高中化学物质结构

《物质结构基础》第一部分原子的结构和性质第一节原子的结构1、能层（1）原子核外的电子是分层排布的。

根据电子的能级差异，可将核外电子分成不同的能层。

（2）每一能层最多能容纳的电子数不同：最多容纳的电子数为2n2个。

（3）离核越近的能层具有的能量越低。

（4）能层的表示方法：能层一二三四五六七……符号K L M N O P Q ……最多电子数 2 8 18 32 50 ……离核远近由近————————————→远能量高低由低————————————→高2、能级在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。

不同能量的电子分成不同的能级。

【提示】①每个能层所包含的能级数等于该能层的序数n，且能级总是从s能级开始，如：第一能层只有1个能级1s，第二能层有2个能级2s和2p，第三能层有3个能级3s、3p、3d，第四能层有4个能级4s、4p、4d和4f，依此类推。

②不同能层上的符号相同的能级中最多所能容纳的电子数相同，即每个能级中最多所能容纳的电子数只与能级有关，而与能层无关。

如s能级上最多容纳2个电子，无论是1s还是2s；p能级上最多容纳6个电子，无论是2p还是3p、4p能级。

③在每一个能层（n）中，能级符号的排列顺序依次是ns、np、nd、nf……④按s、p、d、f……顺序排列的各能级最多可容纳的电子数分别是1、3、5、7……的两倍，即分别是2、6、10、14……3、基态原子与激发态原子（1）基态原子为能量最低的原子。

基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

（2）基态原子与激发态原子相互转化与能量转化关系：4、构造原理与基态原子的核外排布随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循如图的排布顺序，我们将这个顺序成为构造原理。

（1）它表示随着原子叙述的递增，基态原子的核外电子按照箭头的方向在各能级上依此排布：1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s……这是从实验得到的一般规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。

