有關(guān)“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的知識(shí)規(guī)律集錦

田永國

《化學(xué)選修2 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》一書中蘊(yùn)含著豐富的知識(shí)規(guī)律?，F(xiàn)就有關(guān)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的知識(shí)規(guī)律分析歸納。

一、有關(guān)“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的知識(shí)規(guī)律

1.原子核外電子排布遵循的規(guī)律

（l）構(gòu)造原理：處于基態(tài)的原子，一般是按由低到高的能級(jí)順序（1 s→2s→2p→3s→3 p→4s→3d→4p→5 s→4d→ 5p→6s →4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p……）填充的，填滿一個(gè)能級(jí)再填一個(gè)新能級(jí)。

（2）能量最低原理：原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理（即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道）能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。

2.電子排布式的書寫規(guī)律

（1）在書寫電子排布式時(shí)，可以把內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的以稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示。如基態(tài)，，Na原子的電子排布式為ls22s22p63sl或[ Ne]3sl。

（2）在書寫電子排布式時(shí)，能層低的能級(jí)要寫在左邊，不能按填充順序?qū)?。如基態(tài)：，Se原子的電子排布式為ls22s22p63s23p63d'4s2，而不能寫成ls22s22p63s23p64s23dJ.

（3）在書寫金屬陽離子的電子排布式時(shí)要明確金屬原子首先失去最外層上的電子（而不是首先失去最后填充的電子）。如基態(tài)26 Fe2+的電子排布式為ls22s22p63 S23 p63d6，而不能寫成ls22s22p63s23p63d44s2。

3.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系規(guī)律

（1）原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系規(guī)律：①除第一周期外，每周期元素基態(tài)原子的最外層電子排布總是從ns1開始，到ns2 np6結(jié)束;②周期序數(shù)等于原子的最外層電子排布式中的能層序數(shù)（n）。③一個(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數(shù)。

（2）原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系規(guī)律：①主族元素的族序數(shù)=原子的最外層電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)：②副族元素除第Ⅷ族元素外，大多數(shù)副族元素（ⅢB-ⅦB）族序數(shù)=（n-1）d電子數(shù)+ns電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)。

4.粒子半徑的變化規(guī)律

（1）同周期主族元素，從左到右隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑、金屬元素的陽離子半徑和非金屬元素的陰離子半徑均逐漸減小。

（2）同周期主族元素形成的離子，陰離子半徑大于陽離子半徑。

（3）同主族元素，從上到下隨著電子層數(shù)的增加，原子半徑和離子半徑均逐漸增大。

（4）O族元素，從上到下隨著電子層數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大。

二.有關(guān)“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的知識(shí)規(guī)律

1.等電子體的知識(shí)規(guī)律

原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的粒子為等電子體。等電子體具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和相似的性質(zhì)。如CO和N，為等電子體（其原子總數(shù)均為2，價(jià)電子總數(shù)均為10），它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和相似的性質(zhì)。

2.分子（或離子）的價(jià)層電子對數(shù)與VSEPR模型的名稱規(guī)律

分子（或離子）的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為2，VSEPR模型的名稱為直線形：分子（或離子）的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，VSEPR模型的名稱為平面三角形;分子（或離子）的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4.VSEPR模型的名稱為正四面體形。

3.分子（或離子）的價(jià)層電子對數(shù)與其空間結(jié)構(gòu)的規(guī)律

（1）分子（或離子）中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為2、且中心原子上無孤電子對，分子（或離子）的空間結(jié)構(gòu)為直線形：分子（或離子）的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3、且中心原子上無孤電子對，分子（或離子）的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形;分子（或離子）的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4、且中心原子上無孤電子對，分子（或離子）的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。

（2）有3個(gè)原子形成的分子（A：B或AB2型），若中心原子上有孤電子對（孤電子對數(shù)為1或2），其分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。如：H，S分子中中心原子S原子上的孤電子對數(shù)為2.其分子的空間結(jié)構(gòu)為V形;SO2分子中中心原子S原子上的孤電子對數(shù)為1.其分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。

（3）有4個(gè)原子形成的分子（A、B或AB，型），若中心原子上有孤電子對（孤電子對數(shù)為1），其分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。如：PH2分子中中心原子P原子上有1對孤電子對.PH3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;NCI，分子中中心原子N原子上有l(wèi)對孤電子對，NCI3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。

4.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響規(guī)律

分子間能夠形成氫鍵的物質(zhì)其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)升高：而分子內(nèi)能夠形成氫鍵的物質(zhì)，一般其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)降低。若溶質(zhì)和溶劑分子之間能夠形成氫鍵，則使溶質(zhì)的溶解度增大。分子內(nèi)能夠形成氫鍵的有機(jī)物，一般其溶解度減小。

5.物質(zhì)溶解性的知識(shí)規(guī)律

（1）非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。如蔗糖和氨易溶于水，難溶于四氯化碳;而萘和碘卻易溶于四氯化碳，難溶于水。

（2）如果溶質(zhì)與溶劑之間能夠形成氫鍵，使溶質(zhì)的溶解度增大：且氫鍵作用力越大，溶質(zhì)的溶解性越好。如氨氣易溶于水，其原因是：氨分子和水分子均為極性分子：氨分子與水分子之間能夠形成氫鍵。又如乙醇能夠與水以任意比互溶，其原因是：乙醇分子和水分子均為極性分子：乙醇分子與水分子之間能夠形成氫鍵。

（3）如果溶質(zhì)與水能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則溶解度增大。如SO2與H2O反應(yīng)生成H2 SO3使SO2的溶解度增大。

6.手性碳原子的判斷規(guī)律

若碳原子與4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)相連接，則該碳原子是手性碳原子：否則不是手性碳原子。如乳酸（CH3CHOHCOOH）分子中有1個(gè)手性碳原子（2位碳原子為手性碳原子），葡萄糖（CH，OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO）分子中有4個(gè)手性碳原子（2、3、4、5位碳原子為手性碳原子）。

7.同種元素的含氧酸酸性強(qiáng)弱的規(guī)律

同種元素的含氧酸，該元素的價(jià)態(tài)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)。如酸性：H2SO3

三、有關(guān)“晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的知識(shí)規(guī)律

1.有關(guān)晶體的計(jì)算規(guī)律

（1）晶體化學(xué)式的計(jì)算規(guī)律

首先利用均攤法計(jì)算出品胞中各種粒子的粒子數(shù)，然后根據(jù)各種粒子的最簡整數(shù)比即得晶體的化學(xué)式。

（2）粒子在晶胞中的空間占有率的計(jì)算規(guī)律

其計(jì)算公式為：粒子在晶胞中的空間占有率=晶胞中所含有的粒子數(shù)×1個(gè)粒子的體積÷晶胞的體積。其解題關(guān)鍵是要弄清晶胞中所含有的粒子數(shù)和1個(gè)粒子的體積及晶胞的邊長。

2.分子晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷規(guī)律

構(gòu)成分子晶體的分子間作用力越大，晶體的熔沸點(diǎn)越高。

（1）組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，晶體的熔沸點(diǎn)越高。如熔沸點(diǎn)：I2> Br2>CI2>F2。但若分子間能夠形成氫鍵，分子間作用力增大，使晶體的熔沸點(diǎn)升高。如熔沸點(diǎn)：HF> HI> HBr> HCl。

（2）相同條件下不同聚集狀態(tài)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)：固態(tài)>液態(tài)>氣態(tài)。如熔沸點(diǎn)：I2（s）>H2O（1）>O2（g）。

（收稿日期：2022 - 03 - 19）