高考化学一轮复习 第十二章 物质结构与性质 12.2 分子结构与性质课件.ppt

第二节分子结构与性质 考点一共价键 基础回顾 1 共价键的本质与特征 1 本质 两原子之间形成 2 特征 具有方向性和 性 共用电子对 饱和 2 共价键的分类 头碰头 肩并肩 偏移 不偏移 3 键参数 1 定义 2 键参数对分子性质的影响 稳定性 空间构型 键能越 键长越 分子越稳定 4 等电子原理 原子总数相同 的分子具有相似的化学键特征 具有许多相近的性质 如co和n2 大 短 价电子总数相同 思维诊断 正确的打 错误的打 1 常温常压下4 4g乙醛所含 键数目为0 7na 提示 1个乙醛分子中存在4个c h 键 1个c c 键 而c o键中的一个键是 键 另一个是 键 所以4 4g乙醛即0 1mol乙醛中应含有0 6mol的 键 即 键数目为0 6na 2 cs2分子中 键与 键的数目之比是2 1 提示 cs2的结构式为s c s 键和 键数目之比为1 1 3 只有非金属原子之间才能形成共价键 提示 有些不活泼金属和非金属原子间也能形成共价键 如alcl3中铝原子和氯原子间以共价键结合 4 键比 键的电子云重叠程度大 形成的共价键弱 提示 键比 键的电子云重叠程度大 形成的共价键强 5 h2o2分子中既有极性键 又有非极性键 提示 h2o2的结构式为h o o h 其中氧氢键为极性键 氧氧键为非极性键 6 ch4与互为等电子体 提示 ch4与原子总数相同 价电子总数相同 互为等电子体 方法点拨 判断共价键类型的方法1 键与 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 由物质的结构式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目 共价单键全为 键 双键中有一个 键和一个 键 三键中有一个 键和两个 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 极性键与非极性键的判断 看形成共价键的两原子 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 题组过关 1 2018 邵阳模拟 氰化钾 kcn 是一种有剧毒的物质 贮存和使用时必须注意安全 已知 kcn h2o2 kocn h2o 回答下列问题 导学号79100196 1 ocn 中所含三种元素的第一电离能从大到小的顺序为 用元素符号表示 下同 电负性从大到小的顺序为 基态氮原子外围电子排布式为 2 h2o2中的共价键类型为 填 键 或 键 其中氧原子的杂化轨道类型为 分子中4个原子 填 在 或 不在 同一条直线上 h2o2易溶于水除它们都是极性分子外 还因为 3 与ocn 键合方式相同且互为等电子体的分子为 任举一例 在与ocn 互为等电子体的微粒中 由一种元素组成的阴离子是 解析 1 c n o属于同一周期元素且原子序数依次减小 同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大 但第 a族的大于第 a族的 所以其第一电离能大小顺序是n o c 同周期自左而右电负性增大 故电负性 o n c 氮原子的核电荷数为7 核外电子排布式为1s22s22p3 其外围电子排布式是2s22p3 2 h2o2为共价化合物 分子中存在两个氧氢键和一个o o键 电子式为 o h o o键都为 键 由h2o2的结构可知 o原子形成1个o h键 1个o o键 含有2对孤对电子 杂化轨道数为4 杂化方式为sp3 水为极性分子 h2o2与水互溶 极性分子易溶于极性分子中 h2o2分子中羟基上 氢原子与另一个分子的氧原子能形成氢键 3 ocn 含有3个原子 价电子总数为6 4 5 1 16 故其等电子体为co2 或n2o 等 在与ocn 互为等电子体的微粒中 由氮元素组成的阴离子是 答案 1 n o co n c2s22p3 2 键sp3不在h2o2分子与h2o分子之间可形成氢键 3 co2 或n2o 2 卤素化学丰富多彩 化合物类型多 如卤化物 卤素互化物 多卤化物等 还有拟卤素形成的单质和化合物 1 溴元素在周期表中的位置为 碘原子的价层电子排布图为 2 气态氟化氢中存在二聚分子 hf 2 这是由于 3 属于多卤素阳离子 其空间构型为 中心原子的杂化轨道类型为 4 卤素互化物如ibr icl等与卤素单质结构和性质相似 cl2 ibr icl沸点由高到低的顺序为 