4物质结构2
物质的组成、结构及性质 (2)
(5)酸性氧化物、碱性氧化物不一定能与水反应生成相应的酸或碱，如SiO2、Fe2O3都不 溶于水，也不跟水反应。
(6)跟碱反应生成盐和水的氧化物不一定是酸性氧化物，如2NO2＋2NaOH===NaNO3＋ NaNO2＋H2O，NO2不是酸性氧化物。
3．有关酸、碱的易错点 (1)分子中含有几个氢原子不一定是几元酸，如CH3COOH是一元酸。 （2019年26(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2O＝H＋＋B(OH)4， Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸；） (2)强酸的氢离子浓度不一定比弱酸的氢离子浓度大。 (3)能电离出氢离子的不一定是酸，能电离出氢氧根离子的不一定是碱， 如酸式盐和碱式盐。
分类方法在化学研究与学习中是一种重要的方法，也是高考题中高频考点。高考题在
命制考查分类方法的题目时，往往考查对物质进行分类和对化学反应进行分类。
1．有关纯净物和混合物的易错点
(1)只由一种元素组成的物质不一定是纯净物，如O2和O3。 (2)结晶水合物是纯净物中的化合物，不是混合物，如CuSO4·5H2O。 (3)由同位素的不同原子构成的单质(或化合物)是纯净物，如H2和D2、H2O和D2O。 (4)高分子化合物不是化合物，是混合物，如淀粉(C6H10O5)n，n值不同，分子不同，所 以淀粉为混合物。
第4章 物质结构 元素周期律 -高中化学全册必背章节知识清单(新人教版必修第一册)(教师版)
第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与化学周期表一、原子结构 1、原子的构成原子由原子核和核外电子组成(原子核包括质子和中子)，质子带 正电 ，电子带 负电 ，中子中立 不带电 。
2、质量数(1)概念：将核内所有 质子 和 中子 的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。
(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A )＝ 质子数(Z ) ＋ 中子数(N ) ②质子数＝ 核电荷数 ＝核外电子数 3、原子的表示方法如作为相对原子质量标准的12 6C 表示质子数为 6 ，质量数为 12 的碳原子。
4、粒子符号(A Z X ±bn ±m )中各数字的含义5、原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示 原子核 及 核内质子数 ，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
以钠原子为例：(2)离子结构示意图①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。
如 Mg ：→ Mg 2＋：。
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
如 F ：→F－：。
Na＋与稀有气体Ne的核外电子排布相同；Cl－与稀有气体Ar的核外电子排布相同。
二、元素在周期表1、周期的分类与包含元素216个族分为7 个主族、7 个副族、1个第Ⅷ 族和1个0 族。
3、元素周期表中的方格中各符号的意义注：元素周期表记忆口诀横行叫周期，现有一至七；三四分长短，四长副族现；竖行称作族，总共十六族；Ⅷ族最特殊，三列是一族；二三分主副，先主后副族；镧锕各十五，均属ⅧB族。
4、元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断(1)元素的位置与原子结构的关系(2)短周期元素原子结构与位置的关系①族序数等于周期数的元素有H、Be、Al 。
②族序数是周期数2倍的元素有C、S 。
无机化学四新物质结构
溶胶-凝胶法可以制备出具有高纯度、高均匀性和高结晶度的 无机材料，同时还可以通过控制反应条件和添加改性剂等手 段对材料的结构和性质进行调控。这种方法广泛应用于陶瓷 、玻璃、复合材料等领域。
水热法与溶剂热法
总结词
水热法与溶剂热法是在高温高压条件下，通过水或有机溶剂作为反应介质，制备 无机材料的方法。
无机化学四新物质结构
• 引言 • 无机化学基础知识 • 新物质结构类型 • 无机化学中的新物质合成方法 • 无机化学新物质的应用 • 结论与展望
01
引言
主题简介
无机化学四新物质结构是指近年来在无机化学领域中发现的四种具有独特结构和性 质的物质，它们在材料科学、能源、环境等领域具有广泛的应用前景。
固相法通常是将固体反应物混合并在高温下 进行反应，制备出所需的无机材料。液相法 则是在液态反应介质中，通过控制反应条件 和添加剂等手段，制备出具有特定结构和性 能的无机材料。这两种方法都可以用于制备 高纯度、高密度和高质量的无机材料，广泛
应用于陶瓷、玻璃、复合材料等领域。
05
无机化学新物质的应用
新物质在材料科学中的应用
发展提供理论支持和实践指导。
这些物质在能源、环境、医疗等领域具 有广泛的应用前景，研究它们的结构和 性质有助于推动相关领域的技术进步和
创新发展。
同时，无机化学四新物质结构的发现和 研究也有助于提升我国在无机化学领域 的国际地位和影响力，为我国科技事业
的发展做出贡献。
02
无机化学基础知识
