高三总复习必备专题物质的结构与性质Word文档格式.docx
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随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：
同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；
同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势.
电负性的运用:
a.确定元素类型（一般>
1.8，非金属元素；
<
1.8，金属元素）.
b.确定化学键类型（两元素电负性差值>
1.7，离子键；
1.7，共价键）.
c.判断元素价态正负（电负性大的为负价，小的为正价）.
d.电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数（表征原子得电子能力强弱）.
2.原子结构与元素性质的递变规律
二.化学键与物质的性质.
内容：
离子键――离子晶体
1.理解离子键的含义，能说明离子键的形成.了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释离子化合物的物理性质.
（1）.化学键：
相邻原子之间强烈的相互作用.化学键包括离子键、共价键和金属键.
（2）.离子键：
阴、阳离子通过静电作用形成的化学键.
离子键强弱的判断:
离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高.
离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量.晶格能越大，离子晶体的熔点越高、硬度越大.
离子晶体:
通过离子键作用形成的晶体.
典型的离子晶体结构：
NaCl型和CsCl型.氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子；
氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子.
NaCl型晶体
CsCl型晶体
每个Na+离子周围被6个C1—离子所包围，同样每个C1—也被6个Na+所包围。
每个正离子被8个负离子包围着，同时每个负离子也被8个正离子所包围。
（3）.晶胞中粒子数的计算方法--均摊法.
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
共价键－分子晶体――原子晶体
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）.
（1）.共价键的分类和判断：
σ键（“头碰头”重叠）和π键（“肩碰肩”重叠）、极性键和非极性键，还有一类特殊的共价键-配位键.
（2）.共价键三参数.
概念
对分子的影响
键能
拆开1mol共价键所吸收的能量（单位：
kJ/mol）
键能越大，键越牢固，分子越稳定
键长
成键的两个原子核间的平均距离（单位：
10-10米）
键越短，键能越大，键越牢固，分子越稳定
键角
分子中相邻键之间的夹角（单位：
度）
键角决定了分子的空间构型
共价键的键能与化学反应热的关系:
反应热=所有反应物键能总和－所有生成物键能总和.
3.了解极性键和非极性键，了解极性分子和非极性分子及其性质的差异.
（1）.共价键:
原子间通过共用电子对形成的化学键.
（2）.键的极性：
极性键：
不同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移.
非极性键：
同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移.
（3）.分子的极性：
①.极性分子：
正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子.
非极性分子：
正电荷中心和负电荷中心相重合的分子.
②.分子极性的判断：
分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定.
非极性分子和极性分子的比较
非极性分子
极性分子
形成原因
整个分子的电荷分布均匀，对称
整个分子的电荷分布不均匀、不对称
存在的共价键
非极性键或极性键
极性键
分子内原子排列
对称
不对称
举例说明：
分子
共价键的极性
分子中正负
电荷中心
结论
举例
同核双原子分子
非极性键
重合
H2、N2、O2
异核双原子分子
不重合
CO、HF、HCl
异核多原子分子
分子中各键的向量和为零
CO2、BF3、CH4
分子中各键的向量和不为零
H2O、NH3、CH3Cl
③.相似相溶原理:
极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）.
4.分子的空间立体结构（记住）
常见分子的类型与形状比较
分子类型
分子形状
键的极性
分子极性
代表物
A
球形
非极性
He、Ne
A2
直线形
H2、O2
AB
极性
HCl、NO
ABA
180°
CO2、CS2
V形
≠180°
H2O、SO2
A4
正四面体形
60°
P4
AB3
平面三角形
120°
BF3、SO3
三角锥形
≠120°
NH3、NCl3
AB4
109°
28′
CH4、CCl4
AB3C
四面体形
≠109°
CH3Cl、CHCl3
AB2C2
CH2Cl2
直线
三角形
四面体
三角锥
V形H2O
5.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.
（1）.原子晶体：
所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体.
（2）.典型的原子晶体有金刚石（C）、晶体硅（Si）、二氧化硅（SiO２）.
金刚石是正四面体的空间网状结构，最小的碳环中有6个碳原子，每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键；
晶体硅的结构与金刚石相似；
二氧化硅晶体是空间网状结构，最小的环中有6个硅原子和6个氧原子，每个硅原子与4个氧原子成键，每个氧原子与2个硅原子成键.
（3）.共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断：
原子半径越小，形成共价键的键长越短，共价键的键能越大，其晶体熔沸点越高.如熔点：
金刚石>
碳化硅>
晶体硅.
6.理解金属键的含义，能用金属键的自由电子理论解释金属的一些物理性质.知道金属晶体的基本堆积方式，了解常见金属晶体的晶胞结构（晶体内部空隙的识别、与晶胞的边长等晶体结构参数相关的计算不作要求）.
