高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七單元 第33講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件.ppt

第33講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考綱導(dǎo)視 考綱定位 1 了解共價鍵的形成 能用鍵長 鍵能 鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì) 2 了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型 sp sp2 sp3 能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或者離子的空間結(jié)構(gòu) 3 了解化學(xué)鍵與分子間作用力的區(qū)別 4 了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響 能列舉含有氫鍵的物質(zhì) 基礎(chǔ)反饋 正誤判斷 正確的畫 錯誤的畫 1 鍵比 鍵重疊程度大 形成的共價鍵強(qiáng) 2 氯化鈉易溶于水 也易溶于食用油 3 N O間形成的共價鍵是非極性鍵 4 SiH4的沸點(diǎn)高于CH4 可推測PH3的沸點(diǎn)高于NH3 果 5 PCl3分子是三角錐形 這是因?yàn)榱自邮莝p2雜化的結(jié) 6 AB3型的分子空間構(gòu)型必為平面三角形 7 水很穩(wěn)定 1000 以上才會部分分解 是因?yàn)樗泻写?量的氫鍵 8 CS2為V形的極性分子 9 C2H4與C2H2分子中的中心原子雜化軌道的類型相同 10 對X O H型化合物而言 X是除去H O外的其他元素 當(dāng)X是得電子能力很強(qiáng)的非金屬元素時 X O H一定 為酸 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 考點(diǎn)一 共價鍵 知識梳理 1 本質(zhì) 在原子之間形成 2 基本特征 具有 性和 性 共用電子對 飽和 方向 頭碰頭 肩并肩 發(fā)生 不發(fā)生 一對 兩對 三對 3 共價鍵的類型 4 鍵參數(shù) 大 短 穩(wěn)定性 立體構(gòu)型 1 定義 2 鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響 鍵能越 鍵長越 分子越穩(wěn)定 原子總數(shù) 價電子總數(shù) 相似 N2 5 等電子原理 相同 相同的分子 即等電子體 具有相似的化學(xué)鍵特征 它們的許多性質(zhì) 如CO和 考點(diǎn)集訓(xùn) 例1 2015年浙江模擬 下列物質(zhì)中 只含有極性鍵的分子是 既含離子鍵又含共價鍵的化合物是 只存在 鍵的分子是 同時存在 鍵與 鍵的分子是 A N2B CO2C CH2Cl2D C2H4E C2H6F CaCl2G NH4Cl 解析 只含極性鍵的分子有CO2 CH2Cl2 既含離子鍵又含共價鍵的化合物必須是含 根 的離子化合物 只有NH4Cl符合 共價單鍵為 鍵 雙鍵或三鍵中有一個 鍵 其余為 鍵 因此只存在 鍵的分子有CH2Cl2 C2H6 同時存在 鍵和 鍵的分子有N2 CO2 C2H4 答案 BC GCE ABD 方法技巧 共價鍵類型的判斷 1 鍵與 鍵的判斷 1 依據(jù)強(qiáng)度判斷 鍵的強(qiáng)度較大 較穩(wěn)定 鍵活潑 比 較容易斷裂 2 共價單鍵是 鍵 共價雙鍵中含有一個 鍵 一個 鍵 共價三鍵中含有一個 鍵 兩個 鍵 2 極性鍵與非極性鍵的判斷 看形成共價鍵的兩原子 不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵 同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵 例2 2015年河北唐山一模 以鎂橄欖石2MgO SiO2 簡寫為M2Si 為主晶相制作的鎂橄欖石磚 是一種弱堿性耐火材料 可用于有色金屬熔煉爐 煉鋼平爐蓄熱室和水泥回轉(zhuǎn)窯等的內(nèi)襯 1 基態(tài)硅原子的價電子排布式為 2 與鎂和硅都相鄰的元素是鋁 則3種元素的第一電離能從大到小的順序?yàn)?