物质结构与性质命题方向例析

■江西师范大学附属中学 吴 健

物质结构与性质知识在高考中主要考查原子结构、分子结构和晶体结构等化学学科必备知识,重点是物质结构与性质的关系。同时还考查考生的理解与辨析、分析与推测,以及归纳与论证等化学学科关键能力。分析近年的高考化学试题可以看出,物质结构与性质模块的知识点考查范围并不大,而且发散性比较弱,考点呈现比较集中,知识点之间的关系相对独立,考查形式主要以填空题为主,考查内容基本源于课本,高于课本,难度不大。

一、典型例题分析

例1Xe是第五周期的稀有气体元素,与F 形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为____,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是____(填标号)。

A.sp B.sp2

C.sp3D.sp3d

解析：XeF2易升华,所以是分子晶体,其中心原子价层电子对数为。杂化轨道数量为5,杂化类型为sp3d。

思维建模：价层电子对数=σ键数+孤电子对数,其中:孤电子对数=(中心原子价电子数-中心原子结合原子数×结合的原子还能接纳几个电子数),如果是阴离子,中心原子价电子数+电荷数。如果是阳离子,中心原子价电子数-电荷数,其他不变。σ键数=中心原子结合原子数目。

例2FeSO4·7 H2O 失水后可转化为FeSO4·H2O,与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。

解析：的键角大于H2O,中S原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形,H2O 分子中O 原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为2,分子的空间构型为V 形。

思维建模：比较键角大小。(1)判断原子的杂化类型,通常是sp杂化键角＞sp2杂化键角＞sp3杂化键角。(2)如果原子杂化类型相同,比较该原子孤电子对数,孤电子对数越多键角越小,这是因为孤电子对对σ键的斥力大。(3)如果原子杂化类型、原子的孤电子对数均相同,那就得看中心原子或者结合原子的特点了。比如结合原子相同,中心原子的电负性越大,成键电子对更靠近中心原子,成键电子对间的斥力要变大,键角要变大;中心原子相同,结合原子的电负性越小,成键电子对更靠近中心原子,成键电子对间的斥力要变大,键角要变大。

例3卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X 和红棕色液体Y。X 为_____,解释X 的熔点比Y 高的原因:____。

解析：CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为Cs Cl,红棕色液体为ICl。Cs Cl为离子晶体,熔化时,克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时,克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高。

思维建模：比较晶体熔沸点大小。不同种类型晶体,通常,熔沸点:原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。同种类型的晶体,通过比较构成晶体粒子间的作用力来判断晶体的熔沸点。(1)原子晶体,熔沸点可以通过原子间共价键的键长或者键能的大小来判断,通常键能越大、键长越短,共价键越稳定,熔沸点越高。(2)离子晶体,熔沸点可以通过晶格能的大小来判断,影响晶格能主要因素有离子所带的电荷以及离子的半径。离子所带的电荷越多、离子半径越小晶格能越大,离子晶体熔沸点越高。(3)分子晶体,熔沸点要看分子间氢键和分子间作用力。通常情况下,分子间形成氢键分子晶体熔沸点大于分子间无氢键的分子晶体。如果比较两个分子晶体均无分子间氢键,可以比较分子间作用力大小来判断分子晶体熔沸点。影响分子间作用力强弱主要看相对分子质量和分子极性,通常相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高;相对分子质量相似,分子极性越大,分子间作用力越强,熔沸点越高。

二、高考新动向与复习策略

根据近几年高考题的分析,对物质结构与性质的考查较为基础,涉及的常考点较为集中,新高考中涉及的物质结构与性质知识,变化不会太大。在复习时,要遵循的基本原则依然是基础、系统、扎实,拿下基础题甚至中档题,注意知识的完整性,知识点复习要扎实到位,形成物质结构与性质模块的知识体系。对原子或者离子结构的考查,核心是对核外电子排布,即能级顺序排序、泡利原理、洪特规则及洪特规则特例的运用情况的考查。对元素性质的考查主要集中在电离能大小和电负性强弱的比较两方面。对分子结构,要求熟练掌握典型分子中心原子的杂化轨道类型的分析方法(价层电子对数的计算)、分子空间构型的判断技巧(价层电子对互斥理论)、共价键类型的分析与判断技巧等。除共价键之外,分子间作用力尤其是氢键更是高考试题中的高频考点,应注意分析陌生物质中是否存在氢键、氢键的数目及氢键对物质性质的影响。对晶体结构,要求能够准确判断常见晶体的所属类型,能够用均摊法快速计算晶胞内原子(或分子或离子)个数及其质量,能够用数学知识,用所给棱长(或其他晶胞参数)求体积。