1、第40讲 分子结构与性质,1. 了解共价键的形成、极性、类型(键和键)，了解配位键的含义。 2. 能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3. 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。 4. 能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。 5. 了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 6. 了解氢键的含义，能列举含有氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。,考点一,考点二,考点三,探究高考提升考能,考点一 共价键,返回,1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)共价键的成键原子只能是非金属原子( ) (2)在任何情况下，都是键比
2、键强度大( ) (3)在所有分子中都存在化学键( ) (4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( ) (5)ss 键与sp 键的电子云形状对称性相同( ) (6)键能单独形成，而键一定不能单独形成( ),1,返回,2,3,题号,(7)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转( ) (8)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( ) (9)键长等于成键两原子的半径之和( ) (10)所有的共价键都有方向性( ),1,返回,2,3,题号,2 键的键能为946 kJmol1，NN键的键能为193 kJmol1，则一个键的平均键能为_，说明N2中_键比_键稳定(填“”或“”)。,376
3、.5 kJ/mol,1,返回,2,3,题号,(1)根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？ (2)通常，键能越_，共价键越_，由该键构成的分子越稳定。,3试根据下表回答问题。某些共价键的键长数据如下所示：,答案：(1)原子半径、原子间形成共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短,稳定,大,题组一 共价键类型的判断 1在下列物质中：HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、 NH4Cl、NaOH、Ar、CO2、C2H4 (1)只存在非极性键的分子是_；既存在非极性键又存在极性键
4、的分子是_；只存在极性键的分子是_。 (2)只存在单键的分子是_，存在三键的分子是_，只存在双键的分子是_，既存在单键又存在双键的分子是_。,1,返回,2,5,3,4,题号,(3)只存在键的分子是_，既存在键又存在键的分子是_。 (4)不存在化学键的是_。 (5)既存在离子键又存在极性键的是_；既存在离子键又存在非极性键的是_。,1,返回,2,5,3,4,题号,判断共价键类型的方法,(2)由物质的结构式判断：通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键和两个键。,1键与键的判断 (1)由轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为键，“肩并
5、肩”重叠为键,(3)由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。,1,返回,2,5,3,4,题号,2极性键与非极性键的判断 看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。,1,返回,2,5,3,4,题号,题组二 键参数的判断与应用,2下列说法中正确的是( ) A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定 B元素周期表中的第A族(除H外)和第A族元素的原子间不能形成共价键 C水分子可表示为HOH，分子的键角为180 DHO键键能为462.8 kJmol1，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2462.8
6、kJ,B,1,返回,2,5,3,4,题号,3结合事实判断CO和N2相对更活泼的是_，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：_。,解析： 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量1071.9798.9273.0 (kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量941.7418.4523.3(kJmol1)小，可知CO相对更活泼。,答案：断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJmol1)小,CO,1,返回,2,5,3,4,题号,键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间构型，一般来说，
7、知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间几何构型。,1,返回,2,5,3,4,题号,题组三 等电子体及其应用,解析： 只要原子个数和最外层电子数相等的两种微粒，即为等电子体。,A,1,返回,2,5,3,4,题号,5原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 (1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。 (2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2-互为
8、等电子体的分子有_、_。,SO2 O3,N2,CO,N2O CO2,1,返回,2,5,3,4,题号,(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如N2与CO均为14个电子，N2O与CO2均为22个电子。 (2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO2-为三原子粒子，各原子最外层电子数之和为562118，SO2、O3均为三原子粒子，各原子最外层电子数之和为6318。,1,返回,2,5,3,4,题号,常见的等电子体汇总,1,返回,2,5,3,4,题号,考点二 分子的立体结构,返回,1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)杂化
9、轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对( ) (2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构( ) (3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化( ) (4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化( ) (5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形( ) (6)价层电子对互斥理论中，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数( ),1,返回,2,3,题号,2填表：,0 sp3 正四面体,1 sp3 三角锥形,2 sp3 角形或V形,1,返回,2,3,题号,3(1)用结构简式标出银氨络离子、四氨合铜离子中的配位键。(2)已知H2O、NH3、CH
10、4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O，请分析可能的原因。,1,返回,2,3,题号,题组一 价层电子对数的计算,1计算下列分子中心原子的价层电子对数,解析：,3,3,4,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,价层电子对数的计算方法,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,题组二 VSEPR模型和分子(离子)立体构型与中心原子杂化类型的确定,1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3,2 2 4 四面体形 V形 sp3,1 2 3 平面三角形 V形 sp2,0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2,0 4 4 正四面体形 正四面体形 sp3,0 2 2 直线形 直线形 sp,1,返
11、回,2,5,3,4,6,7,题号,0 4 4 正四面体形 四面体形 sp3,0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2,0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2,3 1 4 四面体形 直线形 sp3,1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3,1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3,0 4 4 正四面体形 正四面体形 sp3,0 2 2 直线形 直线形 sp,0 3 3 平面形 平面形 sp2,0 3 3 平面形 平面六边形 sp2,0 3 3 平面形 平面六边形 sp2,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,题组三 价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的综合考查 3下列分子所含原子中，既有sp3
12、杂化，又有sp2杂化的是( ),A,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,4(2017葫芦岛五校联考)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为( ) A直线形 sp杂化 BV形 sp2杂化 C三角锥形 sp3杂化 D平面三角形 sp2杂化,解析： 氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为5和原子组成，可知阴离子为NO3-、阳离子为NO2-，NO2-中N原子形成了2个键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，阳离子的构型为直线形，故A项正确。,A,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,“五方法”判断分子中心原
13、子的杂化类型,(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,(2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109.5，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则分子的中心原子发生sp杂化。,(3)根据等电子原理进行判断 如CO2是直线形分子，CNS、N3-与C
14、O2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,(4)根据中心原子的电子对数判断 如中心原子的电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。,(5)根据分子或离子中有无键及键数目判断 如没有键为sp3杂化，含一个键为sp2杂化，含二个键为sp杂化。,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,题组四 配位键和配合物 5下列粒子中存在配位键的是( ) H3O B(OH)4 CH3COO NH3 CH4 A B C D,A,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,6F、K和Fe3三种离子组成的化合物K3FeF6，其中化学键的类型
15、有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。,解析： 由化合物K3FeF6，知它是一种离子化合物，其中的化学键有离子键和配位键，复杂离子为FeF63，配位体是F。,FeF63,离子键、配位键,F,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,7配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl36NH3(黄色)、CoCl35NH3 (紫红色)、CoCl34NH3(绿色)和CoCl34NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。 (1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 CoCl
16、36NH3 _， CoCl35NH3 _， CoCl34NH3(绿色和紫色)_。,(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是_。 (3)上述配合物中，中心离子的配位数都是_。,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,解析： 由题意知，四种络合物中的自由Cl分别为3、2、1、1，则它们的化学式分别为Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl。最后两种应互为同分异构体。,答案： (1)Co(NH3)6Cl3 Co(NH3)5ClCl2 Co(NH3)4Cl2Cl (2)它们互为同分异构体 (3) 6,1,返回,2,5,3,4,6,7,题号,考点三 分子间作用力与
17、分子的性质,返回,1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键( ) (2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力( ) (3)氢键具有方向性和饱和性( ) (4)H2和O2之间存在氢键( ) (5)H2O2分子间存在氢键( ) (6)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大( ) (7)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( ) (8)极性分子中可能含有非极性键( ) (9)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( ),1,返回,2,3,题号,2写出HF水溶液中的所有氢键。,答案： FHO FH
18、F OHF OHO,1,返回,2,3,题号,对羟基苯甲酸,分子内,1,返回,2,3,题号,题组一 分子间作用力对物质性质的影响 1若不断地升高温度，实现“雪花水水蒸气氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是( ) A氢键；氢键和分子间作用力；极性键 B氢键；氢键；非极性键 C氢键；极性键；分子间作用力 D分子间作用力；氢键；非极性键,A,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,答案： (1)NH3分子间能形成氢键 (2)OH键、氢键、范德华力,形成分子内氢键，使物质沸点降低而 形成分子间氢键，使物质沸点升高,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,3按要求回
19、答下列问题。 (1)HCHO分子的立体构型为_形，它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质) _。 (2)S位于周期表中_族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是_ _； H2O比H2Te沸点高的原因是_。,两者均为分子晶体，H2O分子中存在氢键,平面三角,加成产物CH3OH分子之间能形成氢键,A,两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子 间作用力更强,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是_ _。,(4)氨是一
20、种易液化的气体，请简述其易液化的原因：_ _。,硅烷为分子晶体，随相对分 子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高,氨分子间存在氢键，分子间作用力大，因而易液化,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,(5)硫的氢化物在乙醇中的溶解度小于氧的氢化物的原因是_。 (6)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是_。,答案：(5)H2O与乙醇分子间形成氢键(6)化合物乙分子间形成氢键,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,题组二 判断分子的极性 4NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，能充分说明此种现象的
21、理由是( ) NH3是极性分子 分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于107 分子内3个NH键的键长相等、键角相等 NH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于120 A B C D,A,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,解析： H2O分子中OH键为极性键，两个OH键之间的夹角约为105，整个分子的电荷分布不对称，是极性分子，A错；Cl2是双原子单质分子，ClCl键是非极性键，是含非极性键的非极性分子，B错；NH3分子中NH键是极性键，分子构型是三角锥形，N原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子，C错；CCl4分子中CCl键是极性键，分子构型呈正四面体形，C原子位于正四面体
