化学选修三知识总结归纳,专题总结
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原子结构和性质
一、原子结构
1.能层、能级和最多容纳电子数之间的关系
2.原子轨道的形状及能量关系
3.基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图:
(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为,不
能表示为。
(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单独占据一个轨道,且自旋
状态相同。如2p3的电子排布为,不能表示为或。
洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,结构稳定,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
4.基态、激发态及光谱示意图
核外电子排布的表示方法
二、原子结构与性质
1.原子结构与周期表的关系
每族元素的电子排布特点
①主族
②0族:He:1s2;其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1~10ns1~2。
④元
素周期表的分
区根据核外
电子排布分区
2.元素周期律 (1)原子半径
①影响因素⎩
⎪⎨⎪⎧
能层数:能层数越多,原子半径越大
核电荷数:核电荷数越大,原子半径越小
②变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。 (2)电离能
①含义
电离能:气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,符号I ,单位kJ·mol -1。 第一电离能:气态电中性基态原子失去第一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。I 1 第二电离能:气态电中性基态原子失去第二个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。I 2 ②规律
a .同周期:第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,同周期元素从左向右,元素的第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常的大。
一般排布顺序:IA a .判断元素金属性的强弱: 电离能越小,金属原子越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。 b .判断元素的化合价(I 1、I 2……表示各级电离能); 如果某元素的I n +1≫I n (I n +1/I n ≥5),则该元素的常见化合价为+n 。如钠元素I 2≫I 1,所以钠原子的最外层电子 分子结构和性质 一、共价键 1.共价键的本质与特征 本质:共价键的本质是在原子之间形成共用电子对 (电子云的重叠 ) 。 特征:具有饱和性和方向性。 2.共价键的分类 (1)σ键与π键的判断 ①由轨道重叠方式判断 “头碰头”重叠为σ键,σ键的特征:电子云为轴对称,即是以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转操作,σ键电子云的图形不变。例如利用电子云描述σ键的形成过程 “肩并肩”重叠为π键。π键的特征: a.π键电子云为镜像对称,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由两个原子核构成的平面的两侧。 b.π键重叠程度较小,不稳定,容易断裂。 若原子半径大,原子间形成的σ键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键 ②由物质的结构式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。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。 ③由成键轨道类型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键;杂化轨道形成的共价键全部为σ键。 ④数目计算 σ键数目=微粒(离子或分子)中原子数减去1 π键数目=共价键数目减去σ键数目 (2)极性键与非极性键的判断 看形成共价键的两原子,不同种元素的原子之间形成的是极性共价键,同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。 3.键参数 (1)概念(2)键参数对分子性质的影响 键能越大,键长越短,分子越稳定。 3.配位键和配合物 (1)配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共用电子对。属于共价键,多数属于σ键。 (2)配位键的表示方法用A→B表示,其中A表示提供孤对电子的原子,B表示接受共用电子对的原子。 (3)配位化合物 ①定义:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。 ②形成条件: ⎩⎨⎧ 配位体有孤电子对⎩ ⎪⎨ ⎪⎧ 中性分子,如H 2 O 、NH 3 和CO 等 离子,如F - 、Cl - 、CN - 等中心原子有空轨道,如Fe 3+、Cu 2+、Zn 2+ 、Ag + 等 ③组成: [Cu(OH)4]2- 的结构可用示意图表示为 ④判断存在 某个原子的价电子数小于共价键数目,该原子存在共价键 二、分子的立体结构 1.价层电子对互斥理论(VSEPR ) (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。 ②价层电子对排斥力度比较:孤电子对间>孤电子对与成键电子>成键电子间。孤电子对越多,对成键电子对排斥力越强,键角越小。 (2)判断分子或离子立体构型“三步曲”--------针对AB n 型分子或离子 第一步:确定中心原子上的价层电子对数 价层电子对数=孤电子对数+σ键 a 为中心原子的价电子数减去离子所带正电荷数或加上所带负电荷, b 为周围原子达到8电子或2电子稳定结构时需要的电子数,x 为周围原子个数。 如NH + 4的中心原子为N ,a =5-1,b =1,x =4,所以中心原子孤电子对数=12(a -xb)=1 2 ×(4-4×1)=0。 第二步:确定价层电子对的立体构型 由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离,这样已知价层电子对的数目,就可以确定VSEPR 构型的立体构型。再根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。