高考化学第一轮复习 12.2 分子结构与性质课件 新人教版.ppt

选考内容 第十二单元 物质结构与性质 第2节分子结构与性质 1 理解离子键的形成 能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质 2 了解共价键的主要类型 键和 键 能用键能 键长 键角等说明简单分子的某些性质 3 了解简单配合物的成键情况 4 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 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者离子的空间结构 5 了解化学键和分子间作用力的区别 6 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 键和 键的特征和性质 2 根据键长 键能 键角等参数解释和比较常见分子的性质和立体结构 3 价层电子对互斥模型 杂化轨道理论和配合物理论 4 极性分子和非极性分子的判断 5 分子间作用力 氢键及其对物质性质的影响 一 共价键1 共价键的分类 2 键参数 键能 键长 键角 1 键能 概念 键能是 原子形成 化学键释放的最低能量 通常取 单位是 与键强度的关系 键能是共价键强度的一种标度 键能越大 即形成化学键时 越多 化学键越 2 键长 概念 键长是形成 的两个原子之间的 与键强度的关系 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数 一般 键长越短 键能越 表明共价键越 与共价半径 原子半径的关系a 共价半径是指相同原子的共价键键长的 b 键长不是成键两原子半径的和 而是 其半径和 3 键角 在原子数超过 的分子中 两个相邻共价键之间的 称为键角 键角是描述分子 的重要参数 3 等电子原理 相同 相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质是相近的 此原理称为等电子原理 如co和n2 原子总数为2 价电子总数为10 答案 1 头碰头肩并肩圆柱形两侧镜像大不容易小容易2 1 气态基态1mol正值kj mol 1释放的能量稳定 2 共价键核间距大稳定一半小于 3 2夹角立体结构3 原子总数价电子总数 二 分子的立体结构1 几种典型的分子 2 价层电子对互斥模型 1 价层电子对互斥模型可用来预测 2 价层电子对互斥模型认为 多原子分子之所以具有一定的立体结构 是由于 的结果 3 杂化轨道理论 1 杂化轨道理论是一种价键理论 是鲍林为了解释分子的立体结构提出的 2 杂化 在成键过程中 由于原子间的相互影响 同一原子几个能量相近的不同类型的原子轨道发生重新组合 重新分配 和确定 形成与原轨道数目 的新的原子轨道 这种轨道重新组合的过程称为杂化 3 杂化轨道 杂化后形成的能量 的新轨道称为杂化轨道 4 通常的杂化类型有 sp3杂化 产生4个夹角为109 28 的相同轨道 sp2杂化 产生三个夹角为120 的平面三角形杂化轨道 sp杂化 产生两个夹角为180 的直线形杂化轨道 4 配合物理论 1 配位键 配位键是一种特殊的共价键 表示方法 配位键可以用a b来表示 其中a是提供孤对电子的原子 叫做给予体 b是具有空轨道 接受电子的原子 叫做接受体 2 配位化合物的概念通常把 与某些 称为配体 以 键结合形成的化合物称为配位化合物 简称 3 配位化合物的组成 称为配离子 称为配体 nh3分子中的 原子称为配位原子 配位数是指配位原子的数目 答案 1 o c o180 直线形v形约120 平面三角形107 三角锥形109 28 正四面体形2 分子或离子的立体构型价层电子对相互排斥3 能量电子位置相同相同4 过渡金属的原子或离子含有孤对电子的分子或离子配位配合物 ag nh3 2 nh3n 三 分子的性质1 键的极性和分子的极性 1 极性分子和非极性分子的概念 极性分子 分子中正电中心和负电中心 使分子的某一个部分呈正电性 另一部分呈负电性 这样的分子称为极性分子 非极性分子 分子中正电中心和负电中心 这样的分子称为非极性分子 2 键的极性与分子极性的关系2 两种分子间作用力 范德华力与氢键 1 范德华力 范德华力是分子间普遍存在的作用力 它比化学键弱得多 相对分子质量越 范德华力越大 分子的极性越 范德华力也越大 2 氢键 概念 氢键是由已经与 的原子形成 的氢原子与另一个分子中或同一个分子中另一个 很强的原子之间的作用力 表示方法 氢键通常用 表示 其中a b为n o f 表示共价键 表示形成的氢键 例如 水中的氢键表示为 o h o 氢键的类型氢键可分为 和 两大类 氢键的强弱氢键的大小介于 和 之间 3 溶解性 相似相溶原理 1 极性溶剂 如水 易溶解 物质 2 非极性溶剂 如苯 汽油 四氯化碳 酒精等 易溶解 物质 br2 i2等 3 含有相同官能团的物质互溶 如水中含羟基 oh 能溶解含有羟基的醇 酚 羧酸 4 手性具有完全相同的 和 的一对分子 如同左手与右手一样互为镜像 却在三维空间里 互称手性异构体 有手性异构体的分子叫 5 无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成 ho mron 如果成酸元素r相同 则n值越 r的正电性越 使r o h中o的电子向r偏移 在水分子的作用下越易电离出h 酸性越 如hclo hclo2 hclo3 hclo4 答案 1 不重合重合2 大大电负性很强共价键电负性a h b分子内氢键分子间氢键共价键范德华力3 极性非极性4 组成原子排列不能重叠手性分子5 大高强 化学键与分子构型判断1 键 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 由共用电子对数判断单键为 键 双键或三键 其中一个为 键 其余为 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 中心原子杂化类型与分子构型的判断 1 由杂化轨道数判断杂化轨道用来形成 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的对数 中心原子的 键个数 2 中心原子杂化类型和分子构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子构型有关 