专题三 物质结构精.ppt

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1、专题三专题三 物质结构物质结构第1页，本讲稿共49页物质结构理论物质结构理论（一）原子结构（一）原子结构（二）分子结构（二）分子结构（三）晶体结构（三）晶体结构第2页，本讲稿共49页（一）原子结构（一）原子结构mnXp+b各字母表示什么？他们之间有什么关系？m质量数 n质子数p所带电荷 b所含原子数第3页，本讲稿共49页四个关系式四个关系式质量数质量数(A)=质子数质子数(Z)+中子数中子数(N)原子序数原子序数=核电荷数核电荷数 =质子数质子数=原子核外原子核外电子数电子数阴离子核外电子数阴离子核外电子数=质子数质子数(Z)+电荷数电荷数阳离子核外电子数阳离子核外电子数=质子数质子数(Z)电

2、荷数电荷数第4页，本讲稿共49页1.微粒的质子总数为2.微粒的中子总数为3.微粒的核外电子总数为思考：上例中an(m-n)aan-p第5页，本讲稿共49页八种常用量八种常用量概念概念意义意义质子数质子数质子的数目质子的数目 决定元素的种类和决定元素的种类和“位置位置”中子数中子数中子的数目中子的数目 决定原子的物理性质和质量数决定原子的物理性质和质量数电子数电子数电子的数目电子的数目 价电子决定元素的化学性质价电子决定元素的化学性质质量数质量数质子数与中子数质子数与中子数之和之和 决定核素的近似相对原子质量决定核素的近似相对原子质量核素的相对原子质量（核素的相对原子质量（M）一个原子质量与一个

3、原子质量与12C原子质量原子质量十二分之一的比值十二分之一的比值核素的近似相对原子质量（核素的近似相对原子质量（A）质量数质量数元素的相对原子质量元素的相对原子质量M=M1x1+M2x2+M3x3元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量M=A1x1+A2x2+A3x3第6页，本讲稿共49页 例例 1某元素一种同位素的原子的质子数为某元素一种同位素的原子的质子数为 m，中子数为，中子数为 n，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 A不能由此确定该元素的相对原子质量不能由此确定该元素的相对原子质量 B这种元素的相对原子质量为（这种元素的相对原子质量为（m+n）C若碳原子质量为若碳原子质量为W

4、g，此原子的质量为（，此原子的质量为（m+n）Wg D核内中子的总质量小于质子的总质量核内中子的总质量小于质子的总质量第7页，本讲稿共49页核外电子的排布核外电子的排布电子层电子层概念：能量高低和离核远近不同的空间区域概念：能量高低和离核远近不同的空间区域离核距离：离核距离：近近远远电子层数：电子层数：1 2 3 4 5 6 7符号：符号：K L M N O P Q能量：能量：低低高高第8页，本讲稿共49页核外电子的排布核外电子的排布核外电子排布规律核外电子排布规律a电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后再由里而外，依次排在能量逐渐升高的电子然后再由里

5、而外，依次排在能量逐渐升高的电子层里。层里。b每个电子层最多容纳每个电子层最多容纳2n2个电子。个电子。c最外层最外层8个电子；个电子；次次外层外层 18个电子；个电子；倒数第三层倒数第三层32。第9页，本讲稿共49页核外电子的排布核外电子的排布核外电子的表示方法核外电子的表示方法a电子式：在元素符号周围用小黑点电子式：在元素符号周围用小黑点来表示原子的最外层电子的式子。来表示原子的最外层电子的式子。b原子（离子）的结构示意简图原子（离子）的结构示意简图c用电子式表示物质的形成过程用电子式表示物质的形成过程 第10页，本讲稿共49页例.写出下列物质的电子式：氢氧化钠过氧化钠二氧化碳次氯酸双氧水

6、氯化铵碳化钙 例.画出下列微粒的原子结构示意图 钠原子氧原子钠离子氯离子例；用电子式表示下列两种物质的形成过程H2OMgCl2第11页，本讲稿共49页（二）分子结构（二）分子结构 1、化学键、离子键、金属键、共价键、化学键、离子键、金属键、共价键、键的极性、分子的极性。键的极性、分子的极性。2、电子式、结构式、球棍模型、键线、电子式、结构式、球棍模型、键线式和原子实。式和原子实。3、8 e-稳定结构；稳定结构；10 e-、18 e-微粒。微粒。4、分子结构与多面体。、分子结构与多面体。5、“等电子体等电子体”。第12页，本讲稿共49页五五.三键一力四数据，两种分子四晶体三键一力四数据，两种分子