（1）.金属键:
金属离子和自由电子之间强烈的相互作用.
请运用自由电子理论解释金属晶体的导电性、导热性和延展性.
晶体中的微粒
导电性
导热性
延展性
金属离子和自由电子
自由电子在外加电场的作用下发生定向移动
自由电子与金属离子碰撞传递热量
晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用
（2）.①.金属晶体:
通过金属键作用形成的晶体.
②.金属键的强弱和金属晶体熔沸点的变化规律:
阳离子所带电荷越多、半径越小，金属键越强，熔沸点越高.如熔点：
Na<
Mg<
Al,Li>
Na>
K>
Rb>
Cs．金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量.
7.了解简单配合物的成键情况（配合物的空间构型和中心原子的杂化类型不作要求）.
表示
条件
共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。
AB
电子对给予体电子对接受体
其中一个原子必须提供孤对电子，另一原子必须能接受孤对电子的轨道。
（1）.配位键：
一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键.即成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的共价键.
（2）.①.配合物：
由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子（或离子）以配位键形成的化合物称配合物,又称络合物.
②.形成条件：
a.中心原子（或离子）必须存在空轨道.b.配位体具有提供孤电子对的原子.
③.配合物的组成.
④.配合物的性质：
配合物具有一定的稳定性.配合物中配位键越强，配合物越稳定.当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关.
三.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.
分子间作用力：
把分子聚集在一起的作用力.分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键.
范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性.
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.
（1）.分子晶体:
分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体.典型的有冰、干冰.
（2）.分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断：
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，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高.但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高.
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）.
NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点反常地高.
影响物质的性质方面：
增大溶沸点，增大溶解性
表示方法：
X—H……Y（NOF）一般都是氢化物中存在
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.
晶体类型
原子晶体
分子晶体
金属晶体
离子晶体
粒子
原子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
粒子间作用（力）
共价键
分子间作用力
复杂的静电作用
离子键
熔沸点
很高
很低
一般较高，少部分低
较高
硬度
很硬
一般较软
一般较硬，少部分软
较硬
溶解性
难溶解
相似相溶
难溶（Na等与水反应）
易溶于极性溶剂
导电情况
不导电
（除硅）
一般不导电
良导体
固体不导电，熔
化或溶于水后导电
实例
金刚石、水晶、碳化硅等
干冰、冰、纯硫酸、H2（S）
Na、Mg、Al等
NaCl、CaCO3
NaOH等
四、几种比较
1、离子键、共价键和金属键的比较
化学键类型
金属键
阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对所形成的化学键
金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键
成键微粒
阴阳离子
金属阳离子和自由电子
成键性质
静电作用
共用电子对
电性作用
形成条件
活泼金属与活泼的非金属元素
非金属与非金属元素
金属内部
NaCl、MgO
HCl、H2SO4
Fe、Mg
2、非极性键和极性键的比较
同种元素原子形成的共价键
不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移
原子吸引电子能力
相同
不同
不偏向任何一方
偏向吸引电子能力强的原子
成键原子电性
电中性
显电性
由同种非金属元素组成
由不同种非金属元素组成
3．物质溶沸点的比较（重点）
（1）不同类晶体：
一般情况下，原子晶体>
离子晶体>
（2）同种类型晶体：
构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。
①离子晶体：
离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。
②分子晶体：
对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。
③原子晶体：
键长越小、键能越大，则熔沸点越高。
（3）常温常压下状态
①熔点：
固态物质>
液态物质
②沸点：
液态物质>
气态物质
二、典型例题
例1．下列电子排布图中，能正确表示该元素原子的最低能量状态的是（）
【解析】A、B两项违背洪特规则，C项违背能量最低原则，D项正确。
【答案】D
例2．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是（）
A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
【解析】本题考查的是核外电子排布的知识。
A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；
B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；
C项均为ⅣA元素，同主族元素，化学性质一定相似；
D项最外层只有1个电子的第ⅠA族元素可以，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故性质不一定相似。
【答案】C
【例3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（）
A．1s22s22p63s13p3B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s1D．1s22s22p63s23p63d104s24p1
解析与评价：
ABC均不符合能量最低原理，选D
答案：
D
例3．下列叙述正确的是（ ）
A．P4和NO2都是共价化合物
B．CCl4和NH3都是以极性键结合的极性分子
C．在CaO和SiO2晶体中，都不存在单个小分子
[答案]C
[解析]P4和NO2分子中都含有共价键，但P4是单质，故选项A错误。
CCl4空间构型为正四面体形，结构对称，是含有极性键的非极性分子，故选项B错误。
原子晶体、离子晶体和金属晶体中不存在小分子，只有分子晶体中才存在小分子，故选项C正确。
甲烷分子是空间构型为正四面体形的非极性分子，故选项D错误。
本题正确答案为C。
例4．下列现象与氢键有关的是（ ）
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低
⑥水分子在较高温度下也很稳定
A．①②③④⑤⑥B．①②③④⑤
C．①②③④D．①②③
[答案]B
[解析]氢键存在于电负性较大的N、O、F原子与另外的N、O、F等电负性较大的原子之间，而水的稳定性与分子内的O—H共价键的强度有关。
例5．下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是（ ）
[解析]氢键的形成有的是分子内，有的是分子间。
例6．下列过程中，共价键被破坏的是（ ）
A．碘升华B．溴蒸气被木炭吸附
C．酒精溶于水D．氯化氢气体溶于水
[答案]D
[解析]HCl溶于水电离成H＋和Cl－，破坏了共价键。
【例7】有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述.
