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文檔簡介
的層能級(jí)
1K1S
2L2s2|>
33s3p3<l
4N4s4p4(14f
一、原子結(jié)構(gòu)5O5s5P5<l5f
6P6s6p6<l6f
1、能層和能級(jí)一L
Q-s-p"<lI
(1)能層和用券于軌道,1357
可容納電子敷:261<>14
①在同一個(gè)原子中,離核越近能層能量越低。
②同一個(gè)能層的電子,能量也可能不同,還可以把它們分成能級(jí)S、p、d、f,能量由低
到高依次為s、p、d、f。
③任一能層,能級(jí)數(shù)等于能層序數(shù)。
④s、p、d、f……可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7......的兩倍。
⑤能層不同能級(jí)相同,所容納的最多電子數(shù)相同。
能摩口1234■■■
*號(hào)KLMN<s>(S>OOO
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扎道盤1131351357
我多車22626102610M
的電子蒙281832
(2)能層、能級(jí)、原子軌道之間的關(guān)系
每能層所容納的最多電子數(shù)是:2~(n:能層的序數(shù))。
2、構(gòu)造原理
(1)構(gòu)造原理是電子排入軌道的順序,構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級(jí)分布。
(2)構(gòu)造原理是書寫基態(tài)原子電子排布式的依據(jù),也是繪制基態(tài)原子軌道表示式的主
要依據(jù)之一。
(3)不同能層的能級(jí)有交錯(cuò)現(xiàn)象,如£(3d)>£(4s)、E(4d)>不5s)、£(5d)
>£(6s)、F(6d)>F(7s),£(4f)>F(5p),F(4f)>£(6s)等。原子軌道的
能量關(guān)系是:ns<(n-2)f<(n-1)d<np
(4)能級(jí)組序數(shù)對應(yīng)著元素周期表的周期序數(shù),能級(jí)組原子軌道所容納電子數(shù)目對應(yīng)
著每個(gè)周期的元素?cái)?shù)目。
根據(jù)構(gòu)造原理,在多電子原子的電子排布中:各能層最多容納的電子數(shù)為2〃;最外
層不超過8個(gè)電子;次外層不超過18個(gè)電子;倒數(shù)第三層不超過32個(gè)電子。
(5)基態(tài)和激發(fā)態(tài)
①基態(tài):最低能量狀態(tài)。處于最低能量狀態(tài)的原子稱為基態(tài)原子。
②激發(fā)態(tài):較高能量狀態(tài)(相對基態(tài)而言)?;鶓B(tài)原子的電子吸收能量后,電子躍遷至
較高能級(jí)時(shí)的狀態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子稱為激發(fā)態(tài)原子.
③原子光譜:不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時(shí)會(huì)吸收(基態(tài)T激發(fā)態(tài))和放出(激發(fā)態(tài)
一較低激發(fā)態(tài)或基態(tài))不同的能量(主要是光能),產(chǎn)生不同的光譜——原子光譜(吸收
光譜和發(fā)射光譜).利用光譜分析可以發(fā)現(xiàn)新元素或利用特征譜線鑒定元素。
3、電子云與原子軌道(1)電子云:電子在核外空間做高速運(yùn)動(dòng),沒有確定的軌道。因
此,人們用"電子云”模型來描述核外電子的運(yùn)動(dòng)。"電子云”描述了電子在原子核外出現(xiàn)
的概率密度分布,是核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的形象化描述。
(2)原子軌道:不同能級(jí)上的電子出現(xiàn)概率約為90%的電子云空間輪廓圖稱為原
子軌道。s電子的原子軌道呈球形對稱,,5能級(jí)各有1個(gè)原子軌道;P電子的原子軌道呈
紡錘形,np能級(jí)各有3個(gè)原子軌道,相互垂直(用PMPy、Pz表示);nd能級(jí)各有5個(gè)
原子軌道;nf能級(jí)各有7個(gè)原子軌道。
4、核外電子排布規(guī)律
(1)能量最低原理:在基態(tài)原子里,電子優(yōu)先排布在能量最低的能級(jí)里,然后排布在
