专题7物质的结构和性质(学生版)(高考) .doc
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1、三年高考两年模拟一年预测【2013考点预测】物质结构与元素周期律这部分知识主要出现在选择题及填空题中。在选择题中,主要是有关原子结构的计算、同位素、元素周期律中物质或元素性质的递变规律、元素在周期表中的位置与其性质的关系、化合物中原子的电子排布、分子的结构、晶体的结构和性质、新发现的元素等。在非选择题中,主要考查元素的推断,物质的结构、性质、位置三者的关系。在高考卷中,本部分试题一般2-3个,分值为21分左右。原子结构和同位素的考点,常以重大科技成果为题材,寓教于考;化学键类型与晶体类型的判断、成键原子最外层8电子结构的判断、离子化合物和共价化合物的电子式、各类晶体物理性质的比较、晶体的空间结
2、构等是高考的重点内容。 【2013考点定位】一、原子结构与性质.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
3、、p轨道呈纺锤形,d轨道和f轨道较复杂.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
4、素的电负性。 二.化学键与物质的性质.1.离子键 (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.注: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
5、氯离子;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。(3).晶胞中粒子数的计算方法-均摊法. 位置顶点棱边面心体心贡献1/81/41/212.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.(2)共价键三参数.概念对分子的影响键能拆开1mol共价键所吸收的能量(单位:k
6、J/mol)键能越大,键越牢固,分子越稳定键长成键的两个原子核间的平均距离(单位:10-10米)键越短,键能越大,键越牢固,分子越稳定键角分子中相邻键之间的夹角(单位:度)键角决定了分子的空间构型共价键的键能与化学反应热的关系:反应热= 所有反应物键能总和所有生成物键能总和.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,成键原子吸引电子的能力相同,共用电子对不发生偏移(3)分子的极性极性分子:正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子非极性分子:正
7、电荷中心和负电荷中心相重合的分子分子极性的判断:分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定. 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:分子共价键的极性分子中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、N2、O2异核双原子分子极性键不重合极性分子CO、HF、HCl异核多原子分子分子中各键的向量和为零重合非极性分子CO2、BF3、CH4分子中各键的向量和不为零不重合极性分子H2O、NH3、CH3Cl相似相溶原理:极性分子易溶于极
8、性分子溶剂中(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、O2AB直线形极性极性HCl、NOABA直线形180极性非极性CO2、CS2ABAV形180极性极性H2O、SO2A4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、SO3AB3三角锥形120极性极性NH3、NCl3AB4正四面体形10928极性非极性CH4、CCl4AB3C四面体形10928极性极性CH3Cl、CHCl3AB2C2四面体形10
9、928极性极性CH2Cl2直 线三角形V形四面体三角锥V形 H2O7.简单配合物的成键情况概念表示条件共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。 A B电子对给予体 电子对接受体 其中一个原子必须提供孤对电子,另一原子必须能接受孤对电子的轨道。 (1)配位键:一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键.即成键的两个原子一方提供孤对电子,一方提供空轨道而形成的共价键。(2)配合物:由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子(或离子)以配位键形成的化配合物的性质:配合物具有一定的稳定性.配合物中配位键越强,配合物越稳定.当作为中心原子的金属离子相同时,配合物的稳定
10、性与配体的性质有关。三.分子间作用力与物质的性质.1.分子间作用力的含义,化学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,比化学键弱得多,包括范德华力和氢键.范德华力一般没有饱和性和方向性,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.(1).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.(2).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
11、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、H2O、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4.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.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)易溶于极性溶剂导电情况不导电(除硅)一
12、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、H2(S)Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3NaOH等四、几种比较1、离子键、共价键和金属键的比较化学键类型离子键共价键金属键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键成键微粒阴阳离子原子金属阳离子和自由电子成键性质静电作用共用电子对电性作用形成条件活泼金属与活泼的非金属元素非金属与非金属元素金属内部实例NaCl、MgOHCl、H2SO4Fe、Mg2、非极性键和极性键的比较非极性键极性键概念同种元素原子形成的共价键不同种元素
13、原子形成的共价键,共用电子对发生偏移原子吸引电子能力相同不同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子成键原子电性电中性显电性形成条件由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成(3)一般,合金的熔沸点低于成分金属的熔沸点,如生铁 ”或“ )。(2) 基态M 矿的核外电子排布式为。(3) 硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示,呈现这种变化关系的原因是。( 4 )硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、0、H 三种元素)的球棍模型如右下图所示: 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 = (填数字)。 硼砂
14、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.氢键成氢键。【答案】(1) (2)1s22s22p63s23p63d5 (Ar3d5) (3)硅烷的相对分子质量越大,分子间作用力越强 (4)sp2、sp3 4,5(或5,4) 2 ADE【考点定位】本题综合考查元素第一电离能的变化规律、基态离子核外电子排布、分子晶体熔沸点高低的决定因素、轨道杂化、配位键、微粒间的作用力等,同时考查学生思维能力、图像处理能力、分析物质结构的能力。(2012海南)选修3物质结构与性质 (20分)19-I(6分)下列有关元素锗及其化合物的叙述中
15、正确的是A锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳B四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型C二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物D锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:(1)铜原子基态电子排布式为 ;(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00gcm-3,则铜晶胞的体积是 cm3、晶胞的质量是 g,阿伏加德罗常数为 (列式计算,己知Ar(Cu)=63.6);(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种
16、化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为 ;(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是 ,反应的化学方应程式为 。者相互促进使反应进行;方程式可表示为:Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。【考点定位】此题以铜元素及其化合物为载体,综合考查了物质结构与性质模块的主干知识。(2012江苏)A 物质结构与性质一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳
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