（全国通用版）2019版高考化学一轮复习 第十二章 物质结构与性质 12.2 分子结构与性质课件.ppt

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1、第二节 分子结构与性质,考点一共价键 【基础回顾】 1.共价键的本质与特征: (1)本质:两原子之间形成_。 (2)特征:具有方向性和_性。,共用电子对,饱和,2.共价键的分类:,头碰头,肩并肩,偏移,不偏移,3.键参数: (1)定义。,(2)键参数对分子性质的影响。,稳定性,空间构型,键能越_,键长越_,分子越稳定。 4.等电子原理:原子总数相同、_的分 子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质,如CO 和N2。,大,短,价电子总数相同,【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”) (1)常温常压下4.4 g乙醛所含键数目为0.7NA。 () 提示:。1个乙醛分子中存在4个CH 键、1个 C

2、C 键,而CO键中的一个键是键,另一个是键,所以4.4 g乙醛即0.1 mol乙醛中应含有0.6 mol的键,即键数目为0.6NA。,(2)CS2分子中键与键的数目之比是21。() 提示:。CS2的结构式为SCS,键和键数目之比为11。 (3)只有非金属原子之间才能形成共价键。() 提示:。有些不活泼金属和非金属原子间也能形成共价键,如AlCl3中铝原子和氯原子间以共价键结合。,(4)键比键的电子云重叠程度大,形成的共价键弱。() 提示:。键比键的电子云重叠程度大,形成的共价键强。 (5)H2O2 分子中既有极性键,又有非极性键。() 提示:。H2O2的结构式为HOOH,其中氧氢键为极性键,氧

3、氧键为非极性键。,(6)CH4与 互为等电子体。() 提示:。CH4与 原子总数相同,价电子总数相同,互为等电子体。,【方法点拨】 判断共价键类型的方法 1.键与键的判断: (1)由轨道重叠方式判断。 “头碰头”重叠为键,“肩并肩”重叠为“”键。,(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。,(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。 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

4、是非极性共价键。,【题组过关】 1.(2018邵阳模拟)氰化钾(KCN)是一种有剧毒的物质,贮存和使用时必须注意安全。已知:KCN+H2O2= KOCN+H2O。回答下列问题:导学号79100196,(1)OCN-中所含三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_(用元素符号表示,下同),电负性从大到小的顺序为_;基态氮原子外围电子排布式为_。,(2)H2O2中的共价键类型为_(填“键”或“键”),其中氧原子的杂化轨道类型为_;分子中4个原子_(填“在”或“不在”)同一条直线上;H2O2易溶于水除它们都是极性分子外,还因为_。,(3)与OCN-键合方式相同且互为等电子体的分子为_(任举一例);在与O

5、CN-互为等电子体的微粒中,由一种元素组成的阴离子是_。,【解析】(1)C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第A族的大于第A族的,所以其第一电离能大小顺序是NOC,同周期自左而右电负性增大,故电负性:ONC,氮原子的核电荷数为7,核外电子排布式为1s22s22p3,其外围电子排布式是2s22p3;,(2)H2O2为共价化合物,分子中存在两个氧氢键和一个 OO键,电子式为: ,OH、OO键都为 键,由H2O2的结构可知,O原子形成1个OH键、1个 OO键,含有2对孤对电子,杂化轨道数为4,杂化方式 为sp3,水为极性分子,H2O2与水

6、互溶,极性分子易溶于 极性分子中,H2O2分子中羟基上,氢原子与另一个分子 的氧原子能形成氢键;,(3)OCN-含有3个原子,价电子总数为6+4+5+1=16,故其等电子体为CO2(或N2O)等,在与OCN-互为等电子体的微粒中,由氮元素组成的阴离子是 ;,答案：(1) NOCONC2s22p3 (2)键sp3不在H2O2分子与H2O分子之间可形成氢键 (3)CO2(或N2O),2.卤素化学丰富多彩,化合物类型多,如卤化物、卤素互化物、多卤化物等;还有拟卤素形成的单质和化合物。 (1)溴元素在周期表中的位置为_,碘原子的价层电子排布图为_。,(2)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2。这是由于_