元素
结构、性质等信息
是短周期中（除稀有气体外）原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
（1）A原子的核外电子排布式________________________．
（2）B元素在周期表中的位置__________________________；
离子半径：
B________A（填“大于”或“小于”）．
（3）C原子的电子排布图是________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形．
（4）D原子的电子排布式为____________________，D－的结构示意图是________．
（5）B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为______________________，与D的氢化物的水化物反应的化学方程式为________________________．
【解析】根据题中信息可推出：
A为Na，B为Al，C为N，D为Cl.
（1）Na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1.
（2）B为Al，其在元素周期表中的位置为第3周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r（Al3＋）<
r（Na＋）．
（3）C为N，其电子排布图为
，其中有3个未成对电子，能量最高的为p轨道上的电子，其轨道呈纺锤形．
（4）D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排
布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为
（5）本题考查Al（OH）3分别与NaOH、盐酸反应的方程式．
Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al（OH）3＋3HCl===AlCl3＋3H2O.
【答案】
（1）1s22s22p63s1
（2）第3周期第ⅢA族 小于
（3）
（4）1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
（5）NaOH＋Al（OH）3===NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al（OH）3===AlCl3＋3H2O
【例8】在元素周期表中，一稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s24p6，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子的最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，B、D两元素原子的次外层电子数为18，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高。
（1）B元素在周期表中的位置________________，B元素原子的价层电子排布为________。
（2）E的气态氢化物在同族元素中沸点最高的原因是________________________________。
（3）A、C两元素第一电离能________＞_____。
（填元素符号）
（4）D元素原子的结构示意图为______________。
（5）A、E所形成化合物的电子式为_______________________________。
【解析】据稀有气体的最外层电子构型，知其为第4周期，则A、B、C、D均为第4周期元素。
D元素最外层电子数为7，则D为Br；
A、C两元素原子的次外层电子数均为8，最外层电子数分别为2、1，则A为Ca，C为K；
B元素原子的次外层电子数为18，最外层电子数为2，则B为Zn；
E、D两元素处于同族，为ⅦA族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高，可知E为F（HF分子间存在氢键）。
三、课时作业
1、（2012·
上海高考·
6）元素周期表中铋元素的数据见右图，下列说法正确的是
A．Bi元素的质量数是209
B．Bi元素的相对原子质量是209.0
C．Bi原子6p亚层有一个未成对电子
D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子
B【解析】本题考查原子结构，意在考查考生对元素周期表知识记忆的再现。
由元素周期表中元素方格中各种符号、数字的意义可知Bi的质子数为83，因不知中子数，无法确定其质量数，A项错误；
Bi的相对原子质量为209.0,B项正确；
6p亚层有3个未成对电子，C项错误；
最外层5个电子分别在s、P层，能量不同，D项错误。
2、（2012·
福建高考·
30）（13分）[化学-物质结构与性质]13分
（1）元素的第一电离能：
AlSi（填“>
”或：
“<
”）
（2）基态Mn2+的核外电子排布式为。
（3）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是。
（4）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm—（含B、O、H三种元素）的球棍模型如右下图所示：
①在Xm—中，硼原子轨道的杂化类型有；
配位键存在于原子之间（填原子的数字标号）；
m=（填数字）。
②硼砂晶体由Na+、Xm—和H2O构成，它们之间存在的作用力有（填序号）。
A．离子键B.共价键C.金属键
D.范德华力E.氢键
【解题指南】解答本题要明确如下三点：
（1）电离能是衡量原子或离子失电子能力的标度，越容易失电子，第一电离能越大。
（2）分子晶体的沸点是由范德华力、氢键和分子极性等因素决定的。
（3）根据球棍模型和元素的成键数目
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