第一节材料科学与物质结构基础知识
一建筑材料的组成、结构及其对性能的影响
二建筑材料的基本性质
第二节气硬性无机胶凝材料
一、石灰
碳酸钙为主的原料-900~1100锻烧得出氧化钙和二氧化碳
二、建筑石膏
石膏制品强度一般比石灰制品高
第三节水泥
一、硅酸盐水泥
（一）硅酸盐水泥的矿物组成
（二）硅酸盐水泥的水化、凝结、硬化
二、掺混合材料的硅酸盐水泥
活性混和材料：粒化高炉矿渣、火山质混合材料（火山灰、浮石、硅藻土、烧粘土、煤矸石灰渣等）非活性混和材料：石英砂、石灰石粉、粘土、慢冷矿渣、磨细的块状高炉矿渣及炉灰、等
第四节混凝土
（三）粗集料
（四）水
采用符合国标的饮用水
（五）外加剂（不超过水泥质量的5%）
（六）矿物掺和料
二、普通混凝土的主要技术性质
（一）混凝土拌合物的和易性（又称工作性）
（二）混凝土的强度
（三）混凝土的变形性能
三、普通混凝土配合比设计
第五节沥青及改性沥青
有机胶凝材料，混合物，常温下，固态、半固态、粘稠液态。
按产源，分为地沥青（天然沥青、石油沥青）与焦油沥青（煤沥青和页岩沥青）建筑工程用：石油沥青为主，煤沥青少量。
一、石油沥青（胶体）
三、改性石油沥青
四、沥青的应用
第六节建筑钢材
（二）影响建筑钢材力学性质的主要因素
化学高考真题 选修3 2011-2017 全国卷1．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分） 硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。 请回答下列问题： （1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号 为，该能层具有的原子轨道数为、 电子数为。 （2）硅主要以硅酸盐、等化合物的形式 存在于地壳中。 （3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子 与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个 原子，其中在面心位置贡献个原子。 （4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。工 业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4， 该反应的化学方程式 为。 （5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和 化学键C— C C— H C— O Si—S i Si— H Si— O 键能 /(kJ?mol- 1 356 413 336 226 318 452 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是。 （6）在硅酸盐中，SiO4- 4 四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为，Si与O的原子数之比为，化学式为。 2．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分） 前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，平且A-和B+的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。 回答下列问题： （1）D2+的价层电子排布图为_______。 （2）四种元素中第一电离最小的是________，电负性最大的是________。（填元素符号） （3）A、B和D三种元素责成的一个化合物的晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为_________________；D的配位数为___________； ②列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。 （4）A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_____________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_______________，配位体是____________。 3．〔化学—选修3：物质结构与性质〕(15分) 早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题： （1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。 （2）基态铁原子有个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：可用硫氰化钾奉验三价铁离子，形成配合物的颜色为 （3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为；一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目 为：。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。 （4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0．405nm，晶胞中铝原子的配位数为。列式表示铝单质的密度g·cm－3(不必计算出结果) 4．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。
专题讲座八物质结构与性质综合题难点突破 1．判断σ键和π键及其个数 共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。2．判断中心原子的杂化轨道类型 (1)根据价层电子对数判断 (2)有机物中、及上的C原子都是sp2杂化，中的C原子是sp 杂化，中的C原子是sp3杂化。 (3)根据等电子原理判断 等电子体不仅结构和性质相似，中心原子的杂化轨道类型也相似。 3．判断分子或离子的立体构型 (1)根据价层电子对互斥理论判断。 (2)利用等电子原理判断陌生分子的立体构型。如N2O与CO2是等电子体，立体构型均为直线形，N2O的结构式也和CO2相似，为N==N==O。 (3)根据中心原子的杂化方式判断，如： ①CH4、CCl4、SO2－4的中心原子均为sp3杂化，它们均为正四面体结构； ②CH2==CH2、、HCHO中心碳原子均为sp2杂化，这三种物质均为平面结构； ③CH≡CH、BeCl2中碳原子、铍原子均为sp杂化，二者均为直线形结构。 4．晶体结构中的有关计算 (1)根据晶体晶胞的结构特点确定晶体的化学式 晶胞中粒子数目的计算(均摊法)