用元素符號表示 3 高純硅一般通過SiCl4還原得到 晶體硅中硅原子的雜化方式為雜化 寫出與SiCl4互為等電子體的一種陰離子的化學(xué)式 方法技巧 等電子體及其應(yīng)用 1 常見的等電子體 考點(diǎn)二 分子的立體構(gòu)型 夾角 價電子對 知識梳理 成鍵電子對 1 雜化軌道 當(dāng)原子成鍵時 原子的價電子軌道相互混雜 形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道 雜化軌道數(shù)不同 軌道間的 不同 形成分子的空間形狀不同 2 價電子對互斥模型 價電子對互斥模型說明的是 的立體構(gòu)型 而分子的立體構(gòu)型指的是 的立體構(gòu)型 不包括孤電子對 有孤電子對 1 當(dāng)中心原子 時 兩者的構(gòu)型一致 2 當(dāng)中心原子 時 兩者的構(gòu)型不一致 無孤電子對 3 價電子對互斥模型 雜化軌道理論與分子立體構(gòu)型的關(guān)系 3 配位鍵與配合物 1 配位鍵 孤電子對 分子或離子中沒有與其他原子共用的電子對稱孤電子對 配位鍵 成鍵原子一方提供孤電子對 另一方提供空軌道 含有孤電子對的微粒有 分子如CO NH3 H2O等 離子如Cl CN F 等 含有空軌道的微粒有 過渡金屬的原子或 離子 提供 接受 配位鍵的表示方法 如A B A表示 孤電子對的原子 B表示 孤電子對的原子 2 配位化合物 配合物 概念 由金屬離子 或原子 與某些分子或離子 稱為配體 配位鍵 以 結(jié)合而成的化合物 組成 空軌道 孤電子對 直線形 平面三角形 形成條件 中心原子有 如Fe3 Cu2 Zn2 Ag 等 配位體有 如H2O NH3 CO F Cl CN 等 立體構(gòu)型 配位數(shù)是2時 如 Ag NH3 2 配位數(shù)是3時 如 HgI3 配位數(shù)為4時 正四面體形 如 ZnCl4 2 平面正方形 如 PtCl4 2 考點(diǎn)集訓(xùn) 例3 下列描述中正確的是 A C B D 答案 C 方法技巧 判斷分子中心原子的雜化類型的方法 1 根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷 若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形 則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化 若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形 則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化 若雜化軌道在空間的分布呈直線形 則分子的中心原子發(fā)生sp雜化 N3與CO2是等電子體 所以分子構(gòu)型均為直線形 中心原 2 根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷 若雜化軌道之間的夾角為109 5 則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化 若雜化軌道之間的夾角為120 則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化 若雜化軌道之間的夾角為180 則分子的中心原子發(fā)生sp雜化 3 根據(jù)等電子原理進(jìn)行推斷 如CO2是直線形分子 CNS 子均采用sp雜化 4 根據(jù)中心原子的電子對數(shù) 參與雜化的軌道數(shù)目判斷 如中心原子的電子對數(shù)為4 是sp3雜化 為3是sp2雜化 為2是sp雜化 5 根據(jù)分子或離子中有無 鍵及 鍵數(shù)目判斷 如沒有 鍵為sp3雜化 含一個 鍵為sp2雜化 含兩個 鍵為sp雜化 例4 銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途 如金屬銅用來制造電線電纜 五水硫酸銅可用作殺菌劑 1 Cu位于元素周期表第 B族 Cu2 的核外電子排布式為 2 往硫酸銅溶液中加入過量的氨水 可生成 Cu NH3 4 2 配離子 