归纳与整理第一课时教学实录

选修3 物质结构与性质

一．原子结构与元素性质

1．构造原理：(P/6)

（1）相同能层的不同能级的能量高低顺序

：ns

1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p; 3d<4d （3）不同层不同能级可由下面的公式得出:ns < (n-2)f

< (n-1)d < np (n为能层序数) 2．核外电子排布遵循的原则(P/11-12) 能量最低原理：核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层

洪特规则：当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，而且自旋相同，对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。

泡利原理：在一个原子轨道里，最多能容纳2个电子，而且他们的自旋状态相反。

3.描述电子运动状态的4个参数：能层，能级，原子轨道，自旋方向→同一原子中，没有运动状态相同的电子（原子内有几个电子就有几个运动状态的电子），但有能量相同的电子

4.s能级原子轨道形状：____________p能级原子轨道形状：___________,且他们_________________(位置关系) 5.基态与激发态：处于________的原子叫做基态原子，当基态原子的电子________能量后，电子会________到较高能级，基态原子变成激发态原子。(P/7) 6.光谱：不同元素的电子发生跃迁时会吸收或释放________，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或________，总称原子光谱。(P/7) 光谱分析：现代化学中，常利用原子光谱上的________来鉴定元素，称为________。(P/7) 7.（1）第一电离能：：________________原子失去一个电子转化为________________所需要的________。单位：________。（P/17~18）

(2)第一电离能的递变规律

同一周期随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈________的趋势。________________的第一电离能最小，________的第一电离能最大。同一主族随着电子层数的________，元素的第一电离能逐渐________。

8．电负性：(P/18-19) (1)含义：用来描述不同元素的原子对________吸引力的大小。

1

(2)递变规律

同周期元素从左往右，电负性________，表明金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。同主族元素从上往下，电负性逐渐__________，表明元素的金属性逐渐________，非金属性逐渐________。

练习：

＋1. F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，其原子轨道呈________形。

2.最外层有一个电子，次外层有18个电子的元素价层电子轨道示意图为：

3.D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为____________________。

4.基态Al原子的电子排布式为：

占据了

轨道，

运动状态不同的电子。

5.Fe、Mn，Cr，Ni基态原子核外未成对的电子数分别为

写出未成对电子数为1的前36号元素符号：_______________________________________ 6. Cr的价电子排布式为___________，它在元素周期表中的位置为

Br的价电子排布式为________ 7. ①尿素分子（CO(NH2)2）中除了H外其他元素第一电离能排序

，电负性的排序

。

－1②已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol。请根据下表数据判断：

元素

X Y

A.元素X的常见化合价是

B．元素Y是

族元素

C.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是

I1

500 580 I2

4600 1800 I3

6900 2700 I4

9500 11600 二.分子结构与元素性质

（一）共价键

1．共价键：（P/28~29）

σ键：

π键：

2.键参数——键能、键长、键角（P/30~32）

(1)键能

①概念：键能是________原子形成________化学键释放的最低能量，通常取________。单位是________。

②与键强度的关系：键能是共价键强度的一种标度，键能越大，即形成化学键时________越多，化学键越________。

(2)键长

①概念：键长是形成________的两个原子之间的________。

②与键强度的关系：键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。一般键长越短，键能越________，表明共价键越________。

③与共价半径、原子半径的关系

a．共价半径是指相同原子的共价键键长的________。

b．键长不是成键两原子半径的和，而是________其半径和。

(3)键角：在原子数超过________的分子中，两个相邻共价键之间的________称为键角。键角是描述分子________的重要参数。

3．等电子原理(P/33) ________相同、________相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。此原理称为等电子原理，—他们互称为等电子体。如CO和N2、CN, SO2和O3，CO2和N2O 4.共价键的极性取决于_________________ （二）分子的立体结构

1.

2

(1)极性分子和非极性分子的概念

＋－①极性分子：分子中正电中心和负电中心________，使分子的某一个部分呈正电性(δ)，另一部分呈负电性(δ)，这样的分子称为极性分子。

②非极性分子：分子中正电中心和负电中心________，这样的分子称为非极性分子。

2．两种分子间作用力——范德华力与氢键(P/47~48) (1)范德华力

①范德华力是分子间普遍存在的作用力，它比化学键弱得多。

②结构相似的物质，相对分子质量越_______、范德华力越大；分子的极性越________，范德华力也越大。

(2)氢键——分子间作用力

①概念：氢键是由已经与________的原子形成________的氢原子与另一个分子中或同一个分子中另一个________很强的原子之间的作用力。具有方向性和饱和性

②表示方法：氢键通常用________表示，其中A、B为N、O、F，“－”表示共价键，“…”表示形成的氢键，例如，水中的氢键表示为：O—H…O。

③氢键的类型

氢键可分为________和________两大类。

④氢键的强弱

氢键的大小介于________和________之间。

3．溶解性(相似相溶原理)(P/50) (1)极性溶剂(如水)易溶解________物质。

非极性溶剂(如苯、汽油、四氯化碳、酒精等)易溶解________物质(Br2、I2等)。

(2)氢键

(3)能与水反应

（4）分子结构有相似性：乙醇能与水互溶，而戊醇在水中溶解度明显减小

4．手性分子(P/51~52)：手性碳原子：连接4个完全不同的原子或原子团

5．无机含氧酸分子酸性比较(P/54) 无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越_____，R的正电性越____，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______，如HClO_____HClO2_____HClO3_____HClO4

