人教版与苏教版高中化学选修3《物质结构与性质》知识点精编

人教版与苏教版高中化学选修3《物质结构与性质》知识点精编每个轨道先填满一个电子，再进行第二个电子的填充，直到所有等价轨道填满为止。这样可以使电子间的排斥力最小化，从而使整个原子的能量最低。原子核外电子排布原理是描述原子核外电子在空间中的运动规律的基本理论。根据能层、能级和原子轨道的概念，我们可以描述电子在原子中的排布方式。其中，能层是指核外电子按照能量差异在不同的区域高速运动，用符号n表示；能级是同能层上的电子按能量差异分成的不同的能量级别，通常用s、p、d、f等表示；原子轨道是同能层、同能级上的电子在空间中的运动区域，每个轨道可以用ns、np、npxpypz等表示。电子的自旋方向也是描述电子运动状态的重要参数，每个原子轨道最多容纳两个自旋方向相反的电子。在基态原子中，电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。能量最低原理是指电子尽先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。泡利原理是指每个原子轨道最多容纳两个自旋方向相反的电子。洪特规则是指在同一能级不同等价轨道排布时，电子优先分占不同轨道且每个轨道先填满一个电子，再进行第二个电子的填充，直到所有等价轨道填满为止。这些规则可以帮助我们描述原子中电子的排布方式，从而更好地理解原子的性质和行为。1.自旋方向相同的等价原子轨道在全满、半满或者全空状态时，体系能量最低，结构越稳定。2.价层电子等同于外围电子，主族元素和副族、第八族元素的价层电子和外围电子不同。3.电子排布式有全面表达法和简化表示法两种写法，轨道表示式中同一能级上没有填充电子的空轨道不能省略。4.基态原子是处于能量最低状态的原子，激发态原子是基态原子获得能量后变成较高能状态的原子。电子跃迁与原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种情况。5.注意区分化学用语：原子或离子结构示意图、电子式、核外电子排布式、电子排布图（轨道表示式）、价层电子或外围电子排布式、价层电子或外围电子排布图（轨道表示式）等。6.原子结构与周期表的关系：每周期第一种元素的最外层电子排布式为ns1，最后元素为ns2np6（Ne为ns2）。不同分区的元素有不同的价层电子排布特点。+1（A本身的电子对）。B、根据杂化类型确定A的杂化轨道形态。C、根据孤电子对数和杂化轨道形态确定分子（或离子）的立体模型。例如，以CH4为例，C原子杂化类型为sp3，孤电子对数为0，因此分子的立体模型为正四面体形。而以NH3为例，N原子杂化类型为sp3，孤电子对数为1，因此分子的立体模型为三角锥形。在化学中，铵根离子和水合氢离子都有一个配位键，这种键被称为特殊的共价键。配合物是由中心原子和配位体组成的化合物，例如[Cu（NH3）4]SO4。其中，Cu是中心原子，提供空轨道；NH3是配位体，提供孤电子对的N原子作为配位原子。通常做中心原子的为过渡元素的金属阳离子，通常做配位体的如H2O、NH3、CO、F、Cl、-CN等。配位数是指配位体的个数，上述配合物的配位数为4。有的配合物没有外界，而外界与内界间在水溶液中完全电离为阴阳离子。在分子中，有的分子只有极性键，有的分子只有非极性键，有的分子两种共价键都有，有的分子没有化学键，例如零族元素的单原子分子。分子中不可能有离子键。共价化合物中只有共价键，离子化合物中一定有离子键，可能有共价键。杂化轨道理论指的是在外界条件的影响下，原子内部能量相近的n个原子轨道重新组合的过程，组合后形成的一组新的等价原子轨道叫做杂化轨道。杂化轨道用来形成δ键和容纳孤电子对（不包括п键）。杂化轨道可以分为sp杂化、sp2杂化、sp3杂化等。sp杂化是指1个s轨道和1个p轨道杂化后形成2个等价的sp杂化轨道，如BeCl2、C2H2、CO2等。