【课件】高三化学二轮复习专题十四物质结构与性质课件

专题十四物质结构与性质核心素养宏观辨识与微观探析考情预测

预计2022年高考仍会借助新科技、新能源为背景，围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查重点，复习时加以重视!1、排布规律能量最低原理原子核外电子先占有能量最低的原子轨道泡利原理每个原子轨道中最多只能容纳2个自旋状态不同的电子洪特规则原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同【注意】能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系能量较低，原子较稳定。考法1化学实验常识及基本操作判断2、表示形式(1)核外电子排布式，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，可简化为[Ar]3d54s1。(2)价层电子排布式：如Fe：3d64s2。(3)电子排布图又称轨道表示式：如O：3、基态原子核外电子排布表示方法中的常见误区(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：①(违反能量最低原理)②(违反泡利原理)③(违反洪特规则)④(违反洪特规则)(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n-1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。(3)注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。如Fe的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：[Ar]3d64s2；价电子排布式：3d64s2。

(1)各区元素分布及价电子排布与性质特点分区元素分布价电子排布元素性质特点s区ⅠA、ⅡA族ns1~2除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区ⅢA族~ⅦB族、0族ns2np1~6(He除外)通常是最外层电子参与反应d区ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB、ⅡB族(n-1)d10ns1~2金属元素f区镧系、锕系(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2考法2原子结构与元素性质（2）第一电离能的递变规律①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。②同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。③同一周期中，第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的第一电离能要大，第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的第一电离能要大，这是因为第ⅡA族元素的最外层p轨道全空，第ⅤA族元素的最外层p轨道半满，全空和半满状态相对稳定。（3）电负性变化规律同一周期：从左到右，元素的电负性逐渐增大。同一主族：从上到下，元素的电负性逐渐减小。(1)(2)配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对，另一方(B)具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A→B。配合物的组成特点考法3共价键

（3）σ键和π键的判断方法共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。1．杂化轨道方法：判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型

①看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。

②由分子的空间构型结合价层电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈四面体形，为sp3杂化。考法4杂化轨道理论2．杂化轨道类型与分子构型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子构型实例sp2直线形CO2、BeCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2Osp34等性杂化：正四面体CH4、CCl4不等性杂化：具体情况不同NH3(三角锥形)、H2S、H2O(Ⅴ形)

范德华力氢键共价键作用微粒分子H与N、O、F原子强度比较共价键＞氢键＞范德华力影响因素组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大形成氢键元素的电负性原子半径对性质的影响影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大键能越大，稳定性越强考法5分子间作用力与物质的性质分子晶体原子晶体离子晶体金属晶体构成粒子分子原子阴、阳离子金属阳离子、自由电子粒子间的相互作用范德华力共价键离子键金属键硬度较小很大较大有大，有小熔、沸点较低很高一般较高有高，有低考法6晶体结构与性质分子晶体原子晶体离子晶体金属晶体溶解性相似相溶不溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂难溶于水，有些可与水发生反应导电性或导热性一般不导电。溶于水后有的导电一般不具有导电性晶体不导电，水溶液或熔融状态下导电电和热的良导体物质类别及实例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物（除SiO2）、绝大多数有机物部分非金属单质，部分非金属化合物金属氧化物、强碱、绝大多数盐金属单质与合金

晶体类别的判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断

由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。(2)依据物质的分类判断

①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体。

②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。

③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN等。

④金属单质、合金是金属晶体。晶体类别的判断方法

(3)依据晶体的熔点判断

不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。(4)依据导电性判断

①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电。

②原子晶体一般为非导体。

③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。

④金属晶体是电的良导体。1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法考法7晶胞及组成微粒计算

熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)B．干冰(含4个CO2)C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)D．金刚石(含8个C)E．体心立方(含2个原子)F．面心立方(含4个原子)2．晶胞求算（1）晶胞密度的计算（2）晶体微粒与M、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1mol晶胞的质量为ρa3

NAg，因此有xM＝ρa3

NA。1、(2021·河北卷，17)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：（1）在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是_________（填离子符号）。（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+1/2表示，与之相反的用-1/2表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为____________________。（3）已知有关氮、磷的单键和三键的键能（kJ·mol-1）如下表：从能量角度看，氮以N2、而白磷P4以（结构式表示为

）形式存在的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1个N≡N键的键能大于3个N—N键的键能之和，因此氮以N2的形式存在，而6个P—P键的键能大于2个P≡P键的键能之和，因此P以P4形式存在。（4）已知KH2PO4是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为________，其中P采取______杂化方式。（5）与PO42-电子总数相同的等电子体的分子式为______________。（6）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为_________________。（7）分别用

表示H2PO4-和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图（a）所示，图（b）、图（c）分别显示的是H2PO4-、K+在晶胞面xz、yz面上的位置：①若晶胞底边的边长均为apm，高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为___

____g·cm-3（写出表达式）。②晶胞在x轴方向的投影图为______（填号）。BB2、(2021·湖南卷，18)硅、锗（Ge）及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：（1）基态硅原子最外层的电子排布图为________________________，晶体硅和碳化硅熔点较高的是____________（填化学式）；（2）硅和卤素单质反应可以得到SiX4。①0℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是_______（填化学式），沸点依次升高的原因是________________________________________________________________________，气态SiX4分子的空间构型是_______。②SiCl4与N-甲基咪唑反应可以得到M2+，其结构如图所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______，H、C、N的电负性由大到小的顺序为_______，1个M2+中含有_______个键；SiC正四面体N>C>H54（3）下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1：4，图中Z表示原子____（填元素符号），该化合物的化学式为____________；②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，则该晶体的密度______________g·cm-3（设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示）。O3、(2021·广东卷，20)很多含巯基（—SH）的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。（1）基态硫原子价电子排布式为_________。（2）H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为_________________________。（3）汞的原子序数为80，位于元素周期表第_________周期第ⅡB族。（4）化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有_________。