶体体[Ag(NH3)2]OH无色溶溶液Fe(SCN)3红色溶液4．影响物质质溶解度的因因素(1)相似相相溶①极性分子易易溶于极性溶溶剂，非极性性分子易溶于于非极性溶剂剂。②溶质与溶剂剂结构相似，，溶解度较大大。(2)溶质能能与溶剂形成成氢键，溶解解度较大。(3)溶质能能与溶剂反应应，溶解度较较大。2.晶胞中粒粒子数目的计计算[易错警示]1．由原子构构成的晶体不不一定是原子子晶体，如稀稀有气体形成成的晶体是分分子晶体。2．含有离子子的晶体不一一定是离子晶晶体，如金属属晶体中含有有金属阳离子子。3．含共价键键的晶体不一一定是原子晶晶体，如分子子晶体的结构构粒子分子内内部含共价键键，离子晶体体结构粒子离离子内部也可可以有共价键键，如Na2O2、NaOH、、NH4Cl等。4．计算晶胞胞中粒子个数数时，并不是是所有晶胞都都简单套用立立方晶胞的分分摊法；如六六棱柱晶胞中中，顶点、侧侧棱、底面上上的棱、面心心上的粒子依依次被6、3、4、2个个晶胞共有。。3．晶体熔、、沸点高低的的比较(1)不同类类型晶体的熔熔、沸点高低低的一般规律律原子晶体＞离离子晶体＞分分子晶体。金属晶体的熔熔、沸点差别别很大，如钨钨、铂等沸点点很高，汞、、铯等沸点很很低。(2)原子晶晶体由共价键形成成的原子晶体体中，原子半半径小的键长长短，键能大大，晶体的熔熔、沸点高。。如熔点：金金刚石＞碳化化硅＞硅。(3)离子晶晶体一般地说，阴阴、阳离子的的电荷数越多多，离子半径径越小，则离离子间的作用用力就越强，，其离子晶体体的熔、沸点点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞＞CsCl。。(4)分子晶晶体①分子间作用力力越大，物质质的熔、沸点点越高；具有有氢键的分子子晶体熔、沸沸点反常的高高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。②组成和结构相相似的分子晶晶体，相对分分子质量越大大，熔、沸点点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。③组成和和结构构不相相似的的物质质(相相对分分子质质量接接近)，分分子的的极性性越大大，其其熔、、沸点点越高高，如如CO＞N2，CH3OH＞＞CH3CH3。(5)金属属晶体体金属离离子半半径越越小，，离子子电荷荷数越越多，，其金金属键键越强强，金金属熔熔、沸沸点就就越高高，如如熔、、沸点点：Na＜＜Mg＜Al。。[易错错警示示]1．离离子晶晶体的的熔点点不一一定低低于原原子晶晶体，，如熔熔点：：MgO＞＞SiO2。2．金金属晶晶体的的熔点点不一一定高高于分分子晶晶体，，如熔熔点：：S＞＞Hg(Hg常常温下下为液液体)。3．晶晶体类类型判判断出出现错错误。。如石石墨晶晶体的的熔点点很高高，但但不属属于原原子晶晶体，，而是是过渡渡型晶晶体。。4．有有氢键键存在在，回回答熔熔、沸沸点高高低原原因时时，回回答不不准确确。如如H2O的熔熔、沸沸点高高于H2S的原原因答答成H2O分子子存在在氢键键是错错误的的，而而应该该是H2O分子子间易易形成成氢键键。原子结结构和和分子子结构构[例1](2011年安安徽理理综)W、X、Y、Z是四种常常见的的短周周期元元素，，其原原子半半径随随原子序数数变化化如图图所示示。已已知W的一一种核核素的质量量数为为18，中中子数数为10；；X和和Ne原子子的核外外电子子数相相差1；Y的单单质是是一种种常见的半半导体体材料料；Z的电电负性性在同同周期期主族元素素中最最大。。(1)X位位于元元素周周期表表中第第________周期期第_______________族；；W的基基态原原子核核外有有________个未未成对对电子子。(2)X的的单质质和Y的单单质相相比，，熔点点较高高的是是________(写写化学学式)；Z的气气态氢氢化物物和溴溴化氢氢相比比，较较稳定定的是是________(写写化学学式)。(3)Y与与Z形形成的的化合合物和和足量量水反反应，，生成成一种种弱酸酸和一一种强强酸，，该反反应的的化学学方程程式是是_______________________。。(4)在25℃、101kPa下下，已已知Y的气气态氢氢化物物在氧氧气中中完全全燃烧烧后恢恢复至至原状状态，，平均均每转转移1mol电电子放放热190.0kJ，，该反反应的的热化化学方方程式式是__________。。