5 拟卤素 cn 2 scn 2等的性质也与卤素单质性质相似 其中 cn 2组成中电负性较大的元素是 写出与scn 互为等电子体的微粒的化学式 写两种 在硫酸铜溶液中加入过量kcn溶液生成的配离子 cu cn 4 2 的配位数为 解析 1 br的原子序数为35 最外层有7个电子 溴元素在周期表中的位置为第四周期第 a族 碘原子的价层电子排布图为 2 气态氟化氢中存在二聚分子 hf 2 这是由于f的电负性很大 hf分子之间形成氢键 3 属于多卤素阳离子 成键数为2 孤对电子 数为 7 1 2 1 2 2 与水相似 则空间构型为v形 中心i的杂化轨道类型为sp3 4 分子晶体 相对分子质量越大 沸点越高 则沸点为ibr icl cl2 5 同一周期 从左到右元素的电负性变大 cn 2组成中电负性较大的元素是n 与scn 互为等电子体的微粒的化学式为co2 cs2 配离子 cu cn 4 2 的配位数为4 答案 1 第四周期第 a族 2 hf分子间可形成氢键 3 v形sp3 4 ibr icl cl2 5 nco2 cs24 加固训练 1 乙炔是有机合成工业的一种原料 工业上曾用cac2与水反应生成乙炔 1 cac2中与互为等电子体 的电子式可表示为 1mol中含有的 键数目为 2 将乙炔通入 cu nh3 2 cl溶液生成cu2c2红棕色沉淀 cu 基态核外电子排布式为 3 乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈 ch2 chc n 丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 该分子中 键和 键数目之比为 解析 1 在cac2中的电子式为 根据等电子原理可知 的电子式应为 1mol三键中含有2mol 键和1mol 键 故1mol中 含有2na个 键 2 cu为29号元素 cu的基态核外原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 故cu 的基态核外电子排布式 为1s22s22p63s23p63d10 3 根据丙烯腈的结构可以看出 乙烯基 ch2 ch 中的两个碳原子均形成3个 键 因此均为sp2杂化 氰基 c n 中的碳原子形成两个 键 因此为sp杂化 由乙烯和 c n的结构可知 丙烯腈的结构式可表示为 分子中单键均为 键 双键和三键中只有1个 键 因此一分子丙烯腈中含有 键6个 键3个 因此 键和 键数目之比为2 1 答案 1 2na 2 1s22s22p63s23p63d10 3 sp sp22 1 2 2018 荆州模拟 1 已知n2 co h2o nh3 co2均为高中化学常见的分子 根据要求回答有关问题 根据n2与co互为等电子体 写出co分子的电子式 试比较两分子中的键角大小 h2o nh3 填 或 co2中含有的 键和 键的数目之比为 2 氢气作为一种清洁能源 必须解决它的储存问题 c60可用作储氢材料 根据要求回答有关问题 已知金刚石中的c c键的键长为154 45pm c60中c c键的键长为140 145pm 有同学据此 认为c60的熔点高于金刚石 你认为是否正确 填 正确 或 错误 并阐述理由 科学家把c60和k掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物 其晶胞如图所示 该物质在低温时是一种超导体 该物质中的钾原子和c60的个数比为 继c60后 科学家又合成了si60 n60 si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键 且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构 则28gsi60分子中 键的数目为 解析 1 n2与co互为等电子体 互为等电子体的物质结构相似 则依据氮气的电子式可知co分子的电子式为 水分子中氧元素含有2对孤电子对 而氨气分子中氮元素含有一对孤电子对 孤电子对越多 排斥力越强 因此h2o分子中的键角小于nh3分子中的键角 单键都是 键 双键中含有1个 键和1个 键 则根据二氧化碳的结构式oco可知co2中含有的 键和 键的数目之比为2 2 1 1 2 金刚石是原子晶体 熔化时破坏共价键 而c60是分子晶体 熔化时破坏分子间作用力 与共价键的键能无关 所以该同学的说法是错误的 该晶胞中c60的分子个数是8 1 2 