已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形 但NF3不 易與Cu2 形成配離子 其原因是 解析 1 Cu 電子排布式為 Ar 3d104s1 Cu2 的過程中 參與反應(yīng)的電子是最外層4s及3d上的各一個電子 故Cu2 的電子排布式為 Ar 3d9或1s22s22p63s23p63d9 2 N F H三種元素的電負(fù)性 F N H 所以NH3中共用電子對偏向N 而在NF3中 共用電子對偏向F 偏離N原子 答案 1 Ar 3d9或1s22s22p63s23p63d9 2 N F H三種元素的電負(fù)性 F N H 在NF3中 共用 電子對偏向F 偏離N原子 使得氮原子上的孤電子對難與Cu2 形成配位鍵 方法技巧 1 理解配位鍵的形成條件 一種原子含有孤電子對 一種 原子存在空軌道 2 根據(jù)原子的最外層電子數(shù)知該原子可以形成共價鍵的數(shù)目 如N最外層為5個電子 所以它應(yīng)該最多能形成3個共價鍵 若其與其他原子還存在化學(xué)鍵 則只能是配位鍵 例5 Cu2 能與NH3 H2O Cl 等形成配位數(shù)為4的配合物 1 Cu NH3 4 2 中存在的化學(xué)鍵類型有 填序號 A 配位鍵B 極性共價鍵C 非極性共價鍵D 離子鍵 2 Cu NH3 4 2 具有對稱的立體結(jié)構(gòu) Cu NH3 4 2 中的兩個NH3被兩個Cl 取代 能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物 則 Cu NH3 4 2 的立體結(jié)構(gòu)為 3 某種含Cu2 的化合物催化丙烯醇制備丙醛的反應(yīng)為HOCH2CH CH2 CH3CH2CHO 在丙烯醇分子中發(fā)生某種方式雜化的碳原子數(shù) 是丙醛分子中發(fā)生同樣方式雜化的碳原子數(shù)的2倍 則這類碳原子的雜化方式為 答案 1 AB 2 平面正方形 3 sp2雜化 解析 Cu NH3 4 2 中銅離子與氨分子之間的化學(xué)鍵是配位鍵 氨分子內(nèi)部的化學(xué)鍵是極性鍵 Cu NH3 4 2 是平面正方形 HOCH2CH CH2中的碳原子 有一個采取sp3雜化 兩個采取sp2雜化 CH3CH2CHO中的碳原子有兩個采取sp3雜化 一個采取sp2雜化 例6 已知 A B C D E F六種元素 原子序數(shù)依次增大 A原子核外有兩種形狀的電子云 兩種形狀的電子云軌道上電子相等 B是短周期中原子半徑最大的元素 C元素3p能級半充滿 E是所在周期電負(fù)性最大的元素 F是第四周期未成對電子最多的元素 試回答下列有關(guān)的問題 1 寫出F元素的電子排布式 2 己知A元素的一種氫化物分子中含四個原子 則在該化 合物的分子中A原子的雜化軌道類型為 3 己知C E兩種元素合成的化合物通常有CE3 CE5兩種 這兩種化合物中一種為非極性分子 一種為極性分子 屬于極性分子的化合物的分子空間構(gòu)型是 4 B C D E的第一電離能由大到小的順序是 寫元素符號 解析 1 A B C D E F六種元素 原子序數(shù)依次增大 A原子核外有兩種形狀的電子云 兩種形狀的電子云軌道上電子相等 則其原子核外電子排布為1s22s22p4 則A為氧元素 B是短周期中原子半徑最大的元素 則B為Na元素 C元素3p能級半充滿 則其原子核外電子排布為1s22s22p63s23p3 則C為磷元素 F是第四周期未成對電子最多的元素 則F的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1 則F為Cr元素 E是所 在周期電負(fù)性最大的元素 原子序數(shù)大于P小于Cu 則應(yīng)處于第三周期 故E為Cl元素 D原子序數(shù)介于磷 氯之間 則D為硫元素 2 已知A元素的一種氫化物分子中含四個原子 該氫化物為H2O2 H2O2分子中O原子成1個O O鍵 1個O H鍵 含有2對孤電子對 雜化軌道數(shù)目為4 采取sp3雜化 3 P Cl兩種元素合成的化合物通常有PCl3 PCl5兩種 PCl3中P原子成3個P Cl鍵 含有1對孤電子對 P原子采取sp3雜化 為三角錐形結(jié)構(gòu) 不是對稱結(jié)構(gòu) 屬于極性分子 4 