无机化学概述
详细描述
水热法与溶剂热法可以在相对较低的温度和压力条件下实现无机材料的合成，同 时可以控制材料的晶体结构和形貌。这种方法可以制备出具有特殊结构和优异性 能的无机材料，广泛应用于矿物、陶瓷、催化剂等领域。
新教材高中化学第四章物质结构元素周期律第二节第2课时元素周期表和元素周期律的应用检测含解析新人教版
第2课时元素周期表和元素周期律的应用课后·训练提升合格考过关检验1.已知砷(As)为第ⅤA族元素,下列砷元素形成的化合物的化学式错误的是( )。
A.氢化物:AsH3B.最高价氧化物:As2O5C.砷化钠:NaAsD.含氧酸:H3AsO4答案:C解析:化合物中砷的常见化合价为-3价、+3价、+5价,根据化合价规则可知C项错误。
2.下列有关过渡元素的说法正确的是( )。
A.新型高效催化剂多与过渡元素有关B.高效低毒农药多与过渡元素有关C.过渡元素中只有铁、锰等少数元素存在变价D.大多数过渡元素的单质不能与酸反应答案:A解析:高效低毒农药多与元素周期表右上方的元素有关,B项错误。
过渡元素多数都具有变价,C项错误。
过渡元素最外电子层上的电子较少,具有较强的还原性,可与酸发生反应,D项错误。
3.某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3。
这种元素的气态氢化物的化学式是( )。
A.HXB.H2XC.XH3D.XH4答案:D解析:由H2XO3知X呈+4价,则最外层有4个电子,其最低负化合价为-4价,氢化物为XH4,故选D。
4.第ⅡA族元素从第二周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。
下列关于第ⅡA族元素的推断可能正确的是( )。
①常温下,单质铍能与水剧烈反应放出H2②常温下,单质钡能与水剧烈反应放出H2③Be(OH)2易溶于水④Ba(OH)2易溶于水⑤SrCO3易溶于水A.①②③B.③⑤C.②④D.①②③④⑤答案:C解析:同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,与水反应越来越剧烈,即常温下,单质钡能与水剧烈反应放出H2,①错误,②正确;Mg(OH)2难溶于水,Ca(OH)2微溶于水,推出Be(OH)2难溶于水,③错误;Ba(OH)2是易溶于水的强碱,④正确;根据MgCO3、CaCO3、BaCO3难溶于水,推出SrCO3难溶于水,⑤错误。
5.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。
新教材人教版高中化学必修第一册第四章物质结构元素周期律 知识点考点及解题方法规律汇总
第四章 物质结构元素周期律第一节 原子结构与元素周期表 .................................................................................. - 1 -第1课时 原子结构 .............................................................................................. - 1 - 第2课时 元素周期表 .......................................................................................... - 5 - 第3课时 核素 ...................................................................................................... - 8 - 第4课时 原子结构与元素的性质 .................................................................... - 10 - 第二节 元素周期律 .................................................................................................... - 16 -第1课时 元素性质的周期性变化规律 ............................................................ - 16 - 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用 .................................................... - 19 - 第三节 化学键............................................................................................................ - 22 -第一节 原子结构与元素周期表第1课时 原子结构1.基础知识一、原子的构成 1．原子的构成原子⎩⎨⎧原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子：带1个单位正电荷中子：不带电电子：带1个单位负电荷如碳原子的原子结构模型2．质量数(1)质量数：原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