能量逐漸升高的能級(jí)里。
(2)泡利原理:1個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子,且自旋方向相反。
(3)洪特規(guī)則:電子排布在同一能級(jí)的各個(gè)軌道時(shí),優(yōu)先占據(jù)不同的軌道,且自旋方
向相同。
(4)洪特規(guī)則的特例:電子排布在p、d、f等能級(jí)時(shí),當(dāng)其處于全空、半充滿或全
充滿時(shí),即P。、d。、和、p3、d\p6、d?fl4,整個(gè)原子的能量最低,最穩(wěn)定。
能量最低原理表述的是"整個(gè)原子處于能量最低狀態(tài)",而不是說電子填充到能量最
低的軌道中去,泡利原理和洪特規(guī)則都使"整個(gè)原子處于能量最低狀態(tài)"。
(5)(/7-l)d能級(jí)上電子數(shù)等于10時(shí),副族元素的族序數(shù)=小能級(jí)電子數(shù)
二、元素周期表和元素周期律
1、元素周期表的結(jié)構(gòu)
元素在周期表中的位置由原子結(jié)構(gòu)決定:原子核外的能層數(shù)決定元素所在的周期,原子
的價(jià)電子總數(shù)決定元素所在的族。
(1)原子的電子層構(gòu)型和周期的劃分
周期是指能層(電子層)相同,按照最高能級(jí)組電子數(shù)依次增多的順序排列的一行元素。
即元素周期表中的一個(gè)橫行為一個(gè)周期,周期表共有七個(gè)周期。同周期元素從左到右(除稀
有氣體外),元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。
(2)原子的電子構(gòu)型和族的劃分
族是指價(jià)電子數(shù)相同(外圍電子排布相同),按照電子層數(shù)依次增加的順序排列的一列
元素。即元素周期表中的一個(gè)列為一個(gè)族(第vm族除外)0共有十八個(gè)列,十六個(gè)族。同主
族周期元素從上到下,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。
(3)原子的電子構(gòu)型和元素的分區(qū)
按電子排布可把周期表里的元素劃分成5個(gè)區(qū),分別為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)和ds
區(qū),除ds區(qū)外,區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)的符號(hào)。
2、元素周期律
元素的性質(zhì)隨著核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的遞變,叫做元素周期律。元素周期律主要
體現(xiàn)在核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)、金屬性、非金屬性、第一電離能、電負(fù)性等
的周期性變化。元素性質(zhì)的周期性來源于原子外電子層構(gòu)型的周期性。
(1)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
同周期(左T右)同主族(上T下)
原核電荷數(shù)逐漸增大增大
子能層(電子層)數(shù)相同增多
結(jié)
原子半徑逐漸減小逐漸增大
構(gòu)
化合價(jià)最高正價(jià)由+1T+7最高正價(jià)和負(fù)價(jià)數(shù)均相同,
元負(fù)價(jià)數(shù)=(8一族序數(shù))最高正價(jià)數(shù)=族序數(shù)
素元素的金屬性和金屬性逐漸減弱,非金金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性
性非金屬性屬性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱
質(zhì)第一電離能呈增大趨勢(注意反常逐漸減小
點(diǎn):HA族和IHA族、
VA族和VIA族)
電負(fù)性逐漸增大逐漸減小
(2)微粒半徑的比較方法
①同一元素:一般情況下元素陰離子的離子半徑大于相應(yīng)原子的原子半徑,陽離子的離
子半徑小于相應(yīng)原子的原子半徑。
②同周期元素(只能比較原子半徑):隨原子序數(shù)的增大,原子的原子半徑依次減小。
如:Na>Mg>AI>Si>P>S>CI
③同主族元素(比較原子和離子半徑):隨原子序數(shù)的增大,原子的原子半徑依次增大。
