原子核外电子的排布:

在多电子原子中，由于各电子所具有的能量不同，因而分布在离核远近不同的区域内做高速运动。能量低的电子在离核近的区域内运动，能量高的电子在离核较远的区域内运动。

电子层:

电子层在含有多个电子的原子里，电子分别存能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，分别用n=1，2，3，4，5．6，7或K、L、 M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层

原子结构与元素的性质:

原子的核外电子排布对元素的化学性质有着非常重要的影响。元素的化学性质主要取决于原子的核外最外层电子数。
1．元素的金属性、非金属性(得失电子能力)与最外层电子数的关系
(1)稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为 2)，已达稳定结构，既不易失电子也小易得电子，所以化学性质不活泼。
(2)金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子而达到稳定结构，其单质表现还原性。
(3)非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子而达到稳定结构，其单质多表现氧化性。
2．元素的化合价与原子最外层电子数的关系
元素显正价还是显负价及其数值大小与原子的最外层电子数密切相关。其一般规律可归纳如下表：

核外电子排布的一般规律:

(1)原子核外各电子层最多容纳2n²个电子.
(2)原子最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
(3)次外层电子数目不超过18个(K层为次外层时不超过2个，L层为次外层时不超过8个)。倒数第三层电子数目不超过32个。
(4)核外电子分层排布，电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层里，即最先排K层，当K层排满后，冉排L层等。原子核外电子排布不是孤立的，而是相互联系的。层数相同而位置不同的电子层中最多容纳的电子数小一定相同，如N层为最外层时，最多只能排8个电子；N层为次外层时，最多只能排18个电子而不是32个电子(2×4²=32)。

极性分子和非极性分子:

(1)极性分子：正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子
(2)非极性分子：正电荷中心和负电荷中心相重合的分子
(3)分子极性的判断：分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定
非极性分子和极性分子的比较:

	非极性分子	极性分子
形成原因	整个分子的电荷分布均匀，对称	整个分子的电荷分布不均匀、不对称
存在的共价键	非极性键或极性键	极性键
分子内原子排列	对称	不对称

举例说明：

分子极性的判断方法:

An型分子(以非极性键结合形成的单质分子)一般是非极性分子(O3例外)，AB型分子一定是极性分子。对于ABn型分子是极性分子还是非极性分子，通常有以下判断方法。
1．根据分子的立体构型判断
判断ABn型分子是否有极性，关键是看分子的立体构型.如果分子的立体构型为直线形、平面三角形、正四面体形、三角双锥形、正八面体形等空间对称的结构，致使正电中心与负电中心重合，这样的分子就是非极性分子。若为V形、三角锥形、四面体形(非正四面体形)等非对称结构，则为极性分子。比如H2O分子中虽然2个H原子轴对称，但整个分子的空间构型是不对称的：，负电中心在a点，正电中心在b 点，二者不重合，因此是极性分子。
2．根据实验现象判断
将液体放入适宜的滴定管中，打开活塞让其缓慢流下，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近液流，流动方向变化(发生偏移)的是极性分子．流动方向不变的是非极性分子。
3．根据中心原子最外层电子是否全部成键判断
ABn型分子中的中心原子A的最外层电子若全部成键(没有孤电子对)，此分子一般为非极性分子，如CO2、CCl4等；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键(有孤电子对)，此分子一般为极性分子，如H2O、 PCl3等。
4．判断ABn型分子极性的经验规律
若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。如BF3、CO2、CH4、SO3等分子中，B、C、S等元素的化合价的绝对值等于其主族序数，是非极性分子；H2O、 NH3、SO2、PCl3等分子中，O、N、S、P等元素的化合价的绝对值不等于其主族序数，是极性分子。

杂化轨道理论：

是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。

常见杂化方式：

(1)sp杂化：直线型 如：CO₂、CS₂
(2)sp²杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形） 如：BCl₃ C₂H₄
不等性杂化为V字型 如：H₂O H₂S OF₂
(3)sp³杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体） 如：CH₄、CCl₄
不等性杂化为三角锥 如：NH₃ PCl₃ H₃O⁺  
sp³d杂化：三角双锥
sp³d²杂化：八面体（等性杂化为正八面体）

分子的构型与杂化类型的关系：

配位键、配合物：

1．配位键配位键是一种特殊的共价键。成键的两个原子间的共用电子对是由一个原子单独提供的。形成配位键的条件是其中一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤电子对的“空轨道”。配位键用A→B表示，A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。
2．配合物通常把金属离子(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称为配合物。
3．配位键的形成
(1)中配位键的形成

