高二化學(xué)選修3考點(diǎn)
高二化學(xué)選修3考點(diǎn)
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高二化學(xué)選修3考點(diǎn)(一)
1、原子核外電子排布規(guī)律
?、艠?gòu)造原理:隨著核電荷數(shù)遞增,大多數(shù)元素的電中性基態(tài)原子的電子按右圖順序填入核外電子運(yùn)動(dòng)軌道(能級(jí)),叫做構(gòu)造原理。
能級(jí)交錯(cuò):由構(gòu)造原理可知,電子先進(jìn)入4s軌道,后進(jìn)入3d軌道,這種現(xiàn)象叫能級(jí)交錯(cuò)。
說明:構(gòu)造原理并不是說4s能級(jí)比3d能級(jí)能量低(實(shí)際上4s能級(jí)比3d能級(jí)能量高),而是指這樣順序填充電子可以使整個(gè)原子的能量最低。也就是說,整個(gè)原子的能量不能機(jī)械地看做是各電子所處軌道的能量之和。
(2)能量最低原理
現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實(shí),原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),簡(jiǎn)稱能量最低原理。
構(gòu)造原理和能量最低原理是從整體角度考慮原子的能量高低,而不局限于某個(gè)能級(jí)。
2、泡利(不相容)原理:基態(tài)多電子原子中,不可能同時(shí)存在4個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。換言之,一個(gè)軌道里最多只能容納兩個(gè)電子,且電旋方向相反(用“↑↓”表示),這個(gè)原理稱為泡利(Pauli)原理。
(4)洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道(能量相同)時(shí),總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋方向相同,這個(gè)規(guī)則叫洪特(Hund)規(guī)則。比如,p3的軌道式為
↑ ↓ ↑↓
3、洪特規(guī)則特例:當(dāng)p、d、f軌道填充的電子數(shù)為全空、半充滿或全充滿時(shí),原子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14時(shí),是較穩(wěn)定狀態(tài)。
前36號(hào)元素中,全空狀態(tài)的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0;半充滿狀態(tài)的有:7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3;全充滿狀態(tài)的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。
4. 基態(tài)原子核外電子排布的表示方法
(1)電子排布式
?、儆脭?shù)字在能級(jí)符號(hào)的右上角表明該能級(jí)上排布的電子數(shù),這就是電子排布式,例如K:1s22s22p63s23p64s1。
?、跒榱吮苊怆娮优挪际綍鴮戇^于繁瑣,把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示,例如K:[Ar]4s1。
(2)電子排布圖(軌道表示式)
每個(gè)方框或圓圈代表一個(gè)原子軌道,每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子。
5、原子的電子構(gòu)型與周期的關(guān)系
(1)每周期第一種元素的最外層電子的排布式為ns1。每周期結(jié)尾元素的最外層電子排布式除He為1s2外,其余為ns2np6。He核外只有2個(gè)電子,只有1個(gè)s軌道,還未出現(xiàn)p軌道,所以第一周期結(jié)尾元素的電子排布跟其他周期不同。
(2)一個(gè)能級(jí)組最多所容納的電子數(shù)等于一個(gè)周期所包含的元素種類。但一個(gè)能級(jí)組不一定全部是能量相同的能級(jí),而是能量相近的能級(jí)。
6、元素周期表的分區(qū)
(1)根據(jù)核外電子排布
①分區(qū)
?、诟鲄^(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)
?、廴粢阎氐耐鈬娮优挪迹芍苯优袛嘣撛卦谥芷诒碇械奈恢?。如:某元素的外圍電子排布為4s24p4,由此可知,該元素位于p區(qū),為第四周期ⅥA族元素。即最大能層為其周期數(shù),最外層電子數(shù)為其族序數(shù),但應(yīng)注意過渡元素(副族與第Ⅷ族)的最大能層為其周期數(shù),外圍電子數(shù)應(yīng)為其縱列數(shù)而不是其族序數(shù)(鑭系、錒系除外)。
