物质结构与性质20171107

物质结构与性质,（一）原子结构与元素的性质 1了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（136号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。,考纲要求,处于一定空间运动状态的单个电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。（P8）,原子轨道的图形描述（P6）,电子云,一、基态原子的核外电子排布,考点1、用电子排布式表示常见元素（136号）原子核外电子的排 布（考点：基态原子和离子的轨道表示式、核外电子排布式、 价电子排布式 ，必考）,知识储备1：(P11-P13),基态原子的核外电子排布的原则,能量最低原则： 核外电子优先排布在能量低的轨道，然后排布在能量高的轨道。 泡利不相容原理： 一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。 洪特规则： 对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。 洪特第二规则： 能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系能量较低，原子较稳定。,能 量,鲍林近似能级图,知识储备2：(P15),轨道表示式 电子排布式,19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn,Ar,4s,Ar,Ar,Ar4s1,4s,Ar4s2,Ar3d14s2,按构造原理在核外电子轨道上填入电子， 但书写电子排布式要按能层次序写。,Ar： 1s22s22p6 3s23p6,Ar,Ar,Ar3d24s2,Ar3d34s2,练习：1、写出第四周期元素原子的电子排布式、 轨道表示式,26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn,Ar3d64s2,Ar3d74s2,Ar3d84s2,Ar3d104s1,Ar3d104s2,电子排布式,31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr,Ar3d104s24p1,Ar3d104s24p2,Ar3d104s24p3,Ar3d104s24p4,Ar3d104s24p5,Ar3d104s24p6,练习:写出Fe2+、 Fe3+、Cu+、 Cu2+的电子排布式、 价电子排布式,Cu+： Ar3d10 3d10,Fe3+： Ar3d5 3d5,Fe2+： Ar3d6 3d6,Ar3d64s2,26Fe,Cu2+： Ar3d9 3d9,Ar3d104s1,29Cu,离子的（价）电子排布式,原子电子排布式,知识储备3：(P13、 P15),价电子和价电子排布,三维P227,核外电子排布与周期表的分区（P16）,s区 ns1-2,d区 (n-1)d1-8ns1-2,ds区 (n-1)d10ns1-2,s区,p区 ns2np1-6,f区,外围电子（ 价电子）排布,三维P227,板书,一、基态原子的核外电子排布的原则,二、基态原子的核外电子排布的 1、（价）电子排布式,2、电子排布图（轨道表示式） 3、原子结构示意图,物质结构与性质,知识储备3：主族元素第一电离能的变化规律（P23）,考点2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。,知识储备1：电离能的定义及意义（P22）,知识储备2：原子各级电离能的定义及意义（P22）,P23,同主族元素，从上到下，失电子能力逐渐增强,第一电离能逐渐减小,同主族 （从上到下）,(1)同周期元素，从左到右失电子能力逐渐减弱。 (2)IIA、VA族元素的价电子排布具有稳定结构,(1)总体上呈现由小到大的变化趋势 (2)IIA、VA族元素较相邻元素的数值大,同周期 （从左到右）,原因解释,I1规律, 3s23p1,3s23p2,3s23p3,3s23p4,2s22p3,第一电离能最大的是,三维P228,知识储备1：电负性的定义及意义（P25）,知识储备2：主族元素电负性的递变规律（P25）,同主族元素，从上到下吸引电子能力逐渐减弱,由大到小,同主族 （从上到下）,同周期元素，从左到右吸引电子能力逐渐增强。,由小到大,同周期 （从左到右）,原因解释,电负性规律,考点3：了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。,考纲要求,（二）化学键与物质的性质 1理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构 特征解释其物理性质。 2了解共价键的主要类型有键和键，能用键 能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3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。 4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。 5了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型 （ sp , sp2, sp3） 6能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推 测常见的简单分子或者离子的空间结构。,（二）化学键与物质的性质,考点1：了解共价键的主要类型键和键，能用键能、 键长 键角等说明简单分子的某些性质。,知识储备1：共价键的分类（P32、P33）,共价键,原子轨道重叠方式：,电子云是否发生偏向：,极性键和非极性键（P35）,键和键（P32）,共价单键是键； 多重键只有一个键，其余是键；,共用电子对的形成方式：,普通共价键和配位键（P53）,知识储备3：配位键（P53）,定义：一个原子提供一对电子，与另一个接受电子的原子形成的化学键。