解释H2SO3酸性弱于H2SO4原因：____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 6.无氧酸酸性比较：看________大小 例：酸性H2S_____H2Se 7.与氢键有关的事实：

练习：

1.指出配合物K3[Co(CN)6]中的中心离子、配位体及其配位数：________、________、________。

2.判断BCl3分子的空间构型、中心原子杂化轨道类型及分子中共价键的键角__________、________、________。

3.若Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构，请画出Pt(NH3)2Cl2可能的结构简式_____________________、________________ 4.下列现象与氢键有关的是

①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高

②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶

③冰的密度比液态水的密度小

④尿素的熔、沸点比醋酸的高

⑤邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低

⑥

水分子在较高温度下也很稳定

4

5.C2与N2互为等电子体，写出CaC2的电子式 6.与CN互为等电子体的分子为 ，（2个即可）HCN分子中σ键和π键的个数比为 。

三、晶体结构与性质

（一）1．晶胞中原子个数的计算

体心：1

面心：1/2

棱：1/4

顶点：1/8 2．晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x 练习：求化学式

红球为镁原子，黑球为B原子晶胞如下:

化学式为：

（二）分子晶体和原子晶体

1．分子晶体

(1)结构特点

①晶体中只含________。

②分子间作用力为________，也可能有________。

③分子密堆积：一个分子周围通常有____个紧邻的分子。

①CO2分子在晶胞中位置：

②属于该晶胞CO2数:

③与CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有

个

④晶胞密度计算：

干冰的晶体结构

-2-（2）常见分子晶体包括：______________________________________________________________________（P65）

2．原子晶体

(1)结构特点

①晶体中只含原子。②原子间以________结合。

(2)常见原子晶体有：________________________________________________________________(P69)

(3)典型的原子晶体——金刚石

①碳原子以________杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为________。

②每个碳原子与相邻的________个碳原子结合。

金刚石：

①C原子在晶胞中位置：

②属于该晶胞C原子数:

③每个C以共价键跟

个碳原子连接，形成正四面体。

这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、彼此联结

的空间网状晶体。每个

C-C键长相等，键角均为

。

晶体结构

晶胞结构

晶体中最小环由

个C组成且不共面，C原子数与C—C 键数之比为

5

④晶胞密度计算：

(3)常见的原子晶体

混合型晶体石墨（P76更清晰）

氮化硼

SiO2

SiO2结构中最小的环由

个原子组成，Si周围紧邻

个O，

O周围紧邻的Si

个，SiO2中Si、O个数比为

，

碳六元环拥有的碳原子数为

个

60g SiO2含有

mol Si－O。

拥有C－C数为___个

12g石墨中含六元环____个

（三）金属晶体

1．“电子气理论”要点（P/73）

①该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的________形成遍布________的“电子气”，被________所共用，从而把________维系在一起。

②金属晶体是由________、________通过________形成的一种“巨分子”。

2.二维空间模型（P/74）

(1)非密置层，配位数为________。

(2)密置层，配位数为________。

※3．金属晶体的四种堆积模型对比

堆积模型

采纳这种堆积的典型代表

空间利用率

配位数

简单立方

钾型

(体心立方) 镁型

（六方最密堆积）

铜型

(面心立方最密堆积) Po 52% 6 K、Na、Fe 68% 8 Mg、Zn、Ti 74% 12 Cu, Ag, Au 74% 12 晶胞

（五）离子晶体

1．概念(P/78) (1)离子键：________间通过________(指_____________和____ ____的平衡)形成的化学键。

(2)离子晶体：由________和________通过________结合而成的晶体。

2．决定离子晶体结构的因素

(1)几何因素：________________。

(2)电荷因素：即正负离子________。

(3)键性因素：离子键的________。

3．一般物理性质(P/79) 较高的_________点，较大的________。这些性质都是因为离子晶体中存在着________。

4.晶格能：(P/80)______形成1摩离子晶体________的能量，单位________________，通常取________。在离子

6

晶体中，离子半径越________，离子所带的电荷数越________，则晶格能越大。晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越________，形成的离子晶体就越________，而且熔点越________，硬度越________。

5.典型晶胞

（1）氯化钠型晶胞

位置：______________________________

与Na+等距离且最近的Na+

有_____个

Na+的配位数：____

Cl-的配位数：_____

↓

______________________________

（2）氯化铯型晶胞

位置：_______________________ —

Cl：1；Cs+：1

与CS+等距离且最近的CS+ 有

个

—CS+的配位数：

Cl的配位数：

（3）CaF2型晶胞

位置：

____________________________

一个CaF2晶胞中含：____个Ca2+和____个F¯

Ca2+的配位数：___

F-的配位数：____

晶胞密度：

（4）ZnS晶胞

一个ZnS晶胞中含：____个阳离子和____个阴离子

阳离子的配位数：____

阴离子的配位数：____

（六）区分晶体发生变化时破坏的相关作用力

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