高考化學一輪復習（夯實基礎+考點串講+方法提升+真題集訓）選修第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)課件 魯科版.ppt

選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu) 考綱展示 1 能規(guī)范書寫常見元素 1 36號 原子核外電子的電子排布式和軌道表示式 2 運用原子核外電子躍遷等解釋某些實際問題 3 用電離能 電負性等解釋元素的某些性質(zhì) 4 掌握周期表各區(qū) 周期 族的原子核外電子排布規(guī)律及元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 5 了解共價鍵的形成 能用鍵能 鍵長 鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì) 6 了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型 sp sp2 sp3 7 能用價層電子對互斥理論或雜化軌道理論推測常見的簡單分子或離子的空間構(gòu)型 8 了解化學鍵和分子間作用力的區(qū)別 9 了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響 能列舉含有氫鍵的物質(zhì) 本節(jié)目錄 考點串講 深度剖析 真題集訓 把脈高考 教材回顧 夯實雙基 學科規(guī)律 方法提升 一 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 構(gòu)建雙基 二 化學鍵與分子結(jié)構(gòu) 和晶體結(jié)構(gòu) 提示 1 能量最低原理 原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài) 2 泡利不相容原理 一個原子軌道里最多只能容納兩個電子 而且兩個電子的自旋方向相反 3 洪特規(guī)則 當電子排布在同一能級的不同軌道時 總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道 而且自旋方向相同 2012 高考安徽卷 x y z w是元素周期表前四周期中的常見元素 其相關(guān)信息如下表 體驗高考 1 w位于元素周期表第 周期第 族 其基態(tài)原子最外層有 個電子 2 x的電負性比y的 填 大 或 小 x和y的氣態(tài)氫化物中 較穩(wěn)定的是 寫化學式 3 寫出z2y2與xy2反應的化學方程式 并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 4 在x的原子與氫原子形成的多種分子中 有些分子的核磁共振氫譜顯示有兩種氫 寫出其中一種分子的名稱 氫元素 x y的原子也可共同形成多種分子和某種常見無機陰離子 寫出其中一種分子與該無機陰離子反應的離子方程式 解析 解答本題應首先根據(jù)原子結(jié)構(gòu)特征以及化合物性質(zhì)推斷出各元素 然后根據(jù)要求解答 根據(jù)原子的核外電子排布特征推知x為c元素 y的最外層電子排布式為2s22p4 為o元素 z的質(zhì)子數(shù)為11 為na元素 w的白色氫氧化物為fe oh 2 w為fe元素 1 fe位于第4周期第 族 其基態(tài)原子最外層電子數(shù)為2 2 同周期元素自左向右電負性逐漸增大 稀有氣體元素除外 元素的非金屬性逐漸增強 則電負性c o 元素的非金屬性越強 氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定 則穩(wěn)定性h2o ch4 3 na2o2與co2反應生成na2co3和o2 反應的化學方程式為2na2o2 2co2 2na2co3 o2 每生成1molo2轉(zhuǎn)移電子2mol 4 在由碳原子和氫原子形成的多種分子中有兩種氫原子的有丙烷等 該無機陰離子為hco 可與由c h o構(gòu)成的ch3cooh反應生成co2 ch3cooh hco co2 ch3coo h2o 考點1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1 電子層 能級及其最多容納電子數(shù)的關(guān)系 2 構(gòu)造原理隨著核外電子能量的遞增 基態(tài)原子核外電子按照上圖中箭頭的方向依次排布 即1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 3 原子軌道與能級 1 原子軌道 s電子的原子軌道呈球形對稱 ns能級上各有1個原子軌道 p電子的原子軌道呈啞鈴形 np能級上各有3個原子軌道且相互垂直 nd能級上各有5個原子軌道 nf能級上各有7個原子軌道 2 原子軌道之間的能量大小關(guān)系 