注意 ①当晶胞为六棱柱时，其顶点上的粒子被6个晶胞共用，每个粒子属于该晶胞的部分为16，而不是18 。 ②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，且原子个数可以不互质(即原子个数比可以不约简)。 (2)根据晶体晶胞的结构特点和有关数据，求算晶体的密度或晶体晶胞的体积或晶胞参数a (晶胞边长) 对于立方晶胞，可建立如下求算途径： 得关系式：ρ＝n ×M a 3×N A (a 表示晶胞边长，ρ表示密度，N A 表示阿伏加德罗常数的数值，n 表示1 mol 晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M 表示摩尔质量)。 (3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a ) ①面对角线长＝2a 。 ②体对角线长＝3a 。 ③体心立方堆积4r ＝3a (r 为原子半径)。 ④面心立方堆积4r ＝2a (r 为原子半径)。 5．“原因解释”型试题解题模型 1．工业上以Ni 的氧化物作催化剂，将丙烯胺(CH 2==CH —CH 2NH 2)氧化制得丙烯腈(CH 2==CHCN)，再通过电解丙烯腈制己二腈，电解的总化学方程式为4CH 2==CHCN ＋
物质结构与性质知识点总结 专题一了解测定物质组成和结构的常用仪器（常识性了解）。 专题二第一单元 1.认识卢瑟福和玻尔的原子结构模型。 2.了解原子核外电子的运动状态，了解电子云的概念。 3.了解电子层、原子轨道的概念。 4.知道原子核外电子排布的轨道能级顺序。知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁。 5.了解能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，能用电子排布式、轨道表示式表示1-36号元素原子的核外电子排布。 第二单元 1.理解元素周期律，了解元素周期律的应用。 2.知道根据原子外围电子排布特征，可把元素周期表分为不同的区。 3.了解元素第一电离能、电负性的概念及其周期性变化规律。（不要求用电负性差值判断共价键还是离子键） 4.了解第一电离能和电负性的简单应用。 专题三第一单元 1.了解金属晶体模型和金属键的本质。 2.能用金属键理论解释金属的有关物理性质。了解金属原子化热的概念。 3.知道影响金属键强弱的主要因素。认识金属物理性质的共性。 4.认识合金的性质及应用。 注：金属晶体晶胞及三种堆积方式不作要求。 第二单元 1.认识氯化钠、氯化铯晶体。 2.知道晶格能的概念，知道离子晶体的熔沸点高低、硬度大小与晶格能大小的关系。 3.知道影响晶格能大小的主要因素。 4.离子晶体中离子的配位数不作要求。 第三单元 1.认识共价键的本质，了解共价键的方向性和饱和性。 2.能用电子式表示共价分子及其形成过程。认识共价键形成时，原子轨道重叠程度与共价键键能的关系。 3.知道σ键和π键的形成条件，了解极性键、非极性键、配位键的概念，能对一些常见简单分子中键的类型作出判断。注：大π键不作要求 4.了解键能的概念，认识影响键能的主要因素，理解键能与化学反应热之间的关系。 5.了解原子晶体的特征，知道金刚石、二氧化硅等常见原子晶体的结构与性质的关系。 第四单元 1.知道范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。 2.了解影响范德华力的主要因素，知道范德华力对物质性质的影响。 3.了解氢键的概念和成因，了解氢键对物质性质的影响。能分析氢键的强弱。
第一单元 金属键 金属晶体 金 属 键 与 金 属 特 性 [基础·初探] 1.金属键 (1)概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。 (2)特征：无饱和性也无方向性。 (3)金属键的强弱 ①主要影响因素：金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。 ②与金属键强弱有关的性质：金属的硬度、熔点、沸点等(至少列举三种物理性质)。 2.金属特性 特性 解释 导电性 在外电场作用下，自由电子在金属内部发生定向移动，形成电流 导热性 通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传 到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的 温度 延展性 由于金属键无方向性，在外力作用下，金属原 子之间发生相对滑动时，各层金属原子之间仍 保持金属键的作用 [核心·突破] 1.金属键????? 成键粒子：金属离子和自由电子 成键本质：金属离子和自由电子间 的静电作用 成键特征：没有饱和性和方向性存在于：金属和合金中
2.金属晶体的性质 3.金属键的强弱对金属物理性质的影响 (1)金属键的强弱比较：金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和外围电子数，原子半径越大，外围电子数越少，金属键越弱。 (2)金属键对金属性质的影响 ①金属键越强，金属熔、沸点越高。 ②金属键越强，金属硬度越大。 ③金属键越强，金属越难失电子。如Na的金属键强于K，则Na比K难失电子，金属性Na比K弱。 【温馨提醒】 1.并非所有金属的熔点都较高，如汞在常温下为液体，熔点很低，为－38.9 ℃；碱金属元素的熔点都较低，K-Na合金在常温下为液态。 2.合金的熔点低于其成分金属。 3.金属晶体中有阳离子，无阴离子。 4.主族金属元素原子单位体积内自由电子数多少，可通过价电子数的多少进行比较。
物质结构与性质 第一章原子结构与性质 第一节原子结构 第二节原子结构与元素的性质 归纳与整理复习题 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第二节分子的立体结构 第三节分子的性质 归纳与整理复习题 第三章晶体结构与性质 第一节晶体的常识 第二节分子晶体与原子晶体 第三节金属晶体 第四节离子晶体 归纳与整理复习题 （人教版）高中化学选修3 《物质结构与性质》全部教学案 第一章原子结构与性质 教材分析： 一、本章教学目标 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 本章知识分析： 本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。 注意本章不能挖得很深，属于略微展开。
