届高考化学复习课件状元之路系列：43_分子结构与性质

二､分子的空间结构 1.价层电子对互斥模型的两种类型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分 子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子｡ (1)当中心原子无孤对电子时,两者的构型一致; (2)当中心原子有孤对电子时,两者的构型不一致｡
2.杂化轨道理论 当原子成键时,原子的价电子轨道相互混杂,形成与原轨道数 目相等且能量相同的杂化轨道｡杂化轨道数不同,轨道间的夹 角不同,形成分子的空间构型不同｡
50%的化合物的化学式为__________;该分子中中心原子以
_____________杂化,是___S__O_2__分子,分子构型为
____s_p_2_______｡
极性
V形
(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式________;该
分子中中心原子以___________杂化,是_______S_O分3子,分子
(5)AB4型除正四面体结构
及平面正四边形结构
为非极性分子外,其他均为极性分子｡如CH4､
CCl4､SiF4为非极性分子｡
3.据中心原子最外层电子是否全部成键判断 中心原子即其他原子围绕它成键的原子｡分子中的中心原子 最外层电子若全部成键,此分子一般为非极性分子;分子中的 中心原子最外层电子未全部成键,此分子一般为极性分子｡如 CH4､BF3､CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成 键,它们都是非极性分子｡而H2O､NH3､NF3等分子中的中心原 子的最外层电子均未全部成键,它们都是极性分子｡
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一､共价键 1.共价键的本质及特征 共价键的本质是在原子之间形成共用电子对,其特征是具有 饱和性和方向性｡
2.共价键的类型 (1)按成键原子间共用电子对的数目分为单键､双键､三键｡ (2)按共用电子对是否偏移分为极性键､非极性键｡ (3)按原子轨道的重叠方式分为σ键､π键,前者的电子云具有 轴对称性,后者的电子云具有镜像对称性｡
【例2】 元素X和Y属于同一主族｡负二价的元素X和氢形成 的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为 88.9%;元素X和Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X 的质量分数分别为50%和60%｡
(1)确定X､Y两种元素在周期表中的位置｡
________________________________ (2X):在第元二素周X期和､Ⅵ元A素族Y;两Y:种第元三素周形期成,Ⅵ的A化族合｡ 物中,X质量分数为
sp2
非极性
构型为___________｡
平面三角形
(4)由元素氢､X､Y三种元素形成的化合物常见的有两种,其水
溶液均呈酸性,试分别写出其分子式______________,并比
较酸性强弱:______________｡
H2SO3､H2SO4
H2SO4>H2SO3
解析:根据氢化物化学式H2X和X的质量分数可推知,X的相对 原子质量为16,则X为O,Y为S,则其氧化物分别为SO2､SO3,根 据杂化轨道理论易确定其分子构型､极性｡三种元素组成的化
(4)CO2:C原子的一个2s轨道与一个2p轨道采取sp杂化,形成 两个成分相同､能量相等的sp杂化轨道,再与两个O原子中各 一个含单电子的2p轨道重叠,形成sp—pσ键;C原子中余下的 两个2p轨道(各含一个电子)再分别与一个O原子(共两个)中的 另一个2p轨道重叠形成sp—pπ键｡因此每一对碳氧原子组合 间含有一个σ键和一个π键,为双键结构;三个原子在同一条直 线上,为直线形分子｡
命题聚焦 聚焦1 共价键的概念和类型
【例1】 下列对HCl､Cl2､H2O､NH3､CH4一组分子中共价键 形成方式的分析正确的是( ) A.都是σ键,没有π键 B.都是π键,没有σ键 C.既有π键,又有σ键 D.除CH4外,都是σ键
答案:A
聚焦2 价层电子对互斥理论､杂化轨道理论及空间构型的关系
3.价层电子对互斥模型､杂化轨道理论与分子空间构型的关 系