原子軌道的能量取決于主量子數(shù)和角量子數(shù) 若兩者相同 則能量相等 如e 2px e 2py e 2pz 不同主量子數(shù) 相同角量子數(shù)的原子軌道 主量子數(shù)越大 能量越高 如e 2p e 3p e 4p 相同主量子數(shù)而不同角量子數(shù)的原子軌道 角量子數(shù)越大 能量越高 例如e ns e np e nd e nf 能級交錯現(xiàn)象 原子中的價電子在外層分布時存在能級交錯現(xiàn)象 如e 4s e 3d e 4p 2 當出現(xiàn)d軌道時 雖然電子按ns n 1 d np順序填充 但在書寫電子排布式時 仍把 n 1 d放在ns前 如fe 1s22s22p63s23p63d64s2正確 fe 1s22s22p63s23p64s23d6錯誤 3 特例 對比b c n元素原子的外層電子排布和cr cu等元素的原子核外電子排布 發(fā)現(xiàn)同一能級 當電子排布為全充滿 半充滿或全空時 體系的能量較低 原子比較穩(wěn)定 根據(jù)特例可以得知24cr和29cu正確的電子排布式分別為cr 1s22s22p63s23p63d54s1 cu 1s22s22p63s23p63d104s1 4 電離能及其變化規(guī)律 1 電離能氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需要的最小能量叫做電離能 常用符號i表示 單位為kj mol 1 2 電離能的變化規(guī)律 同一元素 i1 i2 i3 同一主族元素 隨原子序數(shù)的增大 電子層數(shù)也相應增多 核電荷數(shù)和原子半徑都在增加 原子半徑增大起主要作用 所以同一主族內(nèi) 第一電離能隨核電荷數(shù)增大而減小 同一周期元素 從左到右第一電離能變化的總趨勢是增大的 但受外電子層結(jié)構(gòu)的影響有曲折起伏 5 元素的電負性及其變化規(guī)律 1 電負性衡量元素的原子在化合物中吸引電子能力的標度 并指定氟的電負性為4 0作為定量標度 再應用鍵能數(shù)據(jù) 對比求出其他元素的電負性 因此電負性是相對值 2 電負性的變化規(guī)律 同一周期 從左到右 元素的電負性遞增 同一主族 從上到下 元素的電負性遞減 即時應用1 在下列空格中 填上適當?shù)脑胤?1 在第3周期中 第一電離能最小的元素是 第一電離能最大的元素是 2 在元素周期表中 電負性最大的元素是 電負性最小的元素是 3 最活潑的金屬元素是 4 最活潑的氣態(tài)非金屬原子是 5 第2 3 4周期原子中p軌道半充滿的元素是 6 已知某原子的各級電離能數(shù)值如下 i1 577kj mol 1 i2 1817kj mol 1 i3 2745kj mol 1 i4 11578kj mol 1 則該原子形成離子的化合價為 a 1b 2c 3d 4 解析 同周期中從左到右 元素的第一電離能 除第 a族 第 a族反常外 逐漸增大 同周期中堿金屬元素最小 稀有氣體最大 故第3周期中第一電離能最小的為na 最大的為ar 電負性的遞變規(guī)律 同周期從左到右逐漸增大 同主族從上到下逐漸減小 故元素周期表中 電負性最大的元素是氟 電負性最小的為銫 元素化合價與原子的核外電子排布 尤其是與價電子排布有密切關(guān)系 有多個價電子的元素的原子 失去價電子的各級電離能相差不大 答案 1 naar 2 fcs 3 cs 4 f 5 n p as 6 c 2 w x y z是元素周期表前36號元素中的四種常見元素 其原子序數(shù)依次增大 w y的氧化物是導致酸雨的主要物質(zhì) x的基態(tài)原子核外有7個原子軌道填充了電子 z能形成紅色 或磚紅色 的z2o和黑色的zo兩種氧化物 1 w位于元素周期表第 周期第 族 w的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性比h2o g 填 強 或 弱 2 y的基態(tài)原子核外電子排布式是 y的第一電離能比x的 填 大 或 小 3 y的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液與z的單質(zhì)反應的化學方程式是 解析 形成酸雨的主要物質(zhì)是n和s的氧化物 y的原子序數(shù)比w大 由此可推出w為氮元素 y為硫元素 根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布所遵循的原則 可以寫出x的電子排布式為 1s22s22p63s23p1 x為鋁元素 z能夠形成紅色z2o和黑色的zo兩種氧化物 推知z為銅元素 1 w是氮元素 同周期元素氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性從左到右逐漸增強 2 s的原子半徑比al的小 更難失去電子 第一電離能s的大于al 4 鍵與 鍵判斷 6 共價鍵參數(shù) 1 鍵能 概念 在101 3kpa 298k條件下 斷開1mol氣態(tài)分子中的化學鍵 使其生成氣態(tài)原子所吸收的能量 kj mol 1 對分子的影響 鍵能越大 鍵越牢固 分子越穩(wěn)定 2 鍵長 概念 兩個成鍵原子的原子核間的距離 單位 nm 對分子的影響 鍵長越短 鍵能越大 鍵越牢固 分子越穩(wěn)定 3 鍵角 概念 多原子分子中 兩個化學鍵的夾角 對分子的影響 是描述多原子分子的空間構(gòu)型的重要參數(shù) 7 特殊共價鍵 配位鍵 1 配位鍵 一個原子提供一對電子與另一個接受電子的原子形成的共價鍵 即成鍵的兩個原子一方提供孤對電子 一方提供空軌道而形成的共價鍵 2 配合物的性質(zhì) 配合物具有一定的穩(wěn)定性 配合物中配位鍵越強 配合物越穩(wěn)定 當作為中心原子的金屬離子相同時 配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān) 8 等電子原理原子總數(shù)相同 價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學鍵特征 它們的許多性質(zhì)相近 二 分子的空間構(gòu)型及分子的性質(zhì)1 分子的空間構(gòu)型 1 雜化軌道的要點當原子成鍵時 原子的價電子軌道相互混雜 形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道 雜化軌道數(shù)不同 軌道間的夾角不同 形成分子的空間形狀不同 2 價電子對互斥模型的兩種類型價電子對互斥模型說明的是價電子對的空間構(gòu)型 而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對空間構(gòu)型 不包括孤對電子 當中心原子無孤對電子時 兩者的構(gòu)型一致 當中心原子有孤對電子時 兩者的構(gòu)型不一致 3 價電子對互斥模型 雜化軌道理論與分子空間構(gòu)型的關(guān)系 2 分子極性的判斷方法 1 極性分子和非極性分子 2 分子的極性與鍵的極性的關(guān)系 特別提醒 根據(jù)分子構(gòu)型可以判斷分子的極性 但必須注意鍵對極性的影響 例如 同是直線形的oco和hcn 前者為非極性分子 后者為極性分子 同是四面體的ch4和ch3cl 前者為非極性分子 后者為極性分子 3 溶解性 1 相似相溶 規(guī)律 非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑 極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑 若存在氫鍵 則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大 溶解性越好 2 相似相溶 還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性 如乙醇和水任意比互溶 而戊醇在水中的溶解度明顯減小 即時應用3 2011 高考江蘇卷改編題 原子序數(shù)小于36的x y z w四種元素 其中x是形成化合物種類最多的元素 y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍 z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子 w的原子序數(shù)為29 回答下列問題 1 y2x2分子中y原子軌道的雜化類型為 1moly2x2含有 鍵的數(shù)目為 2 化合物zx3的沸點比化合物yx4的高 其主要原因是 3 元素y的一種氧化物與元素z的一種氧化物互為等電子體 元素z的這種氧化物的分子式是 解析 形成化合物種類最多的元素是h 基態(tài)時最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)2倍的元素是c 2p原子軌道上有3個未成對電子的是n元素 原子序數(shù)為29的是cu元素 1 c2h2是直線形分子 c原子雜化方式為sp c2h2分子中有一個碳碳叁鍵 因此1molc2h2分子中有3mol 鍵 即3 6 02 1023個 2 由于nh3分子間存在氫鍵 使其沸點較高 3 co2和n2o都是22個電子 二者互為等電子體 答案 1 sp雜化3mol 或3 6 02 1023個 2 nh3分子間存在氫鍵 3 n2o 4 已知a b c d四種分子所含原子的數(shù)目依次為1 3 6 6 且都含有18個電子 b c是由兩種元素的原子組成 且分子中兩種原子的個數(shù)比均為1 2 d是一種有毒的有機物 1 組成a分子的原子的元素符號是 2 從b分子的空間結(jié)構(gòu)判斷 該分子屬于 分子 填 極性 或 非極性 