物质结构与性质总复习课件

第一章《原子结构》的体系结构第1页/共70页物质的结构和性质考点:（1）原子结构与性质①认识原子核外电子的运动状态；了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。②了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1—36号元素的原子及简单离子的核外电子排布。③了解主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律，能根据元素电负性说明元素的金属性和非金属性的周期性变化规律。第2页/共70页温故而知新一、基态原子的核外电子排布1、遵循原理泡利不相容原理;能量最低原理（能级交错现象)；洪特规则；第3页/共70页

(1)Al:1s22s22p6

3s13p2

(2)Cl:1s22s22p63s23p5(3)S:1s22s22p63s33p3

(4)K:1s22s22p63s23p63d1(5)Ne:1s22s22p6

练习1.判断下列原子的电子排布式是否正确；如不正确，说明它违反了什么原理？能量最低原理正确泡利不相容原理能量最低原理正确练一练第4页/共70页2.核外电子排布的表示方法原子结构示意图电子排布式简化电子排布式价电子排布式（外围电子排布式）轨道表示式价电子轨道表示式练习2：写出27，35号元素的上述各式。第5页/共70页练习3（1）某元素原子3p上有2个未成对电子，试写出核外电子排布式，价电子排布式

(2)请写出第四周期中最外层电子数是1的元素的核外电子排布式(3)常见离子Cu2+Fe2+Fe3+Mn2+等第6页/共70页核外电子排布与元素周期表1、核外电子排布与周期的划分2、核外电子排布与族的划分3.第7页/共70页

按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。原子核外电子排布的周期性变化第8页/共70页包括元素价电子排布元素分类s区p区d区ds区f区ⅠA、ⅡA族ⅢA～零族ⅢB～Ⅷ族ⅠB、ⅡB族镧系和锕系ns1、ns2ns2np1～6(n－1)d1～9ns2(n－1)d10ns1～2（n－2）f0～14ns2各区元素特点：活泼金属大多为非金属过渡元素过渡元素小结过渡元素第9页/共70页CD练习41、按电子的排布，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于p区的【】

A.Fe

B.Mg

C.P

D.La2、某元素原子价电子构型3d54s2，其应在【】A.第四周期ⅡA族B.第四周期ⅡB族C.第四周期ⅦA族D.第四周期ⅦB族第10页/共70页1.已知一元素的价层电子结构为3d74s2，试确定其在周期表中的位置。第四周期，Ⅷ族。2.试确定32号元素在周期表中的位置。第四周期，ⅣA族3.判断处于第三周期，ⅣA族元素的电子排布式、原子序数。[Ne]3s23p2，第14号元素【巩固练习】第11页/共70页二、元素性质1：电离能及其变化规律

通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。气态原子或离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能，常用符号I表示，单位为kJ·mol-1。1、概念：2、意义：①比较原子失电子能力相对强弱；②由电离能的突跃式变化判断元素的化合价；3、变化规律

同一周期从左到右，元素的第一电离能递增；同一主族，自上而下，元素的第一电离能递减。特例?第12页/共70页二、元素性质2：电负性及其变化规律1、概念：2、意义：3、变化规律

元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度，用来表示当两个原子在形成化学键时吸引电子能力的相对强弱。

①用于判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及元素活泼性如何。通常电负性小于2的元素，大部分是金属元素；电负性大于2的元素，大部分是非金属元素。

②判断化合物中元素化合价的正负：

同一周期从左到右，元素的电负性递增；同一主族，自上而下，元素的电负性递减。金属元素电负性越小，金属元素越活泼。电负性大的元素易呈现负价。第13页/共70页1、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列①KNaLi②BCBeN④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BP>S>Al>Na练习5第14页/共70页2.下列各元素原子排列中，其

电负性减小顺序正确的是（）A、K＞Na＞LiB、F＞O＞SC、As＞P＞ND、C＞N＞OB第15页/共70页三、理解元素周期律的实质元素的性质：

1、原子半径

2、化合价

3、电离能

4、电负性

5、金属性

6、非金属性

元素性质变化的周期性取决于元素原子核外电子排布的周期性。

同周期、同主族元素性质变化的相似性和递变规律第16页/共70页3．排序题(由大到小)。(1)原子半径：O、Na、S

________________(2)稳定性：H2O、H2S、PH3 ________________(3)离子半径：Na＋、Mg2＋、Al3＋

________________(4)第一电离能：N、O、F、Ne ________________(5)电负性：S、Cl、K、Ca ________________(6)元素的金属性：Li、Na、K ________________(7)元素的非金属性：Si、P、S、Cl ________________(8)单质的氧化性：F2、Cl2、Br2 ________________(9)第一电离能：Li、Na、K ________________第17页/共70页4、A、B、C、D四种元素，已知A元素是自然界中含量最多的元素；B元素为金属元素，已知它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素，D元素在第3周期中电负性最大。(1)试推断A、B、C、D四种元素的名称和符号。(2)写出上述元素两两化合生成的离子化合物的化学式。OCaNaClCaONa2ONa2O2CaCl2NaCl巩固练习第18页/共70页5.有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p电子数是s电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是________，C是__________，E是________。(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式）__________________________。写出该物质的一种主要用途：____________________________。(3)写出C元素基态原子的电子排布式：________________________。(4)用轨道表示式表示D元素原子的外围电子排布为____________________________。第19页/共70页例1.A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为

