2019年高考化學二輪專題復習 專題十六 物質結構與性質課件.ppt

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專題十六物質結構與性質 第五單元 PART1 考綱展示 1 原子結構與元素的性質 1 了解原子核外電子的運動狀態(tài) 能級分布和排布原理 能正確書寫1 36號元素原子核外電子 價電子的電子排布式和軌道表達式 2 了解電離能的含義 并能用以說明元素的某些性質 3 了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用 4 了解電負性的概念 并能用以說明元素的某些性質 2 化學鍵與分子結構 1 理解離子鍵的形成 能根據離子化合物的結構特征解釋其物理性質 2 了解共價鍵的形成 極性 類型 鍵和 鍵 了解配位鍵的含義 3 能用鍵能 鍵長 鍵角等說明簡單分子的某些性質 4 了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型 sp sp2 sp3 5 能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結構 考綱展示 3 分子間作用力與物質的性質 1 了解范德華力的含義及對物質性質的影響 2 了解氫鍵的含義 能列舉存在氫鍵的物質 并能解釋氫鍵對物質性質的影響 4 晶體結構與性質 1 了解晶體的類型 了解不同類型晶體中結構微粒 微粒間作用力的區(qū)別 2 了解晶格能的概念 了解晶格能對離子晶體性質的影響 3 了解分子晶體結構與性質的關系 4 了解原子晶體的特征 能描述金剛石 二氧化硅等原子晶體的結構與性質的關系 5 理解金屬鍵的含義 能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質 了解金屬晶體常見的堆積方式 6 了解晶胞的概念 能根據晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算 高頻考點探究 1 原子核外電子的 三個原理 及其表示方法 1 三個原理 能量最低原理 泡利原理 洪特規(guī)則 2 基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 核心透析 考點一原子結構與元素的性質 2 電離能 1 電離能的應用 圖16 1 2 第一電離能的周期性 圖16 2 3 電負性的應用 圖16 3 典例探究 黃銅是人類最早使用的合金之一 主要由Zn和Cu組成 第一電離能I1 Zn 填 大于 或 小于 I1 Cu 原因是 3 2017 全國卷 節(jié)選 回答下列問題 元素K的焰色反應呈紫紅色 其中紫色對應的輻射波長為 填標號 nm A 404 4B 553 5C 589 2D 670 8E 766 5 基態(tài)K原子中 核外電子占據最高能層的符號是 占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為 K和Cr屬于同一周期 且核外最外層電子構型相同 但金屬K的熔點 沸點等都比金屬Cr低 原因是 解析 1 基態(tài)Li原子能量最低 而電子排布圖中D圖所示狀態(tài)為基態(tài) 處于激發(fā)態(tài)的電子數越多 原子能量越高 A中只有1個1s電子躍遷到2s軌道 B中1s軌道中的兩個電子一個躍遷到2s軌道 另一個躍遷到2p軌道 C中1s軌道的兩個電子都躍遷到2p軌道 故C表示的原子能量最高 Li 核電荷數較大 對核外電子的吸引力大 導致其半徑小于H 2 Zn為30號元素 價層電子數為12 則電子排布式為 Ar 3d104s2 答案 1 DC Li 核電荷數較大 2 Ar 3d104s2 大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構 較難失電子 3 A N球形K原子半徑較大且價電子數較少 金屬鍵較弱 Zn的電子排布式為 Ar 3d104s2 Cu的電子排布式為 Ar 3d104s1 故Zn的第一電離能比Cu大 3 紫色波長在400 430nm間 因此結合選項知A項正確 基態(tài)K原子的價電子排布式為4s1 故其核外電子占據的最高能層為第四層 其能層的符號是N 因占據N能層的電子填充在s軌道 能級 上 其電子云輪廓圖為球形 K和Cr雖屬于同一周期 