22、中心，四个Cl原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子，D对。,5下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是( ) AH2O BCl2 CNH3 DCCl4,D,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,6已知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信息完成下列问题： (1)水是维持生命活动所必需的一种物质。 1 mol冰中有_mol氢键。 用球棍模型表示的水分子结构是_。,解析： 在冰中，每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键，按“均摊法”计算，相当于每个水分子有2个氢键；水分子为V形结构。,2,B,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,1,返回,2,
23、5,3,4,6,7,8,题号,解析： 由H2O2的空间构型图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2。,【答案】,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,判断分子极性的思维程序及方法,1思维程序,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,2. 分子的极性判断方法,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,题组三 无机含氧酸分子的酸性,7S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性_，理由是_ _。,S的正电性越高，导致SOH中O的电子向S偏移，因而在水分子的
24、作用下，也就越容易电离出H，即酸性越强,强,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,8判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,简式分别为：_，_。 (2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是： _， _。,H3PO32NaOH=Na2HPO32H2O,H3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O,(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构,1,
25、返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。 (2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。,【解析】,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,同一种元素的含氧酸酸性规律,H2SO4与HNO3是强酸，其OH上的H原子能够完全电离成为H。含氧酸的H2SO3和HNO2是弱酸。即酸性强弱为H2SO3H2SO4，HNO2 H
26、NO3。 其他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似情况。如酸性强弱HClOHClO2HClO3HClO4。不难得出：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,返回,1(1)2017全国卷，35(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。 (2)2017全国卷，35(2)(4)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。 Mn(NO3)2中的化学键除了键外，还存在_。,离子键和键(键),V形,sp3,sp sp3,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题
27、号,22017全国卷，35(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。,(1)从结构角度分析，R中两种阳离子的相 同之处为_，不同之处为_。 (填标号) A中心原子的杂化轨道类型 B中心原子的价层电子对数 C立体结构 D共价键类型,ABD C,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,_、_。,56,5,(H3O)OHN(N5-),(NH4+)NHN(N5-),1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,答案： (1)Ge的原子半径大，原子间形
28、成的单键较长，pp轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成键 (2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 (3)sp3 共价键,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,42016全国卷，37(2)硫酸镍溶于氨水形成 Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。 (1)Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是 _。 (2)在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。 (3)氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_ _；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心
29、原子的轨道杂化类型为_。,正四面体,配位键,N,高于,NH3分子间可形成氢键,极性,sp3,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,5(1)2016全国卷，37(3)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。 (2)2014全国卷，37(3)节选乙醛中碳原子的杂化类型为_。,答案： (1)三角锥形 sp3 (2)sp3 sp2,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,62015全国卷，37(2)(3)(1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。 (2)CS2分子中，共价键的类型有_，C原子的杂化轨道类型是_，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离
30、子_。,答案： (1)C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 (2)键和键 sp CO2、COS(或SCN、OCN等),1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,72014全国卷，37(3)节选1 mol乙醛分子中含有键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。,答案： 6NA CH3COOH存在分子间氢键,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,82013福建理综，31(3)(4)节选(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R:,晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。 a离子键 b共价键 c配位键 d金属键 e氢键 f范德华力 (2)已知苯酚(OH)具有弱酸性，其Ka1.11010；水杨酸第一级电离形成的离子COOOH能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_(填“”或“”)Ka(苯酚)，其原因是_。,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,答案： (1)ad (2) COOOH中形成分子内氢键，使其更难电离出H,1,返回,2,5,3,4,6,7,8,题号,返回,本讲结束谢谢！,