2020年高考二轮复习选修三晶体结构与性质和物质结构综合本讲作者 教材版本全国通用课时说明 知识点 1．晶体结构与性质 2．物质结构综合 复习目标 1．了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。 2．了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 3．了解分子晶体结构与性质的关系。 4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见 的堆积方式。 6．了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 7．原子、分子、晶体的结构与性质的综合运用 复习重点晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响、化学式计算、晶体密度及晶胞参数计算 复习难点晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响、化学式计算、晶体密度及晶胞参数计算一、高考回顾 1．(2019，全国卷Ⅰ)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是g·cm?3(列出计算表达式)。 2．(2019，全国卷Ⅰ)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图1 图2 图中F?和O2?共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1?x代表，则该化合物的化学式表示为____________，通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ=________g·cm?3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原 子1的坐标为(111 ,, 222 )，则原子2和3的坐标分别为__________、__________。 3．(2018，全国卷Ⅰ)(1)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)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。 (2)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O 的密度为______g·cm?3(列出计算式)。 4．(2018，全国卷Ⅰ)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的 值为N A，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm?3；晶胞中Fe2+位于2 2 S 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm
高中化学选修3知识点总结 主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （ 1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、 d、 f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④ s、 p、 d、 f,, 可容纳的电子数依次是1、 3、 5、7,, 的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （ 2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（ n：能层的序数）。
主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （ 1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、 d、 f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④ s、 p、 d、 f,, 可容纳的电子数依次是1、 3、 5、7,, 的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （ 2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（ n：能层的序数）。
主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （ 1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、 d、 f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④ s、 p、 d、 f,, 可容纳的电子数依次是1、 3、 5、7,, 的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （ 2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（ n：能层的序数）。
专题二基本理论 高频考点备考策略 1.元素“位—构—性”的关系：以原子的核外电子排布或元素的性质为突破口，考查元素的推断和元素性质的周期性变化规律。 2．盖斯定律的应用：以工业生产中的化学反应为知识背景，考查运用盖斯定律计算反应热，热化学方程式的书写、正误判断。 3．外界条件对速率、化学平衡的影响：以生产、生活中的反应为背景，考查速率、平衡常数表达式及计算；以速率、平衡图像考查学生识别信息的能力。4．弱电解质的电离平衡影响因素：以水的电离为载体，考查电离常数、水解常数、水的离子积常数，运用三大平衡判断溶液中粒子浓度的大小；以工业生产、生活为背景考查酸碱中和滴定、氧化还原滴定等。 5．原电池原理和电解池原理：以新型燃料电池或可充电电池为背景，考查电极反应式的书写，离子的移动方向，溶液酸碱性的变化、相关计算等。化学基本理论是中学化学核心知识，是高考考查的重点和热点，也是学生容易失分的难点，复习时注意以下几个方面：1．核素、元素、同位素等概念的内涵和外延；强化元素周期律内容及元素周期表的有关规律，“位—构—性”关系的理解应用。 2．理解反应热、中和热、燃烧热的内涵和外延；牢记热化学方程式的书写要求；灵活运用盖斯定律进行有关反应热的计算。 3．对比原电池和电解池装置特点、电极判断、电子、电流及离子流向、电极反应式的书写、溶液组成变化，构建电化学知识框架；提炼规律，密切与物理知识的联系。 4．熟练运用“三段式”法计算化学反应速率和化学平衡；对比化学反应速率和化学平衡的影响因素，判断平衡移动的方向；借助图像和数据提炼有效信息，突破变量控制实验题；理解平衡常数的含义，计算并应用于判断反应进行的方向。5．对比电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡理解勒夏特列原理；应用弱电解质的电离、弱酸根离子的水解以及反应中三种守恒关系比较粒子浓度的大小；掌