且核外最外層電子構型相同 但因金屬K的原子半徑較大且價電子數較少 金屬鍵較弱 故K的熔點 沸點等都比金屬Cr低 變式 1 基態(tài)B原子的價電子軌道表示式為 第二周期第一電離能比B高的元素有種 2 基態(tài)鈦原子核外共有種運動狀態(tài)不相同的電子 價電子排布式為 與鈦同周期的元素中 基態(tài)原子的未成對電子數與鈦相同的有種 3 基態(tài)Cu 的核外價電子排布式為 Be B Al的第一電離能由大到小的順序是 硒 硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物 若 Si H 中共用電子對偏向氫元素 氫氣與硒反應時單質硒是氧化劑 則硒與硅的電負性相對大小為Se 填 或 Si 4 基態(tài)Fe原子的未成對電子數為 圖16 4所示為第四周期某主族元素的第一至五電離能數據 該元素是 I3遠大于I2的原因是 圖16 4 2 原子核外有幾個電子其電子就有幾種運動狀態(tài) Ti原子核外有22個電子 所以其原子核外電子有22種運動狀態(tài) Ti原子價電子為3d 4s電子 3d能級上有2個電子 4s能級上有2個電子 其價電子排布式為3d24s2 Ti位于第四周期 Ti原子未成對電子數是2 與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中 未成對電子數與鈦相同的元素有Ni Ge Se共3種 3 Cu的原子序數為29 原子的核外電子排布式為 Ar 3d104s1 失去一個電子后基態(tài)Cu 的核外價電子排布式為3d10 Be與B處于同一周期 同一周期自左到右的第一電離能有增大的趨勢 但Be的2s能級處于全滿狀態(tài) 2p能級處于全空狀態(tài) 穩(wěn)定性好 故第一電離能Be B B與Al處于同一主族 同一主族自上而下第一電離能逐漸減小 即B Al Si H 中共用電子對偏向氫元素 說明非金屬性H Si 氫氣與硒反應時單質硒是氧化劑 說明非金屬性Se H 即非金屬性Se Si 非金屬性越強電負性越大 則硒與硅的電負性相對大小為Se Si 4 鐵為26號元素 基態(tài)Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2 3d中有4個未成對電子 根據圖示第四周期某主族元素的第一至五電離能數據 電離能突變在第三電離能 故該元素為第四周期第 A族元素 該元素是Ca I3遠大于I2的原因是Ca原子失去2個電子以后達到穩(wěn)定結構 再失去1個電子很困難 1 鍵參數對分子性質的影響 核心透析 考點二分子結構與性質 圖16 5 2 中心原子價層電子對 N 的求解方法 1 計算法 先求中心原子孤電子對數 0 5 a xb N 孤電子對數 鍵數 2 電子式或結構式法 先寫出分子相應的電子式或結構式 觀察后再用N 孤電子對數 鍵數計算 3 價態(tài)法 若中心原子的化合價絕對值等于其價電子數 則N 鍵數 3 中心原子價層電子對數 雜化類型與粒子的立體構型 4 配位鍵與配位化合物的結構 以 Cu NH3 4 SO4為例 圖16 6 5 分子構型與分子極性的關系6 等電子原理等電子體具有相似的化學鍵特征 其物理性質相似 化學性質不同 常見等電子體有 圖16 7 7 分子間的作用力范德華力 氫鍵與共價鍵的比較 典例探究 例2 1 2018 全國卷 節(jié)選 LiAlH4是有機合成中常用的還原劑 LiAlH4中的陰離子空間構型是 中心原子的雜化形式為 LiAlH4中 存在 填標號 A 離子鍵B 鍵C 鍵D 氫鍵 2 2018 全國卷 節(jié)選 ZnF2具有較高的熔點 872 其化學鍵類型是 ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2 ZnBr2 ZnI2能夠溶于乙醇 乙醚等有機溶劑 原因是 圖16 8 3 中心原子上非羥基氧原子數目越多 酸性越強 所以酸性強弱 H5IO6乙酸 乙醛 方法技巧 圖16 9 1 晶胞組成的計算方法 均攤法 核心透析 考點三晶體的結構和性質 2 典型晶體模型 3 物質的熔 沸點比較及規(guī)律 1 不同類型的晶體 一般來講 熔 沸點 原子晶體 離子晶體 分子晶體 2 同類晶體 原子晶體看成鍵原子半徑和 半徑和越小 晶體的熔 沸點越高 硬度越大 離子晶體依據靜電原理進行分析 一般地說 陰 陽離子的電荷數越多 離子半徑越小 