物质结构与性质(选修3)

专题13 物质结构与性质（选修3）

一、原子结构与性质

1.电子在原子轨道上的填充顺序—轨道原理

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

2.当能量相同的原子轨道在全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）体系的能量最低，这一点违反了洪德规则，如Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1

3.第一电离能的递变规律①同元素：I1 < I2 < I3②同一周期，从左→右，元素的第一电离能整体上虽呈现递增趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族比同周期相邻元素的I1都高。

③同一主族，从上而下，元素第一电离能逐渐减小。

4.元素电负性的递变规律①除稀有气体外，同一周期元素，从左→右，元素的电负性递增

②同主族元素，元素的电负性递减。

5.电离能的运用①判断元素的金属性、非金属性强弱，I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。②根据电离能数据，确定元素在化合物中蝗化合价。如k：I1《I2 < I3，表明k原子易失去1个电子形成+1价。

6.电负性的运用①判断元素的金属性与非金属性的相对强弱，金属的电负性一般小于1.8，电负值越小，金属越活泼；非金属的电负性一般大于1.8，电负值越大，非金属越活泼。

②判断元素在化合物中的价态：电负性大的易呈现负价，电负性小的易呈现正价。

③判断化学键类型：电负性差值大于1.7形成的化学键主要是离子键；电负性差值小于1.7形成的化学键主要是共价键

④解释付角线规则：某些主族元素与其右下方的主族元素的性质相似（原因是电负性相近）

7.元素周期表的分区与原子的价电子排布的关系

s区ns1～2

p区ns2np1～6

d区(n-1)d1～9ns1～2

ds (n-1)d10ns1～2

f区(n-2)f0～14 (n-1)d0～2ns2

二、分子结构与性质

1.共价键的特征①饱和性②方向性

2.共价键的分类①单键、双键、三键②极性键、非极性键③σ键、π键

3.键长、键能决定了分子的稳定性；键长、键角决定分子的空间构型。

4.等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，许多性质相近。

5.杂化轨道理论预测分子的立体构型

杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型

SP 2 180º直线型

SP2 3 120º平面三角形

SP3 4 109º28´四面体形

6.价层电子对互斥模型

7.范德华力很弱，其主要特征有①广泛存在于分子之间②只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力；③主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。

8.氢键不是化学键，其强弱介于范德华力和化学键之间。

9.通常用X—H……Y表示氢键，其中X—H表示H与X以共价键相结合，用？？表示，用“……”表示形成的氢键。

10.氢键可分为分子内氢键和分子间氢键。

11.能形成氢键的元素为N、O、F，分子中氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大

12.用元素的含氧酸而言，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如HNO3 > HNO2 > HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO

13.配位化合物的形成条件①配体有孤电子对②中心离子有空轨道

14.在配合物中，中心离子与配体的配位原子间以配位键相结合，配合物的内界与外界之间以离子键相结合。

15.在水溶液中，配合物易电离出外界离子，而配离子难电离；配合物中配位键越强，配合物越稳定。

三、晶体的结构与性质

1.原子晶体

概念：原子间以共价键相结合的晶体

构成晶体微粒：原子

微粒间作用力：共价键

物性：高熔点、高硬度、高沸点

2 典例：金刚石、晶体硅、二氧化硅

①金刚石1´每个C与相邻C以共价键连接，形成正四面体

2´键角为109´28´

3´最小碳环由6个C组成，且6个C原子不再同一平面内

4´每个C参与4条C-C键形成，C原子数量与C-C键之比为1：2

②二氧化硅1´每个Si与4个O相结合，Si原子在正四面体中心

2´键角109´28´

3´每个正四面体有1个Si,4个½O原子，故Si、O原子个数比为1：2

4´最小环有12个原子，即6个Si，6 个O

3. 分子晶体

概念：分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体

构成晶体微粒：分子

微粒间作用力：分子间作用力

物性：熔沸点低、硬度小

4 典例：大多数非金属单质、非金属氧化物、所有非金属氢化物、绝大多数有机物

①干冰1´每个CO2分子周围等距离且紧邻的CO2有12个

2´每8个CO2构成立方体，且在6个面心又各占据1个CO2

5.金属晶体

概念：原子之间以金属键相结合而形成的单质晶体

构成晶体微粒：金属阳离子、自由电子

微粒间作用力：金属键

物性：熔沸点有的高，有的低，硬度有的高，有的低

6典例

①简单立方堆积（Po）空间利用率为52%，配位数为6。

②体心立方堆积（钾型、A2型）空间利用率为68%，配位数为8。

③面心立方堆积（铜型、A1型）空间利用率为74%，配位数为12。

④立方最密堆积（镁型、A3型）空间利用率为74%，配位数为12。

7.离子晶体

概念：通过离子键相结合而形成的晶体

构成晶体微粒：阴阳离子

微粒间作用力：离子键

物性：熔沸点高，硬而脆

8.典例：

①CsCl型1´每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-

2´每个Cs+周围等距离且紧邻的Cl- 有8个；每个Cs+（Cl-）周围等距

离且紧邻的Cs+（Cl-）有6个

②NaCl型1´每个晶胞中含4个Na+、4个Cl-

2´每个Na+周围等距离紧邻的Na+有12个；每4个Na+（Cl-）周围等距

离且紧邻的Cl-（Na+）有6个

③CaF2型1´与每个Ca2+等距离紧邻的F-有8个，每个F-等距离紧邻的Ca2+有4个

2´与每个Ca2+等距离紧邻的Ca2+有12个，与每个F-等距离紧邻的F-有6

个

四物质熔沸点高低的比较