高考化学一轮总复习 第2节 分子结构与性质课件 新人教版选修3.ppt

高考地位 3年13考预测指数 追本溯源拓认知 1 共价键的形成 本质及类型 1 形成根据对氢分子形成过程的分析可以得知 使它们同时受到两个原子核的吸引 从而导致体系 形成化学键 我们将称为共价键 由于电子在两原子核之间出现的概率增加 能量降低 原子通过共用电子对形成的化学键 2 形成条件电负性或的非金属原子相遇时 若原子的排布未达到稳定状态 则原子间通过形成共价键 3 本质高频率地出现在两个原子核之间的与间的作用 相同 差值小 最外层电子 共用电子对 电子 原子核 电性 4 类型 键原子轨道以 方式相互重叠导致电子在核间出现的概率而形成的共价键 键原子轨道以 方式相互重叠导致电子在核间出现的概率而形成的共价键 在由两原子形成的共价键中 只能有一个键 其他的是键 头碰头 增大 肩并肩 增大 2 共价键的特征 1 方向性在形成共价键时 原子轨道重叠越多 电子在核间出现的概率 所形成的共价键越 因此共价键将尽可能沿着的方向形成 共价键的方向性决定着分子的 2 饱和性每个原子所能形成的共价键的或以单键连接的是一定的 越大 牢固 电子出现概率大 立体构型 总数 原子数目 3 键参数 1 键能是形成释放的最低能量 通常取值 键能越大 即形成化学键时放出的能量 意味着这个化学键越 越被打断 2 键长是衡量的一个参数 是 键长越短 往往键能越 表明共价键 气态基态原子 1 mol共价键 正 越多 稳定 难 共价键稳定性 分子内的核间距 大 越稳定 3 在原子数超过的分子中 之间的夹角称为键角 例如co2的结构式为 它的键角为 是一种分子 键角是描述分子的重要参数 两个共价键 2 o c o 180 非极性 空间构型 特别提醒 1 共价键的成键原子可以都是非金属原子 也可以是金属原子与非金属原子 如al与cl be与cl等 2 一般情况下 键比 键强度大 但有特殊情况 必要时须先进行键能计算 然后才能判断 3 判断共价键的极性可以根据两成键原子的电负性差值 电负性差值为0形成非极性键 差值越大键的极性越强 一般差值大于1 7时形成的是离子键 4 稀有气体分子中没有化学键 5 h2分子中的共价键不具有方向性 6 分子的稳定性与分子间作用力的大小无关 固本自测 1 下列物质的分子中既有 键 又有 键的是 hcl h2o n2 h2o2 c2h4 c2h2a b c d 答案 d解析 单键构成的分子中只含 键 无 键 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 2 价层电子对互斥理论与分子构型 直线形 v形 三角锥形 2 用杂化轨道理论推测分子的立体构型 直线形 三角形 正四面体形 3 配位键和配合物 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共用电子对 2 配位键的表示方法如 a b a表示提供孤电子对的原子 b表示接受共用电子对的原子 特别提醒 1 杂化轨道只用于形成 键或用来容纳孤电子对 以sp3杂化形成的都是 键 如碳 氮原子采取sp2或sp杂化 则杂化过程中还有未参与杂化的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 固本自测 2 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 平面三角形答案 d解析 h2s中s原子为sp3杂化 有2对孤电子对 故h2s为v形 bf3中b原子sp2杂化 无孤电子对 分子为平面三角形 1 分子的极性 1 概念非极性键 由元素的原子间形成的共用电子对偏移的键 极性键 由元素的原子间形成的共用电子对偏移的键 非极性分子 整个分子的结构 电荷分布 正负电荷的重心 同种 不 共价 不同种 发生 共价 对称 均匀 重合 极性分子 整个分子的结构 电荷分布 正负电荷重心 2 划分依据双原子分子依据 多原子分子依据 2 分子间作用力 1 概念 把分子的 又叫 2 分子间作用力对物质的等有影响 不对称 不均匀 不重合 键的极性 正负电荷重心是否重合 聚集在一起 作用力 范德华力 熔 沸点 3 一般来说 组成和结构的分子 随着的增大 分子间作用力 熔 沸点 3 氢键 1 氢键是由与电负性很的原子形成共价键的原子 如水分子中的氢 