則離子鍵越強 相應的晶格能越大 熔 沸點越高 分子晶體中 組成和結構相似的物質 相對分子質量越大 熔 沸點越高 分子間存在氫鍵的物質熔 沸點高些 典例探究 例3 1 2018 全國卷 節(jié)選 Li2O是離子晶體 其晶格能可通過圖16 10的Born Haber循環(huán)計算得到 可知 Li原子的第一電離能為kJ mol 1 OO鍵鍵能為kJ mol 1 Li2O晶格能為kJ mol 1 圖16 10 2 2018 全國卷 節(jié)選 金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖16 11所示 這種堆積方式稱為 六棱柱底邊邊長為acm 高為ccm 阿伏伽德羅常數的值為NA Zn的密度為g cm 3 列出計算式 3 2017 全國卷 節(jié)選 我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽 N5 6 H3O 3 NH4 4Cl 用R代表 R的晶體密度為dg cm 3 其立方晶胞參數為anm 晶胞中含有y個 N5 6 H3O 3 NH4 4Cl 單元 該單元的相對質量為M 則y的計算表達式為 圖16 11 4 2017 全國卷 節(jié)選 MgO具有NaCl型結構 如圖16 12 其中陰離子采用面心立方最密堆積方式 X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數為a 0 420nm 則r O2 為nm MnO也屬于NaCl型結構 晶胞參數為a 0 448nm 則r Mn2 為nm 5 2016 全國卷 節(jié)選 某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖16 13所示 晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為 若合金的密度為dg cm 3 晶胞參數a nm 圖16 12 圖16 13 1 2018 全國卷 硫及其化合物有許多用途 相關物質的物理常數如下表所示 回答下列問題 1 基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖 軌道表達式 為 基態(tài)S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為形 命題考向追蹤 歷年動態(tài) 2 根據價層電子對互斥理論 H2S SO2 SO3的氣態(tài)分子中 中心原子價層電子對數不同于其他分子的是 3 圖16 17 a 為S8的結構 其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多 主要原因為 a b c 圖16 17 3 鐵 鈷 鎳等金屬及其化合物在科學研究和工業(yè)生產中應用十分廣泛 回答下列問題 1 鐵 鈷 鎳的基態(tài)原子核外未成對電子數最多的是 2 酞菁鈷分子的結構簡式如圖16 19所示 中心離子為鈷離子 酞菁鈷分子中與鈷離子通過配位鍵結合的氮原子的編號是 填1 2 3 4 三種非金屬原子的電負性由大到小的順序為 用相應的元素符號表示 氮原子的雜化軌道類型為 2019預測 圖16 19 3 Fe CO x常溫下呈液態(tài) 熔點為 20 5 沸點為103 易溶于非極性溶劑 據此可判斷Fe CO x 晶體屬于 填晶體類型 若配合物Fe CO x的中心原子價電子數與配體提供電子數之和為18 則x 4 NiO FeO的晶體結構類型與氯化鈉的相同 Ni2 和Fe2 的離子半徑分別為69pm和78pm 則熔點NiO 填 或 FeO 原因是 5 NiAs的晶胞結構如圖16 20所示 Ni的配位數為 若阿伏伽德羅常數的值為NA 晶體密度為 g cm 3 則該晶胞中最近的Ni之間的距離為cm 寫出計算表達式 圖16 20 常見的太陽能電池有單晶硅太陽能電池 多晶硅太陽能電池 GaAs太陽能電池及銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等 1 基態(tài)亞銅離子 Cu 的價層電子排布式為 高溫下CuO容易轉化為Cu2O 試從原子結構角度解釋原因 2 H2O的沸點高于H2Se的沸點 42 其原因是 3 GaCl3和AsF3的立體構型分別是 教師備用習題