苏教版 高中课程标准实验教科书

学科性选修模块《物质结构与性质》内容分析与教学建议 王云生 fwys048@126.com

2008.7

《物质结构与性质》模块的学习目标与教学内容分析

《物质结构与性质》学习内容物质结构

核外电子运动状态和排布原子半径化合价电离能电负性

周期律的本质，元素性质递变规律及其原因

晶体共价分子原子共价键σ 、 π

配位键键极性

几何构型分子的极性分子空间构型的推测

分子构型、极性对物质性质的影响

离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体

晶格能 分子间作用力

堆积方式原子化热

教材内容要目•揭示物质结构的奥秘—结构探索历史与意义•原子结构与元素性质—核外电子排布与元素性质的关系•微粒间作用力与物质性质—化学键、分子间作用力、晶体结构与物质性质的关系•分子空间结构与物质性质—分子空间构型、配合物的结构与性质物质结构探索无止境 --- 结构研究的新课题内容选择原则从基础出发，控制 深度和广度，从感性到理性，从定性趋于定量分析，重视层次性和系统性、结构与性质关系观念的建构。

学习目标 1. 从原子、分子的水平认识物质的构成（原子

结构、分子结构、晶体结构的特点与一般规律）； 2. 初步认识物质的结构与性质之间的关系 , 能

从这一视角解释一些化学现象，预测物质的性质； 3. 体会物质构成探究的过程和方法，学习科学

方法，初步形成科学的观念与价值观 (认识物质处于不断运动变化之中；物质的结构是可以探究的 ;物质结构决定物质的性质与变化；化学实验是物质结构与性质研究的重要手段 )。。

• 了解科学方法在研究结构与性质方面的作用

假说：依据实验事实提出原子结构模型 分析归纳：电子对互斥理论的提出

模型化：研究金属晶体中原子的密堆积统计方法：核外电子运动特征的描述

必修与选修模块内容的关系选修模块：比较深入学习原子结构、化学键、晶体结构知识，比较深入地从三个层次说明物质结构、结构与性质的关系。1。为什么说“物质的元素组成、分子结构晶体结构都是决定物质性质的重要因素？2。不同元素的原子结构的相似性与差异为什么会影响物质的性质？ 3。物质中微粒间作用力类型与物质性质有什么关系？4。分子结构怎样影响物质的性质？

必修模块：学习初浅的原子结构、化学键、晶体结构常识 ; 提供结构与性质关系的感性知识与初浅的解释：如，卤素（碱金属）单质性质的相似与差异；碳、氧单质的同素异形现象；乙醇、二甲醚等同分异构现象；干冰、石英等不同类型晶体性质差异 等等。

实验区高考物质结构考试要求（试题举例）物质结构和元素周期律必考要求　（ 1）了解元素、核素和同位素的含义。　（ 2）了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。　（ 3）了解原子核外电子排布。　（ 4）掌握元素周期律的实质。了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。　（ 5）以第 3 周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。　（ 6）以 IA和 VIIA 族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。　（ 7）了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。　（ 8）了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。

选考要求：（一）原子结构与元素的性质　　 1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（ 1~36 号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 　 2．了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。　 3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 （二）化学键与物质的性质　　 1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 　 2．了解共价键的主要类型 σ键和 π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3．了解简单配合物的成键情况。 　 4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。　 5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。　　（三）分子间作用力与物质的性质　　 1．了解化学键和分子间作用力的区别。 　 2．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。 　　3．了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

例 1 （ 08 海南 1 ） HBr分子的电子式为： A ． B ． H+Br- C. D ． H－Br（ 08 海南 14 ）根据元素周期表 1—20 号元素的性质和递变规律，回答下列问题。 (1) 属于金属元素的有 ____ 种，金属性最强的元素与氧反应生成的化合物有 _________(填两种化合物的化学式 )； (2) 属于稀有气体的是 ___________(填元素符号，下同 )； (3) 形成化合物种类最多的两种元素是 _______________； (4)第三周期中，原子半径最大的是 (稀有气体除外 )___； (5) 推测 Si、 N 最简单氢化物的稳定性 _____ 大于 _____(填化学式 )。