而钾原子的个数是6 2 6 所以钾原子和c60的个数比为6 2 3 1 在si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键 且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构 说明每个硅原子形成4个共价键 其中一个为双键 则 每2个硅原子之间一定存在一个sisi键 其中一个为 键 有属于该硅原子 所以在一个si60分子中所含 键的数目为60 30 答案 1 1 1 2 错误c60为分子晶体 熔化时破坏的是分子间作用力 无需破坏共价键 而分子间作用力较弱 所需能量较低 故c60熔点低于金刚石 3 1 0 5na 考点二分子的立体结构 基础回顾 1 价层电子对互斥理论 1 理论要点 价层电子对在空间上彼此相距越远时 排斥力越小 体系的能量越低 孤电子对的排斥力较大 孤电子对越多 排斥力越强 键角越小 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 杂化轨道理论 1 当原子成键时 原子的价电子轨道相互混杂 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 形成分子的空间结构不同 2 杂化轨道的类型 1个s轨道 一个p轨道 180 1个s轨道 2个p轨道 120 1个s轨道 3个p轨道 109 28 正四面体 3 配位键和配合物 1 配位键 孤电子对 分子或离子中没有与其他原子共用的电子对 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 配位键的表示方法 如a b a表示 孤电子对的原子 b表示 电子对的原子 共价键 提供 接受 2 配位化合物 概念 由金属离子 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 组成 形成条件 思维诊断 正确的打 错误的打 1 ch4和co2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp 提示 ch4分子是碳原子形成的都是 键 碳原子的杂化类型是sp3杂化 而co2分子中碳原子与两个氧原子分别形成了两个共价键 一个 键 一个 键 碳原子的杂化类型是sp杂化 2 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 提示 杂化轨道的数目应根据 键和孤电子对数进行确定 与 键无关 3 分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键 则该分子一定为正四面体结构 提示 像h2o和nh3分子中心原子均为sp3杂化 但分子并不是正四面体结构 4 nh3分子为三角锥形 氮原子发生sp2杂化 提示 nh3分子中氮原子为sp3杂化 5 只要分子立体构型为平面三角形 中心原子均为sp2杂化 提示 分子立体构型为平面三角形 则说明分子中中心原子不存在孤电子对 中心原子均为sp2杂化 典题 2018 太原模拟 为了解释和预测分子的立体构型 科学家提出了价层电子对互斥 vsepr 模型 1 利用vsepr理论推断p的vsepr模型是 2 有两种活性反应中间体粒子 它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子 请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型 写出相应的化学式 甲 乙 3 按要求写出第2周期非金属元素构成的中性分子的化学式 平面三角形分子 三角锥形分子 四面体形分子 4 写出so3常见的等电子体的化学式 一价阴离子 写出一种 下同 二价阴离子 它们的中心原子采用的杂化方式都是 解析 1 根据价层电子对互斥理论知p立体构型为正四面体结构 2 甲的立体结构为平面三角形 则碳原子为sp2杂化 中心碳原子无孤电子对 因此价层电子对数为3 化学式为 乙的立体结构为三角锥形 则碳原子为sp3杂化 中心碳原子有1个孤电子对 因此价层电子对数为4 化学式为 3 由第2周期非金属元素构成的中性分子 第2周期元素为中心原子 通过sp2杂化形成中性分子 是平面形分子 该类型分子有bf3 第2周期元素为中心原子 通过sp3杂化形成中性分子 如果是三角锥形分子 则该分子中价层电子对数是4且含有一个孤电子对 该类型分子有nf3 