分子空间结构与物质性质PPT课件.ppt

,分子结构与性质【例1】(2011漳州模拟)(1)CH3+、CH3、CH3-都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是_。A.它们均由甲烷去掉一个氢原子所得B.它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化C.CH3-与NH3、H3O+互为等电子体，几何构型均为三角锥形D.CH3+中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面E.两个CH3或一个CH3+和一个CH3-结合均可得到CH3CH3,(2)锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。指出锌在周期表中的位置：第_周期第_族，属于_区。葡萄糖酸锌CH2OH(CHOH)4COO2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2+基态电子排布式_；葡萄糖分子中碳原子的杂化方式有_。Zn2+能与NH3形成配离子Zn(NH3)42+。配位体NH3分子属于_(填“极性分子”或“非极性分子”)；在Zn(NH3)42+中，Zn2+位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点，试在左下图中表示出Zn(NH3)42+中Zn2+与N之间的化学键。,右上图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通过共价键结合，该化合物的化学式为_。【解题关键】(1)注意CH3+、CH3、CH3-组成的区别。(2)表示配位键时注意箭头指向。,【精讲精析】(1)甲烷分子变成CH3+、CH3、CH3-时，失去的分别是氢负离子、氢原子和氢离子，空间构型也不再与原来的分子相同；(2)锌元素是30号元素，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s2(或Ar3d104s2)，由电子排布式可知该元素为第4周期第B族元素，属于ds区；当该元素失去两个电子变成锌离子时其电子排布式变为1s22s22p63s23p63d10；葡萄糖分子中碳原子有两种，一种是羟基碳以sp3杂化，另一种是羧基碳以sp2杂化；晶胞中锌的个数为4，X的个数为4，化学式为ZnX。,答案：(1)C、D、E(2)4Bds1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)sp2、sp3杂化极性分子ZnX,【互动探究】第(2)小题问题中晶体的熔点与干冰晶体的熔点相比谁更高？为什么？提示：问题中晶体的熔点更高，因为该化合物是原子晶体，而干冰是分子晶体。,配合物理论及其应用【例2】(2011泰州模拟)(1)第A、A族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为_。GaN晶体为空间网状结构，在四大晶体类型中，GaN属于_晶体。(2)铜、铁元素能形成多种配合物。微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有_的原子或离子。,(3)CuCl2溶液与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)可形成配离子：请回答下列问题：H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_。SO2分子的空间构型为_。乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为_。乙二胺和三甲胺N(CH3)3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是_。,上面所形成的配离子中含有的化学键类型有_。a.配位键b.极性键c.离子键d.非极性键CuCl的晶胞结构如图所示，其中Cl原子的配位数为_。【解题关键】(1)根据晶体结构判断晶体类型。(2)由分子的空间构型推测分子中心原子的杂化类型。(3)注意分子间氢键对分子沸点的影响。,【精讲精析】Ga原子为31号元素，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1;配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子；元素的电负性与元素的非金属性保持一致，非金属性越强，元素的电负性越大；根据价层电子对互斥理论可以判断SO2分子的空间构型为V形；乙二胺分子中氮原子的杂化类型与氨气分子中的氮相同，均为sp3杂化，乙二胺分子间存在氢键，其沸点较高。,答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或Ar3d104s24p1)原子(2)能够接受孤电子对的空轨道(3)ONHV形sp3杂化乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键a、b、d4,【互动探究】(1)上题中的配位体是什么？配位数是多少？(2)上题中的CuCl的晶胞中，其中含有Cu和Cl原子的个数分别是多少？提示：(1)根据配合物的结构可知，配位体为：H2NCH2CH2NH2，配位数为2。(2)CuCl晶胞中，Cu原子个数为：41=4，Cl原子个数为：8+6=4。,1.在乙烯分子中有5个键和1个键，它们分别是()A.sp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键B.sp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键C.CH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D.CC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,【解析】选A。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杂化轨道形成CC键。2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个键。,2.三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型的叙述，不正确的是()A.PCl3分子中的三个共价键的键长、键角都相等B.PCl3分子中的PCl键属于极性共价键C.PCl3分子中三个共价键的键能均相等D.PCl3是非极性分子【解析】选D。PCl3分子中的P原子为sp3杂化，一个杂化轨道上是孤电子对，另外3个杂化轨道与3个Cl原子形成键，其结构类似于NH3，为三角锥形，属于极性分子。,3.(2010海南高考改编)下列描述中正确的是()A.CS2为V形的极性分子B.ClO3-的空间构型为平面三角形D.SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化,【解析】选D。CS2的结构式为SCS，C与S形成两个键和两个键，无孤电子对，C为sp杂化，键角为180，故CS2是直线形的非极性分子，A错误；ClO3-中Cl为sp3杂化，Cl在四面体中间，3个O原子及一对孤电子对占据四个顶点，故ClO3-的空间构型为三角锥形，B错误；中标“*”的碳原子连有4个不同的基团，是手性碳原子，C错误；SiF4中Si与4个F形成4个键，故Si为sp3杂化；SO32-中的S原子与3个O原子形成3个键，还有一对孤电子对，故S为sp3杂化，D正确。,4.