专题七 物质结构与性质
【核心要点突破】
一、 原子结构与元素的性质
1. 基态原子的核外电子排布
(1)排布规律
①构造原理:绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:
1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……
构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出,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。
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据,也是绘制基态原子电子排布图(即轨道表示式)的主要依据之一 学科网
②能量最低原理:能量最低原理:原子核外电子遵循构造原理排布时,原子的能量处于最低状态。即在基态原子里,电子优先排布在能量较低的能级里,然后排布在能量逐渐升高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。
③泡利原理:每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。
④洪特规则:电子排布在同一能级的各个轨道时,优先占据一个轨道,且自旋方向相同。
(2)表示方法
①原子结构简(示意)图: 圆圈内数字表示质子数,弧线表示能层(电子层),弧线内数字表示该能层(电子层)中的电子数。如镁原子的原子结构简图为(见右图):
②电子排布式:在能级符号的右上方用数字表示该能级上排布的电子数目的式子。有原子的电子排布式、原子最外层的电子排布式、离子的电子排布式等不同的用法。
例如,氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;氯离子Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6;氯原子最外层的电子排布式3s23p5。
为避免电子结构过长,通常把内层已达到稀有气体的电 子层写成“原子芯”(原子实),并以稀有气体符号加方括号表示。例如: 氯 [N e]3s23p5 钪 [Ar] 3d14s2
轨道表示式:表示电子所处轨道及自旋状态的式子。
如7N的轨道表示式为 1s 2s 2p
↑↓ ↑↓
2.电离能规律
周一周期 同一族
第一电离能 从左往右,第一电离能呈增大的趋势 从上到下,第一电离能呈减小趋势。
注意:
(1) 第IIA族元素和第VA族元素的特殊性。IIA族的元素大于ⅢA族元素,ⅤA族元素大于ⅥA族元素的电离能。
(2)如果某主族元素的In+1>In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素I2>I1,所以钠元素的化合价为+1。而过度元素的价电子数较多,且各级电离能之间相差不大,多以常表现多种化合价,如锰元素+2价~+7价。
3.电负性
周期表从左到右,元素的电负性逐渐变大;表明金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。周期表从上到下,元素的电负性逐渐变小;表明元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
二、 分子结构与性质
1. 共价键
(1)本质及特征
共价键的本质是在原子之间形成共用电子对,其特征是具有饱和性和方向性。
(2)类型
①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。
②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。
③按原子轨道的重叠方式分为σ键、π键,前者的电子云具有轴对称性,后者的电子云具有镜像对称性。
④配位键:形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对,另一方(B)具有能够接受孤电子对的共轨道,可表示为A→B。
(3)键参数
①键能:气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量,键能越大,化学键越稳定。
②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,共价键越稳定。
③键角:在原子数超过2的分子中,两个共价键之间的夹角。
2.分子的立体结构
(1)价层电子对互斥模型的两种类型
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子。
①当中心原子无孤对电子时,两者的构型一致;
②当中心原子有孤对电子时,两者的构型不一致。
几种分子或离子的立体构型
分子或离子 中心原子的
孤电子对数 分子或离子的
价层电子对数 分子或离子的
立体构型名称
CO2 0 2 直线形
SO2 1 3 V形
H2O 2 4 V形
BF2 0 3 平面三角形
SO32- 1 4 平面三角形
CH4 0 4 正四面体形
NH4+ 0 4 正四面体形
NH3 1 4 三角锥形
(2)杂化轨道理论