高中化学专题复习物质的结构和性质.docx

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高中化学专题复习物质的结构和性质

物质的结构和性质

[考纲要求]　1.原子结构与元素的性质：

（1）了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子、价电子的排布，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。

2.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）了解共价键的形成，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，了解金属晶体的常见堆积方式；（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。

3.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；（4）能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算；（5）了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。

考点一　基态原子的核外电子排布

1．排布规律

（1）能量最低原理：

基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：

1s22s22p63s23p63d104s24p2。

（2）泡利原理：

每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子。

（3）洪特规则：

原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。

2．表示方法

（1）电子排布式

按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。

如：

Cu：

1s22s22p63s23p63d104s1

（2）简化电子排布式

“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。

如：

Cu：

[Ar]3d104s1

（3）电子排布图

用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。

如S：

1．[2015·江苏，21（A）－

（1）节选]Cr3＋基态核外电子排布式为____________________。

答案　1s22s22p63s23p63d3（或[Ar]3d3）

2．[2015·福建理综，31（3）①]基态Ni原子的电子排布式为____________________，该元素位于元素周期表的第________族。

答案　1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ

3．[2015·全国卷Ⅰ，37

（1）]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。

在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。

答案　电子云　2

4．[2015·安徽理综，25

（1）

（2）]

（1）Si位于元素周期表第________周期第________族。

（2）N的基态原子核外电子排布式为______________；Cu的基态原子最外层有________个电子。

答案　

（1）三　ⅣA族

（2）1s22s22p3　1

5．[2015·浙江自选模块，15

（1）]Cu2＋的电子排布式是____________________。

答案　1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

解析　Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去2个电子生成Cu2＋，Cu2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。

6．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37

（2）]基态Fe原子有________________________个未成对电子。

Fe3＋的电子排布式为________________。

可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。

答案　4　1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5　血红色

解析　基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，其中3d轨道有4个轨道未充满，含有4个未成对电子。

Fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3＋，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。

检验Fe3＋时，Fe3＋与SCN－形成配合物而使溶液显血红色。

7．[2014·江苏，21（A）－

（1）]Cu＋基态核外电子排布式为

________________________________________________________________________。

答案　[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10

解析　Cu的原子序数为29，根据洪特规则特例：

能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d10）、半充满（如p3和d5）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定，因此Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。

8．[2014·安徽理综，25

（1）]Na位于元素周期表第____周期第____族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为______________________________

__________________________________________。

答案　三　ⅠA　2　1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2

解析　Na元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，则Na位于元素周期表中第三周期第ⅠA族。

S元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其中3p轨道有两个未成对电子。

Si元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。

9．[2014·四川理综，8

（1）]XY2是红棕色气体，Y基态原子的电子排布式是________________________________。

答案　1s22s22p4或[Ne]2s22p4

10．[2014·福建理综，31

（1）]基态硼原子的电子排布式为

________________________________________________________________________。

答案　1s22s22p1或[Ne]2s22p1

解析　B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。

11．[2014·浙江自选模块，15

（1）节选]31Ga基态原子的核外电子排布式是____________________。

答案　1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1

反思归纳

“两原理，一规则”的正确理解

1．原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。

易误警示　在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

2．同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。

如np3、np6

Cr：

3d54s1　Mn：

3d54s2　Cu：

3d104s1　Zn：

3d104s2

考点二　元素的电离能和电负性

1．元素的电离能

第一电离能：

气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。

常用符号I1表示，单位为kJ·mol－1。

（1）原子核外电子排布的周期性

随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：

每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。

（2）元素第一电离能的周期性变化

随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：

同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；

同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。

说明　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。

同能级的轨道为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。

如Be、N、Mg、P。

（3）元素电离能的应用

①判断元素金属性的强弱

电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。

②判断元素的化合价

如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1价。

2．元素的电负性

（1）元素电负性的周期性变化

元素的电负性：

不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。

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。

（2）

1．[2015·福建理综，31

（1）]CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________________________________________________________________。

答案　H、C、O

2．[2014·新课标全国卷Ⅱ，37

（1）改编]在N、O、S中第一电离能最大的是________。

答案　N

3．[2014·四川理综，8

（1）]已知Z基态原子的M层与K层电子数相等，则Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。

答案　Cl

解析　第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为Cl。

4．[2013·新课标全国卷Ⅱ，37

（2）]前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

四种元素中第一电离能最小的是__________，电负性最大的是__________（填元素符号）。

答案　K　F

5．[2013·山东理综，32（3）]第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种。

答案　3

6．[2013·安徽理综，25

（1）

（2）改编]已知Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，W的一种核素的质量数为28，中子数为14。

则：

（1）W位于元素周期表第______周期第______族。

（2）Z的第一电离能比W的________（填“大”或“小”）。

答案　

（1）三　ⅣA　

（2）小

7．[2013·山东理综，32

（1）]下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是________。

答案　a

8．[2013·福建理综，31

（1）]依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

答案　

考点三　两大理论与分子构型

1．分子构型与杂化轨道理论

杂化轨道的要点

当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。

杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。

杂化

类型

杂化轨道数目

杂化轨道夹角

空间构型

实例

sp

2

180°

直线形

BeCl2

sp2

3

120°

平面三角形

BF3

sp3

4

109°28′

正四面体形

CH4

2.分子构型与价层电子对互斥模型

价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包