如:Li<Na<K<Rb<Cs,F<CI<Br<r
④同電子層結(jié)構(gòu)(陽離子的電子層結(jié)構(gòu)與上一周期0族元素原子具有相同的電子層結(jié)
構(gòu),陰離子與同周期0族元素原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)):隨核電荷數(shù)增大,微粒半徑
依次減小。如:F>Na+>Mg2+>AP+
(3)元素金屬性強(qiáng)弱的判斷方法
本質(zhì)原子越易失電子,金屬性越強(qiáng)。
金1.在金屬活動(dòng)順序表中越靠前,金屬性越強(qiáng)
屬判2.單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈,金屬性越強(qiáng)
性斷3.單質(zhì)還原性越強(qiáng)或離子氧化性越弱,金屬性越強(qiáng)(電解中在
比依陰極上得電子的先后)
較據(jù)4.最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),金屬性越強(qiáng)
5.若xn++y-x+ym+則y比x金屬性強(qiáng)
6.原電池反應(yīng)中負(fù)極的金屬性強(qiáng)
7.與同種氧化劑反應(yīng),先反應(yīng)的金屬性強(qiáng)
8.失去相同數(shù)目的電子,吸收能量少的金屬性強(qiáng)
4)三E金屬愷三強(qiáng)弱的判斷方法
本質(zhì)原子越易得電子,非金屬性越強(qiáng)
非1.與H2化合越易,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng)
金2.單質(zhì)氧化性越強(qiáng),陰離子還原性越弱,非金屬性越強(qiáng)(電解
判
屬中在陽極上得電子的先后)
斷
性3.最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng)
方
比4.An-+B-Bm-+A則B比A非金屬性強(qiáng)
法
較
5.與同種還原劑反應(yīng),先反應(yīng)的非金屬性強(qiáng)
6.得到相同數(shù)目的電子,放出能量多的非金屬性強(qiáng)
三、共價(jià)鍵
L共價(jià)鍵的成鍵本質(zhì):成鍵原子相互接近時(shí),原子軌道發(fā)生重疊,自旋方向相反的未成
對電子形成共用電子對,兩原子核間電子云密度增加,體系能量降低。
2、共價(jià)鍵類型:
(1)。鍵和TT鍵
。鍵n鍵
成鍵方向沿鍵軸方向"頭碰頭"平行或"肩并肩"
電子云形狀軸對稱鏡像對稱
牢固程度強(qiáng)度大,不易斷裂強(qiáng)度小,易斷裂
成鍵判斷規(guī)單鍵是。鍵;雙鍵有一個(gè)是。鍵,另一個(gè)是TT鍵;三鍵中一個(gè)
律是噬,另兩個(gè)為TT鍵。
(2)極性鍵和非極愷U鍵
非極性鍵極性鍵
定義由同種元素的原子形成由不同種元素的原子形成的
的共價(jià)鍵,共用電子對不共價(jià)鍵,共用電子對發(fā)生偏移
發(fā)生偏移
原子吸引電子能相同不同
力
共用電子對位置不偏向任何一方偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子
一方
成鍵原子的電性不顯電性顯電性
判斷依據(jù)
舉例氣態(tài)氫化物,非金屬氧化物、
單質(zhì)分子(如H2、Cl2)
和某些化合物(如酸根和氫氧根中都含有極性
鍵
Na2O2xH2O2)中含有非
極性鍵
(3)配位鍵:一類特殊的共價(jià)鍵,一個(gè)原子提供空軌道,另一個(gè)原子提供一對電子所
形成的共價(jià)鍵。
配位原子(提供整對電子)
①配位化合物:Cu(H0/S04、
j己位體2
中心原子
Cu(NH)4(OH
3+
(提供空軌道)[Cu(WZ]so
②配位化合物I4
內(nèi)界外界配位數(shù)
3、共價(jià)鍵的三個(gè)鍵參數(shù)
概念對分子的影響
鍵長分子中兩個(gè)成鍵原子核間距離鍵長越短,化學(xué)鍵越強(qiáng),形成的分
(米)子越穩(wěn)定
鍵能對于氣態(tài)雙原子分子AB,拆開鍵能越大,化學(xué)鍵越強(qiáng),越牢固,
ImolA-B鍵所需的能量形成的分子越穩(wěn)定
鍵角鍵與鍵之間的夾角鍵角決定分子空間構(gòu)型
(1)鍵長、鍵能決定共價(jià)鍵的強(qiáng)弱和分子的穩(wěn)定性,鍵角決定分子空間構(gòu)型和分子的
