【優(yōu)化探究】高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題6 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件 選修3.ppt

專題六物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 選修3 一 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1 基態(tài)原子的核外電子排布 1 排布規(guī)律 2 表示形式 電子排布式 用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù) 如k 1s22s22p63s23p64s1或 ar 4s1 電子排布圖 每個(gè)小框代表一個(gè)原子軌道 每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子 如碳原子的電子排布圖為 易錯(cuò)警示 洪特通過分析光譜實(shí)驗(yàn)得出 能量相同的原子軌道在全充滿 如d10 半充滿 如d5 和全空 如d0 時(shí)體系能量較低 原子較穩(wěn)定 如cr原子的電子排布式為 1s22s22p63s23p63d54s1或 ar 3d54s1cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s12 元素第一電離能的周期性變化 1 同一周期 隨著原子序數(shù)的增加 元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì) 稀有氣體元素的第一電離能最大 堿金屬元素的第一電離能最小 但同周期元素第 a族的元素的第一電離能大于第 a族元素 同周期元素第 a族元素大于第 a族元素的電離能 2 同一主族 隨著電子層數(shù)的增加 元素的第一電離能逐漸減小 如果某主族元素的in 1 in 則該元素的常見化合價(jià)為 n 過渡元素的價(jià)電子數(shù)較多 且各級(jí)電離能之間相差不大 過渡元素常表現(xiàn)多種化合價(jià) 如錳元素 2 7價(jià) 3 元素電負(fù)性的周期性變化元素原子的電負(fù)性越大 原子吸引鍵合電子的能力越強(qiáng) 對(duì)于短周期元素 同一周期 主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大 同一主族 元素的電負(fù)性從上到下逐漸減小 易錯(cuò)警示 1 書寫電子排布圖時(shí)常出現(xiàn)錯(cuò)誤 違反泡利原理 違反洪特規(guī)則 正確應(yīng)為 2 書寫基態(tài)原子或價(jià)電子的電子排布式時(shí) 能量e n 1 d e ns 但書寫排布式時(shí) 應(yīng)將 n 1 d排在ns前 如 fe 1s22s22p63s23p64s23d6 錯(cuò)誤 正確應(yīng)為1s22s22p63s23p63d64s2 正確 3 同周期從左到右元素的第一電離能逐漸增大 但要注意反常 如 be b n o mg al p s等 二 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1 共價(jià)鍵 1 定義 原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用 2 特性 具有飽和性和方向性 3 分類 根據(jù)兩原子間的成鍵電子對(duì)數(shù) 分為單鍵 雙鍵和三鍵 根據(jù)形成共價(jià)鍵的原子所帶電荷的狀況 分為極性鍵和非極性鍵 根據(jù)形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式的不同 分為 鍵和 鍵 4 鍵參數(shù) 鍵能 氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量 鍵能越大 共價(jià)鍵越牢固 鍵長 形成共價(jià)鍵的兩原子之間的核間距 鍵長越短 共價(jià)鍵越牢固 鍵角 在原子數(shù)超過2的分子中 兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角 鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù) 2 雜化軌道理論 規(guī)律雜化時(shí)軌道總數(shù)不變 雜化軌道只能用于形成 鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì) 不能用于形成 鍵 類型 特別提醒 判斷雜化軌道類型的一般方法 1 看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵 如果有1個(gè)三鍵 則其中有2個(gè) 鍵 用去了2個(gè)p軌道 是sp雜化 如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè) 鍵 是sp2雜化 如果全部是單鍵 則是sp3雜化 2 沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化 1對(duì)孤電子對(duì)占據(jù)1個(gè)雜化軌道 特別提醒 通常對(duì)于abn型分子 若中心原子最外層電子全部參與成鍵 則為非極性分子 若中心原子最外層電子部分成鍵則為極性分子 3 配合物理論 1 配合物的組成 配體 含有孤電子對(duì)的分子或離子 如nh3 h2o cl br i scn 等 中心離子 一般是金屬離子 特別是過渡金屬離子 如cu2 fe3 等 配位數(shù) 直接同中心原子 或離子 配位的含有孤電子對(duì)的分子 或離子 的數(shù)目 2 常見配位化合物 如 cu nh3 4 oh 2深藍(lán)色溶液 cu nh3 4 so4 h2o深藍(lán)色晶體 ag nh3 2 oh無色溶液fe scn 3紅色溶液4 影響物質(zhì)溶解度的因素 1 相似相溶 極性分子易溶于極性溶劑 非極性分子易溶于非極性溶劑 溶質(zhì)與溶劑結(jié)構(gòu)相似 溶解度較大 2 溶質(zhì)能與溶劑形成氫鍵 溶解度較大 3 溶質(zhì)能與溶劑反應(yīng) 溶解度較大 2 晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算 易錯(cuò)警示 1 由原子構(gòu)成的晶體不一定是原子晶體 如稀有氣體形成的晶體是分子晶體 2 含有離子的晶體不一定是離子晶體 如金屬晶體中含有金屬陽離子 3 含共價(jià)鍵的晶體不一定是原子晶體 如分子晶體的結(jié)構(gòu)粒子分子內(nèi)部含共價(jià)鍵 離子晶體結(jié)構(gòu)粒子離子內(nèi)部也可以有共價(jià)鍵 如na2o2 naoh nh4cl等 4 計(jì)算晶胞中粒子個(gè)數(shù)時(shí) 并不是所有晶胞都簡單套用立方晶胞的分?jǐn)偡?如六棱柱晶胞中 頂點(diǎn) 側(cè)棱 底面上的棱 面心上的粒子依次被6 3 4 2個(gè)晶胞共有 3 晶體熔 沸點(diǎn)高低的比較 1 不同類型晶體的熔 沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律原子晶體 離子晶體 分子晶體 金屬晶體的熔 沸點(diǎn)差別很大 如鎢 鉑等沸點(diǎn)很高 汞 銫等沸點(diǎn)很低 2 原子晶體由共價(jià)鍵形成的原子晶體中 原子半徑小的鍵長短 鍵能大 晶體的熔 沸點(diǎn)高 如熔點(diǎn) 金剛石 碳化硅 硅 3 離子晶體一般地說 陰 陽離子的電荷數(shù)越多 離子半徑越小 則離子間的作用力就越強(qiáng) 其離子晶體的熔 沸點(diǎn)就越高 如熔點(diǎn) mgo mgcl2 nacl cscl 4 分子晶體 分子間作用力越大 物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)越高 具有氫鍵的分子晶體熔 沸點(diǎn)反常的高 如h2o h2te h2se h2s 組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體 相對(duì)分子質(zhì)量越大 熔 沸點(diǎn)越高 如snh4 geh4 sih4 ch4 組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì) 相對(duì)分子質(zhì)量接近 分子的極性越大 其熔 沸點(diǎn)越高 如co n2 ch3oh ch3ch3 5 金屬晶體金屬離子半徑越小 離子電荷數(shù)越多 其金屬鍵越強(qiáng) 金屬熔 沸點(diǎn)就越高 如熔 沸點(diǎn) na mg al 易錯(cuò)警示 1 離子晶體的熔點(diǎn)不一定低于原子晶體 如熔點(diǎn) mgo sio2 2 金屬晶體的熔點(diǎn)不一定高于分子晶體 如熔點(diǎn) s hg hg常溫下為液體 3 晶體類型判斷出現(xiàn)錯(cuò)誤 如石墨晶體的熔點(diǎn)很高 但不屬于原子晶體 而是過渡型晶體 4 有氫鍵存在 回答熔 沸點(diǎn)高低原因時(shí) 回答不準(zhǔn)確 如h2o的熔 沸點(diǎn)高于h2s的原因答成h2o分子存在氫鍵是錯(cuò)誤的 而應(yīng)該是h2o分子間易形成氫鍵 原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu) 例1 2011年安徽理綜 w x y z是四種常見的短周期元素 其原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖所示 已知w的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18 中子數(shù)為10 x和ne原子的核外電子數(shù)相差1 y的單質(zhì)是一種常見的半導(dǎo)體材料 z的電負(fù)性在同周期主族元素中最大 1 