；（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为

，C的元素符号为

；（3）D元素的正三价离子的3d为半充满，D的元素符号为

，其基态原子的电子排布式为

。（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为

，其基态原子的电子排布式为

。第20页/共70页【例2】W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物(1)W位于元素周期表第________周期第______族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。(2)Y的基态原子核外电子排布式是________，Y的第一电离能比X的_____(填“大”或“小”)。第21页/共70页物质微粒间的相互作用强烈微弱化学键分子间作用力离子键共价键配位键金属键类型键参数σ键、π键极性键、非极性键键能键长键角非极性分子极性分子分子立体构型范德华力氢键物质的物理性质某些物质的物理性质第22页/共70页（2）化学键与物质的性质①理解离子键、共价键的含义，能说明离子键、共价键的形成。②了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。③了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质（对σ键和π键之间相对强弱的比较不作要求）。④了解键的极性和分子的极性，了解极性分子和非极性分子的性质差异。第23页/共70页（3）分子间作用力与物质的性质①知道分子间作用力的含义，了解化学键和分子间作用力的区别。②知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。③了解氢键的存在对物质性质的影响（对氢键相对强弱的比较不作要求）。④了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒，微粒间作用力的区别。第24页/共70页

键能

键长

键角

判断分子的稳定性

确定分子在空间的几何构型

反应热=所有反应物键能总和－所有生成物键能总和

（放出能量）

（吸收能量）第25页/共70页（一）共价键的本质：当成建原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低。σ键：

1、类型：s—sσ键；s—pσ键；p—pσ键。

2、特征：轴对称（以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变）

3、重叠方式：“头碰头”式四、各类化学键第26页/共70页π键：

1、特征：镜像对称（每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像）

2、重叠方式：“肩并肩”式

3、一般规律：共价键单键是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键有一个σ键和两个π键组成。等电子原理：原子总数相同、价电子总数相等的分子，具有相似的性质。如：CO和N2空间构型相同第27页/共70页（二）离子键1、离子键形成的原因2、离子键的实质3、离子键的特征

一般认为，当成键原子所属元素的电负性差值大于1.7时，原子之间才有可能形成离子键

阴、阳离子相互接近到一定程度，当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。没有方向性、没有饱和性离子半径越小，所带的电荷数越多，则形成的离子键就越强。第28页/共70页

阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。

活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属元素（VIA，VIIA）之间的化合物。活泼的金属元素和酸根离子形成的盐

铵盐子和酸根离子（或活泼非金属元素）形成的盐。第29页/共70页（三）配位键1、概念：2、形成条件3、常存在配位键的物质

是一种特殊的共价键。成键两原子间的共用电子对由一个原子单独提供而形成的。一个原子有孤对电子，另一个原子有接受孤对电子的“空轨道”。——配合物（1）中心原子（2）配位体（3）配位数（4）配离子的电荷数第30页/共70页（四）金属键1、金属键及其实质

在金属阳离子和“自由电子”之间存在的强烈的相互作用，叫做金属键。本质上也是一种电性作用。2、金属键的性质

没有饱和性和方向性；金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整块金属。3、金属键与金属性质4、影响金属键的因素

一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越大，金属键就越强。5、金属键的意义金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。第31页/共70页三、非极性分子和极性分子

非极性分子A―A

双原子分子

极性分子A―B

非极性分子

对称排列的以极性键结合的多原子分子CO2、CH4、CCl4等多原子分子

极性分子

不对称排列的以极性键结合的多原子分子

H2O、NH3等{{五、极性分子和非极性分子的判断方法第32页/共70页分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性的影响：

1、分子极性越大，熔点、沸点越高。

2、相似相溶原理。第33页/共70页六、轨道杂化理论1、杂化2、杂化过程3、杂化轨道的类型杂化类型杂化轨道间空间构型实例的夹角

sp180°直线BeCl2C2H2sp2120°平面三角形BF3C2H4C6H6sp3109°28′正四面体CH4C2H6NH4+中心原子上的价电子都用于形成共价键第34页/共70页2、另一类是中心原子上有孤对电子的分子，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。七、价电子对互斥模型第35页/共70页

对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子）分子的价电子对数n可以通过下式确定：中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m2n=

中心原子价电子数等于中心原子最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供电子计算分子BeCl2BF3CH4价电子对数234几何构型直线形平面三角形正四面体七、价电子对互斥模型第36页/共70页2、另一类是中心原子上有孤对电子的分子，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。电子对数成键孤对分子空间构型范例对数电子数

