物质结构与性质高考备考复习资料.docx
- 文档编号:9616309
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:56
- 大小:404.92KB
物质结构与性质高考备考复习资料.docx
《物质结构与性质高考备考复习资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物质结构与性质高考备考复习资料.docx(56页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物质结构与性质高考备考复习资料
第六单元物质结构与性质
第27讲原子结构与性质
【知能整合】
1.核外电子在排布时遵循以下原理或规则:
(1)构造原理:
从图中可以看出不同能层的能级有交错现象,如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)等。
在1~36号元素中,原子核外电子排布不符合构造原理的元素有铬(Cr)、铜(Cu),最外层电子排布为ns1的元素有H、锂、钠、钾、铬、铜。
(2)能量最低原理:
原子核外电子的排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
处于最低能量的原子称为基态原子,电子吸收能量后,跃迁至较高能级时称为激发态原子。
(3)泡利(Pauli)(不相容)原理:
1个原子轨道里最多只能容纳2个电子且自旋方向相反。
(4)洪特(Hund)规则:
当电子排布在同一能层的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同;洪特规则的特例当原子轨道处于全空、半满或全满时原子较稳定。
2.元素在周期表中的位置与元素性质的关系
性质
同周期(从左往右)
同主族(自上而下)
(1)能层数
相同
从1递增到6(或7)
(2)最外层电子数
从1递增到8(第一周期例外)
相同
(3)原子半径
减小(稀有气体除外)
增大
(4)金属性(原子失电子能力)
减弱
增强
(5)非金属性(原子得电子能力)
增强
减弱
(6)电负性
增强
减弱
(7)第一电离能
增大的趋势
减小
(8)单质还原性
减弱
增强
(9)单质氧化性
增强
减弱
(10)最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性减弱,酸性增强
碱性增强,酸性减弱
(11)非金属形成气态氢化物的难易程度
由难到易
由易到难
(12)气态氢化物的稳定性
增强
减弱
(13)主要化合价
最高正价从+1递增到+7(O、F例外),最低负价从第ⅣA族-4递增到-1
相同
(14)离子半径
r(阴离子)减小,r(阳离子)减小,r(阴离子)>r(阳离子)
增大
【典型例析】
例1:
各电子层排布的总数遵循三条规律:
原子的最外层电子数≤8;原子的次外层电子数≤18;原子的倒数第三层电子数≤32。
决定这三条规律的电子排布规则是
A.能量最低原理
B.泡利不相容原理
C.洪特规则
D.能量最低原理和泡利不相容原理
变式训练:
“各能级最多容纳的电子数,是该能级原子轨道数的二倍”,支撑这一结论的理论是
A.构造原理B.泡利原理
C.洪特规则D.能量最低原理
例2:
现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号
元素性质或原子结构
T
M层上有2对成对电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价
(1)元素T的原子最外层共有种不同运动状态的电子。
元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是。
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+,写出该微粒的电子式(用元素符号表示)
(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是_____。
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。
T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是,理由是_____________。
变式训练:
A、B、C、D、E代表5种元素。
请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,写出A元素最外层电子的轨道表示式__________________;A元素形成的气态氢化物中A原子的杂化类型为__________;VSEPR理想模型为____。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为_______,C的元素符号为______;
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,D的元素符号为_____,其基态原子的电子排布式为___________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为________,其基态原子的电子排布式为_______________________。
【当堂反馈】
1.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;
③1s22s22p3;④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是:
A.第一电离能:
④>③>②>①
B.原子半径:
④>③>②>①
C.电负性:
④>③>②>①
D.最高正化合价:
④>③=②>①
2.已知:
X、Y是同周期的主族元素,且电负性X>Y,下列说法错误的是:
A.X与Y形成化合物是,X可以显负价,Y显正价
B.第一电离能可能Y小于X
C.最高价含氧酸的酸性:
X对应的酸性弱于Y对应的酸性
D.气态氢化物的稳定性:
HmY小于HmX
3.通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”、“半满”、“全满”的时候一般更加稳定,称为洪特规则的特例。
下列事实能作为这个规则证据的是:
A.元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
B.26Fe2+容易失电子转变成26Fe3+,表现出较强的还原性
C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D.某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
4.若某基态原子的外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是
