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物质结构与性质（讲义）
——2022届高考化学二轮复习
核心素养 宏观辨识与微观探析
考情预测 预计2022年高考仍会借助新科技、新能源为背景，围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查重点，复习时加以重视!
考法1、基态原子的核外电子排布
1、排布规律
能量最低原理 原子核外电子先占有能量最低的原子轨道
泡利原理 每个原子轨道中最多只能容纳2个自旋状态不同的电子
洪特规则 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同
【注意】能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系能量较低，原子较稳定。
2、表示形式
(1)核外电子排布式，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，可简化为[Ar]3d54s1。
(2)价层电子排布式：如Fe：3d64s2。
(3)电子排布图又称轨道表示式：如O：
3、基态原子核外电子排布表示方法中的常见误区
(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
① (违反能量最低原理)
② (违反泡利原理)
③ (违反洪特规则)
④ (违反洪特规则)
(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n-1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。
(3)注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。如Fe的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：[Ar]3d64s2；价电子排布式：3d64s2。
考法2、原子结构与元素性质
(1)各区元素分布及价电子排布与性质特点
分区 元素分布 价电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA、ⅡA族 ns1~2 除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应
p区 ⅢA族~ ⅦB族、0族 ns2np1~6(He除外) 通常是最外层电子参与反应
d区 ⅢB族~ ⅦB族、Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(Pd除外) d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区 Ⅰ B、Ⅱ B族 (n-1)d10ns1~2 金属元素
f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
（2）第一电离能的递变规律
①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。
②同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。
③同一周期中，第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的第一电离能要大，第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的第一电离能要大，这是因为第ⅡA族元素的最外层p轨道全空，第ⅤA族元素的最外层p轨道半满，全空和半满状态相对稳定。
（3）电负性变化规律
同一周期：从左到右，元素的电负性逐渐增大。
同一主族：从上到下，元素的电负性逐渐减小。
考法3、共价键
(1)
(2)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空轨道，可表示为A→B。
【配合物的组成特点】
（3）σ键和π键的判断方法
共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。
考法4、杂化轨道理论
1．杂化轨道
方法：判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型
①看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。
②由分子的空间构型结合价层电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈四面体形，为sp3杂化。
2．杂化轨道类型与分子构型的关系
杂化轨道类型 杂化轨道数目 分子构型 实例
sp 2 直线形 CO2、BeCl2
sp2 3 平面三角形 BF3、BCl3、CH2O
sp3 4 等性杂化：正四面体 CH4、CCl4
不等性杂化：具体情况不同 NH3(三角锥形)、H2S、H2O(Ⅴ形)
考法5、分子间作用力与物质的性质
范德华力 氢键 共价键
作用微粒 分子 H与N、O、F 原子
强度比较 共价键＞氢键＞范德华力
影响因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 形成氢键元素的电负性 原子半径
对性质的影响 影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大 键能越大，稳定性越强
考法6、晶体结构与性质
分子晶体 共价晶体 离子晶体 金属晶体
构成粒子 分子 原子 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子
粒子间的相互作用 范德华力 共价键 离子键 金属键
硬度 较小 很大 较大 有大，有小
熔、沸点 较低 很高 一般较高 有高，有低
溶解性 相似相溶 不溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 难溶于水，有些可与水发生反应
导电性或导热性 一般不导电。溶于水后有的导电 一般不具有导电性 晶体不导电，水溶液或熔融状态下导电 电和热的良导体
物质类别及实例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物（除SiO2）、绝大多数有机物 部分非金属单质，部分非金属化合物 金属氧化物、强碱、绝大多数盐 金属单质与合金
【晶体类别的判断方法】
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体。
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。
③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN等。
④金属单质、合金是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
不同类型晶体熔点大小的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电。
②共价晶体一般为非导体。
③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。
④金属晶体是电的良导体。
考法7、晶胞及组成微粒计算
1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－) B．干冰(含4个CO2)
C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－) D．金刚石(含8个C)
E．体心立方(含2个原子) F．面心立方(含4个原子)
2．晶胞求算
（1）晶胞密度的计算
（2）晶体微粒与M、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1 mol晶胞的质量为ρa3 NA g，因此有xM＝ρa3 NA。
真题赏析1：(2021·辽宁卷，7) 单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是（ ）
A. S位于元素周期表p区 B. 该物质的化学式为
C. S位于H构成的八面体空隙中 D. 该晶体属于分子晶体
答案：D
真题赏析2：(2021·辽宁卷，14) 某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是（ ）
A. 氢化物沸点： B. 原子半径：
C. 第一电离能： D. 阴、阳离子中均有配位键
答案：D

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