高中化学物质结构知识点引言物质结构是化学的核心内容之一，它涉及到原子、分子以及晶体等不同层面的结构特征。

掌握物质结构对于理解化学反应的本质、预测物质的性质以及指导实验操作都具有重要意义。

第一部分：原子结构与元素周期表1.1 原子的构成原子核：质子和中子的组成及其特性。

电子云：电子的排布规律和电子云模型。

1.2 元素周期表周期性：元素周期表的周期性和族的划分。

元素性质：元素周期律及其对元素性质的预测。

第二部分：化学键与分子结构2.1 离子键与共价键离子键：形成机制、特点及离子化合物。

共价键：形成机制、饱和性和方向性。

2.2 分子的极性极性分子：分子极性的判断和影响因素。

非极性分子：分子结构和极性的关系。

第三部分：晶体结构3.1 晶体的类型晶体与非晶体：区别和识别方法。

晶体类型：原子晶体、分子晶体、离子晶体和金属晶体。

3.2 晶体的物理性质熔沸点：晶体类型与熔沸点的关系。

导电性：金属晶体的导电机制。

第四部分：有机化合物的结构4.1 有机分子的骨架碳原子的杂化：sp、sp2、sp3杂化轨道。

同分异构体：构造异构和立体异构。

4.2 官能团与反应活性官能团：有机分子中的反应中心。

反应机理：官能团在有机反应中的作用。

第五部分：物质结构的表征方法5.1 光谱分析紫外-可见光谱：分子结构与光谱的关系。

红外光谱：化学键振动与红外光谱。

5.2 核磁共振（NMR）NMR原理：核磁共振现象及其在结构分析中的应用。

谱图解读：通过NMR谱图分析分子结构。

第六部分：物质结构与性质的关系6.1 结构对性质的影响硬度与脆性：晶体结构对物理性质的影响。

溶解性：分子极性与溶解性的关系。

6.2 结构对反应性的影响反应位点：分子结构中的反应活性区域。

催化作用：催化剂对反应途径的影响。

结语物质结构是化学学科的基石，它影响着物质的稳定性、反应性和多样性。

通过本文档的学习，学生将能够深入理解原子、分子和晶体的结构特征，掌握化学物质结构的基本知识，为进一步的化学学习和研究打下坚实的基础。

高中化学知识点规律大全——物质结构元素周期律1．原子结构[核电荷数、核内质子数及核外电子数的关系] 核电荷数＝核内质子数＝原子核外电子数注意：(1) 阴离子：核外电子数＝质子数＋所带的电荷数阳离子：核外电子数＝质子数－所带的电荷数(2)“核电荷数”与“电荷数”是不同的，如Cl－的核电荷数为17，电荷数为1．[质量数] 用符号A表示．将某元素原子核内的所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的整数值，叫做该原子的质量数．说明(1)质量数(A)、质子数(Z)、中子数(N)的关系：A＝Z + N．(2)符号A Z X的意义：表示元素符号为X，质量数为Na中，Na原子的质量数为23、质子数为11、中子数为12．A，核电荷数(质子数)为Z的一个原子．例如，2311[原子核外电子运动的特征](1)当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时，没有确定的轨道，不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，也不能描绘出它的运动轨迹．在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少．(2)描述电子在原子核外空间某处出现几率多少的图像，叫做电子云．电子云图中的小黑点不表示电子数，只表示电子在核外空间出现的几率．电子云密度的大小，表明了电子在核外空间单位体积内出现几率的多少．(3)在通常状况下，氢原子的电子云呈球形对称。

