化学（苏教版选修3）：《物质结构与性质》课件

课件48张PPT。《物质结构与性质》的复习
结构决定着性质，因此要研究物质的结构。本书主要从两方面研究有关结构的，一是研究原子的结构，二是研究构成物质微粒之间的作用力的。一、原子结构与元素的性质
1、人类对原子的认识从道尔顿提出原子学说到汤姆生发现了电子到卢瑟福的核式模型到玻尔的原子结构模型到量子力学模型……2、原子核外电子的运动（排布）

描述核外电子的运动状态涉及电子层（能层）、原子轨道（能级）、电子自旋；核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则及特例。
熟悉前36号元素原子的电子排布式、轨道表示式、外围电子（价电子排布式）排布式、轨道表示式；了解各族的外围电子排布特点及分区情况。
1、 某电子层n，当它为最外电子层时，容纳的最多电子数与n-1层相同，当它为次外电子层时，其电子数比n+1层最多能多10个，则此电子层应是
A.K层 B.L层 C.M层 D.N层
2、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。 则各元素是何种元素？3、应在周期表的哪个位置寻找优良的半导体材料 A.s区 B.p区 C.d 区 D.ds区
4、具有下列最外层电子排布的原子，其相应的元素一定属于主族的是
A．nsl B．ns2 C．ns2np6 D．Ns2np2
5、（08宁夏卷）短周期元素E的氯化物ECln的熔点为-78℃，沸点为59℃；若0.2molECln与足量的AgNO3溶液完全反应后可以得到57.4g的AgCl沉淀。下列判断错误的是（ ）
A．E是一种非金属元素
B．在ECln中E与Cl之间形成共价键
C．E的一种氧化物为EO
D．E位于元素周期表的IVA族解析：n(AgCl)＝0.4mol，由Cl－守恒得n＝2，所以E为＋2价，属于ⅡA族元素，即E为金属元素，ECln的熔点为-78℃，沸点为59℃，属于分子晶体，所以在ECln中E与Cl之间形成共价键。3、原子核外电子排布的周期性变化与元素性质的递变规律
⑴原子核外电子排布的周期性变化
⑵元素性质的周期性变化
①元素的金属性和非金属性的周期性变化
②元素的主要化合价的周期性变化
③原子半径的周期性变化
④元素的第一电离能的周期性变化
⑤元素电负性的周期性变化元素第一电离能1、概念：气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需的最低能量。 符号：I12、意义：衡量元素原子失去一个电子的难易程度3、I1的周期性变化同周期：从左到右， 元素的I1呈增大的趋势同主族：从上到下， 元素的I1逐渐减小I1(Mg)>I1(Al)、I1(P)>I1(S)4、电离能的应用判断原子核外电子排布判断元素的主要化合价判断元素金属性、非金属性的强弱I1最大的为 ，最小的为 。HeCs元素的电负性1、意义：衡量元素在化合物中吸引电子的能力。2、电负性的周期性变化同周期：从左到右， 元素电负性逐渐增大同主族：从上到下， 元素电负性呈减小的趋势3、电负性的应用判断化学键的类型判断成键元素化合价的正负判断元素金属性、非金属性的强弱电负性最大的为 ，最小的为 。CsF注意第一电离能大，不一定电负性就大
第一电离能要考虑稀有气体元素，电负性则不考虑。6、（08江苏卷）下列排列顺序正确的是（ ）
①热稳定性：H2O＞HF＞H2S
②原子半径：Na＞Mg＞O
③酸性：H3PO4＞H2SO4＞HClO4
④结合质子能力：OH-＞CH3COO-＞Cl-
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
7、X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn—两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是
A．X的原子半径比Y小 B．第一电离能XC．X和Y的核电荷数之差为m-n D．电负性X>Y 8、（08山东卷）下列说法正确的是（ ）
A．SiH4比CH4稳定
B．O2-半径比F-的小
C．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强
D．P和As属于第ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱解析：选项A中C与Si属于同主族元素，其氢化物的稳定性逐渐减弱，即CH4比SiH4稳定；选项B中O2－与F－的电子层结构相同，根据电子层相同，核电荷数小的，离子半径大，所以O2－半径大于F－半径；选项C中Na与Cs同主族，随着核电荷数的增大，原子失去电子的能力逐渐增强，即失去电子的能力：Cs＞Na；选项D中根据同主族元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强，所以酸性：H3PO4＞H3AsO4。二、微粒间作用力与物质的性质离子键共价键非极性键空间网状结构极性分子离子晶体化学键金属键离子键共价键概念成键
微粒特征形成
条件影响因素存在
范围化学键：直接相邻的原子之间的强烈的相互作用力。阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键金属离子与自由电子间的强烈的相互作用阴、阳离子原子金属离子、自由电子无方向性
无饱和性无方向性
无饱和性有方向性