第四章 物质结构基础
原子轨道角度分布图
n, l, m（
r，θ，φ）=R n, l （r）﹒Yl, m（θ，φ）
原子轨道角度分布图：由Y（θ ，φ ）对θ ，φ 作图所 得，表示电子可能出现的区域。
3. 概率密度和电子云
概率:电子在核外空间某处出现机会的多少称为概率。 概率密度: 电子在核外空间某处单位体积中出现的概率 称为概率密度。 电子云: 用小黑点的疏密表示原子核外电子出现的概率
密度的大小,这种图像称为电子云。
所以，电子云是概率密度大小的形象化描述。黑点密集 的地方，表示电子出现的概率密度大。
4. 量子数
核外电子的运动状态用波函数或原子轨
道来描述，波函数或原子轨道是由一些参数
来确定的，这些参数都是量子化的（取值不
连续），叫做量子数。
（1）主量子数（n） 【意义】描述电子出现概率最大的区域离核的距离 ，是决定电子能量高低的主要因素。 n越大，表示距 离越远，能量越高。 【取值范围】n只能取1，2，3，4…等正整数，常用 符号K、L、M、N…来表示。 （2）角量子数（L） 【意义】描述原子轨道或电子云的空间形状，在多 电子原子中与n共同决定电子的能量高低。 【取值范围】 L 只能取小于 n 的正整数。即对于给定 的n值，L可取0，1，2，3，…n-1，用符号 s,p,d,f…表示。
磁量子数 m 决定原子轨道在 空间的取向。同 一亚层（l 相同） 的几条原子轨道 在空间有不同的 取向，共有2l +1 种取向，每种取 向相当于一个原 子轨道。
m = 0, ± 1, ± 2, ..., ±l 数目 = 2l + 1
自旋量子数 m s
意义
电子层，决定核 外电子的能量和 离核的平均距离 。n 越大，电子 离核越远，电子 的能量越高。
工程化学(周祖新)4-2 物质结构
离子键
含有极性键或非 共价键 极性键 含有共价键或不 分子间作用力 含任何化学键 金属键 金属键
四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 （NaCl） ） 原子晶体 （SiO2） 分子晶体 （HCl） ） 金属晶体 （Cu） ） 固体导电情况 不导电 除半导体外 不导电 不导电 熔化时导电情况 导电 除半导体外 不导电 不导电
三、分子间作用力
1、分子间作用力： 、分子间作用力： (1)把分子聚集在一起的作用力 范德瓦耳斯力 把分子聚集在一起的作用力(范德瓦耳斯力 把分子聚集在一起的作用力 范德瓦耳斯力)
降温加压 降温
气态
分子距离缩短
液态
分子距离缩短
固态
分子有规则排列
分子无规则运动
说明了物质的分子间存在着作用力 这种分子间的作用力又叫做范德瓦耳斯力。 这种分子间的作用力又叫做范德瓦耳斯力。 范德瓦耳斯力
。
由分子构成 的物质， 的物质，在 一定条件下 能发生三态 变化，说明 变化， 分子间存在 作存在作用力的事实：
。
由分子构成 的物质， 的物质，在 一定条件下 能发生三态 变化，说明 变化， 分子间存在 作用力。 作用力。
三、分子间作用力 １.概念： 概念： 将气体分子凝聚成相应的固体或液 体的作用。 体的作用。 2.实质： 2.实质： 实质 分子间作用力是一种静电作用， 分子间作用力是一种静电作用，但 比化学键弱得多 3.类型： 3.类型： 类型 常见的分子间作用力: 常见的分子间作用力:范德华力和氢键
导电
导电
2.离子键的形成条件
(1)元素的电负性差比较大 ∆X > 1.7，发生电子转移，产生正、负离子，形成离子 键；∆X < 1.7，不发生电子转移，形成共价键。 （∆X > 1.7 ，实际上是指离子键的成分大于 50 %） (2)易形成稳定离子(包括某些复杂离子如NH4+，SO42-) Na+ 2s 2 2p 6，Cl－ 3s 2 3p 6 ， 只转移少数的电子就达到稀有气体式稳定结构。 (3)形成离子键时释放能量多 Na ( s ) + 1/2 Cl 2 ( g ) = NaCl ( s ) ∆ H = －410.9 kJ·mol-1 在形成离子键时，以放热的形式，释放较多的能量。
高中化学第四章物质结构元素周期律第二节元素周期律第2课时元素周期表和元素周期律的应用学生用书新人教版
第2课时元素周期表和元素周期律的应用核心微网络素养新要求1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
2．体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。
学业基础——自学·思记·尝试一、元素周期表的分区及化合价规律1．金属元素和非金属元素的分区及性质递变规律位于周期表中金属和非金属元素分界线附近的元素(如Al、Si等)既能表现________，又能表现________。
2．元素化合价与其在周期表中的位置关系(1)价电子可在化学反应中发生变化、与元素的化合价有关的电子称为价电子。
主族元素的价电子就是其最外层电子。
(2)化合价规律二、元素周期表和元素周期律的应用1.2．在生产中的应用[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)氮元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2。
( )(2)第ⅥA族的所有元素的最高正价均为＋6价。