在离核越近的地方电子云密度越大，离核越远的地方电子云密度越小．[原子核外电子的排布规律]较高的电子层中．因此，电子在排布时的次序为：K→L→M……(3)各电子层容纳电子数规律：①每个电子层最多容纳2n2个电子(n＝1、2……)．②最外层容纳的电子数≤8个(K层为最外层时≤2个)，次外层容纳的电子数≤18个，倒数第三层容纳的电子数≤32个．例如：当M层不是最外层时，最多排布的电子数为2×32＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子．(4)原子最外层中有8个电子(最外层为K层时有2个电子)的结构是稳定的，这个规律叫“八隅律”．但如PCl5中的P 原子、BeCl2中的Be原子、XeF4中的Xe原子，等等，均不满足“八隅律”，但这些分子也是稳定的．2．元素周期律[原子序数]按核电荷数由小到大的顺序给元素编的序号，叫做该元素的原子序数．原子序数＝核电荷数＝质子数＝原子的核外电子数[元素原子的最外层电子排布、原子半径和元素化合价的变化规律]对于电子层数相同（同周期）的元素，随着原子序数的递增：(1)最外层电子数从1个递增至8个(K层为最外层时，从1个递增至2个)而呈现周期性变化．(2)元素原子半径从大至小而呈现周期性变化(注：稀有气体元素的原子半径因测定的依据不同，而在该周期中是最大的)．(3)元素的化合价正价从+1价递增至+5价(或+7价)，负价从－4价递增至－1价再至0价而呈周期性变化．［元素金属性、非金属性强弱的判断依据］元素金属性强弱的判断依据：①金属单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易程度．金属单质跟水(或酸)反应置换出氢越容易，则元素的金属性越强，反之越弱．②最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱．氢氧化物的碱性越强，对应金属元素的金属性越强，反之越弱．③还原性越强的金属元素原子，对应的金属元素的金属性越强，反之越弱．（金属的相互置换）元素非金属性强弱的判断依据：①非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性)，非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定)，元素的非金属性越强，反之越弱．②最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱．最高价含氧酸的酸性越强，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱．③氧化性越强的非金属元素单质，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱．（非金属相互置换）[两性氧化物] 既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物．如A12O3与盐酸、NaOH溶液都能发生反应：A12O3+6H＋＝2A13＋+3H2O A12O3+2OH－＝2A1O2－+H2O[两性氢氧化物] 既能跟酸反应又能跟碱反应的氢氧化物，叫做两性氢氧化物．如A1(OH)3与盐酸、NaOH溶液都能发生反应：Al(OH)3+3H＋＝2A13＋+3H2O A1(OH)3+OH－＝A1O2－+2H2O[原子序数为11—17号主族元素的金属性、非金属性的递变规律]3．元素周期表[元素周期表]把电子层数相同的各种元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上至下排成纵行，这样得到的一个表叫做元素周期表．[周期]具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列而成的一个横行，叫做一个周期．(1)元素周期表中共有7个周期，其分类如下：短周期(3个)：包括第一、二、三周期，分别含有2、8、8种元素周期（7个）长周期(3个)：包括第四、五、六周期，分别含有18、18、32种元素不完全周期：第七周期，共26种元素(1999年又发现了114、116、118号三种元素)(2)某主族元素的电子层数＝该元素所在的周期数．(3)第六周期中的57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu)共15种元素，因其原子的电子层结构和性质十分相似，总称镧系元素．(4)第七周期中的89号元素锕(Ac)到103号元素铹(Lr)共15种元素，因其原子的电子层结构和性质十分相似，总称锕系元素．在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素，大多是人工进行核反应制得的，这些元素又叫做超铀元素．[ 族]在周期表中，将最外层电子数相同的元素按原子序数递增的顺序排成的纵行叫做一个族．(1)周期表中共有18个纵行、16个族．分类如下：①既含有短周期元素同时又含有长周期元素的族，叫做主族．用符号“A”表示．主族有7个，分别为I A、ⅡA、ⅢA、ⅣA、VA、ⅥA、ⅦA族(分别位于周期表中从左往右的第1、2、13、14、15、16、17纵行)．②只含有短周期元素的族，叫做副族．用符号“B”表示．副族有7个，分别为I B、ⅡB、ⅢB、ⅣB、VB、ⅥB、ⅦB族(分别位于周期表中从左往右的第11、12、3、4、5、6、7纵行)．③在周期表中，第8、9、10纵行共12种元素，叫做Ⅷ族．④稀有气体元素的化学性质很稳定，在通常情况下以单质的形式存在，化合价为0，称为0族(位于周期表中从左往右的第18纵行)．(2)在元素周期表的中部，从ⅢB到ⅡB共10个纵列，包括第Ⅷ族和全部副族元素，统称为过渡元素．因为这些元素都是金属，故又叫做过渡金属．(3)某主族元素所在的族序数：该元素的最外层电子数＝该元素的最高正价数[原子序数与化合价、原子的最外层电子数以及族序数的奇偶关系](1)原子序数为奇数的元素，其化合价通常为奇数，原子的最外层有奇数个电子，处于奇数族．如氯元素的原子序数为17，而其化合价有－1、+1、+3、+5、+7价，最外层有7个电子，氯元素位于第ⅦA族．(2)原子序数为偶数的元素，其化合价通常为偶数，原子的最外层有偶数个电子，处于偶数族．如硫元素的原子序数为16，而其化合价有－2、+4、+6价，最外层有6个电子，硫元素位于第ⅥA族．[元素性质与元素在周期表中位置的关系](1)元素在周期表中的位置与原子结构、元素性质三者之间的关系：(2)元素的金属性、非金属性与在周期表中位置的关系：①同一周期元素从左至右，随着核电荷数增多，原子半径减小，失电子能力减弱，得电子能力增强．a．金属性减弱、非金属性增强；b．金属单质与酸(或水)反应置换氢由易到难；c．非金属单质与氢气化合由难到易(气态氢化物的稳定性增强)；d.最高价氧化物的水化物的酸性增强、碱性减弱．②同一主族元素从上往下，随着核电荷数增多，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱．a．金属性增强、非金属性减弱；b．金属单质与酸(或水)反应置换氢由难到易。

