2019届高考化学二轮复习专题13物质的结构与性质学案.docx
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1、113 物质的结构与性质(一)原子结构与元素的性质。1了解原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(136 号)原子核外电子的排布。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了解电子在原子轨道之间的跃迁及简单应用。4了解电负性的概念,并能用于说明元素的性质。(二)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了解共价键的主要类型 键和 键,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
2、用金属键理论解释金属的一些物理性质。6了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp 2,sp 3),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。(三)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。从近几年新课标的高考试题来看, “物质结构和性质”模块作为选考内容,仅命制一个大题主观题,该题目一般是以元素推断或某主族元素为背景,下设 4 至 6 个小题,10 个空左右进行设计,以“拼盘”形式呈现,题目变化多端,知识覆
3、盖较广,考查主要涉及以下内容:(1)原子结构:能量最低原理的应用;电子排布式、电子排布图的书写;电离能、电负性的大小比较和应用等。(2)分子结构: 键、 键、配位键的分析和判断;分子的构型、分子的极性的判断;“相似相溶原理” 、等电子原理、氢键的性质等知识的应用。(3)晶体结构:晶体中粒子数目的确定;共价键、分子间作用力、离子键和金属键的判断以及对晶体性质的影响;常见晶体的结构及熔、沸点的比较。今后的高考命题仍会侧重上述知识点进行设计,题型也不会有太大变化,但试题的背景会更加新颖,题2目会更加综合,更注重体现科学新成果或新发现,更注重考生 “结构决定性质”思想的树立和空间想象能力的考查。一、原
4、子结构与性质1原子核外电子运动状态,以及电子云、电子层(能层) 、原子轨道(能级)的含义。电子云:用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近,电子出现的机会大,电子云密度越大;离核越远,电子出现的机会小,电子云密度越小。电子层(能层):根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,核外电子分别处于不同的电子层。原子由里向外对应的电子层符号分别为 K、L、M、N、O、P、Q。原子轨道(能级即亚层):处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不同类型的原子轨道上运动,分别用 s、p、d、f 表示不同形状的轨道,s 轨道呈球形、p 轨道呈纺锤形,d 轨道和 f 轨道较复
5、杂。各轨道的伸展方向个数依次为 1、3、5、7。2能级交错图和 1-36 号元素的核外电子排布式。根据构造原理,基态原子核外电子的排布遵循图(1)箭头所示的顺序。根据构造原理,可以将各能级按能量的差异分成能级组如图(2)所示,由下而上表示七个能级组,其能量依次升高;在同一能级组内,从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。3元素电离能和元素电负性(1)第一电离能:气态电中性基态原子失去 1 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。(2)元素的电负性:元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。二
6、、化键与物质的性质1离子键3(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。2共价键的主要类型 键和 键(1)共价键的分类和判断: 键(“头碰头”重叠)和 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。3极性键和非极性键(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
7、子的能力相同,共用电子对不发生偏移(3)分子的极性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 正负电荷中心 结论 举例同核双原子分子 非极性键 重合 非极性分子 H2、N 2、O 2异核双原子分子 极性键 不重合 极性分子 CO、HF、HCl分子中各键的向量和为零重合 非极性分子 CO2、BF 3、CH 4异核多原子分子分子中各键的向量和不为零不重合 极性分子 H2O、NH 3、CH 3Cl相似相溶原理:极性分子易溶于极性分子
8、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常见分子的类型与形状比较分子类型 分子形状 键角 键的极性 分子极性 代表物A 球形 非极性 He、NeA2 直线形 非极性 非极性 H2、O 24AB 直线形 极性 极性 HCl、NOABA 直线形 180 极性 非极性 CO2、CS 2ABA V 形 180 极性 极性 H2O、SO 2A4 正四面体形 60 非极性 非极性 P4AB3 平面三角形 120 极性 非极性 BF3、SO 3AB3 三角锥形 120 极性 极性 NH3、NCl 3AB4 正四面体形 10928
9、极性 非极性 CH4、CCl 4AB3C 四面体形 10928 极性 极性CH3Cl、CHCl3AB2C2 四面体形 10928 极性 极性 CH2Cl2直线 三角形 V 形 四面体 三角锥 V 形 H 2O三、晶体结构与性质1离子晶体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
10、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。晶胞中粒子数的计算方法-均摊法5位置 顶点 棱边 面心 体心贡献 1/8 1/4 1/2 12分子晶体(1)分子间作用力的含义,化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,比化键弱得多,包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱
11、和性和方向性,而氢键则有饱和性和方向性。(2)分子晶体的含义,分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。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。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)氢键的存在对物质性质的影响NH3、H 2O、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高影响物质的性质方面:增大溶沸点,增大溶解性表示方法:XHY(N、O、F)一般都是氢化物中存在3
12、原子晶体(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(SiO 2)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。4分子晶
13、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 分子 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6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、H 2(S)Na、Mg、 Al 等NaCl、CaCO 3NaOH 等1 (2018 江苏卷)臭氧(O 3)在
14、Fe(H 2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NO x分别氧化为 SO 和 NO ,NO x24 3也可在其他条件下被还原为 N2。(1)SO 中心原子轨道的杂化类型为_;NO 的空间构型为_(用文字描述) 。24 3(2)Fe 2+基态核外电子排布式为_。(3)与 O3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式) 。(4)N 2分子中 键与 键的数目比 n()n()=_。(5)Fe(H 2O)62+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H 2O)52+中,NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。【解题思路】熟悉价电子对互斥
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