[解析]W的质质子数数Z＝A－N＝18－10＝8，，则W为氧氧；X和Ne的核外外电子数相相差1，且且图中X的的原子半径径大于W，，则X为钠钠；Y的单单质是一种种常见的半半导体材料料，则Y为为硅；Z的的原子序数数大于Y，，且在同周周期主族元元素中电负负性最大，，则Z为氯氯。(1)Na在元素周周期表中位位于第三周周期第ⅠA族。O的的基态原子子的轨道表表示式为，，故有2个未成对对电子。(2)Na的单质和和Si的单单质相比较较，晶体Si为原子子晶体，故故熔、沸点点高。氯的的非金属性性强于溴，，故HCl的稳定性性更强。(3)SiCl4与H2O反应的化化学方程式式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl。(4)1molSiH4与足量O2反应，转移移8mol电子子，该反应应的热化学学方程式为为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1520.0kJ··mol－1。[答案](1)三ⅠA2(2)SiHCl(3)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl(其他合合理答案均均可)(4)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔΔH＝－1520.0kJ··mol－1答案：CD晶体的结构构与性质[例2](2011年高考海海南化学)(双选)ⅠⅠ.下列分分子中，属属于非极性性的是()A．SO2B．BeCl2C．BBr3D．COCl2Ⅱ.铜(Cu)是重重要金属，，Cu的化化合物在科科学研究和和工业生产产中具有许许多用途，，如CuSO4溶液常用作作电解液、、电镀液等等。请回答答下列问题题：(1)CuSO4可由金属铜铜与浓硫酸酸反应制备备，该反应应的化学方方程式为_____；(2)CuSO4粉末常用来来检验一些些有机物中中的微量水水分，其原原因是_________；；(3)的的立体构构型是____，其其中S原子子的杂化轨轨道类型是是____；(4)元素素金(Au)处于周周期表中的的第六周期期，与Cu同族，Au原子最最外层电子子排布式为为________；一种铜铜金合金晶晶体具有立立方最密堆堆积的结构构，在晶胞胞中Cu原原子处于面面心、Au原子处于于顶点位置置，则该合合金中Cu原子与Au原子数数量之比为为________；该晶体体中，原子子之间的作作用力是________；；(5)上述述晶体具有有储氢功能能，氢原子子可进入到到由Cu原原子与Au原子构成成的四面体体空隙中。。若将Cu原子与Au原子等等同看待，，该晶体储储氢后的晶晶胞结构与与CaF2的结构相似似，该晶体体储氢后的的化学式应应为________。[解析]Ⅰ.对于ABn型分子，若若A原子的的最外层电电子均参与与成键，该该分子为非非极性分子子，否则为为极性分子子。BeCl2和BBr3为非极性分分子，SO2为极性分子子。COCl2的分子结构构为，，碳上上连一个双双键氧，然然后左右各各一个氯，，键角约111.8°。负电电在三角上上，正电在在碳上，但但它们的正正负电荷中中心不是重重合的，是是极性分子子。Ⅱ.(1)Cu在加热热条件下与与浓H2SO4反应，生成成CuSO4、SO2和H2O：Cu＋＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)CuSO4易与水结合合生成蓝色色的CuSO4·5H2O晶体，白白色粉末变变成蓝色晶晶体，反应应现象明显显。(3)中中S原原子采取sp3杂化，为为正四面面体构型。。[答案]Ⅰ.BCⅡ.(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O(2)CuSO4粉末遇水生生成蓝色晶晶体(3)正四四面体sp3(4)5d106s13∶1金属键键(5)Cu3AuH82．已知A、B、C、D和E都是元素素周期表中中前36号号元素，它它们的原子子序数依次次增大。A与其他4种元素既既不在同一一周期又不不在同一主主族。B和和C属同一一主族，D和E属同同一周期，，又知E是是周期表中中1～18列中的第第7列元素素。