例 2 (08 国 2/27) ： Q、 R、 X、 Y、 Z为前 20 号元素中的五种， Q的低价氧化物与 X单质分子的电子总数相等， R与Q同族， Y和 Z的离子与 Ar原子的电子结构相同且 Y原子序数小于 Z。 .(1)Q的最高价氧化物，其固态属于 晶体，俗名叫 ：(2)R的氢化物分子的空间构型是 ，属于 分子(填“极性”或“非极性” ) ；它与 X形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料，其化学式为 ；（ 3） X的常见氢化物的空间构型是 ，它的另一氢化物 X2H4 是火箭燃料的成分，其电子式是 ；（ 4） Q分别与 Y、 Z形成的共价化合物的化学式是 和 ； Q与 Y形成的化合物的电子式为 ，属于 分子 (填“极性”或“非极性” ) 。

（ 08海南 8 ）白磷与氧可发生如下反应： P4+5O2=P4O10 。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为： P—P akJ·mol-1 、P—O bkJ·mol-1 、 P=O ckJ·mol-1 、 O=O dkJ·mol-1 。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△ H ，其中正确的是A （ 6a+5d－ 4c－ 12b ） kJ·mol-1 B （ 4c+12b－ 6a－ 5d ） kJ·mol-1 C （ 4c+12b－ 4a－ 5d ） kJ·mol-1

D （ 4a+5d－ 4c－ 12b ） kJ·mol-1

例 3 （ 08 宁 11 ） 短周期元素 E 的氯化物 ECln的熔点为 － 78℃，沸点为 59℃；若 0.2 mol ECln 与足量的 AgNO3溶液完全反应后可以得到 57.4 g 的 AgCl沉淀。下列判断错误的是 A. E 是一种非金属元 B. 在 ECln 中 E 与 Cl 之间形成共价键 C. E 的一种氧化物为 EO2 D. E 位于元素周期表的 IVA族

例 4 （海南 07选 /结构）22-24 为选择题，每小题只有一个正确选项，每小题 3分22．下列叙述正确的是A ． 分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B ． 原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C ． 离子晶体中可能含有共价键D ．金属晶体的熔点和沸点都很高23．用价层电子对互斥理论预测 H2S 和 BF3 的立体结构，两个结论都正确的是A ．直线形；三角锥形 B ． V形；三角锥形C ．直线形；平面三角形 D ． V形；平面三角形24． NaCl 的晶胞如右图，每个 NaCl 晶胞中含有的 Na+离子和 Cl-离子的数目分别是 A ． 14 ， 13 B ． 1 ， 1 C ． 4 ， 4 D ． 6， 6

25 ．（ 11分）A、 B、 C、 D、 E 代表 5种元素。请填空：（ 1） A元素基态原子的最外层有 3个未成对电子，次外层有 2个电子，其元素符号为 ；（ 2） B元素的负一价离子和 C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同， B的元素符号为 ， C的元素符号为 ；（ 3） D元素的正三价离子的 3d 亚层为半充满， D的元素符号为 ，其基态原子的电子排布式为 。（ 4） E元素基态原子的 M层全充满， N层没有成对电子，只有一个未成对电子， E的元素符号为 ，其基态原子的电子排布式为 。 （ N ； Cl 、 K ； Mn ； Cu ）

例 5（ 08苏 21 /选 /结构）已知 A、 B、 C、 D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜ B＜ C＜ D＜ E。其中 A、 B、 C是同一周期的非金属元素。化合物 DC的晶体为离子晶体， D的二价阳离子与 C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2 为非极性分子。 B、 C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。 E的原子序数为 24， ECl3 能与 B、 C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为 2∶1 ，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题（ A-E用所对应元素符号表示）：

（ 1） A、 B、 C的第一电离能由小到大的顺序为 。（ 2） B的氢化物的分子空间构型是 。其中心原子采取 杂化。（ 3）写出化合物 AC2 的电子式 ；一种由 B、 C组成的化合物与 AC2 互为等电子体，其化学式为 。（ 4） E的核外电子排布式是 ， ECl3 形成的配合物的化学式为 。（ 5） B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与 D的单质反应时， B 被还原到最低价，该反应的化学方程式是 。

例 6 （ 08鲁 32结构 / 选）氮是地球上极为丰富的元素。⑴Li3N 晶体中氮以 N3- 的存在，基态 N3- 的电子排布式为 。⑵N≡N 的键能为 942 kJ·mol-1 ， N－ N 单键的键能为 247 kJ·mol-1 ，计算说明 N2 中的 键比 键稳定（填“ σ”或“ π” ）。⑶(CH3)3NH+ 和 AlCl4