A.该元素基态原子中共有3个电子
B.该元素原子核外有5个电子层
C.该元素原子最外层共有3个电子
D.该元素原子M能层共有8个电子
5.现有短周期元素A、B、C、D、E五种元素,原子序数依次增大,A是元素周期表中所有元素中原子半径最小的;B、C同周期且基态原子的最外层皆有2个未成对电子;D元素的简单离子是本周期元素的简单离子中半径最小的;E原子M层中p电子数比s电子数多2个。
请按要求回答下列问题:
(1)B元素基态原子的电子排布式为,A和C组成的含有非极性键的化合物的电子式为。
(2)写出两种由上述元素组成,含极性键的非极性分子的化学式_________________
(3)写出D元素最高价氧化物水化物的电离方程式
_______________________________________________。
(4)写出D、E形成的化合物与水反应的化学方程式。
6.元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。
(1)第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
①CO可以和很多过渡金属形成配合物。
CO分子中C原子上有一对孤对电子,C、O原子都符合8电子稳定结构,CO的结构式为,CO分子里的共价键有。
②金属镍粉在CO气流中轻微地加热,可生成液态的Ni(CO)4,它在423K就分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。
Ni(CO)4易溶于下列。
a.水b.四氯化碳c.苯d.硫酸镍溶液
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。
镓的基态电子排布式是____________
。
31Ga的第一电离能却明显低于30Zn,原因是_
_______________________________________________。
【课后巩固】
1.图1和图2分别是1s电子的概率概率分布图和原子轨道图。
下列有关认识正确的是
A.图1中的每个小黑点表示1个电子
B.图2表示1s电子只能在球体内出现
C.图2表明1s轨道呈圆形,有无数对称轴
D.图1中的小黑点表示某一时刻,电子在核外所处的位置
2.下列各组中的X和Y两种原子,化学性质一定相似的是
A.X原子和Y原子最外层都只有一个电子
B.X原子的核外电子排布为1s2,Y原子的核外电子排布为1s22s2
C.X原子2p能级上有三个电子,Y原子的3p能级上有三个电子
D.X原子核外M层上仅有两个电子,Y原子核外N层上仅有两个电子
3.下列表达方式错误的是
A.甲烷的电子式
B.氟化钠的电子式
C.硫离子的核外电子排布式1s22s22p63s23p4
D.碳-12原子
C
4.为表示一个原子在第三电子层上有10个电子,可以写成
A.310B.3d10C.3s23p63d2D.3s23p64s2
5.4p能级只填充一半电子的原子,其原子序数是
A.15B.33C.35D.51
6.下列原子各电子层中电子数不合理的是
A.21Sc:
K
(2)L(8)M(8)N(3)
B.24Cr:
K
(2)L(8)M(13)N
(1)
C.32Ge:
K
(2)L(8)M(18)N(4)
D.29Cu:
K
(2)L(8)M(18)N
(1)
7.核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关,还与核外电子的数目及核电荷的数目有关。
氩原子与硫离子的核外电子排布相同,都是1s22s22p63s23p6。
下列说法正确的是
A.两粒子的1s能级上电子的能量相同
B.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C.两粒子的电子发生跃迁时,产生的光谱不同
D.两粒子都达8电子稳定结构,化学性质相同
8.基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有
A.1种B.2种C.3种D.8种
9.元素X原子的最外层电子排布为ns1,元素Y和Z的基态原子2p能级上均有两个未成对电子,且原子序数为Y大于Z。
则X、Y、Z三种元素组成的化合物的分子式可能是
A.X2ZY3B.X2ZY4C.X2ZYD.X3ZY3
10.人们常将在同一原子轨道上运动的,自旋方向相反的2个电子,称为“电子对”;将在同一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。
以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是
A.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B.核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”
C.核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含“未成对电子”
11.下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价,回答下列问题:
元素名称
钪
钛
钒
铬
锰
元素符号
Sc
Ti
V
Cr
Mn
核电荷数
21
22
23
24
25
最高正价
+3
+4
+5
+6
+7
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式:
Sc____________________________、
Ti_____________________________、
V_____________________________、
Mn____________________________。
(2)已知基态铬原子的电子排布是1s22s22p63s23p63d54s1,并不符合构造原理。
人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题,当你遇到这样的问题时,你的态度是:
_______________________________________________。
(3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是______________________
_______________________________________________;出现这一现象的原因是___________________________
_______________________________________________。
12.下图是N、O、F三种元素基态原子电子排布的轨道表示式。
试回答下列问题:
(1)N、O、F形成氢化物的分子组成,与对应的三种元素基态原子内的电子排布有什么关系?
