物质结构与性质题型应对策略

必做的方式;而选考部分采用超量给题,限量选做的方式。物质结构与性质在高考试题中题量较少,又因为本专题知识点较零碎,所以高考中以基础知识的综合考查为主。二、物质结构与性质的常见题型物质结构与性质的常见题型为综合题,它以某一知识为载体,综合考查学生对原子结构和原一、物质结构与性质的命题特点新课程标准下的高考采取了全新的考查形式

——必考+选考,必考部分采用定量给题,定量物质结构与性质题型及应对策略5/14/2023子核外电子排布的了解,对常见物质空间构型、分子间作用力和化学键与物质性质的了解,以及对晶体、简单配合物的结构的了解和对

离子键形成的理解,考查学生的归纳推理能力、信息迁移能力以及综合应用能力。三、物质结构与性质题型的解题方法与思路通过原子结构推断元素的性质,通过元素的性质推断原子结构;通过化学键与分子间作用力推断分子结构与晶体性质,通过分子结构与晶体性质推断化学键类型与相互作用。四、相关知识储备5/14/20231.多电子原子中,电子填充各能级轨道时,各能级轨道上的电子能量

的高低存在如下规律:(1)相同能层、不同能级轨道上的电子能量的高低:ns<np<nd<nf。(2)不同能层、相同能级轨道上的电子能量的高低:1s<2s<3s<4s…(3)相同能层、相同能级轨道上的电子能量相等,如2px、2py、2pz轨

道上的电子能量相等。2.构造原理中电子能量排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序,

可由公式ns<(n-1)d<np(n表示能层序数)得出。5/14/20233.根据构造原理,在书写少数元素如Cu、Ag、Au、Cr等基态原子的

电子排布式时会有1个电子的偏差。如Cr:1s22s22p63s23p63d54s1(非3d4

4s2),Cu:1s22s22p63s23p63d104s1(非3d94s2)。对于这一现象,洪特根据光

谱数据分析总结指出:能量相同的能级轨道在全充满(如p6和d10)、半

充满(如p3和d5)以及全空(如p0和d0)状态时体系的能量较低,原子较稳

定。5/14/20234.电离能(1)气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需

要的最低能量叫做第一电离能。电离能的大小决定该元素原子的

失电子能力。电离能越大,越难失电子。(2)同周期元素从左到右,第一电离能总的趋势逐渐增大。但有些元

素(如Be、Mg、N、P等)的第一电离能比相邻元素的第一电离能大

些,是因为它们的最外层电子排布达到了全充满或半充满的稳定结

构。(3)同主族元素自上而下第一电离能依次减小。但在同一副族中,自

上而下第一电离能变化幅度不大,没有明显的规律。5/14/20235.电负性(1)电负性指的是原子吸引电子的能力。一种金属元素与一种非金

属元素形成的化合物,如果二者电负性差值大于1.7,一般认为是离子

化合物;小于1.7,多数可能是共价化合物。(2)元素电负性的周期性变化:同一周期从左到右,电负性递增;同一

主族从上到下,电负性递减;副族元素的电负性没有明显规律。5/14/20236.共价键的分类(1)按共用电子对数目分类:单键(如Cl—Cl)、双键(如

)、三键(如

)。(2)按共用电子对是否偏移分类:非极性共价键(如Cl—Cl)、极性共

价键(如H—Cl)。(3)按提供电子对的方式分类:普通共价键(如Cl—Cl)、配位键如

。(4)按电子云重叠方式分类:σ键、π键等。σ键、π键的判断方法:通常共价单键是σ键,共价双键中有一个是σ

键,另一个是π键,共价三键中有一个σ键和两个π键。5/14/20237.等电子体的判断和利用判断方法:原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子。等电子体具有相似的化学键特征,它们的空间构型是相同的,许多性

质是相近的。判断等电子体时应注意:如果是阴离子,价电子数应加上阴离子所带

的电荷数;如果是阳离子,价电子数应减去阳离子所带的电荷数。如

N

价电子数为8,C

价电子数为24。8.价层电子对互斥理论、杂化轨道理论与分子的空间构型关系5/14/2023分子结构

杂化类杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例杂化轨道理论sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28'正四面体形CH4价层电子对互斥理论价层电子对数成键电子对数孤对电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形平面三角形BF321V形SnCl2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O5/14/20239.分子极性的判断方法(1)根据所含共价键的类型及分子的空间构型判断含极性键的分子不一定是极性分子,常见分子是否为极性分子与空

