高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第35講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)講解課件.ppt

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化學(xué) 課標(biāo)版,第35講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),1.共價(jià)鍵 (1)本質(zhì):在原子之間形成① 共用電子對(duì) 。 (2)特征:具有② 飽和 性和③ 方向 性。 (3)分類,考點(diǎn)一 共價(jià)鍵的形成和鍵參數(shù)的應(yīng)用,2.共價(jià)鍵類型的判斷 (1)σ鍵與π鍵 a.依據(jù)強(qiáng)度判斷:通常σ鍵的強(qiáng)度較大,較穩(wěn)定,π鍵活潑,比較容易斷裂。 b.共價(jià)單鍵是σ鍵,共價(jià)雙鍵中含有⑩ 一 個(gè)σ鍵, 一 個(gè)π鍵;共價(jià) 三鍵中含有 一 個(gè)σ鍵, 兩 個(gè)π鍵。 (2)極性鍵與非極性鍵 看形成共價(jià)鍵的兩原子,不同種元素的原子之間形成的是 極性 共價(jià)鍵,同種元素的原子之間形成的是 非極性 共價(jià)鍵。,3.鍵參數(shù) (1)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響 (2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系 鍵能越 大 ,鍵長越 短 ,分子越穩(wěn)定。,1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”。 (1)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子 ( ) (2)在任何情況下,都是σ鍵比π鍵強(qiáng)度大 ( ) (3)所有分子中都存在化學(xué)鍵 ( ) (4)H2分子中的共價(jià)鍵不具有方向性 ( ) (5)分子的穩(wěn)定性與分子間作用力的大小無關(guān) ( ) (6)通常σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng)( ) (7)s-s σ鍵與s-p σ鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同 ( ) (8)碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍 ( ) (9)σ鍵能單獨(dú)形成,而π鍵一定不能單獨(dú)形成 ( ) (10)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn) ( ),答案 (1)? (2)? (3)? (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)? (9) √ (10)√,2.1 mol HOOCCH2CH2CHO分子中含有 mol單鍵, mol雙鍵; 含有 mol π鍵, mol σ鍵。,答案 10 2 2 12,,3.Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難 以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是 。,答案 Ge原子半徑大,原子之間形成的σ單鍵較長,p-p軌道肩并肩重疊 程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵,,題組一 共價(jià)鍵及其類型的判斷 1.(1)下列分子中,只含有σ鍵的是 ,既含有σ鍵又含有π鍵的是 。 ①H2 ②HCl ③NH3 ④H2O ⑤CO2 ⑥N2 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨F2 ⑩CH3—CH3 (2)在①乙烷(CH3—CH3)、②乙烯(CH2 CH2)、③乙炔( )分 子中碳碳鍵鍵長大小順序是 。,解析 (1)原子間的共價(jià)鍵是單鍵的就是σ鍵,若出現(xiàn)了雙鍵或三鍵則必 有σ鍵和π鍵。在所給的物質(zhì)中,⑤和⑦有雙鍵,⑥和⑧有三鍵,故只有σ 鍵的是①②③④⑨⑩,既含有σ鍵又含有π鍵的是⑤⑥⑦⑧。(2)鍵能越 大,相應(yīng)的鍵的鍵長越短,鍵長由長到短的順序?yàn)镃—CC C 。,答案 (1)①②③④⑨⑩ ⑤⑥⑦⑧ (2)①②③,2.在下列物質(zhì)中:①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4 Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4。 (1)只存在非極性鍵的分子是 ;既存在非極性鍵又存在 極性鍵的分子是 ;只存在極性鍵的分子是 。 (2)只存在單鍵的分子是 ,存在三鍵的分子是 ,只存在雙 鍵的分子是 ,既存在單鍵又存在雙鍵的分子是 。 (3)只存在σ鍵的分子是 ,既存在σ鍵又存在π鍵的分子是 。 (4)不存在化學(xué)鍵的是 。 (5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是 ;既存在離子鍵又存在非 極性鍵的是 。,答案 (1)② ⑤⑩ ①③⑨ (2)①③⑤ ② ⑨ ⑩ (3)①③⑤ ②⑨⑩ (4)⑧ (5)⑥⑦ ④,題組二 鍵參數(shù)的應(yīng)用 3.用“”或“”填空。 (1)鍵能:H—F H—Cl H—Br H—I, H—C H—N H—O H—F。 (2)鍵長:H—F H—Cl H—Br H—I,H—C H—N H—O H—F。 (3)分子穩(wěn)定性:HF HCl HBr HI, CH4 NH3 H2O HF。,答案 (1) (3) ,,4.(1)NH3分子的立體構(gòu)型是三角錐形,而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu),其充 分的理由是 。 A.分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵能相等 B.分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長相等,鍵角相等 C.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長相等,3個(gè)鍵角都等于107.3° D.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長相等,3個(gè)鍵角都等于120° (2)PH3與NH3分子的立體構(gòu)型相同,試比較(用“”或“”填空): 鍵能:P—H N—H,鍵長:P—H N—H,穩(wěn)定性:PH3 NH3, 得電子能力:P N,還原性:PH3 NH3,酸性:H3PO4 HNO3。,答案 (1)C (2) ,解析 (1)三個(gè)N—H鍵鍵能與鍵長分別相同,鍵角相等仍有可能為正三 角形,故只有C項(xiàng)符合題意。 (2)電負(fù)性:NP,故得電子能力:NP,非金屬性:NP,再結(jié)合元素周期律知 識(shí)可得出相關(guān)結(jié)論。,1.價(jià)層電子對(duì)互斥理論 (1)價(jià)層電子對(duì)彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。 (2)孤電子對(duì)間的排斥力較大,孤電子對(duì)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。,考點(diǎn)二 分子的立體結(jié)構(gòu)與雜化理論,2.雜化軌道理論,3.等電子原理 原子總數(shù)相同、 價(jià)電子 總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特 征,它們的許多性質(zhì)相近。如CO和N2。,1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”。 (1)CH4、CH2 CH2、 分子中的碳原子均采用sp3雜化 ( ) (2)分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時(shí),該分子一定為正四面體結(jié) 構(gòu) ( ) (3)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì) ( ) (4)N2分子中N原子沒有雜化,分子中有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵 ( ),答案 (1)? (2)? (3)√ (4)√,,2.【多維思考】 已知CO2為直線形結(jié)構(gòu),SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu),NF3為三角錐形結(jié)構(gòu), 請(qǐng)推測(cè)COS、C 、PCl3的空間結(jié)構(gòu)。,答案 COS為直線形結(jié)構(gòu);C 為平面正三角形結(jié)構(gòu);PCl3為三角錐形 結(jié)構(gòu)。,,3.比較鍵角大小(填“”“=”或“”)。 (1)H2O H3O+ (2)NH3 N (3)C S (4)NH3 PH3 (5)NF3 NCl3,答案 (1) (4) (5),解析 (1)H2O中孤電子對(duì)比H3O+多,鍵角小;(2)NH3中孤電子對(duì)比N 多,鍵角小;(3)C 的C為sp2雜化,鍵角約為120°,S 的S為sp3雜化,鍵角 約為109°28‘;(4)鍵長N—HP—H,NH3中鍵角大;(5)鍵長N—FN—Cl, NF3中鍵角大。,,1.(1)Ge晶體具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為 ,微 粒之間存在的作用力是 。 (2)CS2分子中,共價(jià)鍵的類型有 ,C原子的雜化軌道類型是 。寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離 子 。 (3)乙醛中碳原子的雜化軌道類型為 。 (4)NH3分子的中心原子的雜化方式為 ,分子的空間構(gòu)型為 。 (5)在硅酸鹽中,Si 四面體[如圖(a)]通過共用頂角氧離子可形成島 狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無限長單鏈 結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為 。,,答案 (1)sp3 共價(jià)鍵 (2)σ鍵和π鍵 sp CO2、SCN-(或COS等) (3)sp3、sp2 (4)sp3 三角錐形 (5)sp3,解析 (1)金剛石中C原子的雜化方式為sp3雜化,微粒間作用力為共價(jià) 鍵,運(yùn)用類推法不難得出結(jié)論。(2)CS2分子的結(jié)構(gòu)式為S C S,其共價(jià) 鍵的類型有σ鍵和π鍵,C原子的雜化軌道類型為sp;CS2分子為三原子分 子,最外層電子總數(shù)為16,與其具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子有 CO2、COS,離子有SCN-等。(3)CH3CHO分子中—CH3中碳原子為sp3雜 化,—CHO中碳原子為sp2雜化。(4)NH3分子呈三角錐形,分子中N原子 采取sp3雜化。(5)在Si 四面體結(jié)構(gòu)中,處于四面體中心的硅原子的雜 化方式為sp3。,2.(1)甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為 ,甲醇分子內(nèi)的O—C—H 鍵角 (填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內(nèi)的O—C—H鍵 角。 (2)丙烯腈分子( )中碳原子軌道雜化類型是 ;分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為 。 (3)在BF3分子中,F—B—F的鍵角是 ,B原子的雜化軌道類型為 ,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,B 的立體構(gòu)型為 。 (4)S 的立體構(gòu)型是 ,其中S原子的雜化軌道類型是 。 (5)H3O+中H—O—H的鍵角大于H2O分子中H—O—H的鍵角,解釋原因 。,答案 (1)sp3 小于 (2)sp和sp2 3 (3)120° sp2 正四面體 (4)正四面體 sp3 (5)H3O+中氧原子外圍有一對(duì)孤電子,H2O分子中氧原子外圍有兩對(duì)孤電 子,故H3O+中孤電子對(duì)H—O鍵的排斥力小于H2O分子中孤電子對(duì)H—O 鍵的排斥力,解析 (1)甲醇( )分子內(nèi)C有4對(duì)成鍵電子,無孤電子對(duì), 為sp3雜化,O—C—H鍵角約109.5°;甲醛( )分子內(nèi)C為sp2雜化,O—C—H 鍵角約120°,故甲醇分子內(nèi)O—C—H鍵角比甲醛分子內(nèi)O—C—H鍵角 小。 (2) 中C為sp2雜化, 中C為sp雜化。丙烯腈結(jié)構(gòu)式為 ,最多三個(gè)原子共直線。,(3)BF3分子中B原子形成的σ鍵數(shù)為3,孤電子對(duì)數(shù)為0,故雜化軌道數(shù)為3, 應(yīng)為sp2雜化,BF3分子的立體構(gòu)型為平面三角形,F—B—F的鍵角是120°; B 中B原子形成的σ鍵數(shù)為4,孤電子對(duì)數(shù)為0,故B 中B原子為sp3雜化, 立體構(gòu)型為正四面體。 (4)S 中成鍵電子對(duì)數(shù)為4,中心S原子的雜化軌道類型是sp3,S 的立 體構(gòu)型為正四面體。,技法總結(jié) (1)判斷分子中中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù) 其中:a為中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電,荷數(shù)),b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù),x為與中心原子 結(jié)合的原子數(shù)。,(2)判斷中心原子雜化類型與分子構(gòu)型,(3)常見的等電子體匯總,1.配位鍵與配合物 (1)配位鍵 一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道形成的① 共價(jià)鍵 。 (2)配位鍵的表示方法: 如A→B:A表示② 提供 孤電子對(duì)的原子,B表示③ 接受 共用電 子對(duì)的原子。 (3)配位化合物的組成 如硫酸四氨合銅,化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4,Cu2+為④ 中心離子 ,NH3為,考點(diǎn)三 配位鍵與分子的性質(zhì),⑤ 配體 ,配位鍵的數(shù)目為4,配位數(shù)為4,表示為 S 。 (4)配位化合物的形成條件,2.分子的性質(zhì) (1)分子的極性,(2)范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較,(3)溶解性 a.“相似相溶”的規(guī)律: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 。如果存在氫鍵,則溶劑與溶質(zhì)之 間的氫鍵作用力越大,溶解性 越好 。 b.“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如乙醇與水 互溶 。 c.如果溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng),將增大物質(zhì)的溶解度,如SO2等。 (4)無機(jī)含氧酸分子的酸性 無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,則n值越大,R的正電 性越 高 ,R—O—H中O的電子向 R 偏移,在水分子的作用下 越 易 電離出H+,酸性越 強(qiáng) ,如酸性:H2SO3 H2SO4。,1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”。 (1)以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子 ( ) (2)非極性分子中,一定含有非極性共價(jià)鍵 ( ) (3)極性分子中一定不含有非極性共價(jià)鍵 ( ) (4)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵 ( ) (5)乙醇分子和水分子間只存在范德華力 ( ) (6)碘化氫的沸點(diǎn)高于氯化氫的沸點(diǎn)是因?yàn)榈饣瘹浞肿娱g存在氫鍵 ( ) (7)鹵素單質(zhì)按F2 I2,熔沸點(diǎn)逐漸升高 ( ) (8)氫鍵的存在一定使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高 ( ),答案 (1)? (2)? (3)? (4)? (5)? (6)? (7)√ (8)?,,2.【多維思考】 下列事實(shí)與氫鍵的形成有關(guān),試分析其中氫鍵的類型。 (1)冰的硬度比一般的分子晶體的大; (2)甘油的黏度大; (3)鄰羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的15.9倍,對(duì)羥基苯甲酸的電離常 數(shù)是苯甲酸的0.44倍; (4)氨氣極易溶于水; (5)氟化氫的熔點(diǎn)高于氯化氫。,答案 (1)、(2)、(4)中存在分子間氫鍵;(3)鄰羥基苯甲酸中存在分子內(nèi) 氫鍵,對(duì)羥基苯甲酸中存在分子間氫鍵;(5)氟化氫中存在分子間氫鍵,氯 化氫中沒有氫鍵。,1.(1)下列物質(zhì)或離子中存在配位鍵的是 。 ①H3O+ ②[B(OH)4]- ③CH3COO- ④NH3 ⑤CH4 (2)Zn2+能與氨分子形成配離子[Zn(NH3)4]2+。該配離子中 提供 空軌道, 提供孤電子對(duì),配位數(shù)為 ,配體分子的空間構(gòu) 型為 。,題組一 配位鍵、配合物理論,答案 (1)①② (2)Zn2+ N(或NH3) 4 三角錐形,解析 (1)H3O+中H+和H2O中的O原子形成配位鍵;[B(OH)4]-中3個(gè)OH-與 B原子形成3個(gè)共價(jià)鍵,另外1個(gè)OH-與B原子形成配位鍵。 (2)Zn2+電子排布式為[Ar]3d10,有空軌道,而NH3電子式為H·· ··H,N原子 外圍有孤對(duì)電子,故N原子提供孤電子對(duì),Zn2+提供空軌道形成配位鍵。,2.(1)肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同,則 N2H6SO4晶體內(nèi)不存在 (填標(biāo)號(hào))。 a.離子鍵 b.共價(jià)鍵 c.配位鍵 d.范德華力 (2)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm-(含B、O、H三種元素)的 球棍模型如圖所示:,①在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型有 ;配位鍵存在于 原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號(hào));m= (填數(shù)字)。 ②硼砂晶體由Na+、Xm-和H2O構(gòu)成,它們之間存在的作用力有 (填序號(hào))。 A.離子鍵 B.共價(jià)鍵 C.金屬鍵 D.范德華力 E.