与另一个分子中电负性很强的原子 如水分子中的氧 之间的作用力 相似 相对分子质量 增大 升高 强 氢 2 表示形式通常用表示氢键 其中x h表示氢原子和x原子以相结合 3 形成条件 氢原子位于x原子和y原子之间 x y原子具有强的 x y原子一般是位于元素周期表的 和 x h y 共价键 吸引电子的能力 右上角 氮原子 氧原子 氟原子 5 特征氢键的作用能比的作用能大一些 比的键能小得多 6 氢键主要影响物质的性质 分子内氢键 同种 异种 范德华力 化学键 物理 4 物质的溶解性相似相溶规律 溶质一般能溶于非极性溶剂 如溴易溶于 溶质一般易溶于极性溶剂 如易溶于水 5 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 具有手性异构体的分子叫 非极性 ccl4 极性 hcl 组成 原子排列 不能重叠 手性分子 特别提醒 1 非极性键形成非极性分子 2 极性键形成的双原子分子是极性分子 固本自测 3 2013 日照模拟 下列说法错误的是 a 由于水中存在氢键 所以水很稳定b 根据 相似相溶 规律 氨气极易溶于水 i2易溶于ccl4c na2o2中既含有离子键 又含有非极性键d c o键是极性键 co2是非极性分子 答案 a解析 水分子间形成氢键 导致h2o的熔沸点较高 而与分子的稳定性无关 分子的稳定性决定于分子内的共价键的强弱 突破核心握动向 键长 键能决定共价键的强弱和分子的稳定性 原子半径越小 键长越短 键能越大 分子越稳定 例如hf hcl hbr hi分子中 x原子半径 fh cl h br h ihx分子稳定性 hf hcl hbr hi 4 等电子原理原子总数相同 价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质相近 答案 b cgc ea b d 互动探究 1 以上物质中有没有不含 键 只含 键的分子 提示 没有 两个原子间只有一个共价键时一定是 键 双键和三键中都有一个 键 所以有的分子中只含有 键 而没有只含 键的分子 2 c2h6分子中含有的极性键和非极性键数目之比是多少 提示 极性键是c h 非极性键是c c键 数目之比为6 1 2 当中心原子有孤电子对时 两者的立体构型不一致 2 杂化轨道理论当原子成键时 原子的价层电子轨道相互混杂 形成与原轨道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 形成分子的立体构型不同 3 价层电子对互斥理论 杂化轨道理论与分子或离子立体构型的关系 基态铜原子的核外电子排布式为 3 bf3与一定量的水形成 h2o 2 bf3晶体q q在一定条件下可转化为r 晶体q中各种微粒间的作用力不涉及 填序号 a 离子键b 共价键c 配位键d 金属键e 氢键f 范德华力 r中阳离子的空间构型为 阴离子的中心原子轨道采用 杂化 4 已知苯酚 oh 具有弱酸性 其ka 1 1 10 10 水杨酸第一级电离形成的离子coo oh能形成分子内氢键 据此判断 相同温度下电离平衡常数ka2 水杨酸 ka 苯酚 填 或 其原因是 解析 本题综合考查元素基态原子核外电子排布 晶体类型的判断 配位键 微粒间的作用力等知识 1 同周期元素的第一电离能从左至右呈增大趋势 但是氮的2p轨道处于半满状态2p3 使其结构相对较为稳定 致使其第一电离能大于相邻的碳 氧元素 2 nh3 f2 nf3为分子晶体 铜为金属晶体 而nh4f是由nh4 和f 构成的离子晶体 铜的原子序数为29 处于第四周期 b族 故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 3 在 2 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 2 在x和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 该分子中中心原子以 杂化 是 分子 分子构型为 写出x的质量分数为60 的化合物的化学式 该分子中中心原子以 杂化 是 分子 分子构型为 答案 1 x 第二周期 a族 y 第三周期 a族 2 so2sp2极性v形so3sp2非极性平面三角形 解析 根据氢化物的化学式h2x且通常状况下为液体 x的质量分数为88 9 可推知 