如果该分子为正四面体结构 则该分子的价层电子对数是4且不含孤电子对 该类型分子有cf4 4 so3的原子数为4 价电子数为24 分子中s价层电子对数为 3 杂化类型为sp2 分子构型为平面三角形 与so3互为等电子体的为 或bf3等 bf3中中心原子价层电子对数分别为 5 1 4 2 3 3 均为3对 所以中心原子杂化方式都是sp2 答案 1 正四面体结构 2 3 bf3nf3cf4 4 sp2 母题变式 1 第3周期元素形成的含氧酸根离子中有多种与互为等电子体 试写出两种 并判断中心原子的杂化方式 提示 si cl 这些离子中心原子均为sp3杂化 2 氯原子可形成多种含氧酸根离子 其中三角锥形的是 v形的是 直线形的是 提示 clo 氯原子可形成 clo 等含氧酸根离子 这几种离子中心原子均为sp3杂化 则为正四面体形 为三角锥形 为v形 clo 为直线形 归纳提升 1 判断分子或离子立体构型 三步曲 第一步 确定中心原子上的价层电子对数 a为中心原子的价电子数减去阳离子的电荷数或加上阴离子的电荷数 b为非中心原子所能接受的电子数 x为非中心原子的原子数 如的中心原子为n a 5 1 b 1 x 4 所以中心原子孤电子对数 a xb 4 4 1 0 第二步 确定价层电子对的立体构型由于价层电子对之间的相互排斥作用 它们趋向于尽可能的相互远离 这样已知价层电子对的数目 就可以确定它们的立体构型 第三步 分子或离子立体构型的确定价层电子对有成键电子对和孤电子对之分 价层电子对的总数减去成键电子对数 得孤电子对数 根据成键电子对数和孤电子对数 可以确定相应的较稳定的分子立体构型 2 五方法 判断分子中心原子的杂化类型 1 根据杂化轨道的空间分布构型判断 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形 则分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形 则分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道在空间的分布呈直线形 则分子的中心原子发生sp杂化 2 根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109 28 则分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道之间的夹角为120 则分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道之间的夹角为180 则分子的中心原子发生sp杂化 3 根据等电子原理进行判断 如co2是直线形分子 cns 与co2互为等电子体 所以分子构型均为直线形 中心原子均采用sp杂化 4 根据中心原子的价电子对数判断 如中心原子的价电子对数为4 是sp3杂化 为3是sp2杂化 为2是sp杂化 5 根据分子或离子中有无 键及 键数目判断 如没有 键为sp3杂化 含1个 键为sp2杂化 含2个 键为sp杂化 题组过关 1 2017 海南高考节选 a族元素及其化合物在材料等方面有重要用途 回答下列问题 导学号79100197 1 碳的一种单质的结构如图 a 所示 该单质的晶体类型为 原子间存在的共价键类型有 碳原子的杂化轨道类型为 2 sicl4分子的中心原子的价层电子对数为 分子的立体构型为 属于 分子 填 极性 或 非极性 3 四卤化硅six4的沸点和二卤化铅pbx2的熔点如图 b 所示 six4的沸点依f cl br i次序升高的原因是 结合six4的沸点和pbx2的熔点的变化规律 可推断 依f cl br i次序 pbx2中的化学键的离子性 共价性 填 增强 不变 或 减弱 4 碳的另一种单质c60可以与钾形成低温超导化合物 晶体结构如图 c 所示 k位于立方体的棱上和立方体的内部 此化合物的化学式为 其晶胞参数为1 4nm 晶体密度为 g cm 3 解析 1 图 a 是石墨晶体的结构图 石墨属于混合型晶体 层内碳原子之间形成 键 层间的碳原子间形成的是 键 石墨中每个碳原子形成3条 键 无孤电子对 因此杂化类型为sp2 2 sicl4中心原子是si 有4个 键 孤电子对数 4 4 1 2 0 价层电子对数 为4 空间构型为正四面体 属于非极性分子 3 six4都是分子晶体 随着相对分子质量的增大 分子间作用力逐渐增大 沸点逐渐升高 一般来说 离子晶体的熔沸点高于分子晶体的熔沸点 