極性。
(2)鍵能與反應(yīng)熱:反應(yīng)熱=生成物鍵能總和-反應(yīng)物鍵能總和
四、分子的空間構(gòu)型
L等電子原理
原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征,許多性質(zhì)是相似的,此
原理稱為等電子原理。
(1)等電子體的判斷方法:在微粒的組成上,微粒所含原子數(shù)目相同;在微粒的構(gòu)成
上,微粒所含價(jià)電子數(shù)目相同;在微粒的結(jié)構(gòu)上,微粒中原子的空間排列方式相同。(等
電子的推斷常用轉(zhuǎn)換法,如
n234
CO=CO+O=N+O=NO=Ml中NA”
22212b18廿
N2+N-=N3—或
7
SO2=O+O2=O3=N—+02=:
NO2-)
(2)等電子原理的應(yīng)用:利
用等電子體的性質(zhì)相似,空間構(gòu)型相同,可運(yùn)用來預(yù)測分子空間的構(gòu)型和性質(zhì)。
2、價(jià)電子互斥理論:
(1)價(jià)電子互斥理論的基本要點(diǎn):ABn型分子(離子)中中心原子A周圍的價(jià)電子對
的幾何構(gòu)型,主要取決于價(jià)電子對數(shù)(n),價(jià)電子對盡量遠(yuǎn)離,使它們之間斥力最小。
中心原孑火的價(jià)電子數(shù)+配位原子B提供的價(jià)電子數(shù)xn
價(jià)層電子對■數(shù)目:可=
2
(2)ABn型分子價(jià)層電子對的計(jì)算方法:
=5+1x5
①對于"=='主族元素,中心原子價(jià)電子數(shù)=最外層電子數(shù),配位原子
按提供的價(jià)電子數(shù)計(jì)算,如:PCk中
②0、s作為配5+1x4-1位原6+0+2,子時(shí)按不提供價(jià)
n=----------=4n=--------=4
電子計(jì)算,作中心原2子時(shí)價(jià)電子數(shù)為6;
③離子的價(jià)電子對數(shù)計(jì)算
如:2
NH4+:SO4-:
3、雜化軌道理論
(1)雜化軌道理論的基本要點(diǎn):
①能量相近的原子軌道才能參與雜化。
②雜化后的軌道一頭大,一頭小,電子云密度大的一端與成鍵原子的原子軌道沿鍵軸方
向重疊,形成建;由于雜化后原子軌道重疊更大,形成的共價(jià)鍵比原有原子軌道形成的共
價(jià)鍵穩(wěn)定。
③雜化軌道能量相同,成分相同,如:每個(gè)sp3雜化軌道占有1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道。
④雜化軌道總數(shù)等于參與雜化的原子軌道數(shù)目之和。
(2)s、p雜化軌道和簡單分子幾何構(gòu)型的關(guān)系
雜化類型spSp2sp3SP3不等性雜化
軌道夾角180°120°10902
81
中心原子位置□A,HBDIAIVAVAVIAVDA
中心原子孤對電子000123
數(shù)
分子幾何構(gòu)型直線形平面三角正四面三角錐V字形直線
形體形形形
實(shí)例、、、取、HCI
BeCI2BF3CH4NH30
PH
HgCl2SiCI43H2S
(3)雜化軌道的應(yīng)用范圍:雜化軌道只應(yīng)用于形成。鍵或者用來容納未參加成鍵的孤
對電子。
(4)中心原子雜化方式的判斷方法:看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵,如果有1個(gè)
叁鍵,則其中有2個(gè)IT鍵,用去了2個(gè)p軌道,形成的是sp雜化;如果有1個(gè)雙鍵則其中
有1個(gè)TT鍵,形成的是sp2雜化;如果全部是單鍵,則形成的是sp3雜化。
4、分子空間構(gòu)型、中心原子雜化類型和分子極性的關(guān)系
分子(離中心原子雜化類型VSEPR模分子空間構(gòu)鍵角分子的極
子)價(jià)電子對型型性
直線直線形非
co22sp180°
Sp2平面三角字形極
so23V
H2O、OF2、3sp3平面三角V字形—極
HCN2SP直線直線形180°極
43正四面體三角錐形,極
NH3sp107018
BF3、SO33sp2平面三角平面三角形120°非
H3O+4sp3正四面體三角錐形107°18'—
CH4、CCI44sp3正四面體正四面體形109。28'非
NH4+4sp3正四面體正四面體形109°28'非
HCHO、3sp2平面三角平面三角形—極
COCI2
五、分子的性質(zhì)
L分子間作用力(范德華力和氫鍵)
(1)分子旬作用力和化學(xué)鍵的比較