sp2杂化是指1个s轨道和2个p轨道杂化后形成3个等价的sp杂化轨道，如BF3、HCHO等。sp3杂化是指1个s轨道和3个p轨道杂化后形成4个等价的sp杂化轨道，如CH4、CCl4等。在确定ABmn±型粒子中心原子A的杂化类型、价层电子对模型（即VSEPR模型）和分子（或离子）立体模型时，需要先求A原子的孤电子对数，再求A的杂化轨道数，最后进行确定。A的杂化轨道数等于A的δ键数（即m）+A的孤电子对数+A本身的电子对数。根据杂化类型确定A的杂化轨道形态，根据孤电子对数和杂化轨道形态确定分子（或离子）的立体模型。例如，以CH4为例，C原子杂化类型为sp3，孤电子对数为0，因此分子的立体模型为正四面体形。而以NH3为例，N原子杂化类型为sp3，孤电子对数为1，因此分子的立体模型为三角锥形。C、氢键的分类包括分子内氢键和分子间氢键。分子间氢键可以提高物质的熔沸点，增加其溶解性，使其易液化等。2、分子的性质包括极性、溶解性、手性和无极含氧酸分子的酸性等。极性分子和非极性分子的区别在于它们的正电中心和负电中心是否重合。分子的极性主要取决于分子的对称性，而不是所含化学键的类型。B、ABm型分子是否为非极性分子的经验规律包括中心原子A的最外层电子全部成键（即无孤电子对）、中心原子A化合价的绝对值等于其主族序数以及结合分子的对称性判断。C、判断分子中某个原子是否为8电子结构的经验规律包括判断该原子的最外层电子数和化合价的绝对值是否等于8，以及写出该分子或离子的结构式或电子式，判断该原子是否为8电子结构。2、分子的溶解性受到分子结构相似性、极性和氢键的影响。非极性（极性）溶质一般能溶于非极性（极性）溶剂。当溶剂与溶质分子间形成氢键时，溶解性增强，氢键越强，溶解性越大。若溶质能与水反应，则溶解性增强。3、分子的手性指的是具有手性异构体的分子。手性异构体是指组成和原子排列全同的一对分子，如左右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。含有四个不同原子或基团的碳原子的分子为手性分子，具有手性异构体。4、无机含氧酸分子的酸性与化合价有关。同一元素的含氧酸，化合价越高，酸性越强。若R相同，则n越大，R的正电性越高，导致R-O-H中O的电子向R偏移程度越大，在水分子作用下越易电离出+H，酸性越强。注意，有时含氧酸中的氢可以直接和R成键，不形成羟基。1、晶体和非晶体的区别在于是否有自范性。晶体的结构微粒周期性有序排列，有自范性和固定的熔点，有各向异性。非晶体的结构微粒无序排列，无自范性和固定熔点，有各向同性。区分方法可以通过是否有固定熔点来进行间接判断。属键越强，熔沸点越高。但是，不同金属之间的熔沸点差异很大，因为金属的密度、晶体结构、原子半径等因素都会影响金属键的强度。D、分子晶体：熔化或沸腾时破坏分子间的弱力作用，熔沸点的高低取决于分子间的弱力作用的强弱。分子间的作用力包括范德华力、氢键、偶极作用等，强度一般较弱，因此分子晶体的熔沸点较低。5）、晶体的性质和应用：晶体具有一些特殊的物理、化学性质，因此在许多领域都有着广泛的应用。例如，石英晶体的压电效应被应用于制造压电陶瓷、压电传感器等；硅晶体的半导体性能被应用于制造电子器件，如晶体管、集成电路等；金属晶体的高强度和韧性被应用于制造结构材料，如航空航天用钛合金等。晶体的应用范围非常广泛，是现代科技发展的重要支撑。0.5个C和0.5个Si原子。C、每个碳化硅晶胞含有8个C原子和8个Si原子，分别处在四条体对角线的1/4处并交替排列，其中每个C（Si）原子处在由与其距离最近的顶点C（Si）和围绕该顶点的三个面心Si（C）组成的正四面体的中心，键角均为109°28′，晶胞参数a=r=3.08nm，由此可计算晶胞体积、密度和空间利用率。④、二氧化硅：二氧化硅晶体结构类似于碳化硅，每个Si原子被4个氧原子以共价键结合成正四面体结构，键角为109°28′。每个Si原子和2个相邻氧原子共用一个氧原子，每个氧原子和2个相邻Si原子共用一个Si原子，每个氧原子和2个相邻氧原子共用一个Si原子。