河北省迁安一中高三化学 分子结构与性质练习.doc

河北省迁安一中高三化学：分子结构与性质学习目标【知识与技能】1.认识分子的空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念；2了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，能用杂化轨道理论推断常见的简单分子或者离子的空间结构；3认识分子的空间构型与极性之间的关系，能应用有关理论预测分子的极性；4了解简单配合物的成键情况。5理解配合物的结构与性质之间的关系，认识配合物在生产生活和科学研究方面的重要应用。【过程与方法】课前预习，高考要点分析，例题和训练学生自我体会方法，课堂检测学生自我检测掌握程度【情感与价值观】微观结构与宏观性质的联系，体现物质性质联系的普遍性原理重点难点物质的性质一、分子的空间构型1甲烷分子的空间构型(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道中1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成份相同的4个sp3轨道可表示为。(2)共价键的形成：碳原子的四个sp3轨道分别与四个氢原子的1s轨道形成4个相同的键。(3)甲烷的分子构型:甲烷分子为正四面体结构，四个ch键是等同的，键角是10928。【问题探究】分析乙烷、乙烯、乙炔分子中碳原子的杂化类型，每个分子有键,多少个键?【知识点深化】对杂化轨道理论的理解1.杂化轨道在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。2杂化轨道的类型类型参与轨道杂化轨道的夹角杂化轨道的构型sp3杂化1个s轨道与3个p轨道形成4条sp3杂化轨道每条s占1/4,p占3/4sp2杂化1个s轨道与2个p轨道形成3条sp2杂化轨道每条s占 ,p占 sp杂化1个s轨道与1个p轨道形成2条sp杂化轨道每条s ,p占 。【问题探究】对abm型分子成离子其价层电子对数如何判断呢？(卤素原子、氢原子提供一个价电子，而氧硫不提供)n杂化轨道的个数。【方法规律】(1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。(2)杂化前后轨道数目不变。(3)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s和2p)。(4)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理。杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。(5)杂化轨道所形成的化学键全部为键。【例题分析】1、例1 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()abecl2与bf3 bco2与so2 cccl4与nh3 dc2h2与c2h4【巩固练习】1、有关甲醛分子的说法正确的是()ac原子采取sp杂化 b甲醛分子为三角锥形结构 cc原子采取sp2杂化 d甲醛分子为平面三角形结构2、关于原子轨道的说法不正确的是()a中心原子采取相同类型的杂化轨道成键的分子，其几何构型不一定相同bsp杂化轨道是由同一个原子中能量相近的一个s轨道和一个p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道c凡ab3型的共价化合物，其中心原子a均采用sp2杂化轨道成键d乙烯与氢气反应会变成乙烷，碳原子的杂化类型由sp2杂化变为sp3杂化3、有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()a两个碳原子采用sp杂化方式 b两个碳原子采用sp2杂化方式c每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成键 d两个碳原子形成两个键4、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()aco2与so2 bch4与nh3 cbecl2与bf3 dc2h4与c2h25、写出符合下列条件的相应分子或离子的化学式：(1)氧原子采用sp3杂化轨道形成两个键_，氧原子采用sp3杂化轨道形成三个键_；(2)硼原子采用sp2杂化轨道形成三个键_，硼原子采用sp3杂化轨道形成四个键_；(3)氮原子采用sp3杂化轨道形成四个键_，氮原子形成两个键_。二、分子的极性与空间构型（一）分子的极性1极性分子与非极性分子极性分子：正电荷重心和负电荷重心 重合的分子。非极性分子：正电荷重心和负电荷重心 重合的分子。2非极性分子、极性分子的判断方法(1)双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性，以 结合的双原子分子是极性分子，以 结合的双原子分子是非极性分子。(2)以极性键结合的多原子分子(abm型)，分子的极性取决于分子的空间构型。若配位原子对称地分布在中心原子周围，整个分子的正、负电荷重心相重合，则分子为 分子。否则为 。3分子的极性对物质物理性质的影响(1)在其他条件相同时，分子的极性 ，范德华力越大，物质的熔点、沸点 。(2)对物质溶解度的影响相似相溶： 溶质一般易溶于非极性溶剂，极性溶质一般易溶于 溶剂。（二）分子或离子的空间构型的方法：1用vsepr理论（价层电子互斥理论）判断：(1)确定中心原子的价电子层中总电子数，即中心原子的价电子数和配位原子供给的电子总和，然后除以2，即分子的中心原子价电子对数。(2)根据中心原子的价层电子对数找出价层电子对互斥模型。(3)根据孤对电子对及电子对之间的斥力判断出微粒的立体结构。2用键角判断，分子的空间构型和键角的关系如下表： 分子类型键角空间构型举例ab2180co2、becl2h2o、h2sab3bf3、bcl3nh3、ph3、h3oab4ch4、ccl4、nh43.根据等电子体判断：通常情况下，等电子体的空间构型相同，如so2与o3均为v形，ch4与nh4均为正四面体型。