专题18物质结构与性质选修讲高考二轮复习化学附解析.docx
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专题18物质结构与性质选修讲高考二轮复习化学附解析
专题18物质结构与性质（选修）（讲）
（1）考纲要求
（一）原子结构与元素的性质
1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1~36号）原子核外电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态。
2．了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。
3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
4．了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
（二）化学键与物质的性质
1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2．了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3．了解简单配合物的成键情况。
4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
6．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp,sp2,sp3），能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。
（三）分子间作用力与物质的性质
1．了解化学键和分子间作用力的区别。
2．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。
3．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。
（2）命题规律
从近几年的“物质结构与性质”选做题来看，试题本身的难度并不大，且对于知识点的考查基本稳定，尤其是对核外电子排布，等电子原理与等电子体，氢键对物质性质的影响，分子或离子的空间构型及中心原子的轨道杂化类型，分子中σ键、π键数目的确定，晶胞中微粒的个数，晶体结构的识别等这些知识点的考查成为固定形式。
但是由于化学试卷整体阅读信息量较大，不少考生在前面做题花费的时间过多，到选做题时时间仓促，又未能认真审题，导致实际得分并不是很理想。
展望2017年高考不会有较大调整，在复习过程中针对常考知识点，要切实地回归课本狠抓重要知识点，强化主干知识的巩固和运用。
【例1】【2016年高考新课标Ⅰ卷】[化学——选修3：
物质结构与性质]（15分）
锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。
回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]____________，有__________个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。
从原子结构角度分析，原因是________________。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。
Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_______________________，微粒之间存在的作用力是_____________。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（，0，）；C为（，，0）。
则D原子的坐标参数为______。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为__________g·cm-3（列出计算式即可）。
【答案】
（1）3d104s24p2；2；
（2）锗的原子半径大，原子之间形成的ρ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高；原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
（4）O＞Ge＞Zn；
（5）sp3；共价键；
（6）①（；；）；②。
【考点定位】考查物质结构的有关知识。
【名师点睛】物质结构包括原子结构（原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱）、分子结构（化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等）、晶体结构（晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等）。
只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。
【例2】【2016年高考新课标Ⅲ卷】[化学——选修3：
物质结构与性质]（15分）
砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga_____________As，第一电离能Ga____________As。
（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立体构型为____________________，其中As的杂化轨道类型为_________。
（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是_____________________。
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。
Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（2）大于，小于；（3）三角锥形，sp3；（4）GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；（5）原子晶体；共价键；。
一、原子结构与性质
1.基态原子的核外电子排布
（1）排布规律
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道
泡利不相容原理
每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子
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单独占据一个轨道，而且自旋状态相同
【特别提醒】能量相同的原子轨道在全满（p6、d10、f14）、半满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，体系的能量最低。
如24Cr的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
（2）四种表示方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr：
1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu：
[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe：
3d64s2
电子排布图（或
轨道表示式）
2.元素第一电离能和电负性的变化规律
同周期（从左到右）
同主族（自上而下）
第一电离能
增大趋势（注意ⅡA、ⅤA的特殊性）
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
【特别提醒】同周期元素，ⅡA族（np0）和ⅤA族（ns2np3），因p轨道处于全空或半满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的ⅢA族、ⅥA族元素，如第一电离能Mg>Al，P>S。
二、分子结构与性质
1.共价键的分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
“头碰头”重叠
π键
“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移
非极性键
共用电子对不发生偏移
原子间共用电
子对的数目
单键
原子间有一对共用电子对
双键
原子间有两对共用电子对
三键
原子间有三对共用电子对
【特别提醒】
①单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。
②配位键为一种特殊的共价键，共用电子由成键原子单方面提供。
③s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。
2．价层电子对互斥理论的两大应用
应用Ⅰ：
判断分子空间构型
（1）判断思路：
价层电子对数目→价层电子对空间构型分子的空间构型
（2）各种电子对的计算方法及其关系
价层电子对数＝中心原子形成σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数
①中心原子形成σ键电子对数＝与中心原子结合的原子数目
②中心原子上的孤电子对数＝（a－xb）
其中a为中心原子价电子数（若为离子，则加上阴离子所带的负电荷数或减去阳离子所带的正电荷数）。
x为与中心原子结合的原子数。
b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
（3）常见的分子空间构型与价层电子对空间构型的关系
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电子
对数
价层电子对
空间构型
分子空
间构型
实例
2
2
0
直线形
直线形
BeCl2
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF3
2
1
V形
SnBr2
4
4
0
正四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
应用Ⅱ：
判断杂化轨道类型
（1）判断思路：
价层电子对数目→杂化轨道数目→杂化类型
（2）相互关系
价层电子对数
杂化轨道数
杂化类型
2
2
sp
3
3
sp2
4
4
sp3
3.分子构型与分子极性的关系
三、晶体结构与性质
1.晶体类型的判断
（1）据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。
如由分子通过分子间作用力（范德华力、氢键）形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
（2）据各类晶体的特征性质判断，如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。
2．立方体（长方体）晶胞组成的计算方法
3．晶胞各物理量的计算
对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：
a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示晶体的摩尔质量。
【例1】【2017届安徽省安庆市怀宁中学等六校高三第一次联】二茂铁[（C5H5）2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。
已知二茂铁熔点是173℃（在100℃时开始升华），沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。
下列说法不正确的是（）
A．二茂铁属于分子晶体
B．在二茂铁结构中，C5H与Fe2＋之间形成的化学键类型是离子键
C．已知：
环戊二烯的结构式为：
，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D．C5H中一定含π键
【答案】B
有4个σ键无孤电子对，杂化类型为sp3，2、3、4、5碳原子有3个σ键无孤电子对，杂化类型为sp2，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，故说法正确；D、C5H5－中，碳原子没有达到饱和，存在碳碳双键，成键原子间只能形成一个σ键，另一个键必然形成π键，故说法正确。
考点：
考查晶体的特点、杂化类型、化学键等知识。
【趁热打铁】【2017届河南省南阳市第一中学高三上学期第三次月考】固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体的最外电子层结构，则下列有关说法不正确的是（）
A．它与水反应
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