每个晶胞含有3个Si原子和6个氧原子，分别处在四条体对角线的1/4处并交替排列，其中每个Si原子处在由与其距离最近的顶点Si和围绕该顶点的三个面心O组成的正四面体的中心，键角均为109°28′，晶胞参数a=r=0.54nm，由此可计算晶胞体积、密度和空间利用率。⑤、C60：C60是一种富勒烯，由60个C原子组成，呈球形结构。每个C原子与相邻3个C原子以共价键结合形成六元环和五元环，每个C原子与12个相邻C原子共用两个C-C键，每个C-C键含1个C原子，每个C原子含5个C-C键。C60的直径约为0.7nm。⑥、干冰：干冰是固态二氧化碳，分子式为CO2，由于分子间作用力较弱，干冰在常温下即可升华。每个CO2分子由一个碳原子和两个氧原子组成，碳原子与两个氧原子分别以双键结合，CO2分子呈线性结构。⑦、冰：冰是水的固态，由于水分子间的氢键作用力，冰的熔沸点比预期值高。每个水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，氧原子与两个氢原子分别以共价键结合，水分子呈V形结构。⑧、氯化钠：氯化钠晶体结构为面心立方格子，每个Na原子与6个相邻Cl原子以离子键结合，每个Cl原子与6个相邻Na原子以离子键结合。每个晶胞含有4个Na原子和4个Cl原子，分别处在立方体的顶点和面心位置。⑨、氯化铯：氯化铯晶体结构为体心立方格子，每个Cs原子与8个相邻Cl原子以离子键结合，每个Cl原子与8个相邻Cs原子以离子键结合。每个晶胞含有1个Cs原子和8个Cl原子，Cs原子位于晶胞的中心。⑩、石墨：石墨是一种层状结构的物质，每个碳原子与3个相邻碳原子以共价键结合形成六角形结构，每层石墨由许多六角形构成，层与层之间由范德华力相互作用。石墨的导电性能较好，是由于层与层之间存在着自由电子。同的π电子，使石墨具有良好的导电性和导热性。0.25个碳原子和0.25个硅原子可以形成一个C-Si键。每个碳化硅立方体晶胞包含4个碳原子和4个硅原子，相当于有1个碳原子，6个面心原子相当于3个碳原子，还有4个硅原子。二氧化硅的结构类似于晶体硅。每个Si原子和4个O原子通过共价键结合，每个O原子和两个Si原子通过共价键结合。1molSiO2中含有4molSi-O键。最小的环是十二元环，由6个Si原子和6个O原子组成，不在同一平面内。每个顶点被12个十二元环共用，每条边被6个十二元环共用，每个十二元环含有1个O原子和0.5个Si原子，含有2个Si-O键。足球烯C60的分子结构包含60个顶点、90条棱、32个面。每个C原子与3个C原子连接，其中两条C-C单键，一条C=C双键。多面体中，顶点数+面数-棱数=2。该分子含有60个C-C键、30个C=C键、12个正五边形和20个正六边形。干冰是一种面心立方的分子晶体，每个晶胞包含4个二氧化碳分子，每个CO2周围最近的CO2分子有12个。白磷P4也是一种面心立方的分子晶体。冰中，每个水分子与4个水分子相邻，最多形成4个氢键。含1mol水的冰中最多可形成2mol氢键。NaCl型晶体中，每个晶胞包含4个Na和4个Cl；每个Na（Cl）等距且紧邻的Cl（Na）有6个，即配位数为6；每个Na（Cl）等距且紧邻的Na（Cl）有12个。CsCl型晶体中，每个晶胞包含1个Cs和1个Cl；每个Cs（Cl）等距且紧邻的Cl（Cs）有8个，即配位数为8；每个Cs（Cl）等距且紧邻的Cs（Cl）有6个。石墨是一种混合晶体，具有层状结构，熔沸点很高但硬度不大，有滑腻感可做润滑剂，能导电可做电极材料等。层内每个C原子采用SP杂化以共价键分别与3个C原子以C-C单键形成正六边形平面网状结构，平均每个六边形拥有2个C原子、3个C-C键（每个C-C键拥有2/3个C原子，C原子数与C-C键数之比为2:3）。层与层之间以分子间作用力结合。每个C原子有一个没有参与杂化且垂直于平面六边形的P轨道，P轨道中各有一个电子，这些P轨道肩并肩重叠形成大π键，这些电子为所有碳原子共同的π电子，使石墨