2017年人教版高中化学选修3讲义3-2
人教版化学选修三物质构架化学讲义
精心整理第一章原子结构与性质一.原子结构1.能级与能层注意:每个能层的能级种数为n；轨道总数为n2；每个轨道最多容纳电子数为2每个能层最多容纳电子数为2n22.原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原3.⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按能量由低到高的顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
1s/2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p/6s4f5d6p7s5f6d7p（2态，简称能量最低原理。
基态原子：处于最低能量状态的原子激发态原子：处于能量较高状态的原子迁释放能量有关）（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。
比如，p3的轨道式为或，而不是↑↑↓↓↓↑↑↑洪特规则特例：当p、d轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、p3、d5、p6、d10时，是较稳定状态。
前36号元素全空状态的有4Be2s22p0、12Mg3s23p0、20Ca4s23d0；半充满状态的有：7N2s22p3、15P3s23p3、Cr3d54s1、25Mn3d54s2、33As4s24p3；全充满状态的有10Ne2s22p6、18Ar3s23p6、29Cu3d104s1、30Zn3d104s2、24Kr4s24p6。
364.基态原子核外电子排布的表示方法(1)①K：19②(2)（35）Fe：3d64s二.1.号。
②同一主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小；元素金属性渐强，非金属性渐弱。
③同一原子的电离能逐级增大，即I1＜I2＜I3＜，且隔层的电离能数值相差巨大。
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第2课时)
2014年7月30日星期三
11
金属晶体的原子堆积模型
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
2014年7月30日星期三
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
12
金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
2014年7月30日星期三 13
金属晶体的原子堆积模型
石墨是层状结构的混合型晶体
2014年7月30日星期三
41
金属晶体的原子堆积模型
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么 关系？ （2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？
2014年7月30日星期三
42
（ 1） ABAB… 堆积方式
2014年7月30日星期三
（ 2） ABCABC… 堆积方式
25
金属晶体的原子堆积模型
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可 以有两种最紧密的堆积方式。
上下层各4
6 7 2 3
2014年7月30日星期三
19
金属晶体的原子堆积模型
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
2014年7月30日星期三 20
金属晶体的原子堆积模型
人教版化学选修三物质结构化学讲义
第一章 原子结构与性质一.原子结构 1.能级与能层注意: 每个能层的能级种数为n ； 轨道总数为n 2 ； 每个轨道最多容纳电子数为2每个能层最多容纳电子数为2n 22.原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按能量由低到高的顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
1s / 2s 2p / 3s 3p / 4s 3d 4p / 5s 4d 5p / 6s 4f 5d 6p / 7s 5f 6d 7p 能级交错：原子轨道的能量关系是：n s ＜(n -2)f ＜(n -1)d ＜n p 【能级组：n s (n -2)f (n -1)d n p ；一个能级组中的各能级能量相近但不同】 （2）能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状 态，简称能量最低原理。
基态原子：处于最低能量状态的原子 激发态原子：处于能量较高状态的原子 基态原子可以吸收能量使核外电子跃迁到较高能级变成激发态，形成吸收光谱激发态原子也可释放能量使核外电子跃迁到较低能级变成低能激发态或基态，形成发射光谱现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析（焰火、激光、灯光、霓虹灯光、焰色反应等许多可见光都与核外电子跃迁释放能量有关） （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。
比如，p 3的轨道式为 或 ，而不是洪特规则特例：当p 、d 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
人教版高中化学选修3讲义能层与能级构造原理与电子排布式
第一节 原子结构第1课时 能层与能级 构造原理与电子排布式目标与素养：1.了解原子核外电子的能层分布，能级分布及其与能量的关系。
(微观探析)2.了解原子结构的构造原理，熟记基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。
(宏观辨识与模型认知)3.熟练掌握1～36号元素基态原子的核外电子排布式。
(微观探析与科学探究)一、原子的诞生 1．原子的诞生2．宇宙的组成元素及其含量宇宙⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫氢(H )：约为宇宙原子总数的88.6%氦(He )：约为氢原子数的18二者合起来约占宇宙原子总数的99.7%以上 其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1% 3．地球的组成元素地球上的元素⎩⎨⎧非金属元素(包括稀有气体)：仅22种金属元素：绝大多数二、能层与能级1．能层2．能级(1)根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。
(2)能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f……组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为n s、n p、n d、n f等。
(3)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有能级3s、3p、3d。
(4)s、p、d、f能级可容纳的电子数依次为1、3、5、7的二倍。
3．能层、能级中所容纳的电子数能层(n)一二三四五六七……符号K L M N O P Q ……能级1s2s2p 3s3p3d4s 4p4d4f 5s……………………最多电子数2 2 6 2 612 61142……………………2 8 18 32 ………………2n2(1)原子结构示意图中有几个能层和能级？[答案]3,4。
