分子空间结构与物质的性质.doc

1、第 1 页 共 20 页第 3 讲 分子空间结构与物质的性质来源:中教网考纲要求 1.了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp 2，sp 3)。3.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。4.了解化学键和分子间作用力的区别。5.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。第一天完成考点一、二的基础填空及深度思考考点一 共价键1本质在原子之间形成_( 电子云的重叠) 。2特征具有_和_。3分类分类依据 类型_键 电子云“_”重叠来源:形成共价键的原子轨道重叠方式 _键 电子云“

2、_”重叠_键 共用电子对发生_形成共价键的电子对是否偏移来源:中,国教,育出,版网_键 共用电子对不发生_键 原子间有_共用电子对_键 原子间有_共用电子对原子间共用电子对的数目_键 原子间有_共用电子对特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于 1.7)时，不会形成共用 电子对 ，这时形成离子键。来源:(2)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为 键，双键中有一个 键和一个 键，叁键中有一个 键和两个 键。(3)键比 键稳定。(4)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元

3、素原子间形成的共价键为极性键。4键参数(1)概念第 2 页 共 20 页(2)键参数对分子性质的影响键能越_，键长越_，分子越稳定。1在下列物质中：HCl、 N 2、NH 3、Na 2O2、H 2O2、NH 4Cl、NaOH、Ar、CO 2、C 2H4(1)只存在非极性键的分子是_；既存在非极性键又存在极性 键的分子是_；只存在极性键的分子是_。(2)不存在化学键的是_。(3)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_。归纳总结 (1)在分子中，有的只存在极性键，如 HCl、NH3 等，有的只存在非极性 键，如N2、H2 等，有的既存在极性键又存在非极性键，如 H2O2

4、、C2H4 等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。(2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如 NaOH、Na2SO4 等；有的存在非极性键，如 Na2O2、CaC2 等。2根据价键理论分析氮气分子中的成 键情况？来源:中+国教+ 育出+版网3下列说法中不正确的是 ( )A键比 键的电子云重叠程度大，形成的共价键强Bss 键与 sp 键的电子云形状对称性相同C碳碳双 键的键能是碳碳单键键能的 2 倍DN2 分子中有一个 键，2 个 键4某些共价键的键长数据如下表：共价键 键长(nm)CC 0.154C=C 0.134CC 0.120CO 0.143来源:中教网C=O 0.122

5、第 3 页 共 20 页NN 0.146N=N 0.120NN 0.110(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)键能是_。通常，键能越_，共价键越_，由该键构成的分子越稳定。考点二 杂化轨道理论与分子的立体构型及分子的极性1杂化轨道理论来源:(1)概念在外界条件的影响下，原子内部_的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。特别提醒 (1)杂化轨道形成的共价键更牢固。(2)参加杂化的原子轨道数目与杂化后生成的杂化轨道数目一般相等。(2)分类杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角 立体构型

6、实例Spsp2来源:z#zs#sp32价层电子对互斥模型(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。(2)孤电子对的排斥力较大。电子对数 成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型 实例来源:中教网2 2 0 直线形3 032 1三角形来源:z*zs*4 0正四面体形3 142 2来源:z|zs|特别提醒 (1)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤 电子对。第 4 页 共 20 页当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。(2)价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型

7、，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能 预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。3配合物理论简介(1)配位键：一个原子提供孤对电子，一个原子提供空轨道而形成的共价键。(2)配位化合物定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配位体)以配位键结合而成的化合物。组成：如对于Ag(NH 3)2OH，中心原子为 Ag，配体为 NH3，配位数为 2。5根据价层电子对互斥理论判断：NH 3 分子中，中心原子上的 键电子对数为_，孤电子对数为_，价层电子对数为_，中心原子的 杂化方式为_杂化，VSEPR 构型为_，分子的立体构

8、型为_。BF 3 分子中，中心原子的杂 化方式为_杂化，分子的立体构型为_。归纳总结 判断分子的中心原子 杂化轨道类型的方法(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。 来源:中& 教&网 z&z&s&tep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。(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 10928， 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

9、杂化轨道之间的夹角为 180，则分子的中心原子发生 sp 杂化。6向黄色的 FeCl3 溶液中加入无色的 KSCN 溶液，溶液 变成血红色。该反应在有的教材中用方程式 FeCl33KSCN= =Fe(SCN)33KCl 表示。(1)该反应生成物中 KCl 既不是难溶物、难电离物质，也不是易挥发物质， 则该反应之所以能够进行是由于生成了_的 Fe(SCN)3。(2)经研究表明，Fe(SCN) 3 是配合物，Fe 3 与 SCN 不仅能以 13 的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：若所得 Fe3 和 SCN 的配合物中，主要是 Fe3 与 SCN 以个数比 11 配合所得离子显血红色

10、。该离子的离子符号是 _。若 Fe3 与 SCN 以个数比 15 配合， 则 FeCl3 与 KSCN 在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_。第二天完成考点二、三的基础填空及深度思考第 5 页 共 20 页考点三 分子间作用力与物质性质1概念物质分子之间_存在的相互作用力，称为分子间作用力。2分类分子间作用力最常见的是_和_。3强弱范德华力_氢键_化学键。4范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，_相似的物质，随着_的增加，范德华力逐渐_。5氢键(1)形成来源:中。教。网 z。z。s。tep已经与_的原子形成共价键

11、的_( 该氢原子几乎为裸露的质子) 与另一个分子中_的原子之间的作用力，称为氢键。(2)表示方法AHB特别提醒 (1)A、B 为电负性很强的原子，一般 为 N、O、F 三种元素。(2)A、B 可以相同，也可以不同。(3)特征具有一定的_性和_性。(4)分类氢键包括_氢键和_氢键两种。(5)分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点_，对电离和溶解度等产生影响。6相似相溶原理非极性溶质一般能溶于_，极性溶质一般能溶于_。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性_。7分析下面两图，总结卤素单质 和卤素碳化物的范德华力 变化规律。第 6 页 共 20 页8判断下列说法是否正确

12、：(1)氢键是氢元素与其他元素形成的化学键。 ( )(2)可燃冰(CH 48H2O)中甲烷分子与水分子 间形成了氢键。 ( )(3)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。 ( )来源: 中国教育出版网(4)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在 氢键。 ( )(5)水分子间既存在范德华力，又存在氢键。 ( )(6)氢键具有方向性和饱和性。 ( )(7)H2 和 O2 之间存在氢键。 ( )(8)H2O2 分子间存在氢键。 ( )9下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。(1)冰的硬度比一般的分子晶体的大；(2)甘油的粘度大；(3)邻硝基苯酚 20 时在水中的溶解度是对硝基苯酚

13、的 0.39 倍；(4)邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的 15.9 倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44 倍；(5)氨气极易溶于水；(6)氟化氢的熔点高于氯化氢。第 7 页 共 20 页考点四 无机含氧酸分子的酸性1无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有OH ，而OH 上的 H 原子在水分子的作用下能够变成 H 而显示一定的酸性。如 HNO3、H 2SO4 的结构式分别是。2同一种元素的含氧酸酸性规律及原因H2SO4 与 HNO3 是强酸，其 OH 上的 H 原子能够完全电离成为 H 。而同样是含氧酸的 H2SO3 和 HNO2 却是弱酸。即酸性强弱有 H2SO3H2S，H

14、FHCl，NH 3PH3【例 7】 短周期的 5 种非金属元素，其中 A、B、C 的特征电子排布可表示为A：as a，B：bs bbpb，C：c sccp2c，D 与 B 同主族，E 在 C 的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由 A、B、C、E 四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子BC 2 BA 4 A 2C2 BE 4，其中属于极性分子的是 _(填序号)。(2)C 的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_。(3)B、C 两元素都能和 A 元素组成两种常见的溶剂，其分子式为_、_。DE 4 在前者中的溶解性 _(填 “大于”或“小于”)在后

15、者中的溶解性。第 12 页 共 20 页(4)BA4、 BE4 和 DE4 的沸点从高到低的顺序为_(填化学式) 。(5)A、C、E 三种元素可形成多种含氧酸，如 AEC、AEC 2、AEC 3、AEC 4 等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为_(填化学式)。规律方法 在对物质性质进行解 释时，是用化学 键知识解释，还是用范德华力或氢键的知识解释，要根据物质的具体 结构决定。【例 8】 已知 N、P 同属于元素周期表的第A 族元素， N 在第 2 周期，P 在第 3 周期。NH3 分子呈三角锥形，N 原子位于锥顶，3 个 H 原子位于锥底，NH 键间的夹角是107.3。(1)PH3 分子

16、与 NH3 分子的构型关系是_( 填“相同 ”、“相似”或“不相似”) ，PH 键_ 极性(填“有”或“无”) ，PH 3 分子_极性(填“有”或“无”)。(2)NH3 与 PH3 相比，热稳定性更强的是_。(3)NH3 与 PH3 在常温、常压下都是气体，但 NH3 比 PH3 易液化，其主要原因是_。A键的极性 NH 比 PH 强B分子的极性 NH3 比 PH3 强C相对分子质量 PH3 比 NH3 大DNH 3 分子之间存在特殊的分子间作用力第五天完成真题重组1判断下列说法是否正确，正确的划“”，错误的划“”(1)SiH4 的沸点高于 CH4，可推测 PH3 的沸点高于 NH3 ( )(

17、2013四川理综，7A)(2)NH 为正四面体结构，可推测 PH 也为正四面体结构 ( ) 4 4(2013四川理综，7B)(3)C2H6 是碳链为直线形的非极性分子，可推测 C3H8 也是碳链为直线形的非极性分子( )(2013四川理综，7D)(4)SO2、SO 3 都是极性分子 ( )(2013海南，193A)(5)在 NH 和Cu(NH 3)42 中都存在配位键 ( ) 4(2013海南，193B)(6)水溶性：HClH 2SSO2 ( )第 13 页 共 20 页(2013上海，8B)(7)沸点 NH3PH3AsH3 ( )(2013大纲全国卷，6B)(8)氯化氢的沸点比氟化氢沸点高

18、( )(2013四川理综，8C)2下列描述中正确的是 ( )ACS 2 为 V 形的极性分子BClO 的空间构型为平面三角形 3CSF 6 中有 6 对完全相同的成键电子对DSiF 4 和 SO 的中心原子均为 sp2 杂化233下列分子中，属于非极性分子的是 ( )SO 2 BeCl 2 BBr 3 COCl 2A B C D42013新课标全国卷37(3)(4)(3)在 BF3 分子中，F BF 的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_，BF 3 和过量 NaF 作用可生成 NaBF4，BF 的立体 4构型为_。(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内 B 原子与 N 原子之间的化学键为

19、_，层间作用力为_。52013福建理综，30(3)(4)(3)肼(N 2H4)分子可视为 NH3 分子中的一个氢原子被NH 2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH 3 分子的空间构型是_；N 2H4 分子中氮原子轨道的杂化类型是_。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是N2O4(l)2N 2H4(l)=3N2(g)4H 2O(g)H1 038.7 kJmol 1若该反应中有 4 mol NH 键断裂，则形成的 键有_mol。肼能与硫酸反应生成 N2H6SO4。N 2H6SO4 晶体类型与硫酸铵相同，则 N2H6SO4 的晶体内不存在_(填标号)。a离子键 b共价键c配位键 d范德华力(4)图

20、 1 表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内 4 个氮原子分别位于正四面体的 4个顶点(见图 2)。分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成 4 个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_(填标号) 。第 14 页 共 20 页aCF 4 bCH 4 cNH dH 2O 462013山东理综32(2)(3)(2)H 2O 分子内的 OH 键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_。第 15 页 共 20 页HO CHO 的沸点 比高，原因是_。(3)H 可与 H2O 形成 H3O ， H3O 中 O 原子采用_杂化。 H3O 中 HOH 键角比 H2O 中 HOH 键角大，原

21、因为_。7(2013江苏，21)原子序数小于 36 的 X、Y、Z、W 四种元素，其中 X 是形成化合物种类最多的元素，Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的 2 倍，Z 原子基态时2p 原子轨道上有 3 个未成对的电子，W 的原子序数为 29。回答下列问题：(1)Y2X2 分子中 Y 原子轨道的杂化类型为_，1 mol Y2X2 含有 键的数目为_。(2)化合物 ZX3 的沸点比化合物 YX4 的高，其主要原因是_。(3)元素 Y 的一种氧化物与元素 Z 的一种氧化物互为等电子体，元素 Z 的这种氧化物的分子式是_。82013海南，19(3) SO 的立体构型是_，其中 S 原子的杂化