pbx2都是离子晶体 依f cl br i次序 离子半径逐渐增大 晶格能逐渐减小 熔点逐渐降低 电负性逐渐减小 pbx2中的化学键的离子性减弱 共价性增强 4 该晶胞中 k位于立方体的棱上和立方体的内部 一共有21个k 其中棱上有12个k 则内部含9个k 所以晶胞中实际含k的数目为n k 12 9 12 c60位于立方体的顶点和面的中心 实际含c60的数目为n c60 8 6 4 n k n c60 12 4 3 1 所以此化合物的 化学式为k3c60 晶胞中含4个k3c60 晶胞密度 答案 1 混合型晶体 键 键sp2 2 4正四面体非极性 3 它们都是分子晶体 随着相对分子质量的增大 分子间作用力逐渐增大 沸点逐渐升高 减弱增强 4 k3c602 0 2 2018 成都模拟 已知a b c d e都是周期表中前四周期的元素 它们的核电荷数依次增多 其中a b c都是能层数为2的非金属元素 化合物dc为离子化合物 d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构 ac2为非极性分子 e的核外电子排布中有6个未成对电子 是同周期中最多的 ecl3能与b c的 氢化物形成六配体的配合物 且两种配体的物质的量之比为2 1 三个氯离子位于外界 试用相应的元素符号或式子填空 1 写出元素的名称a e 2 a b c的第一电离能由小到大的顺序为 b的氢化物分子的中心原子采取 杂化 该分子的空间构型为 3 化合物ac2与一种由b c组成的化合物x互为等电子体 则x的化学式为 完全由b的原子组成的某粒子与ac2也属于等电子体 该粒子的化学式为 其空间构型为 4 ecl3形成的配合物的化学式为 5 d的单质在ac2中可以燃烧生成一种白色固体和一种黑色固体 该反应的化学方程式为 6 与e同周期 且最外层电子排布相同的原子的价层电子排布式有 解析 c是能层数为2的非金属元素 化合物dc为离子化合物 d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构 d为镁 c为氧 ac2为非极性分子 ac2为co2 a为碳元素 因a b c的核电荷数依次增多 则b为氮元素 e的核外电子排布中有6个未成对电子 是同周期中最多的 则e为铬元素 1 a是碳元素 e是铬 元素 2 c n o的第一电离能呈增大趋势 而n的2p3是半充满更稳定 则c n o的第一电离能由小到大的顺序为c o n b的氢化物nh3分子的中心原子 n 采取sp3杂化 由于分子中只有3个氢原子 所以该分子的空间构型为三角锥形 3 化合物co2与一种由n o组成的化合物n2o互为等电子体 完全由氮原子组成的 与co2也属于等电子体 它们的空间构型相同 为直线形 4 crcl3能与n o的氢化物形成六配体的配合物 且两种配体的物质的量之比为2 1 三个氯离子位于外界 配合物的化学式为 cr nh3 4 h2o 2 cl3 5 mg的单质在co2中可以燃烧生成一种白色固体 mgo 和一种 黑色固体 c 该反应的化学方程式为2mg co22mgo c 6 与cr同周期 且最外层电子排布相同的原子的价层电子排布式有3d104s1 答案 1 碳铬 2 c o nsp3三角锥形 3 n2o直线形 4 cr nh3 4 h2o 2 cl3 5 2mg co22mgo c 6 3d104s1 加固训练 2016 全国卷 砷化镓 gaas 是优良的半导体材料 可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等 回答下列问题 1 写出基态as的核外电子排布式 2 根据元素周期律 原子半径ga as 第一电离能ga as 填 大于 或 小于 3 ascl3分子的立体构型为 其中as的杂化轨道类型为 4 gaf3的熔点高于1000 gacl3的熔点为77 9 其原因是 5 gaas的熔点为1238 密度为 g cm 3 其晶胞结构如图所示 该晶体的类型为 ga与as以 键键合 ga和as的摩尔质量分别为mgag mol 1和masg mol 1 原子半径分别为rgapm和raspm 阿伏加德罗常数值为na 则gaas晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 解析 1 as是33号元素 其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或 