(2)能级n s能量一定大于(n－1)d的能量吗？[答案]不一定。
三、构造原理与电子排布式1．构造原理(1)含义在多电子原子中，电子在能级上的排列顺序是：电子先排在能量较低的能级上，然后依次排在能量较高的能级上。
(2)构造原理示意图微点拨：①不同能层同能级符号的能量，能层越高，能量越高。
人教版高中化学选修三全册教案(最新原创)
记忆原子核外电子的能层分布及其能量关系、能级分布及其能量关系 难 点 根据构造原理写出 1—36 号元素的电子排布式
教学过程 引言 物质的组成与结构决定物质的性质和变化，物质性质的改变是物质组成与结构发生了变 化的结果 第一章讨论原子结构如何决定物质的性质 第二章深入认识分子的结构和性质 第三章初步学会如何考察晶体的结构，初步认识晶体的结构与性质的关系 [引入] 原子的概念 [设问] 原子是如何诞生的？ [指导阅读] 课本 P4 页 1932 年比利时科学家勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论并由美国科学家伽莫夫修 改：整个宇宙最初聚集在一个极小体积，极高密度，极高温度 “原始原子”中，后来发生 了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的 H、少量的 He 及极少量的 Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的融合 反应，分期分批的合成了其它元素。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下 降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气 体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们现在所看到 的宇宙。 一、原子的诞生 [思考与交流] 有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？
都是由间断的、不可分的粒子即原子构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。
1、道尔顿原子模型（1803 年）英国科学家道尔顿是近代原子学说的创始人。他认为原
子是组成物质的基本粒子，它们是坚实、不可再分的实心球，同种原子的质量和性质都
相同。
2、汤姆生原子模型（1904 年）英国科学家汤姆生发现了电子。他认为原子是一个平均
知识 目标
能力 目标
人教版高中化学选修三全册教案
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构：(第一课时)
人教版高中化学选修三课件：第一章 第二节 第二课时 元素周期律(29张PPT)
电负性
1．电负性 (1)概念 ①键合电子：原子中用于形成 化学键 的电子。 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 越大 。 (2)衡量标准 电负性是由美国化学家 鲍林 提出的，他以氟的电负性为 4.0 作为相对标准，得出了各元素的电负性。
5．已知元素的电负性和原子半径一样，也是元素的一种基本性质，下表给
出14种元素的电负性：
元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si
电负 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
1．离子半径大小比较的规律 (1)同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离 子，低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋) >r(Fe3＋)。 (2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如 r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 (3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r(Li＋) <r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准 ( √ )
(2)元素电负性的大小反映了元素对键合电子引力的大小( √ )
(3)元素的电负性越大，则元素的非金属性越强
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(√ )
(4)同一周期电负性最大为稀有气体元素
高中化学选修三全套课件(共201张PPT)
99.7%
2、地球中的元素
绝大多数为金属元素 包括稀有气体在内的非金属仅22种 地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca
3、原子的认识过程
古希腊哲学家留基伯和德谟克立特 思辨精神
原子：源自古希腊语Atom，不可再分的微粒
1803年 道尔顿（英） 原子是微小的不可分割的实心球体
1897年，英国科学家汤姆生 枣糕模型
5.了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识 原子的核外电子排布
6.能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子 核外电子的排布
一、开天辟地——原子的诞生
1、原子的诞生
宇宙大爆炸2小时：大量氢原子、少量氦原子 极少量锂原子
140亿年后的今天： 氢原子占88.6% 氦原子为氢原子数1/8 其他原子总数不到1%
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理
能量最低原理：原子电子排布遵循构造原理 能使整个原子的能量处于最低
ndxy轨道 ndxz轨道 ndyz轨道
同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道
③原子轨道的电子云轮廓图 s轨道的电子云轮廓图
npx轨道电 npy轨道电 子云轮廓图 子云轮廓图
npz轨道电 子云轮廓图
nd轨道电子云轮廓图
五、泡利原理和洪特规则
核外电子的基本特征
量 主量子数
子 化
角量子数
描 磁量子数 述
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第二章 第三节 分子的性质(第2课时).ppt
范德华力大小: CI4> CCl4 >CF4 >CH4
2014年7月24日星期四
8
范德华力及其对物质性质的影响
练习： 下列变化过程只是克服了范德华力 的是（ C ）
A、食盐的熔化
B、水的分解
C、碘单质的升华 D、金属钠的熔化
2014年7月24日星期四
9
氢键及其对物质性质的影响
沸点/℃100
75 50 25 0 -25 -50 -75 -100 -125 -150 CH 4 NH3 HF
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质
第三节 分子的性质 第2课时
2014年7月24日星期四
1
范德华力及其对物质性质的影响
我们知道：分子内部原子间存在 相互作用——化学键，形成或破坏 化学键都伴随着能量变化。 物质三相之间的转化也伴随着能 量变化。这说明：分子间也存在着 相互作用力。
液态水中的氢键
2014年7月24日星期四
22
氢键及其对物质性质的影响
2014年7月24日星期四
23
氢键及其对物质性质的影响
2014年7月24日星期四
24
氢键及其对物质性质的影响
练习：
下列关于氢键的说法中正确的是( C ) A. 每个水分子内含有两个氢键