(2)画出C原子基态原子电子排布的轨道表示式。
(3)根据你发现的规律,对基态C原子形成CH4分子的微观过程提出合理的猜想。
13.甲、乙、丙、丁、戊五种元素,其中甲元素原子核外L层上s能级和P能级电子个数相同;乙元素原子3p能级上只有1对成对电子;丙和丁元素原子N层上都只有1个电子,但其中丙元素原子各内层均已充满,而丁元素原子次外层的电子充满在2个能级中;戊元素原子最外层电子轨道表示式是
,它的单质常温时为气态。
试用化学符合回答以下问题。
(1)甲是,乙是,丙是,丁是,戊是。
(2)丙和乙的单质发生化合反应的化学方程式是。
(3)丙的硝酸盐溶液跟乙的气态氢化物发生反应的离子方程式是。
(4)甲和乙元素组成的化合物的化学式是_。
用电子式表示该化合物的形成过程_____。
(5)丙元素原子最外层电子排布是。
(6)乙和丁形成的化合物的电子式是。
14.按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。
A的原子中只有一个能层且只含1个电子;B的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反;D的原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E原子的外围电子排布为3s23p6。
(1)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5个):
___________________________
;
(2)写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式(至少写出2个):
_____________________________
____;
(3)检验某溶液中是否含有D+的离子,可通过______________反应来实现;检验某溶液中是否含有B—的离子,通常所用的试是_________和_______。
(4)写出E的元素符号___________,要证明太阳上是否含有E元素,可采用的方法是______________________。
15.下列物质转化关系中,A是人类最早通过“湿法冶炼”得到的金属单质,也是人类最早用作制镜的材料,K是现在用作制镜材料的金属单质,I为日常生活中最常见的金属之一;E是由两种核电荷数均小于10的元素组成的化合物,其中一种元素的原子半径在所有原子中最小,另一种元素的基态原子最外能层中的p能级处于半充满状态;K元素和A元素在元素周期表中处于同一列且比A元素多18个电子;H是深蓝色溶液,J是含有K离子的可溶性盐(下列物质转化关系中与本题无关的物质均被略去)。
回答下列问题:
(1)A的化学式为,H中阳离子的化学式为,空间构型为___________形。
(2)G转化为I的化学方程式是;
(3)D由两种元素组成,且这两种元素在D中的物质的量之比为1∶1,D转化为E、F的反应为复分解反应,请写出该反应的化学方程式;
(4)在J溶液逐渐加入过量E的水溶液,会发生类似于C转化为H的过程而形成一种配离子,该配离子的中心离子配位数为2,且该中心离子采用sp杂化与E分子结合。
该配离子的化学式为,空间构型为。
16.下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质);
把与下面的元素有关性质相符的曲线的标号填入相应括号中:
(1)ⅡA族元素的价电子数()
(2)ⅦA族元素氢化物的沸点()
(3)第三周期元素单质的熔点()
(4)第三周期元素的最高正化合价()
(5)IA族元素单质熔点()
(6)F-、Na+、Mg2+、Al3+四种离子的离子半径()
(7)短周期元素的原子半径()
(8)短周期元素的第一电离能()
17.若在现代原子结构理论中,假定每个原子轨道只能容纳一个电子,则原子序数为42的元素的核外电子排布式将是怎样的________________________________;按这种假设而设计出的元素周期表,该元素将属于第________周期,第_______族。
第28讲化学键与物质的性质
【知能整合】
一、共价键
1.共价键的本质:
共价键是原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用,故共价键的本质是原子间形成共用电子对,即电子云的重叠,使得电子出现在核间的概率增大。
共价键具有饱和性和方向性。
2.共价键的分类
(1)按键的极性分:
若成键原子属于同种元素,则共用电子对不发生偏移,成键原子双方不显电性,这样的共价键叫非极性共价键(非极性键)。
若成键原子不同,则共用电子对偏向吸引电子能力强的一方,该元素显示负化合价,偏离吸引电子能力弱的一方,该元素显正化合价,这样的共价键叫极性共价键(极性键)。
(2)按电子云的重叠方式分:
σ键:
成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共价键,其特征是轴对称,即:
以形成化学键的两原子的连线为轴作旋转操作,共价键电子云图形不变。
π键:
成键原子的电子云以“肩并肩”方式形成的共价键,其特征是镜像对称,即:
电子云由两块组成,若以包含原子核的平面为镜面,两块电子云互为镜像。
3.共价键的键参数
(1)键能:
原子失去电子要吸收能量,吸引电子要放出能量;断裂化学键要消耗能量,形成化学键要放出能量。
键能是指:
气态、基态原子形成1mol共价键释放的最低能量。
键能越大,说明破坏(或形成)化学键时吸收(或放出)的能量越多,化学键越牢固。
(2)键长:
指成键原子的核间距离,它与共价键稳定性的关系是键长越小,共价键越稳定,我们通常通过比较两原子的共价半径来比较共价单键键长大小,但共价键的键长并不等于两原子的共价半径之和。
(3)键角:
键角是分子内两键间的夹角,它是描述分子立体结构的重要参数,多原子分子内的键角是一定的,这表明共价键具有方向性。
二、离子键
1.离子键的本质:
阴、阳离子间的静电作用,离子键无方向性和饱和性。
2.晶格能:
气态离子形成1mol离子晶体时放出的能量叫晶格能,阴阳离子的半径越小、电荷数越高,离子键越强,晶格能越大,晶体越容易形成,且晶体越稳定,硬度越大,熔点越高。
三、金属键
1.金属键的本质:
