2016年《物质结构与性质》模块考点剖析与解法指导

◇　黑龙江　卢国锋



2016年《物质结构与性质》模块考点剖析与解法指导

◇黑龙江卢国锋

2016年全国卷和地方卷共10套,《物质结构与性质》模块在全国卷3套中以“三选一”的形式作答,海南卷中必考与选考相结合,江苏卷“二选一”，四川卷一道必考题,上海卷一道必考题中的一部分,7套卷都涉及此模块试题.本文按照考试大纲考点,将相关试题分解,揭示命题规律,归纳解题常用方法．

1　原子结构与元素的性质

1.1基态原子(离子)的核外电子排布

1) 1～18号元素按构造原理1s2s2p3s3p填充电子,19～36号元素E3d>E4s, 1s2s2p3s3p4s3d4p,书写时按能层调整为1s2s2p3s3p3d4s4p,同时书写顺序也是由外向内失去电子形成离子顺序．

2) 画电子排布图时遵循泡利原理和洪特规则,每个轨道最多容纳2个自旋状态相反的电子,当电子排布在等价轨道上时,电子总是优先单独占据1个轨道,而且自旋方向相同．

3) 审题时注意书写微粒状态是原子还是离子,是外围排布式(也叫价电子排布式)还是核外电子排布式,是电子排布式还是电子排布图．教材第7页“思考与交流”,提供了电子排布式的简化书写方法,[稀有气体元素符号]外围排布式．如:钠原子的电子排布式1s22s22p63s1;钠离子的电子排布式1s22s22p6．钠原子可简写:[Ne]3s1,若删除稀有气体部分得外围电子排布式3s1．过渡元素中不仅最外层电子为价电子,次外层电子也可成为价电子,如:Cu[Ar] 3d104s1，删除稀有气体结构得外围电子排布式3d104s1,K外围电子排布式4s1,外围电子排布式不同,但最外层电子数相同．

1.2元素性质——电离能和电负性

1) 元素第一电离能变化规律:每一周期的第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最小,最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大,同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族s2全充满结构和第ⅤA族p3半充满结构,原子的能量较低,该元素具有的第一电离能比邻近的元素大．

2) 电离能的应用:判断元素的金属性强弱．I1越大,元素的金属性越弱;I1越小,元素的金属性越强．根据电离能数据,确定元素在化合物中的化合价．钠和镁第一、二、三电离能,如表1所示.

表1

从表1可以看出钠的第一电离能较小而第二电离能突跃地升高,表明钠易失去1个电子达到8电子稳定结构,形成+1价Na+,不易再失去第2个电子;而镁的第一、二电离能均较低,第三电离能突跃地升高,说明镁易失去2个电子,形成+2价Mg2+后达到8电子稳定结构,再失去第3个电子很困难．

3) 电负性变化规律:同一周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,同一主族从上至下电负性减小．在所有元素中,氟的电负性(4.0)最大,非金属性最强,钫的电负性(0.7)最小,金属性最强．

2　化学键与物质的性质考点

2.1σ键和π键的形成,键的极性和分子的极性

1) 共价键按成键原子关系分为非极性键、极性键;按电子云重叠方式分为δ键、π键;按共用电子对的来源分为一般共价键、配位键A→B．判断键的极性方法:看成键原子是否相同．

2) 判断分子极性方法:a) 中心原子化合价法.组成为ABn型化合物,若中心原子A的化合价(只考虑数值)等于族的序数,则该化合物为非极性分子，如CH4、CCl4、SO3、PCl5．b) 受力分析法.若已知键角(或空间结构),可进行受力分析,合力为0者为非极性分子，如CO2、C2H4、BF3．

3) 判断δ键和π键成键数目方法： 共价单键是δ键,共价双键有1个δ键、1个π键,共价三键由1个δ键、2个π键组成．

5) 鲍林从实验中总结出经验规律,含氧酸用通式表示为(HO)mROn，其中n为非羟基氧原子(即不与氢相连的氧原子)的数目,n越大,酸性越强．结构解释是成酸R元素相同,n值越大,R的正电性越高,导致R—O—H中O的电子向R偏移,水分子作用下,越容易电离出H+,即酸性越强．如酸性由强到弱为HClO4、HClO3、HClO2、HClO．

2.2简单配合物的成键

配位键是特殊的共价键．一方有孤对电子,而另一方有空轨道,这是形成配位键的必要条件,常用电子对给予体→电子对接受体符号表示．在配合物中,与配合物形成体(中心原子或离子)直接结合的配位原子总数,叫配位数．

2.3金属晶体常见的堆积方式

在讨论各种类型晶体结构时,也常借用配位数这个名词,指1个原子(或离子)周围连接的其他原子(或异号离子)的数目．金属有4种堆积模型,简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方最密堆积、六方最密堆积,其配位数分别6、8、12、12．

2.4杂化轨道类型与分子构型

3　分子间作用力与物质的性质考点

3.1氢键的存在对物质性质的影响

氢键是H原子特有的性质,半径很小的H原子与电负性大的X(符合条件的有F、O、N)形成共价键后,由于X吸引价电子能力大,使H几乎成为“裸露”的质子,由于质子的半径特别小,可以与另一个电负性大的Y相互作用形成氢键,一般表示为X—H…Y,X—H键是共价键,其中H…Y的结合力就是氢键．氢键是介于化学键和分子间作用力之间的一种特殊的作用,其强度远小于化学键,略大于分子间作用力．氢键分为分子间氢键、分子内氢键2种．如HF、H2O、HCOOH可以结合为(HF)n、(H2O)n、(HCOOH)n．分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高．

A第4周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多;

B第2周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小;

C卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小;

D价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数

3.2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

晶体熔、沸点的比较方法: 1) 不同晶体类型的物质,一般情况下,熔、沸点由高到低顺序为原子晶体、离子晶体、分子晶体,而金属晶体的熔、沸点差异较大,有的很高(钨),有的很低(汞)．2) 原子晶体:原子半径越大,共价键越长,共价键就越弱,熔、沸点越低;离子晶体:离子所带电荷越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点越高;金属晶体:金属阳离子带的电荷越多,半径越小,金属键越强,熔、沸点越高;分子晶体:组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高;组成和结构不相似的物质,分子的极性越大,熔、沸点越高;若分子间存在氢键,则熔、沸点会反常高. 3) 对于有明显状态差异的物质,根据常温下状态进行判断．

表2

Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是________.

3.3根据晶胞确定晶体的组成并进行相关计算

1) 用均摊的方法来确定晶体的化学式(图1).

图1

空间利用率=[V(球总体积)/V(晶胞体积)]×100%.

注意单位换算: 1m=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm=1012pm.

图2

图3

黑龙江省大庆市第五十六中学)