( )(3)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强。
( )(4)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素。
( )(5)元素周期表中位于金属与非金属元素分界线附近的元素属于过渡元素。
( )2．[2022·青岛二中高一检测]砒霜主要成分为三氧化二砷。
下列叙述正确的是( ) A．砷元素的最高化合价为＋6B．砷元素是第五周期的主族元素C．砷原子的第3个电子层含有18个电子D．与砷同主族的上一周期元素原子序数为253．下列说法错误的是 ( )A．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的分界线附近B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内D．在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素4．某主族元素R的最高化合价与最低化合价的代数和为4，下列叙述不正确的是( )A．R的气态氢化物为RH2B．R的最高价氧化物对应的水化物为H2RO4C．R可能是第ⅥA族元素D．R的最高价氧化物为RO35．镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素，下列关于镭的性质描述中不正确的是( )A．在化合物中呈＋2价B．单质能和水反应，放出氢气C．镭比钙的金属性弱D．碳酸镭难溶于水6．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。
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例：用四个量子数分别表示元素氮基态 时7个电子的运动状态。
解 元素氮基态时7个电子的运动状态分别为： 1s2 (1,0,0,+1/2)；(1,0,0,-1/2) 2s2 (2,0,0,+1/2)；(2,0,0,-1/2) 2p3 (2,1,0,+1/2)；(2,1,-1,+1/2)；(2,1,+1,+1/2) 或 1s2 (1,0,0,+1/2)；(1,0,0,-1/2) 2s2 (2,0,0,+1/2)；(2,0,0,-1/2) 2p3 (2,1,0,-1/2)；(2,1,-1,-1/2)；(2,1,+1,-1/2)
114
Er
116
69Tm 70 Yb 71
118
Lu
镧系 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101Md 102 No 103 Lr 锕系 锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹
例：写出元素铁的电子构型、外围电子构型， 并指出铁原子中有多少个未成对电子。
铁的原子序数Z=26，因此， 电子构型: 1s22s22p63s23p63d64s2 或: [Ar]3d64s2 外围电子构型: 3d64s2 只有未充满的亚层上含有未成对电子。在铁原子中， 3d亚层上只有6个电子，是未充满的，根据洪特规则， 这6个电子在3d亚层上的排布如下，因此铁原子中有 4个未成对电子。
13
氦
He
10 Ne 18 Ar
硼 碳 氮 氧 氟 氖
Al
14
11 Na 12 Mg
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
Rb Cs
38 Sr 39
IIIB IVB VB VIB VIIB 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn Y
洪特规则特例
在等价轨道上，电子处于 全充满（p6，d10，f14） 半充满（p3，d5，f7） 全空（p0，d 0，f0） 时，原子的能量最低，结构最稳定。
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
鲍林近似能级图
5f
7p
6d 7s 6p 4f 4d 4p 5d 6s
5p
5s
3d
3p 3s 4s
2p 2s
1s
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
n=7
电子层与能级组的差别 电子层数与主量子数n有关，同一个电子层中可 以有n个电子亚层。 能级组是由一个或多个能量相近的亚层组成， 这些亚层的主量子数n可以相同也可以不同。 例如，第四能级组包括3d,4s,sp三个亚层。
保里不相容原理
在一个原子中不可能有四个量子数 完全相同的两个电子同时存在。 或：一个原子轨道最多只能容纳两个自旋 相反的电子。
洪特规则
电子在等价轨道上排布时，总是尽可能 以相同的自旋方向分占不同的轨道。
6C
1s2 2s2 2px12py1
7N
1s2 2s2 2px12py12pz1
2、屏蔽效应和穿透效应
屏蔽效应
电子i
把其他电子对指定电子i的排斥 力归结为核对指定电子吸引力 的减弱。 实际作用在指定电子上的核电 荷称为有效核电荷Z*，并且有 Z*=Z-σ σ称为屏蔽常数 屏蔽效应的大小:
内层电子对外层电子的屏蔽作用 较大； 同层电子间屏蔽作用较小； 外层电子对内层电子无屏蔽作用。
解
2.原子的电子结构和元素周期律
周期：分7个周期 族：
8个主族 ns1~2, np1~6 8个副族 (n-1)d1~10,ns1~2
