第20讲 物质结构与性质
考纲定位 1.原子结构与元素的性质 (1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写 1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。 (2)了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 (3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。 (4)了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。 2.化学键与分子结构 (1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 (2)了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。 (3)能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 (4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp、sp)。 (5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。 3.分子间作用力与物质的性质 (1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 (2)了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。 4.晶体结构与性质 (1)了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。 23命题热点及考频考题 核心素养 1.模型认知——能1.原子、分子结构与性质 2016年Ⅰ卷T37 2.晶体结构与性质2017年Ⅰ卷T35； 2017年Ⅱ卷T35； 2017年Ⅲ卷T35； 2016年Ⅰ卷T37； 2016年Ⅱ卷T37； 2016年Ⅲ卷T37； 2015年Ⅰ卷T37； 2015年Ⅱ卷T37； 2015年Ⅲ卷T37 运用原子结构和分子结构模型(构造原理、杂化、价电子对互斥)、晶体结构模型来描述和解释化学现象，预测物质及其变化的可能结果等。 2.微观探析——能从原子、分子层面理解物质组成、结构和性质的联系；能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。 (2)了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 (3)了解分子晶体结构与性质的关系。 (4)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 (5)理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。 (6)了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 命题热点1 原子、分子结构与性质 (对应学生用书第92页)
■储知识——剖解重点难点备考· 1．基态原子的核外电子排布
(1)排布规律：能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。
能量相同的原子轨道在全满(p、d、f)、半满(p、d、f)和全空(p、d、f)状态时，体系的能量最低。如Cr的基态原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，而不是1s2s2p3s3p3d4s。
(2)四种表示方法
表示方法 电子排布式 简化表示式 价电子排布式 电子排布图(或轨道表示式) 2．元素第一电离能和电负性的变化规律 第一电离能 电负性 [失分预警] 同周期元素，ⅡA族np
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22
2
6
2
6
4
224
2
2
6
2
6
5
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10
14
3
5
7
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0
0
举例 Cr：1s2s2p3s3p3d4s Cu：[Ar]3d4s Fe：3d4s 62101262651同周期(从左到右) 增大趋势(注意ⅡA、 ⅤA的特殊性) 依次增大 同主族(自上而下) 依次减小 依次减小 和ⅤA族nsnp
23
，因p轨道处于全空或半满状态，比较稳定，
所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的ⅢA族、ⅥA族元素，如第一电离能：Mg>Al，P>S。
3．共价键
(1)分类
②配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对，另一方(B)具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A―→B。 (2)σ键和π键的判断方法
共价单键为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。 (3)三种特殊表示方法
①氢键：A—H…B—，其中A、B为N、O、F元素，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。
②配位键：
2＋
Cu是中心离子，接受孤电子对，NH3是配体，氮原子提供孤电子对。
③大π键：4．杂化轨道
(1)方法：判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型
①看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp杂化；如果全部是单键，则为sp杂化。
②由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp杂化。 (2)杂化类型与分子空间构型 sp杂化→直线形，如BeCl2
3
3
2
5．分子构型与分子极性的关系
6．原子光谱
7．分子结构的测定
■对点练——沿着高考方向训练·
1．(2017·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素，已知W、Z、X、T、Y五种非金属主族元素原子半径依次减小，其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍。M原子的M能层上有4个未成对电子。请完成下列问题： 【导学号：97184280】
(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序(用元素符号表示)：________。 (2)M原子的基态电子排布式为________。
(3)根据VSEPR理论，推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的空间构型为________，W原子的杂化类型为________。
(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为(用化学式表示)：________。
【解析】 根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，W的电子排布式是1s2s2p，则W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y五种非金属主族元素原子
2
2
2
半径依次减小”，根据元素周期律可推知Z是氮元素，X是氧元素，T是氟元素，Y是氢元素；“M原子的M能层上有4个未成对电子”，则M的电子排布式是1s2s2p3s3p3d4s，即M是铁元素。
(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素反常，因此第一电离能大小顺序是F>N>O>C。
(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO3，该离子的中心原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，因此其空间构型是平面三角形，C原子的杂化类型为sp杂化。 (4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4，其中HF、H2O、NH3分子之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的CH4高，常温下H2O为液态，HF、NH3为气态，标准状况下HF为液态，NH3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为：H2O>HF>NH3>CH4。 【答案】 (1)F>N>O>C
(2)1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s (3)平面三角形 sp杂化 (4)H2O>HF>NH3>CH4
2. (2017·山东威海模拟节选)碲化锌(ZnTe)具有宽禁带的特性，常用于制作半导体材料，在太阳能电池、太赫兹器件、波导以及绿光光电二极管等方面具有良好应用前景。 (1)碲(Te)元素在周期表中的位置：________；核外未成对电子数有________个。 (2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态正离子所需的最低能量，第一电离能Zn________Ga(填“>”“<”或“＝”)。
(3)基态锌原子的核外电子排布式为[Ar]________；向氯化锌溶液中加入过量的氨水，得到配位化合物[Zn(NH3)4]Cl2，则该配位化合物中含有的化学键有__________________________________________。 (4)碲的同主族元素的化合物有多种。
①H2O、H2S、H2Se的沸点由大到小的顺序是________，氢化物的还原性：H2S________H2Te(填“>”“<”或“＝”)。
②SO2分子中，中心原子采取________杂化；SO3的VSEPR模型名称为________。 【解析】 (1)碲的核电荷数为52，与氧元素同主族，在周期表中第五周期第ⅥA族；碲的基态原子电子排布式为[Kr]4d5s5p，则根据泡利不相容原理可知，其核外5p轨道上有2个未成对电子。
(2)Zn的核外电子排布式为[Ar]3d4s，Ga的核外电子排布式为[Ar]3d4s4p，Zn的4s轨道为全充满结构，相对稳定，其第一电离能大于Ga，即第一电离能：Zn>Ga。 (3)锌的核电荷数为30，基态锌原子的核外电子排布式为[Ar]3d4s；配位化合物[Zn(NH3)4]Cl2中含有的化学键有离子键、共价键、配位键。
10
2
10
2
10
2
1
10
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4
2－
2
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2
6
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6
6
2
6
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2－
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6
6
2