(完整)高中化学物质结构与性质结构梳理

物质结构与性质考点1、原子核外电子排布原理1．能层、能级与原子轨道之间的关系最多容纳电子数最多容纳电子数各能级2262626……原子轨道数1131351357……序数一二三四…n各能层28…4f……KLMN……2.原子轨道的能量关系(1)轨道形状①s电子的原子轨道呈。②p电子的原子轨道呈。(2)能量关系③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道的能量相等。【特别提醒】(2)能层数＝电子层数，每个能层所包含的能级数＝能层序数。3．基态原子核外电子排布的三个原理(1)能量最低原理：电子优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。即原子的核外电子排布遵循能使整个原子的能量处于最低状态。(2)泡利原理：在一个原子轨道中，最多只能容纳个电子，而且它们的相反。(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，而且自旋状洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在(p6、d10、f14)、(p3、d5、f7)和(p时，体系的能量最低，如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。4．原子(离子)核外电子排布式(图)的书写的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为[Ar]3d104s1。(2)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最(3)电子排布图：方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。5．基态原子、激发态原子和原子光谱(1)基态原子：处于的原子。(2)激发态原子：当基态原子的电子后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(3)原子光谱①当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子发射光谱②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的电子的吸收光谱或发射光谱，【习题练习】1．判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)硫原子的价电子排布式是3s23p4。()()(6)基态磷原子的核外电子排布图为()2.(1)[2017•高考全国卷Ⅰ,35(2)]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。(2)[2016•高考全国卷Ⅰ,37(1)]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]，有个未成对电子。(4)[2015·高考全国卷Ⅰ,37(1)]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态14C原子中，核外存在对自旋相反的电子。(5)下列表示的为激发态原子的是。A．1s12s1C．1s22p53s1(2)请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋比Fe2＋更稳定的原因。3.(2018·大原模拟)下列各项叙述正确的是()A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s24．(2018·长春高三模拟)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是电子，其电子云在空间有 的伸展方向；元素X的名称是，它的氢化物的电子式是。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为，原子的电子排布图为。考点2、原子结构与元素性质1．原子结构与元素周期表的关系每周期最后一个元素每周期最后一个元素数基态原子电子排布式1s22s22p6__________________1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p61s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6原子序数基态原子的简化电子排布式每周期第一个元素23456________________2．每族元素的价电子排布特点(1)(1)主族排布特点排布特点1223．元素周期表的分区与价电子排布的关系(1)周期表的分区(2)各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点元素性质特点元素性质特点层电子参与反应通常是最外层电子参与反应d轨道可以不同程度地参与化学键的金属元素性质相近元素分布ⅢA族~ⅦA族、0族ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族镧系、锕系外围电子排布1～22(n－1)d1～9ns1～2(n－1)d10ns1～2(n－2)f0～14(n－1)d0～24.元素周期律(1)原子半径(能层数：能层数越多，原子半径l半径②变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐；同主族元素从上到下，原子半径逐渐。(2)电离能_________②变化规律a．同周期：第一种元素的第一电离能，最后一种元素的第一电离能，总体呈现从左至右b．同族元素：从上至下第一电离能。3……(3)电负性①含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电②标准：以最活泼的非金属元素氟的电负性为作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。③变化规律非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。b．在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐，同主族从上至下，元素的电负性逐渐。(4)对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。例如：【习题练习】1．判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。Ge、O电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn。()(3)[2016·高考全国卷Ⅲ,37(2)改编]根据元素周期律，原子半径Ga小于As，第一电离能Ga大于As。()(4)B和N相比，电负性较大的是N。((5)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C()()()()大的是(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为。(2)(2017·高考江苏卷)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为。的是(填元素符号)。4.根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mo1－1)，回答下列各题：234①在周期表中，最可能处于同一族的是。如果R元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第个电子时。③如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是，其中元素的第一电离能异常高的原因是。5.(2017·天水高三模拟)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p5则下列有关比较中正确的是()1．共价键的本质和特征共价键的本质是在原子之间形成，其特征是具有和。分类依据分类依据原子轨道“”重叠形成共价键的原子轨道重叠方式原子轨道“”重叠共用电子对偏移形成共价键的电子对是否偏移共用电子对偏移原子间有共用电子对原子间有共用电子对原子间有共用电子对____类型 键 键原子间共用电子对的数目非极性键键 键键键__________3.共价键类型的判断(1)σ键与π键①依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。(2)极性键与非极性键会形成共用电子对，这时形成离子键。(4)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。(1)键参数对分子性质的影响(2)键参数与分子稳定性的关系：键长越，键能越，分子越稳定。(1)配位键由一个原子提供孤电子对与另一个接受孤电子对的原子形成的。(2)配位键的表示方法(3)配位化合物①组成②形成条件((中性分子，如H2O、NH3和CO等【习题练习】1．判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)(2017·高考江苏卷)1mol丙酮()分子中含有σ键的数目为8NA。()(2)(2016·高考江苏卷)1molHCHO分子中含有σ键的数目为3mol。()()1.77∶2.34。下列说法正确的是()2较易发生加成C．乙烯、乙炔较易发生加成D．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定________或三键。从原子结构角度分析，原因是。(3)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为。4.(2015·高考安徽卷)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如右所示。下列有关该物质的说法正确的是()C．分子中只有极性键5．(2018·烟台模拟)能用共价键键能大小来解释的是()2呈液态，碘呈固态4分子是正四面体立体构型C．NH3分子内3个N—H键的键长、键角都相等2稳定性强于O2(2)K3[Fe(C2O4)3]中化学键的类型有。考点4、分子的立体构型1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。(2)判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8－该原子的价电子数”。