x位于元素周期表中第 周期第 族 w的基態(tài)原子核外有 個(gè)未成對(duì)電子 2 x的單質(zhì)和y的單質(zhì)相比 熔點(diǎn)較高的是 寫化學(xué)式 z的氣態(tài)氫化物和溴化氫相比 較穩(wěn)定的是 寫化學(xué)式 3 y與z形成的化合物和足量水反應(yīng) 生成一種弱酸和一種強(qiáng)酸 該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 4 在25 101kpa下 已知y的氣態(tài)氫化物在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài) 平均每轉(zhuǎn)移1mol電子放熱190 0kj 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 解析 w的質(zhì)子數(shù)z a n 18 10 8 則w為氧 x和ne的核外電子數(shù)相差1 且圖中x的原子半徑大于w 則x為鈉 y的單質(zhì)是一種常見的半導(dǎo)體材料 則y為硅 z的原子序數(shù)大于y 且在同周期主族元素中電負(fù)性最大 則z為氯 1 na在元素周期表中位于第三周期第 a族 o的基態(tài)原子的軌道表示式為 故有2個(gè)未成對(duì)電子 2 na的單質(zhì)和si的單質(zhì)相比較 晶體si為原子晶體 故熔 沸點(diǎn)高 氯的非金屬性強(qiáng)于溴 故hcl的穩(wěn)定性更強(qiáng) 3 sicl4與h2o反應(yīng)的化學(xué)方程式為sicl4 3h2o h2sio3 4hcl 4 1molsih4與足量o2反應(yīng) 轉(zhuǎn)移8mol電子 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1520 0kj mol 1 答案 1 三 a2 2 sihcl 3 sicl4 3h2o h2sio3 4hcl 其他合理答案均可 4 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1520 0kj mol 1 答案 cd 晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 例2 2011年高考海南化學(xué) 雙選 下列分子中 屬于非極性的是 a so2b becl2c bbr3d cocl2 銅 cu 是重要金屬 cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途 如cuso4溶液常用作電解液 電鍍液等 請(qǐng)回答下列問題 1 cuso4可由金屬銅與濃硫酸反應(yīng)制備 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2 cuso4粉末常用來檢驗(yàn)一些有機(jī)物中的微量水分 其原因是 3 的立體構(gòu)型是 其中s原子的雜化軌道類型是 4 元素金 au 處于周期表中的第六周期 與cu同族 au原子最外層電子排布式為 一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu) 在晶胞中cu原子處于面心 au原子處于頂點(diǎn)位置 則該合金中cu原子與au原子數(shù)量之比為 該晶體中 原子之間的作用力是 5 上述晶體具有儲(chǔ)氫功能 氫原子可進(jìn)入到由cu原子與au原子構(gòu)成的四面體空隙中 若將cu原子與au原子等同看待 該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與caf2的結(jié)構(gòu)相似 該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為 解析 對(duì)于abn型分子 若a原子的最外層電子均參與成鍵 該分子為非極性分子 否則為極性分子 becl2和bbr3為非極性分子 so2為極性分子 cocl2的分子結(jié)構(gòu)為 碳上連一個(gè)雙鍵氧 然后左右各一個(gè)氯 鍵角約111 8 負(fù)電在三角上 正電在碳上 但它們的正負(fù)電荷中心不是重合的 是極性分子 1 cu在加熱條件下與濃h2so4反應(yīng) 生成cuso4 so2和h2o cu 2h2so4 濃 cuso4 so2 2h2o 2 cuso4易與水結(jié)合生成藍(lán)色的cuso4 5h2o晶體 白色粉末變成藍(lán)色晶體 反應(yīng)現(xiàn)象明顯 3 中s原子采取sp3雜化 為正四面體構(gòu)型 答案 bc 1 cu 2h2so4 濃 cuso4 so2 2h2o 2 cuso4粉末遇水生成藍(lán)色晶體 3 正四面體sp3 4 5d106s13 1金屬鍵 5 cu3auh8 2 已知a b c d和e都是元素周期表中前36號(hào)元素 它們的原子序數(shù)依次增大 a與其他4種元素既不在同一周期又不在同一主族 b和c屬同一主族 d和e屬同一周期 