即：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的化学键。,知识储备2：键参数：键能、键长、键角（P36）,CH4 109.5°,知识储备3：配位键（P53）,形成：一个原子有孤电子对（如NH3、CO、H2O、Cl、 CN 、NO2 等），另一个原子有接受孤电子对的空轨道( 常见过渡金属的原子或离子）。,亚硝酸根NO2-作为配体，有两种方式。 其一是氮原子提供孤对电子与中心原子配位； 另一是氧原子提供孤对电子与中心原子配位。前者称为硝基，后者称为亚硝酸根。 Co（NH3）5NO2Cl2 就有两种存在形式，试画出这两种形式的配离子的结构式。,SCN-是一个“Ambidentate“配体。 SCN-配位时要看中心金属离子。中心金属离子是“硬酸”时，SCN-用氮配位;中心金属离子是“软酸”时，SCN-一般用硫配位。,1、写出二铵合银离子的结构。,2、向CuSO4溶液中滴入少量氨水，写出方程式：,继续滴入氨水，写出方程式：,写出四铵合铜离子的结构。,H3NAgNH3+,Cu2+2NH3·H2O=Cu(OH)2+2NH4+,Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH,3、标出分子Al2Cl6中的配位键。,Al,Cl,Cl,Cl,Cl,Al,Cl,Cl,配位数？,SO42,考点2： 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp,sp2,sp3）；能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。（必考）,C 、N原子的杂化方式？,提醒：使用结构式判断杂化方式时注意是否有孤对电子。,知识储备1： 若中心原子的杂化方式为spx ，则杂化轨道数为1+x （P41）,1、若已知该分子或离子的结构式或电子式，则,1+x = 中心原子的键数 + 孤电子对数,sp3,sp2,sp,sp3,sp2,sp3,2、对于ABn型分子或离子，也可用下法判断(P44),（第1步）中心原子A上的孤电子对数 =,2,A的主族序数 n×(8-B的主族序数) 离子化合价,（第2步） 中心原子杂化方式 =中心原子的键数n + 孤电子对数,注意： 1、H原子作配体时（2-1） 2、不能整除时，把0.5作为1。,例：指出下列物质中指定原子的杂化方式：,CH4、 NH3、 NH4+、 C2H4、 C2H2、 CH3CHO、 HCN、 C6H6,H2O、 SO2、 SO3、 CO32、 SO32、 SO42、 CCl4、 NO2、NO3、CH3Cl,sp,sp2,sp3,sp2,sp2,sp3,sp3,sp3,sp2,sp2,sp2,sp3,sp3,sp3,sp3,sp3,sp,sp2,sp2,物质结构与性质,2s 2px 2py 2pz,2s 2px 2py 2pz,H原子轨道：,碳（C）价电子电子结构：,1s,原子轨道：,杂化轨道理论,1、sp3 杂化,（一）、杂化轨道,杂化轨道的特点: 1、只有能量相近的轨道才能互相杂化。杂化后的轨道能量相同，形状相同（电子云一头大，一头小） 常见的有:ns np (n-1)d ns np 2、参加杂化的原子轨道的数目与形成的杂化轨道数 目相同。 3、杂化轨道的成键能力大于未杂化轨道。,4、杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未成键的孤对 电子,同一个原子的1个 ns 轨道与3个 np 轨道进行杂化组合。 sp3 杂化轨道间的夹角是 ：10928， 杂化轨道空间构型：正四面体形。,（二）杂化类型,1、sp3 杂化,2、sp2 杂化,C2H4(sp2杂化）,3、sp杂化：,H2O,NH3,解释NH3为什么是三角锥形结构：,NH3分子中含有三个N-H单键和一对孤对电子，由于孤对电子对N-H键的排斥力大（键角为107.3°），使得NH3呈三角锥形,对ABn型分子，若中心原子A价层电子对包括成键电子对和孤对电子，则杂化轨道的空间构型与分子的构型不一致。,知识储备2：杂化方式与分子空间构型（P42-P45）,CO2 CH4,对ABn型分子，若中心原子A价层电子对只包括成键电子对，则杂化轨道的空间构型与分子的构型一致；,CH3Cl、SiCl4、 SO42、ClO4,(正)四面体,AB4,正四面体,sp3,H2O、H2S,NH3、PCl3、 SO32、 ClO3 、,SO2,BF3、HCHO 、SO 3 、 CO32、,CO2、BeCl2、HCN,举例,平面三角形,AB3,平面 三角形,sp2,直线,AB2,直线,sp1,V形,AB2,V形,AB2,三角锥形,AB3,分子空间 构型,分子类型,杂化轨道构型(VSEPR),杂化方式,例：1、判断SO2、 SO3、 CO32、 SO32、 SO42 、 ClO3 、 ClO4、的空间构型 2、特例PCl5、SF6 (P44),知识储备3：等电子体（P45）,一些常见的等电子体： 二原子10电子的等电子体：N2、CO、CN、C22 二原子11电子的等电子体：NO、O2 三原子16电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO-、N3- 三原子18电子的等电子体：NO2、O3、SO2 四原子24电子的等电子体：NO3、CO32、BF3、SO3(g) 五原子32电子的等电子体：PO43、 SO42、 ClO4、 SiF4、SiCl4,价电子总数=主族序数之和化合价,价电子总数=价电子数之和化合价,如何找等电子体？ 1、同主族元素原子间的相互变化。如CO2与CS2 （不能写SiO2 ）、 SiF4与SiCl4 2、价电子迁移法。即将既定粒子中的某元素原子的价电子逐一转移给组成中的另一种元素的原子，相应原子的质子数也随之减少或增加，变换为具有相应质子数的元素。 如CO2的等电子体确定，还可以采用价电子迁移法：C、O原子的价电子数分别为4、6，从周期表中的位置看，中间夹着N元素，N原子价电子