有饱和性一般为活泼金属与活泼非金属一般为非金属元素的原子离子所带电荷越多、离子半径越小，键越强原子半径越小、键长越短、键能越大，键越强金属原子半径越小、单位体积内自由电子数目（即价电子数）越多，键越强大多数盐碱及金属氧化物等离子化合物大多数非金属单质及共价、离子化合物金属单质、合金共价键：成键本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间电子云密度增加，体系能量降低。共价键类型：1. 按成键方式分σ键：π键：原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠，电子云呈轴对称。其中s-sσ键无方向性。原子轨道以“肩并肩”的方式重叠
电子云以两核所成平面呈镜像对称
存在：共价单键为σ键，共价双键
和叁键中通常含一个σ键。存在：共价双键和叁键中σ键比π键牢固2. 按键的极性分非极性键极性键共用电子对不发生偏移共用电子对发生偏移键的极性强弱判断：成键原子吸引电子能力差异越大，键的极性越强3. 配位键：一个原子提供空轨道，另一个原子提供孤电子对所形成的共价键。存在：NH4＋、H3O＋及配位化合物中共价键键参数分子间作用力（范德华力、氢键）1. 与化学键的比较2. 范德华力与氢键的比较比化学键弱得多比化学键弱得多，比范德华力稍强分子间分子中含有与H原子相结合的原子半径小、电负性大、有孤电子对的F、O、N原子随分子极性和相对分子质量的增大而增大随范德华力的增大，物质的熔沸点升高、溶解度增大分子间氢键使物质熔沸点升高硬度增大、水中溶解度增大分子内氢键使物质熔沸点降低、硬度减小9. 氰气分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是
A．在一定条件下可发生加成反应
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个 σ键和4个π键
D．不和氢氧化钠溶液发生反应
10．下列关于共价键的饱和性的叙述中，错误的是
A．一个原子的未成对电子与另一 个原子的未成对电子一定可以配对成键
B．一个原子有几个未成对电子，就可以和几个自旋方向相反的电子配对成键
C．一个原子的未成对电子与另一个原子的自旋方向相反的电子配对成键后，就不能与第三个电子配对成键
D．所有的共价键都具有饱和性11．下列关于共价键的方向性的叙述中，错误的是
A．形成共价键时，成键电子的电子云重叠越多，核间电子云密度越大，形成的共价键越牢固，因此共价键的形成尽可能沿着电子云密度大的方向
B．所有的电子云都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性
C．因为氧原子的最外电子层上的两个不成对的2p电子的电子云互成直角，氢原子的未成对电子沿着直角方向与氧原子的2p电子云重叠，所以水分子的键角一定是90°
D．H—H键无方向性12．原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是( )。
A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性
C．共价键原子的大小 D．共价键的稳定性
13．下列说法正确的是( )。
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋离子的存在，说明共价键不应有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅仅存在于两核之间，而是绕两个原子核运动14.下列物质中，不存在氢键的是
A．冰 B．DNA分子 C．液氨 D．液化气
15．下列物质的性质与氢键无关的是
A．冰的密度比液态水的密度小
B．NH3易液化
C．NH3分子比PH3分子稳定
D．在相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高16．关于氢键，下列说法中，正确的是
A．每一个水分子中平均含有四个氢键
B．水是非常稳定的化合物是由氢键所致
C．冰、液态水、水蒸气内都存在氢键
D．冰能浮于水面上的原因可用氢键来解释
17．关于氢键，下列说法中，正确的是
A．氢键比范德华力强，所以它属于化学键
B．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
C．含氢原子的物质之间均可形成氢键
D． H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致18、（08宁夏卷） X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：
(1)X、Y的元素符号依次为 、 ；
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是 和 ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 (写分子式），理由是 ；
(3)Q的元素符号是 ，它属于第 周期，它的核外电子排布式为 ，在形成化合物时它的最高化合价为 ；
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键 。晶体熔沸点高低的判断 ⑴不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体>离子晶体>分子晶体（有例外） ⑵同种晶体类型物质的熔沸点比较 ①离子晶体： 阴、阳离子电荷数越大，半径越小熔沸点越高 ②原子晶体： 原子半径越小→键长越短→键能越大熔沸点越高 ③分子晶体： 相对分子质量越大，分子的极性越大熔沸点越高 组成和结构相似的分子晶体 ④金属晶体： 金属阳离子电荷数越高，半径越小熔沸点越高 金属晶体：
1、体心立方堆积（碱金属、铬、钼、钨等）
⑴晶胞构型：
⑵每个晶胞中拥有的原子数：
⑶每个原子的配位数：
2、六方堆积（镁、锌、钛等）
⑴ ⑵ ⑶
3、面心立方堆积（金、银、铜、铝等）
⑴ ⑵ ⑶离子晶体：1、氯化钠型：
还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、CaS等。