22、轨道类型为24_。92013海南理综，19(5)丁二酮肟常用于检验 Ni2 ：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2 反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，碳碳之间的共价键类型是 键，碳氮之间的共价键类型是 ，氮镍之间形成的化学键是_； 该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_；该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_。102013山东理综，32(1)(3)碳族元素包括 C、Si 、Ge 、Sn、Pb。(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过_杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠_结合在一起。(3)用价层电子对互斥理论推断 SnBr2 分子中 Sn

23、Br 键的键角_120( 填“”、“氢键范德华力 随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 影响分子的稳定性；共价键键能越大，分子稳定性越强【例 7】 (1)(2)H2O 分子间可形成氢键第 19 页 共 20 页(3)C6H6 H 2O 大于(4)SiCl4CCl4CH4(5)HClO4HClO3HClO2HClO【例 8】 (1)相似 有 有 (2)NH 3 (3)D真题重组规范集训1(1) (2) (3) (4) (5)(6) (7) (8) 2C CS 2 与 CO2 的分子结构

24、相似，A 错误；中心原子 Cl 有一对孤对电子，所以为三角锥形，B 错误；S 有 6 个电子正好与 6 个 F 形成 6 个共价键， C 正确；SiF 4 中 Si 有四个键，SO23 中 S 原子形成 3 个 键，还有一对孤对电子，所以 Si、S 均是 sp3 杂化，D 错误。3B4(3)120 sp 2 正四面体形 (4)共价键( 或极性共价键) 分子间作用力解析 (3)BF3 的空间构型为平面正三角形，故 FBF 的键角为 120；B 原子的杂化类型为 sp2杂化；根据价电子对互斥理论可知， BF 的立体构型 为正四面体形。 4(4)借助于石墨的结构可知， B 与 N 原子之间的化学键为

25、共价键，层与层之间依靠分子间作用力相结合。5(3)三角锥形 sp 3 3 d (4)c解析 (3)NH 3 的空间构型是三角 锥形， N2H4 分子可看作两个 NH3 分子脱去一个 H2 分子所得，氮原子采用 sp3杂化方式 结合。 1 mol N2 中含有 2 mol 键， 4 mol NH 键断裂即有 1 mol N2H4 反应，生成 1.5 mol N2，则形成 3 mol 键。硫酸铵晶体是离子晶体，则 N2H6SO4 晶体也是离子晶体，内部不含有范德华力。(4)能被该有机物识别即能嵌入空腔形成 4 个氢键，则要求某分子或离子是正四面体结构且能形成氢键，只有 c 项符合题意。6(2)OH

26、 键、氢键、范德华力 形成分子内氢键，而 HO CHO 形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大 (3)sp 3 H 2O 中 O 原子上有 2对孤电子对，H 3O 中 O 原子上只有 1 对孤电子对，排斥力较小7(1)sp 杂化 3NA 或 36.021023(2)NH3 分子间存在氢键 (3)N 2O8正四面体形 sp 3解析 SO24 中，价层电子对为 4 (842)4，所以 SO24 的立体构型为正四12面体形，S 原子杂化轨道类型为 sp3杂化。9 键、 键 配位键 氢键sp 2 杂化、sp 3 杂化解析 碳氮之间是共价双键，一个是 键，一个是 键；氮镍之间形成的是配位键，氮原子

27、提供孤对电子，镍原子提供空 轨道；分子中和氮原子形成双 键的碳原子发生 sp2杂化，第 20 页 共 20 页甲基中的碳原子发生 sp3杂化。10(1)sp 2 分子间作用力 (3)解析 (1)石墨的每个碳原子采用 sp2杂化与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成六边形平面网状结构，这些平面网状 结构再以分子间作用力结 合形成层状结构。(3)SnBr2 分子中，Sn 原子价电子对数目是 3，配位原子数为 2，故 Sn 原子含有孤4 22对电子，SnBr 2 立体构型为 V 形， 键角小于 120。11(1)CO(2) OO 2 2N A 12(1)sp (2)11解析 (1)含有极性键的分子是 CO2，属于直线形分子，中心原子 C 采取 sp 杂化。(2)在 HCN 分子中 HC 键属于 键， CN 键中有一个是 键，两个 键。