7、。 (3) 属于多卤素阳离子,其空间构型为_。中心原子的杂化轨道类型为_。,(4)卤素互化物如IBr、ICl等与卤素单质结构和性质相似。Cl2、IBr、ICl沸点由高到低的顺序为_。 (5)拟卤素(CN)2、(SCN)2等的性质也与卤素单质性质相似,其中(CN)2组成中电负性较大的元素是_;写出与SCN-互为等电子体的微粒的化学式:_(写两种),在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液生成的配离子Cu(CN)42-的配位数为_。,【解析】(1)Br的原子序数为35,最外层有7个电子,溴 元素在周期表中的位置为第四周期第A族;碘原子的 价层电子排布图为 。(2)气态氟化氢中 存在二聚分子(HF)2。这是

8、由于F的电负性很大,HF分 子之间形成氢键。(3) 属于多卤素阳离子,成键数 为2,孤对电子,数为(7-1-21)/2=2,与水相似,则空间构型为V形,中心I的杂化轨道类型为sp3。(4)分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,则沸点为IBrIClCl2。(5)同一周期,从左到右元素的电负性变大,(CN)2组成中电负性较大的元素是N;与SCN-互为等电子体的微粒的化学式为CO2、CS2;配离子Cu(CN)42-的配位数为4。,答案:(1)第四周期第A族 (2)HF分子间可形成氢键(3)V形sp3(4)IBrIClCl2(5)NCO2、CS24,【加固训练】 1.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业

9、上曾用CaC2 与水反应生成乙炔。 (1)CaC2中 与 互为等电子体, 的电子式可表 示为_;1 mol 中含有的键数目为_。,(2)将乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为_。 (3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(CH2CHCN)。 丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_;该分子中键和键数目之比为_。,【解析】(1)在CaC2中 的电子式为 , 根据等电子原理可知, 的电子式应为 , 1 mol三键中含有2 mol 键和1 mol 键,故1 mol 中,含有2NA个键。 (2)Cu为29号元素,Cu的基态核外原子电子排布式为 1s22s22p63s2

10、3p63d104s1,故Cu+的基态核外电子排布式,为1s22s22p63s23p63d10。(3)根据丙烯腈的结构可以看 出:乙烯基(CH2CH)中的两个碳原子均形成3个 键,因此均为sp2杂化;氰基(CN)中的碳原子形成 两个键,因此为sp杂化。由乙烯和CN的结构可 知,丙烯腈的结构式可表示为 ,分子中单键均 为键,双键和三键中只有1个键,因此一分子丙烯 腈中含有键6个,键3个,因此键和键数目之比 为21。,答案:(1) 2NA (2)1s22s22p63s23p63d10 (3)sp、sp221,2.(2018荆州模拟)(1)已知N2、CO、H2O、NH3、CO2均为高中化学常见的分子,

11、根据要求回答有关问题: 根据N2与CO互为等电子体,写出CO分子的电子式_。 试比较两分子中的键角大小:H2O_NH3(填“”“=”或“” )。 CO2中含有的键和键的数目之比为_。,(2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。根据要求回答有关问题: 已知金刚石中的CC键的键长为154.45 pm,C60中CC键的键长为140145 pm,有同学据此,认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确:_(填“正确”或“错误”),并阐述理由 _。 科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质中的钾原子和C60的个数比

12、为_。,继C60后,科学家又合成了Si60、N60,Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则28 g Si60分子中键的数目为_。,【解析】(1)N2与CO互为等电子体,互为等电子体的物质结构相似,则依据氮气的电子式可知CO分子的电子式为 。 水分子中氧元素含有2对孤电子对,而氨气分子中氮元素含有一对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越强,因此H2O分子中的键角小于NH3分子中的键角。,单键都是键,双键中含有1个键和1个键,则根 据二氧化碳的结构式O C O可知CO2中含有的键和 键的数目之比为22=11。 (2)金刚石是原子晶体,熔化时破

13、坏共价键,而C60是 分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,与共价键的键能 无关,所以该同学的说法是错误的。,该晶胞中C60的分子个数是8 +1=2,而钾原子的个 数是62 =6,所以钾原子和C60的个数比为62= 31。 在Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成 共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构, 说明每个硅原子形成4个共价键,其中一个为双键,则,每2个硅原子之间一定存在一个Si Si键,其中一个为 键,有 属于该硅原子,所以在一个Si60分子中所含 键的数目为60 =30。,答案:(1) 11 (2)错误C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作 用力,无需破坏共价键,而

14、分子间作用力较弱,所需能 量较低,故C60熔点低于金刚石 310.5NA,考点二分子的立体结构 【基础回顾】 1.价层电子对互斥理论: (1)理论要点。 价层电子对在空间上彼此相距越远时,排斥力越小,体系的能量越低。 孤电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。 (2)价层电子对互斥理论与分子构型。,直线形,V形,三角锥形,2.杂化轨道理论: (1)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,形成分子的空间结构不同。 (2)杂化轨道的类型,1个s轨道,一个p轨道,180,1个s轨道,2个p轨道,120,1个s轨

15、道,3个p轨道,10928,正四面体,3.配位键和配合物: (1)配位键。 孤电子对:分子或离子中没有与其他原子共用的电 子对。 配位键:由一个原子提供一对电子与另一个接受电 子的原子形成的_。 配位键的表示方法:如AB:A表示_孤电子对的 原子,B表示_电子对的原子。,共价键,提供,接受,(2)配位化合物 概念:由金属离子(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。 组成。,形成条件。,【思维诊断】 (正确的打“”,错误的打“”) (1)CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp。() 提示:。CH4分子是碳原子形成的都是键,碳原子的杂化类型是sp3杂化,而C

16、O2分子中碳原子与两个氧原子分别形成了两个共价键,一个键,一个键,碳原子的杂化类型是sp杂化。,(2)杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对。() 提示:。杂化轨道的数目应根据键和孤电子对数进行确定,与键无关。,(3)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。() 提示:。像H2O和NH3分子中心原子均为sp3杂化,但分子并不是正四面体结构。,(4)NH3分子为三角锥形,氮原子发生sp2杂化。() 提示:。NH3分子中氮原子为sp3杂化。 (5)只要分子立体构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。() 提示:。分子立体构型为平面三角形,则说明分子中中心原

17、子不存在孤电子对,中心原子均为sp2杂化。,【典题】(2018太原模拟)为了解释和预测分子的立体构型,科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。 (1)利用VSEPR理论推断P 的VSEPR模型是_。 (2)有两种活性反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:,甲: _; 乙: _。,(3)按要求写出第2周期非金属元素构成的中性分子的化学式:平面三角形分子:_,三角锥形分子:_,四面体形分子:_。 (4)写出SO3常见的等电子体的化学式,一价阴离子:_(写出一种,下同);二价阴离子:_,它们的中心原子采用的杂化方式都是

18、_。,【解析】(1)根据价层电子对互斥理论知P 立体构 型为正四面体结构。 (2)甲的立体结构为平面三角形,则碳原子为sp2杂化, 中心碳原子无孤电子对,因此价层电子对数为3,化学 式为 ,乙的立体结构为三角锥形,则碳原子为sp3 杂化,中心碳原子有1个孤电子对,因此价层电子对数 为4,化学式为 。,(3)由第2周期非金属元素构成的中性分子,第2周期元素为中心原子,通过sp2杂化形成中性分子,是平面形分子,该类型分子有BF3;第2周期元素为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子,如果是三角锥形分子,则该分子中价层电子对数是4且含有一个孤电子对,该类型分子有NF3;如果该分子为正四面体结构,则该分

19、子的价层电子对数是4且不含孤电子对,该类型分子有CF4。,(4)SO3的原子数为4,价电子数为24,分子中S价层电子 对数为 =3,杂化类型为sp2,分子构型为平面三角 形。与SO3互为等电子体的为 、 或BF3 等, 、 、BF3中中心原子价层电子对数分别为 (5+1)、 (4+2)、 (3+3),均为3对,所以中心原子 杂化方式都是sp2。,答案:(1)正四面体结构 (2) (3)BF3NF3CF4 (4) sp2,【母题变式】 (1)第3周期元素形成的含氧酸根离子中有多种与 互为等电子体,试写出两种,并判断中心原子的杂化方 式。 提示:Si 、 、Cl ,这些离子中心原子均为 sp3杂化

20、。,(2)氯原子可形成多种含氧酸根离子,其中三角锥形的是_,V形的是_,直线形的是_。,提示: ClO-。氯原子可形成 、 、 、ClO-等含氧酸根离子,这几种离子中心 原子均为sp3杂化,则 为正四面体形, 为三角 锥形, 为V形,ClO-为直线形。,【归纳提升】 1.判断分子或离子立体构型“三步曲”: 第一步:确定中心原子上的价层电子对数,a为中心原子的价电子数减去阳离子的电荷数或加上 阴离子的电荷数,b为非中心原子所能接受的电子数,x 为非中心原子的原子数。 如 的中心原子为N,a=5-1,b=1,x=4,所以中心原子 孤电子对数= (a-xb)= (4-41)=0。,第二步:确定价层电

21、子对的立体构型 由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离,这样已知价层电子对的数目,就可以确定它们的立体构型。,第三步:分子或离子立体构型的确定 价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,价层电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。,2.“五方法”判断分子中心原子的杂化类型: (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

22、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-、 与CO2互为等电子体,所 以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp杂化。 (4)根据中心原子的价电子对数判断。 如中心原子的价电子对数为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1个键为sp2杂化,含2个键为

23、sp杂化。,【题组过关】 1.(2017海南高考节选)A族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:导学号79100197 (1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为_,原子间存在的共价键类型有_,碳原子的杂化轨道类型为_。,(2)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为_,分子的立体构型为_,属于_分子(填“极性”或“非极性”)。 (3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。,SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_。结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,PbX2中的化学键的离子性_、共价

24、性_。(填“增强”“不变”或“减弱”),(4)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物,晶体结构如图(c)所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部,此化合物的化学式为_;其晶胞参数为1.4 nm,晶体密度为_gcm-3。,【解析】(1)图(a)是石墨晶体的结构图,石墨属于混合型晶体,层内碳原子之间形成键,层间的碳原子间形成的是键,石墨中每个碳原子形成3条键,无孤电子对,因此杂化类型为sp2。(2)SiCl4中心原子是Si,有4个键,孤电子对数=(4-41)/2=0,价层电子对数,为4,空间构型为正四面体,属于非极性分子。 (3)SiX4都是分子晶体,随着相对分子质量的增大,分子间作用力逐渐

25、增大,沸点逐渐升高;一般来说,离子晶体的熔沸点高于分子晶体的熔沸点。PbX2都是离子晶体,依F、Cl、Br、I次序,离子半径逐渐增大,晶格能逐渐减小,熔点逐渐降低,电负性逐渐减小,PbX2中的化学键的离子性减弱、共价性增强。(4)该 晶胞中,K位于立方体的棱上和立方体的内部,一共有 21个K,其中棱上有12个K,则内部含9个K,所以晶胞中 实际含K的数目为N(K)=12 +9=12;C60位于立方体的 顶点和面的中心,实际含C60的数目为N(C60)=8 +6 =4;N(K)N(C60)=124=31,所以此化合物的,化学式为K3C60。晶胞中含4个K3C60,晶胞密度:,答案:(1)混合型晶

26、体键、键sp2 (2)4正四面体 非极性(3)它们都是分子晶体,随着相对分子质量的增大 ,分子间作用力逐渐增大,沸点逐渐升高减弱增强(4)K3C602.0,2.(2018成都模拟)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增多。其中A、B、C都是能层数为2的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。E的核外电子排布中有6个未成对电子,是同周期中最多的,ECl3能与B、C的,氢化物形成六配体的配合物,且两种配体的物质的量之比为21,三个氯离子位于外界。试用相应的元素符号或式子填空:,(1)写出元素的名称A_E

27、_。 (2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_。 B的氢化物分子的中心原子采取_杂化;该分子的空间构型为_。,(3)化合物AC2与一种由B、C组成的化合物X互为等电子体,则X的化学式为_;完全由B的原子组成的某粒子与AC2也属于等电子体,该粒子的化学式为_,其空间构型为_。,(4)ECl3形成的配合物的化学式为_。 (5)D的单质在AC2中可以燃烧生成一种白色固体和一种黑色固体,该反应的化学方程式为_。 (6)与E同周期,且最外层电子排布相同的原子的价层电子排布式有_。,【解析】C是能层数为2的非金属元素,化合物DC为离 子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电 子层结构,D为镁

28、、C为氧;AC2为非极性分子,AC2为 CO2,A为碳元素;因A、B、C的核电荷数依次增多,则B 为氮元素;E的核外电子排布中有6个未成对电子,是同 周期中最多的,则E为铬元素。(1)A是碳元素、E是铬,元素;(2)C、N、O的第一电离能呈增大趋势,而N的2p3 是半充满更稳定,则C、N、O的第一电离能由小到大的 顺序为CON;B的氢化物NH3分子的中心原子(N)采取 sp3杂化;由于分子中只有3个氢原子,所以该分子的空 间构型为三角锥形;(3)化合物CO2与一种由N、O组成 的化合物N2O互为等电子体,完全由氮原子组成的,与CO2也属于等电子体,它们的空间构型相同,为直线 形;(4)CrCl