⑴晶胞构型：
⑵每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：
⑶钠离子或氯离子的配位数：
⑷与Na+等距离且最近的Na+ 有多少个：或Cl-
2、氯化铯型：
还有CsBr、CsＩ、NH4Cl等。原子晶体：
金刚石、晶体硅、金刚砂（SiC）、二氧化硅、氮化硼（BN）等。
了解金刚石、SiO2的结构。
分子晶体：
了解干冰的结构模型。19、 金属的下列性质中，与自由电子无关的是? A．密度大小 B．容易导电
C．延展性好 D．易导热
20、1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是
A 原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度
B 原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料
C 原子晶体干冰硬度大，可用作耐磨材料
D 每摩尔原子晶体干冰中含2mol C—O键21、为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验。其中合理的是
A．观察常温下的状态：SbCl5为苍黄色液体，SnCl4为无色液体。
结论：SbCl5和SnCl4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，滴入硝酸酸化的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的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。
结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物22、某离子晶体晶胞结构如图所示，●x位于立方体的顶点，○y位于立方体的中心，试分析：
（1）晶体中每个y同时吸引着多少个x？每个x同时吸引着多少个y？该晶体的化学式为？
（2）晶体中在每个x周围与它最接近且距离相等的x共有多少个？
（3） 晶体中距离最近的2个x与1个y形成的夹角∠xyx角度为多少？
（4）该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1，晶体密度为ρg·cm-3，阿佛加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的x中心间的距离为多少？4个8个xy212个109°28ˊ23、（08全国Ⅰ卷）下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是（ ）
ASiO2 CsCl CBr4 CF4 BSiO2 CsCl CF4 CBr4
CCsCl SiO2 CBr4 CF4 DCF4 CBr4 CsCl SiO2
24、（08四川卷）下列说法中正确的是( )
A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
25、（08海南卷）已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的:
A．ZXY3
B．ZX2Y6
C．ZX4Y8
D．ZX8Y1226、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是 。解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：Ti14C13分子结构与物质的性质
1、解释或预测分子构型的有关理论CCl4 SiCl4 SiO44- SO42-等电子原理：
⑴ CO2、 N2O、 NO2+、N3–等是3原子16电子的等电子体。直线型，中心原子采取sp杂化。
⑵ CO32–、NO3–、SO3等是4原子24电子的等电子体。平面三角形,中心原子取sp2杂化
⑶ SO2、O3、NO2–等是3原子18e-，中心原子取sp2杂化由于中心原子上有1个孤电子对结构为V型。
⑷ CH4 SiH4 NH4+ PH4+ BH4 -是5原子8e-，中心原子取sp3杂化，正四面体结构。
⑸ CCl4 SiF4 SiO44- SO42-PO43–ClO4-等是5原子32e-，中心原子取sp3杂化，正四面体结构。2、分子的极性⑴ 双原子分子：取决于共价键的极性⑵ 多原子共价分子：⑶ 相似相溶3、手性碳原子、手性分子、手性异构体。配合物中的概念：
1、中心原子：提供空轨道的原子或阳离子。多为过渡元素的金属离子。
2、配位原子：提供孤电子对与中心原子直接形成配位键的原子。
3、配位体：含孤电子对的分子或离子。
4、配位数：分配在中心原子周围向中心原子提供孤电子对的原子数目。
5、内界：由中心原子和配位体通过配位键形成的复杂而稳定的原子团。
6、外界：内界以外的部分。配合物的结构与中心原子的杂化类型、配位数、配位体的种类有关。27、（08全国Ⅰ卷）下列叙述中正确的是（ ）
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线型分子
28、（08天津卷）下列叙述正确的是（ ）
A．1个甘氨酸分子中存在9对共用电子
B．PCl3和了BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
C．H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子
D．熔点由高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅29、在有机物分子中，有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。例如： 就具有光学活性， 当发生下列化学变化时， 生成的有机物无光学活性的是