(3)价层电子对互斥理论与分子构型中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数001012分子立体构型平面三角形正四面体形VSEPR模型名称直线形平面三角形σ键电子对数232432价层电子对数234232432(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系杂化类型杂化类型杂化轨道间夹角34杂化轨道数目分子立体构型平面三角形_______________(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。中心原子杂化轨道类型中心原子杂化轨道类型_____杂化轨道数代表物24232(4)(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断分子组成中心原子的孤电子对数(A为中心原子)0AB220AB3AB4中心原子的杂化方式分子立体构型直线形 形2233 形正四面体形0形__________CO和都是直线形的立体结构。【习题练习】1．(1)(2016·高考江苏卷)与H2O分子互为等电子体的阴离子为。(2)根据等电子原理写出下列分子或离子的立体构型。①N2O②H3O+:,③H2S：。EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(＋),3)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(＋),3)原子的杂化形式为。(2)[2017·高考全国卷Ⅲ,35(2)]CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。4－四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为，Si与O的原子数之比为，化学3．(2018·衡水高三模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是()3键角为120°2键角大于120°4．(2018·黄冈模拟)等电子体之间结构相似、物理性质也相近。根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子总数和原子最外层电子总数相同，均可互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是()EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up2(－),3)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up2(－),2)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up2(－),3)考点5、分子间作用力与分子的性质(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力。(2)分类：最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱：范德华力__氢键__化学键。(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬量相近的分子，分子的极性越大，范德华力。(5)氢键①形成：已经与的原子形成共价键的(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中 的原子之间的作用力，称为氢键。③特征：具有一定的性和性。④分类：氢键包括氢键和氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、沸点，对电离和溶解度等产生影响。(1)分子的极性极性分子极性分子正电中心和负电中心_________________________非极性分子正电中心和负电中心非极性键或极性键类型形成原因存在的共价键分子内原子排列___(2)分子的溶解性①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于溶剂，极性溶质一般能溶于溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度。②随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中(3)分子的手性①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为，在三维空间里__ ②手性分子：具有手性异构体的分子。③手性碳原子：在有机物分子中，连有的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如(4)无机含氧酸分子的酸性mnmn【习题练习】1．判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。()(2)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。()()()()载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为，原因是______________________________________________________(2)[2016·高考全国卷Ⅱ,37(2)]硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为，提供孤电子对的成键原子是。氨是分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为。3.(2018·武汉模拟)请回答下列问题：(1)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用，该物质的结构简式如图所示。以下关于维生素B1的说法正确的是。b．既有共价键又有离子键c．该物质的熔点可能高于NaCld．既含有极性键又含有非极性键(2)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有。a．离子键、共价键b．离子键、氢键、共价键c．氢键、范德华力d．离子键、氢键、范德华力222O氨气极易溶于水，其原因是______________________________________________________(4)液氨常被用作制冷剂，若不断地升高温度，实现“液氨――→氨气――→氮气和氢气――→氮原子和氢原子”的变化，在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是①;5．(教材改编题)下列叙述中正确的是()A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子C．非极性分子只能是双原子单质分子D．非极性分子中一定含有非极性键遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法中错误的是()2Cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑+3S↓+4HCl7．(2018·三门峡模拟)下列说法不正确的是()A．HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子之间存在氢键2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D．甲烷可与水形成氢键这种化学键8．(2018·西安模拟)已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，当m＝2，n＝2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()考点6、晶体的结构与性质结构微粒排列____________异同表现二者区别方法科学方法看是否有固定的对固体进行实验结构微粒排列性质特征结构特征非晶体__________(2)气态物质冷却不经液态直接。(3)溶质从溶液中析出。(1)概念：描述晶体结构的。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有。(2)影响因素①离子所带电荷数：离子所带电荷数越，晶格能越大。②离子的半径：离子的半径越，晶格能越大。二、四种晶体类型的比较类型类型离子晶体离子键(某些含氢键)较大较高大多易溶于水等极性溶剂态导电三、晶体熔、沸点的比较1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。原子晶体共价键难溶于任何溶剂一般不具有导电性部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化金属晶体金属键有的很大，有的很小有的很高，有的很低难溶于常见溶剂构成粒子粒子间的相互作用硬度熔、沸点溶解性导电、导热性气态氢化物、酸、非外)、绝大多数酸、绝大多数有机物(有机盐除外)较小较低相似相溶一般不导电，溶于水后有的能导电分子晶体范德华力物质类别及举例2．同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体(2)离子晶体①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越，其离子晶体的熔、沸点就越 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越，熔点越，硬度越。(3)分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(4)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属【习题练习】()()()()()()()()3.(1)[2016·高考全国卷Ⅲ,37(4)]GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是(2)有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、CABC熔点/℃-ABC熔点/℃-114.2水溶性水溶液与Ag＋反应不反应硬度较大很大不导电液态不导电①晶体的化学式分别为A，B，C②晶体的类型分别为A，B，C。③晶体中微粒间作用力分别是A，B，C__。1．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()①SiO2和SO3②晶体硼和HCl③CO2和SA.①②③B.④⑤⑥C.③④⑥D.①③⑤3．(2018·乌鲁木齐模拟)下面的排序不正确的是(4<CCl4<CBr4<CI4④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫黄和碘)考点7、典型晶体模型与晶胞计算金刚石SiO2干冰简单立方堆积体心立方堆积面心立方最密堆积六方最密堆积(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109°28′(3)最小碳环由6个C原子组成且六个C原子不在同一