29、3能与N、O的氢化物形成六配体的配合物, 且两种配体的物质的量之比为21,三个氯离子位于 外界,配合物的化学式为Cr(NH3)4(H2O)2Cl3;(5)Mg的 单质在CO2中可以燃烧生成一种白色固体(MgO)和一种,黑色固体(C),该反应的化学方程式为2Mg+CO2 2MgO+C;(6)与Cr同周期,且最外层电子排布相同的原 子的价层电子排布式有3d104s1。,答案:(1)碳铬(2)CONsp3三角锥形 (3)N2O 直线形(4)Cr(NH3)4(H2O)2Cl3 (5)2Mg+CO2 2MgO+C(6)3d104s1,【加固训练】 (2016全国卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,

30、可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题: (1)写出基态As的核外电子排布式_。,(2)根据元素周期律,原子半径Ga_As,第一电离能Ga_As。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立体构型为_,其中As的杂化轨道类型为_。,(4)GaF3的熔点高于1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是_。,(5)GaAs的熔点为1 238 ,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶

31、胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。,【解析】(1)As是33号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。 (2)同一周期从左向右,原子半径逐渐减小,所以原子半径:GaAs。Ga的价电子排布为4s24p1,As的价电子排布为4s24p3,As的4p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能GaAs。(3)AsCl3分子的价层电子,对数=3+ =4,As的杂化方式为sp3,因为含有一对 孤电子对,所以该分子的立体构型为三角锥形。 (4)GaF3为离子晶体,靠比较强的离子键结合,GaCl3为 分子晶体,靠很弱的范德华力结

32、合,所以GaF3的熔点 高。 (5)因为GaAs的熔点为1 238 ,熔点很高,晶体结构 为立体网状结构,所以GaAs为原子晶体,其中Ga与As以,共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ga和As的个数 均是4个,所以晶胞的体积是 。二 者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数 值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分 率为,答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3) (2)大于小于(3)三角锥形sp3 (4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体 (5)原子晶体共价,考点三分子的性质 【基础回顾】 1.分子间作用

33、力: (1)定义:物质分子间普遍存在的一种_。 (2)分类。,相互作用力,(3)范德华力与物质性质。,相互作用力,电性,方向性,相对分子质量,熔点,(4)氢键与物质性质。,电负性很强,氢原子,电负性很强,AHB,原子半径,方向,饱和,升高,分子内氢键,2.分子的性质: (1)分子的极性。 非极性分子与极性分子的判断,键的极性、分子立体构型与分子极性的关系,极性分子,非极性分子,极性分子,极性分子,非极性分子,(2)溶解性。 “相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于 _,极性溶质一般能溶于_。若能 形成氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解 性越好。,非极性溶剂,极性溶剂,“相似相溶”还适

34、用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近),而戊醇在水中的溶解度明显减小。,(3)手性:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子, 如同左手与右手一样_,却在三维空间里不能 重叠,互称手性异构体,具有手性异构体的分子叫手性 分子。,互为镜像,(4)无机含氧酸分子的酸性:对于同一种元素的无机含 氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越 _。如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn,R相同时,n值 越大,酸性越_。如酸性:H2SO4H2SO3,HNO3HNO2, HClO4HClO3HClO2HClO。,强,强,【思维诊断】 (正确的打“”,错误的打“”) (1)高

35、氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性。() 提示:。HClO4可以写成(HO)ClO3,HClO可写成(HO)Cl,高氯酸中非羟基氧原子多于次氯酸,因此高氯酸的酸性强于次氯酸,但高氯酸的氧化性比次氯酸弱。,(2)邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点。 () 提示:。邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,降低物质熔点,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,增大物质熔点,故邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛熔点。,(3)卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小。() 提示:。在卤素的氢化物中,HF分子间能形成氢键沸点最高,HCl、HBr、HI中,相对分子质量依次增大,分子间的范德华力逐

36、渐增大。,(4)因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2。() 提示:。CH4和CO2分子之间通过分子间作用力结合,分子间作用力越强,物质的熔、沸点越高,与分子内的化学键的强弱无关。,(5)以极性键结合起来的分子不一定是极性分子。() 提示:。像CH4分子以极性键结合,但为非极性分子。 (6)非极性分子中,一定含有非极性共价键。() 提示:。像CO2、CH4等分子属于非极性分子,但不含 非极性共价键。,【典题探究】 【典题】(2018武汉模拟)请回答下列问题: (1)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用,该物质的结构简式如图所示:,以下关于维生素B1的说法正确的是

37、_。 a.只含键和键 b.既有共价键又有离子键 c.该物质的熔点可能高于NaCl d.既含有极性键又含有非极性键,(2)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有_。 a.离子键、共价键 b.离子键、氢键、共价键 c.氢键、范德华力 d.离子键、氢键、范德华力,(3)维生素B1燃烧可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物质,这些物质中属于非极性分子的化合物有_。氨气极易溶于水,其原因是_。,(4)液氨常被用作制冷剂,若不断地升高温度,实现 “液氨 氨气 氮气和氢气 氮原子和氢 原子“的变化,在变化的各阶段被破坏的粒子间的相 互作用是 _;极性键;_。,【解析】(1)由结

38、构简式知,维生素B1中含有Cl-及另一种有机离子,存在离子键,其他原子之间形成共价键,故a错误、b正确;与氯化钠晶体相比,维生素B1中的阳离子比Na+半径大,晶格能小,熔点不可能高于NaCl,故c错误;维生素B1中碳碳键为非极性键,氮氢键、氧氢键、碳氢键等为极性键,故d正确。,(2)晶体溶于水的过程会电离出Cl-等,故需要克服离子键,维生素B1分子间存在氢键、范德华力,故d正确。 (3)N2为单质,另外五种化合物中属于非极性分子的是CO2。NH3极易溶于水,是因为NH3和水均为极性分子, NH3溶于水后,NH3与水之间可形成氢键,NH3可与水反应。,(4)液氨汽化破坏了分子间作用力,包括氢键和

39、范德华力;氨气分解生成N2和H2,破坏了氮氢极性键;N2、H2生成氮原子和氢原子,破坏了非极性键。,答案:(1)bd(2)d(3)CO2氨气分子为极性分子,易溶于极性溶剂水中,氨气分子与水分子间易形成氢键,氨气可与水反应 (4)氢键、范德华力非极性键,【母题变式】 (1)维生素B1由多种元素组成,这些元素可形成多种二元化合物,其中这些二元化合物有多种是非极性分子,试举三例。 提示:CH4、CCl4、CS2、C2H4、C2H6、C2H2等。,(2)CO2和SO2均为酸性氧化物,均可与水反应生成含氧酸,但SO2的溶解度远大于CO2,试解释原因。 提示:水为极性溶剂,CO2为非极性分子,SO2为极性

40、分子,根据相似相溶的规律,可以确定SO2在水中的溶解度比CO2大。,【归纳提升】 1.分子的极性判断方法: (1)根据键的类型及分子的空间构型判断。 极性键 极性分子,极性键或非极性键 非极性分子,(2)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断。 分子中的中心原子最外层电子若全部成键,一般为非极性分子,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完全成键,都是极性分子。,(3)判断ABn型分子极性的经验规律。 若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,若不等则为极性分子

41、。,2.范德华力、氢键和共价键的比较:,【题组过关】 1.(2018锦州模拟)锂磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备: 2Na3PO4+4CuSO4+2NH3H2O=Cu4O(PO4)2+3Na2SO4+ (NH4)2SO4+H2O导学号79100198,(1)写出基态Cu2+的电子排布式:_; 与Cu同周期的元素中,与铜原子最外层电子数相等的元素还有_(填元素符号)。,(2) 的立体构型是_。 (3)P、S第一电离能大小关系为_,原因为_。 (4)NH3H2O分子中NH3与H2O之间氢键表示为_(填序号)。 A.N-HOB.O-HN C.H-NHD.H-OH,

