高考化学 第37讲 分子结构与性质课件.ppt

第37讲分子结构与性质 课标版化学 题组一共价键1 本质在原子之间形成 共用电子对 2 基本特征具有 饱和性和 方向性 3 共价键的类型 4 判断方法 1 键与 键a 依据强度判断 通常 键的强度较 大 较牢固 键强度较 小 比较容易断裂 b 一般规律 共价单键是 键 共价双键中含有 一个 键和一个 键 共价三键中含有一个 键和两个 键 2 极性键与非极性键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是非极性共价键 1 键能气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 键能越大 化学键越稳定 2 键长形成共价键的两个原子之间的核间距 键长越短 共价键越稳定 3 键角在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角 如oco键角为180 h o h键角为105 5 键参数 原子总数相同 价电子总数相同的分子 即等电子体 具有相似的化学键特征 它们的许多性质相似 如co和n2 6 等电子原理 题组二分子的立体构型1 价层电子对互斥理论 1 价层电子对在球面上彼此相距最远时 排斥力最小 体系的能量最低 2 孤电子对间的排斥力较大 孤电子对越多 排斥力越强 键角越小 2 杂化轨道理论当原子成键时 原子的价电子轨道相互混杂 形成与原轨道总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 3 配位键 1 孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对 2 配位键a 配位键的形成 一方提供孤电子对 另一方提供空轨道形成共价键 b 配位键的表示 常用 来表示配位键 箭头指向接受孤电子对的原子 如n可表示为 在n中 虽然有一个n h键形成过程 与其他3个n h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 3 配合物金属离子 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 题组三分子的性质1 分子的极性 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 如果存在氢键 则溶剂与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 如乙醇与水互溶 而戊醇在水中的溶解度明显减小 3 如果溶质与水发生反应 将增大物质的溶解度 如so2等 易电离出h 酸性越强 如酸性 h2so3 h2so4 5 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互为镜像 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 4 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 导致r o h中o的电子向r偏移 在水分子的作用下越 1 判断下列说法是否正确 1 s电子与s电子 p电子形成的共价键一定是 键 2 中含有一个 键 三个 键 3 nacl中含有一个 键 4 甲烷中含有四个相同的极性共价键 5 乙烯中既含 键和 键 也含极性键和非极性键 6 hf的键长小于hcl的 所以hf的键能小于hcl的 7 键一定比 键强 8 稀有气体中没有化学键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 题组一共价键 2 1919年 langmuir提出等电子原理 原子数相同 电子总数相同的分子 互称为等电子体 等电子体的结构相似 物理性质相近 1 根据上述原理 仅由第二周期元素组成的共价分子中 互为等电子体的是和 和 2 此后 等电子原理又有所发展 例如 由短周期元素组成的微粒 只要其原子数相同 各原子最外层电子数之和相同 也可互称为等电子体 它们也具有相似的结构特征 在短周期元素组成的物质中 与n互为等电子体的分子有 答案 1 n2con2oco2 2 so2o3 解析略 3 下列关于杂化轨道的叙述中 不正确的是 a 分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时 该分子不一定为正四面体结构b 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c h2so4分子中三种原子均以杂化轨道成键d n2分子中n原子没有发生轨道杂化 分子中有1个 键 2个 键答案ch2o分子中的中心原子o为sp3杂化 h2o的空间构型为v形 h2so4分子中氢原子没有发生轨道杂化 题组二分子的立体构型 4 用价层电子对互斥理论预测h2s和bf3的空间构型 结论正确的是 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 平面三角形答案dh2s分子中的硫原子上含有两对孤电子对 故h2s的空间构型为v形 bf3分子中b原子的价电子全部用于成键 故为平面三角形 5 下列物质中存在配位键的是 h3o b oh 4 ch3coo nh3 ch4a b c d 答案ah3o 中h 和h2o中的o原子形成配位键 