湖南版2021高考化学一轮复习专题11物质结构与性质课件 52页

考点一　原子结构与性质 一、核外电子的运动特征 1.利用统计学的方法,用电子在原子核外空间某处出现机会的多少来描述 原子核外电子的运动状态。 2.对“电子云”图的认识 (1)“电子云”图是指 用小黑点的疏密来表示电子在核外空间单位体积内 出现机会多少 的一种图像。 (2)电子在核外空间一定范围内出现,好像带① 　负     电荷的云雾笼罩在原 子核周围,人们形象地称之为“电子云”。 考点 清单 (3)在离核越近处,单位体积内电子出现的机会越多,“电子云”(小黑点表 示)的密度② 　越大     ;相反,在离核越远处,单位体积内电子出现的机会越 少,“电子云”的密度③ 　越小     。 二、能层与能级 1.不同能层的能级组成 同一能层的能级总是从④ 　s     能级开始,能层的能级数等于该能层的序 数:第一能层只有⑤ 　1     个能级(1s),第二能层有⑥ 　2     个能级(2s和2p), 第三能层有⑦ 　3     个能级(3s、3p和3d),依次类推。其中s轨道形状为⑧ 　球形     ,p轨道形状为⑨ 　哑铃形     。 2.不同能层中各能级之间的能量大小关系 (1)不同能层中同一能级,能层序数越大能量⑩ 　越高     。 例如1s<2s<3s …… 　2p<3p<4p …… (2)同一能层中,各能级之间的能量大小关系是sH 2 S, HF>HCl,NH 3 >PH 3 。分 子内氢键使物质的 熔、沸点降低 影响分子的稳定性;共 价键键能越大,分子稳 定性越强 2.分子的性质 (1)分子的极性 分子构型与分子极性的关系: 极性分子:正电中心和负电中心不重合,结构不对称。 非极性分子:正电中心和负电中心重合,结构对称。 (2)分子的溶解性 a.“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于   　非极性     溶剂,极性溶 质一般能溶于   　极性溶剂     。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则 溶质的溶解度 增大 。 b.随着溶质分子中憎水基(比如烃基、卤素原子)的增多,溶质在水中的溶 解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明显 减小。 (3)分子的手性 a.手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手 一样互为 镜像 ,但在三维空间里 不能重叠 的现象。 b.手性分子:具有 手性异构体 的分子。 c.手性碳原子:在有机物分子中,连有 四个不同基团或原子 的碳原子。 注意 　含有手性碳原子的分子不一定是手性分子。 (4)无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO) m RO n ,如果成酸元素R相同,则 n 值越大,R的 正电性越高,使R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下越易电离 出H + ,酸性越强,如酸性:HClO离子晶体>分子晶体,金属 晶体有高有低。 例题(2019山西太原定时训练,35)已知元素N、S、Cl可形成多种物质,在工 业生产上有着广泛的应用。请回答下列问题: (1)Fe 3+ 可与SCN - 形成多种配离子,其中一种为[Fe(SCN) 6 ] 3- ,该配离子中的 SCN - 会使铁的剩余价电子压缩配对,则每个配离子中铁的单电子个数为      　　     。 (2)Se与S是同族元素,请写出基态Se原子的核外电子排布式: 　　　　　     　　     。N与S是不同族元素,请解释NH 3 在水中的溶解度比H 2 S大的原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (3)有一种共价化合物由1~9号元素中的部分元素组成,且与SCl 2 互为等电 子体,它的分子式为 　　　     。借助等电子原理可以分析出SCN - 中σ键和π 键的个数比为 　　　     。 (4)已知S 4   的结构为   ,其中S原子的杂化方式是 　     　     。N、P可分别形成多种三角锥形分子,已知NH 3 的键角大于PH 3 ,原因 是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　     。 (5)离子晶体中阳离子和阴离子的半径比不同可形成不同的晶胞结构,如 表: 半径比 0.225~0.414 0.414~0.732 0.732~1 典型化学式 立方ZnS NaCl CsCl 晶胞       　　已知某离子晶体RA,其阴、阳离子半径分别为184 pm和74 pm,摩尔质 量为 M g·mol -1 ,则阳离子配位数为 　　　     ,晶体的密度为 　　　     g·cm -3 。 (列出计算式,无需化简,设 N A 为阿伏加德罗常数的值) 解题导引　(5)根据阳离子、阴离子半径的比值可确定晶体类型,结合均摊 法可确定晶胞中各原子数目,根据晶胞中等量关系 nM = ρV 可建立等量关系, 但需仔细观察晶体构型(立方ZnS型),明确几何关系:阴、阳离子半径之和 为体对角线长的1/4,体对角线长为晶胞边长的   倍,进而求出晶胞的体积, 代入上述等量关系中进行计算。 解析　(1)[Fe(SCN) 6 ] 3- 中Fe为+3价,3d能级中单电子数为5,由于SCN - 会使铁 的剩余价电子压缩配对,则铁的3d能级中5个电子形成2对电子,故剩余单电 子个数为1。(2)根据构造原理可知基态Se原子的核外电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 或[Ar]3d 10 4s 2 4p 4 。NH 3 与H 2 O分子间能形成氢键,使 NH 3 在水中的溶解度较大;而H 2 S与H 2 O分子间不能形成氢键,故H 2 S在水中的溶解度较小。(3)根据等电子体的概念和判断方法可知,1~9号元素形成的共价 化合物中,与SCl 2 互为等电子体的是OF 2 。SCN - 与CO 2 互为等电子体,CO 2 的 结构式为O   C   O,其中σ键和π键个数比为2∶2=1∶1,则SCN - 中σ键和π键 的个数比也为1∶1。(4)由S 4   的结构可看出,有的S原子形成4个σ键且无 孤电子对,有的S原子形成2个σ键且含有2对孤电子对,则硫原子为sp 3 杂 化。NH 3 和PH 3 均是三角锥形结构,成键电子对都受一对孤电子对的斥力影 响,由于电负性:N>P>H,且原子半径:NPH 3 。(5)晶体RA中阳、阴离子半径比为74 pm ÷ 184 pm ≈ 0.402,该晶体的晶胞为立方ZnS型,根据晶胞图示可看出阴离子的 配位数为4,阳离子的配位数也为4。由均摊法可知该晶胞中含4个“RA”, 结合图示可看出阴、阳离子半径之和为体对角线长的1/4,且体对角线长为 晶胞边长的   倍,则晶胞的边长为   pm,设晶体密度为 ρ g·cm -3 ,根 据   × M =[   × 10 -10 ] 3 ρ ,求得 ρ =   。 答案　(1)1 (2)[Ar]3d 10 4s 2 4p 4 或1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 　NH 3 分子与H 2 O分子之间可形 成氢键,而H 2 S分子与H 2 O分子之间不能形成氢键 (3)OF 2 　1∶1 (4)sp 3 杂化　电负性:N>P>H,且氮原子半径小于磷原子半径,NH 3 分子中成 键电子对彼此相距更近,斥力更大(或电负性:N>P>H,NH 3 分子中氮原子上 的孤电子对比PH 3 分子中磷原子上的孤电子对离核更近,对成键电子对排 斥力更小) (5)4       应用所学的原子核核外电子排布式、轨道杂化类型、空间构型、σ键、π 键、配位键、配体、配合物、等电子体、晶胞、电负性、氢键等知识,合 理分析推理,解决物质结构与性质类问题。 实践探究 例题(2019江苏苏州期末,21A)锂盐二氟草酸硼酸锂[LiBF 2 (C 2 O 4 )]是新型锂 离子电池的电解质,乙酸锰可用于制造离子电池的负极材料。合成方法如 下: 2H 2 C 2 O 4 +SiCl 4 +2LiBF 4   2LiBF 2 (C 2 O 4 )+SiF 4 +4HCl 4Mn(NO 3 ) 2 ·6H 2 O+26(CH 3 CO) 2 O   4(CH 3 COO) 3 Mn+8HNO 2 +3O 2 ↑+ 40CH 3 COOH (1)Mn 3+ 基态核外电子排布式为 　　　　　　     。 (2)草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子轨道的杂化类型是 　　　　     ,1 mol 草酸分子中含有σ键的数目为 　　　　     。 (3)与SiF 4 互为等电子体的阴离子的化学式为 　　　　     (写一个即可)。 (4)CH 3 COOH易溶于水,除了它是极性分子外,还因为 　　　　　　　　     　　　　　     。 (5)锰的一种晶胞结构如图所示,锰晶体中每个锰原子距离最近的锰原子数 目为 　　　　     。   解析　(2)双键中的碳原子轨道的杂化类型为sp 2 杂化,草酸(HOOCCOOH) 分子中的两个碳原子均为sp 2 杂化。1个草酸(HOOCCOOH)分子中:2个碳 原子之间形成1个σ键,4个氧原子分别和碳原子之间形成4个σ键,2个氢原 子和氧原子之间形成2个σ键,共有1+4+2=7个,故1 mol草酸分子中含有σ键 的数目为7 mol或7 × 6.02 × 10 23 个。 答案　(1)[Ar]3d 4 (2)sp 2 　7 mol或7 × 6.02 × 10 23 (3)S   、P   等(合理即可) (4)乙酸与水分子间可形成氢键 (5)12