42、(5)氨基乙酸铜分子结构如图,碳原子的杂化方式为_,基态碳原子核外电子有_个空间运动状态。,(6)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物Cu(CN)42-,则1 mol该配合物中含有的键的数目为_。 (7)铜晶体为面心立方最密堆积,配位数为_,铜的原子半径为127.8 pm,NA表示阿伏加德罗常数的值,列出晶体铜的密度计算式_gcm-3。,【解析】(1)铜是29号元素,根据构造原理知,Cu的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1),Cu2+核外有27个电子,Cu2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9);K的核外电子

43、排布式是Ar4s1,Cr的核外电子排布式是Ar3d54s1,所以与Cu同周期的元素中,与铜原子最外层电子数相等的元素还有K和Cr。,(2) 中P的价层电子对=4+ (5+3-42)=4,且不含 孤电子对,所以其立体构型为正四面体形。 (3)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数 的增大而呈增大趋势,但P 3p3处于半充满状态,较稳 定,所以第一电离能大于同周期相邻元素,P、S为同周 期相邻元素,所以第一电离能大小关系为 PS。,(4)氢键应形成于XH-Y形式当中,X、Y必须是N、O、 F元素之一,这样就有两种可能:H3NH-O-H;H2N- HOH2;由于一水合氨可电离出 和OH-,所以

44、结构 是合理的,如果是则应电离出 和H3O+,故B项正 确。,(5)氨基乙酸铜的分子中有一种碳有碳氧双键,碳的杂化方式为sp2杂化,另一种碳周围都是单键,碳的杂化方式为sp3杂化;原子核外没有两个运动状态完全相同的电子,所以说,一个原子核外有几个电子就有几种运动状态,但是空间运动状态不是电子运动状态,碳原子有1s、2s、2个2p共4个轨道,4个空间运动状态。,(6)在CN-中碳原子与氮原子是以共价三键结合的,含有1个键、2个键,所以1 molCu(CN)42-含有的键的数目为24NA4.821024 。,(7)面心立方结构的晶体,其配位数是12,因为以某一原子为原点,离它最近的(即第一近邻)有

45、12个原子;铜晶体为面心立方最密堆积,则每个晶胞中含有铜的原子:8 +6 =4,Cu原子半径为r=127.8 pm= 127.810-10 cm,假设晶体铜的密度为,晶胞的,边长为d, d=4r,d=2 r=2 127.810-10,则晶 胞的体积是d3,则d3= , 解得:= 。,答案:(1)Ar3d9K、Cr (2)正四面体形 (3)PSP 3p3半充满,较稳定,所以第一电离能大 (4)B (5)sp3、sp24 (6)4.821024 (7)12,2.(2015四川高考)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第A族;X和Z可形成化合物XZ

46、4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。 请回答下列问题:,(1)R基态原子的电子排布式是_。 (2)利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是 _。 (3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是_(填化学式);Z和U的氢化物中沸点较高的是_(填化学式);Q、R、U的单质,形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是_(填化学式)。 (4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是_。,【解析】T的一种单质在空气中能自燃,为磷元素;Z和U为短周期元素且为卤族元素,原子序数又依次增大,因此分别为F和Cl

47、;Q元素的原子序数大于9,且基态原子的s轨道电子和p轨道电子总数相等,其电子排布式为1s22s22p63s2,即为镁元素;X与Z形成的化合物中Z为-1价,则X为+4价,X为碳元素,X和R属同族元素,则R为硅元素。,(1)可写出电子排布式为1s22s22p63s23p2。 (2)已知TU3为PCl3,算出其杂化轨道数目为4,VSEPR模型为四面体结构,又因磷原子有一对孤电子对,所以其立体构型为三角锥形。 (3)X元素所在的第2周期由左到右元素非金属性增强,可得到酸性最强的是HNO3;HF中由于含有氢键,其沸点,高于HCl;各晶体熔点比较的一般规律为原子晶体金属晶体分子晶体,可得出SiMgCl2。

48、 (4)根据题干中所给信息,硫酸铜与白磷反应生成磷酸和铜:P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。,答案:(1)1s22s22p63s23p2 (2)三角锥形 (3)HNO3HFSi、Mg、Cl2 (4)P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4,【加固训练】 1.(1)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是_。 (2)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:,在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有_;配位键存在于_原子之间(填原子的数字标

49、号);m=_(填数字)。 硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成,它们之间存在的作用力有_(填序号)。 A.离子键B.共价键C.金属键 D.范德华力E.氢键,(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被 NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼能 与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵 相同,则N2H6SO4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,【解析】(1)硅烷形成的晶体是分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越强,沸点越高。 (2)由球棍模型可以看出,大黑球为硼原子,灰球为氧原子,小黑球为氢原子。2号硼原子形成3个

