高中化学《物质的结构与性质》知识汇总!吃透掌握!
高中化学《物质的结构与性质》知识汇总!吃透掌握!
《物质的结构与性质》是高中化学的重要内容,涉及原子结构、元素周期律、化学键、晶体结构等多个知识点。本文将对这些知识点进行系统梳理,帮助读者更好地理解化学物质的结构与性质。
原子核外电子排布原理
在多电子原子中,核外电子的能量不同,按照能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。同一能层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高。
基态原子的核外电子排布
能量最低原理
电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。
洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同。
原子结构与元素周期表
元素周期表是化学元素按照原子序数递增的顺序排列而成的表格。周期表中的元素可以分为金属元素、非金属元素和半金属元素。元素周期表的分区主要根据核外电子排布,可以分为s区、p区、d区和ds区。
元素周期律
元素周期律描述了元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。主要包括原子半径、电离能和电负性的变化规律。
共价键
共价键的本质是在原子之间形成共用电子对。共价键具有饱和性和方向性。根据两原子的电负性差异,可以分为极性键和非极性键。
分子的立体结构
分子的立体结构可以通过价层电子对互斥理论和杂化轨道理论来解释。价层电子对互斥理论说明了价层电子对的立体构型,而杂化轨道理论解释了分子的成键情况。
分子间作用力与分子的性质
分子间作用力主要包括范德华力和氢键。范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。氢键具有一定的方向性和饱和性,主要表现为使物质的熔、沸点升高。
晶体和晶胞
晶体是物质的一种固态形式,其内部原子或分子在空间中呈周期性排列。晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶体的类型主要包括离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
常见晶体类型
晶体类型可以根据构成晶体的微粒和微粒间的作用来判断。例如,离子晶体由阴、阳离子构成,微粒间的作用是离子键;原子晶体由原子构成,微粒间的作用是共价键;分子晶体由分子构成,微粒间的作用为分子间作用力;金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,微粒间的作用是金属键。
晶体结构的相关计算
晶体结构的计算常常涉及晶体密度、阿伏伽德罗常数、摩尔质量、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等数据。解决这类题,一是要掌握晶体“均摊法”的原理,二是要有扎实的立体几何知识,三是要熟悉常见晶体的结构特征,并能融会贯通,举一反三。