专题十一 物质结构与性质 主干知识梳理 一、原子结构与性质 (一)基态原子的核外电子排布 1．排布规律 (1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。 (2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子。 (3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。 2．表示方法 3．特殊原子的核外电子排布式 (1)Cr的核外电子排布 先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5为半充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d5，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d54s1。 (2)Cu的核外电子排布 先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10为全充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d10，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d104s1。 (二)元素的第一电离能和电负性的递变性及应用 1．元素的电离能 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叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ·mol－1。 (1)原子核外电子排布的周期性 随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化(第一周期元素原子除外)。 (2)元素第一电离能的周期性变化 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。 (3)元素电离能的应用 ①判断元素金属性的强弱 电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之，则越弱。 ②判断元素的化合价 如果某元素的In＋1?In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素I2?I1，所以钠元素的化合价为＋1价。 2．元素的电负性 (1)元素电负性的周期性变化 元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。 随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势。 (2)电负性的应用 二、分子结构与性质 1．分子构型与杂化轨道理论 杂化轨道的要点 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。 2．分子构型与价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对立体构型，不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。 (2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。 3．中心原子杂化类型和分子立体构型的相互判断 中心原子的杂化类型和分子立体构型有关，二者之间可以相互判断。 4．共价键 (1)共价键的类型 ①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键和三键。 ②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。 ③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜面对称性。 (2)键参数 ①键能：指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。 ②键长：指形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。 ③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。 ④键参数对分子性质的影响 键长越短，键能越大，分子越稳定。 (3)σ键、π键的判断 ①由轨道重叠方式判断 “头碰头”重叠为σ ... ...
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