选修三物质结构与性质总结 一.原子结构与性质. 1、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度 越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子 层.原子由里向 外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用 s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f 轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述 .在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具 有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式. ns<(n-2)f<(n-1)d 华东师范大学化学系 2011年《物质结构》试卷（A 卷）附答案 姓 名： 学 号： 专 业： 若干公式和参数： Js h 341063.6-?= kg m e 311011.9-?= C e 191060.1-?= 18109989.2-?=ms c eV mol kJ 210036.1/1-?= 1581.109677-=cm R H 12310381.1--?=JK K J cm 23110986.11--?= 12194701-=cm Hartree 231002.6?=A N λν/hc h E == v m h λ= h p x ≥?? h t E ≥?? π 2h n M = ??? ? ??-=2221H n 1n 1R 1 λ φθcos sin r x = φθsin sin r y = θcos r z = φθθθθ θ2 2 22 2222 sin 1sin sin 11??+????+????=?r r r r r r φθθd drd r dxdydz sin 2= 2n 2E 2 Z -=(原子单位) l x n l x πψsin 2)(= 2 2 28ml h n E n = ()ν h v E v 2/1+= μ πωk 21= μωπ2 2 4=k )1(82 2+= J J I h E J π %() 21ν=+B J ()()1*=?μμαμαd ()()1 *=?μμβμβd ()()()()0**==??μμαμβμμβμαd d 22 222221c l b k a h d ++= λθn dsin =2 j i j i ij ααααθ--- =11cos 《物质结构与性质》复习讲义 一.原子结构与性质. 一.认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. 高中化学物质结构与性质知识点总结 一.原子结构与性质. 一.认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. ①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 ②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 3.元素电离能和元素电负性 第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 《物质结构与性质》精华知识点 课本：1、熟记1-36号元素电子排布 1、核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si p S Cl Ar 2、原子的核外电子排布式和外围电子（价电子）排布式（原子核外电子排布时，先排4s 后排3d ，形成离子时先失去最外层电子） 核外电子排布式 外围电子排布式 核外电子排布式 外围电子排布式 26 Fe ：[Ar]3d 64s 2 3d 64s 2 26Fe 2+：[Ar]3d 6 3d 6 26 Fe 3+：[Ar]3d 5 3d 5 29Cu ：[Ar]3d 104s 1 3d 104s 1 29 Cu +：[Ar]3d 10 3d 10 29Cu 2+：[Ar]3d 9 3d 9 24 Cr ： [Ar]3d 54s 1 3d 54s 1 24Cr 3＋[Ar] 3d 3 3d 3 30Zn : [Ar]3d 104s 2 3d 104s 2 30Zn 2+ [Ar]3d 10 3d 10 22Ti 2+ [Ar]3d 2 3d 2 25Mn [Ar]3d 54s 2 3d 5 4s 2 31Ga[Ar]3d 104s 24P 1 4s 24P 1 32Ge[Ar]3d 104s 24P 2 4s 24P 2 33As: [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 24Se : [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 3、元素周期表（对应选择第11题） （1）同周期，原子半径减小，同主族原子半径增加；对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小：Al 3+＜Mg 2+＜Na +＜F －＜O 2- Ca 2+＜K +＜Cl －＜S 2- （2）p 轨道有2个未成对电子，有P 2和P 4。C:2S 22P 2 、Si:3S 23P 2、O ：2S 22P 4、S ：3S 23P 4 （3）（3S 23P 6 3d 10）第三周期内层电子全充满，Cu 和Zn 【高中化学选修《物质结构与性质》知识点提纲】 一.原子结构与性质. 一.认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. ①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 ②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 3.元素电离能和元素电负性 第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1).原子核外电子排布的周期性. 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化. (2).元素第一电离能的周期性变化. 