人教高中化学-选修三-第一章-第一节-原子结构知识点

第1页物质结构元素周期律随着原子序数（核电荷数）的递增：元素的性质呈现周期性变化：①、原子最外层电子数呈周期性变化元素周期律②、原子半径呈周期性变化③、元素主要化合价呈周期性变化④、元素的金属性与非金属性呈周期性变化①、按原子序数递增的顺序从左到右排列；元素周期律和排列原则②、将电子层数相同的元素排成一个横行；元素周期表③、把最外层电子数相同的元素（个别除外）排成一个纵行。①、短周期（一、二、三周期）周期（7个横行）②、长周期（四、五、六周期）周期表结构③、不完全周期（第七周期）①、主族（ⅠA～ⅦA共7个）元素周期表族（18个纵行）②、副族（ⅠB～ⅦB共7个）③、Ⅷ族（8、9、10纵行）④、零族（稀有气体）同周期同主族元素性质的递变规律①、核电荷数，电子层结构，最外层电子数②、原子半径性质递变③、主要化合价④、金属性与非金属性⑤、气态氢化物的稳定性⑥、最高价氧化物的水化物酸碱性电子层数：相同条件下，电子层越多，半径越大。判断的依据核电荷数相同条件下，核电荷数越多，半径越小。最外层电子数相同条件下，最外层电子数越多，半径越大。微粒半径的比较1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）如：NaMgAlSiPSCl.2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如：LiNaKRbCs具体规律：3、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大。如：F--Cl--Br--I--4、电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如：F-Na+Mg2+Al3+5、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小。如FeFe2+Fe3+1--36号元素电子排布式氢H：1s1氦He：1s2锂Li：1s22s1铍Be：1s22s2硼B：1s22s22p1碳C：1s22s22p2氮N：1s22s22p3（第一电离能比氧大）氧O：1s22s22p4氟F：1s22s22p5氖Ne：1s22s22p6编排依据具体表现形式七主七副零和八三长三短一不全第2页钠Na：1s22s22p63s1镁Mg：1s22s22p63s2铝Al：1s22s22p63s23p1硅Si：1s22s22p63s23p2磷P：1s22s22p63s23p3硫S：1s22s22p63s23p4氯Cl：1s22s22p63s23p5氩Ar：1s22s22p63s23p6钾K：1s22s22p63s23p64s1钙Ca：1s22s22p63s23p64s2钪Se：1s22s22p63s23p63d14s2钛Ti：1s22s22p63s23p63d24s2矾V：1s22s22p63s23p63d34s2铬Cr：1s22s22p63s23p63d54s1锰Mn：1s22s22p63s23p63d54s2铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2钴Co：1s22s22p63s23p63d74s2镍Ni：1s22s22p63s23p63d84s2铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2镓Ga：1s22s22p63s23p63d104s24p1亚铁离子1s22s22p63s23p63d6锗Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2砷As：1s22s22p63s23p63d104s24p3硒Se：1s22s22p63s23p63d104s24p4溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6①与水反应置换氢的难易②最高价氧化物的水化物碱性强弱金属性强弱③单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极上得电子的先后）④互相置换反应依据：⑤原电池反应中正负极①与H2化合的难易及氢化物的稳定性元素的非金属性强弱②最高价氧化物的水化物酸性强弱金属性或非金属③单质的氧化性或离子的还原性性强弱的判断④互相置换反应①、同周期元素的金属性，随荷电荷数的增加而减小，如：NaMgAl;非金属性，随荷电荷数的增加而增大，如：SiPSCl。规律：②、同主族元素的金属性，随荷电荷数的增加而增大，如：LiNaKRbCs;非第3页金属性，随荷电荷数的增加而减小，如：FClBrI。③、金属活动性顺序表：KCaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu1、定义：相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。①、定义：阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键②、存在：离子化合物（NaCl、NaOH、Na2O2等）；离子晶体。①、定义：原子间通过共用电子对所形成的化学键。②、存在：共价化合物，非金属单质、离子化合物中（如：NaOH、Na2O2）；共价键分子、原子、离子晶体。2、分类极性键共价化合物化学键非极性键非金属单质③、分类：双方提供：共价键单方提供：配位键如：NH4+、H3O+金属键：金属阳离子与自由电子之间的相互作用。存在于金属单质、金属晶体中。键能3、键参数键长键角4、表示方式：电子式、结构式、结构简式（后两者适用于共价键）非晶体离子晶体固体物质分子晶体晶体：原子晶体金属晶体分子间作用力（范德瓦尔斯力）：影响因素：大小与相对分子质量有关。作用：对物质的熔点、沸点等有影响。①、定义：分子之间的一种比较强的相互作用。分子间相互作用②、形成条件：第二周期的吸引电子能力强的N、O、F与H之间（NH3、H2O）③、对物质性质的影响：使物质熔沸点升高。④、氢键的形成及表示方式：F-—H···F-—H···F-—H···←代表氢键。氢键OOHHHHOHH⑤、说明：氢键是一种分子间作用；它比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强；是一种较强的分子间作用力。氢键：无机物如NH3,H2O,HF,等.