物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)命題方向例析

■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(shí)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(shí),重點(diǎn)是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。同時(shí)還考查考生的理解與辨析、分析與推測(cè),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(shí)點(diǎn)考查范圍并不大,而且發(fā)散性比較弱,考點(diǎn)呈現(xiàn)比較集中,知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系相對(duì)獨(dú)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(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)___,下列對(duì)XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是____(填標(biāo)號(hào))。

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(jià)層電子對(duì)數(shù)為。雜化軌道數(shù)量為5,雜化類(lèi)型為sp3d。

思維建模：價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對(duì)數(shù),其中:孤電子對(duì)數(shù)=(中心原子價(jià)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(gè)電子數(shù)),如果是陰離子,中心原子價(jià)電子數(shù)+電荷數(shù)。如果是陽(yáng)離子,中心原子價(jià)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(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)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(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)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(lèi)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(lèi)型相同,比較該原子孤電子對(duì)數(shù),孤電子對(duì)數(shù)越多鍵角越小,這是因?yàn)楣码娮訉?duì)對(duì)σ鍵的斥力大。(3)如果原子雜化類(lèi)型、原子的孤電子對(duì)數(shù)均相同,那就得看中心原子或者結(jié)合原子的特點(diǎn)了。比如結(jié)合原子相同,中心原子的電負(fù)性越大,成鍵電子對(duì)更靠近中心原子,成鍵電子對(duì)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(fù)性越小,成鍵電子對(duì)更靠近中心原子,成鍵電子對(duì)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(wú)色晶體X 和紅棕色液體Y。X 為_(kāi)____,解釋X 的熔點(diǎn)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(jià)不變,生成無(wú)色晶體和紅棕色液體,則無(wú)色晶體為Cs Cl,紅棕色液體為ICl。Cs Cl為離子晶體,熔化時(shí),克服的是離子鍵,ICl為分子晶體,熔化時(shí),克服的是分子間作用力,因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl高。

思維建模：比較晶體熔沸點(diǎn)大小。不同種類(lèi)型晶體,通常,熔沸點(diǎn):原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。同種類(lèi)型的晶體,通過(guò)比較構(gòu)成晶體粒子間的作用力來(lái)判斷晶體的熔沸點(diǎn)。(1)原子晶體,熔沸點(diǎn)可以通過(guò)原子間共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)或者鍵能的大小來(lái)判斷,通常鍵能越大、鍵長(zhǎng)越短,共價(jià)鍵越穩(wěn)定,熔沸點(diǎn)越高。(2)離子晶體,熔沸點(diǎn)可以通過(guò)晶格能的大小來(lái)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(diǎn)越高。(3)分子晶體,熔沸點(diǎn)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(diǎn)大于分子間無(wú)氫鍵的分子晶體。如果比較兩個(gè)分子晶體均無(wú)分子間氫鍵,可以比較分子間作用力大小來(lái)判斷分子晶體熔沸點(diǎn)。影響分子間作用力強(qiáng)弱主要看相對(duì)分子質(zhì)量和分子極性,通常相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),熔沸點(diǎn)越高;相對(duì)分子質(zhì)量相似,分子極性越大,分子間作用力越強(qiáng),熔沸點(diǎn)越高。

二、高考新動(dòng)向與復(fù)習(xí)策略

根據(jù)近幾年高考題的分析,對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查較為基礎(chǔ),涉及的常考點(diǎn)較為集中,新高考中涉及的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí),變化不會(huì)太大。在復(fù)習(xí)時(shí),要遵循的基本原則依然是基礎(chǔ)、系統(tǒng)、扎實(shí),拿下基礎(chǔ)題甚至中檔題,注意知識(shí)的完整性,知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)要扎實(shí)到位,形成物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的知識(shí)體系。對(duì)原子或者離子結(jié)構(gòu)的考查,核心是對(duì)核外電子排布,即能級(jí)順序排序、泡利原理、洪特規(guī)則及洪特規(guī)則特例的運(yùn)用情況的考查。對(duì)元素性質(zhì)的考查主要集中在電離能大小和電負(fù)性強(qiáng)弱的比較兩方面。對(duì)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(lèi)型的分析方法(價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算)、分子空間構(gòu)型的判斷技巧(價(jià)層電子對(duì)互斥理論)、共價(jià)鍵類(lèi)型的分析與判斷技巧等。除共價(jià)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(diǎn),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(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。對(duì)晶體結(jié)構(gòu),要求能夠準(zhǔn)確判斷常見(jiàn)晶體的所屬類(lèi)型,能夠用均攤法快速計(jì)算晶胞內(nèi)原子(或分子或離子)個(gè)數(shù)及其質(zhì)量,能夠用數(shù)學(xué)知識(shí),用所給棱長(zhǎng)(或其他晶胞參數(shù))求體積。