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是()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,【解析】选D。PCl3中P原子为sp3杂化，与NH3、NCl3中的N原子相似，分子构型为三角锥形；BCl3与BF3相似，B原子为sp2杂化，分子构型为平面三角形；CS2和CO2相似，C原子为sp杂化，分子构型为直线形；H2S和H2O结构相似，H2O中O为sp3杂化，H2O为V形，故H2S中S也为sp3杂化，结构为V形。,5.下列过程与配合物的形成无关的是()A.除去铁粉中的SiO2可用强碱溶液B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C.向Fe3+溶液中加入KSCN溶液D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失,【解析】选A。对于A项，除去铁粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；对于B项，AgNO3与氨水反应先生成AgOH沉淀，再生成Ag(NH3)2+；对于C项，Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)n3-n；对于D项，CuSO4与氨水反应先生成Cu(OH)2沉淀，再生成Cu(NH3)42+。,6.(2010山东高考)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。(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为_。(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中SnBr键的键角_120(填“”、“”或“”)。(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为_，每个Ba2+与_个O2配位。,【解析】(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。(2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：CHSi。(3)SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是，配位原子数为2，故Sn原子含有孤电子对，SnBr2空间构型为V形，键角小于120。,(4)每个晶胞含有Pb4+：81(个)，Ba2+：1个，O2：123(个)，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2配位。答案：(1)sp2范德华力(2)CHSi(3)(4)PbBaO312,7.(2011宁德模拟)用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙硫醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物，工业上无机硫常用氧化锌法处理，有机硫可用钴钼催化加氢处理。H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O；C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S；CS2+4H2=CH4+2H2S(1)钴原子在基态时核外电子排布式为_。,(2)下列有关分子结构的说法正确的是_。A.C2H4分子中有5个键和1个键B.COS分子(结构如图)中键能COCSC.H2S分子呈V形结构D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化,(3)下列有关说法不正确的是_。A.H2O、CO、COS均是极性分子B.相同压强下沸点：CS2COSCO2C.相同压强下沸点：C2H5OHC2H5SHD.相同压强下沸点：CON2,(4)-ZnS的晶胞结构如图，晶胞中S2-数目为_个。(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO，ZnS熔点为1830，ZnO熔点为1975，后者较前者高是由于_。(6)钼的一种配合物化学式为：Na3Mo(CN)88H2O，中心原子的配位数为_。,【解析】钴元素为27号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,简化电子排布式为Ar3d74s2;键和键的判断方法是，两个原子之间的共价键数是1时，此共价键是键，两个原子之间的共价键数是2时，此共价键是1个键和1个键，两个原子之间的共价键数是3时，此共价键是1个键和2个键。对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，相同条件下的熔沸点越高，而对于离子晶体来说，晶格能越大，熔沸点越高。,答案：(1)Ar3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)(2)A、B、C、D(3)C(4)4(5)氧离子半径比硫离子小，晶格能大(6)8,8.(2011厦门模拟)中国2010年上海世博会吉祥物的名字叫“海宝(HAIBAO)”，意即“四海之宝”，“上善若水”，水是生命的源泉，吉祥物的主形态是水，它的颜色是海一样的蓝色。水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为_。(2)水分子在特定条件下容易得到一个H+形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是_。A.氧原子的杂化类型发生了改变B.微粒的形状发生了改变,C.微粒的化学性质发生了改变D.微粒中的键角发生了改变(3)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是(请用相应的编号填写)_。,(4)将白色的无水CuSO4溶解于水中溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配离子，已知此配离子中含有4个H2O。请写出生成此配离子的离子方程式：_,【解析】本题以上海世博会吉祥物为背景考查物质结构的相关知识。(1)水分子中氧原子的核外电子数为8，在基态时核外电子排布式为1s22s22p4。(2)水分子在特定条件下容易得到一个H+形成水合氢离子(H3O+)，氧原子的杂化类型不发生改变。(3)冰的晶体类型为分子晶体，与其晶体类型相同的是碘和干冰。(4)根据所给信息可知生成此配离子的离子方程式为Cu2+4H2O=Cu(H2O)42+。,答案：(1)1s22s22p4(2)A(3)B、C(4)Cu2+4H2O=Cu(H2O)42+,9.(2010福建高考)(1)中国古代四大发明之一黑火药，它的爆炸反应为：S+2KNO3+3C3CO2+A+N2(已配平)除S外，上述元素的电负性从大到小依次为_。在生成物中，A的晶体类型为_，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_。已知CN-与N2结构相似，推算HCN分子中键与键数目之比为_。,(2)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为_，Q2+的未成对电子数是_。,(3)在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为CrCln(H2O)6-nx+(n和x均为正整数)的配离子，将其通过氢离子交换树脂(RH)，可发生离子交换反应：CrCln(H2O)6-nx+xRHRxCrCln(H2O)6-