优化探究高考化学总复习 第二章 分子结构与性质课件（选修3）

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1、第二章分子结构与性质第二章分子结构与性质 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、sp2、sp3)。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。 1共价键 (1)本质：在原子之间形成共用电子对。 (2)特征：具有饱和性和方向性。考点一共价键考点一共价键 (3)分类： (4)键参数： 键参数对分子性质的影响： 键参数与分子稳定性的关系： 键能越 ，键长越 ，分子越稳定。大大短短 2配位键

2、 (1)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_。 (2)配位键的表示方法： 如：AB：A表示 孤电子对的原子，B表示 共用电子对的原子。共价键共价键提供提供接受接受 (3)配位化合物： 定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。 组成： 形成条件： 1判断正误，正确的画“”，错误的画“” (1)共价键的成键原子只能是非金属原子() (2)在任何情况下，都是键比键强度大() (3)在所有分子中都存在化学键() (4)H2分子中的共价键不具有方向性() (5)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关() (6)键比键的电子云重叠程度大，形成的

3、共价键强() (7)ss 键与sp 键的电子云形状对称性相同() (8)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍() (9)键能单独形成，而键一定不能单独形成() (10)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转() 2根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。 3用结构式标出银氨络离子、四氨合铜离子中的配位键。 4试根据下表回答问题： 某些共价键的键长数据见下表： 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？ 提示 1(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键。 4原子半径、原子间形成的共

4、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。 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_。 (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_。共价键类别的判断共价键类别的判断 (5)既存在离子键又存在极性键的是_；既存在离子键又存

5、在非极性键的是_。 答案：(1) (2) (3) (4)(5) 2NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是() ANH3分子是极性分子 B分子内3个NH键的键长相等，键角相等 CNH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于107 DNH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于120 答案：C键参数的应用键参数的应用 3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A族(除H外)和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

6、H2和O2时，消耗能量为2462.8 kJ 答案：B 4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1 071.9798.9273.0(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：CO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 5下列粒子中存在配位键的是() H3OB(OH)4CH3COONH3CH4 AB C D 答案：A

7、配位键配位键 6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。 CoCl36NH3_， 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_。 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

8、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)6Cl3Co(NH3)5ClCl2 Co(NH3)4Cl2Cl (2)它们互为同分异构体(3)6 1价层电子对互斥理论 (1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。 其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。考点二分子的立体结构考点二分子的立体结构 (2)价层电子对互斥理论与分子构型： 2.用杂化轨道理论推测

9、分子的立体构型3.等电子原理等电子原理相同，相同， 相同的分子具有相似的化学键特相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，如征，它们的许多性质相近，如CO和和 。原子总数原子总数价电子总数价电子总数N2 填表，VSEPR模型和分子(离子)立体模型的确定： 提示 (从左到右，从上到下)314四面体形直线形sp3022直线形直线形sp直线形sp224四面体形V形sp3123平面三角形V形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2134四面体形三角锥形sp3134四面体形三角锥形sp3134四面体形三角锥形sp3044正四面体形正

10、四面体形sp3044正四面体形正四面体形sp3平面形sp2平面六边形sp2sp3，sp2 1在乙烯分子中有5个键和1个键，它们分别是() Asp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键 Bsp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键 CCH之间是sp2杂化轨道形成键，CC之间是未杂化的2p轨道形成键 DCC之间是sp2杂化轨道形成键，CH之间是未杂化的2p轨道形成键对杂化轨道理论的考查对杂化轨道理论的考查 解析：在乙烯分子中，每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成CH 键，另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂

11、化轨道形成CC 键；2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个键。 答案：A 2在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是() Asp，范德华力Bsp2，范德华力 Csp2，氢键 Dsp3，氢键 解析：由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。 答案：C 中心原子杂化方式的判断 杂化轨道数中心原子孤电子对数(未参与成键)中心原子形成的键个数。 (1)中心原子形成键个数的判断方法： 因为两原子

12、之间只能形成一个键，所以中心原子形成的键个数中心原子结合的原子数。 答案：D中心原子杂化类型和分子构型间的相互推断中心原子杂化类型和分子构型间的相互推断 中心原子杂化类型和分子构型的相互推断用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型 解析：SbCl3中Sb与3个Cl原子形成3个键，Sb最外层有5个电子还余2个电子形成一对孤对电子，为sp3杂化，三角锥形；从Sb、Ga的最外层电子数分别为5、3的角度分析。 答案：(1)N2CON2OCO2 (2)SO2O3等电子原理的应用等电子原理的应用 1分子间作用力 (1)概念： 物质分子之间 存在的相互作用力，称为分子间作

13、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。考点三分子间作用力与分子的性质考点三分子间作用力与分子的性质普遍普遍范德瓦尔斯力范德瓦尔斯力氢键氢键 (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 。组成和结构组成和结构相对分子质量相对分子质量增大增大 (5)氢键： 形成： 已经与 的原子形成共价键的 (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。 表示方法：AHB 特征：具有一定的性和 性。 分类：氢键包

14、括氢键和氢键两种。 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。电负性很强电负性很强氢原子氢原子电负性很强电负性很强方向方向饱和饱和分子内分子内分子间分子间升高升高 2分子的性质 (1)分子的极性：(2)分子的溶解性：分子的溶解性：“相似相溶相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于的规律：非极性溶质一般能溶于 溶剂，极溶剂，极性溶质一般能溶于性溶质一般能溶于。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度键，则溶质的溶解度 。随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶解度减小。如随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶

15、解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。非极性非极性极性溶剂极性溶剂增大增大 (3)分子的手性： 手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为 ，在三维空间里的现象。 手性分子：具有 的分子。 手性碳原子：在有机物分子中，连有 的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如镜像镜像不能重叠不能重叠手性异构体手性异构体四个不同基团或原子四个不同基团或原子 (4)无机含氧酸分子的酸性： 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使ROH中O

16、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，如酸性：HClOHClO2HClO3HNO2，H2SO4H2SO3，HClO4HClO3；又由于最高价含氧酸中，HClO4酸性最强，故HClO4酸性最强。 答案：D无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸分子的酸性 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： 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 (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简式分别为 _，_。 (2)H3PO3和H

17、3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是： _， _。 解析：(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。 (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H2SO3H2SO4，HNO2H

18、NO3。其他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似的情况。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。 如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn的形式，成酸的元素R相同时，则n值越大，R的正电性越高，就会使ROH中的O原子的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H，因此酸性也就越强。如H2SO3可写成(HO)2SO，n1；H2SO4可写成(HO)2SO2，n2，所以H2SO4的酸性强于H2SO3。而对HNO2来说，可写成(HO)NO，n1；HNO3可写成(HO)NO2，n2，故HNO3的酸性强于HNO2。而对氯元素所形成的几种含氧酸，可分别写成(HO)Cl，n0；(HO)ClO，n1；(HO)ClO2，n2；(HO)ClO3，n3，故其酸性顺序为HClOHClO2HClO3两者均为离子化合物，且阴阳离子电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低