高考化学第二轮复习精品学案17 物质结构与性质.docx

1、高考化学第二轮复习精品学案17 物质结构与性质学案17物质结构与性质最新考纲展示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136号元素的原子及简单离子的基态核外电子排布。(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。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；

2、(3)了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质；(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；(5)能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型；(6)了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用；(7)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；(8)能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质；(9)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特征；(10)了解简单配合物的成键情况。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

3、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；(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。一、原子结构与性质1 原子序数为24的元素原子的基态原子(1)核外电子排布式为_，价电子排布式是_。(2)有_个电子层，_个能级；有_个未成对电子。(3)在周期表中的位置是第_周期第_族。2 试用“”、“OCSi(2)ONCSi(3)ONCSi二、分子结构与性质分析下列化学式，选出划线元素符合要求的物质：AC2H2BH2OCBeCl2DCH4EC2H4FN2H4(1)既有键，又有键的是_

4、。(2)sp3杂化的是_；sp2杂化的是_；sp杂化的是_。(3)分子构型为正四面体的是_，为“V”形的是_，为直线形的是_。(4)分子间能形成氢键的物质是_，能作配体形成配位键的是_。(5)含有极性键的非极性分子是_。答案(1)AE(2)BDFEAC(3)DBAC(4)BFBF(5)ACDE三、晶体结构与性质1 如图为NaCl晶胞示意图，边长为a cm，在1 mol的晶胞中，(1)含有_个Na，1个Na周围与其距离最近并且距离相等的Cl有_个，形成_构型。(2)NaCl的密度为_。答案(1)4NA6正八面体(2)gcm32 用“”、“(2)(3)(4)(6)题型1核外电子排布与元素性质真题回

5、顾1 (1)2013新课标全国卷，37(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。(2)(2013新课标全国卷，37改编)Ni2的价层电子排布图为_。F、K、Fe、Ni四种元素中的第一电离能最小的是_，电负性最大的是_。(填元素符号)(3)2012新课标全国卷，37(3)Se原子序数为_，其核外M层电子的排布式为_。(4)2012江苏，21(1)Mn2基态的电子排布式可表示为_。答案(1)M94(2)KF(3)343s23p63d10(4)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)规律方法1 基态原子的核外电子排布(1)排布规律能量最低原

6、理：原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。泡利原理：每个原子轨道上最多容纳2个自旋状态不同的电子。洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。洪特规则特例：能量相同的轨道处于全充满、半充满或全空的状态时原子是比较稳定的。如(2)表示形式电子排布式：用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数。如K：1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1。电子排布图：每个小框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如碳原子。2 元素第一电离能的周期性变化(1)同一周期，随着原子序数的增

7、加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小。(2)同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。(3)第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。对点集训1 按要求填空：(1)第26号元素原子的核外电子排布式是_，它位于第_周期第_族，其化学符号是_，有_个成单电子。(2)第三周期中，3p轨道半充满的元素是_，3s轨道半充满的元素是_，3s电子数与3p

8、电子数相同的元素是_，3p电子数为2s电子数2倍的元素是_，电负性最大的元素是_，第一电离能最大的元素是_。(填元素符号)答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2四Fe4(2)PNaSiSClAr2 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能级为半充满，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

9、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_。答案(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)解析(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，则其价电子构型为2s22p3，元素符号为N；(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，则B为Cl元素，C元素的正一价离子的电子层结构与氩相同，则C为K元素；(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，元素符号是Fe，基态原子的电

10、子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；(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即价电子构型为3d104s1，所以它的元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。题型2分子的空间构型与杂化方式真题回顾2 (1)2013山东理综，32(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有_种。答案(1)sp2杂化sp3杂化3解析杂化轨道用于形成键和容纳孤对电子。BCl3分子中B原子形成3个键，无孤对电子，则B原子采取sp2杂化。NCl3中N原子形成3个键，且有1对孤对电

