2024-2025学年高三化学一轮复习 物质结构与性质 讲义

2025届高三一轮复习物质结构与性质讲义
一 元素周期律
1.半径大小比较
电子层数越多，半径越大 r(K) >r(Na)> r(O)
电子层数相同时，序小径大r(O2-) >r(Na+)> r(Mg2+)
2.化合价
主族元素最高正价=最外层电子数=价电子数
最高正价+ 最低负价 = 8
注：F无正价，O无最高正价，金属无负价
3.电离能
金属性越强，电离能越小
注：Be >B>Li N>O>C
Mg>Al>Na P>S>Si
4.电负性
非金属性越强，电负性越大，化合物中，电负性大的显负价。
注：F无正价，O无最高正价，金属无负价
5.金属性
与H2O或酸反应置换出H2的难易程度
最高价氧化物对应水化物碱性的强弱。
6.非金属性
与H2反应的难易程度，以及氢化物的稳定性。
最高价氧化物对应水化物酸性的强弱。
二 核外电子排布
以Fe为例
电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
s-1个轨道，球形 p-3个轨道，哑铃形
价层电子排布式：3d64s2
原子结构示意图：
排布规律：能量最低原理 泡利原理 洪特规则
三 分子结构与性质
分子结构
共价键：极性共价键与非极性共价键
σ键 π键
单键 双键 三键
键参数：键能 键长 键角
决定稳定性 决定空间结构
空间结构：预测VSEPR模型
解释杂化轨道理论
2.化学键
离子键：一般含金属离子或NH的化合物 (有信息的，一定要根据信息判断）
共价键：极性共价键，非极性共价键。
3.分子的性质
共价键的极性：空间呈对称结构（正四面体形，直线形，平面三角形），则为非极性分子，
键的极性对性质的影响：酸性 CF3COOH >CCl3COOH >CHCl2COOH
HCOOH >CH3COOH >CH3CH2COOH
分子间作用力：范德华力 相对分子质量越大，范德华力越大
分子间氢键，使熔沸点升高 HF> HCl, H2O>H2S, NH3>PH3
分子内氢键
氢键表示方法A—H…B A、B为电负性很大的原子，一般为N、O、F三种元素的原子
溶解度：相似相溶，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。“分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近)。
存在氢键，则溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解，如SO2、NO2。
分子的手性：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能叠合，互称手性异构体。
具有手性异构体的分子称为手性分子
手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同原子或原子团的碳原子。如中带*的碳原子为手性碳原子。
化学式 σ键电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 杂化类型 分子空间结构
CO2 2 0 直线形 sp 直线形
H2O 2 2 四面体形 Sp3 V形
HCHO 3 0 平面三角形 sp2 平面三角形
CH4 4 0 正四面体形 sp3 正四面体形
NH3 3 1 四面体形 sp3 三角锥形
BF3 3 0 平面三角形 sp2 平面三角形
NH 4 0 正四面体形 Sp3 正四面体形
SO 3 1 四面体形 sp2 三角锥形
补充；键能大小的比较
1.成键原子的原子半径越小，键长越短，键能越大。
2.共用电子对数
共用电对数目越，键能越大。
3.电负性差值:电负性差值越大，键的极性越强，键角通常越大。
4.分子的稳定性、分子越稳定、键能越大。
判断分子极性大小
1.电负性性差异
电负性差值越大，键的极性越强。
2.分子结构的对称性：若分子对称，表现为非极性
3.孤电子对的存在
孤电子对会影响分子的空间结构和电荷分布，使分子产生极性。
4.分子组成和类型
一般不同元素组成的分子，原子电负性不同，容易形成极性分子。
但：CH4结构对称，非极性分子。
O3元素相同，极性分子
键角大小比较
杂化类型：sp > sp2 > sp3
杂化类型相同，孤电子对越多，键角越小 CH4>NH3>H2O
杂化类型相同，孤电子对相同，中心原子电负性越强，键角越大。H2O>H2S
杂化类型相同，孤电子对相同，配原子电负性越强，键角越小。NF3 四 晶体结构与性质
晶体：具有规则的几何外形，粒子在三维空间周期性有序排列，有自范性﹑有各向异性﹑固定熔点。
非晶体:不具有规则的几何外形,粒子排列相对无序,无自范性﹑无各向异性﹑无固定熔点。
区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验
晶胞中微粒数的计算
晶体密度ρ求算：ρ= =
注意单位换算：密度的单位一般是g/cm3
晶胞参数a的单位一般是pm或nm : 1pm=10-10cm，1nm=10-7cm
晶体形成的途径
（1）熔融态物质凝固
（2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
（3）溶质从溶液中析出
四种类型晶体熔沸点的比较方法
晶体类型 比较方法
分子晶体 相对分子质量越大→分子间作用力越强→熔沸点越高 具有分子间氢键的分子晶体熔沸点反常高
共价晶体 原子半径越小→键长越短→共价键越强→熔沸点越高
离子晶体 离子半径越小→电荷数越多→离子键越强→熔沸点越高
金属晶体 离子半径越小→电荷数越多→金属键越强→熔沸点越高
配位键
1.形成条件：成键原子一方有孤对电子，另一方有空轨道。
配合物
定义：通常把金属离子（或原子）与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配合物。如配位化合物[Cu(NH3)4]SO4等。
配位键是一种特殊的共价键，也具有共价键的特征——方向性和饱和性。
2.配合物的组成：
①中心离子——电子对接受体（具有空轨道）：中心离子大多数是带正电荷的金属阳离子，其中以过渡金属离子居多，如Mn2＋、Fe3＋、Co2＋、Ni2＋、Cu2＋、Ag＋等。
②配体——电子对给予体
在配体中提供孤电子对与形成体形成配位键的原子称为配位原子，如配体NH3中的N。常见的配位原子为含有孤电子对的非金属原子，如N、O、S和卤素等原子。
配合物的实验：Cu2++2NH3·H2O== Cu(OH)2 +2NH
Cu(OH)2 + 4NH3·H2O== [Cu(NH3)4]2++2OH—+ 4H2O
Fe3++3SCN—== Fe(SCN)3 血红色
Fe3++nSCN—== [Fe(SCN)n]3-n 配位数可为1-6
Ag++Cl—== AgCl↓
AgCl+ 2NH3·H2O== [ Ag(NH3)2]++Cl—+ 2H2O
超分子是由两种或两种以上的分子通过 分子间相互作用形成的分子聚集体。
分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。
特征:分子识别，自主装。
补充：熔沸点大小比较方法
Ⅰ.根据物质状态判断：即物质沸点高低按常温下的状态：固体＞液体＞气体。如：NaCl＞H2O＞CO2
Ⅱ.根据物质不同结构特点判断：一般情况下：共价晶体(金刚石)＞离子晶体(NaCl)＞分子晶体(干冰)
Ⅲ.分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，反之越低：
★组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点越高。如：CH4＜SiH4＜GeH4
★因为氢键＞范德华力，所以存在分子间氢键的物质沸点高于只存在范德华力的物质。如：HF＞HCl