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化: ★同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小； ★同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势. 说明： ①同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、P 物质结构与性质 原子结构与性质 考点1、原子核外电子排布原理 [知识梳理] 1．能层、能级与原子轨道之间的关系 (1)轨道形状 ①s电子的原子轨道呈_____。 ②p电子的原子轨道呈________。 (2)能量关系 ①相同能层上原子轨道能量的高低：ns (2)泡利原理：在一个原子轨道中，最多只能容纳____个电子，而且它们的__________相反。 (3)洪特规则：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_________________，而且自旋状态______。 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在_______ (p6、d10、f14)、________ (p3、d5、f7)和________ (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 4．原子(离子)核外电子排布式(图)的书写 (1)核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为[Ar]3d104s1。 (2)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。 (3)电子排布图：方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。 例如：S的电子排布图为 核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。 5．基态原子、激发态原子和原子光谱 (1)基态原子：处于__________的原子。 (2)激发态原子：当基态原子的电子__________后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 (3)原子光谱 ①当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子发射光谱的原因。 ②不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 【习题练习】 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)硫原子的价电子排布式是3s23p4。( ) (2)多电子原子中，在离核较近区域运动的电子能量较高。( ) (3)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。( ) (4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。( ) (5)2s和3s轨道形状均为球形对称，能量也相同。( ) (6)基态磷原子的核外电子排布图为( ) 物质结构与性质补充练习 1．（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为： 2KNO3 + 3C + S == A + N2↑+ 3CO2↑ (已配平) ①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为； ②在生成物中，A的晶体类型为，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型 为； ③已知CN-与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为； （2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q 多2。T的基态原子外围电子（价电子）排布为，Q2+的未成对电子数是（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl n(H2O)6-n]x+（n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H），可发生离子交换反应： 交换出来的H+经中和滴定，即可求出x和n,确定配离子的组成。 将含0．0015 mol [CrCl n(H2O)6-n]x+的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H+需浓度为0．1200 mol·L-1 NaOH溶液25．00 mL，该配离子的化学式为。 2．（2010省质检）X元素在第3周期中电负性最大，Y、Z元素同主族且位置相邻，Y原子的最外层电子排布为ns n np n+2。请填写下列空白。 （1）第一电离能：Y Z（填“>”、“<”或“=”）； （2）XY2是一种高效安全的消毒剂，熔点-59.5℃，沸点10℃，构成该晶体的微粒之间的作用力是； （3）ZX2常用于有机合成。已知极性分子ZX2中Z原子采用np3杂化，则该分子的空间构型是，分子中X、Z原子之间形成键（填“σ”或“π”）； （4）胆矾晶体（CuSO4·5H2O）中4个水分子与铜离子 形成配位键，另一个水分子只以氢键与相邻微粒结合。 某兴趣小组称取2.500g胆矾晶体，逐渐升温使其失水， 并准确测定不同温度下剩余固体的质量，得到如右图所示 的实验结果示意图。以下说法正确的是（填标号）； A．晶体从常温升至105℃的过程中只有氢键断裂 B．胆矾晶体中形成配位键的4个水分子同时失去 C．120℃时，剩余固体的化学式是CuSO4·H2O D．按胆矾晶体失水时所克服的作用力大小不同， 晶体中的水分子可以分为3种 （5）右图中四条曲线分别表示H2、Cl2、Br2、I2分子的 形成过程中能量随原子核间距的变化关系，其中表示v的是 曲线（填“a”、“b”或“c”），理由是。 3．（2010年厦门质检卷）A、B、C、D、E、F、G七种前 四周期元素，其原子序数依次增大。A的原子中没有成对 电子；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道， 高中化学 选修3知识点总结 主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s 、p 、d 、f ，能 量由低到高依次为s 、p 、d 、f 。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s 、p 、d 、f ……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 ：能层的序数）。 n （22n 每能层所容纳的最多电子数是： 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分 布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式 的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E （3d ）＞E （4s ）、E （4d ）＞E （5s ）、E （5d ）＞E （6s ）、E （6d ）＞E （7s ）、E （4f ）＞E （5p ）、E （4f ）＞E （6s ）等。原 子轨道的能量关系是：ns ＜（n-2）f ＜ （n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目 对应着每个周期的元素数目。 ；最 2 n 2根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于 最低能量状态 的原子称为 基态原子 。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子 跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子 。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定 元素。 3、电子云与原子轨道 第一单元金属键金属晶体 金属键与金属特性 [基础·初探] 1.金属键 (1)概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。 (2)特征：无饱和性也无方向性。 (3)金属键的强弱 ①主要影响因素：金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。 ②与金属键强弱有关的性质：金属的硬度、熔点、沸点等(至少列举三种物理性质)。 2.金属特性 [核心·突破] 1.金属键????? 成键粒子：金属离子和自由电子 成键本质：金属离子和自由电子间 的静电作用 成键特征：没有饱和性和方向性存在于：金属和合金中 2.金属晶体的性质 3.金属键的强弱对金属物理性质的影响 (1)金属键的强弱比较：金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和外围电子数，原子半径越大，外围电子数越少，金属键越弱。 (2)金属键对金属性质的影响 ①金属键越强，金属熔、沸点越高。 ②金属键越强，金属硬度越大。 ③金属键越强，金属越难失电子。如Na 的金属键强于K ，则Na 比K 难失电子，金属性Na 比K 弱。 【温馨提醒】 1.并非所有金属的熔点都较高，如汞在常温下为液体，熔点很低，为－38.9 ℃；碱金属元素的熔点都较低，K-Na合金在常温下为液态。 2.合金的熔点低于其成分金属。 3.金属晶体中有阳离子，无阴离子。 4.主族金属元素原子单位体积内自由电子数多少，可通过价电子数的多少进行比较。 金属晶体 [基础·初探] 1.晶胞：反映晶体结构特征的基本重复单位。 2.金属晶体 (1)概念：金属阳离子和自由电子之间通过金属键结合而形成的晶体叫金属晶体。 (2)构成微粒：金属阳离子和自由电子。 (3)微粒间的作用：金属键。 (4)常见堆积方式 ①平面内 金属原子在平面上(二维空间)紧密放置，可有两种排列方式。 第三单元 分子空间结构与物质性质 考纲定位 核心素养 1.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp 、sp 2 、sp 3 )。 2.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。 3.了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用。 4.了解极性分子和非极性分子及其性质的差异。 5.了解简单配合物的成键情况和组成结构。 1.宏观辨识——从不同的角度认识分子的性质，如极性、熔点、沸点、溶解性、酸性、手性等。 2.微观探析——从不同层面探析分子的立体结构、化学键的分类、键的三参数等。 3.模型认知——根据VSEPR 模型预测粒子的立体结构，根据杂化轨道理论解释粒子的立体结构。 4.科学探究——根据常见粒子的结构探究原子的杂化方式。 1．杂化轨道理论 (1)杂化图式 ①sp 3杂化(以CH 4为例) (2)分子空间构型与杂化关系 杂化 类型 杂化轨 道数目 杂化轨道 间夹角 空间构型 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl 2、CO 2 sp 2 3 120° 平面三角 形 CO 2－ 3、BF 3、SO 3 sp 3 4 109.5° 正四面体 CH 4、CCl 4、NH ＋4 (3)σ键和容纳孤电子对，未杂化轨道可以形成 2．价电子对互斥模型 (1)价电子对数与价电子对构型 价电子对数 电子对空间构型 分子空间构型 实例 2 直线形 直线形 CO 2 3 三角形 平面三角形 BF 3 V 形 SO 2 4 四面体 正四面体型 CH 4 三角锥型 NH 3 V 形 H 2O (2)对AB m 型分子价电子对数(n )的计算 n ＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m 2 (说明：中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。) (3)价电子对的几何构型与分子空间构型的关系 ①无孤电子对，二者相同。 ②有孤电子时，二者不同，分子构型为省略孤电子对的剩余构型。 (4)价电子对之间斥力的大小顺序 孤电子对与孤电子对间斥力＞孤电子对与成键电子对间斥力＞成键电子对与成键电子对斥力。即孤电子对越多，成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH 4、NH 3、H 2O 分子中键角依次减小。 3．等电子原理 原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N 2与CO 、O 3与SO 2、N 2O 与CO 2、CH 4与NH ＋4等。 [应用体验] 填表(完整版)华东师范大学2011期末物质结构试卷附答案
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