同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢 P元素3p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài) 能量較低 第一電離能高于同周期相鄰元素 故第一電離能P Cl S Na 氫氧化鈉為強(qiáng)堿 磷酸屬于弱酸 高氯酸 硫酸屬于強(qiáng)酸 二者濃度相等 硫酸中氫離子濃度大 硫酸酸性最強(qiáng) 故四種元素最高價氧化物的水化物形成的溶液 物質(zhì)的量濃度相同時 pH由大到小的順序是NaOH H3PO4 HClO4 H2SO4 答案 1 1s22s22p63s23p63d54s1 2 sp3 3 三角錐形 4 NaOH H3PO4 HClO4 H2SO4 考點(diǎn)三 分子間作用力與分子的性質(zhì) 知識梳理 1 分子間作用力 1 概念 物質(zhì)分子間普遍存在的一種 2 分類 相互作用 相互作用力 電性 方向性 相對分子質(zhì)量 熔點(diǎn) 3 范德華力與物質(zhì)性質(zhì) 靜電相互作用 X H Y 原子半徑 4 氫鍵與物質(zhì)性質(zhì) 升高 分子內(nèi)氫鍵 不重合 重合 2 分子的極性 1 極性分子與非極性分子 極性分子 正負(fù)電荷 中心 非極性分子 正負(fù)電荷中心 2 分子的極性與鍵的極性 分子構(gòu)型的關(guān)系 極性分子 非極性分子 極性分子 極性分子 非極性分子 3 相似相溶 的規(guī)律 非極性溶質(zhì)一般能溶于 極性溶質(zhì)一般能溶于 若能形成氫鍵 則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大 溶解性越好 相似相溶 還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性 如乙醇和水互溶 C2H5OH和H2O中的羥基相近 而戊醇在水中的溶解度明顯減小 4 手性 具有完全相同的組成和原子排列的一對分子 如同左手與右手一樣互為 卻在三維空間里不能重疊 互稱手性異構(gòu)體 具有手性異構(gòu)體的分子叫手性分子 非極性溶劑 極性溶劑 鏡像 考點(diǎn)集訓(xùn) 例7 1 H2O分子內(nèi)的O H鍵 分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為 的沸點(diǎn)比 高 原因是 2 H 可與H2O形成H3O H3O 中O原子采用 雜化 H3O 中H O H鍵角比H2O中H O H鍵角大 原因?yàn)?解析 1 沸點(diǎn)高說明分子間作用力大 因此結(jié)合氫鍵的形 成方式得出 形成分子間氫鍵 而 形 雜化 孤電子對數(shù)越多 鍵夾角越小 成的是分子內(nèi)氫鍵的結(jié)論 2 H3O 的價層電子對數(shù)為4 sp3 答案 1 O H鍵 氫鍵 范德華力 形成分 子內(nèi)氫鍵 而HOCHO形成分子間氫鍵 分子間氫鍵使分子間作用力增大 2 sp3 H2O中O原子有2對孤對電子 H3O 中O原子只 有1對孤對電子 排斥力較小 方法技巧 氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響 1 對熔 沸點(diǎn)的影響 分子間氫鍵的形成使物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)升高 因?yàn)橐挂后w汽化 必須破壞大部分分子間的氫鍵 這需要較多的能量 要使晶體熔化 也要破壞一部分分子間的氫鍵 所以 存在分子間氫鍵的化合物的熔 沸點(diǎn)要比沒有氫鍵的同類化合物高 形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)比形成分子間氫鍵的物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)低 如鄰羥基苯甲醛的熔 沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔 沸點(diǎn)低 2 對溶解度的影響 在極性溶劑里 如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間可以形成氫鍵 則溶質(zhì)的溶解性增大 例如 乙醇和水能以任意比互溶 3 對水的密度的影響 絕大多數(shù)物質(zhì)固態(tài)時的密度大于液態(tài)時的密度 但是液態(tài)水的密度卻是大于固態(tài)冰的 水的這一反?