11、子，则N原子采取sp3杂化。Be、B、N、O原子的最外层电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p3、2s22p4，Be原子的2s轨道处于全充满的稳定状态，故其第一电离能大于B；N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于O，因此元素的第一电离能介于B和N元素之间的第二周期的元素有Be、C、O 3种。(2)(2013海南，19改编)H2O分子空间构型是_，其杂化形式为_。化合物COCl2中心原子的杂化轨道类型为_。答案V形(或角形)sp3杂化sp2杂化(3)2013江苏，21A(4)(5)SO的空间构型为_(用文字描述)。写出一种与SO互为等电子体的分子的化学式：_。Zn的氯

12、化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2，1 mol该配合物中含有键的数目为_。答案正四面体CCl4或SiCl4166.021023个解析SO中由于硫原子是sp3杂化类型，所以为空间正四面体构型。与SO互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SOSiF4SiCl4CCl4等。Zn(NH3)42中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个键，加上4个NH3的12个键，共16个键。(4)2012福建理综，30(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)的球棍模型如下图所示：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_

13、(填数字)。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氢键答案sp2、sp34,5(或5,4)2ADE解析由球棍模型可以看出，大黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化，4号 B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号O原子外的三个O原子形成键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤对电子而形成配位键；由图示可以看出该结构可以表示为B4H4O9m，其中B为3价，O为2价，H为1价，可知m2。在晶体中Na与Xm之间为离子键，H2O分子间存在范德华力，而该阴离子能

14、与水分子形成氢键。规律方法1 共价键(1)分类共价键配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤对电子，另一方(B)具有能够接受孤对电子的空轨道，可表示为AB。(2)描述共价键的参数：键参数2 用价层电子对互斥理论判断分子空间构型(1)价层电子对互斥模型说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，不包括孤对电子。当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数电子对空间构型分子或离子的立体构型名称CO202直线形直线形SO213平面三角形V形H2O24正四面体形V形BF3

15、03平面三角形平面三角形CH404正四面体形正四面体形NH04正四面体形正四面体形NH314正四面体形三角锥形(2)运用价层电子对互斥模型可预测分子或离子的立体结构，但要注意判断其价层电子对数，对ABm型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为n注意：氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子，作为配位原子B时不提供价电子；若为分子，电荷数为0；若为阳离子，则减去电荷数，如NH，n4；若为阴离子，则加上电荷数，如SO，n4。3 判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法(1)看中心原子有没有形成双键或三键，如果有1个三键，则其中有2个键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其

16、中有1个键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。(2)由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤对电子占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有一对孤对电子，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。得分技巧熟记常见杂化轨道类型与分子构型规律杂化轨道类型参加杂化的原子轨道分子构型示例sp1个s轨道，1个p轨道直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp21个s轨道，2个p轨道平面三角形BF3、BCl3、HCHOsp31个s轨道，3个p轨道等性杂化正四面体CH4、CCl4、NH不等性杂化具体情况不同NH3(三角锥形)、H2S、H2O(V形)对点

17、集训3 A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。(1)C的原子的价电子排布式为_。(2)在B的单质分子中存在_个键，_个键。(3)已知B的气态氢化物很容易与H结合，B原子与H间形成的键叫_，形成的离子立体构型为_，其中B原子采取的杂化方式是_。答案(1)2s22p4(2)21(3)配位键正四面体形sp3杂化解析根据题给信息，A为短周期元素，其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的，而沸点最高，说明A的氢化物可形成氢键，故A可能是N、O、F中的一种，则A

18、、B、C、D为第二周期元素，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，则B为N，C的电负性介于A、B之间，则C为O，A为F；D与B相邻则为碳。(1)主族元素的价电子指最外层电子，排布式为2s22p4；(2)B的单质即N2，其结构式为NN，三键中有1个键，2个键；(3)NH3分子N原子上有一对孤对电子，可与H以配位键结合成NH，据价层电子对互斥理论，该微粒为正四面体形，其中N的杂化方式为sp3杂化。4 (1)在SiO、SO、CH3OH、CS2、CCl4五种微粒中，中心原子采取sp3杂化的有_(填序号，下同)，分子中所有的原子均在同一平面的有_，CS2属于_分子(填“极性”或“非极性”