其沸點比水的沸點低 主要原因是 3 c分子式為 4 d分子中包含 個 鍵 分子中碳原子的雜化方式為 fe co ni cu等金屬能形成配合物與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān) 5 基態(tài)ni原子的核外電子排布式為 基態(tài)cu原子的價電子排布式為 6 fe co 5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(jù)此可判斷fe co 5晶體屬于 填晶體類型 解析 1 a為氬 其組成原子為ar 2 b為h2s 屬于極性分子 其沸點比水的沸點低 主要是因為水分子間存在氫鍵 4 d為ch3oh 分子中含5個 鍵 碳原子的雜化方式為sp3 5 根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)ni原子的核外電子排布式 基態(tài)cu原子的價電子排布為3d104s1 6 fe co 5晶體熔 沸點低且易溶于非極性溶劑 因此屬于分子晶體 答案 1 ar 2 極性水分子間能形成氫鍵 或硫化氫分子間不能形成氫鍵 3 n2h4 4 5sp3雜化 5 1s22s22p63s23p63d84s23d104s1 6 分子晶體 物質(zhì)類別與鍵型的關(guān)系及氫鍵一 物質(zhì)類別與鍵型的關(guān)系1 只有非極性鍵的物質(zhì) h2 o2 n2 cl2等 金剛石 單晶硅 p4 s2 s4等 即 由同種非金屬元素組成的單質(zhì) 2 只有極性鍵的物質(zhì) hcl hbr no nh3 h2o cs2 co2 bf3等 即 由不同種非金屬元素組成的共價化合物 3 既有極性鍵 又有非極性鍵的物質(zhì) h2o2 ch2 ch2 ch ch ch3ch2oh ch3cooh等 4 只有離子鍵的物質(zhì) nacl kcl cscl na2o k2s等 即 由 a a和 a a兩種元素形成的離子化合物 另外還有alf3 5 既有離子鍵 又有非極性鍵的物質(zhì) na2o2 fes2 cac2等 6 既有離子鍵 又有極性鍵的物質(zhì) naoh na2co3 hcoona等 7 只有金屬鍵的物質(zhì) 金屬晶體 8 無化學鍵的物質(zhì) 稀有氣體 二 氫鍵1 概念 氫鍵是一種既可以存在于分子之間又可以存在于分子內(nèi)部的作用力 它比化學鍵弱 比范德華力強 當氫原子與電負性大的原子x以共價鍵結(jié)合時 h原子能夠跟另一個電負性大的原子y之間形成氫鍵 2 特征 氫鍵既有方向性 又有飽和性 3 表示方法 通常用x h y表示氫鍵 其中x h表示氫原子和x原子以共價鍵相結(jié)合 氫鍵的鍵長是指h和y的距離 氫鍵的鍵能是指x h y分解為x h和y所需要的能量 4 對氫鍵的幾點說明 見下圖 1 氫鍵不是化學鍵 屬分子間作用力的范疇 除nh3 h2o hf外 與它們同主族的元素的其他氣態(tài)氫化物的沸點仍遵循相對分子質(zhì)量增大 分子間作用力增大的規(guī)律 h2o和hf的沸點是同族氣態(tài)氫化物中最高的 但nh3的沸點比sbh3的沸點低 比另外兩種的高 2 h2o hf nh3的分子之間既存在分子間作用力 又存在氫鍵 因此 把冰融化或水汽化不僅要破壞分子間作用力 還必須提供額外的能量破壞分子間氫鍵 不要認為有氫鍵就不存在范德華力了 3 分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔沸點升高外 對物質(zhì)的溶解度 密度 硬度等也都有影響 如nh3極易溶解于水 主要是由于氨分子和水分子之間形成了氫鍵 彼此互相締合 因而加大了氨氣在水中的溶解度 冰的硬度比一般固體共價化合物的硬度大而密度卻減小 也是因為冰中有氫鍵的緣故 4 分子間存在氫鍵時 破壞分子間的氫鍵 消耗較多的能量 所以存在氫鍵的物質(zhì)具有較高的熔點和沸點 5 氫鍵的存在使物質(zhì)的溶解度增大 6 當氫鍵存在于分子內(nèi)時 它對物質(zhì)性質(zhì)的影響與分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生的影響是不同的 鄰羥基苯甲醛的氫鍵存在于分子內(nèi)部 對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵 因而對羥基苯甲醛的熔點 沸點分別比鄰羥基苯甲醛的熔點 沸點高 下列敘述正確的是 a 離子化合物中不可能存在非極性鍵b 非極性分子中不可能既含極性鍵又含非極性鍵c 非極性分子中一定含有非極性鍵d 不同非金屬元素原子之間形成的化學鍵都是極性鍵 思路點撥 判斷 不可能存在 一定含有 都是 等類結(jié)論的正誤時 一般可用反例法 既只要能舉出一個可以成立的反例來 則可否定題中結(jié)論 如果不存在反例 則可認為題中結(jié)論正確 解析 a項 