二者之间可以相互判断 例1 元素x和y属于同一主族 负二价的元素x和氢的化合物在通常状况下是一种液体 其中x的质量分数为88 9 元素x和元素y可以形成两种化合物 在这两种化合物中 x的质量分数分别为50 和60 1 确定x y两种元素在周期表中的位置x y 2 在元素x和元素y两种元素形成的化合物中 写出x质量分数为50 的化合物的化学式 该分子的中心原子以sp2杂化 是 分子 分子构型为 3 写出x的质量分数为60 的化合物的化学式 该分子的中心原子以sp2杂化 是 分子 分子构型为 4 由元素氢 x y三种元素形成的化合物常见的有两种 其水溶液均呈酸性 试分别写出其分子式 并比较酸性强弱 5 由氢元素与x元素形成的化合物中 含有非极性键的是 写分子式 分子构型为v形的是 写分子式 答案 1 x 第二周期 a族 y 第三周期 a族 2 so2极性v形 3 so3非极性平面三角形 4 h2so3h2so4h2so4 h2so3 5 h2o2h2o 1 杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤电子对 剩余的p轨道可以形成 键 即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道 可用于形成 键 2 组成相似的分子中心原子的杂化类型不一定相同 要看其 键和孤电子对数是否相同 3 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型 不包括孤电子对 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 用价层电子对互斥理论预测h2s和bf3的立体结构 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 平面三角形解析 价层电子对互斥理论的基本要点是 分子中的价电子对由于相互排斥作用 尽可能趋向彼此远离 关键是不可忽视孤对电子对成键电子的影响 在h2s中 价电子对数为4 若无孤电子对存在 则其应为正四面体构形 但中心原子s上有两对孤电子对 而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间 它们相互排斥 因此h2s为v形结构 在bf3中 价电子对数为3 其中心原子b上无孤电子对 因此bf3应为平面三角形 答案 d 范德华力 氢键对物质性质的影响1 范德华力 氢键及共价键的比较 2 分子的极性 1 分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定 2 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 3 溶解性 1 相似相溶 的规律 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂 极性溶质一般能溶于极性溶剂 若存在氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 2 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇和水互溶 c2h5oh和h2o有氢键作用 且两者的羟基相近 而戊醇在水中的溶解度明显减小 戊醇中烃基较大 二者羟基相似因素小 4 手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子 如同左手和右手一样互为镜像 在三维空间里不能重叠的现象 5 无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成 ho mron 如果成酸元素r相同 则n值越大 r的正电性越高 使r o h中o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hclo hclo2 hclo3 hclo4 例2 2013 浙江自选模块 15 请回答下列问题 1 n al si zn四种元素中 有一种元素的电离能数据如下 则该元素是 填写元素符号 2 基态锗 ge 原子的电子排布式是 ge的最高价氯化物分子式是 该元素可能的性质或应用有 a 是一种活泼的金属元素b 其电负性大于硫c 其单质可作为半导体材料d 其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 3 关于化合物 下列叙述正确的有 a 分子间可形成氢键b 分子中既有极性键又有非极性键c 分子中有7个 键和1个 键d 该分子在水中的溶解度大于2 丁烯 4 naf的熔点 的熔点 填 或 其原因是 解析 本题考查电离能 电子排布式 氢键 共价键类型及离子键的强弱 由该元素的电离能数据可知 i4 i3 故该元素容易形成 3价稳定离子 故该元素为al元素 ge是第四周期iva族元素 故电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2 由于ge是 a族元素 元素的最高价为 4价 故氯化物为gecl4 该元素在周期表分界线附近 金属性不强 a错 由于电负性si ge s si 故电负性比硫弱 b错 锗是 很好的半导体材料 c正确 该元素的氯化物和溴化物形成的都是分子晶体 因分子间作用力后者大 故d正确 氢键可以表示为x h y 其中x y是电负性比较大的n o f中的一种 在该化合物中没有o h键 故不可能形成分子间氢键 a错 分子中的c h键 c o键是极性键 而c c c c键是非极性键 b正确 分子中有6个单键 3个双键 故分子中含有9个 键和3个 键 c错 该分子中含有的醛基是亲水基 故在水中的溶解度较大 但2 丁烯中没有亲水基 难溶于水 d正确 naf是典型的离子化合物 观察所给有机物的结构可知其也为离子化合物 两种离子化合物中阴阳离子所带的电荷数相等 但离子半径中na f 都是最小的 故在naf晶体中 离子键的强度大 熔沸点高 答案 al 1s22s22p63s23p63d104s24p2 gecl4 cd bd 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 因此熔点较低 氧族元素的氢化物的沸点如下表 下列关于氧族