■江西師范大學(xué)附屬中學(xué) 吳 健

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識在高考中主要考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)等化學(xué)學(xué)科必備知識,重點是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。同時還考查考生的理解與辨析、分析與推測,以及歸納與論證等化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵能力。分析近年的高考化學(xué)試題可以看出,物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的知識點考查范圍并不大,而且發(fā)散性比較弱,考點呈現(xiàn)比較集中,知識點之間的關(guān)系相對獨立,考查形式主要以填空題為主,考查內(nèi)容基本源于課本,高于課本,難度不大。

一、典型例題分析

例1Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F 形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為____,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是____(填標(biāo)號)。

A.sp B.sp2

C.sp3D.sp3d

解析：XeF2易升華,所以是分子晶體,其中心原子價層電子對數(shù)為。雜化軌道數(shù)量為5,雜化類型為sp3d。

思維建模：價層電子對數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù),其中:孤電子對數(shù)=(中心原子價電子數(shù)-中心原子結(jié)合原子數(shù)×結(jié)合的原子還能接納幾個電子數(shù)),如果是陰離子,中心原子價電子數(shù)+電荷數(shù)。如果是陽離子,中心原子價電子數(shù)-電荷數(shù),其他不變。σ鍵數(shù)=中心原子結(jié)合原子數(shù)目。

例2FeSO4·7 H2O 失水后可轉(zhuǎn)化為FeSO4·H2O,與FeS2可聯(lián)合制備鐵粉精(FexOy)和H2SO4。

解析：的鍵角大于H2O,中S原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,離子的空間構(gòu)型為正四面體形,H2O 分子中O 原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為2,分子的空間構(gòu)型為V 形。

思維建模：比較鍵角大小。(1)判斷原子的雜化類型,通常是sp雜化鍵角＞sp2雜化鍵角＞sp3雜化鍵角。(2)如果原子雜化類型相同,比較該原子孤電子對數(shù),孤電子對數(shù)越多鍵角越小,這是因為孤電子對對σ鍵的斥力大。(3)如果原子雜化類型、原子的孤電子對數(shù)均相同,那就得看中心原子或者結(jié)合原子的特點了。比如結(jié)合原子相同,中心原子的電負性越大,成鍵電子對更靠近中心原子,成鍵電子對間的斥力要變大,鍵角要變大;中心原子相同,結(jié)合原子的電負性越小,成鍵電子對更靠近中心原子,成鍵電子對間的斥力要變大,鍵角要變大。

例3鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成無色晶體X 和紅棕色液體Y。X 為_____,解釋X 的熔點比Y 高的原因:____。

解析：CsICl2發(fā)生非氧化還原反應(yīng),各元素化合價不變,生成無色晶體和紅棕色液體,則無色晶體為Cs Cl,紅棕色液體為ICl。Cs Cl為離子晶體,熔化時,克服的是離子鍵,ICl為分子晶體,熔化時,克服的是分子間作用力,因此CsCl的熔點比ICl高。

思維建模：比較晶體熔沸點大小。不同種類型晶體,通常,熔沸點:原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。同種類型的晶體,通過比較構(gòu)成晶體粒子間的作用力來判斷晶體的熔沸點。(1)原子晶體,熔沸點可以通過原子間共價鍵的鍵長或者鍵能的大小來判斷,通常鍵能越大、鍵長越短,共價鍵越穩(wěn)定,熔沸點越高。(2)離子晶體,熔沸點可以通過晶格能的大小來判斷,影響晶格能主要因素有離子所帶的電荷以及離子的半徑。離子所帶的電荷越多、離子半徑越小晶格能越大,離子晶體熔沸點越高。(3)分子晶體,熔沸點要看分子間氫鍵和分子間作用力。通常情況下,分子間形成氫鍵分子晶體熔沸點大于分子間無氫鍵的分子晶體。如果比較兩個分子晶體均無分子間氫鍵,可以比較分子間作用力大小來判斷分子晶體熔沸點。影響分子間作用力強弱主要看相對分子質(zhì)量和分子極性,通常相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強,熔沸點越高;相對分子質(zhì)量相似,分子極性越大,分子間作用力越強,熔沸點越高。

二、高考新動向與復(fù)習(xí)策略

根據(jù)近幾年高考題的分析,對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查較為基礎(chǔ),涉及的?？键c較為集中,新高考中涉及的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識,變化不會太大。在復(fù)習(xí)時,要遵循的基本原則依然是基礎(chǔ)、系統(tǒng)、扎實,拿下基礎(chǔ)題甚至中檔題,注意知識的完整性,知識點復(fù)習(xí)要扎實到位,形成物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的知識體系。對原子或者離子結(jié)構(gòu)的考查,核心是對核外電子排布,即能級順序排序、泡利原理、洪特規(guī)則及洪特規(guī)則特例的運用情況的考查。對元素性質(zhì)的考查主要集中在電離能大小和電負性強弱的比較兩方面。對分子結(jié)構(gòu),要求熟練掌握典型分子中心原子的雜化軌道類型的分析方法(價層電子對數(shù)的計算)、分子空間構(gòu)型的判斷技巧(價層電子對互斥理論)、共價鍵類型的分析與判斷技巧等。除共價鍵之外,分子間作用力尤其是氫鍵更是高考試題中的高頻考點,應(yīng)注意分析陌生物質(zhì)中是否存在氫鍵、氫鍵的數(shù)目及氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。對晶體結(jié)構(gòu),要求能夠準(zhǔn)確判斷常見晶體的所屬類型,能夠用均攤法快速計算晶胞內(nèi)原子(或分子或離子)個數(shù)及其質(zhì)量,能夠用數(shù)學(xué)知識,用所給棱長(或其他晶胞參數(shù))求體積。