離子化合物中可能存在非極性鍵 如na2o2是離子化合物 其中o o鍵是非極性鍵 故a錯誤 b項 非極性分子中 既含非極性鍵又含極性鍵是可能的 如乙炔分子中 c h鍵是極性鍵 c c鍵是非極性鍵 故b錯誤 c項 由極性鍵組成的多原子分子 只要分子結(jié)構(gòu)對稱就是非極性分子 如co2 o c o 是非極性分子 分子中所有化學鍵都是極性鍵 故c也是錯誤的 d項敘述正確 因為不同非金屬原子吸引電子的能力不同 它們之間的共用電子對必偏向其中一方而形成極性共價鍵 答案 d 1 下列有關(guān)水的敘述中 可用氫鍵的知識來解釋的是 a 水比硫化氫氣體穩(wěn)定b 水的熔沸點比硫化氫的高c 氯化氫氣體易溶于水d 0 時 水的密度比冰大解析 選b 水分子間的氫鍵使其熔沸點升高 故b正確 物質(zhì)的穩(wěn)定性主要決定于共價鍵 如h2o與h2s穩(wěn)定性比較 溶解性是相似相溶 如hcl與h2o均為極性分子 hcl易溶于水 水及冰中均含氫鍵 跟蹤訓練 2 下列說法正確的是 a 共價鍵只能存在于共價化合物中b 離子化合物中可能含共價鍵c 任何物質(zhì)中都含化學鍵d 物質(zhì)中有陽離子存在則一定含陰離子解析 選b 共價鍵既可以存在于共價化合物中 也可以存在于單質(zhì) 如cl2 o2 和離子化合物 如naoh 中 a錯 b正確 稀有氣體中不存在化學鍵 c錯 若物質(zhì)中有陰離子的同時一定含陽離子 但含有陽離子不一定含陰離子 如金屬晶體 d錯 4 分析下列化學式中劃有橫線的元素 選出符合要求的物質(zhì) 填寫在橫線上 a nh3b h2oc hcld ch4e c2h6f n2 1 所有的價電子都參與形成共價鍵的是 2 只有一個價電子參與形成共價鍵的是 3 最外層有未參與成鍵的電子對的是 4 既有 鍵 又有 鍵的是 解析 nh3中n原子與3個h原子形成3個 鍵 還有一對不成鍵電子對 h2o中o原子與2個h原子形成2個 鍵 還有兩對不成鍵電子對 hcl中cl原子與1個h原子形成1個 鍵 還有三對不成鍵電子對 ch4中c原子與4個h原子形成4個 鍵 所有價電子都參與成鍵 c2h6中c原子與3個h原子和1個c原子形成4個 鍵 所有價電子都參與成鍵 n2中n原子與另1個n原子形成1個 鍵 2個 鍵 還有一對不成鍵電子對 答案 1 de 2 c 3 abcf 4 f 1 2012 高考新課標全國卷節(jié)選 a族的氧 硫 硒 se 碲 te 等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài) 含 a族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途 請回答下列問題 1 s單質(zhì)的常見形式為s8 其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如右圖所示 s原子采用的軌道雜化方式是 2 原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量 o s se原子的第一電離能由大到小的順序為 2 2011 高考福建卷 氮元素可以形成多種化合物 回答以下問題 1 基態(tài)氮原子的價電子排布式是 2 c n o三種元素第一電離能從大到小的順序是 3 肼 n2h4 分子可視為nh3分子中的一個氫原子被 nh2 氨基 取代形成的另一種氮的氫化物 nh3分子的空間構(gòu)型是 n2h4分子中氮原子軌道的雜化類型是 肼可用作火箭燃料 燃燒時發(fā)生的反應是 n2o4 l 2n2h4 l 3n2 g 4h2o g h 1038 7kj mol 1若該反應中有4moln h鍵斷裂 則形成的 鍵有 mol 肼能與硫酸反應生成n2h6so4 n2h6so4晶體類型與硫酸銨相同 則n2h6so4的晶體內(nèi)不存在 填標號 a 離子鍵b 共價鍵c 配位鍵d 范德華力 4 圖1表示某種含氮有機化合物的結(jié)構(gòu) 其分子內(nèi)4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點 見圖2 分子內(nèi)存在空腔 能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別 下列分子或離子中 能被該有機化合物識別的是 填標號 a cf4b ch4c nhd h2o 解析 1 氮原子的價電子排布式是2s22p3 2 同周期元素第一電離能從左向右有增大的趨勢 第 a a族反常 因此三者的第一電離能從大到小的順序為n o c 3 nh3的空間構(gòu)型是三角錐形 n2h4分子可看作兩個nh3分子脫去一個h2分子所得 氮原子采用sp3雜化方式結(jié)合 1moln2中含有2mol 鍵 4moln h鍵斷裂即有1moln2h4反應 生成1 5moln2 則形成3mol 鍵 硫酸銨晶體是離子晶體 則n2h6so4晶體也是離子晶體