物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、一、核外電子排布2、 元素性質(zhì)的遞變?nèi)?、核外電子排布的原則及表示方法1.原子核外電子排布原理:(1)能量最低原理:電子先占據(jù)能量低的軌道,再依次進(jìn)入能量高的軌道。(2)泡利不相容原理:每個(gè)軌道最多只能容納兩個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子。(3)洪特規(guī)則:在能量相同的軌道上排布時(shí),電子盡可能分占不同的軌道,且自旋狀態(tài)相同。洪特規(guī)則的特例:在等價(jià)軌道的全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空時(shí)(p0、d0、f0)的狀態(tài),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。如24Cr:Ar3d54s1、29Cu:Ar3d104s1。2.核外電子排布的表示方法:(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖:可表示核外電子的分層排布和

2、核內(nèi)質(zhì)子數(shù),如。(2) 電子式:可表示原子最外層電子數(shù)目,如(3) 原子符號(hào):側(cè)重表示原子核的組成,它告訴人們?cè)撛雍藘?nèi)的質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù),并推及中子數(shù)和核外電子數(shù),如(4)電子排布式。用數(shù)字在原子軌道符號(hào)右上角標(biāo)明該原子軌道上排布的電子數(shù),這就是電子排布式。例如:K:1s22s22p63s23p64s1。簡(jiǎn)化電子排布式:為了避免電子排布式書(shū)寫(xiě)過(guò)于繁瑣,把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示。例如:K:Ar4s1。外圍電子排布式:僅將外圍電子排布表示出來(lái)的式子,如29Cu:3d104s1。(5)軌道表示式:用方框表示一個(gè)原子軌道,每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子,如氮

3、原子的軌道表示式為。說(shuō)明:到目前為止,我們學(xué)過(guò)的表示原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)有多種,它們各有不同的側(cè)重。原子結(jié)構(gòu)示意圖只能表示核外電子的分層排布和原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù),如。原子符號(hào):如 側(cè)重于表示原子核的結(jié)構(gòu),它能告訴我們?cè)撛雍藘?nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)以及質(zhì)量數(shù),并不能反映核外電子的排布情況。電子排布式:如氧原子的電子排布式為1s22s22p4,它能告訴我們氧原子核外的電子分為2個(gè)電子層,3種不同的原子軌道,并不能告訴我們?cè)雍说那闆r,也不能告訴我們它的各個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。軌道表示式,如。這個(gè)式子,對(duì)氮原子核外電子排布的情況表達(dá)得就更加詳細(xì)。四、元素的第一電離能遞變規(guī)律及其應(yīng)用:(1)變化規(guī)律:同周期從

4、左到右,第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能最大,堿金屬的第一電離能最小;同周期元素中,當(dāng)元素原子的原子軌道為全滿、半滿、全空時(shí)較相鄰元素要大,即第A族、第A族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。如Be、N、Mg、P等。同主族從上到下,第一電離能逐漸減小。(2)應(yīng)用。電離能是原子核外電子分層排布的實(shí)驗(yàn)佐證。用來(lái)比較元素的金屬性的強(qiáng)弱。I1越小,金屬性越強(qiáng),表示原子失電子能力越強(qiáng)。2.元素的電負(fù)性遞變規(guī)律及其應(yīng)用:(1)遞變規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期從左到右,主族元素電負(fù)性逐漸增大;同一主族從上到下,元素電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。(2)應(yīng)用。判斷元素類

5、別一般大于1.8時(shí)為非金屬元素,小于1.8時(shí)為金屬元素。確定化學(xué)鍵類型兩元素電負(fù)性差值大于1.7時(shí)一般形成離子鍵,小于1.7時(shí)一般形成共價(jià)鍵。判斷元素價(jià)態(tài)正負(fù)在形成的化合物中電負(fù)性大的為負(fù)價(jià),小的為正價(jià)。三、四種晶體類型的比較四、判斷晶體類型的方法1.依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)間的作用判斷:(1)離子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是陰、陽(yáng)離子,質(zhì)點(diǎn)間的作用是離子鍵。(2)原子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是原子,質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵。(3)分子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是分子,質(zhì)點(diǎn)間的作用為分子間作用力。(4)金屬晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是金屬陽(yáng)離子和自由電子,質(zhì)點(diǎn)間的作用是金屬鍵。2.依據(jù)物質(zhì)的類型判斷:(1)金屬氧化物(如K2O、Na2O2

6、等)、強(qiáng)堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。(2)大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。(3)常見(jiàn)的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等;常見(jiàn)的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。3.依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷:(1)離子晶體的熔點(diǎn)較高,常在數(shù)百至1 000余攝氏度。(2)原子晶體熔點(diǎn)高,常在1 000至幾千攝氏度。(3)分子晶體熔點(diǎn)低,常在數(shù)百攝氏度以下。(4)金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高,但也有相當(dāng)?shù)偷摹?.依據(jù)導(dǎo)電性判斷:(1)離子晶體在水溶液或熔融態(tài)下能導(dǎo)電。(2)原子晶體一般為非導(dǎo)

7、體,但硅等少數(shù)物質(zhì)能導(dǎo)電。(3)分子晶體為非導(dǎo)體,但分子晶體中的電解質(zhì)溶于水,使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電。(4)金屬晶體是電的良導(dǎo)體。5.依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷:(1)離子晶體硬度較大或略硬而脆。(2)原子晶體硬度大。(3)分子晶體硬度小。(4)金屬晶體多數(shù)硬度大,但也有較低的,且具有延展性。五、晶體中粒子數(shù)的計(jì)算“均攤法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一個(gè)粒子被n個(gè)晶胞共用,那么每個(gè)晶胞分得這個(gè)粒子的份額就是1/n。1.立方晶胞:(1)每個(gè)頂點(diǎn)上的粒子被8個(gè)晶胞共用,每個(gè)粒子只有 屬于該晶胞。(2)每條棱上的粒子被4個(gè)晶胞共用,每個(gè)粒子只有 屬于該晶胞。(3)每個(gè)面心上的粒子被

8、兩個(gè)晶胞共用,每個(gè)粒子只有 屬于該晶胞。(4)晶胞內(nèi)的粒子完全屬于該晶胞。2.六方晶胞:(1)每個(gè)頂點(diǎn)上的粒子被6個(gè)晶胞共用。(2)每條橫棱上的粒子被4個(gè)晶胞共用;每條縱棱上的粒子被3個(gè)晶胞共用。(3)每個(gè)面心上的粒子被兩個(gè)晶胞共用。(4)晶胞內(nèi)的粒子完全屬于該晶胞。3.三棱晶胞:(1)每個(gè)頂點(diǎn)上的粒子被12個(gè)晶胞共用。(2)每條橫棱上的粒子被4個(gè)晶胞共用;每條縱棱上的粒子被6個(gè)晶胞共用。(3)每個(gè)面心上的粒子被兩個(gè)晶胞共用。(4)晶胞內(nèi)的粒子完全屬于該晶胞。三、分子空間構(gòu)型的判斷方法雜化軌道類型與分子構(gòu)型:當(dāng)原子成鍵時(shí),原子的價(jià)層原子軌道相互混雜,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。對(duì)于ABm型分子,中心原子軌道雜化方式相同,但孤電子對(duì)數(shù)不同,分子構(gòu)型也不同。見(jiàn)下表:四、價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥模型說(shuō)明的是價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型,而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)空間構(gòu)型,不包括孤電子對(duì)。當(dāng)中心原子無(wú)孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型一致;當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型不一致。見(jiàn)表: