本试题 “【三选一—物质结构与性质】已知和碳元素同主族的X元素位于周期表中的第一长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们所形成的化合物的分...” 主要考查您对电子排布式
轨道表示式
极性分子、非极性分子
杂化轨道理论(中心原子杂化方式)
无机分子的立体结构
元素周期表
共价键
离子键
范德华力
氢键
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
电子排布式:
①简化电子排布式
为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的冗素符号外加方括号表示,即为简化电子排布式,如K 的简化电子排布式为
②特殊电子排布式
有个别元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的反常。因为能量相同的原子轨道在全充满()、半充满()和全空()状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
(2)电子排布图:用方框表示一个原子轨道,用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。
构造原理:
多电子原子的核外电子排布总是按照能量最低原理,由低能级逐步填充到高能级。绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循下图所示的排布顺序,这种排布顺序被称为构造原理。
点拨:构造原理中的排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序,可由下列公式得出ns<(n一2)f< (n一1)d<np(n表示能层序数)。常用的重要的能级交错顺序有:
核外电子排布式一构造原理的应用:
根据构造原理,按照能级顺序,用能级符号右上角的数字表示该能级上电子数的式子,叫做电子排布式。例如,
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 |
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。
分子的构型与杂化类型的关系:
用价层电子对互斥理论确定分子或离子的VSEPR模型和立体构型的方法:
首先计算分子或离子中的中心原子的键电子对数和孤电子对数,相加便得到中心原子的价层电子对数。然后由价层电子对的相互排斥,便得到含有孤电子对的VSEPR模型,再略去VSEPR模型中的中心原子的孤电子对,便可得到分子的立体构型。
1.价层电子对数的确定方法
(1)键电子对数:由分子式确定,中心原子形成的键的数目就是键电子对数。如分子中的中心原子分别有2、3、4对键电子对。
(2)孤电子对数
①分子中的中心原子上的孤电子对数式中a为中心原子的价电子数(主族元素原子的价电子就是最外层电子);x为与中心原子结合的原子数;b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (氢为l,其他原子等于“8一该原子的价电子数”)。
以为例,a均为6,x分别为2和3,b均为2(氧原子最多能接受的电子数为2),则分别为1和0,即SO2的中心原子上的孤电子对数为l, SO3的中心原子上没有孤电子对。
②对于阳离子,a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数;对于阴离子,a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。x和b的计算方法及计算公式[中心原子上的孤电子对数=]均不变。
2.确定分子(或离子)的VSEPR模型
根据价层电子对数和价层电子对的相互排斥,可得出分子或离子的VSEPR模型,其关系如下表。
3.确定分子(或离子)的立体构型略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对,便可得到分子或离子的立体构型,如上表。
(1)分子或离子中的价层电子对数分别为2、3、4,则其VSEPR模型分别为直线形、平面三角形、正四面体形或四面体形。如果价层电子对数为5,则为三角双锥形;如果为6,则为正八面体形或八面体形。
(2)如果中心原子的孤电子对数为0,则VSEPR模型(及名称)和分子或离子的立体构型(及名称)是一致的;若孤电子对数不为0,则二者不一致。
元素周期表编排原则:
(1)把电子层数相同的各种元素按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。
(2)把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排列成纵行。
注意:①元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间相互联系的规律。
②历史上第一个元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫在前人探索的基础上排成的,他将元素按相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行。
元素周期表的结构:
(1)周期
①周期的含义在元素周期表中,把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,这样每个横行为一个周期。现在使用的元素周期表有7个横行,即7 个周期。
②周期的划分
(2)族
①族的含义在周期表中,把不同横行(即周期)中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行,除第8、9、10三个纵行叫做第Ⅷ族外,其余15个纵行,每个纵行为一族。现在使用的元素周期表有18 个纵行,它们被划分为16个族。
②族的划分
(3)元素周期表中主族元素金属性和非金属性的递变
共价键:
1.本质原子之间形成共用电子对(或电子云重叠),使得电子出现在核间的概率增大。
2.特征
具有方向性与饱和性。
(1)共价键的饱和性一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后,一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了,即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的,这称为共价键的饱和性。
例如,氯原子中只有一个未成对电子,所以两个氯原子之间可以形成一个共价键,结合成氯分子,表示为氮原子中有三个未成对电子,两个氮原子之间能够以共价三键结合成氮分子,表示为一个氮原子也可与_二个氢原子以三个共价键结合成氨分子,表示为
(2)共价键的方向性
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,这就是共价键的方向性。除s轨道是球形对称外,其他原子轨道都具有一定的空间分布。在形成共价键时,原子轨道重叠得越多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越牢固。
例如,硫原子的价电子排布是有两个未成对电子,如果它们分布在互相垂直的轨道中,那么当硫原子和氢原子结合生成硫化氢分子时,一个氢原子的1s轨道上的电子能与硫原子的轨道上的电子配对成键,另一个氢原子的1s轨道上的电子只能与硫原子的轨道上的电子配对成键。
说明:
①共价键的饱和性决定着各种原子形成分子时相互结合的数量关系。如一个氢分子只能由两个氢原子构成,一个水分子只能由两个氢原子和一个氧原子构成。
②共价键的方向性决定着分子的空间构型。
3.分类
(1)按成键原子是否相同或共用电子对是否偏移分
(2)按成键方式分
(3)按共用电子对数分
离子键和共价键:
定义:
使阴阳离子结合成化合物的静电作用叫离子键。
成键元素:
活泼金属(或NH4+)与活泼的非金属或酸根离子、OH-
静电作用:
指静电吸引和静电排斥的作用
范德华力:
(1)概念:分子之间普遍存在的一种把分子聚集在一起的相互作用力。范德华力的作用能通常比化学键的键能小得多,一般只有2~20kJ/mol,主要影响物质的物理性质(熔、沸点和溶解度等)。
(2)规律:组成和结构相似的由分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。
范德华力 | 氢键 | |
概念 | 把分子聚集在一起的作用力 | 分子中与氢原子形成共价键的非金属元素原子如果吸引电子的能力很强,原子半径很小,则使氢原子几乎成为“裸露”的质子,带部分正电荷,这样的分子之间氢核与带部分负电荷的非金属元素原子相互吸引,这种静电作用就是氢键 |
存在范围 | 分子之间 | 某些含强极性键的氢化物分子间(如 HF、H2O、NH3)等 |
强弱比较 | 比化学键弱得多 | 比化学键弱,但比范德华力强 |
影响因素 | 组成和结构相似的由分子组成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大 | 形成氢键的除H外的非金属元素原子吸引电子的能力越强,半径越小,则氢键越强 |
对物质性质的影响 | 影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质。一般来说,组成和结构相似的由分子组成的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔沸点升高,如熔沸点: |
分子间氢键的存在,使物质的熔沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔沸点:H2O |
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。
与“【三选一—物质结构与性质】已知和碳元素同主族的X元素位于周...”考查相似的试题有: