■鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 王紀(jì)學(xué)

2017年12月15日，教育部發(fā)布2018年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱，它是高考命題的規(guī)范性文件和標(biāo)準(zhǔn)。2018年考試大綱相對(duì)于2017年的考試大綱無(wú)明顯變化，大綱保持穩(wěn)定。結(jié)合考試大綱內(nèi)容和筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)高中物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)內(nèi)容總結(jié)如下。

一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律

1.了解元素、核素和同位素的含義。

2.了解原子的構(gòu)成。

解讀:“元素”是具有相同核電荷數(shù)的一類原子的總稱，這里的“一類原子”具有相同的質(zhì)子數(shù)，它們之間互稱為“同位素”，每一種特定的原子都是一種“核素”。

例 1在HHH、C、C、C、NN中，核素、元素的種數(shù)分別為____種、____種C、C、C的關(guān)系為____，因?yàn)樗鼈兪蔷哂衉___的同一元素的不同原子。其化學(xué)性質(zhì)幾乎完全____。

答案:83互為同位素 相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù) 相同

例2某元素的一種原子X(jué)的質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1H原子組成HmX分子，在ag HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是( )。

答案:A

3.了解原子核外電子排布規(guī)律。

(1)電子層的表示方法及能量變化。

(2)核外電子排布規(guī)律。

解讀:核外電子排布遵循能量最低原理，按照由里向外的順序依次排布在能量逐漸升高的電子層里。每層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè)，最外層不超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè))，次外層不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)。

例3下面為幾種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖，完成以下填空。

(1)屬于陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的粒子是____(填編號(hào)，下同)。

(2)具有穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的原子是____。

(3)只能得電子的粒子是____；只能失電子的粒子是____；既能得電子，又能失電子的粒子是____。

(4)③粒子半徑____④粒子半徑(填“大于”“小于”或“等于”)。

答案:(1)③⑤⑧ (2)②(3)③⑤ ①④⑥ ⑦⑧ (4)小于

4.掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)。

5.掌握元素在元素周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律。

6.了解金屬、非金屬元素在周期表中的位置及其性質(zhì)遞變規(guī)律。

解讀:要了解元素周期表(長(zhǎng)式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)，知道周期和族的編排原則，?？家族e(cuò)的是0族和第Ⅷ族；以第3周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，如鈉、鎂、鋁與水反應(yīng)的情況；以ⅠA堿金屬和ⅦA鹵素為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；掌握元素金屬性與非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)。

例4(1)甲、乙是元素周期表中同一主族相鄰周期的兩種元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)可能是____。

(2)若甲、乙分別是同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序數(shù)分別為m和n，則m和n的關(guān)系為____。

答案:(1)x+2、x+8、x+18、x+32(2)n=m+5、n=m+15、n=m+29

例5下列事實(shí)能說(shuō)明氯元素原子得電子能力比硫元素原子強(qiáng)的是____。

①HCl的溶解度比H2S的大；

②HCl的酸性比H2S的強(qiáng)；

③HCl的穩(wěn)定性比H2S的大；

④HCl的還原性比H2S的弱；

⑤HClO4的酸性比H2SO4的強(qiáng)；

⑥Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3，而S與鐵反應(yīng)生成FeS；

⑦Cl2能與H2S反應(yīng)生成S；

⑧在周期表中Cl處于S同周期的右側(cè)；

⑨還原性:Cl-＜S2-。

答案:③④⑤⑥⑦⑧⑨

例6有 A、B、C、D、E五種短周期元素，A是地殼中含量最多的元素，B元素有3種同位素B1、B2、B3，B3原子的質(zhì)量數(shù)是B1的3倍，C是非金屬性最強(qiáng)的元素，D和C可以形成D C型化合物，且離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，E元素原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少6個(gè)。下列說(shuō)法正確的是 ( )。

A.D元素的金屬性在短周期元素中最強(qiáng)

B.E單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維

C.A和B只能形成原子個(gè)數(shù)比為1∶2的化合物

D.以上元素中形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是C

答案:A

7.了解化學(xué)鍵的定義。了解離子鍵、共價(jià)鍵的形成。

解讀:原子結(jié)構(gòu)示意圖為初中學(xué)習(xí)內(nèi)容，考查較少；原子、離子、分子和離子化合物電子式的書寫及用電子式表示物質(zhì)的形成過(guò)程是考查重點(diǎn)。

思考:哪些物質(zhì)能形成離子鍵?

(1)活潑的金屬元素(ⅠA，ⅡA族)和活潑的非金屬元素(ⅥA，ⅦA族)形成的化合物。

(2)活潑的金屬元素和酸根離子形成的鹽。

(3)NH和酸根離子(或活潑非金屬元素)形成的鹽。

例7(1)寫出 H2O2、Na2O2、NH4Cl、HClO的電子式:___。

(2)用電子式表示Na2S的形成過(guò)程:___。

例8下列物質(zhì)中所有原子均滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物是( )。

A.PCl5B.P4C.CCl4D.NH3

答案:C

例9有以下9種物質(zhì):

①Ne②NH4Cl ③KNO3④NaOH

⑤Cl2⑥SO2⑦H2S⑧Na2O2

⑨MgCl2

請(qǐng)用上述物質(zhì)的數(shù)字序號(hào)填空:

(1)只存在離子鍵的是____。

(2)只存在共價(jià)鍵的是____。

(3)只存在共價(jià)鍵的電解質(zhì)是____。

(4)既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵的是____。

(5)不存在化學(xué)鍵的是____。

答案:(1)⑨ (2)⑤⑥⑦ (3)⑦(4)②③④⑧ (5)①

二、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和排布原理。

解讀:理解并掌握能層、能級(jí)的概念、符號(hào)，結(jié)合排布規(guī)律(構(gòu)造原理、泡利原理、洪特規(guī)則)，能正確書寫1～36號(hào)元素原子核外電子和價(jià)電子的電子排布式和電子排布圖(或稱軌道表示式)。

例10基態(tài)Fe原子有____個(gè)未成對(duì)電子。Fe3+的電子排布式為____?？捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3+，形成的配合物的顏色為____。

答案:41s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5血紅色

2.了解電離能的含義，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。

解讀:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的能量叫作第一電離能。常用符號(hào)I1表示，單位為kJ·mol-1。隨著原子序數(shù)的增加，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)周期性的變化:每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化。元素的第一電離能呈周期性變化:同周期從左到右，第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì)，稀有氣體的第一電離能最大，堿金屬的第一電離能最??；同主族從上到下，第一電離能有逐漸減小的趨勢(shì)。

【高頻考點(diǎn)】

(1)同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)。

(2)判斷元素金屬性的強(qiáng)弱:電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之金屬性越弱。

(3)判斷元素的化合價(jià):如果某元素的第(n+1)電離能遠(yuǎn)大于第n電離能，即In+1?In，則該元素的常見化合價(jià)為+n價(jià)，如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價(jià)為+1價(jià)。

3.了解電負(fù)性的概念，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。

解讀:不同元素的原子對(duì)電子吸引力的大小叫作該元素的電負(fù)性。

隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化:同周期從左到右，主族元素電負(fù)性逐漸增大；同一主族從上到下，元素電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。

【高頻考點(diǎn)】

(1)判斷金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱:金屬電負(fù)性一般小于1.8，電負(fù)性越小，金屬越活潑；非金屬電負(fù)性一般大于1.8，電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑。

(2)判斷元素在化合物中的價(jià)態(tài):電負(fù)性大的元素控制電子能力強(qiáng)，呈負(fù)價(jià)，否則，呈正價(jià)。

(3)判斷化學(xué)鍵類型:電負(fù)性差值(一般為1.7)大的元素原子之間形成的化學(xué)鍵主要是離子鍵，差值小的化學(xué)鍵主要是共價(jià)鍵。

例11前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，并且A-和B+的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。

四種元素中第一電離能最小的是____，電負(fù)性最大的是____(填元素符號(hào))。

答案:KF

4.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。

解讀:處于最低能量的原子叫基態(tài)原子，當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高的能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:

原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過(guò)程叫作激發(fā)。激發(fā)態(tài)是一種壽命極短的不穩(wěn)定狀態(tài)，原子隨即躍遷回基態(tài)，這一過(guò)程叫作退激。通過(guò)原子光譜發(fā)現(xiàn)新元素，如1868年科學(xué)家們通過(guò)太陽(yáng)光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦；化學(xué)研究中利用光譜分析檢測(cè)一些物質(zhì)的存在與含量等。

例12下列敘述中，正確的是( )。

A.1s電子云界面圖是一個(gè)球面，表示在這個(gè)球面以外，電子出現(xiàn)的概率為零

B.σ鍵鏡面對(duì)稱，而π鍵軸對(duì)稱

C.在能層、能級(jí)以及電子云的伸展方向確定時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才能確定下來(lái)

D.在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析

答案:D

三、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。

2.了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)。了解配位鍵的含義。

3.能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。

解讀:離子鍵的強(qiáng)度與離子的電荷、離子的構(gòu)型和離子的半徑有密切關(guān)系。離子鍵的強(qiáng)度影響著離子化合物的性質(zhì)，如熔點(diǎn)高低、硬度大小、熱膨脹系數(shù)和壓縮系數(shù)。

價(jià)鍵理論主要指電子配對(duì)原理和最大重疊原理，前者是兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)；后者是兩個(gè)原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。

共價(jià)鍵的類型:按成鍵原子間共用電子對(duì)的數(shù)目分為單鍵、雙鍵、三鍵；按共用電子對(duì)是否偏移分為極性鍵、非極性鍵；按原子軌道的重疊方式分為σ鍵和π鍵，前者的電子云具有軸對(duì)稱性，后者的電子云具有鏡像對(duì)稱性。

鍵參數(shù)主要指鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角，一般而言，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定；鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定；鍵角決定著分子的空間構(gòu)型。

4.了解雜化軌道理論及簡(jiǎn)單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。

解讀:當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子的價(jià)電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間形狀不同(見表1)。

表1

例13已知元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子，元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，則在Y的氫化物(H2Y)分子中，Y原子軌道的雜化類型是____，YZ的空間構(gòu)型為____。

答案:sp3正四面體

例14甲醛(H2C═O)在N i催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醛分子內(nèi)C原子的雜化方式為____，甲醇分子內(nèi)的O—C—H鍵角____(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內(nèi)的O—C—H鍵角。

答案:sp2小于

5.能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。

解讀:(1)價(jià)層電子對(duì)在球面上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。

(2)孤電子對(duì)的排斥力較大，孤電子對(duì)越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小(見表2)。

表2

6.了解范德華力的含義及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。

7.了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。

解讀:見表3。

表3

例15維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝，并有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用。該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為:

(1)以下關(guān)于維生素B1的說(shuō)法正確的是____。

A.只含σ鍵和π鍵

B.既有共價(jià)鍵又有離子鍵

C.該物質(zhì)的熔點(diǎn)可能高于NaCl

D.該物質(zhì)易溶于鹽酸

(2)維生素B1晶體溶于水的過(guò)程中要克服的微粒間作用力有____。

A.離子鍵、共價(jià)鍵

B.離子鍵、氫鍵、共價(jià)鍵

C.氫鍵、范德華力

D.離子鍵、氫鍵、范德華力

答案:(1)BD(2)D

例16已知鄰羥基苯甲酸與對(duì)羥基苯甲酸的沸點(diǎn)相差較大，根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，前者的沸點(diǎn)____后者(填“高于”或“低于”)，解釋原因:____。

答案:低于 前者形成分子內(nèi)氫鍵，而后者形成分子間氫鍵

四、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。

解讀:四類晶體的比較(見表4)。

表4

2.了解晶格能的概念，了解晶格能對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響。

解讀:(1)定義:氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位:kJ·mol-1。

(2)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系:晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點(diǎn)越高，硬度越大。

3.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

解讀:(1)如圖1，干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)。

(2)如圖2，冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氫鍵”。

圖1

圖2

4.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

解讀:(1)如圖3，金剛石晶體中，每個(gè)C與另外4個(gè)C形成共價(jià)鍵，C—C鍵之間的夾角是109°28'，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價(jià)鍵有2mol。

(2)如圖4，SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與4個(gè)O成鍵，每個(gè)O原子與2個(gè)硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子。

圖3

圖4

5.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見的堆積方式。

【高頻考點(diǎn)】

?？嫉膸追N晶體主要有干冰、冰、金剛石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空間結(jié)構(gòu)。

6.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。

解讀:晶胞計(jì)算的思維方法。

①“均攤法”原理，如圖5。

圖5

②在使用均攤法計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。

圖6

例17圖6是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為+2價(jià)，G為-2價(jià)，則Q的化合價(jià)為____。

答案:+3價(jià)

圖7

例18圖7是金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，則其分子式為____。

答案:M14N13

注意:對(duì)于氣態(tài)團(tuán)簇分子，其本身就是獨(dú)立的，不再適用均攤法。