基本理论-物质结构

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1、1第一节第一节 物质结构物质结构【知识网络知识网络】一原子结构二化学键存在范围作用 本质作 用 强 弱决定键能大小因素影响性质电子式 书 写离 子 键阴阳离子间和 离子晶体内静电 作用强离子电荷数越大， 键能越大；离子半 径越小，键能越大离子化合物 的熔沸点、 硬度等有方括号， 有正负号共分子内、原子共用强原子半径越小，键分子的稳定性，无方括号，原子结构示意 图电子式每层最多容纳 2n2个电 子 最外层不超过 8 个电子， 次外层不超过 18 个电子 填充电子由里向外，能 量由低到高表示方法决定元素种 类原 子AZX原子 核中 子质 子决定与质子数确定原子种 类同位素质量 数核外电子运动状态排

2、布规律电子 云新键形 成类型阳离子既不是电解质也不是非电解 质(可能含共价可能含共价键键)离子键共 价 键离子化合物电离极性 键非极性 键配位键共价化合物阴离子共价单质电离离子不电离非电解质(NH3、SO2)不电离 化 学 键描述键能键 长键角分子构型变化反应热旧键破坏 化学变 化2价 键间、原子晶体 内电子 对能越大；键长越短， 键能越大原子晶体的熔沸点、硬度等无正、负 号 金 属 键金属阳离子和 自由电子之间 及金属晶体内静电 作用强离子电荷数越大， 键能越大；离子半 径越小，键能越大金属晶体的 熔沸点、硬 度等 范 德 华 力分子间和分子 晶体内电性 引力弱结构相似的分子，其 式量越大，

3、分子间作 用力越大。分子晶体的 熔沸点、硬 度等氢 键分子间和分子 晶体内电性 引力弱 （ 稍 强）分子晶体的 熔沸点三四种晶体对比晶晶 体体 类类 型型离离 子子 晶晶 体体原原 子子 晶晶 体体分分 子子 晶晶 体体金金 属属 晶晶 体体构构 成成 微微 粒粒阴 阳 离 子原 子分 子金属离子和 自由电子微粒间作用微粒间作用力力肯定有离子键可 能有共价键共 价 键分子间：范德华力 分子内：共价键力金属键有否分子式有否分子式只有气态时，存在 单个分子。固态、 液态只有化学式无分子式、是 巨大网状结构有分子式无导导 电电 性性熔化或水溶液导 电无或差熔化不导电导 电熔化时键的变熔化时键的变化化

4、断离子键、共价键 不一定断断 键不 断 键减 弱物质种类物质种类盐、强碱、活泼金 属氧化物金刚石、Si SiO2 SiC B气体、非金属单质、 酸、多数有机物金 属四空间问题：不同的分子结构之间有相同之处，可以相互联想而串成一条线：1从 H2O 的空间构型HOCl、Cl2O 等的分子构型：2类似的还有：P4 NH3 NH4+ （空间正四面体） （三角锥形） （正四面体） 3 空 间 结 构名称晶体类型 空 间 结 构 特 点3白磷分子晶体呈空间正四面体，4 个磷原子形成 6 个 P-P 键,键 角 600甲烷分子晶体碳原子位于正四体面中心，4 个 C-C 键,键角 109.50正四面体结构金刚

5、 石原子晶体每个碳原子与其最近的 4 个碳原子形成正四面体； 键角 109.50 水分子晶体键角 104.50 苯分子晶体平面正六边形，键角 1200同一平面的结构 石墨层状晶体每个碳原子与其最近的 3 个碳原子成键,每 6 个碳 原子形成一个正六边形,键角 600 CO2分子晶体键角 1800同一直线的结构乙炔分子晶体键角 1800 苯分子晶体单个六元环结构,12 个原子在同一平面上 石墨层状晶体平面的网状结构六元环结构金刚石原子晶体形成空间网状结构,最小环含有六个碳原子,不在同一平面上 【易错指津易错指津】1对元素相对分子质量的理解。 质量数是对原子而言的，元素没有质量数，元素的相对原子质

6、量是对各种同位素的 原子而言。 原子的质量、同位素的相对原子质量、同位素的质量数与（元素的）相对原子质量、 （元素的）近似相对原子质量间存在如下关系：2构成单质分子的微粒不一定含有共价键，如稀有气体构成的单原子分子中不含共 价键。 3由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，如 NH4Cl（不含金属元素的离 子晶体） 。 4不同元素组成的多原子分子里的化学键不一定是极性键，如 H2O2中的 O-O 键。 5在金属晶体中只含有金属阳离子（不存在阴离子） 。 6在晶体结构中切割出一个基本结构单元，弄清该单元中的点、边、面为多少个基 本单元所共有，则这一点、一条边、一个面对一个基本结构单元的贡献只

7、能是它的 1/m（m 为共有的基本单元数） 。这是“平均值原理”在晶体结构计算中的运用。 7由极性键形成的分子不一定都是极性分子，也可以是非极性分子。 8分子晶体和原子晶体内部存在的化学键都是共价键，它们的区别在于构成晶体的原子的质 量（g）同位素的相 对原子质量 Ar（元素的） 相对原子质 量12C/1 2Ar(1).x(1)+Ar(2).x(2)+同位素的 质量数 A取近似整数 原子核 的组成Z+N(元素的)近似 相对原子质 量A(1)x(1)+A(2)x(2)+4基本微粒不一样。构成分子晶体的基本微粒是分子，它的共价键存在于分子的内部，而 分子间存在的是范德华力；构成原子晶体的基本微粒是