7、電離能是指氣態(tài)原子或離子失去1個(gè)電子時(shí)所需要的最低能量,第一電離能是指電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。第一電離能數(shù)值越小,原子越容易失去1個(gè)電子。在同一周期的元素中,堿金屬(或第ⅠA族)第一電離能最小,稀有氣體(或0族)第一電離能最大,從左到右總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。同主族元素,從上到下,第一電離能逐漸減小。同一原子的第二電離能比第一電離能要大。
8、電負(fù)性的應(yīng)用
①判斷元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱
?、诮饘俚碾娯?fù)性一般小于1.8,非金屬的電負(fù)性一般大于1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右,它們既有金屬性,又有非金屬性。
③金屬元素的電負(fù)性越小,金屬元素越活潑;非金屬元素的電負(fù)性越大,非金屬元素越活潑。
④同周期自左到右,電負(fù)性逐漸增大,同主族自上而下,電負(fù)性逐漸減小。
9、對(duì)角線規(guī)則
在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的
10、原子核外電子排布規(guī)律:
構(gòu)造原理:隨著核電荷數(shù)遞增,大多數(shù)元素的電中性基態(tài)原子的電子按右圖順序填入核外電子運(yùn)動(dòng)軌道(能級(jí)),叫做構(gòu)造原理。
高二化學(xué)選修3考點(diǎn)(二)
1.共價(jià)鍵的本質(zhì)及特征
共價(jià)鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(duì),其特征是具有飽和性和方向性。
2.共價(jià)鍵的類型
?、侔闯涉I原子間共用電子對(duì)的數(shù)目 分為單鍵、雙鍵、三鍵。
②按共用電子對(duì)是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。
?、郯丛榆壍赖?重疊方式分為σ鍵和π鍵,前者的電子云具有軸對(duì)稱性,后者電子云具有鏡像對(duì)稱性。
3.鍵 參數(shù)
?、冁I能:氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量,鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。
?、?鍵長(zhǎng):形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距,鍵長(zhǎng)越短,共價(jià)鍵越穩(wěn)定。
?、坻I角:在原子數(shù)超過2的分子中,兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。
?、苕I參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響
鍵長(zhǎng) 越短,鍵能越大,分子越穩(wěn)定.
4.當(dāng)同一能級(jí)上的電子排布為全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空狀態(tài)(p0、d0、f0)時(shí),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。這是洪特規(guī)則的特例。根據(jù)這個(gè)規(guī)律,鉻(24Cr)的外圍電子排布是3d54s1(3d、4s能級(jí)均為半充滿)而不是3d44s2,銅(29Cu)的外圍電子排布是3d104s1(3d全充滿、4s半充滿)而不是3d94s2等等。
5.21—30號(hào)元素的價(jià)電子排布依次為:3d14s2→3d24s2→3d34s2→3d54s1→3d54s2→3d64s2→3d74s2→3d84s2→3d104s1→3d104s2。
6.ns、np、nd、nf能級(jí)分別有1、3、5、7個(gè)原子軌道,最多容納2、6、10、14個(gè)電子。所以n能層的能級(jí)數(shù)為n,原子軌道數(shù)為n2,最多容納的電子數(shù)為2n2。
7.非金屬元素并不都在p區(qū)(H元素在s區(qū));最外層只有1個(gè)電子,并不一定在ⅠA族(可能為ⅠA族及Cr、Cu等元素);最外層只有2個(gè)電子,并不一定在ⅡA族(可能為ⅡA族、He及Sc、Ti、V等多數(shù)過渡元素);最外層有3-7個(gè)電子,則一定在ⅢA~ⅦA族。
8.各周期所包含的元素種數(shù)為2、8、8、18、18、32、32(現(xiàn)在排了26種,若排滿則為32種),即可巧記為1個(gè)2、2個(gè)8、2個(gè)18、2個(gè)32(聯(lián)系2n2)。因此,記住“2-8-8-18-18-32-32”、“1-3-11-19-37-55-87”(ⅠA族)、“2-10-18-36-54-86”(O族)類3組數(shù)字中的任意一組及族序數(shù)的順序即可由任意原子序數(shù)推知元素的位置。
9.元素周期表中的相等規(guī)律:核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù);基態(tài)原子的電子層數(shù)(能層數(shù))=周期序數(shù);基態(tài)原子的最外層電子數(shù)=主族序數(shù)=最高正價(jià)=8—|最低負(fù)價(jià)|(氧、氟例外)。