中3个oh 与b原子形成3个共价键 另外1个oh 与b原子形成配位键 6 原子形成化合物时 电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响 请回答下列问题 1 bf3分子的立体结构为 nf3分子的立体结构为 2 碳原子有4个价电子 在形成化合物时价电子均参与成键 但杂化方式不一定相同 在乙烷 乙烯 乙炔和苯四种分子中 碳原子采取sp杂化的分子是 写结构简式 下同 采取sp2杂化的分子是 采取sp3杂化的分子是 试写出一种有机物分子的结构简式 要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子 3 已知h2o nh3 ch4三种分子中 键角由大到小的顺序是ch4 nh3 h2o 请分析可能的原因是 4 由于电荷的作用 阴 阳离子形成化合物时离子的电子云会发生变化 使离子键逐渐向共价键过渡 阳离子电荷数越多 阴离子半径越大时 电子云变化越大 导致所形成的化合物在水中的溶解度越小 由此可知 四种卤化银 agf agcl agbr和agi 在水中的溶解度由大到小的顺序为 答案 1 平面三角形三角锥形 2 ch2ch2 ch3ch3 其他合理答案均可 3 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 对成键电子对的排斥作用增大 故键角减小 4 agf agcl agbr agi解析 1 bf3分子中的b原子采取sp2杂化 所以其分子的立体结构为平面三角形 nf3分子中的n原子采取sp3杂化 其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对 所以其分子的立体结构为三角锥形 2 乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化 乙烯 苯分子中的碳原子均采取sp2杂化 乙炔分子中的碳原子采取sp杂化 同时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷基 或环烷基 碳碳双键 或苯环 和碳 碳三键 7 下列无机含氧酸分子中酸性最强的是 a hno2b h2so3c hclo3d hclo4答案dhno2 h2so3 hclo3中的中心元素n s cl都未达到其最高价 其酸性不够强 只有d选项中的hclo4中的cl为 7价 是cl的最高价 使h o clo3中h o 中o原子的电子向cl原子偏移 在水分子作用下 容易电离出h 酸性最强 题组三分子的性质 8 下列各组分子中 都属于含极性键的非极性分子的是 a co2 h2sb c2h4 ch4c cl2 c2h2d nh3 hcl答案bh2s和nh3 hcl都是含有极性键的极性分子 cl2是含有非极性键的非极性分子 co2 ch4是含有极性键的非极性分子 c2h4和c2h2是含有极性键和非极性键的非极性分子 9 nh3分子的空间构型是三角锥形 而不是正三角形的平面结构 能充分说明此种现象的理由是 nh3是极性分子 分子内3个n h键的键长相等 3个键角都等于107 分子内3个n h键的键长相等 键角相等 nh3分子内3个n h键的键长相等 3个键角都等于120 a b c d 答案anh3分子中的n h键属于极性共价键 所以其分子的极性完全由分子的空间构型确定 反过来分子的极性验证分子的空间构型 中nh3分子为极性分子 说明分子的空间构型不对称 不均匀 三角锥形符合这种构型 中3个n h键的键长相等 3个键角都等于107 正好也属于三 角锥形的特征 中3个n h键的键长相等 键角相等并不能反映出分子的极性 中说明nh3分子为非极性分子 不符合事实 重难一分子空间构型与杂化方式的判断典例1 2014河北唐山一中调研 已知a b c d和e5种分子所含原子的数目依次为1 2 3 4和6 且都含有18个电子 又知b c和d是由两种元素的原子组成 请回答 1 组成a分子的原子的核外电子排布式是 2 b和c的分子式分别是和 c分子中中心原子的杂化轨道类型是 c分子的立体结构呈形 该分子属于分子 填 极性 或 非极性 3 若向d的稀溶液中加入少量二氧化锰 有无色气体生成 则d的分子式 是 该反应的化学方程式是 4 若将1mole在氧气中完全燃烧 只生成1molco2和2molh2o 则e的分子式是 考查内容核外电子排布式 分子的极性 杂化方式 分子立体构型等 解题关键解答本题的关键是根据所给信息推断出各分子 再根据杂化类型和孤电子对数判断出分子的立体构型 解析a是单原子分子 且有18个电子 是ar b是两种元素组成的双原子18电子分子 是hcl c是两种元素组成的3原子18电子分子 是h2s d是两种元素组成的4原子18电子分子 且向d的稀溶液中加入二氧化锰有无色气体产 生 是h2o2 e是6原子18电子分子 且n e n c n h 1 1 4 则e的分子式为ch4o 1 ar原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p6 2 h2s中中心原子采用sp3杂化 是v形极性分子 3 d是h2o2 反应的化学方程式为2h2o22h2o o2 答案 1 1s22s22p63s23p6 2 hclh2ssp3v极性 3 h2o22h2o22h2o o2 4 ch4o 1 1 2014江西五校联考 下列描述中正确的是 a cs2为v形的极性分子b cl的空间构型为平面三角形c