x的相对原子质量为16 则x为o 进而推出y为s 其形成的两种化合物分别为so2 so3 根据杂化轨道理论易确定其分子构型 极性 知能拓展 共价键既影响物质的化学性质 分子的稳定性 又影响物质的物理性质 原子晶体的熔点 范德华力只影响物质的物理性质 氢键一般只影响物质的物理性质 但个别分子如nh3 h2o中 nh3与h2o以氢键结合 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 1 由a b c e四种元素中的两种元素可形成多种分子 下列分子 bc2 ba4 a2c2 be4 其中属于极性分子的是 填序号 2 c的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高 其原因是 3 b c两元素能和a元素组成两种常见的溶剂 其分子式分别为 de4在前者中的溶解性 填 大于 或 小于 在后者中的溶解性 4 ba4 be4和de4的沸点从高到低的顺序为 填化学式 5 a c e三种元素可形成多种含氧酸 如aec aec2 aec3 aec4等 以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为 填化学式 答案 1 2 h2o分子间形成氢键 3 c6h6h2o大于 4 sicl4 ccl4 ch4 5 hclo4 hclo3 hclo2 hclo 解析 s轨道最多可容纳2个电子 同周期电负性最大的元素为 a族元素 由审题导引可知 a h b c c o d si e cl 1 分别为co2 ch4 h2o2 ccl4 其中h2o2为极性分子 其他为非极性分子 2 c的氢化物为h2o h2o分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因 3 b a两元素组成苯 c a两元素组成水 两者都为常见的溶剂 sicl4为非极性分子 易溶于非极性溶剂苯中 4 ba4 be4 de4分别为ch4 ccl4 sicl4 三者结构相似 相对分子质量逐渐增大 分子间作用力逐渐增强 故它们的沸点顺序为sicl4 ccl4 ch4 5 这四种酸分别为hclo hclo2 hclo3 hclo4 含氧酸的通式可写为 ho mclon m 1 n 0 n值越大 酸性越强 故其酸性由强到弱的顺序为hclo4 hclo3 hclo2 hclo 2 2013 厦门模拟 a b c d e f g是前四周期的七种元素 其原子序数依次增大 a的基态原子中没有成对电子 b的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道 且每种轨道中的电子总数相同 d及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图 d的氢化物沸点最高 f是地壳中含量最高的金属元素 g与f同主族 请回答下列问题 1 写出f元素基态原子的核外电子排布式 2 b c d三种元素电负性由大到小的顺序是 用元素符号表示 3 有关上述元素的下列说法 正确的是 填序号 ca3沸点高于ba4 主要是因为前者相对分子质量较大 配合物ni bd 4常温下为液态 易溶于ccl4 苯等有机溶剂 因此固态ni bd 4属于离子晶体 c的氢化物的中心原子采取sp2杂化 f单质的熔点高于e单质 是因为f单质的金属键较强 比g的原子序数少1的元素第一电离能高于g 4 ca3分子的空间构型为 1molb2a4分子中含有 个 键 5 ed是优良的耐高温材料 其晶体结构与nacl晶体相似 ed的熔点比nacl高 其原因是 答案 1 1s22s22p63s23p1 2 o n c 3 4 三角锥形5na 或3 01 1024 5 mgo晶体中离子的电荷数大于nacl 离子半径小 mgo离子键的晶格能更大 熔点更高 解析 题中信息明确 每种元素的信息都能确定具体元素 首先确定出各元素 再结合周期律和元素的性质及成键特点分析 由题意 a的核外电子排布式为1s1 为氢元素 b的核外电子排布式为1s22s22p2 为碳元素 d在同族中氢化物沸点反常的高 且沸点为100 d为氧元素 b d之间的c元素只能为氮元素 f是地壳中含量最高的金属元素 为铝元素 g与f同主族 为镓元素 从题干中 无法得出e的元素种类 1 