D的原原子序数比比E小5，，D跟B可可形成离子子化合物，，其晶胞结结构如图。。请回答：(1)A元元素的名称称是________；(2)B的的元素符号号是________，C的元素符符号是________，B与A形成成的化合物物比C与A形成的化合物物沸点高，，其原因是是________；(3)E属属元素周期期表中第________周周期第________族的的元素，其其元素名称称是________，它的的＋2价离离子的电子子排布式为为________________________________；(4)从图图中可以看看出，D跟跟B形成的的离子化合合物的化学学式为______；该离子子化合物晶晶体的密度度为ag·cm－3，则晶胞的的体积是________(只要求列列出算式)。1．第ⅢA、VA族族元素组成成的化合物物AlN、、AlP、、AlAs等是人工工合成的半半导体材料料，它们晶晶体结构与与单晶硅相相似。(1)核电电荷数比As小4的的原子基态态的电子排排布式为____________。。(2)前四四周期元素素中，基态态原子中未未成对电子子与其所在在周期数相相同的元素素有________种。(3)在在AlN晶体中中，每个个Al原原子与________个N原子相相连，AlN属属于________晶体。。(4)NCl3中心原子子杂化方方式为_______，NCl3的空间构构型为________。解析：(2)前前四周期期元素中中，基态态原子中中未成对对电子与与其所在在周期数数相同的的元素有有5种，，对应元元素和价价电子构构型分别别是：氢氢(1s1)、碳(2s22p2)、氧(2s22p4)、磷(3s23p3)、铁(3d64s2)，注意意没有3d44s2(应为3d54s1)；(3)依据据题干信信息“它们晶体体结构与与单晶硅硅相似”，通过硅硅类推AlN。。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)5(3)4原原子(4)sp3杂化三三角锥形形2．空气气质量高高低直接接影响着着人类的的生产和和生活，，它越来来越受到到人们的的关注。。被污染染的空气气中杂质质的成分分有多种种，其中中计入《《空气质质量日报报》空气气污染指指数的项项目有SO2、CO、、NO2、O3和可吸入入颗粒物物等，血血红蛋白白中含有有Fe2＋，CO易易与血红红蛋白结结合成稳稳定的配配合物而而使人中中毒。请请回答下下列问题题：(1)铁铁是一种种重要的的金属元元素，基基态铁原原子的外外围电子子排布式式为___。(2)O3有多种等等电子体体，其中中常见的的一种分分子为_________。。(3)SO2是一种大大气污染染物，为为减轻SO2污染，火火力发电电厂生产产中常在在燃煤中中加入CaO以以“固硫”。CaO晶晶胞如下下图所示示，其中中Ca2＋的配位数为为________，，与1个个Ca2＋距离最近且且相等的的Ca2＋有________个个，CaO晶晶体和NaCl晶体中中离子排排列方式相同，，CaO晶体的的熔点高高于NaCl晶体的熔熔点的主主要原因因是________。解析：(1)铁铁原子核核外有26个电电子，基基态铁原原子的核核外电子子排布式式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)O3中含有3个氧原原子，价价电子总总数为18，其其等电子子体中常常见的为为SO2。(3)离离子晶体体的配位位数是指指离某离离子距离离最近且且相等的的带相反反电荷的的离子的的个数；；离子晶晶体的熔熔点主要要决定于于离子的的电荷和和离子半半径。答案：(1)3d64s2(2)SO2(3)612CaO晶体体中离子子所带电电荷高于于NaCl晶体体中离子子所带电电荷1．(2010年高高考全国国Ⅰ卷)下列判断断错误的的是()A．熔点点：Si3N4＞NaCl＞SiI4B．沸点点：NH3＞PH3＞AsH3C．酸性性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4D．碱性性：NaOH＞＞Mg(OH)2＞Al(OH)3解析：A项，氮氮化硅为为原子晶晶体，氯氯化钠为为离子晶晶体，碘碘化硅为为分子晶晶体，晶晶体熔、、沸点的的一般答案：B2．(20