氫鍵 (3)過渡金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù) 之和為18,則n=,解析 (1)N2H6SO4和(NH4)2SO4都是離子化合物,N2 和S 之間存在 離子鍵,N2 中N、H之間存在配位鍵,N、N之間形成共價(jià)鍵,S 中S、O之間形成共價(jià)鍵,不含范德華力。 (2)①根據(jù)B、H、O的成鍵特點(diǎn)及球棍模型可知,硼原子采取sp2、sp3雜 化;B原子提供空軌道,O原子提供孤對(duì)電子,故4、5原子之間形成配位 鍵;由陰離子的組成可知Xm-為[H4B4O9]m-,得出m=2;②Na+與Xm-間存在離 子鍵,H2O分子間存在氫鍵和范德華力。 (3)配合物Ni(CO)n中由CO提供孤電子對(duì),Ni的價(jià)電子排布式為3d84s2,價(jià) 電子數(shù)為10,則由CO提供的電子數(shù)為8,而每個(gè)CO提供電子數(shù)為2,故n=4。,答案 (1)d (2)①sp2、sp3 4,5或(5,4) 2 ②ADE (3)4,題組二 分子的性質(zhì) 3.(2016上海單科,四,節(jié)選)NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理: ①NaCN與NaClO反應(yīng),生成NaOCN和NaCl ②NaOCN與NaClO反應(yīng),生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2 已知HCN(Ki=6.3×10-10)有劇毒;HCN、HOCN中N元素的化合價(jià)相同。 完成下列填空: (1)上述反應(yīng)涉及的元素中,氯原子核外電子能量最高的電子亞層是 ;H、C、N、O、Na的原子半徑從小到大的順序?yàn)? 。 (2)HCN是直線型分子,HCN是 分子(選填“極性”“非極 性”)。HClO的電子式為 。,答案 (1)3p HONCNa (2)極性,解析 (1)氯原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5,所以氯原子核外 電子能量最高的電子亞層是3p;同周期自左向右原子半徑逐漸減小,同 主族自上而下原子半徑逐漸增大,因此H、C、N、O、Na的原子半徑從 小到大的順序?yàn)镠ONCNa。 (2)HCN是直線型分子,正、負(fù)電荷中心不重合,因此HCN是極性分子。 HClO的電子式為 。,4.(1)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因 。,(2)硅烷(SinH2n+2)的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這 種變化關(guān)系的原因是 。 (3)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用 途。請(qǐng)回答下列問題:,①H2Se的酸性比H2S (填“強(qiáng)”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立 體構(gòu)型為 ,S 的立體構(gòu)型為 。 ②H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電 離,K2為1.2×10-2,請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng) 的原因: 。 (4)試比較H2O和H2S的沸點(diǎn)高低: ,解釋原因 。,答案 (1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次升高。原因是分子組成 和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,則分子間相互作用力逐漸 增強(qiáng) (2)硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越大,沸點(diǎn)越高 (3)①強(qiáng) 平面三角形 三角錐形 ②H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se為+4 價(jià),而H2SeO4中的Se為+6價(jià),正電性更高,導(dǎo)致Se—O—H中O的電子更向 Se偏移,越易電離出H+ (4)H2OH2S H2O分子間存在氫鍵,H2S分子間只存在范德華力,強(qiáng)度:氫 鍵范德華力,故H2O的沸點(diǎn)比H2S的高,解析 (3)①SeO3中Se上的價(jià)電子對(duì)數(shù)為 =3(σ鍵電子對(duì)數(shù)為3,孤電子 對(duì)數(shù)為0),S 中S上的價(jià)電子對(duì)數(shù)為 =4(σ鍵電子對(duì)數(shù)為3,孤電子對(duì) 數(shù)為1),由價(jià)層電子對(duì)互斥理論可判斷出SeO3、S 的立體構(gòu)型分別為 平面三角形和三角錐形。,