2019届高考化学一轮复习 第34讲 分子结构与性质课件.ppt

第34讲分子结构与性质,【考纲要求】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简单的杂化轨道类型(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简单分子或离子的空间结构。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,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。,考点1共价键,知识梳理,1.共价键(1)共价键的本质与特征,共用电子对,方向,(2)共价键类型,大,非极性,双,(3)键参数概念,键参数对分子性质的影响,键能越,键长越,分子越稳定。,大,短,稳定性,立体构型,2.配位键与配位化合物(1)配位键配位键的形成:成键原子一方提供,另一方提供形成共价键。,孤电子对,空轨道,配位键的表示:常用“”来表示配位键,箭头指向接受的原子,如可表示为+,在中,虽然有一个NH键形成过程与其他3个NH键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。,孤电子对,(2)配合物如Cu(NH3)4SO4,配位体有孤电子对,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。中心原子有空轨道,如、Cu2+、Zn2+、Ag+等。,中心原子,配位原子,Cu(NH3)4SO4,配位数,【多维思考】,提示:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8),1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)在任何情况下,都是键比键强度大。()(2)气体单质中一定存在键,可能存在键。()(3)H2分子中的共价键不具有方向性。()(4)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。()(5)键能单独形成,而键也能单独形成。()(6)键可以绕键轴旋转,键一定不能绕键轴旋转。()(7)NH4Cl中存在离子键、极性共价键和配位键。()(8)在CH2CHCN中含有6个键和3个键。(),提示:NH3NAg+,2.在Ag(NH3)2+中的原子提供孤电子对,提供空轨道。,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:。,提示:CO断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0kJmol-1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3kJmol-1)小,考点演练,考向一共价键的类别、键参数,1.导学号96656223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180D.HO键键能为462.8kJmol-1,即18gH2O分解成H2和O2时,消耗能量为2462.8kJ,B,解析:键长越长,键能越小,分子越不稳定,A错误;共价键一般形成于非金属元素之间,而第A族元素(H除外)均是活泼金属元素,第A族元素均是活泼非金属元素,两者易形成离子键,B正确;水分子立体构型为V形,两个HO键的键角为105,C错误;断裂2molHO键吸收2462.8kJ能量,而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量,D错误。,2.有以下物质:HF;Cl2;H2O;N2;C2H4。(1)只含有极性键的是。(2)只含有非极性键的是。(3)既有极性键又有非极性键的是。(4)只含有键的是。(5)既有键又有键的是。,解析:.(1)含不同元素的原子,只含极性键。中两个氢原子分别与氧原子相连,只含极性键。(2)双原子的单质分子只含非极性键,符合题意。(3)根据结构可判断既含极性键又含非极性键。(4)只有单键的只含键,即。(5)有双键或三键的一定既有键又有键,即。答案:.(1)(2)(3)(4)(5),.COCl2分子的结构式为,COCl2分子内含有。A.4个键B.2个键、2个键C.2个键、1个键D.3个键、1个键,解析:.C和Cl之间为键,C和O之间为一个键、一个键,因此该分子中含有3个键、1个键。答案:.D,考向二配位键与配位化合物,C,解析:N2的结构式为+;H3O+的结构式为+;Fe(CO)3、Fe(SCN)3、Ag(NH3)2OH均为配合物,中心离子(或原子)与配体之间均含配位键。,4.导学号96656224向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42-,在Cu(OH)42-中提供空轨道、中原子给出孤电子对,Cu(OH)42-的结构示意图可表示为,在Na2Cu(OH)4晶体内存在的作用力有,Na2Cu(OH)4在水溶液中的电离方程式为。,考点2分子的立体构型,知识梳理,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最远时,排斥力最小,体系的能量最低。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)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。价层电子对数=键电子对数+中心原子。,孤电子对数,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是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合的原子数。,(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系,直线,平面正三角,V,正四面体,三角锥,V,180,120,2.杂化轨道理论(1)杂化轨道概念:在外界条件的影响下,原子内部能量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。,(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系,相近,1个s轨道,1个p轨道,180,直线,1个s轨道,2,p轨道,120,平面三角形,1个s轨道,3个p轨道,10928,正四面体形,(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对,所以有公式:杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的键个数。3.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。,价电子总数相同,【多维思考】,1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)CH4与互为等电子体。()(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。()(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。()(4)只要分子(离子)构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。()(5)中中心原子孤电子对数为0,中心原子为sp3杂化。(),提示:(1)(2)(3)(4)(5),2.已知H2O、NH3、CH4三种分子中,键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O,请分析可能的原因是.。,提示:CH4分子中的C原子没有孤电子对,NH3分子中N原子上有1对孤电子对,H2O分子中O原子上有2对孤电子对,随着孤电子对的增多,对成键电子对的排斥作用增大,故键角减小,3.写出下列分子或离子的中心原子的价层电子对数、杂化类型、立体构型。(1)NCl3(2)H3O+(3)(4),考点演练,考向一价电子对互斥理论及其应用,1.用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和COCl2的立体构型,两个结论都正确的是()A.直线形;三角锥形B.V形;三角锥形C.直线形;平面三角形D.V形;平面三角形,D,CD,考向二杂化轨道理论及其应用,3.导学号96656225下列中心原子的杂化轨道类型和分子立体构型不正确的是()A.PCl3中P原子sp3杂化,为三角锥形B.BCl3中B原子sp2杂化,为平面三角形C.CS2中C原子sp杂化,为直线形D.H2S分子中,S为sp杂化,为直线形,D,4.关于原子轨道的说法正确的是()A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合形成C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键,C,解析:NH3中的N是sp3杂化,但NH3是三角锥形的,A错误;甲烷分子碳原子的2s和2p通过sp3杂化,形成4个杂化轨道,和4个氢原子的1s轨道形成4个CH单键,B错误;BF3中的B原子是sp2杂化,D错误。,归纳总结“三方法”判断分子中心原子的杂化类型,1.根据价层电子对数判断,2.根据结构(简)式判断在结构(简)式中,若C、N等原子形成单键时为sp3杂化、双键时为sp2杂化、三键时为sp杂化。,考向三等电子原理应用,5.导学号96656226(2017湖北黄冈模拟)等电子体之间结构相似、物理性质也相近。根据等电子原理,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数和原子最外层电子总数相同,均可互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是(),C,6.根据等电子原理写出下列分子或离子的立体构型。(1)N2O。(2)H3O+。(3)O3。(4)。,答案:(1)直线形(2)三角锥形(3)V形(4)平面三角形,考点3分子间作用力与分子性质,知识梳理,1.分子间作用力(1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,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:一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增大,范德华力逐渐。范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越大,物质的熔点、沸点越,硬度越。,范德华力,氢键,【多维思考】,提示:(1)(2)(3)(4),(1)以极性键结合起来的分子不一定是极性分子。()(2)H2O2分子间存在氢键。()(3)为手性分子。()(4)非极性分子中,一定含有非极性共价键。(),(5)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。()(6)氢键具有方向性和饱和性。()(7)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。()(8)BCl3与NCl3均为三角锥形,为极性分子。(),提示:(5)(6)(7)(8),提示:NH3和H2O都是极性分子;NH3与H2O之间形成氢键;NH3与H2O反应生成NH3H2O。,2.NH3极易溶于水的因素有哪些?,考点演练,考向一微粒间作用力类型的判断及对物质性质的影响,1.导学号96656227下列说法不正确的是()A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子之间存在氢键C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D.甲烷可与水形成氢键这种化学键,D,解析:HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子,分子间作用力越大,相应物质的熔、沸点越高,A正确;水分子间可形成氢键,H2S分子间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S,B正确;碘是非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳,C正确;甲烷中碳原子电负性不大,甲烷分子和水分子之间不能形成氢键,并且氢键不是化学键,属于分子间作用力,D不正确。,2.已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示,如X是S,当m=2,n=2,则这个式子就表示H2SO4。一般而言,该式中m大的是强酸,m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()A.HClO2B.H2SeO3C.H3BO3D.HMnO4,解析:把AD选项中的化学式改写成A.ClO(OH),B.SeO(OH)2,C.B(OH)3,D.MnO3(OH),其m依次为1、1、0、3,m最大的是HMnO4,则HMnO4酸性最强。