10.不能由非金屬元素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)、與氧氣反應(yīng)的難易、氫化物的沸點(diǎn)或水溶液的酸性、非最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性來比較和判斷元素的非金屬性的強(qiáng)弱。
高二化學(xué)選修3考點(diǎn)(三)
1.同周期元素,自左到右,原子半徑逐漸減小;同主族元素,自上而下,原子半徑逐漸增大。如A、B、C、D四種元素在周期表中的位置關(guān)系為,則原子半徑r(A)>r(B)>r(C)>r(D),即原子半徑按 或 方向逐漸減小,如r(K)>r (Mg)>r(S)>r(F);但如果是 或方向,則不能比較其原子半徑大小,切不可形成“能層數(shù)(電子層)越多,原子半徑越大”的誤區(qū)。
2.同種元素:陽(yáng)離子半徑<原子半徑;陰離子半徑>原子半徑。如 r(H+)
3.同主族元素,從上到下,離子半徑逐漸增大。如r(Na+)
4.同周期元素,從左至右,陽(yáng)離子半徑逐漸減小,陰離子半徑逐漸減小。如r(Na+)>r(Mg2+),r(S2-)>r(Cl-),但陰離子半徑大于陽(yáng)離子半徑,如r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
5.電子層結(jié)構(gòu)相同的離子:“序大徑小”。
注意:同周期中,離子半徑最小的是最后一種金屬的陽(yáng)離子,如第三周期是Al3+。
6.①同周期,元素的第一電離能呈增大的趨勢(shì)。堿金屬的第一電離能最小,稀有氣體的第一電離能最大。
?、谕芷?,電離能的增大有一些曲折。一般而言,ⅡA族元素的I1>ⅢA族元素,ⅤA族元素的I1>ⅥA族元素,如I1(Be) >I1(B),I1(N)>I1(O),這是由于ⅡA族元素(如Be、Mg)有著比較穩(wěn)定的ns2np0(s能級(jí)全滿,p能級(jí)全空)結(jié)構(gòu),ⅤA族元素(如N、P)有著比較穩(wěn)定的ns2np3(p能級(jí)半充滿)結(jié)構(gòu)而使其原子穩(wěn)定的緣故。
?、弁髯?,隨著電子層數(shù)的增加,元素的第一電離能逐漸減小。
特別提醒:Be與B、N與O、Mg與Al、P與S第一電離能大小的反?,F(xiàn)象。
7.用電離能判斷原子失去電子的數(shù)目和形成陽(yáng)離子所帶的電荷(元素的化合價(jià))。若I2》
I1,則電子易形成+1價(jià)陽(yáng)離子而不易形成+2價(jià)陽(yáng)離子;若I3》I2>I1,則主要化合價(jià)為+2價(jià)。 如果,即電離能在In與In+1之間發(fā)生突變,則元素的原子易形成+n價(jià)離子面不易形成+(n+1)價(jià)離子,對(duì)于主族元素而言,最高化合價(jià)為+n價(jià)(或只有0價(jià)、+n價(jià))。
8.同周期元素從左到右,電負(fù)性逐漸增大,表明金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。同主族元素從上到下,電負(fù)性逐漸減小,表明元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。 圖形強(qiáng)記:
9.①金屬的電負(fù)性一般小于1.8,非金屬的電負(fù)性一般大于1.8,通常電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng);金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越小。
?、谝话阏J(rèn)為:若兩種成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7,它們之間通常形成離子鍵,所形成的化合物是離子化合物;若兩種成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1.7,它們之間通常形成共價(jià)鍵,所形成的化合物是共價(jià)化合物(如AlCl3)。
?、鄢涉I原子的電負(fù)性之差越大,鍵的極性越強(qiáng),如H-F>H-Cl>H-Br>H-I。
④兩種非金屬元素形成的化合物中,通常電負(fù)性大的元素顯負(fù)價(jià),電負(fù)性小的顯正價(jià) 。
⑤Li與Mg、Be與Al、B與Si等構(gòu)成對(duì)角線的元素性質(zhì)相似是由于它們的電負(fù)性相近的緣故。 特別提醒:不能將電負(fù)性1.8作為劃分金屬與非金屬的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn);不能將電負(fù)性差值1.7作為判斷離子鍵和共價(jià)鍵的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。
10.離子鍵和金屬鍵沒有飽和性和方向性。共價(jià)鍵具有飽和性和方向性,但H2分子中的共價(jià)鍵即H—H鍵(s-s σ鍵)沒有方向性。