- 可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于 100℃，其挥发性一般比有机溶剂 （填“大”或“小”），可用作 （填代号）a．助燃剂 b．“绿色”溶剂 c．复合材料 d．绝热材料⑷X+ 中所有电子正好充满 KLM 三个电子层，它与 N3

- 形成的晶体结构如图所示。 X 的元素符号是 ，与同一个 N3

- 相连的 X+ 有 个。

全面考查结构模块的基础知识，题目背景知识新颖，能考查考生对知识是否有正确的理解。

例 7 （ 08 海南 /选 22-25）22．在硼酸 [B(OH)3]分子中， B原子与 3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中 B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是 : A ． SP，范德华力 B ．sp2 ，范德华力 C ． sp2 ，氢键 D ． sp3 ，氢键23．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是 : A ．最易失去的电子能量最高 B ．电离能最小的电子能量最高 C ． p轨道电子能量一定高于 s 轨道电子能量 D ．在离核最近区域内运动的电子能量最低24．已知 X、 Y、 Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的 : A、 ZXY3 B、 ZX2Y6 C、 ZX4Y8 D、 ZX8Y12

25 ．四种元素 X、 Y、 Z、 W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为 51 ； Y原子的 L层 p 轨道中有2个电子； Z与 Y原子的价层电子数相同； W原子的 L层电子数与最外层电子数之比为 4： 1，其 d 轨道中的电子数与最外层电子数之比为 5： 1。(1)Y、 Z可分别与 X形成只含一个中心原子的共价化合物 a、b，它们的分子式分别是 _____、 _______; 杂化轨道分别是 ________、 _________； a分子的立体结构是 ____________。(2)Y的最高价氧化物和 Z的最高价氧化物的晶体类型分别是_______晶体、 _______晶体：(3)X的氧化物与 Y的氧化物中，分子极性较小的是 (填分子式 )__________； (4)Y与 Z比较，电负性较大的 ____________, 其 +2 价离子的核外电子排布式是 _________。

例 8（广东 08/选 27）镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。（ 1）以 MgCl2 为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入 NaCl、KCl 或 CaCl2 等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有 。（ 2）已知 MgO的晶体结构属于 NaCl型。某同学画出的 MgO晶胞结构示意图如右图所示，请改正图中错误： 。（ 3）用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因： 。（ 4） Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物 NaF MgF2 SiF4 的熔点 /K 依次为 1266、 1534 、 183 ，解释表中氟化物熔点差异的原因： 。

（ 5）人工模拟是当前研究的热点。有研究表明，化合物 X可用于研究模拟酶，当其结合 或 Cu（ I）（ I 表示化合价为 +1 ）时，分别形成a和 b：①a中连接相邻含 N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有 键的特性。②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较 a和 b中微粒间相互作用力的差异 。

例 9（ 08宁 /选 35） X、 Y、 Z、 Q、 E 五种元素中， X原子核外的 M层中只有两对成对电子， Y原子核外的 L层电子数是 K层的两倍， Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素， Q的核电荷数是 X与 Z的核电荷数之和， E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：(1)X、 Y的元素符号依次为 、 ；(2)XZ2 与 YZ2 分子的立体结构分别是 和 ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 （写分子式），理由是 ；(3)Q的元素符号是 ，它属于第 周期，它的核外电子排布式为 ，在形成化合物时它的最高化合价为 ；(4) 用氢键表示式写出 E的氢化物溶液中存在的所有氢键 。

例 10（ 08江苏 16）（ 8分）根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的 M、 E用所对应的元素符号表示）：

⑴写出 M 溶于稀 H2SO4 和 H2O2混合液的化学方程式： 。⑵某同学取 X的溶液，酸化后加入 KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式： 、 。⑶写出 Cl2将 Z氧化为 K2EO4 的化学方程式： 。⑷由 E制备的 E(C5H5)2 的结构如上图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为：核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，正确的结构有 种峰，错误的结构有 种峰。

Mºì É«½ðÊô

H2SO4

H2O2MSO4

À¶É«ÈÜÒº

E

½ðÊô

M

XH2SO4

H2O2Y KSCN ºì É«ÈÜÒº

Z

KOH

KOHCl2

K2EO4

E