化學(xué)鍵分子間作用力
概念相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用分子間微弱的相互作用
范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間
能量鍵能一般為120?800kJmo|-1約幾到幾十kJmol1
性質(zhì)影響主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(穩(wěn)定主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)(熔沸
性)點(diǎn))
(2)范德華力與氫鍵的比較
范德華力氫鍵
概念物質(zhì)分子間存在的微弱相分子間(內(nèi))電負(fù)性較大的成鍵原子
互作用通過H原子而形成的靜電作用
存在范圍分子間分子中含有與H原子相結(jié)合的原子半
徑小、電負(fù)性大、有孤對電子的F、0、
N原子
強(qiáng)度比較比化學(xué)鍵弱得多比化學(xué)鍵弱得多,比范德華力稍強(qiáng)
影響因素隨分子極性和相對分子質(zhì)
量的增大而增大
性質(zhì)影響隨范德華力的增大,物質(zhì)分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高硬度增
的熔沸點(diǎn)升高、溶解度增大、水中溶解度增大;分子內(nèi)氫鍵使
大物質(zhì)熔沸點(diǎn)降低、硬度減小
2、極性分子和非極性分子
(1)極性分子和非極性分子
<1>非極性分子:從整個(gè)分子看,分子里電荷的分布是對稱的。如:①只由非極性鍵
構(gòu)成的同種元素的雙原子分子:H2、Cl2、N2等;②只由極性鍵構(gòu)成,空間構(gòu)型對稱的多原
子分子:C02、CS2、BF3、CH4、CCI4等;③極性鍵非極性鍵都有的:CH2=CH2、CH三CH、
d
<2>極性分子:整個(gè)分子電荷分布不對稱。如:①不同元素的雙原子分子如:HCI,HF
等。②折線型分子,如H2O、H2s等。③三角錐形分子如NH3等。
(2)共價(jià)鍵的極性和分子極性的關(guān)系:
兩者研究對象不同,鍵的極性研究的是原子,而分子的極性研究的是分子本身;兩者研究的
方向不同,鍵的極性研究的是共用電子對的偏離與偏向,而分子的極性研究的是分子中電荷
分布是否均勻。非極性分子中,可能含有極性鍵,也可能含有非極性鍵,如二氧化碳、甲烷、
四氯化碳、三氟化硼等只含有極性鍵,非金屬單質(zhì)F2、N2、P4、S8等只含有非極性鍵,C2H6、
C2H4、C2H2等既含有極性鍵又含有非極性鍵;極性分子中,一定含有極性鍵,可能含有非
極性鍵,如HCI、H2S.H2O2等。
(3)分子極性的判斷方法
①單原子分子:分子中不存在化學(xué)鍵,故沒有極性分子或非極性分子之說,如He、Ne
等。
②雙原子分子:若含極性鍵,就是極性分子,如HCLHBr等;若含非極性鍵,就是非
極性分子,如。2、b等。
③以極性鍵結(jié)合的多原子分子,主要由分子中各鍵在空間的排列位置決定分子的極性。
若分子中的電荷分布均勻,即排列位置對稱,則為非極性分子,如BF3、CH4等。若分子中
的電荷分布不均勻,即排列位置不對稱,則為極性分子,如NH3、S02等。
④根據(jù)ABn的中心原子A的最外層價(jià)電子是否全部參與形成了同樣的共價(jià)鍵。(或A
是否達(dá)最高價(jià))
(4)相似相溶原理
①相似相溶原理:極性分子易溶于極性溶劑,非極性分子易溶于非極性溶劑。
②相似相溶原理的適用范圍:"相似相溶"中"相似"指的是分子的極性相似。
③如果存在氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。相反,無氫鍵相
互作用的溶質(zhì)在有氫鍵的水中的溶解度就I:匕較小。
3、有機(jī)物分子的手性和無機(jī)含氧酸的酸性
(1)手性分子
①手性分子:具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手與右手一樣互為鏡
像,卻在三維空間里不能重疊,互稱手性異構(gòu)體(又稱對映異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體)。含有手
性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。
②手性分子的判斷方法:判斷一種有機(jī)物是否具有手性異構(gòu)體,可以看其含有的碳原子