ar 3d104s24p3 2 同一周期从左向右 原子半径逐渐减小 所以原子半径 ga as ga的价电子排布为4s24p1 as的价电子排布为4s24p3 as的4p轨道电子处于半充满状态 稳定性强 所以第一电离能ga as 3 ascl3分子的价层电子 对数 3 4 as的杂化方式为sp3 因为含有一对孤电子对 所以该分子的立体构型为三角锥形 4 gaf3为离子晶体 靠比较强的离子键结合 gacl3为分子晶体 靠很弱的范德华力结合 所以gaf3的熔点高 5 因为gaas的熔点为1238 熔点很高 晶体结构为立体网状结构 所以gaas为原子晶体 其中ga与as以 共价键键合 根据晶胞结构可知晶胞中ga和as的个数均是4个 所以晶胞的体积是 二者的原子半径分别为rgapm和raspm 阿伏加德罗常数值为na 则gaas晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 答案 1 1s22s22p63s23p63d104s24p3 或 ar 3d104s24p3 2 大于小于 3 三角锥形sp3 4 gaf3为离子晶体 gacl3为分子晶体 5 原子晶体共价 考点三分子的性质 基础回顾 1 分子间作用力 1 定义 物质分子间普遍存在的一种 2 分类 相互作用力 3 范德华力与物质性质 相互作用力 电性 方向性 相对分子质量 熔点 4 氢键与物质性质 电负性很强 氢原子 电负性很强 a h b 原子半径 方向 饱和 升高 分子内氢键 2 分子的性质 1 分子的极性 非极性分子与极性分子的判断 键的极性 分子立体构型与分子极性的关系 极性分子 非极性分子 极性分子 极性分子 非极性分子 2 溶解性 相似相溶 的规律 非极性溶质一般能溶于 极性溶质一般能溶于 若能形成氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 非极性溶剂 极性溶剂 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中的羟基相近 而戊醇在水中的溶解度明显减小 3 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 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 互为镜像 4 无机含氧酸分子的酸性 对于同一种元素的无机含氧酸来说 该元素的化合价越高 其含氧酸的酸性越 如果把含氧酸的通式写成 ho mron r相同时 n值越大 酸性越 如酸性 h2so4 h2so3 hno3 hno2 hclo4 hclo3 hclo2 hclo 强 强 思维诊断 正确的打 错误的打 1 高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性 提示 hclo4可以写成 ho clo3 hclo可写成 ho cl 高氯酸中非羟基氧原子多于次氯酸 因此高氯酸的酸性强于次氯酸 但高氯酸的氧化性比次氯酸弱 2 邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点 提示 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键 降低物质熔点 对羟基苯甲醛形成分子间氢键 增大物质熔点 故邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛熔点 3 卤素氢化物中 hcl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小 提示 在卤素的氢化物中 hf分子间能形成氢键沸点最高 hcl hbr hi中 相对分子质量依次增大 分子间的范德华力逐渐增大 4 因为碳氢键键能小于碳氧键 所以ch4熔点低于co2 提示 ch4和co2分子之间通过分子间作用力结合 分子间作用力越强 物质的熔 沸点越高 与分子内的化学键的强弱无关 5 以极性键结合起来的分子不一定是极性分子 提示 像ch4分子以极性键结合 但为非极性分子 6 非极性分子中 一定含有非极性共价键 提示 像co2 ch4等分子属于非极性分子 但不含非极性共价键 典题探究 典题 2018 武汉模拟 请回答下列问题 1 维生素b1可作为辅酶参与糖的代谢 并有保护神经系统的作用 该物质的结构简式如图所示 以下关于维生素b1的说法正确的是 