4.配合物理论简介 (1)配位键的形成条件 提供共用电子对的原子有孤对电子,接受共用电子对的原子 有空轨道｡ (2)配位化合物 ①定义:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配 位键结合形成的化合物｡ ②组成:如对于OH,中心原子为Ag,配体为NH3,配位数为2｡
ＡＢｎ型分子极性的判断方法 1.化合价法 ABn型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电 子数时,该分子为非极性分子,此时分子的空间结构对称;若中 心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数目,则分子的空 间结构不对称,其分子为极性分子,具有实例如下:
化学式
BF3
中心原子化
合价绝对值
3
CO2 4
4.下列化合物中,按沸点由高到低的顺序排列,正确的是( )
A.③②① C.①②③
答案:C
B.②③① D.③①②
解析:邻羟基苯甲酸分子内可以形成氢键,分子间不存在氢键, 熔沸点最低;对羟基苯甲酸分子内不能形成氢键,主要是在分 子间形成氢键,熔沸点最高｡
5.写出Ag(NH3)2OH的中心原子､配体､配位数,并写出它电离 的离子方程式｡ 答A案g(:N中H心3)原2O子H=:A=g= [配Ag体(N:NHH3)32]+配+O位H数- :2
3.键参数 (1)键能:气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量,键 能越大,化学键越稳定｡ (2)键长:形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,共价 键越稳定｡ (3)键角:在原子数超过2的分子中,两个共价键之间的夹角｡
4.等电子原理 原子总数相同､价电子总数相同的分子具有相似的化学键特 征,它们的许多性质相近｡
子空间构型有关｡
3.下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能产生AgCl沉 淀的是( )
A.[Co(NH3)4Cl2]Cl C.[Co(NH3)6]Cl3 答案:B
B.[Co(NH3)3Cl3] D.[Co(NH3)5Cl]Cl2
解析:A､C､D的外界均为Cl-,其水溶液中均含有自由移动的Cl-, 加入AgNO3溶液可生成AgCl沉淀,而B中Cl-在配合物的内界, 不易电离,加入AgNO3溶液也不能生成AgCl沉淀｡
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1.关于氢键,下列说法正确的是( ) A.每一个水分子内含有两个氢键 B.冰､水和水蒸气中都存在氢键 C.DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的 D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致 答案:C
解析:水分子内不存在氢键,水分子间可形成氢键,A不正确;气 态物质分子之间无相互作用(理想气体模型),因而气体(包含 水蒸气)中无氢键存在,B不正确;DNA的双螺旋结构是靠碱基 配对形成的,而含氮原子的碱基之间的互补配对,则是通过氢 键来实现的,C正确;水分子之所以非常稳定,是由于水分子中 O—H键是共价键,而非H2O分子之间的氢键所致,D不正确｡
2.下列说法正确的是( ) A.含有非极性键的分子一定是非极性分子 B.非极性分子中一定含有非极性键 C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子 D.键的极性与分子的极性无关
答案:C
解析:含有非极性键的分子不一定是非极性分子,如H2O2,非极 性分子中不一定含有非极性键,如CH4､CO2均是非极性分子, 却都只含有极性键｡分子的极性除与键的极性有关外,还与分
PCl5
SO3 H2O NH3 SO2 PCl3
5
6
234 3
中心原子 价电子数
分子极性
3 非极性
4
5
6
656 5
非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 极性
2.根据所含键的类型及分子的空间构型判断
当ABn型分子的空间构型是空间对称结构时,由于分子中正负 电中心重合,故为非极性分子,如CO2(直线形),BF3(平面正三 角形)､CH4(正四面体形)等均为非极性分子｡当ABn型分子的 空间构型不是空间对称结构时,一般为极性分子,如H2O(V形)､ NH3(三角锥形),它们均为极性分子｡
合物为H2SO3､H2SO4,由无机含氧酸的判断知酸 性:H2SO4>H2SO3｡