是否連有四個(gè)不同的原子或原子團(tuán),符合上述條件的碳原子叫做手性碳原子。手性碳原子必
須是飽和碳原子,飽和碳原子所連有的原子和原子團(tuán)必須不同。
(2)無機(jī)含氧酸分子的酸性
①酸的元數(shù)=酸中羥基上的氫原子數(shù),不一定等于酸中的氫原子數(shù)(有的酸中有些氫原
子不是連在氧原子上)
②含氧酸可表示為:(HO)mROn,酸的強(qiáng)度與酸中的非羥基氧原子數(shù)n有關(guān),n越大,
酸性越強(qiáng)。
n=0弱酸n=l中強(qiáng)酸n=2強(qiáng)酸n=3超強(qiáng)酸
六、晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
類型
比較離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體
構(gòu)成晶體微粒陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電
子
形成晶體作用力離子鍵共價(jià)鍵范德華力微粒間的靜電作用
熔沸點(diǎn)較高很高低有局I、有低
硬度硬而脆大小有局)、有低
導(dǎo)電性不良(熔融或水絕緣、半不良良導(dǎo)體
物溶液中導(dǎo)電)導(dǎo)體
理傳熱性不良不良不良良
性延展性不良不良不良良
質(zhì)溶解性易溶于極性溶不溶于任極性分子易溶一般不溶于溶劑,鈉
劑,難溶于有機(jī)何溶劑于極性溶劑;非等可
溶劑極性分子易溶與水、醇類、酸類反
于非極性溶劑應(yīng)
中
典型實(shí)例NaOH、NaCI金剛石P4、干冰、硫鈉、鋁、鐵
1、四大晶體的比較
2、典型晶體的結(jié)構(gòu)特征
(1)NaCI
屬于離子晶體。晶胞中每個(gè)Na+周圍吸引著6個(gè)CI-,這些CI-構(gòu)成的幾何圖形是正八
面體,每個(gè)CI-周圍吸引著6個(gè)Na+,Na+、Cl-個(gè)數(shù)比為1:1,每個(gè)Na+與12個(gè)Na+
等距離相鄰,每個(gè)氯化鈉晶胞含有4個(gè)Na+和4個(gè)CI-。
(2)CsCI
屬于離子晶體。晶胞中每個(gè)CI—(或Cs+)周圍與之最接近且距離相等的Cs+(或。一)
共有8個(gè),這幾個(gè)Cs+(或CI—)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為立方體,在每個(gè)Cs+周圍距離相
等且最近的Cs+共有6個(gè),這幾個(gè)Cs+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為正八面體,一個(gè)氯化鈉晶胞
含有1個(gè)Cs+和1個(gè)CL。
(3)金剛石(空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))
屬于原子晶體。晶體中每個(gè)C原子和4個(gè)C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,成為正四面體結(jié)構(gòu),
C原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)比為1:2,最小環(huán)由6個(gè)C原子組成,每個(gè)C原子被12個(gè)最小環(huán)所
共用;每個(gè)最小環(huán)含有1/2個(gè)C原子。
(4)SiO2
屬于原子晶體。晶體中每個(gè)Si原子周圍吸引著4個(gè)0原子,每個(gè)0原子周圍吸引著2
個(gè)Si原子,Si、0原子個(gè)數(shù)比為1:2,Si原子與Si—0鍵個(gè)數(shù)比為1:4,0原子與Si—
0鍵個(gè)數(shù)比為1:2,最小環(huán)由12個(gè)原子組成。
(5)干冰
屬于分子晶體。晶胞中每個(gè)C02分子周圍最近且等距離的C02有12個(gè)。1個(gè)晶胞中
含有4個(gè)C02。
(6)石墨
屬于過渡性晶體。是分層的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)C原子以共價(jià)鍵與周圍的3個(gè)C原子
結(jié)合,層間為范德華力。晶體中每個(gè)C原子被3個(gè)六邊形共用,平均每個(gè)環(huán)占有2個(gè)碳原子。
晶體中碳原子數(shù)、碳環(huán)數(shù)和碳碳單鍵數(shù)之比為2:3.
