15、物质结构与性质复习及专题练习

高频考点1.原子结构与性质。核外(价层)电子排布式，价层电子排布图等，电离能、电负性的大小比较。2．分子结构与性质。分子(粒子)的立体结构与中心原子的杂化方式、共价键的主要类型σ键和π键，用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质，分析简单配合物的成键情况。化学键和分子间作用力、氢键的区别及应用。3．晶体结构与性质。分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别，晶胞化学式、体积、粒子间距离及密度计算。备考策略1.建立原子结构、分子结构、晶体结构三条主线知识框架(1)原子结构→构造原理(1～36号元素核外电子排布)→元素性质(原子半径、主要化合价、第一电离能、电负性周期性变化规律)。分子结构→共价键(σ键和π键、极性键和非极性键)、配位键→键参数→分子的立体结构(杂化轨道理论、价层电子对互斥理论)→分子的极性——分子间的作用力(氢键、范德华力)——解释分子的熔沸点、溶解性等物理性质。(3)晶体结构→构成晶体微粒→典型物质结构→微粒间的作用→决定晶体性质的因素→晶胞的计算。2．深刻理解概念和灵活运用概念(1)复习中要准确理解如电子云、能级、基态、激发态、原子轨道、杂化、σ键、π键、氢键、电离能、电负性、晶格能、晶胞等抽象概念，并能描述表达清楚如第一电离能：气态、电中性、基态、失去一个电子、气态基态阳离子等关键字。(2)能灵活运用概念解释一些事实。解释Na、Ca的活泼性，NH3容易与Cu2＋形成配位键，解释氯有多种价态，H2O2、O3的分子结构。15、物质结构与性质物质结构探微观千万变化装心间2年考情回顾知识网络构建热点考点突破热点题源预测2年考情回顾设问方式①核外电子运动特征描述、原子或离子的电子排布图及电子排布式书写[例](2018·全国卷Ⅱ，35)(2018·全国卷Ⅰ，35)②电离能、电负性、半径等比较和应用[例](2018·全国卷Ⅲ，35)(2018·全国卷Ⅰ，35)③化学键类型及键参数判断和应用[例](2018·全国卷Ⅲ，35)(2018·江苏卷，21)④杂化方式、空间构型以及分子性质[例](2018·全国卷Ⅱ，35)(2018·全国卷Ⅲ，35)(2017·江苏卷，21)⑤晶体性质以及晶体计算[例](2018·全国卷Ⅲ，35)(2018·全国卷Ⅰ，35)(2018·全国卷Ⅱ，35)(2017·全国卷Ⅲ，35)知识网络构建热点考点突破考点一原子结构与性质•命题规律：•1．题型：Ⅱ卷T35填空题(选做)。•2．考向：常见的命题角度有原子核外电子的排布规律及其表示方法、原子结构与元素电离能和电负性的关系及其应用。各考查点相对独立，难度不大。•方法点拨：•1．理解核外电子排布三原则及应用能量最低原理原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道泡利原理每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子洪特规则(铜和铬特殊)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，而且自旋方向相同2．基态原子核外电子排布的四种表示方法表示方法举例电子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1简化表示式Cu：[Ar]3d104s1价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图•3．从第一电离能和电负性的两种角度理解金属性和非金属性递变规律同周期(从左到右)同主族(从上到下)第一电离能增大(注意ⅡA、ⅤA的特殊性)依次减小电负性依次增大依次减小•1．(1)(2018·全国卷Ⅱ)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。哑铃(纺锤)(2)(2018·全国卷Ⅰ)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)。DC•(3)(2018·全国卷Ⅲ)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___________________________________________。大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(4)(2017·全国卷Ⅱ)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___________________________________________________________________。同周期元素随•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原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子•(5)(2018·全国卷Ⅰ)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过如图的Born－Haber循环计算得到。•可知，Li原子的第一电离能为_______kJ·mol－1，O＝O键键能为_______kJ·mol－1，Li2O晶格能为________kJ·mol－1。5204982908•(6)(2017·江苏卷)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为______________。•(7)(2017·全国卷Ⅰ)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。•(8)(经典全国卷Ⅰ)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用__________形象化描述。在基态碳原子中，核外存在_____对自旋相反的电子。•(9)(2018·全国卷Ⅰ)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是____________________。HCON球形电子云2Li＋核电荷数较大•突破点拨•(1)同一周期中不同元素第一电离能的变化，既有普遍规律，也要注意特殊性：电子排布处于半充满和全充满情况下反常；原子和离子表现不同。(2)电子层结构相同的阴阳离子，原子序数越大半径越小。解析(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图(轨道表示式)为；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。(2)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高；•(3)Zn的第一电离能应该大于Cu，原因是Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比Cu困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子，而Cu的最外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。(4)根据图可知，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；氮元素的2p轨道为半充满状态，原子相对稳定，不易结合电子；(5)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，据此计算；根据氧气转化为氧原子时的能量变化计算键能；晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，据此解答；•(6)根据周期表中位置以及碳与氢形成化合物时碳为负价可知三种元素电负性的大小关系；(7)钾的价电子排布为：4s1，所以最高能层为N，电子云形状为球形。(8)电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布的形象化的描述；C原子的核外有6个电子，电子排布为1s22s22p2，其中1s、2s上的2对电子的自旋方向相反，而2p轨道的电子的自旋方向相同；(9)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－。•【变式考法】•(1)(2016·全国卷Ⅰ)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_____________，有_____个未成对电子。•(2)(2016·全国卷Ⅰ)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是__________________。•(3)(2016·全国卷Ⅱ)单质铜及镍都是由________键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1959kJ/mol，INi＝1753kJ/mol，ICuINi的原因是________________________________________________________________。3d104s24p22OGeZn金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子，所以ICuINi•(4)(2018·武汉一模)N原子核外有_________________种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为__________。第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素为________________(填“元素符号”)。•(5)(2018·江西八校联考)铜元素处于元素周期表的________区，其基态原子中，核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有_____个。从原子结构角度分析，Fe3＋比Fe2＋更稳定而Mn2＋比Mn3＋更稳定的原因是___________________________________________________________________________________。七(或“7”)哑铃形Be、C、Ods4Fe3＋的3d轨道半充满，所以比Fe2＋更稳定，而Mn2＋的3d轨道半充满，所以Mn2＋更稳定•(6)(2018·昆明一模)基态砷原子的价电子轨道表达式(电子排布图)为_________________，其未成对电子所在原子的轨道轮廓图形为__________________。试解释很多金属化合物灼烧时会产生特殊的火焰颜色____________________________________________________________________________________________________。哑铃型(纺锤形)基态原子吸收能量发生跃迁到激发态，然后又从激发态跃迁到基态时，将吸收的能量释放以光的形式表现出来•解析(1)Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处于不同的轨道内，有2个未成对电子；(2)元素非金属性：ZnGeO，元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大，故电负性：OGeZn；(3)Cu、Ni均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，3d能级全充满，较稳定，失去第2个电子较难，因此第二电离能ICu＞INi。•(4)原子核外没有两个运动状态完全相同的电子，因此有几个电子就有几种运动状态，N原子核外有7个电子，所以有7种不同运动状态的电子；基态N原子的电子排布式为1s22s22p3，能量由低到高，由里到外排布，则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道，呈哑铃形；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素原子最外层电子处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态，所以其第一电离能大于其相邻元素，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素；(5)铜的电子排布为：1s22s22p63s23p63d104s1，位于周期表中ds区，球形的能级有：1s、2s、3s、4s四个；离子的结构，如果处于全充满、半充满等稳定结构，该价态就相对较稳定。(6)As为第四周期第Ⅴ