c.半满结构、全满结构、全空结构为稳定结构
5)
三种化学用语:
能级图
原子结构示意图
核电荷数该电子层上含有的电子数
电子排布式
1s22s22p63s23p3
电子亚层该电子亚层上含有的电子数
轨道排布式
电子亚层该轨道中电子的自旋方向,须满足泡利不相容原理和洪特规则
该电子亚层上的轨道,有几个轨道画几个框
6)描述核外电子状态的题型:
①描述核外电子运动状态有几个方面?
答:
四个,分别是电子层、电子亚层、轨道和电子的自旋。
②原子核外有几种不同运动状态的电子?
答:
数电子,有几个电子就有几种不同的运动状态
③原子核外有几种能量的电子?
答:
数亚层,有几个亚层就有几种不同的能量
④原子核外s电子数与p电子数的关系?
答:
s电子数大于/等于/小于p电子数
⑤占有轨道数?
答:
数方格,有几个方格就占有几个轨道
⑥原子核外的电子有几种不同的伸展方向?
答:
s*1+p*3+d*5+……(未占有轨道的电子不能算伸展方向)
⑦原子核外有几种不同的电子云形状?
答:
数字母,有几个不同的字母就有几种不同的电子云形状
举例:
C原子核外轨道式:
则C原子核外有6种运动状态不同的电子;有3种不同能量的电子;有s电子4个,p电子2个;核外的电子占有4个轨道;核外有成对电子2对,未成对电子2个;核外的电子有3种不同的伸展方向;核外有2种不同的电子云形状。
注意:
做题时需看清:
①是离子还是原子
②是核外还是最外层
相对原子质量
1)原子的相对原子质量:
设原子的质量为ag,1个12C原子的质量为bg,则该原子相对12C实际质量的1/12的倍数,就是原子的相对原子质量。
b
M=a
1
12
2)原子的摩尔质量:
1mol该原子的质量。
设原子的质量为ag,则摩尔质量为aNAg/mol。
摩尔质量在数值上与相对原子质量相等,但摩尔质量必须带单位。
3)元素的平均相对原子质量
①在天然存在的某元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子百分率一般不变。
②丰度:
某种同位素的原子百分率=此同位素的原子个数/该元素所有同位素原子个数总和,原子百分率又称为丰度。
③元素的平均相对原子质量等于此元素的各种同位素原子的相对原子质量与其对应原子个数百分数(丰度)的乘积之和。
M=M1a%+M2b%+M3c%++Mnn%
4)元素的近似相对原子质量
元素的近似相对原子质量等于此元素的各种同位素质量数与其对应原子个数百分数(丰度)的乘积之和。
M=A1a%+A2b%+A3c%++Ann%
化学键
化学键:
相邻两个或多个原子间相互强烈的作用,分为离子键、共价键和金属键。
【离子键】
1)离子键:
由阴阳离子通过静电作用所形成的化学键。
①实质:
静电作用,包含引力和斥力。
②形成离子键的条件:
活泼的金属和活泼的非金属化合时易形成离子键。
③形成离子键的微粒:
阴、阳离子
2)离子化合物:
由离子键所形成的化合物(可能含有共价键)。
3)常见的离子化合物:
金属氧化物、大多数碱、大多数盐
4)离子晶体:
离子化合物的晶体。
离子晶体熔化时破坏离子键。
5)离子化合物的特点:
a.熔沸点较高、硬度较大。
b.熔融状态下都能导电(依靠自由移动的离子导电)
6)如何用实验方法判定某化合物是离子化合物:
做熔融导电实验(固态不导电熔融导电)
7)离子化合物的熔沸点判定:
一般情况下,阴阳离子半径越小,离子化合物熔沸点越高
8)用电子式来表示离子键形成的过程:
9)掌握简单离子化合物的电子式:
NaCl、MgO、NaH;CaCl2,MgBr2;Na2S,K2O
【金属键】
1)金属键:
金属阳离子和自由移动的电子之间强烈的作用所形成的化学键。
①形成金属键的微粒:
金属阳离子和自由电子
②含有金属键的物质:
金属、合金
2)金属晶体:
金属键形成的晶体,固态和熔融都能够导电
【共价键】
1)共价键:
原子间通过共用电子对所形成的化学键
①实质:
原子间通过共用电子对的作用。
②形成共价键的条件:
非金属与非金属形成单质或化合物时易形成共价键。
③形成共价键的微粒:
原子
④含有共价键的常见物质:
非金属单质、非金属氧化物、非金属氢化物、酸和AlCl3。
2)共价分子:
只含有共价键的分子。
H2、H2O、NH3和CH4等都是共价分子
3)共价化合物:
只含共价键的化合物
4)共价化合物的特点:
固体和熔融状态下都不能导电。
5)共价键的分类:
①极性键:
共用电子对偏向于成键原子的一方
②非极性键:
共用电子对不偏向于成键原子任何一方
6)键参数:
①键能:
断开1mol化学键所吸收的能量,键能越小,键越容易断裂。
②键长:
化学键中,两原子间的核间距,键长越短,键能越大。
③键角:
键与键之间的夹角。
7)8电子结构:
CO2、Cl2等;多电子结构:
XeF2、PCl5等;缺电子结构:
BF3、AlCl3等
8)只含共价键的物质的电子式:
Cl2、O2、N2、H2O、NH3、CH4、CO2、H2O2、CCl4、HClO
9)结构式:
用一根短线表示一个共用电子对,其余电子一律省去。
10)掌握一些复杂离子化合物的电子式:
NaOH、Na2O2、NH4Cl
【范德华力和氢键】
1)
分子间作用力(只针对分子晶体):
分子与分子之间微弱的作用,也称范德华力。
一般情况下:
对于分子晶体,式量越大,范德华力越大,熔沸点越高
2)氢键(不是化学键):
由强极性键引起的特殊的分子内或分子间的作用,只有H----N键、HO
物质
沸点
HF
19℃
H2O
100℃
NH3
-33℃
含有氢键的物质沸点会显著增高
键和HF键三种。
晶体结构
1)物质存在的状态:
气态、液态和固态。
其中,固态又可以分为晶体和非晶体。
具有规则几何外形和固定熔点的固体叫作晶体。
混合物和非晶体无固定熔、沸点。
玻璃属于非晶体。
2)四大晶体的分类
化学键
化学键类别
形成的晶体
代表物质
离子键
离子晶体
金属氧化物、大多数碱、大多数盐
共价键
原子晶体
金刚石、单晶硅、SiO2、SiC、AlN、Si3N4
分子晶体
非金属单质、非金属氧化物、非金属氢化物
酸、AlCl3、NH3·H2O
金属键
金属晶体
金属、合金
3)四大晶体特点
构成微粒
作用力
特点
离子晶体
阴阳离子
离子键(可能含有共价键)
硬度大、熔沸点高
原子晶体
原子
共价键
硬度很大,熔沸点很高
金属晶体
金属阳离子
和自由电子
金属键
固体熔融都导电
熔沸点不确定
分子晶体
分子
分子间作用力与分子内共价键
固体熔融都不导电
熔沸点低
注:
稀有气体单质属于分子晶体,但只含范德华力(即分子间作用力)
4)物质熔沸点的判定:
①先看晶体类型:
原子晶体>离子晶体>分子晶体
②若晶体类型相同,再比较:
离子晶体:
一般情况下,离子所带电荷越多,半径越小,熔沸点越高分子晶体:
①先看氢键,有氢键>无氢键
②若都无氢键,看式量,式量越大,范德华力越大,熔沸点越高原子晶体:
金刚石>SiC>SiO2>Si
5)极性、非极性分子判定依据:
空间结构是否对称,对称为非极性分子;不对称为极性分子
6)非极性分子的空间构型
构型
键角
代表物质
特殊
正四面体
109°28′
CH4、CCl4
P4(键角60°)
平面形
120°
C2H4、BF3
*SO3(键角120°)
直线形
180°
C2H2、CO2、CS2
7)极性分子的空间构型
物质
构型
物质
构型
H2O
折线形
NH3
三角锥形
H2S
折线形
8)各类晶体比较:
(如下页的表)
①
②
③
④
离子晶体
构成微粒:
阴阳离子固态不导电、熔融导电
物质:
大多数碱、大多数盐、金属氧化物熔化、溶于水破坏离子键
NaCl晶体结构
①
②
③
④
⑤
分子晶体
构成微粒:
分子
固态、熔融都不导电
物质:
非金属单质及其氧化物和氢化物、酸、AlCl3、NH3·H2O熔化、升华破坏范德华力,有氢键破坏氢键
溶于水一定破坏范德华力,有氢键破坏氢键,可能破坏共价键
干冰晶体结构
①
②
③
④
原子晶体
构成微粒:
原子
固态、熔融都不导电
金刚石、单晶硅、SiO2、SiC、Si3N4、AlN、BN熔化破坏共价键
金刚石结构
①
②
③
金属晶体构成微粒:
金属阳离子和自由电子
固态、熔融都导电金属、一些合金
金属铜
①
②
③
混合晶体:
石墨