(7)金屬晶體
金屬P。(針)中金屬原子堆積方式是簡單立方堆積,原子的配位數(shù)為6,一個(gè)晶胞中
含有1個(gè)原子。金屬Na、K、CLM。(鋁)、W等中金屬原子堆積方式是體心立方堆積,
原子的配位數(shù)為8,一個(gè)晶胞中含有2個(gè)原子。金屬M(fèi)g、Zn、Ti等中金屬原子堆積方式
是六方堆積,原子的配位數(shù)為12,一個(gè)晶胞中含有2個(gè)原子。金屬Au、Ag、Cu、Al等
中金屬原子堆積方式是面心立方堆積,原子的配位數(shù)為12,一個(gè)晶胞中含有4個(gè)原子。
3、物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的判斷
(1)不同類晶體:一般情況下,原子晶體〉離子晶體〉分子晶體
(2)同種類型晶體:構(gòu)成晶體質(zhì)點(diǎn)間的作用力大,則熔沸點(diǎn)高,反之則小。
①離子晶體:結(jié)構(gòu)相似且化學(xué)式中各離子個(gè)數(shù)比相同的離子晶體中離子半徑?。ɑ蜿帯?/p>
陽離子半徑之和越小的),鍵能越強(qiáng)的,熔、沸點(diǎn)就越高。如NaCLNaBr、Nai;NaCL
KCkRbCI等的熔、沸點(diǎn)依次降{氐。離子所帶電荷大的熔點(diǎn)較高。如:MgO熔點(diǎn)高于NaCI0
②分子晶體:在組成結(jié)構(gòu)均相似的分子晶體中,式量大的,分子間作用力就大,熔點(diǎn)也
高。如:F2、02、Br2、12和HCI、HBr、HI等均隨式量增大。熔、沸點(diǎn)升高。但結(jié)構(gòu)相似
的分子晶體,有氫鍵存在熔、沸點(diǎn)較高。
③原子晶體:在原子晶體中,只要成鍵原子半徑小,鍵能大的,熔點(diǎn)就高。如金剛石、
金剛砂(碳化硅)、晶體硅的熔、沸點(diǎn)逐漸降低。
④金屬晶體:在元素周期表中,主族數(shù)越大,金屬原子半徑越小,其熔、沸點(diǎn)也就越高。
如IHA的Al,UA的Mg,IA的Na,熔、沸點(diǎn)就依次降低。而在同一主族中,金屬原子半
徑越小的,其熔沸點(diǎn)越高。
化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)與原理
章節(jié)知識(shí)點(diǎn)齷
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量
一、焙變反應(yīng)熱
1?反應(yīng)熱:化學(xué)反應(yīng)過程中所放出或吸收的熱量,任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,因
為任何化學(xué)反應(yīng)都會(huì)存在熱量變化,即要么吸熱要么放熱。反應(yīng)熱可以分為(燃燒熱、中和
熱、溶解熱)
2.婚變0H)的意義:在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng).符號(hào):AH.單位:
kJ/mol,即:恒壓下:烙變=反應(yīng)熱,都可用AH表示,單位都是kJ/molo
3.產(chǎn)生原因:化學(xué)鍵斷裂——吸熱化學(xué)鍵形成——放熱
放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。(放熱〉吸熱)AH為或AH<0
吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。(吸熱〉放熱)AH為"+"或AH>0
也可以利用計(jì)算AH來判斷是吸熱還是放熱。AH=生成物所具有的總能量-反應(yīng)物所
具有的總能量=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能
☆常見的放熱反應(yīng):①所有的燃燒反應(yīng)②所有的酸堿中和反應(yīng)③大多數(shù)的化合反應(yīng)④
金屬與水或酸的反應(yīng)⑤生石灰(氧化鈣)和水反應(yīng)⑥鋁熱反應(yīng)等
☆常見的吸熱反應(yīng):①晶體()與大多數(shù)的分解反應(yīng)③條件一
BaOH2-8H2ONH4cl②
般是加熱或高溫的反應(yīng)
☆區(qū)分是現(xiàn)象(物理變化)還是反應(yīng)(生成新物質(zhì)是化學(xué)變化),一般筱鹽溶解是吸熱現(xiàn)
象,別的物質(zhì)溶于水是放熱。
4.能量與鍵能的關(guān)系:物質(zhì)具有的能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,能量和鍵能成反比。
5.同種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)所具有的能量:氣態(tài)〉液態(tài)〉固態(tài)
6.常溫是指25,101標(biāo)況是指0,101.