常见的等电子体及其空间构型如下表：等电子体类型实例空间构型2个原子10个价电子的n2、co、no、c22、cn3个原子16个价电子的co2、cs2、n2o、nco、no2、n3、ncs、becl2(g)3个原子18个价电子的no2、o3、so24个原子24个价电子的no3、co32、bo33、cs32、bf3、so3(g)5个原子32个价电子的sif4、ccl4、bf4、so42、po437个原子48个价电子的sf6、pf6、sif62、alf63正八面体形4.根据杂化轨道类型判断：由于杂化轨道类型不同，杂化轨道间的夹角不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。如下表：杂化类型spsp2sp3dsp2sp3dsp3d2杂化的原子轨道数234456杂化轨道间的夹角1801201092890、1801801209090、180空间构型直线形平面三角形四面体形平面正方形三角双锥形八面体形【例题分析】2、(2010年海南)下列描述中正确的是()acs2为v形的极性分子 bclo3的空间构型为平面三角形csf6中有6对完全相同的成键电子对 dsif4和so32的中心原子均为sp3杂化【巩固练习】6、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()apcl3中p原子sp3杂化，为三角锥形 bbcl3中b原子sp2杂化，为平面三角形ccs2中c原子sp杂化，为直线形 dh2s分子中，s为sp杂化，为直线形7、1919年，langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子的最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相似。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是()aso2与o3 bco2与no2 ccs2与no2 dpcl3与bf38、用价层电子互斥理论预测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 bv形；三角锥形 c直线形；平面三角形 dv形；平面三角形9、氢元素可与其他四种短周期元素形成a、b、c、d、e、f、g七种微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下表：微粒abcdefg原子核数双核双核三核四核四核五核五核所带电位电荷0100101下列说法错误的是()anh2与c互为等电子体 be微粒中存在配位键c相同条件下，在水中的溶解度af db和g可反应生成d10、（08全国卷）下列叙述中正确的是（ ）anh3、co、co2都是极性分子 bch4、ccl4都是含有极性键的非极性分子chf、hcl、hbr、hl的稳定性依次增强 dcs2、h2o、c2h2都是直线型分子11、(07天津)下列关于粒子结构的描述不正确的是ah2s和nh3均是价电子总数为8的极性分子bhs和hcl均是含一个极性键的18电子粒子cch2c12和ccl4均是四面体构型的非极性分子d1 mol d216o中含中子、质子、电子各10 na（na代表阿伏加德罗常数的值）12、碘单质在水溶液中溶解度很小，但在ccl4中溶解度很大，这是因为()accl4与i2分子量相差较小，而h2o与i2分子量相差较大bccl4与i2都是直线形分子，而h2o不是直线形分子cccl4和i2都不含氢元素，而h2o中含有氢元素dccl4和i2都是非极性分子，而h2o是极性分子三、手性分子1手性异构体和手性分子如果一对分子，它们的 和 完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能 ，这对分子互称手性异构体，这样的分子称为手性分子。2手性碳原子zn(nh3)4so4（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）当四个 的原子或基团连接在碳原子上时，四个原子或基团在空间的排布就像左右手一样，相似但不重叠，形成的化合物存在手性异构体，该碳原子称为手性碳原子。 四、人类对配合物结构的认识1实验探究配合物的形成（1）实验操作（如图）；（2）实验现象: 滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐 ，得到 色的透明溶液；（3）有关离子方程式cu22nh3h2o=cu(oh)22nh4cu(oh)24nh3h2o=cu(nh3)422oh4h2o 图12.配合物的定义由提供 的配位体和 的中心原子以 结合而形成的化合物称为配合物。 图23.配合物的组成：以zn(nh3)4so4为例说明：完成图2填空五、配合物的结构和性质1几种配合物的空间构型配离子ag(nh3)2zn(nh3)42ni(cn)42alf63结构空间构型平面形三角双锥配位数24462.配合物的异构现象(1)形成配合物异构现象的原因含有 或 配位体。配位体 不同。(2)配合物异构体的分类顺式异构体：同种配位体处于 位置。反式异构体：同种配位体处于 位置。(3)配合物异构体的性质：顺、反异构体在 、 、 等方面都有差异。3配合物的稳定性配合物中的配位键越强，配合物越 ，中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与 的性质有关。六、配合物的应用1在实验研究中，常用形成配合物的方法来检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成。2在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼领域。3在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用。【巩固练习】13、水能与多种过渡金属离子形成配合物，已知某红紫色配合物的组成为cocl35nh3h2o。其水溶液显弱酸性，加入强碱并加热至沸腾有氨放出，同时产生co2o3沉淀；加agno3于该化合物溶液中，有agcl沉淀生成，过滤后再加agno3溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有agcl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为()acocl2(nh3)4clnh3h2o bco(nh3)5(h2o)cl3 ccocl2(nh3)3(h2o)cl2nh3 d cocl(nh3)5cl2h