7、四晶体1.三键比较三键比较化学键化学键 概念概念 成键粒子成键粒子 形成条件和规律形成条件和规律 示例示例相邻的两个或多个原子或离子之间的强烈相互作用相邻的两个或多个原子或离子之间的强烈相互作用离子键离子键阴阳离子间静阴阳离子间静电作用电作用阴、阳离阴、阳离子子金属金属(NH4+)与非金与非金属或酸根属或酸根盐、碱金盐、碱金属氧化物属氧化物共共 价价 键键极性键极性键非极非极性键性键配位键配位键原原子子间间共共用用电电子子对对偏偏不偏不偏一方提一方提供供不同原不同原子子相同原相同原子子特殊特殊原子原子不同非金属不同非金属元素之间元素之间同种非金属同种非金属元素之间元素之间一方有孤对电子，一方有

8、孤对电子，一方有空轨道一方有空轨道CO HXX2 O2 H2O2NH4+金属键金属键金属阳离子与金属阳离子与自由电子间的自由电子间的强烈相互作用强烈相互作用金属阳离子金属阳离子与自由电子与自由电子第13页，本讲稿共49页比较微粒大小的依据（三看）比较微粒大小的依据（三看）一看电子层数：电子层数越多半径越大一看电子层数：电子层数越多半径越大 NaNa+二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。S2-Cl-ArK+Ca2+;O2-F-NeNa+Mg2+Al3+；同周期原子半径渐小同周期原子半径渐小三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，核

9、外电子数越多半径越大。三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，核外电子数越多半径越大。Cl-Cl;Fe2+Fe3+第14页，本讲稿共49页几个关系几个关系离子化合物中一定含有离子键，还可能含有离子化合物中一定含有离子键，还可能含有共价键；共价键；共价化合物中一定不含离子键，一定含有极共价化合物中一定不含离子键，一定含有极性键，还可能含有非极性键。性键，还可能含有非极性键。共价单质中一定只含非极性键。共价单质中一定只含非极性键。有阳离子时不一定有阴离子，但有阴离子时有阳离子时不一定有阴离子，但有阴离子时一定有阳离子。一定有阳离子。离子化合物不一定由金属元素和非金属元素离子化合物不一定由金属元素和非

10、金属元素组成。组成。第15页，本讲稿共49页氢氢 键键含义：含义：表示：表示：实实例：例：形成条件：形成条件：一种特殊的分子间作用力一种特殊的分子间作用力XH YX、Y为为吸引吸引电电子能力子能力强强的原子的原子 表示表示氢键氢键HF、H2O、NH3分子分子间间吸引吸引电电子能力子能力强强且具有孤且具有孤对电对电子子的原子；一个与吸引的原子；一个与吸引电电子能力极大的元素的子能力极大的元素的原子相原子相连连的的氢氢原子。原子。第16页，本讲稿共49页 同同类类型分子中，含型分子中，含氢键氢键化合物化合物的熔点、沸点的熔点、沸点显显著升高（如：著升高（如：H2O、NH3、HF比同比同类类元素的元

11、素的氢氢化物熔沸点高化物熔沸点高许许多）多）若溶若溶质质分子和溶分子和溶剂剂分子分子间间能形成能形成氢氢键键，则则可使溶可使溶质质的溶解度的溶解度显显著增大（如著增大（如NH3极易溶于水）极易溶于水）氢氢 键键强强于分子于分子间间作用力，弱于化学作用力，弱于化学键键。熔点、沸点：熔点、沸点：溶解性：溶解性：大小：大小：氢键氢键可以影响：可以影响：第17页，本讲稿共49页极性分子和非极性分子极性分子和非极性分子非极性分子：非极性分子：极性分子：极性分子：分子空间构型对称，正、负电荷分子空间构型对称，正、负电荷中心重合的分子中心重合的分子。全部由非极性键构成的分子一定是非极性分子；全部由非极性键构

12、成的分子一定是非极性分子；极性键构成的分子如构型对称，键的极性可以相互抵极性键构成的分子如构型对称，键的极性可以相互抵消，也是非极性分子。消，也是非极性分子。分子空间构型不完全对称，正、负分子空间构型不完全对称，正、负电荷中心不能重合的分子电荷中心不能重合的分子。极性分子中可以有极性键，也可以有非极性键。极性分子中可以有极性键，也可以有非极性键。第18页，本讲稿共49页 例例2（1）某期刊封面上）某期刊封面上 有如下一个分子的球棍模有如下一个分子的球棍模 型图图中型图图中“棍棍”代表单键或代表单键或 双键或叁键。不同颜色的双键或叁键。不同颜色的 球代表元素的原子，该模型图可代表一种：球代表元素

13、的原子，该模型图可代表一种：A卤代羧酸卤代羧酸 B酯酯 C氨基酸氨基酸 D醇钠醇钠 第19页，本讲稿共49页 （2）下下列列结结构构图图中中，代代表表原原子子序序数数从从 1 到到 10 的的元元素素的的原原子子实实（原原子子实实是是原原子子除除去去最最外外层层电电子子后后剩剩余余的的部部分分），小小黑黑点点代代表表未未用用于于形形成成共共价价键键的的最最外外层层电电子子，短线代表价键。短线代表价键。示例：示例：根根据据各各图图表表示示的的结结构构特特点点，写写出出该该分子的化学式分子的化学式第20页，本讲稿共49页答案：答案：A.NH3 B.HCN C.BF3 D.CO(NH2)2 第21页

14、，本讲稿共49页 例例3下下列列分分子子中中所所有有原原子子都都满满足足最最外外层层 8 电子结构的是电子结构的是 A 光气光气(COCl2)B 五氯化磷五氯化磷 C 次氯酸次氯酸 D 六氯化二铝六氯化二铝第22页，本讲稿共49页 例例4（1）请写出含有）请写出含有10个电子微粒。个电子微粒。答案：答案：Ne Na+、Mg2+、Al3+F、O2、N3 HF、H2O、NH3、CH4 NH4+、H3O+、OH CH5+、NH2第23页，本讲稿共49页 （2）请请写写出出10个个分分子子式式，使使每每个个分分子中都含有子中都含有18个电子。个电子。答案：答案：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4

15、F2、H2O2、N2H4、C2H6 CH3F、CH3OH、CH3NH2第24页，本讲稿共49页 （2）原子数相同、电子数相同的分子或离子，）原子数相同、电子数相同的分子或离子，构型往往相同。如构型往往相同。如CH4和和 NH4+均为正四面均为正四面体。下表第一横行是含体。下表第一横行是含C（碳）的分子或离（碳）的分子或离子，在第二横行填入相应含子，在第二横行填入相应含N（氮）的分子（氮）的分子或离子。或离子。C2H6 CN CO CO2 CO32 答案：答案：N2H62+N2 N2 N2O NO3第25页，本讲稿共49页5.四晶体四晶体晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子

16、晶体分子晶体 金属晶体金属晶体概念概念 离子间离子键离子间离子键 原子间共价键原子间共价键 分子间分子力分子间分子力 晶体质点晶体质点 阴、阳离子阴、阳离子 原子原子 分子分子 金属阳离子金属阳离子 自由电子自由电子作用力作用力 离子键离子键 共价键共价键 分子间作用力分子间作用力 金属键金属键 物理性质物理性质熔沸点熔沸点 较高较高 最高最高 很低很低 一般较高一般较高 少部分低少部分低硬度硬度 较硬较硬 最硬最硬 硬度小硬度小 一般较硬一般较硬 少部分软少部分软溶解性溶解性 易溶于水易溶于水 难溶任何溶剂难溶任何溶剂 相似相溶相似相溶 难溶、部分反应难溶、部分反应 导电性导电性 溶、熔可溶

17、、熔可 硅、硅、(石墨石墨)可可 部分水溶液可部分水溶液可 晶体、熔化导电晶体、熔化导电 实例实例 盐盐MOH MO C Si SiO2 SiC HX XOn HXOn 第26页，本讲稿共49页物质熔沸点高低的比较物质熔沸点高低的比较1.晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高，只有分子晶体熔化时不破坏化学键晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高，只有分子晶体熔化时不破坏化学键2.不同晶体（一般）：原子晶体不同晶体（一般）：原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体 熔点范围熔点范围：上千度上千度几千度几千度 近千度近千度几百度几百度 多数零下最多几百度多数零下最多几百度3.同种晶体同种晶体离子晶体：比较

18、离子键强弱，离子半径越小，电荷越多，熔离子晶体：比较离子键强弱，离子半径越小，电荷越多，熔 沸沸点越高点越高 MgOMgCl2NaClKClKBr原子晶体：比较共价键强弱（看键能和键长）原子晶体：比较共价键强弱（看键能和键长）金刚石金刚石(C)水晶水晶(SiO2)SiC Si 分子晶体：比较分子间作用力分子晶体：比较分子间作用力 1）组成和结构相似时，分子量越大熔沸点越高）组成和结构相似时，分子量越大熔沸点越高 F2Cl2Br2I2 ;HCl HBr HI;CF4 CCl4 CBr4 CI4;N2异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷金属晶体：比较金属键，熔沸点同族从上到下减小，同周期金属晶体：比较金属键，

19、熔沸点同族从上到下减小，同周期 从从左到右增大。左到右增大。LiNaKRbCs;NaMgCaMg 非金属性非金属性 FClBr 最高价氧化物的水化物的酸碱性最高价氧化物的水化物的酸碱性 KOHNaOHLiOH 氢化物的稳定性氢化物的稳定性 CH4SiH4比较同周期元素及其化合物的性质比较同周期元素及其化合物的性质 碱性碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 稳定性稳定性:HFH2ONH3比较不同周期元素的性质（先找出与其同周期元素参照）比较不同周期元素的性质（先找出与其同周期元素参照）推断一些未知元素及其化合物的性质推断一些未知元素及其化合物的性质 预测预测88Ra的性质的性质第40页，本

20、讲稿共49页位、构、性的关系位、构、性的关系结构位置性质反映决定反映决定推测判断第41页，本讲稿共49页位置与性质的关系位置与性质的关系非金属性增强金属性增强元素周期表第42页，本讲稿共49页 原子最外层电子排布是原子最外层电子排布是18个电子，但第一周期是个电子，但第一周期是12个电子个电子 同一周期原子半径由大同一周期原子半径由大小，但稀有气体突然增大（严格讲，小，但稀有气体突然增大（严格讲，稀有气体中不是原子半径而是范德华半径）稀有气体中不是原子半径而是范德华半径）同一周期元素主要化合价由同一周期元素主要化合价由+1价到价到+7价，但价，但F没有没有+7价，价，O没有没有+6价。价。原子

21、核中通常含有质子和中子，但是原子核中通常含有质子和中子，但是H中没有中子中没有中子 碱金属是碱金属是IA族，但不包括族，但不包括H元素，元素，IA族包括族包括H元素和碱金属元素和碱金属特特 殊殊 性性第43页，本讲稿共49页元素性质的宏观体现元素性质的宏观体现金属性越强：金属性越强：单质越易从酸（或水）中置换出氢单质越易从酸（或水）中置换出氢单质的还原性越强单质的还原性越强阳离子的氧化性越弱阳离子的氧化性越弱最高价氧化物水化物最高价氧化物水化物M(OH)m碱性越强碱性越强置换反应（强制弱）置换反应（强制弱）构成原电池时做负极构成原电池时做负极第44页，本讲稿共49页元素性质的宏观体现元素性质的

22、宏观体现非金属性越强非金属性越强单质越易与单质越易与H2反应生成气态氢化物反应生成气态氢化物气态氢化物越稳定气态氢化物越稳定单质的氧化性越强单质的氧化性越强阴离子的还原性越弱阴离子的还原性越弱最高价氧化物水化物最高价氧化物水化物HnROm酸性越强酸性越强置换反应（强制弱）置换反应（强制弱）第45页，本讲稿共49页 例例1、人工合成的最重元素之一（元素、人工合成的最重元素之一（元素符号尚未确定，暂用符号尚未确定，暂用M表示）是用表示）是用 高能原子轰击高能原子轰击 的靶子，使锌核与铅的靶子，使锌核与铅核熔合而得。科学家通过该放射性元素核熔合而得。科学家通过该放射性元素的一系列衰变的产物确定了它的

23、存在，的一系列衰变的产物确定了它的存在，总共只检出一个原子。该原子每次衰变总共只检出一个原子。该原子每次衰变都放出一个高能都放出一个高能粒子，最后得到比较稳粒子，最后得到比较稳定的定的 原子。下列叙述正确的是原子。下列叙述正确的是第46页，本讲稿共49页 A M的中子数和质子数之差为的中子数和质子数之差为166 B 这种元素肯定是金属元素这种元素肯定是金属元素 C 这种元素属于这种元素属于A族元素族元素 D 这种元素属于第六周期元素这种元素属于第六周期元素第47页，本讲稿共49页 例例2、甲、乙、丙分别为短周期元素的最甲、乙、丙分别为短周期元素的最高价氧化物对应水化物，它们两两相互反高价氧化物

24、对应水化物，它们两两相互反应可生成正盐和水，甲和乙生成盐应可生成正盐和水，甲和乙生成盐X；乙；乙和丙生成盐和丙生成盐Y。X的水溶液显碱性，焰色的水溶液显碱性，焰色反应为黄色；乙受热分解产物是某种天然反应为黄色；乙受热分解产物是某种天然宝石的主要成分。请回答下列问题：宝石的主要成分。请回答下列问题：（1）乙的化学式为：）乙的化学式为：Al(OH)3 丙可能的化学式为：丙可能的化学式为：H2SO4、HClO4、HNO3第48页，本讲稿共49页 （2）Y 水溶液的水溶液的 pH：7 X的水溶液的水溶液显显碱性的原因，用离子方碱性的原因，用离子方程式表示：程式表示：AlO2+2 H2OAl(OH)3+OH 第49页，本讲稿共49页