7.比較AH時(shí)必須連同符號(hào)一起比較。
二、熱化學(xué)方程式
書寫化學(xué)方程式注意要點(diǎn):
①熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化,即反應(yīng)熱AH,AH對應(yīng)的正負(fù)號(hào)都不能省。
②熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(s,l,g分別表示固態(tài),液態(tài),
氣態(tài),水溶液中溶質(zhì)用aq表示)
③熱化學(xué)反應(yīng)方程式不標(biāo)條件,除非題中特別指出反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。
④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量,不表示個(gè)數(shù)和體積,可以是整數(shù),也
可以是分?jǐn)?shù)
⑤各物質(zhì)系數(shù)加倍,AH加倍,即:AH和計(jì)量數(shù)成比例;反應(yīng)逆向進(jìn)行,&H改變符
號(hào),數(shù)值不變。
6.表示意義:物質(zhì)的量一物質(zhì)一狀態(tài)一吸收或放出*熱量。
三、燃燒熱
1.概念:101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物(二氧化碳、二氧
化硫、液態(tài)水)時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位用表示。
H2OkJ/mol
※注意以下幾點(diǎn):
①研究條件:101kPa
②反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。
③燃燒物的物質(zhì)的量:1mol
④研究內(nèi)容:放出的熱量。(AH<0,單位kJ/mol)
2.燃燒熱和中和熱的表示方法都是有AH時(shí)才有負(fù)號(hào)。
3.石墨和金剛石的燃燒熱不同。不同的物質(zhì)燃燒熱不同。
四、中和熱
1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成ImolH2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和
,執(zhí)、、、。
2.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是H+和OH-反應(yīng),其熱化學(xué)方程式為:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(I)AH=-57.3kJ/mol
3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量,所以它們參加中和反應(yīng)時(shí)的中和熱小于57.3kJ/molo
4.中和熱的測定實(shí)驗(yàn):看課本裝置圖
(1)一般用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿做實(shí)驗(yàn),且堿要過量(如果酸和堿的物質(zhì)的量相同,中和熱會(huì)
偏?。?,一般中和熱為57.3kJ/moL
(2)若用弱酸或弱堿做實(shí)驗(yàn),放出的熱量會(huì)偏小,中和熱會(huì)偏小。
(3)若用濃溶液做實(shí)驗(yàn),放出的熱量會(huì)偏大,中和熱會(huì)偏大。
(4)在試驗(yàn)中,增大酸和堿的用量,放出的熱量會(huì)增多但中和熱保持不變。
五、蓋斯定律
1.內(nèi)容:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),
而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān),如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和
與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的。
六、能源
注:水煤氣是二次能源。
第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1.化學(xué)反應(yīng)速率(v)
⑴定義:用來衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢,單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化
⑵表示方法:單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來表示
(3)計(jì)算公式:v=Ac/At(u:平均速率,Ac:濃度變化,At:時(shí)間)單位:mol/(Ls)
⑷影響因素:
①?zèng)Q定因素(內(nèi)因):反應(yīng)物的性質(zhì)(決定因素)
②條件因素(外因):濃度(固體和純液體除外),壓強(qiáng)(方程式中必須要有氣體),溫
度(提高了反應(yīng)物分子的能量),催化劑(降低了活化能),濃度和壓強(qiáng)主要是通過使單位體
積內(nèi)分子總數(shù)增大來增大反應(yīng)速率,溫度和壓強(qiáng)主要是使活化分子百分?jǐn)?shù)增大來增大反應(yīng)速
率。
2.濃度和壓強(qiáng)是單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)不變,溫度和催化劑是分子總數(shù)不變。
※注意:(11參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體,由于壓強(qiáng)的變化對濃度幾乎無影響,可以認(rèn)
為反應(yīng)速率不變。
(2),惰性氣體對于速率的影響
①恒溫恒容時(shí):充入本體系氣體,反應(yīng)速率增大;充入惰性氣體T反應(yīng)速率不變
②恒溫恒壓時(shí):充入惰性氣體T反應(yīng)速率減小
二、化學(xué)平衡
(-)1.定義:
化學(xué)平衡狀態(tài):一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正逆反應(yīng)速率相等時(shí),各組成成分濃度
不再改變,達(dá)到表面上靜止的一種"堊衡",這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度即化學(xué)平衡狀
態(tài)。
2、化學(xué)平衡的特征
逆(研究前提是可逆反應(yīng))
等(同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等)
動(dòng)(動(dòng)態(tài)平衡)
定(各物質(zhì)的濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定)
變(條件改變,平衡發(fā)生變化)
3、判斷平衡的依據(jù)
判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)
例舉反應(yīng)mA(g)+nB(g廠pC(g)+qD(g)
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定平衡
混合物體系中②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡
各成分的含量③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡
即:各組分的量保持不變時(shí)一定能判斷平衡。
①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA同時(shí)生成mmolA,平衡
②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB同時(shí)消耗了pmolC,平衡
正、逆反應(yīng)③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡
速率的關(guān)系即:用物質(zhì)來判斷平衡時(shí),必須要一正一逆且要帶上系數(shù)。
用速率來判斷平衡時(shí),必須要一正一逆且速率之比等于計(jì)
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