物质结构与性质
——原子结构与分子结构
一、考试要求
①认识原子核外电子的运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。 ②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常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。 ③了解元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律，了解元素电离能和原子核外电子排布的关系，能根据元素电负性说明周期表中元素金属性和非金属性的周期性变化规律。 ④了解共价键的主要类型σ键和∏键,能用键长、键角等数据说明简单分子的某些性质（对σ键和∏键之间相对强弱的比较不作要求）。了解配位键的成键特点。 ⑤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。
⑥能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型。 ⑦了解氢键的存在对物质性质的影响。
二、命题趋势
①前四周期元素中,简单原子、离子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断。
②运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质。
③结合元素周期律、周期表以推断题的形式考查原子结构与性质的应用。 ④常见分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断。 ⑤分子间作用力、氢键、配位键对物质性质的影响。
三、要点梳理
1、元素周期律的实质是 随着 发生周期性变化的结果。
2、简单粒子半径比较：电子层数越多，微粒半径越 ；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越 ；电子层数和核电荷数均相同，某元素的阴离子半径 该元素的原子。如： -+2+3+
F Na Mg Al3、金属性和非金属性
金属性越强：金属单质的 越 ，相应阳离子的 越 ； 金属单质与酸或水反应置换出H2的能力越 ；
金属最高价氧化物的水化物（即 ）的 性越 。
非金属性越强：非金属单质的 越 ，相应阴离子的 越 ； 非金属单质与H2化合时越 ，生成氢化物稳定性越 ；
非金属最高价氧化物的水化物（即 ）的 性越 。
（1）同一周期， 的第一电离能最小， 的第一电离能最大；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现 的变化趋势。但第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比相
1
邻元素 。
同一周期，从左到右，元素的电负性在总体上呈现 的变化趋势。 （2）同主族元素，从上到下第一电离能 。
同一主族，从上到下，元素的电负性在总体上呈现 的变化趋势。
(3)N、O、Mg、Al第一电离能由小到大的顺序为________________________；电负性由小到大的顺序为____________________________。 5、原子核外电子排布的规律
构造原理： 能量最低原理： 泡利不相容原理： 铬原子的基态电子排布式为______________________________________； 铁离子的价电子排布式__________________________________________。
四、典例精析
例1、(08江苏卷21A)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示） （1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
（2）B的氢化物的分子空间构型是 。其中心原子采取 杂化。 （3）写出化合物AC2的电子式 ；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为 。
（4）E的核外电子排布式是 ，ECl3形成的配合物的化学式为 。
例2、（2010江苏卷21A）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2中C2与O2互为等电子体，O2的电子式可表示为____________； 1mol O2中
2－
2+
2+
2+
2
含有的 键数目为__________________。
（2）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu基态核外电子排布式为__ ______________________。
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C＝CH－C≡N）。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ____________。
例3、（2011福建卷30，13分）氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题： （1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。
（3）肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是_______________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是
___________。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) △H=－1038.7kJ·mol1
－
+
若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号)
a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 范德华力
（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个
顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
COOH
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是H2C_________（填标号）。
＋
H2CCH2a. CF4 b. CH4 c. NH4 d. H2O
COOHCH2
H3C例4、（2011南通市调研）下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。 CH3COOHCOOH
H2H3C
NN
H
C
H2C
CH3
HC
CH2
NN
CH2
H2C
CH2
CH3
NCH3
血红素的结构式
＋
⑵血红素中N原子的杂化方式为 ▲ ，在右图的方框内用“→”标出Fe2的配位键。CH 3
2
3
HC
CH3
HC
CH2
五、实战演练
1、(2011江苏高考21A，12分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化
合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。 回答下列问题：
（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，1mol Y2X2含有σ键的数目
为 。
（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。 （3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分
子式是 。
（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是 ，
它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为 。
2、目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌而居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
（1）配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶
体；基态Ni原子的电子排布式为 。
OH···O
CH3
C
CH3
（2）配合物
CH3
分子内的作用力有 （填编号）。
CH3
O···HO
A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．金属键 E．配位键
、
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可以被加氢还原。如①CH2＝CH2、②CH≡CH、
③
2
④HCHO等，其中碳原子采取sp杂化的分子有 （填物质序
号），预测HCHO分子的立体结构为 形。
（4）氢气是新型清洁能源，镧（La）和镍（Ni）的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如右图所示，晶胞中心有一个镍原子，其他镍原子都在晶胞面上，镧原子都在顶点上。该晶体的化学式为 。
4