19、)。(2)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有_个键，_个键。其中心原子采取_杂化轨道方式，COCl2分子的空间构型为_。Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应：Fe(CO)5=Fe(s)5CO，反应过程中，断裂的化学键只有_键，形成的化学键是_。答案(1)非极性(2)31sp2平面三角形配位金属键解析(1)首先判断中心原子的孤对电子对数：0、1、CH3OH中的C原子无孤对电子、0、0；所以杂化方式分别为sp2、sp3、sp3、sp、sp3；sp2杂化且无孤对电子、sp杂化，所以中的原子均在同一平面内；(2)中心原子C无

20、孤对电子，所以是sp2杂化，分子构型为平面三角形；Fe与CO之间形成的是配位键，金属晶体中存在的是金属键。题型3晶体结构与物质性质真题回顾3 (1)2013新课标全国卷，37(6)在硅酸盐中，SiO四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。答案sp313SiO3 (SiO)解析依据图(a)可知SiO的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，Si原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp3杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每

21、个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个氧原子，Si原子和O原子数之比为13，化学式可表示为SiO3或SiO。(2)2013海南，19(1)碳的一种同素异形体的晶胞如图所示，图中对应的物质名称是_，其晶胞中的原子数为_，晶体类型为_。答案金刚石8原子晶体解析每个原子周围有4个共价键，判断为金刚石。(3)2013新课标全国卷，37(3)(4)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。A、B

22、和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；D的配位数为_；列式计算该晶体的密度_gcm3。A、B和C3三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。答案K2NiF463.4离子键、配位键FeF63F解析在该化合物中F原子位于棱、面心以及晶胞体内，故F原子个数为16428个，K原子位于棱和体内，故K原子个数为824个，Ni原子位于8个顶点上和晶胞体内，故Ni原子个数为812个，K、Ni、F原子的个数比为428214，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故配位数为6；结合

23、解析，根据密度公式可知gcm33.4 gcm3。在K3FeF6中含有K与FeF63之间的离子键和FeF63中Fe3与F之间的配位键，在配离子FeF63中F是配位体。规律方法1 氢键对物质性质的影响(1)关于氢键：由已经和电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间形成的作用力。表示为AHB(A、B为N、O、F，表示共价键，表示氢键)。氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间。氢键实质上也是一种静电作用。氢键存在于水、醇、羧酸、酰胺、氨基酸、蛋白质、结晶水合物等中。(2)氢键对物质性质的影响：溶质分子和溶剂分子间形成氢键，溶解度骤增。如氨气极

24、易溶于水；分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高；有些有机物分子可形成分子内氢键，则此时的氢键不能使物质的熔沸点升高。2 物质熔沸点高低比较规律(1)一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低规律：原子晶体离子晶体分子晶体，如：金刚石NaClCl2；金属晶体分子晶体，如：NaCl2(金属晶体熔沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞等)。(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔沸点就越高，如：金刚石石英碳化硅晶体硅。(3)形成离子晶体的阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点就越高，如：MgOMgCl2，NaClCsCl。(4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔沸点就越高，如AlMgNa。(5)分子晶体的熔沸点比较规律：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，其熔沸点就越高，如：HIHBrHCl；组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔沸点就越高，如：CON2；同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如：正戊烷异戊烷新戊烷；同分异构体中的芳香烃及其衍生物，邻位取代物间位取代物对位取代物，如：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯。3 晶胞中微粒数目的计算方法均摊法熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目ANaCl(含4个Na，4个Cl)B干冰(含4个CO2)CCaF2(含4个Ca2，8个F)D