间结构的关系如下:①A—A型分子一定是非极性分子。②A—B型分子一定是极性分子。③AB2型分子除直线形结构(B—A—B)为非极性分子外,其他均为极

性分子。④AB3型分子除平面正三角形结构(

)为非极性分子外,其他5/14/2023均为极性分子。⑤AB4型分子除正四面体形结构(

)及平面正四边形结构(

)为非极性分子外,其他均为极性分子。(2)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子的最

外层电子若全部成键,此分子一般为非极性分子;分子中的中心原子

最外层电子若未全部成键,此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键,它5/14/2023们都是非极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键,

它们都是极性分子。(3)化合价法ABm型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数

(最外层电子数)时,该分子为非极性分子。10.含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,n值越大,R

的正电性越高,导致R—O—H中O的电子向R偏移,因而在水分子的

作用下,也就越容易电离出H+,即酸性越强。如酸性:HClO<HClO2<H

ClO3<HClO4,HNO2<HNO3,H2SO3<H2SO4。5/14/202311.氢键对物质性质的影响规律(1)氢键不是化学键,属分子间作用力的范畴。除NH3、H2O、HF外,

同主族元素的氢化物遵循相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔

、沸点升高的规律。NH3、H2O、HF的沸点是同主族元素的气态氢

化物中最高的。(2)分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外,对物质的溶解度

、硬度等也有影响。如NH3极易溶于水(溶解度为1∶700),原因就在

于氨分子和水分子之间形成了氢键,彼此互相缔合,加大了NH3的溶

解。又如,冰的硬度比一般固态共价化合物的硬度大,也是因为冰中

有氢键结构。(3)互为同分异构体的物质,形成分子内氢键的物质的熔、沸点比形5/14/2023成分子间氢键的物质的熔、沸点要低。如

的沸点比

的沸点低。12.晶格能晶格能是指气态阴、阳离子结合成1mol离子晶体时所释放的能量

。说明:晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比,与阴、阳离子的

半径成反比。晶格能越大,表示离子键越强,晶体越稳定,而且熔点越

高,硬度越大。5/14/202313.物质熔、沸点高低的比较(1)一般地说,熔、沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体。(2)分子晶体:熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小。组成和

结构都相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点

越高(若存在氢键,则熔、沸点更高)。(3)原子晶体:熔、沸点的高低取决于共价键的强弱。键长越短,键能

越大,共价键越强,其熔、沸点就越高。如熔、沸点:金刚石>SiC>Si(4)离子晶体:熔、沸点的高低取决于离子键的强弱。离子半径越小,

离子所带电荷数越多,则离子键越强,其熔、沸点就越高。如熔、沸

点:NaCl<MgO。(5)金属晶体中阳离子半径越小,阳离子所带电荷数越多,金属键越

强,其熔、沸点越高,如熔点:Al>Mg>Na。5/14/202314.金属晶体中常见的三种堆积方式:(1)配位数为8的钾型堆积(体心立方堆积);(2)配位数为12的镁型堆积(六方堆积);(3)配位数为12的铜型堆积(面心立方堆积)。其中(2)和(3)堆积方式的空间利用率相等(74%),(2)以ABAB方式堆

积,(3)以ABCABC方式堆积,就金属原子的堆积来看,两者的区别是

第三层。5/14/2023认识元素周期表中同周期、同主族元素性质(电负性、电离能)的递

变规律。

探究点一:原子结构及元素性质的推断此类题以考查基础知识为主,要掌握基态原子的核外电子排布规律,5/14/2023●典例1

(2010年上海,23)胃舒平主要成分是氢氧化铝,同时含有三

硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为

,某元素与镁元

素不同周期但在相邻一族,且性质和镁元素十分相似,该元素原子核

外电子排布式为

。(2)铝元素的原子核外共有

种不同运动状态的电子、

种不同能级的电子。(3)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大,该元素离子

半径比铝离子半径

(填“大”或“小”),该元素与铝元

素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为

。5/14/2023(4)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料,其原因是

。a.Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水b.Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体c.Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物d.Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点【解析】(1)根据胃舒平中三硅酸镁的化学式和氧化物书写方法,

可将三硅酸镁写为2MgO·3SiO2·nH2O;根据对角线规则,与镁元素在

不同周期但在相邻一族且性质相似的元素是Li,其核外电子排布式

为1s22s1;(2)中铝元素原子的核外共有13个电子,其每一个电子的运

动状态都不相同,故共有13种不同运动状态的电子;有1s、2s、2p

、3s、3p共5个能级;(3)与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素5/14/2023是钠,其离子半径大于铝的离子半径,两者氢氧化物反应的离子方

程式为Al(OH)3+OH-

Al

+2H2O;(4)三种氧化物都可以作耐火材料的原因是三者都不溶于水且都具有很高的熔点。[答案](1)2