有机物：乙醇、乙酸、邻硝基苯酚（分子内）等.定义：从整个分子看，分子里电荷分布是对称的（正负电荷中心能重合）的分子。非极性分子双原子分子：只含非极性键的双原子分子如：O2、H2、Cl2等。举例：只含非极性键的多原子分子如：O3、P4等分子极性多原子分子：含极性键的多原子分子若几何结构对称则为非极性分子如：CO2、CS2（直线型）、CH4、CCl4（正四面体型）极性分子：定义：从整个分子看，分子里电荷分布是不对称的（正负电荷中心不能重合）的。举例双原子分子：含极性键的双原子分子如：HCl、NO、CO等多原子分子：含极性键的多原子分子若几何结构不对称则为极性分子如：NH3(三角锥型)、H2O（折线型或V型）、H2O2离子键共用电子对是否偏移不同原子间存在共用电子对的来源相同原子间分子的极性分子的稳定性分子的空间构型决定分子的极性决定（孤对电子）①构成晶体粒子种类②粒子之间的相互作用第4页分子化合物的杂化类型及分子构型1确定中心原子A价层电子对数目。计算时注意：(a)氧族元素（ⅥA族）原子作为配位原子时，可认为不提供电子（如氧原子有6个价电子，作为配位原子时，可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构），但作为中心原子时，认为它提供所有的6个价电子。(b)如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－离子中P原子的价层电子数应加上3，而NH4＋离子中N原子的价层电子数则应减去1。(c)如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。如NO2分子中N原子有5个价电子，O原子不提供电子。因此中心原子N价层电子总数为5，当作3对电子看待。(d)中心原子孤电子对数＝n（价电子对数）－m（配位原子数）。2由价电子对数确定空间结构价层电子对数目电子对的排列方式分子类型孤电子对数目分子构型实例2直线形AB20直线形BeH2、BeCl2、CO2、CS23正三角形AB3AB201正三角形角形(V形)BF3SO3、CO2-3SnCl24正四面体AB4AB3AB2012正四面体形三角锥形角形（V形）CH4CCl4SiH4SO42-NH4＋、PO43－NH3H2OH2S3由价电子数目确定杂化类型中心原子价电子对数价电子对几何分布中心原子杂化轨道类型2直线形sp3平面三角形sp24正四面体sp3石墨为sp2，金刚石为sp3，CO2为sp，二氧化硅为sp3。键角sp3，109°28‘sp2，120°，sp，180°常见分子的键角硫化氢：90°水：104.5°氨气：107.3°甲烷、四氯甲烷、四氟化硅109°28′二氧化碳、二硫化碳、一氧化碳：180°白磷：60°三氟化硼：120°乙烯：120°乙炔：180°苯：120°4等电子原理等电子原理中所讲的“电子数相等”既可以是指总电子数相等（如CO和N2，均为14），也可以是指价电子数相等（如N2和CN-，均为10）。因而互为等电子体的微粒可以是分子，也可以是离子。注意的是，若按价电子数相等计数时，此时价电子总数包括重原子（原子序数≥4）提供的价电子以及轻原子(H、He、Li)用来与重原子成键的电子，如N2和C2H2互为10电子体，其中，C2H2的总电子数就包括两个H原子与C原子形成C-H键的电子。此外，等电子原理中所指的“原子数相等”通常指的是重原子个数相等；“结构相似”也是针对重原子而言。因此，等电子原理也可以理解为：重原子数相等，总电子数相等的分子或离子，重原子的空间构型通常具有相似性。运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时，不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体，必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。例如CO2和SiO2，CO2为sp，二氧化硅为sp3。表2常见的等电子体及空间构型等电子类型常见等电子体空间构型第5页2原子10电子2原子14电子3原子16电子3原子18电子4原子24电子4原子26电子5原子8电子5原子32电子6原子30电子7原子48电子N2,CN-,C22-,C2H2,NO+F2,O22-,H2O2,N2H4,C2H6,CH3NH2,NH2OH,CH3FCO2,N2O,NCO-,N3-,NO2+,SCN-,HgCl2,BeCl2(g)，O3,SO2,NO3-SO3(g),CO32-,NO3-,BO33-,BF3SO32-,ClO3-,BrO3-,IO3-,XeO3CH4,SiH4,NH4+,PH4+,BH4-CCl4,SiF4,SiO44-,SO42-,ClO4-C6H6,N3B3H6(俗称无机苯)AlF63-,SiF62-,PF6-,SF6直线型直线型直线型折线型平面三角型三角锥型正四面体型正四面体型平面六边型八面体型非晶体离子晶体固体物质分子晶体晶体：原子晶体金属晶体①构成微粒：离子②微粒之间的相互作用：离子键③举例：CaF2、KNO3、CsCl、NaCl、Na2O等NaCl型晶体：每个Na+同时吸引6个Cl-离子，每个Cl-同结构特点时吸引6个Na+；Na+与Cl-以离子键结合，个数比为1：1。④微粒空间排列特点：CsCl型晶体：每个Cs+同时吸引8个Cl-离子，每个Cl-同时吸引8个Cs+；Cs+与Cl-以离子键结合，个数比为1：1。离子晶体：⑤说明：离子晶体中不存在单个分子，化学式表示离子个数比的式子。①、硬度大，难于压缩，具有较高熔点和沸点；性质特点②、离子晶体固态时一般不导电，但在受热熔化或溶于水时可以导电；③、溶解性：（参见溶解性表）晶体晶胞中微粒个数的计算：顶点，占1/8；棱上，占1/4；面心，占1/2；体心，占1①、构成微粒：分子结构特点②、微粒之间的相互作用：分子间作用力③、空间排列：（CO2如右图）分子晶体：④、举例：SO2、S、CO2、Cl2等①、硬度小，熔点和沸点低，分子间作用力越大，熔沸点越高；性质特点②、固态及熔化状态时均不导电；③、溶解性：遵守“相似相溶原理”：即非极性物质一般易溶于非极性分子溶剂，极性分子易溶于极性分子溶剂。①构成微粒：原子②微粒之间的相互作用：共价键③举例：SiC、Si、SiO2、C(金刚石)等Ⅰ、金刚石：（最小的环为非平面6元环）结构特点每个C被相邻4个碳包围，处于4个C原子的中心④微粒空间排列特点：原子晶体：Ⅱ、SiO2相当于金刚石晶体中C换成Si，S