方法归纳:根据分子构型可以判断分子的极性,但必须注意键 对极性的影响｡例如,同是直线形的O==C==O和H—C≡N,前 者为非极性分子,后者为极性分子;同是四面体形的CH4和 CH3Cl,前者为非极性分子,后者为极性分子｡
(1)A—A型分子一定是非极性分子,如N2､Cl2｡ (2)A—B型分子一定是极性分子,如HCl､HF｡
(3)AB2型分子除线型结构B—A—B为非极性分子外,其他均 为极性分子｡如CO2､CS2为非极性分子,H2S､H2O为极性分子 ｡
(4)AB3型分子除平面正三角形结构
为极性分子
外,其他均为极性分子｡如BF3为非极性分子,NH3､PH3为极性 分子｡
答案:见解析
解析:(1)ICl:Cl以一个3p轨道与I以一个5p轨道重叠成键,形成 的双原子分子为直线形｡ (2)NI3:N原子不等性sp3杂化,除一对孤对电子,另外的三个杂 化轨道分别与三个I原子的各一个5p轨道重叠成键;空间构型 为三角锥形｡
(3)CH3Cl:C原子通过sp3杂化形成四个杂化轨道,其中三个 sp3杂化轨道与三个H原子的1s轨道重叠形成三个sp3—sσ共 价键,另一杂化轨道与Cl原子的含单电子的3p轨道重叠,形成 一个sp3—pσ共价键;空间构型为四面体形｡
4.手性 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如左手和右手 一样互为镜像,在三维空间里不能重叠的现象｡ 5.无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越 大,R的正电性越高,使R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子 的作用下越易电离出H+,酸性越强,如 HClO<HClO2<HClO3<HClO4｡
7.美国科学家威廉·诺尔斯､伯利·沙普利斯和日本化学家 野依良治因通过使用快速和可控的重要化学反应来合成某 些手性分子的方法而获得2001年的诺贝尔化学奖｡所谓手性
分子是指在分子结构
中,a､b､x､y为彼此互不相
同的原子或原子团时,称此分子为手性分子｡
中心碳原子为手性碳原子｡例如:普通氨基酸中的丙氨酸(如 下图所示)即为手性分子,它有两种形状:S-丙氨酸和R—丙氨 酸,它们互为镜像｡不管我们如何旋转这些图形,都不能让它们 互相重叠,这种现象称为对映异构｡乳酸
解析:Ag(NH3)2OH的中心原子是Ag,配体是NH3,配位数是 2｡由于配合物的内界是以配位键形成的,一般不电离,而内界
和外界之间是通过离子键相结合的,可以完全电离｡所以电离 方程式为 Ag(NH3)2 OH=== [Ag(NH3)2]++OH-
6.说明下列分子是由哪些轨道或杂化轨道重叠成键的,并指明 分子的空间构型｡ (1)ICl______________;(2)NI3______________; (3)CH3Cl______________;(4)CO2______________｡
三､分子的性质 1.范德华力､氢键及共价键比较
特别提醒:①有氢键的分子间也有范德华力,但有范德华力的 分子间不一定有氢键｡ ②一个氢原子只能形成一个氢键,这就是氢键的饱和性｡ ③氢键主要影响物质的物理性质｡
2.分子的极性 (1)极性分子:正电中心和负电中心不重合的分子｡ (2)非极性分子:正电中心和负电中心重合的分子｡ 3.溶解性 (1)“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂, 极性溶质一般能溶于极性溶剂｡若存在氢键,则溶剂和溶质之 间的氢键作用力越大,溶解性越好｡ (2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互 溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小｡
是人体生理活动的一种代谢产物,它是否存在对映异构体?乳 酸分子中可能处于同一平面的原子数目最多有几个?
答案:存在｡7个｡
重点探究
两种共价键类型σ键和π键的比较
重叠 方式 特征
存在
实例 强度
σ键
π键
原子轨道以“头碰头”方式重叠 原子轨道以“肩并肩”方式(侧面)
成键，重叠程度大
重叠成键
绕轴转动不破坏键，有s－s、s－ p、p－p等类型
轨道侧面不能动
存在于一切共价键中。可以单独 存在，也 如碳碳双键、碳碳三键中有σ键和
π键
H2、Cl2、CH4、卤化氢等分子中 O2、N2、C2H4、C2H2等分子中 有机化合物中σ键比π键牢固，π键易发生断裂。C2H4、C2H2等发生加
成反应时其中的π键断裂、σ键不变。