，F(xiàn)象也可用氫鍵解釋 例8 某化合物的分子式為AB2 A屬 A族元素 B屬 A族元素 A和B在同一周期 它們的電負(fù)性值分別為3 44 A AB2分子的空間構(gòu)型為V形B A B鍵為極性共價鍵 AB2分子為非極性分子C AB2與H2O相比 AB2的熔 沸點(diǎn)比H2O的低D AB2分子中無氫原子 分子間不能形成氫鍵 而H2O分子間能形成氫鍵 解析 根據(jù)A B的電負(fù)性值及所處位置關(guān)系 可判斷A為O元素 B為F元素 該分子為OF2 O F鍵為極性共價鍵 因?yàn)镺F2分子的鍵角為103 3 OF2分子中鍵的極性不能抵消 所以為極性分子 答案 B 方法技巧 分子極性的判斷 1 雙原子分子的極性 雙原子分子的極性取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性 以極性鍵結(jié)合的雙原子分子是極性分子 以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子為非極性分子 2 多原子分子的極性 多原子分子的極性與分子中的鍵的極性關(guān)系比較復(fù)雜 如果組成分子的所有化學(xué)鍵均為非極性鍵 則分子通常為非極性分子 如白磷分子 P4 以極性鍵結(jié)合的多原子分子 AB3 A為中心原子 分子是否有極性取決于分子的 立體構(gòu)型 如水分子和二氧化碳分子都是由三個原子構(gòu)成的分子 但二氧化碳分子為直線形 分子內(nèi)兩個C O極性鍵位于碳原子的兩側(cè) 使正 負(fù)電荷中心重合 因此CO2分子是非極性分子 在水分子中 分子內(nèi)的兩個O H鍵的夾角為105 這兩個O H鍵極性不能相互抵消 正負(fù)電荷中心不重合 所以水分子是極性分子 例9 短周期的5種非金屬元素 其中A B C的特征電子排布可表示為A asa B bsbbpb C csccp2c D與B同主族 E在C的下一周期 且是同周期元素中電負(fù)性最大的元素 回答下列問題 1 由A B C E四種元素中的兩種元素可形成多種分子 下列分子 BC2 BA4 A2C2 BE4 其中屬于極性分子的是 填序號 2 C的氫化物比下周期同族元素的氫化物沸點(diǎn)還要高 其原因是 3 B C兩元素都能和A元素組成兩種常見的溶劑 其分子式為 DE4在前者中的溶解性 填 大于 或 小于 在后者中的溶解性 4 BA4 BE4和DE4的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式 5 A C E三種元素可形成多種含氧酸 如AEC AEC2 AEC3 AEC4等 以上列舉的四種酸其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?填化學(xué)式 解析 由s軌道最多可容納2個電子可得 a 1 b c 2 即A為H B為C C為O 由D與B同主族 且為非金屬元素得D為Si 由E在C的下一周期且E為同周期電負(fù)性最大的元素可知E為Cl 1 分別為CO2 CH4 H2O2 CCl4 其中H2O2為極性分子 其他為非極性分子 3 B A兩元素組成苯 C A兩元素組成水 兩者都為常見的溶劑 SiCl4為非極性分子 易溶于非極性溶劑苯中 4 BA4 BE4 DE4分別為CH4 CCl4 SiCl4 三者結(jié)構(gòu)相似 相對分子質(zhì)量逐漸增大 分子間作用力逐漸增強(qiáng) 故它們的沸點(diǎn)順序?yàn)镾iCl4 CCl4 CH4 5 這四種酸分別為HClO HClO2 HClO3 HClO4 含氧酸的通式可寫為 HO mClOn m 1 n 0 n值越大 酸性越強(qiáng) 故其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠ClO4 HClO3 HClO2 HClO 答案 1 2 H2O分子間形成氫鍵 3 C6H6 H2O大于 4 SiCl4 CCl4 CH4 5 HClO4 HClO3 HClO2 HClO