注意：结构式中“→”表示配位键及其共用电子对的提供方式。
(2)配离子中配位键的形成
 
在里，NH3分子中的氮原子给出孤电子对，接受电子对，以配位键形成了
(3)配离子的形成

在里，分子中的氮原子给出孤电子对，接受电子对，以配位键形成了

4．配合物的组成
配合物的组成包含中心原子、配体和配位原子、配位数，内界和外界等。以为例说明，如下图所示：

配合物的内界和外界之间多以离子键结合，因而属于离子化合物、强电解质，能完全电离成内界离子和外界离子，内界离子也能电离但程度非常小，可谓“强中有弱”。例如，配合物溶液中加入溶液，外界的能被沉淀，而内界的不能形成沉淀。

元素的性质：

由于核外电子排布的周期性变化，使元素表现出不同的性质。元素性质与原子结构密切相关，主要与原子核外电子排布，特别是最外层电子数有关。

碱金属元素的性质：

(1)元素性质同：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价异：失电子能力依次增强，金属性依次增强
(2)单质性质同：均为强还原性（均与O₂、X₂等非金属反应，均能与水反应生成碱和氢气。），银白色，均具轻、软、易熔的特点异：与水（或酸）反应置换出氢依次变易，还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低，硬度趋向减小
(3)化合物性质
同：氢氧化物都是强碱。过氧化物M₂O₂具有漂白性，均与水反应产生O₂；异：氢氧化物的碱性依次增强。
注： ①Li比煤油轻，故不能保存在煤油中，而封存在石蜡中。 ②Rb，Cs比水重，故与水反应时，应沉在水底。③与O₂反应时，Li为Li₂O；Na可为Na₂O，Na₂O₂；K，Rb，Cs的反应生成物更复杂。

卤族元素的性质：

(1)相似性：
①卤素原子最外层都有七个电子，易得到一个电子形成稀有气体元素的稳定结构，因此卤素的负价均为－1价。氯、溴、碘的最高正价为+7价，有的还有+1、+3、+5价，其最高价氧化物及水化物的化学式通式分别为X₂O₇和HXO₄(F除外)
②卤族元素的单质均为双原子分子(X₂)；均能与H₂化合：H₂+X₂=2HX；均能与水不同程度反应，其通式(除F₂外)为：H₂O+X₂HX+HXO；均能与碱溶液反应；Cl₂、Br₂、I₂在水中的溶解度较小(逐渐减小，但在有机溶剂中溶解度较大，相似相溶)。
(2)递变性：
①原子序数增大，原子的电子层数增加，原子半径增大，元素的非金属性减弱。
②单质的颜色逐渐加深从淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，状态从气→气→液→固，溶沸点逐渐升高；得电子能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，与氢气化合由易到难，与水反应的程度逐渐减弱。
③阴离子的还原性逐渐增强。
④氢化物的稳定性逐渐减弱。
⑤最高正价含氧酸的酸性逐渐减弱(氟没有含氧酸)。

电负性：

(1)键合电子、电负性的定义
元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
(2)电负性的意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。
(3)电负性大小的标准：以氟的电负性为4．0作为相对标准。
 
(4)电负性的变化规律
①随原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。
②同周期，从左到右，元素的电负性逐渐变大。
③同主族，从上到下，元素的电负性逐渐变小。

电负性的应用：

①判断元素的金属性和非金属性的强弱
金属的电负性一般小于1．8，非金属的电负性一般大于1．8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1．8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
②判断元素化合价的正负
利用电负性可以判断化合物中元素化合价的正负：电负性大的元素易呈现负价，电负性小的元素易呈现正价。
③判断化学键的类型
一般认为，如果成键原子所属元素的电负性差值大于 1．7，它们之间通常形成离子键；如果成键原子所属元素的电负性差值小于1．7，它们之间通常形成共价键。
④解释“对角线规则”
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如右图所示)的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。例如：硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔，含氧酸都是弱酸等。

氢键：

(1)概念：已经与电负性很大的原子(如N、O、F) 形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子(如 N、O、F)之问的作用力。如水分子问的氢键如下图所示。

