1、专题 27 物质结构与性质原子结构与性质的考查集中在核外电子排布规律以及元素性质的周期性变化和应用方向。题型以填空题为主，常与物质结构和性质的其他考点综合在一起来考查。问题的设置以核外电子排布的表示方法和元素电负性、 电离能的大小判断，及其变化规律和应用为主。 2018 年考查点和命题方式将保持不变。分子结构与性质的考查集中在共价键的类型特征，杂化轨道和分子类型及微粒之间作用力的判断和比较等。题型以填空题为主，常作为综合应用的一个方面进行考查，比如分子立体构型和极性，分子间作用力与物质性质的比较等，2018 年将仍会持续考查，应重点理解杂化轨道和分子构型的关系、氢键和配位键的含义等。晶体结构与
2、性质是高考重点考查的内容，要求熟悉常见晶体结构与性质的关系，具备从宏观和微观两个方面理解应用晶体知识的能力，2018 高考将在根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算上、晶格能对离子晶体性质的影响、常见金属晶体的堆积方式上重点考查。预计高考将以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子、分子和晶体的结构与性质；或以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质分别独立或侧重考查原子、分子和晶体的结构与性质；或以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质综合考查原子、分子和晶体的结构与性质考点一 原子结构一、理清 2 个概念1电子层(或能层)：原子核外电子是分层排布的，
3、根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的电子层。2能级：在多电子原子中，同一电子层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级。3电子层与能级的关系电子层 一 二 三 四 五符号 K L M N O能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 1014 26电子离核远近近远电子能量高低低高二、熟记原子轨道的形状、数目和能量关系三、掌握基态原子核外电子排布1排布原则注意 当能量相同的原子轨道在全满(p 6、d 10、f 14)、半满(p 3、d 5、f 7)、全空(p 0、d 0、f 0)时原子的能量最低，如
4、24Cr 的电子排布式为Ar3d 54s1,29Cu 的电子排布式为Ar3d 104s1。2填充顺序构造原理绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。它是书写基态原子核外电子排布式的依据。3电子排布式和轨道表示式(或电子排布图)以硫原子为例电子排布式 1s22s22p63s23p4简化电子排布式 Ne3s23p4轨道表示式(或电子排布图)价电子排布式 3s23p4四、明晰原子的状态和原子光谱1原子的状态(1)基态原子：处于最低能量的原子。(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。2原子光谱不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收
5、或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。3基态、激发态及光谱示意图本考点是一些识记性的基础知识，在高考中，常以某个问题出现在非选择题中，结合原子结构与元素的性质进行综合考查，高考再现率极高，在备考复习中，以下基础知识要理清。例 1按要求填空。(1)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d 能级上的未成对电子数为_。(2)基态 Ge 原子的核外电子排布式为_，有_个未成对电子。(3)Zn2 基态核外电子排布式为_。(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_。形象化描述。在基态 14C 原子中，核外存在_对自旋相反的电子
6、。(5)基态 Fe 原子有_个未成对电子。Fe 3 的电子排布式为_。(6)基态 硼原子的电子排布式为_。(7)S 的基态原子核外有_个未成对电子；Si 的基态原子核外电子排布式为_。(8)基态 Si 原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。【答案】(1)1s 22s22p63s23p63d84s2或Ar3d 84s2 2(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d 104s24p2 2(3)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d 10(4)电子云 2(5)4 1s 22s22p63s23p63d5(或Ar3d 5) (6)1
7、s 22s22p1(7)2 1s 22s22p63s23p2 (8)M 9 4例 2下列各项叙述正确的是( )A镁原子由 1s22s22p63s21s 22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B价电子排布为 5s25p1的元素位于第五周期第A 族，是 s 区元素C所有原子任一电子层的 s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D 24Cr 原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d44s2【答案】C 【解析】镁原子由 1s22s22p63s21s 22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A 错误；价电子排布为 5s25p1的元素，位于第五周期第A
8、 族，是 p 区元素，B 错误；所有原子任一电子层的 s 电子云轮廓图都是球形，电子层能量越大，球的半径越大，C 正确； 24Cr 原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D 错误。例 3下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是( )解析：选 A A 项，符合电子的基态排布原理，表示氮原子的最低能量状态，正确；B、C 项，2p 的 3个电子排布违背洪特规则，不是基态原子的排布，错误；D 项，表示 B 原子的基态核外电子，错误。例 4下列关于钠元素的几种表达式错误的是( )ANa 的轨道表示式：BNa 的结构示意图：CNa 的电子排布式：1s 22s
9、22p53s2DNa 的简化 电子排布式：Ne3s 1【答案】C 例 5下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是( )A3p 能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为 1s22s22p63s23p2的原子B2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为 2s22p5的原子CM 层全充满而 N 层为 4s2的原子和核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2的原子D最外层电子数是核外电子总数 的原子和最外层电子排布式为 4s24p5的原子15【答案】C 【解析】A 项，3p 能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其 3p 轨道上只能有两个电子
10、，所以两个原子是同种元素的原子；B 项，2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的 2p 能级上只能是 5 个电子，所以两原子是同种元素的原子；C 项，M 层全充满而 N 层为 4s2的原子，其 M 层应为18 个电子，而后者的 M 层上只有 8 个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D 项，最外层电子数是核外电子总数的 的原子中，最外层电子数要小于或等于 8 个电子，且电子总数为 5 的倍数，所以可得该原子15可能是原子序数为 5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的 且符合核15外电子排布规则的只能是 35 号元素，该元素原子的外围电子