区：分5个区 s,p,d,ds,f
1 氢
3
IA 1 H
ⅧA
2
2 锂 铍 3 钠 镁
37 55
IIA Li 4 Be
IIIA IVA VA VIA VIIA 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F
111 112
7 钫 镭
87 Fr 88 Ra 89-103 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110
Ac-Lr
钅 钅 钅 钅 钅 钅 Uun Uuu Uub 卢 杜 喜 波 黑 麦
Pr
60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65
能级交错现象出现在： E4s<E3d<E4p
比较4s和3d轨道的径向分布图：
4s的最大峰比3d远
4s的穿透作用较3d强
E5s<E4d<E5p
E6s<E4f<E5d<E6p E7s<E5f<E6d<E7p
4s电子能更好地回避其它电子 的屏蔽，因而E4s<E3d。
解释鲍林能级近似图
原子轨道的能量； 表示电子各种运动状态的一系列波函数； 原子轨道近似能级图。
原子核与电子作用力示意图
单电子原子
多电子原子
排斥力
吸引力
简单
吸引力
吸引力
复杂
单电子体系
En 2.18 10
Z—核电荷数
18
Z (J ) 2 n Z (J ) 2 n
*2
2
En 2.18 10
多电子原子
能级组与元素周期表
能级组 一，二，三，四，五，六，七 周期 一，二，三，四，五，六，七 原子轨道数 1, 4, 4, 9, 9, 16, 16 最大电子容量 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32 各周期元素数 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32
徐光宪
中国物理化学和无机化学家 徐光宪等建议：利用（n+0.7 l ）来计算原子轨道 的能级相对次序，并将(n+0.7 l )的首数相同的原 子轨道合并为一组，称为能级组。 所得结果与鲍林近似能级图相同。 例如，3+0.7*0=3 3+0.7*1=3.7 3+0.7*2=4.4 4+0.7*0=4 4+0.7*1=4.7 第三能级组有3s和3p能级 第四能级组有3d,4s,4p能级
当金属原子电离成为离子时，失电子的 顺序是：np，ns，(n-1)d，(n-2)f。
电子构型
Cu [Ar]3d104s1 Cu+ [Ar]3d10 Cu2+ [Ar]3d9 Fe [Ar]3d64s2 Fe2+ [Ar]3d6 Fe3+ [Ar]3d5
外围电子构型
3d104s1 3s23p63d10 3s23p63d9 3d64s2 3s23p63d6 3s23p63d5
穿透效应
由于电子钻穿而引起能 量发生变化的现象。 从径向分布图可以看出， 当电子为3s或3p或3d 电子时，钻穿效应的大 小是不同的。 钻穿效应的大小为： 当n相同时，l 越小， 钻穿效应越大。
能级交错现象
在原子轨道近似能级图 中，从第四能级组开始 出现了能级交错现象， 这一现象可用屏蔽效应 和穿透效应来解释。
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
VIII IB IIB 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn
铝 硅 磷 硫 氯 氩
31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
Si
15
P
16
S
17
Cl
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 6
3 原子核外电子结构
一、多电子原子的能级 二、核外电子排布的规律 三、原子的电子结构与元素周期表
多电子原子的运动状态
对于多电子原子，核与电子的相互作用情况较 复杂，不能从薛定谔方程中精确解出电子的各 种运动状态。 在氢原子体系的基础上，通过建立一些近似模 型，如中心立场模型，对薛定谔方程进行近似 处理，来研究多电子原子体系。 得到了与氢原子体系相类似的结果：
57 La 58 Ce 59
Tb
66 Dy 67 Ho 68
周期
周期 元素数
一 二 三 四 五 六 七 2， 8，8， 18，18，32，32
结构特点： 1 2 6 由ns （氢或碱金属）开始，以1s 或np （稀有元素）结束； 元素周期表的七个周期对应于原子轨道近似能级图的前七个 能级组； 元素的化学性质具有递变规律。 周期 轨道数 1 特短周期 1 2 4 短周期 3 4 4 长周期 9 5 9 6 超长周期 16 7 不完全周期 16 元素数目 2 8 8 18 18 32 26 原子序数 1～2 3～10 11～18 19～36 37～54 55～86 87～112
三、原子的电子结构与元素周期律
1.原子的电子结构 2.原子的电子结构与元素周期律
1.原子的电子结构
基态与激发态
6C
1s22s22p2
1s22s12p3
电子排布式 电子结构 电子构型
25Mn
1s22s22p63s23p63d54s2
[Ar] 3d54s2
外围电子构型 价电子构型
56 Ba 57 71 72 Hf 73 Ta 74 W