金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。
2.金属晶体的性质
(1)电子能在电场中作定向移动,故金属都具有导电性,温度升高,导电性减弱。
(2)金属键没有方向性,当金属受到外力作用时,各层间发生相对滑动,但金属键仍然存在,原子不改变原有的排列方式,故金属具有延展性。
(3)金属局部受热时,电子运动加快,与金属原子频繁碰撞并发生能量交换,使距受热部位较远的部分温度升高,故金属具有导热性。
(4)不同金属晶体中金属键强度相差很大,金属的熔点、硬度相差也很大。
一般情况下,金属原子的价电子数越多,原子或离子半径越小,金属键越强,熔沸点越高。
(5)在金属中掺入其他金属或非金属形成合金,能改变金属的熔点、延展性、硬度等性质,使金属具有更为广泛的用途。
一般合金的熔点比成分金属的熔点低,硬度比成分金属大。
三、晶体中的几个不一定:
1.由非金属元素构成的晶体不一定为分子晶体。
如NH4Cl。
2.具有导电性的晶体不一定是离子晶体。
如Si、石墨。
3.离子晶体不一定只含离子键。
如NaOH、FeS2。
4.由氢化物构成的晶体不一定是分子晶体。
如NaH。
5.金属与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体。
如AlCl3为分子晶体。
6.原子晶体不一定为绝缘体:
如Si。
7.溶于水能导电的晶体不一定是离子晶体:
如HCl。
8.离子晶体的熔点不一定低于原子晶体。
如MgO的熔点为3073℃,而SiO2只有1723℃。
9.金属晶体的熔点不一定低于原子晶体,如W的熔点达3410℃。
10.金属晶体的熔点不一定高于分子晶体,如Hg常温下呈液态,而硫、白磷常温下呈固态。
11.金属晶体的硬度不一定小于原子晶体,如Cr的硬度为9,仅次于金刚石。
12.金属晶体的硬度不一定大于分子晶体,如Na的硬度只有0.4,可用小刀切割。
13.晶体中有阳离子不一定有阴离子,如构成金属晶体的微粒是由阳离子和自由电子构成。
【典型例析】
例1:
(1)某研究性学习小组为了探究SbCl3、SbCl5、SnCl4三种化合物的成键特点,做了如下实验,其中正确的是________________。
A.观察常温下的状态。
SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。
结论:
SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。
结论:
SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。
结论:
SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液,发现它们都可以导电。
结论:
SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
(2)针对上述正确的实验结论,可判断SbCl3和SnCl4中Sb和Sn的杂化类型分别是________、_______。
(3)实验测得在极性溶剂中SbCl5的溶解度比SbCl3小很多,其主要原因是_______________________。
(4)实验测得同周期的Sb原子比Sn原子的第一电离能大很多,其主要原因______________________。
变式训练:
随着石油资源的日趋紧张,天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。
以天然气(主要成分CH4)为原料经合成气(主要成分CO、H2)制化学品,是目前天然气转化利用的主要技术路线。
而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气,常因含羰基铁[Fe(CO)5]等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。
请问答下列问题:
(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0,写出铁原子的基态电子排布式
(2)原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,等电子体具有相似的结构特征。
与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为 和 (填化学式),CO分子的结构式可表示成 。
(3)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。
据此可判断Fe(CO)5晶体为
。
(4)在CH4、CO、CH3OH中,碳原子采取sp3杂化的分子有 ,CH3OH的熔、沸点比CH4的熔、沸点比高,其主要原因是 。
例2:
有A、B、C、D、E、F、G七种元素,除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。
A、E、G位于元素周期表的s区,其余元素位于p区,A、E的原子外围电子层排布相同,A的原子中没有成对电子;B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同;C元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn+1;D元素的第一电离能列同周期主族元素第三高;F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍;G的基态原子占据两种形状的原子轨道,且两种形状轨道中的电子总数均相同。
回答下列问题:
(1)写出下列元素的符号:
D,G;
(2)D的前一元素第一电离能高于D的原因:
_;
(3)由A、B、C形成的ABC分子中,含有个σ键,
____个π键;
(4)由D、E、F、G形成的盐E2DF4、GDF4的共熔体在冷却时首先析出的物质是(写化学式),原因是_____________________________________
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物质 结构 性质 高考 备考 复习资料