11、排布式为 4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，若违背其一，则原子能量不处于最低状态。注意 在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定，即 ns2、 np3、 np6等处于相对稳定结构状态。如Cr：3d 54s1、Mn：3d 54s2、Cu：3d 104s1、Zn：3d 104s2。(3)当出现 d 轨道时，虽然电子按 ns、( n1)d、 np 的顺序填充，但在书写时，仍把( n1)d 放在 ns前。考点二 原子结构与元素的性质一、熟记原子结构与元素周期表
12、的关系1原子结构与元素周期表的关系每周期第一种元素 每周期最后一种元素周期 电子层数原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二 2 3 He2s1 10 1s22s22p6三 3 11 Ne3s1 18 1s22s22p63s23p6四 4 19 Ar4s1 36 1s22s22p63s23p63d104s24p6五 5 37 Kr5s1 541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 六 6 55 Xe6s1 861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6 2每族元素的价电子排布特点(1)主族
13、主族 A A A A A A A排布特点 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5(2)0 族：He：1s 2； 其他： ns2np6。(3)过渡元素(副族和第族)：( n1)d 110 ns12 (Pd 除外)。3元素周期表的分区(1)根据原子核外电子排布分区分区简图：各区元素分布及性质与价电子排布特点：分区 元素分布 价电子排布 元素性质特点s 区 A 、A 族 ns12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A 族A族、0 族 ns2np16通常是最外层电子参与反应d 区B 族B族、族(除镧系、锕系外)(n1)d 19 ns12(
14、Pd 除外)d 轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds 区 B 族、B 族 (n1)d 10ns12 金属元素f 区 镧系、锕系(n2)f 014 (n1)d02 ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近(2)根据元素金属性与非金属性分区分区简图：特别说明：处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。二、掌握元素周期律1电离能、电负性(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。(2)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。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越强。
15、2原子结构与元素性质的递变规律项目 同周期(从左右) 同主族(从上下)原子核外电子排布 电子层数 相同，最外层电子数 逐渐增多最外层电子数 相同，电子层数 递增原子半径 逐渐减小(0 族除外) 逐渐 增大元素主要化合价最 高正价由17(O，F 除外)，最低负价由41最高正价主族序数(O，F 除外)，非金属最低负价主族序数8原子得、失电子能力得电子能力逐渐 增强；失电子能力逐渐 减弱得电子能力逐渐 减弱；失电子能力逐渐 增强第一电离能 增大的趋势 逐渐 减小10 电负性 逐渐 增大11 逐渐 减小12 元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱3.对角线
16、规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是 相似的。如右所示。注意 (1)“外围电子排布”即“价电子层” ，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如 Fe 的价电子层排布为 3d64s2。(2)主族元素的最高正价(O、F 除外)族序数8|最低负价|。(3)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。(4)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。题点(一) 电离能及其应用例 6已知 X、Y 是主族元素， I 为电离能，单位是 kJmol1 。请根据表中所列数据判断
17、，下列说法错误的是( )元素 I1 I2 I3 I4X 500 4 600 6 900 9 500Y 580 1 820 2 750 11 600A.元素 X 的常见化合价是1 价B元素 Y 是第A 族元素C元素 X 与氯形成化合物时，化学式可能是 XClD若元素 Y 处于第三周期，它可与冷水剧烈反应【答案】D 例 7根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJmol 1 )，回答下列问题：元素代号 I1 I2 I3 I4Q 2 080 4 000 6 100 9 400R 500 4 600 6 900 9 500S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 80
18、0 2 700 11 600U 420 3 100 4 400 5 900(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是_(填字母，下同)。AQ 和 R BS 和 T CT 和 UDR 和 T ER 和 U(2)下列离子的氧化性最弱的是_。AS 2 BR 2CT 3 DU (3)下列元素中，化学性质和物理性质最像 Q 元素的是_。A硼 B铍C氦 D氢(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：_，如果 U 元素是短周期元素，你估计它的第 2 次电离能突跃数据将发生在失去第_个电子时。(5)如果 R、S、T 是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是
19、_，其中_元素的第一电离能异常高的原因是_。【答案】(1)E (2)D (3)C(4)电子分层排布，各能层能量不同 10(5)RCH4CMgOH 2ON 2O 2D金刚石生铁纯铁钠【答案】B“两角度”比较晶体熔、沸点的高低1不同类型晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2同种类型晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小、键长越短、键能越大，物质的熔、沸点越高，如熔点：金刚石碳化硅硅。 (2)离子晶体一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgOMgCl 2，NaClCsCl。(3)分子晶体分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如H2OH 2TeH 2SeH 2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如 SnH4GeH 4SiH 4CH 4。组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3ClCH 3CH3。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如正戊烷异戊烷新戊烷(4)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，如熔、沸点：NaMgAl。