又知e是周期表中1 18列中的第7列元素 d的原子序數(shù)比e小5 d跟b可形成離子化合物 其晶胞結(jié)構(gòu)如圖 請(qǐng)回答 1 a元素的名稱是 2 b的元素符號(hào)是 c的元素符號(hào)是 b與a形成的化合物比c與a形成的化合物沸點(diǎn)高 其原因是 3 e屬元素周期表中第 周期第 族的元素 其元素名稱是 它的 2價(jià)離子的電子排布式為 4 從圖中可以看出 d跟b形成的離子化合物的化學(xué)式為 該離子化合物晶體的密度為ag cm 3 則晶胞的體積是 只要求列出算式 1 第 a va族元素組成的化合物aln alp alas等是人工合成的半導(dǎo)體材料 它們晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似 1 核電荷數(shù)比as小4的原子基態(tài)的電子排布式為 2 前四周期元素中 基態(tài)原子中未成對(duì)電子與其所在周期數(shù)相同的元素有 種 3 在aln晶體中 每個(gè)al原子與 個(gè)n原子相連 aln屬于 晶體 4 ncl3中心原子雜化方式為 ncl3的空間構(gòu)型為 解析 2 前四周期元素中 基態(tài)原子中未成對(duì)電子與其所在周期數(shù)相同的元素有5種 對(duì)應(yīng)元素和價(jià)電子構(gòu)型分別是 氫 1s1 碳 2s22p2 氧 2s22p4 磷 3s23p3 鐵 3d64s2 注意沒有3d44s2 應(yīng)為3d54s1 3 依據(jù)題干信息 它們晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似 通過硅類推aln 答案 1 1s22s22p63s23p63d104s1 2 5 3 4原子 4 sp3雜化三角錐形 2 空氣質(zhì)量高低直接影響著人類的生產(chǎn)和生活 它越來越受到人們的關(guān)注 被污染的空氣中雜質(zhì)的成分有多種 其中計(jì)入 空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào) 空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目有so2 co no2 o3和可吸入顆粒物等 血紅蛋白中含有fe2 co易與血紅蛋白結(jié)合成穩(wěn)定的配合物而使人中毒 請(qǐng)回答下列問題 1 鐵是一種重要的金屬元素 基態(tài)鐵原子的外圍電子排布式為 2 o3有多種等電子體 其中常見的一種分子為 3 so2是一種大氣污染物 為減輕so2污染 火力發(fā)電廠生產(chǎn)中常在燃煤中加入cao以 固硫 cao晶胞如下圖所示 其中ca2 的配位數(shù)為 與1個(gè)ca2 距離最近且相等的ca2 有 個(gè) cao晶體和nacl晶體中離子排列方式相同 cao晶體的熔點(diǎn)高于nacl晶體的熔點(diǎn)的主要原因是 解析 1 鐵原子核外有26個(gè)電子 基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2 2 o3中含有3個(gè)氧原子 價(jià)電子總數(shù)為18 其等電子體中常見的為so2 3 離子晶體的配位數(shù)是指離某離子距離最近且相等的帶相反電荷的離子的個(gè)數(shù) 離子晶體的熔點(diǎn)主要決定于離子的電荷和離子半徑 答案 1 3d64s2 2 so2 3 612cao晶體中離子所帶電荷高于nacl晶體中離子所帶電荷 1 2010年高考全國 卷 下列判斷錯(cuò)誤的是 a 熔點(diǎn) si3n4 nacl sii4b 沸點(diǎn) nh3 ph3 ash3c 酸性 hclo4 h2so4 h3po4d 堿性 naoh mg oh 2 al oh 3解析 a項(xiàng) 氮化硅為原子晶體 氯化鈉為離子晶體 碘化硅為分子晶體 晶體熔 沸點(diǎn)的一般規(guī)律為原子晶體 離子晶體 分子晶體 正確 b項(xiàng) n p as為同主族元素 它們的氫化物的熔 沸點(diǎn)高低與其相對(duì)分子質(zhì)量大小成正比 但由于氨氣分子間存在氫鍵 所以其熔 沸點(diǎn)要高一些 故沸點(diǎn)正確的順序?yàn)閚h3 ash3 ph3 c項(xiàng) 根據(jù)非金屬的氧化性越強(qiáng) 其對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)的判斷規(guī)律可知該項(xiàng)正確 d項(xiàng) 根據(jù)金屬的還原性越強(qiáng) 其對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)的規(guī)律可知該項(xiàng)正確 答案 b 2 2011年高考安徽理綜 科學(xué)家最近研制出可望成為高效火箭推進(jìn)劑的n no2 3 如下圖所示 已知該分子中n n n鍵角都是108 1 下列有關(guān)n no2 3的說法正確的是 a 分子中n o間形