每层内部原子以共价键结合,层间为范德华力,层间有自由电子层内共价键导致石墨熔点很高,层间作用较弱导致石墨的硬度很低层间的电子可自由移动导致石墨能导电
石墨的晶体结构
电解质和电离方程式
【电解质和非电解质】
1)电解质:
在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
常见:
离子晶体、部分分子晶体(酸及个别非金属氢化物,如H2O等)
2)非电解质:
在水溶液中和熔融状态下不能导电的化合物。
常见:
一些分子晶体、一些有机物(如葡萄糖、乙醇等)
【电离方程式】
1)完全电离:
化学式→离子式
例:
HNO3
−→H++NO-
2)
3
不完全电离:
NH3
⋅
H2O
NH++OH-
CH3COOH
CHCOO-+H+
4
3
H2CO3
H++HCO-
HCO-
H++CO2-
Fe(OH)3
Fe3++3OH-
3)
3
3
3
完全电离的物质:
强酸、强碱、大多数盐
不完全电离的物质:
弱酸、弱碱、H2O、Pb(Ac)2书写时要写可逆号;弱酸要分步电离
【强电解质和弱电解质】
1)强电解质:
在水溶液中完全电离出离子的电解质。
常见:
强酸、强碱、大多数盐
2)弱电解质:
在水溶液中不完全电离的电解质。
常见:
弱酸、弱碱、H2O、Pb(Ac)2
【离子方程式】
1)离子反应实质:
离子反应总是向着离子浓度减小的方向进行。
2)书写规则:
①五不拆:
单质、氧化物、沉淀、气体、弱电解质②保证电荷守恒
3)书写步骤:
一写、二拆、三删、四改、五查。
先查电荷守恒,再查原子守恒。
例:
CaCO3与盐酸反应:
步骤一:
步骤二:
步骤三:
步骤四:
CaCO3+2HCl−−→CaCl2+CO2↑+H2O
322
322
322
CaCO+2H++2Cl-−−→Ca2++2Cl-+CO↑+HOCaCO+2H++2Cl-−−→Ca2++2Cl-+CO↑+HOCaCO+2H+−−→Ca2++CO↑+HO
步骤五:
前后电荷均为+2;原子均守恒。
4)注意事项:
①写离子方程式时,注意是否遵循客观事实。
②微溶物的处理:
Ca(OH)2
澄清石灰水→拆
石灰乳、石灰浆、悬浊液→不拆
CaSO4、Ag2SO4
不拆
③固体之间的反应不写离子方程式;有浓硫酸参与的反应浓硫酸不拆。
【物质的量浓度】
物质的量浓度和气体摩尔体积
n
1)定义:
单位体积的溶液所含有的溶质的物质的量,单位mol/L。
公式:
cB
=B
V
2)有关物质的量浓度的计算:
①浓溶液配制稀溶液:
n=C浓⋅V浓=C稀⋅V稀
②相同溶质不同溶液之间的混合:
n总=C3⋅V3=C1⋅V1+C2⋅V2
【气体摩尔体积】
③物质的量浓度与质量分数之间的换算:
CB
=nB=1000ρωVM
1)决定物质体积大小的因素:
微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。
注:
固体(s)和液体(l)的体积主要受微粒的数目、大小决定,忽略微粒间的距离。
气体(g)的体积主要受微粒数目和微粒间距离决定,忽略微粒的大小。
2)气体摩尔体积定义:
一定条件下,单位物质的量的气体所占的体积,用Vm表示,单位L/mol
3)标准状况下的气体摩尔体积:
①定义:
在0℃、1.01×105Pa的条件下,1mol任何气体的体积约为22.4L,即Vm=22.4L/mol
②注意事项:
a.运用时,物质一定要是气体。
b.标准状况是指0℃、1.01×105Pa下,简称S.T.P
c.任何气体可以指单一气体,也可以指混合气体。
d.公式:
n=V
Vm
=V
22.4L/mol
【阿佛加德罗定律】
阿佛加德罗定律:
同温同压的条件下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
阿佛加德罗定律及拓展
T.P.一定,n1=V1
n2V2
T.V.一定,n1=P1
n2P2
T.P.一定,D=ρ1=M1
ρ2M2
气体密度的计算
S.T.P.下,ρ=M
22.4
(非标况下,ρ=M)
相对密度:
D=ρ1=M1
ρ2M2
Vm
混合气体平均相对
M=m总M=D⋅MD=M1
n1M
总2
设气体A、B的物质的量分数分别