al的基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1 2 b c d三种元素电负性由大到小的顺序为o n c 3 选 nh3沸点高于ch4主要因为nh3存在分子间氢键 ni co 4无阴离子的存在 不是离子晶体是分子晶体 nh3中的中心原子采取sp3杂化 是正确的 4 nh3为三角锥形 1molc2h4分子中有5na的 键 5 d为氧元素 显 2价 则e显 2价 为镁元素 mgo晶体中离子的电荷数大于nacl 离子半径小 mgo离子键的晶格能比nacl更大 故熔点更高 二 ab2型1 co2c发生sp杂化 分别与两个o形成 键 另外c的二个p轨道分别与o形成两套三中心四电子 键 分子为直线形 2 no2n发生sp2杂化 分别与2个o形成 键 分子中存在三中心三电子 键 n上还有1对孤对电子 构型为v形 3 so2s发生sp2杂化 s与2个o形成具有双键特征的s o键 s上还有1对孤对电子 分子构型为v形 4 h2oo发生sp3杂化 分别与2个h以 键结合 还有2对孤对电子 构型为v形 5 h2sh2s成键及构型与h2o相同 三 ab3型1 nh3n发生sp3杂化 分别与h以 键结合 还有1对孤对电子 构型为三角锥形 ph3 pcl3 h3o 成键及构型与nh3相同 2 so3气态分子s发生sp2杂化 与1个o以双键结合 与另外两个o以配位 键结合 共用电子对由s提供 s再无孤对电子 构型为平面三角形 固 液态分子结构复杂 这里不讨论 四 ab4型ch4中c发生sp3杂化 分别与h以 键结合 c上无孤对电子 构型为正四面体 ccl4 sih4 sicl4 sif4 nh4 与ch4相同 五 ab5型气态pcl5分子中p发生sp3d杂化 分别与氯原子以 键结合 形成5个p cl共价键 构型为三角双锥 p位于锥体中央 六 a2b2型1 c2h2c发生sp杂化 c与c以叁键结合 与h以 键结合 构型为直线形 2 h2o2o发生sp3杂化 o与o o与h都以 键结合 o上都有2对孤对电子 构型不是直线形 其中的o o h角和两个o o h平面的角度都约为100 七 a2b3型1 n2o3n o都发生sp2杂化 构型如图所示分子中存在五中心六电子大 键 5个原子共面 2 p2o3不存在p2o3分子 它是p4o6分子的简写 结构复杂 这里不讨论 八 a2b4型1 c2h4c发生sp2杂化 c与c以双键结合 c与h以 键结合 构型为平面形 2 n2o4n2o4是no2的二聚体 情况复杂不讨论 九 a2b5型n2o5 p2o5 即p4o10的简写 结构复杂不讨论 十 a2b6型c2h6中c发生sp3杂化 c与c c与h都以 键结合 构型为2个四面体部分重合而成 c在一个四面体之中 同时又是另一个四面体的顶点 故8个原子不共面 十一 abc型1 hclocl o都发生sp3杂化 o分别与h cl以 键结合 cl上有3对孤对电子 o上有2对孤对电子 构型为v形 hbro hio成键及构型与hclo相同 2 hcnc发生sp杂化 与h以 键结合 与n以叁键结合 再无孤对电子 构型为直线形 十二 abc2型hcho ch2o 中c发生sp2杂化 与2个h以 键结合 与o以双键结合 再无孤对电子 构型为平面三角形 十三 abc3型 1 hclo3cl o都发生sp3杂化 1个o与h cl分别以 键结合 o上还有2对孤对电子 另外两个o与cl以配位 键结合 共用电子对由cl提供 cl上还剩余1对孤对电子 clo3 原子团构型为三角锥形 氢原子在1个锥底角o上带了个 把 故clo3 构型为三角锥形 2 hno3n发生sp2杂化 一个o分别与h n以 键结合 n与另外2个o以2个 键和一个3原子4电子大 键结合 n提供2个电子给大 键 再无孤对电子 构型为平面形 ch3cl chcl3成键情况与ch4相同 构型为普通四面体 十四 abc4型hclo4中cl发生sp3杂化 一个o分别与h cl以 键结合 cl与另外3个o以配位 键结合 共用电子对由cl提供 clo4 原子团是一个四面体 h在一个顶角o上带了个 把 故clo4 为正四面体结构 十五 a2bc2型ch2cl2的成键情况与ch4相同 构型为四面体形 十六 a2bc3型 1 h2co3c发生sp2杂化 分别与3个氧原子以 键结合 其中与不结合h的o以配位 键结合