A 与新制银氨溶液共热
B 与氢气加成
C 与金属钠反应
D 与甲酸在一定条件下发生酯化反应B30、在有机分子中，有1个手性碳原子的物质具有光学活性。
（1）有机物A的分子式为C5H9Cl，它和H2发生下面的变化：A（有光学活性）+ → B（无光学活性），那么A的结构简式是 。
（2）A在一定条件下会发生消去反应生成有机物C 。已知C分子中所含有的碳原子都连有氢原子，用1molC和1molBr2发生加成反应时，产物有多种可能。请分别写出C与等物质的量的Br2加成的产物的结构简式，并标明有无光学活性。
① ，（ 光学活性）
② ，（ 光学活性）
③ ，（ 光学活性）H231、用方程式回答：
（1）氯化银溶于氨水
（2）银氨溶液若长期存放会引起爆炸，为了破坏银氨溶液中的银氨配离子，可加盐酸。
（3）取1mL0·1mol·L-1氯化铁溶液于试管中，滴加2滴0·1mol·L-1硫氰化铵溶液，溶液呈血红色；然后滴加2mol·L-1氟化铵溶液，溶液变为无色；再滴加饱和草酸铵溶液，溶液变为黄绿色。
32、除杂：
（1）氯化铜溶液中少量的氯化铁。
（2）氯化铝溶液中少量的氯化锌。（08江苏卷）已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
(1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2）B的氢化物的分子空间构型是 。其中心原子采取 杂化。
(3）写出化合物AC2的电子式 ；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为 。
(4）E的核外电子排布式是 ，ECl3形成的配合物的化学式为
(5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是 。 （08山东卷）氮是地球上极为丰富的元素。(1）Li3N晶体中氮以N3-存在，基态N3-的电子排布式为 。
(2）N≡N的键能为942 kJ·mol-1，N-N单键的键能为247 kJ·mol-3，计算说明N2中的 键比 键稳定。(3）（CH3）3NH+和AlCl-4可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂 (填“大”或“小”），可用作 (填代号）。a、助燃剂 b、“绿色”溶剂
c、复合材料 d、绝热材料
(4）X*中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成 的晶体结构如图所示。X的元素符号是 ，与同一个N3-相连的X*有 个。（08全国Ⅱ卷）Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种，Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，Y和Z的离子与Ar原子的电子结构相同且Y原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物，其固体属于___晶体，俗名叫__
(2)R的氢化物的分子的空间构型是_______，属于_______分子(填“极性”或“非极性”)，它与X形成的化合物可作为一种重要陶瓷材料，其化学式是________。
(3)X的常见氢化物的空间构型是_______；它的另一种氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分，其电子式是_____
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是_______和__；Q与Y形成的分子的电子式是___，属于__分子。（08四川卷）D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线型，回答下列问题：
(1)Y的最高价氧化物的化学式为______________。
(2)上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是_____，写出该元素的任意3种含氧酸的化学式：___
(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为_____
(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属_______，其晶体类型属_________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是_____，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是_______________________。
(6)试比较D和X的最高价氧化物熔点的高低并说明理由_________________________________。（08海南卷）四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是____、_____; 杂化轨道分别是______、______；a分子的立体结构是______。
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是______晶体、______晶体
(3)X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是(填分子式)______；
(4)Y与Z比较，电负性较大的______, 其+2价离子的核外电子排布式是_____。