(2)表示方法：A—H…B一(A、B为N、O、F“一” 表示共价键，“…”表示形成的氢键)。
(3)分类
(4)属性：氢键不属于化学键，它属于一一种较强的分子间作用力，其作用能大小介于范德华力和化学键之间。
(5)对物质性质的影响
①氢键对物质熔、沸点的影响。分子问存在氧键时，破坏分子问的氢键，需要消耗更多的能量，所以存在氢键的物质具有较高的熔点和沸点。
例如：氮族、氧族、卤素中的N、O、F的氧化物的熔、沸点的反常现象。

②氢键对物质溶解度的影响：氢键的存在使物质的溶解性增大。例如：NH3极易溶解于水，主要是由于氨分子和水分子之问形成了氢键，彼此互相缔合，因而加大了溶解。再如乙醇、低级醛易溶于水，也是因为它们能与水分子形成氢键。
③氢键的存在会引起密度的变化。水结冰时体积膨胀、密度减小的反常现象也可用氢键解释：在水蒸气中水以单个的水分子形式存在；在液态水中，通常是几个水分子通过氢键结合，形成(H2O)n小集团；在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相连接，成为疏松的晶体，因此在冰的结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小。
④分子内氢键与分子间氢键对物质性质的不同影响：氢键既可以存在于分子内部的原子之间，也可以存在于分子间的原子之间，只不过这两种情况对物质性质的影响程度是不一样的。例如，邻羟基苯甲醛存在分子内氢键：熔点为2℃，沸点为196． 5℃；对羟基苯甲醛存在分子间氢键：熔点为 115℃，沸点为250℃。由此可见，分子间氢键使物质的熔、沸点更高。
6)存在：水、醇、羧酸、酰胺、氨基酸、蛋白质、结晶水合物等物质中都能存在；生命体中许多大分子内也存在氢键，如氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因，DNA双螺旋的两个螺旋链也是以氢键相互结合的。

有机物分子的空间构型:

(1)烷、烷基：

(2)烯：

(3)醛、酮、羧酸

(4)苯、苯的同系物,稠环芳烃
　苯是一种平面型分子,当苯环上的H被其它某个原子取代后仍为平面型。当取代基为非平面型，整个分子也就变为非平面型。

(5)炔：因为C₂H₂为一种直线型分子：H－C≡C－H。所以它的卤代物C₂HX、C₂X₂均为直线型分子：H－C≡C－X、
X－C≡C－X，丙炔CH₃－C≡C－H分子中3个C和乙炔基中H共直线整个分子非直线也非平面型(含-CH₃)

新型无机非金属材料的特性：

①能承受高温、强度高②具有光学特性③具有电学特性④具有生物功能

新型陶瓷:

①碳化硅陶瓷：将二氧化硅与碳在电炉中加热至1900℃以上可制得碳化硅：碳化硅陶瓷具有像金刚石一样的内部结构，晶体属于原子晶体。碳化硅陶瓷硬度高，可耐2000℃的高温，有较高的高温强度，化学性质稳定，耐腐蚀性强。
碳化硅陶瓷可用于制造高温耐蚀部件、研磨盘、密封环、防弹板，用作研磨介质、航天器的涂层材料等。
②氮化硅陶瓷：将高纯硅与纯氮气加热至1300℃ 可制得氮化硅：
氮化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损：除氢氟酸外，不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强，高温时也能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。
氮化硅陶瓷可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件以及发动机受热面等。
③氧化铝陶瓷：氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高，可用作高级耐火材料，如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝陶瓷硬度高的优点，可以制造在实验室中使用的刚玉球磨机，用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料，使用先进工艺，还可使氧化铝陶瓷变得透明，可制作高压钠灯的灯管。

现代信息基础材料——单晶硅:

硅是目前半导体工业最重要的基础材料，其导电特性对杂质等十分敏感，因此必须首先制备高纯度的硅，然后精确控制掺杂元素的量和种类，并使它们均匀分布于材料之中。
粗硅制取：
高纯硅制取：

新型无机非金属材料的品种：

（1）氧化铝陶瓷(人造刚玉)
特性：①高熔点 ②高硬度 ③可制成透明陶瓷
用途：高级耐火材料，刚玉球磨机，高压钠灯的灯管等
（2）氮化硅陶瓷 
特性：①高硬度，耐磨损 ②抗腐蚀。高温时抗氧化 ③抗冷热冲击 ④耐高温且不易传热 ⑤本身具有润滑性
用途：制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，用于制造发动机部件的受热面等