高中化学《选修三物质结构与性质》知识归纳选修三《物质结构与性质》是高中化学课程中的一本重要教材。

本书主要介绍了物质的结构与性质的关系，以及有机化合物、配位化学、无机材料等内容。

下面是关于该教材的知识归纳。

第一章物质的结构和性质1.物质的微观结构：原子、离子和分子是物质的微观结构。

2.物质的宏观性质：密度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性等是物质的宏观性质。

3.物质的宏观性质与微观结构的关系：物质的性质与其微观结构相关，如金属的导电性、晶体的硬度等。

第二章有机化合物的结构和性质1.有机化合物的元素组成：有机化合物主要由碳、氢和少量氧、氮、硫等元素组成。

2.有机化合物的结构：有机化合物由分子构成，分子由原子通过共价键连接。

3.有机化合物的性质：有机化合物具有燃烧性、酸碱性、氧化还原性、流动性、挥发性等特性。

4.有机物的分类：根据分子中所含的官能团，有机物可分为醇、酮、醛、酸、酯、醚、芳香化合物等不同类型。

第三章有机反应与有机合成1.有机反应的定义：有机反应是指有机化合物在适当条件下发生变化，形成具有新性质的有机化合物。

2.脱水反应：脱水反应是指有机化合物中的水分子与有机分子发生反应，生成新的有机化合物。

3.氢化反应：氢化反应是指有机化合物中的氢气与有机分子发生反应，生成新的有机化合物。

4.酸碱催化：酸碱催化是指在酸碱存在的条件下，有机化合物的反应速率增加。

第四章金属配合物1.配位化合物的概念：配位化合物是指由一个或多个给体与一个或多个受体之间通过配位键结合形成的化合物。

2.配位键：配位键是指由配体中的一个或多个电子对与金属离子形成的共价键。

3.配位数：配位数是指一个金属离子周围配位体的数目。

4.配位化合物的性质：配位化合物具有明显的颜色、溶解度、稳定性等特性。

第五章无机材料1.无机材料的分类：无机材料可分为金属材料、非金属材料和无机非金属材料。

2.无机材料的性质：金属材料具有导电性、延展性、塑性等特性；非金属材料主要用于绝缘材料、陶瓷材料等；无机非金属材料具有耐高温、耐腐蚀等特性。

高中化学选修3物质结构与性质全册知识点总结一、物态变化1.固体、液体和气体的特点和微观结构。

2.相变的概念及其条件。

3.气体的压力、体积和温度的关系（气体状态方程）。

4.确定气体的压强、体积和温度的实验方法。

二、物质的分子结构1.分子的结构和性质的关系。

2.分子的极性与非极性。

3.分子的键型及其特点。

4.共价键的键能和键长的关系。

三、化学键的性质1.同种键和异种键的定义和举例。

2.键能的概念及其在化学反应中的表现。

3.键长的测定方法及其在化学反应中的影响。

4.共价键的极性和电性的概念及其与键型的关系。

四、物质的热稳定性1.温度和物质的热稳定性的关系。

2.物质的热分解与热合成的条件和特点。

3.确定物质的热分解和热合成的方法。

五、物质的电解性1.电解质和非电解质的区别和举例。

2.电解质的导电性及其与离子的浓度和动力学的关系。

3.强电解质和弱电解质的区别和举例。

六、分子与离子的形成1.分子化合物和离子化合物的区别和举例。

2.确定分子和离子的产生与存在的条件。

七、氢键和离子键1.氢键的特点和举例。

2.氢键的性质和应用。

3.离子键的特点和举例。

4.离子键的性质和应用。

八、离子晶体和共价晶体1.离子晶体的特点和举例。

2.确定离子晶体的特性和存在的条件。

3.共价晶体的特点和举例。

4.确定共价晶体的特性和存在的条件。

九、化学键的杂化1.杂化的概念和种类。

2.方向性杂化的概念和应用。

3.确定方向性杂化的条件和特点。

十、分子结构的测定1.确定分子结构的方法。

2.确定分子结构的仪器。

3.确定分子结构的实验步骤和原理。

综上所述，以上是高中化学选修3《物质结构与性质》全册的知识点总结。

通过对这些知识点的学习，我们可以了解物质的分子结构和性质的关系，从而深入理解化学反应的本质和原理。

希望对你的学习有所帮助！。

高中化学选修3物质结构与性质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每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。

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。

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2n2 ；最外层不超过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。