8、原子。 9元素 X 有三种单质分子，其同位素原子不是三种而是两种。aX、bX，分子为： aX2、aXbX、bX2。【典型例题评析典型例题评析】 例例 1 硼有两种天然同位素105B 和115B，硼元素的相对原子质量为 10.80，则对硼元素中105B 质量分数的判断正确的是（1995 年上海市高考题）A.20% B.略大于 20% C.略小于 20% D.80% 思路分析：思路分析：设105B 的原子个数的百分含量为 X，则 10.80=10X+11(1-X)，解得：X=20%，当年不少考生未认真审题，误选了 A。这是把“同位素的原子个数百分比”与“同位素 的原子质量分数”混为一谈之故。同位素

9、的原子质量分数与原子个数百分比的关系是：同位素原子的质量分数=(该同位素的原子个数百分比其质量分数)(该同位素的近似 相对原子质量)100% 因此，105B 质量分数=(20%10)10.80 100%=18.5%。 答案：答案：C 方法要方法要领领： ：相对原子质量的计算: （1）对原子质量 M=m/m(12C)/12 (其近似值为质量数) （2）同位素的相对原子质量 Ar=Ar(1)x(1)+Ar(2)x(2)+(x 为物质的量分数) （3）同位素的近似相对原子质量 Ar=A(1)x(1)+A(2)x(2)+例例 2 氯只有35Cl 和37Cl 两种稳定同位素，它们在氯气中的原子个数之比3

10、5Cl:37Cl为 3:1。则相对分子质量为 70、72、74 的氯气分子数之比可能是（2000 年上海市高考题）A.5:2:1 B.5:2:2 C.9:3:1 D.9:3:2 思路分析：思路分析：相对原子质量为 70、72、74 的氯气分子，显然是35Cl2、35Cl37Cl、37Cl2三种，对照选项，如35Cl 和37C 原子个数之比 Cl 为 3:1 即可。35Cl2、35Cl37Cl、37Cl235Cl 和37C 原子个数之比A5 2 1(52+2):(2+12)=12:4=3:1 B5 2 2(52+2):(2+22)=12:6=2:1 C9 3 1(92+3):(3+12)= 21

11、:53:1 D9 3 2(92+3):(3+22)= 21:7=3:1答案：答案：A、D 方法要方法要领领： ：首先要搞清相对原子质量 70、72、74 的氯气分子，其质量数的计算取其最 大值和最小值各除以 2 得 35 与 37，再推出三种分子分别为35Cl2、35Cl37Cl、37Cl2。最后按照选项验证35Cl 和37C 原子个数之比的是否为 3:1。例例 3 X、Y、Z 和 R 分别代表 4 种元素。如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-4 种离子的电 子层结构相同（a、b、c、d 为元素的原子序数） ，则下列关系正确的是（1997 年全国高 考题） A.a-c=m-n B.a-b

12、=n-m C.c-d=m+n D.b- d=n+m 思路分析：思路分析：既然 4 种离子的电子层结构相同，就说明 a-m=b-n=c+n=d+m。5比较 a 与 b 得：a-b=m-n，B 项错；比较 a 与 c 得：a-c=n-m，A 项错；比较 c 与 d 得： c-d=n-m，C 项错；比较 b 与 d 得：b-d=n+m，D 项对。 答案：答案：D 方法要方法要领领： ：本题所需的知识是以稀有气体元素的原子电子层结构为基准，进行离子的 相互推断。分析的重点是离子电荷数与核电荷数的加减关系。 一一题题多解：多解：上法是数学运算法，也可用具体微粒代入法，即将aXm+、bYn+、cZn-、d

13、Rm- 4 种离子设定为11Na+、12Mg2+、8O2-、9F-，代入选项，便可立即得出 D 项。 例例 4 下列关于稀有气体的叙述不正确的是（2000 年全国高考题） A.原子的最外电子层都有 8 个电子 B.其原子与同周期A、A 族阳离子具有相同的核外电子排布 C.化学性质非常不活泼 D.原子半径比同周期A 族元素原子的大 思路分析：思路分析：氦原子最外层只有 2 个电子，A 不正确；稀有气体的原子比同周期 A、A 族阳离子都多一个电子层，B 不正确。 答案：答案：A、B 引申引申发发散：散：零族元素知识归纳如下： 1其原子的最外层电子数除 He 为 2 个外，均为 8 电子的稳定结构。

14、 2 其原子与同一周期非金属的阴离子和下一周期主族的阳离子（四七周期为 A、A）具有相同的核外电子排布。 3常况下单质为气体且为单原子分子。 4其单质的晶体为分子晶体，晶体中无化学键（与一般晶体不同） 。 5同周期的原子半径，从左到右依次减小，但到零族突然增大。 6化学性质稳定，但 Xe、Kr 与氟在一定条件下反应，生成氟化物： XeF2、XeF4、XeF6、KrF2等。 例例 5 下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是（1996 年上海市高考题） A.CO2、H2S B.C2H4、CH4 C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl 思路分析：思路分析：此题考查键的极性和分子的极性。A 中

15、 CO2结构为 O=C=O，H2S 为 S，所 以都含H H H H H 极性键，但 H2S 是极性分子；B 中 C2H4为 C=C ，CH4为 HCH，都含极 性键，H H H 且都属于非极性分子；C 中 Cl2不含极性键，D 中 NH3、HCl 为极性分子，都不符合题意。答案：答案：B 方法要方法要领领： ：含有极性键的分子是否有极性需从整个分子看。分子里电荷分布不对称则 分子为极性分子，若整个分子里电荷的分布是对称的，则分子为非极性分子。所以分子 的极性与构成的化学键及分子的空间构型有关系。 例例 6 下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是（1993 年上海市高考 题）6A.可溶于水 B.具有较高的熔点 C.水溶液能导电 D.熔融状态 能导电 思路分析：思路分析：化合物中存在离子键必为离子晶