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1专题十六物质结构与性质【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)了解共价键的主要类型σ键和π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、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。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有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容纳2个自旋状态不同的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，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：题组集训1．[2013·新课标全国卷Ⅰ，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2原子轨道数为________、电子数为________。2．[2013·福建理综，31(2)②]基态铜原子的核外电子排布式为____________。3．[2013·新课标全国卷Ⅱ，37(1)]Ni2＋的价电子排布图为__________________________。4．[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__________________________。5．[2012·江苏，21(A)－(1)①]Mn2＋基态的电子排布式可表示为_________________。6．[2011·新课标全国卷，37(2)]基态B原子的电子排布式为________。7．[2011·福建理综，30(1)]基态氮原子的价电子排布式是__________________________。8．[2011·山东理综，32(1)]氧元素基态原子核外未成对电子数有______个。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Cr：3d54s1Cu：3d104s1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。3说明同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、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，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。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)题组集训1．[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)。2．[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。3．(2013·安徽理综，25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428，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”)。4．[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________。5．[2012·新课标全国卷，37(2)]原子的第一电离能是指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最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为__________________。6．[2012·安徽理综，25(2)]已知X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)。7．[2011·福建理综，30(2)]C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________。8．[2012·山东理综，32(2)]Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。9．[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。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。[来源:Z.xx.k.Com]杂化类型杂化轨道数目杂化轨道夹角空间构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′正四面体形CH42．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，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。5电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形[来源:学。科。网]三角形[来源:学科网ZXXK][来源:学,科,网Z,X,X,K]BF321V形SnBr2440四面体四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O3．中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子空间构型有关，二者之间可以相互判断。分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子空间构型示例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH4题组集训1．[2013·福建理综，31(3)②][H3O]＋[BHOFFF]－中阳离子的空间构型为__________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。2．[2013·山东理综，32(3)]BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。3．[2013·江苏，21(A)－(2)(4)]已知元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，则在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是__________，YZ2－4的空间构型为________________。4．[2012·新课标全国卷，37(1)]S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是______；5．[2012·江苏，21(A)－(1)(2)]NO－3的空间构型是___________________________________，H2O分子中O原子轨道的杂化类型为________。6．[2011·福建理综，30(3)①]肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物，则NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是__________。7．[2012·山东理综，32(4)]甲醛(H2C===O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，甲醇分子内C原子的杂化方式为____________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分6子内的O—C—H键角。8．[2011·山东理综，32(3)]H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。9．H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为______________________________________________________________________________________________。考点四微粒作用与分子性质1．共价键(1)共价键的类型①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。(2)键参数①键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。④键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定。(3)σ键、π键的判断①由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。②由共用电子对数判断单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。③由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。(4)等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质相似，化学性质不同。常见等电子体：7微粒通式价电子总数立体构型CO2、CNS－、NO＋2、N－3AX216e－直线形CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形SO2、O3、NO－2AX218e－V形SO2－4、PO3－4AX432e－正四面体形PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形CO、N2AX10e－直线形CH4、NH＋4AX48e－正四面体形(5)配位键①孤电子对分子或