B. 在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键 C. 分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高 D. HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
2014年7月24日星期四
6
范德华力及其对物质性质的影响
思考：
分子间 将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的作用力 —————
共价键 将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的————
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．下列说法中，正确的是()
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
解析：A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，故A项错误；B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，故B项正确；C项，分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，所以C项错误，D项也错误。
故选B。
答案：B
2．SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行下列推测，不正确的是()
A．SiCl4晶体是分子晶体
B．常温、常压下，SiCl4是气体
C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
D．SiCl4的熔点高于CCl4
解析：由于SiCl4具有分子结构，所以属于分子晶体。
影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间的作用力，在这两种分子中都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，所以SiCl4的分子间作用力，熔、沸点比CCl4高。
CCl4的分子是正四面体结构，
SiCl4与它结构相似，因此也是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。
答案：B
3．(双选题)下列性质符合分子晶体特点的是()
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃
D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g/cm3
解析：本题考查分子晶体的性质。
分子晶体中分子之间是以分子间作用力相结合的，分子晶体具有低熔点、易升华、硬度小等性质。
A项熔点高，不是分子晶体的性质；D项能导电，不是分子晶体的性质，该项所述是金属钠的性质。
故选BC。
答案：BC
4．(双选题)下列关于原子晶体的说法中错误的是()
A．原子晶体中不存在独立的“分子”
B．原子晶体中所有原子之间以共价键结合成空间网状结构
C．金刚石是原子晶体，所以其化学性质稳定，即使在高温下也不与氧气发生反应
D．原子晶体中必须有共价键，可能存在分子间作用力
解析：原子晶体中原子之间以共价键结合形成空间网状结构，故原子晶体中不存在单独的“分子”；由原子晶体的定义可知，原子晶体中只有共价键，不存在分子间作用力。
碳的化学性质不活泼，但在
一定条件下能与O2、CO2等发生反应。
故选CD。
答案：CD
5．(双选题)下列式子中，能真实表示分子组成的是()
A．H2SO4B．NH3
C．SiO2D．C
解析：H2SO4是分子晶体，所以H2SO4可表示硫酸分子的组成；NH3为分子晶体，故NH3可表示氨气分子的组成；SiO2是原子晶体，SiO2只能表示晶体中Si原子与O原子的个数比为12；C既可表示金刚石，又可表示石墨等碳单质。
答案：AB
6．下列说法正确的是()
A．在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4N A B．金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1 2
C．30 g二氧化硅晶体中含有0.5 N A个二氧化硅分子
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体
解析：在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si—O键，故含有4 mol Si—O键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol，即含有2N A 个氧原子，A项错误；金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键，且每两个碳原子形成一个C—C键，故1 mol 金刚石中共有2 mol C—C键，因此碳原子与C—C键数目之比为12，B项正确；二氧化硅晶体中不存在分子这种微粒，C项错误；氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，属于分子晶体，D项错误。
答案：B
7．有下列物质：①水晶、②冰醋酸、③氧化钙、④白磷、⑤晶体氩、⑥氢氧化钠、⑦铝、⑧金刚石、⑨过氧化钠、⑩碳化钙、⑪碳化硅、⑫干冰、⑬过氧化氢。
根据要求填空：
(1)属于原子晶体的化合物是________。
(2)直接由原子构成的晶体是________。
(3)直接由原子构成的分子晶体是________。
(4)由极性分子构成的晶体是________，属于分子晶体的单质是________。
(5)在一定条件下，能导电且不发生化学变化的单质是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________，受热熔化需克服共价键的是________。
解析：本题考查的是原子晶体、分子晶体、金属晶体的辨别及晶体内作用力类型的分析。
属于原子晶体的有：金刚石、碳化硅和水晶；属于分子晶体的有：晶体氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化时破坏化学键。
答案：(1)①⑪(2)①⑤⑧⑪(3)⑤
(4)②⑬④⑤(5)⑦②④⑫⑬①⑧⑪
8．根据SiO2晶体的结构，回答下列问题。
(1)在二氧化硅晶体中有若干环状结构，最小的环状结构由________个原子构成。
(2)在二氧化硅晶体中，硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化，
杂化的方式是________，O—Si—O夹角是________。
(3)二氧化硅属于重要的无机非金属材料之一，请列举两项二氧化硅的主要用途：①________；②________。
(4)下列说法中正确的是________。
①凡是原子晶体都含有共价键②凡是原子晶体都有正四面体结构③凡是原子晶体都具有空间立体网状结构④凡是原子晶体都具有很高的熔点
解析：本题以SiO2为例考查原子晶体的结构。
可通过对比碳原子与硅原子结构的相似性、金刚石晶体与二氧化硅晶体结构的相似性，判断二氧化硅晶体中硅原子的原子轨道杂化的方式。
有了原子轨道杂化方式，即可确定键角。
不同的原子晶体可能结构不同，并不是所有的原子晶体都具有正四面体结构。
答案：(1)12(2)sp3109°28′
(3)①制造石英玻璃②制造石英表中的压电材料(也可以答制造光导纤维等)
(4)①③④。