3.在晶体结构部分主要命题点有:晶体类型的判断;晶体结构的计算(晶体密度的计算、晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定);晶体中作用力的判断及对晶体性质的影响;常见晶体的熔、沸点的高低比较。其中涉及晶胞微粒的计算难度相对较大,对考生综合能力要求较高。全国Ⅰ卷对于晶体结构的考查较为灵活,2016年以坐标形式考查考生对于晶胞结构的理解,2017年又以变换定点的粒子种类来考查,2018年又回归常态,考查晶体的密度。 物质结构知识模块是化学学科的基础,原子、分子结构与性质利于考生形成宏观辨识与微观探析的学科素养,而分子结构与晶体结构部分则对学生形成证据推理与模型认知的学科素养有着重要的意识训练功能。
考点1 原子结构与性质
(对应学生用书第98~100页)
1.能层、能级、原子轨道及最多容纳电子数 能层 符号 能级 包含 原子 轨道 数 最多 容纳 电子 数
2.常见原子轨道电子云轮廓图 原子轨道 s p
3.基态原子的核外电子排布 (1)排布规律 能量最 低原理 泡利原理 洪特规则
(2)四种表示方法
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道 每个原子轨道里,最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同 电子云轮廓形状 球形 哑铃形 轨道个数 1 3(px,py,pz) 2 8 18 32 … 2n 2一 K 1s 二 L 2s 2p 3s 三 M 3p 3d 4s 四 N 4p 4d 4f 五 O 5s … … … … 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 … … 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … 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)
22举例 Cr:1s2s2p3s3p3d4s Cu:[Ar]3d4s Fe:3d4s 2
2
6
2
6
5
1
6210162651注意:3d能级的半满、全满更稳定。Cr、Cu的电子排布分别为:1s2s2p3s3p3d4s、1s2s2p3s3p3d4s,而非1s2s2p3s3p3d4s、1s2s2p3s3p3d4s。 4.元素第一电离能的递变性
同周期元素(从左到右)呈增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性);同主族元素(自上而下)逐渐减小。 (1)特殊情况
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p、d、f)、半充满(p、d、f)和全充满(p、d、f)的结构时,原子的能量较低,为稳定状态。该元素具有较大的第一电离能,如:第一电离能,Be>B;Mg>Al;N>O;P>S。 (2)应用
①判断元素金属性的强弱。
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。 ②判断元素的化合价
如果某元素的In+1?In,则该元素的常见化合价为+n。 5.元素电负性的递变性 (1)规律
同周期元素,从左到右,电负性依次增大;同主族元素自上而下,电负性依次减小。 (2)应用
6
10
14
0
0
0
3
5
7
2
2
6
2
6
10
1
2
2
6
2
6
4
2
2
2
6
2
6
9
2
【例题】 (2016·全国Ⅰ卷,37节选)(4分)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子。 (2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁①
键。从原子结构角度分析,原因是 。
【审题指导】
①同主族元素最外层电子数相等,电子层数不同。
②双键、叁键的成分:一定有一个“头碰头的”σ键,有1、2个“肩并肩”的π键;共价键的实质是原子轨道的重叠。
③考虑Ge与C原子的区别,仅仅是电子层不同导致原子半径不同,联系共价键的实质。平行的p轨道,相距较远很难重叠形成π键。
2262610221022
解析:(1)Ge的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p或[Ar]3d4s4p,p轨道有2个未成对电子。
(2)由于Ge原子半径大,Ge原子间形成的σ键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键。 【规范作答】
1022
(1)3d4s4p 2
(2)Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键 【评分细则】
1022
(1)3d4s4p(1分);2(1分),答案唯一,其他不得分。
(2)(2分),“锗的原子半径大”描述成“锗的原子间键长较长”或“Ge原子半径比C原子大”等,“pp轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键”答出其中一条也可。
1.关于原子核外电子的分布,解答下列问题。
(1)①(2018·全国Ⅰ卷,35)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填标号)。
②③
②Li与H具有相同的电子构型,r(Li)小于r(H),原因是 。
+
-+
-
(2)(2018·全国Ⅱ卷,35)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。 (3)(2018·全国Ⅲ卷,35)Zn原子核外电子排布式为 。
(4)(2017·全国Ⅰ卷,35)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。
(5)(2017·全国Ⅱ卷,35)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为 。
+
答案:(1)①D C ②Li核电荷数较大 (2)
10
2
哑铃(纺锤)
(3)[Ar]3d4s (4)N 球形 (5)
2.对于元素的电离能、电负性,填写下列空白。
(1)(2018·全国Ⅲ卷,35)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是 。 (2)(2017·全国Ⅱ卷,35)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ; 氮元素的E1呈现异常的原因是
。
(3)(2016·全国Ⅲ卷,37)根据元素周期律,原子半径Ga As,第一电离能Ga As。(填“大于”或“小于”)
答案:(1)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
(2)同周期随着核电荷数依次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大 N的2p能级处于半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子 (3)大于 小于
考点2 分子结构与性质
(对应学生用书第100~102页)
1.共价键
(1)
(2)σ键和π键判定
①
②ss、sp、杂化轨道之间一定是σ键;pp可以形成σ键,也可以形成π键(优先形成σ键,第二个共价键以后只能形成π键)。 2.与分子结构有关的三种理论 (1)杂化轨道理论
①基本观点:杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理;杂化轨道形成的共价键更加牢固。 ②杂化轨道类型与分子构型的关系。 杂化轨 杂化轨 分子 实例
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