50、键,采取sp2杂化,4号硼原子形成4个键,采取sp3杂化;4号硼原子三个sp3杂化轨道与除5号氧原子外的三个氧原子,形成键后还有一个空轨道,而5号氧原子能提供孤电 子对而形成配位键;由图示可以看出该结构可以表示 为B4H4O9m-,其中B为+3价,O为-2价,H为+1价,可知 m=2。在晶体中Na+与Xm-之间为离子键,H2O分子间存 在范德华力,而该阴离子能与水分子形成氢键。 (3) 中存在配位键、共价键,N2 与 之间存 在离子键,离子晶体中不存在范德华力。,答案:(1)硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强(或其他合理答案) (2)sp2、sp34,5(或5,4)2ADE(3)D,2

51、.(2018昆明模拟)A、B、C、D、E、F、G是前四周期(除稀有气体)原子序数依次增大的七种元素,A的原子核外电子只有一种运动状态;B、C的价电子层中未成对电子数都是2;B、C、D同周期;E核外的s、p能级的电子总数相等;F与E同周期且第一电离能比E小;G的+1价离子(G+)的各层电子全充满。回答下列问题: (相关问题用元素符号表示),(1)写出E的基态原子的电子排布式_。 (2)B与C可形成化合物BC和BC2,BC2属于_(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)由元素A、C、G组成的离子G(A2C)42+在水溶液中显天蓝色,不考虑空间结构,G(A2C)42+的结构可用示意图表示为_(配位键

52、用标出)。,(4)测定A、D形成的化合物的相对分子质量时,实验测定值一般高于理论值的原因是_。 (5)由元素A、B、F组成的原子个数比为931的一种物质,分子中含三个相同的原子团,其结构简式为_,分子中B原子的杂化方式为_,该物质遇水爆炸,生成白色沉淀和无色气体,反应的化学方程式为_。,(6)G与氮元素形成的某种化合物的晶胞结构如图,则该化合物的化学式为_,若晶体密度为 a gcm-3,列式计算G原子与氮原子最近的距离为_pm(不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值用NA表示)。,【解析】试题分析:在前四周期中原子序数依次增大的七种元素A、B、C、D、E、F、G中,A的原子核外电子只有一种运动状态

53、,故A为H;B、C的价电子层中未成对电子数都是2,则B、C核外电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4,为C、O;B、C、D同周期且原子序数依次增大,故D为F;E核外的s、p能级的电子总数相等,故E为,Mg,F与E同周期且第一电离能比E小,F为Na,G的+1价离子(G+)的各层电子全充满,元素的基态原子最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,则核外电子数为2+8+18+1=29,故G为Cu。(1)E为镁元素,基态原子的电子排布为1s22s22p63s2。,(2)B(C)与C(O)可形成化合物BC(CO)和BC2(CO2),CO2结 构式为OCO,电荷中心重合,为非极性分子。 (3)

54、Cu(H2 ,水与铜离子形成4个配位键,结构 为 。,(4)测定A、D形成的化合物HF的相对分子质量时,实验测定值一般高于理论值的原因是HF分子之间存在氢键,形成缔合分子。 (5)由元素H、C、Al组成的原子个数比为931的一种物质,分子中含三个相同的原子团,其结构简式为,Al(CH3)3,根据价层电子对互斥理论计算电子对数为3+(3-31)/2=3,杂化类型为sp2,该物质遇水爆炸,生成白色沉淀和无色气体,反应的化学方程式为 Al(CH3)3+3H2O=Al(OH)3+3CH4。,(6)晶胞中Cu数目=121/4=3、N数目=81/8=1,故化 学式为Cu3N;晶胞的质量=(643+14)NA g,紧邻的白 球与黑球之间的距离为b cm,则晶胞棱长=2b cm,则晶 胞体积=(2b cm)3,故晶体的密度=(643+14)NA (2b cm)3=a gcm-3,b= pm。,答案:(1)1s22s22p63s2(2)非极性 (3) (4)HF分子之间存在氢键,形成缔合分子 (5)Al(CH3)3sp2杂化 Al(CH3)3+3H2O=Al(OH)3+3CH4 (6)Cu3N,