为a%、b%,则
分子质量的求算
S.T.P下,M=ρ混⋅22.4
M=a%⋅MA+b%⋅MB
氯气
【氯气的性质】
1)物理性质:
黄绿色、有强烈刺激性气味的有毒气体;ρ>ρ空气;易液化,液化后为液氯;1:
2溶于水
2)与金属反应
与金属反应
方程式
现象
与钠反应
2Na+Cl2
2NaCl
发光、放热、生成白烟
与铁反应
2Fe+3Cl2
2FeCl3
生成棕褐色的烟;放热
与铜反应
Cu+Cl2
CuCl2
生成棕黄色的烟;放热
3)与非金属反应
与非金属反应
方程式
现象
与氢气反应
H2+Cl2
2HCl
安静燃烧,苍白色火焰,形成白雾
H2+Cl2
2HCl
爆炸
与磷反应
2P+3Cl2
2PCl3
2P+5Cl2
2PCl5
生成白色烟雾
4)与水反应
①方程式:
Cl2+H2OHClO+HCl
②HClO:
i.一元弱酸(写离子方程式时不拆);电离方程式:
HClOH++ClO—
ii.HClO有强氧化性、漂白性;Cl2有氧化性,无漂白性
iii.不稳定,见光分解;方程式:
2HClO
2HCl+O2↑
③氯水要现用现配,并保存在棕色瓶中。
液氯
氯水
分类
纯净物
混合物
新制
久置
成分
只有Cl2分子
Cl2、HClO、H2O
H+、OH—、Cl—、ClO—
H2O、H+、OH—、Cl—
性质
有氧化性,无酸性和漂白性
有酸性,强氧化性,能漂白,
消毒,光照时HClO分解
只有酸性(就是盐酸溶液)
5)与碱反应
①与NaOH反应:
Cl2+2NaOH−−→NaCl+NaClO+H2O(可用于实验室Cl2的尾气吸收)
②2Cl2+2Ca(OH)2−−→CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业制漂白粉:
把Cl2通入石灰乳/石灰浆)漂白粉增强漂白性:
Ca(ClO)2+2CO2+2H2O−−→Ca(HCO3)2+2HClO
漂白粉失效的原因:
Ca(ClO)2+2CO2+2H2O−−→Ca(HCO3)2+2HClO2HClO−光−照−→2HCl+O2↑
漂白粉主要成分:
CaCl2、Ca(ClO)2漂白粉有效成分:
Ca(ClO)2
6)与盐反应:
与盐反应
方程式
备注
与氯化亚铁反应
Cl2+2FeCl2−−→2FeCl3
溶液由浅绿色变成棕黄色
与溴化钠反应
Cl2+2NaBr−−→2NaCl+Br2
卤素之间的置换反应
与碘化钾反应
Cl2+2KI−−→2KCl+I2
可用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2
7)氯气的保存:
(液氯)保存在干燥的钢瓶里
【粗盐提纯与电解饱和食盐水】
1)粗盐成分:
NaCl(混有少量泥沙、CaCl2、MgCl2、MgSO4等杂质)
2)粗盐提纯方法:
①提纯的过程:
溶解→除杂→过滤→结晶
②可溶性杂质的除杂步骤:
Na2CO3要在BaCl2之后加,NaOH加入顺序任意,三种试剂加完,过滤后,再加入稀盐酸
③玻璃棒用途:
溶解时(搅拌,加速溶解);过滤时(引流);蒸发时(搅拌,防止液体飞溅)
3)电解饱和食盐水方程式:
2NaCl+2H2O−通−电−→
4)电极反应:
2NaOH+H2↑+Cl2↑
电极
电极反应
产物
阳极
2Cl-—2e→Cl2↑
Cl2
阴极
2H++2e→H2↑
(2H2O+2e→H2↑+2OH-)
H2、NaOH
3)产物:
产物
检验方法
用途
H2
做爆鸣实验
化工原料、水煤气成分
NaOH
在阴极附近滴加酚酞,变红
化工原料
Cl2
湿润的淀粉KI试纸变蓝
杀菌消毒
【氯气的实验室制法】
1)原料:
MnO2(软锰矿的主要成分)、浓盐酸(二氧化锰不与稀酸反应)
2)原理:
MnO2+4HCl(浓)−−∆→MnCl2+Cl2↑+2H2O
3)发生装置:
固液加热装置
注:
气密性检查方法:
①用手捂热烧瓶看气泡②密封后打开分液漏斗看液面是否变化
4)净化装置:
饱和食盐水(除HCl)+浓硫酸(除水蒸气)
5)收集装置:
密封的向上排空气法;(或排饱和食盐水法)
6)尾气吸收装置:
强碱溶液(常用NaOH)
7)氯气检验:
黄绿色充满集气瓶;集