321V型SO2

431三角锥型NH3422V型H2O第37页/共70页形形色色的分子1、三原子分子的立体结构有直线型和V形两种。2、四原子分子的立体结构多数为平面三角形和三角锥形两种。3、五原子分子的立体结构最常见的是正四面体形直线型：CO2CS2HCNBeCl2HgCl2V型：H2OH2SSO2O3NO2-平面三角形：BF3BCl3CO32-CH2O三角锥形：NH3PH3NCl3PCl3H3O+SO32-ClO3-

CH4SiH4CCl4SiF4SiCl4NH4+SO42-ClO4-BF4-第38页/共70页八、分子间作用力与物质性质的关系1、与物质熔沸点的关系（1）气体分子能够凝结为液体和固体，是分子间作用力作用的结果。

分子间引力越大，则越不易汽化，所以沸点越高，汽化热越大。固体熔化为液体时也要部分地克服分子间引力，所以分子间引力较大者，熔点较高，熔化热较大。（2）稀有气体和一些简单的对称分子以及同系物的熔沸点都随相对分子质量增大而升高，当然也是分子间作用力增大的结果；（3）同分异构体中，支链越少，分子间作用力越大，沸点越高。

第39页/共70页2、氢键1、概念：2、表示形式：3、形成条件：4、类型：5、对物质性质的影响：熔、沸点、电离和溶解度第40页/共70页分子间作用力的范围、特征和影响因素1、分子间作用力范围很小，分子充分接近（固体或液体）时才有相互间的作用。2、特征：没有方向性和饱和性；比化学键弱得多；主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。3、影响因素：（1）分子大小（2）分子空间构型（3）分子中电荷分布是否均匀

规律：一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。第41页/共70页AEBDF

EACDBACBFBFACDE第42页/共70页3V形(或角形)sp3杂化sp2杂化正四面体CCl4或SiCl4

16×6.02×1023个第43页/共70页第44页/共70页第45页/共70页第46页/共70页稀有气体：单原子分子晶体类型判断方法：

1、化学键类型

2、元素、微粒种类

3、晶体熔、沸点高低

共价键（空间网状）得失电子离子键原子分子离子

共价键共用电子对晶体分子间作用力（金属阳离子、自由电子）金属键金属晶体原子晶体离子晶体分子晶体活泼金属、非金属非金属原子可构成原子团（复杂离子）熔、沸点较高熔、沸点较低熔、沸点高硬度大有的很高、有的较低CSiBSiO2SiC（分子间作用力）南通市第一中学张小平226001九、晶体、微粒、化学键第47页/共70页四种晶体的比较晶体类型构成的微粒微粒间的作用离子晶体（NaCl）原子晶体（SiO2）分子晶体（HCl）金属晶体（Cu）阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子离子键共价键分子间作用力金属键第48页/共70页四种晶体的比较晶体类型离子晶体（NaCl）原子晶体（SiO2）分子晶体（HCl）金属晶体（Cu）一定有离子键，可能有共价键含有极性键或非极性键含有共价键或不含任何化学键金属键离子键共价键分子间作用力金属键含化学键情况熔化需克服的作用第49页/共70页四种晶体的比较晶体类型离子晶体（NaCl）原子晶体（SiO2）分子晶体（HCl）金属晶体（Cu）不导电导电固体导电情况熔化时导电情况除半导体外不导电不导电导电除半导体外不导电不导电导电第50页/共70页熔、沸点的比较不同类型：原子晶体〉离子晶体〉分子晶体同种类型：微粒间的作用越强，熔沸点越高原子晶体：原子半径越小，共价键越强，熔沸点越高离子晶体：离子电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高金属晶体：金属阳离子电荷数越多，离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高一般而言：第51页/共70页熔、沸点的比较分子晶体：（一般来说）

A、式量越大，熔沸点越高

B、式量相同：

1、分子极性越大，熔沸点越高如：CO〉N22、支链越多，熔沸点越低如：正戊烷〉异戊烷〉新戊烷

3、芳香族化合物：邻〉间〉对位化合物

第52页/共70页常见晶体的微观结构（1）NaCl晶体（1）钠离子和氯离子的位置：（1）钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。（2）钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或者反之。（2）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数计算方法：顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1氯离子：钠离子：

（3）与Na+等距离且最近的Na+

、Cl-各有几个？与Na+等距离且最近的Na+

有：12个与Na+等距离且最近的Cl-有：6个第53页/共70页常见晶体的微观结构（2）CsCl晶体（1）铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心氯离子：顶点；或者反之。（2）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数铯离子：1个；氯离子：1个（3）与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？铯离子：6个；氯离子：8个第54页/共70页常见晶体的微观结构（3）干冰晶体（1）二氧化碳分子的位置：二氧化碳分子位于：体心和棱中点（面心和顶点）（2）每个晶胞含二氧化碳分子的个数

二氧化碳分子的个数：4个（3）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有几个？

12个第55页/共70页（4）金刚石（硅）与石墨晶体金刚石石墨构型键角、键长正四面体、空间网状原子晶体平面正六边形、层状混合晶体109o28′120o

第56页/共70页（4）金刚石（硅）与石墨晶体金刚石石墨最小碳环C-C键与C原子的个数比六元环(不同面)六元环（同面）2：13：2第57页/共70页（4）金刚石（硅