sf6中有6对完全相同的成键电子对d sif4和s的中心原子均为sp2杂化答案c解析cs2为直线形非极性分子 cl的空间构型为三角锥形 sf6中含有6个s f键 完全相同 sif4和s的中心原子均采用sp3杂化 1 2 2014山东潍坊月考 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原子采用sp3杂化 为三角锥形b bcl3中b原子采用sp2杂化 为平面三角形c cs2中c原子采用sp杂化 为直线形d h2s中s原子采用sp杂化 为直线形答案d解析pcl3中p原子为sp3杂化 与nh3 ncl3中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相似 h2o中o原子为sp3 杂化 分子构型为v形 故h2s中s原子也是sp3杂化 分子构型为v形 1 依据价层电子对互斥理论推断分子构型 1 价层电子对互斥理论认为 分子的立体构型是 价层电子对 相互排斥的结果 价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对 包括 键电子对和中心原子上的孤电子对 价层电子对在球面上彼此相距最远时 排斥力最小 体系的能量最低 可用来预测分子 离子的空间构型 2 用价层电子对互斥理论推测分子的空间构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数 对于abm型分子 价层电子对数 中心原子形成 键电子对数 中心原子上的孤电子对数 3 价层电子对立体构型与分子的立体构型关系价层电子对立体构型分子的立体构型 当中心原子无孤电子对时 两者的立体构型一致 当中心原子有孤电子对时 两者的立体构型不一致 2 依据杂化轨道空间构型推断分子构型 3 依据等电子体理论推断分子构型 1 等电子体微粒有着相同的分子构型 中心原子也有相同的杂化方式 如 co2是直线形分子 cns n 与co2是等电子体 所以分子构型均为直线形 中心原子均采用sp杂化 2 常见等电子体与空间立体构型 重难二分子的性质典例2 2014福建福州二模 已知a b c d四种分子所含原子的数目依次为1 3 6 6 且都含有18个电子 b c都是由两种元素的原子组成 且分子中两种原子的个数比均为1 2 d是一种有毒的有机物 1 组成a分子的原子的元素符号是 2 从b分子的立体结构判断 该分子属于分子 填 极性 或 非极性 3 c分子中包含个 键 4 d的熔 沸点比ch4的熔 沸点高 其主要原因是 须指明d是何物质 co的结构可表示为 n2的结构可表示为 5 下表是两者的键能数据 单位kj mol 结合数据说明co比n2活泼的原因 fe co ni cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关 6 基态ni原子的核外电子排布式为 基态cu原子的价电子排布式为 7 fe co 5常温下呈液态 熔点为 20 5 沸点为103 易溶于非极性溶剂 据此可判断fe co 5晶体属于 填晶体类型 解题关键解答本题的关键是了解常见18电子微粒的特点 解析 由a分子所含原子的数目为1 且含有18个电子 可推知a为ar 由b分子所含原子的数目为3 且含有18个电子 b由两种元素的原子组成 且分子中两种原子的个数比为1 2可推知b为h2s h2s是极性分子 由c分子所含原子的数目为6 且含有18个电子 c由两种元素的原子组成 且分子中两种原子的个数比为1 2 可推知c为n2h4 n2h4分子中含有4个n h键和一个n n键 共5个 键 由d分子所含原子的数目为6 且含有18个电子 d是一种有毒的有机物 可推知d为ch3oh ch3oh分子之间能形成氢键 所以ch3oh的熔 沸点比ch4的熔 沸点高 co打开第一个 键需要能量1071 9kj mol 798 9kj mol 273kj mol 而n2 考查内容物质的推断 分子的极性 共价键的类型 基态原子的核外电子排布式等 打开第一个 键需要能量941 7kj mol 418 4kj mol 523 3kj mol 答案 1 ar 2 极性 3 5 4 d是ch3oh 分子之间能形成氢键 5 co中第一个 键的键能是273kj mol n2中第一个 键的键能是523 3kj mol 所以co的第一个键比n2更容易断开 6 1s22s22p63s23p63d84s2或 ar 3d84s23d104s1 7 分子晶体 2 1 2014宁夏银川一中月考 1 某短周期主族元素的原子m层上有一个半充满的亚层 这种原子的质子数是 外围电子排布图是 2 a族的硒 se 在化合物中常表现出多种氧化态 h2seo4比h2seo3酸性 填 强 或 弱 h2se的酸性比h2s 填 强 或 弱 3 固体a的化学式为nh5 它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构 则下列有关说法中正确的是 a nh5中既有离子键又有共价键b nh5的熔 沸点高于nh3 c nh5固体投入少量水中 可产生两种气体d 0 1molnh5中含有0 5moln h键 4 用氢键表示式写出hf溶液中存在的所有氢键 答案 1 11或15或 2 强强 3 abc 4 f h f f h o o h f o h o解析 1 某短周期主族元素的原子m层上有一个半充满的亚层 这种原子的质子数是11或15 它的外围电子排布图为或 2