,D,3.下列事实与氢键无关的是()A.液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3分子存在B.冰的密度比液态水的密度小C.乙醇能与水以任意比混溶而甲醚(CH3OCH3)难溶于水D.H2O比H2S稳定,D,解析:因为HF的极性非常强,而且F原子的半径很小,因此在HF中会产生分子间氢键,通过氢键使得HF相互缔合成三聚氟化氢(HF)3分子;冰中的氢键比液态水中的强,使得水分子排列得很规则,造成体积膨胀,密度变小;乙醇可以和水形成氢键,故乙醇能与水以任意比混溶,而甲醚(CH3OCH3)与水结构不相似,也不能形成氢键,故难溶于水;物质的稳定性取决于键能的大小,与氢键无关。,归纳总结范德华力、氢键和共价键的比较,考向二键的极性和分子极性的关系,解析:采用反例法判断正误。A正确,如O2、H2、N2等;B错误,以极性键结合起来的分子不一定是极性分子,若分子构型对称,正负电荷中心重合,就是非极性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C错误,某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子;D错误,非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、CO2。,4.下列叙述中正确的是()A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子C.非极性分子只能是双原子单质分子D.非极性分子中,一定含有非极性共价键,A,5.导学号16972277常温下S2Cl2是橙黄色液体,其分子结构如图所示。少量泄漏会产生窒息性气味,遇水易水解,并产生酸性悬浊液。下列关于S2Cl2的说法错误的是()A.为非极性分子B.分子中既含有极性键又含有非极性键C.与S2Br2结构相似,熔沸点S2Br2S2Cl2D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2+3S+4HCl,A,归纳总结分子极性判断的思维程序和两种思维模型,1.思维程序,2.思维模型(1)根据键的类型及分子的立体构型判断非极性分子、极性分子的判断,首先看键是否有极性,然后再看各键的空间排列状况。键无极性,分子必无极性(O3除外);键有极性,各键空间排列均匀,使键的极性相互抵消,分子无极性;键有极性,各键空间排列不均匀,不能使键的极性相互抵消,分子有极性。共价键的极性与分子极性的关系可总结如下:,(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,此分子一般为非极性分子;分子中的中心原子最外层电子若未全部成键,此分子一般为极性分子。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。,真题体验感悟考法明确考向,考向一共价键,1.(2015安徽卷,7)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是()A.分子式为C3H2O3B.分子中含6个键C.分子中只有极性键D.8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2,A,解析:一个碳酸亚乙烯酯分子中含有8个键,B项不正确;碳酸亚乙烯酯分子中有碳碳非极性键,C项不正确;没有说明是在标准状况下,D项不正确。,2.(1)(2017江苏卷)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是,1mol丙酮分子中含有键的数目为。,解析:(1)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个CH键,1个CC键,为sp3杂化,羰基中的C形成3个CC键,一个键,故C的杂化方式为sp2;据以上分析1mol丙酮分子中含有键的数目为9mol。,答案:(1)sp2和sp39mol,(2)(2016全国卷)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是。,解析:(2)由于Ge原子半径大,Ge原子间形成的键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成键。,答案:(2)Ge原子半径大,原子间形成的单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成键,解析:(3)CH3CHO中单键为键,双键中含有1个键和1个键,即1molCH3CHO中含6mol键。(4)分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物有H2O2、N2H4。,(3)(2014全国卷)1mol乙醛分子中含有的键的数目为。(4)(2014全国卷)H与O、N、S形成的二元共价化合物分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式,写出两种)。,答案:(3)6NA或66.021023(4)H2O2、N2H4,考向二配位键、配合物理论,3.(2016全国卷,37)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。,答案:(1)正四面体形,(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”),中心原子的轨道杂化类型为。,解析:(2)Ni(NH3)62+中,由于Ni2+具有空轨道,而NH3中N原子含有孤电子对,两者可通过配位键形成配离子。(3)由于NH3分子间可形成氢键,故NH3的沸点高于PH3。NH3分子中,N原子形成3个键,且有1个孤电子对,N原子的轨道杂化类型为sp3,立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称,NH3属于极性分子。答案:(2)配位键N(3)高于NH3分子间可形成氢键极性sp3,4.(2016江苏卷,21A)Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2OZn(H2O)42+4HOCH2CN(1)1molHCHO分子中含有键的数目为mol。,答案:(1)3,解析:(2)根据HOCH2CN的结构简式可知,