物质结构一、核外电子的运动状态1．电子层（1）电离能：从气态原子（或气态阳离子）中去掉电子，把它变成气态阳离子（或更高价气态阳离子），需要克服核电荷的引力而消耗的能量。

符号：I单位：电子伏特（是一个电子在真空中通过1伏特电位差所获得的动能，它是一种描述微观粒子运动的能量单位。

1电子伏特＝1.6022×10－19 J）注：从元素的气态原子去掉一个电子成为＋1价气态阳离子所需要消耗的能量，称为第一电离能（I1）；依次类推。

可得：①I1< I2< I3< I4< I5②分析Li，原子核外有3电子。

I3比I2增大不到一倍，但I2比I1却增大了十几倍。

说明这3电子分两组，两组能量有差异。

I1比I2、I3小得多，说明有一个电子能量较高，在离核较远的区域运动，容易被去掉。

另两个电子能量较低，在离核较近的区域运动。

③结论：电子是分层排布的。

2．电子亚层和电子云的形状①能量关系：电子层由里→外，能量由低→高。

同一电子层中，电子的能量还有差别，电子云的形状也不相同。

②电子亚层：K层――一个亚层，s亚层L层――二个亚层，s亚层、p亚层M层－－三个亚层，s亚层、p亚层、d亚层N层－－四个亚层，s亚层、p亚层、d亚层、f亚层③电子亚层形状：s亚层――球形p亚层――纺锤形（其他不介绍）④电子亚层能量：在同一电子层中能量s < p < d < f问题：比较下列轨道能量：1s、3p、2s、3d、4s、2p（1s <2s <2p <3p <3d <4s）3．电子云的伸展方向（1）电子云具有确定的形状和一定的伸展方向。

s电子云：球形对称，在空间各方向上伸展的程度相同。

z2pd电子云：五种伸展方向；f电子云：七种伸展方向。

（2）轨道：在一定电子层上，具有一定的形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个轨道。

则s、p、d、f四个亚层分别有1、3、5、7个轨道。

高中化学物质结构知识点总结高中化学中的物质结构涉及到分子结构、晶体结构和材料结构等方面的知识。

下面将对高中化学的物质结构知识点进行总结：1.原子和分子结构：-原子由原子核和围绕其运动的电子组成。

原子核由质子和中子组成，电子具有负电荷。

-元素是由相同原子数目的原子组成的纯物质。

-分子是由原子通过化学键连接而成的。

-分子式是用来表示分子中原子种类和个数的符号表示法。

2.分子的空间构型：-分子的空间构型指的是原子在空间中的排列方式。

-分子的空间构型主要由电子排布和化学键的构型决定。

-键角、键长、键能等是描述分子空间构型的重要参数。

3.分子间相互作用力：-分子间相互作用力是分子之间的吸引力和排斥力。

-范德华力是由于分子极化引起的吸引力，是分子间最普遍的相互作用力。

-静电力是由于带电粒子之间相互作用产生的力。

-氢键是特殊的静电相互作用力，存在于氢原子与电负性较大的原子之间。

4.晶体的结构：-晶体是由原子、离子或分子按照一定的方式排列而成的固体。

-晶体结构由晶胞、晶格和晶面组成。

-晶体结构可以通过X射线衍射进行表征。

5.材料的结构和性质：-材料的结构决定了其性质。

-学习材料结构可以有助于设计和制备新材料。

-材料的结构可以通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜等仪器进行观察和分析。

6.非晶态：-非晶态是指没有明显的长程有序结构的固态物质。

-非晶态常见于一些金属、硅和玻璃等物质中。

-非晶态具有特殊的物理和化学性质。

7.生物大分子的结构：-生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂类等。

-蛋白质具有复杂的空间结构，包括一级、二级、三级和四级结构。

-核酸是由核苷酸组成的，包括DNA和RNA两种。

-多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的。

-脂类主要由脂肪酸和甘油组成，具有亲水性和疏水性。

以上是高中化学物质结构知识点的简要总结。

学习和理解这些知识对于化学学科的深入学习和应用具有重要意义。