物質結構與性質命題方向例析

■江西師范大學附屬中學 吳 健

物質結構與性質知識在高考中主要考查原子結構、分子結構和晶體結構等化學學科必備知識,重點是物質結構與性質的關系。同時還考查考生的理解與辨析、分析與推測,以及歸納與論證等化學學科關鍵能力。分析近年的高考化學試題可以看出,物質結構與性質模塊的知識點考查范圍并不大,而且發(fā)散性比較弱,考點呈現(xiàn)比較集中,知識點之間的關系相對獨立,考查形式主要以填空題為主,考查內容基本源于課本,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中心原子的價層電子對數(shù)為____,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是____(填標號)。

A.sp B.sp2

C.sp3D.sp3d

解析：XeF2易升華,所以是分子晶體,其中心原子價層電子對數(shù)為。雜化軌道數(shù)量為5,雜化類型為sp3d。

思維建模：價層電子對數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù),其中:孤電子對數(shù)=(中心原子價電子數(shù)-中心原子結合原子數(shù)×結合的原子還能接納幾個電子數(shù)),如果是陰離子,中心原子價電子數(shù)+電荷數(shù)。如果是陽離子,中心原子價電子數(shù)-電荷數(shù),其他不變。σ鍵數(shù)=中心原子結合原子數(shù)目。

例2FeSO4·7 H2O 失水后可轉化為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原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,離子的空間構型為正四面體形,H2O 分子中O 原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為2,分子的空間構型為V 形。

思維建模：比較鍵角大小。(1)判斷原子的雜化類型,通常是sp雜化鍵角＞sp2雜化鍵角＞sp3雜化鍵角。(2)如果原子雜化類型相同,比較該原子孤電子對數(shù),孤電子對數(shù)越多鍵角越小,這是因為孤電子對對σ鍵的斥力大。(3)如果原子雜化類型、原子的孤電子對數(shù)均相同,那就得看中心原子或者結合原子的特點了。比如結合原子相同,中心原子的電負性越大,成鍵電子對更靠近中心原子,成鍵電子對間的斥力要變大,鍵角要變大;中心原子相同,結合原子的電負性越小,成鍵電子對更靠近中心原子,成鍵電子對間的斥力要變大,鍵角要變大。

例3鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應,生成無色晶體X 和紅棕色液體Y。X 為_____,解釋X 的熔點比Y 高的原因:____。

解析：CsICl2發(fā)生非氧化還原反應,各元素化合價不變,生成無色晶體和紅棕色液體,則無色晶體為Cs Cl,紅棕色液體為ICl。Cs Cl為離子晶體,熔化時,克服的是離子鍵,ICl為分子晶體,熔化時,克服的是分子間作用力,因此CsCl的熔點比ICl高。

思維建模：比較晶體熔沸點大小。不同種類型晶體,通常,熔沸點:原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。同種類型的晶體,通過比較構成晶體粒子間的作用力來判斷晶體的熔沸點。(1)原子晶體,熔沸點可以通過原子間共價鍵的鍵長或者鍵能的大小來判斷,通常鍵能越大、鍵長越短,共價鍵越穩(wěn)定,熔沸點越高。(2)離子晶體,熔沸點可以通過晶格能的大小來判斷,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,離子晶體熔沸點越高。(3)分子晶體,熔沸點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大于分子間無氫鍵的分子晶體。如果比較兩個分子晶體均無分子間氫鍵,可以比較分子間作用力大小來判斷分子晶體熔沸點。影響分子間作用力強弱主要看相對分子質量和分子極性,通常相對分子質量越大,分子間作用力越強,熔沸點越高;相對分子質量相似,分子極性越大,分子間作用力越強,熔沸點越高。

二、高考新動向與復習策略

根據(jù)近幾年高考題的分析,對物質結構與性質的考查較為基礎,涉及的?？键c較為集中,新高考中涉及的物質結構與性質知識,變化不會太大。在復習時,要遵循的基本原則依然是基礎、系統(tǒng)、扎實,拿下基礎題甚至中檔題,注意知識的完整性,知識點復習要扎實到位,形成物質結構與性質模塊的知識體系。對原子或者離子結構的考查,核心是對核外電子排布,即能級順序排序、泡利原理、洪特規(guī)則及洪特規(guī)則特例的運用情況的考查。對元素性質的考查主要集中在電離能大小和電負性強弱的比較兩方面。對分子結構,要求熟練掌握典型分子中心原子的雜化軌道類型的分析方法(價層電子對數(shù)的計算)、分子空間構型的判斷技巧(價層電子對互斥理論)、共價鍵類型的分析與判斷技巧等。除共價鍵之外,分子間作用力尤其是氫鍵更是高考試題中的高頻考點,應注意分析陌生物質中是否存在氫鍵、氫鍵的數(shù)目及氫鍵對物質性質的影響。對晶體結構,要求能夠準確判斷常見晶體的所屬類型,能夠用均攤法快速計算晶胞內原子(或分子或離子)個數(shù)及其質量,能夠用數(shù)學知識,用所給棱長(或其他晶胞參數(shù))求體積。