a 只含 键和 键b 既有共价键又有离子键c 该物质的熔点可能高于nacld 既含有极性键又含有非极性键 2 维生素b1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有 a 离子键 共价键b 离子键 氢键 共价键c 氢键 范德华力d 离子键 氢键 范德华力 3 维生素b1燃烧可生成n2 nh3 co2 so2 h2o hcl等物质 这些物质中属于非极性分子的化合物有 氨气极易溶于水 其原因是 4 液氨常被用作制冷剂 若不断地升高温度 实现 液氨氨气氮气和氢气氮原子和氢原子 的变化 在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是 极性键 解析 1 由结构简式知 维生素b1中含有cl 及另一种有机离子 存在离子键 其他原子之间形成共价键 故a错误 b正确 与氯化钠晶体相比 维生素b1中的阳离子比na 半径大 晶格能小 熔点不可能高于nacl 故c错误 维生素b1中碳碳键为非极性键 氮氢键 氧氢键 碳氢键等为极性键 故d正确 2 晶体溶于水的过程会电离出cl 等 故需要克服离子键 维生素b1分子间存在氢键 范德华力 故d正确 3 n2为单质 另外五种化合物中属于非极性分子的是co2 nh3极易溶于水 是因为nh3和水均为极性分子 nh3溶于水后 nh3与水之间可形成氢键 nh3可与水反应 4 液氨汽化破坏了分子间作用力 包括氢键和范德华力 氨气分解生成n2和h2 破坏了氮氢极性键 n2 h2生成氮原子和氢原子 破坏了非极性键 答案 1 bd 2 d 3 co2氨气分子为极性分子 易溶于极性溶剂水中 氨气分子与水分子间易形成氢键 氨气可与水反应 4 氢键 范德华力非极性键 母题变式 1 维生素b1由多种元素组成 这些元素可形成多种二元化合物 其中这些二元化合物有多种是非极性分子 试举三例 提示 ch4 ccl4 cs2 c2h4 c2h6 c2h2等 2 co2和so2均为酸性氧化物 均可与水反应生成含氧酸 但so2的溶解度远大于co2 试解释原因 提示 水为极性溶剂 co2为非极性分子 so2为极性分子 根据相似相溶的规律 可以确定so2在水中的溶解度比co2大 归纳提升 1 分子的极性判断方法 1 根据键的类型及分子的空间构型判断 极性键极性分子 极性键或非极性键非极性分子 2 根据中心原子最外层电子是否全部成键判断 分子中的中心原子最外层电子若全部成键 一般为非极性分子 如ch4 bf3 co2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键 它们都是非极性分子 而h2o nh3 nf3等分子中的中心原子的最外层电子均未完全成键 都是极性分子 3 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 2 范德华力 氢键和共价键的比较 题组过关 1 2018 锦州模拟 锂 磷酸氧铜电池正极的活性物质是cu4o po4 2 可通过下列反应制备 2na3po4 4cuso4 2nh3 h2o cu4o po4 2 3na2so4 nh4 2so4 h2o导学号79100198 1 写出基态cu2 的电子排布式 与cu同周期的元素中 与铜原子最外层电子数相等的元素还有 填元素符号 2 的立体构型是 3 p s第一电离能大小关系为 原因为 4 nh3 h2o分子中nh3与h2o之间氢键表示为 填序号 a n h ob o h nc h n hd h o h 5 氨基乙酸铜分子结构如图 碳原子的杂化方式为 基态碳原子核外电子有 个空间运动状态 6 在硫酸铜溶液中加入过量kcn 生成配合物 cu cn 4 2 则1mol该配合物中含有的 键的数目为 7 铜晶体为面心立方最密堆积 配位数为 铜的原子半径为127 8pm na表示阿伏加德罗常数的值 列出晶体铜的密度计算式 g cm 3 解析 1 铜是29号元素 根据构造原理知 cu的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1 或 ar 3d104s1 cu2 核外有27个电子 cu2 的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9 或 ar 3d9 k的核外电子排布式是 ar 4s1 cr的核外电子排布式是 ar 3d54s1 所以与cu同周期的元素中 与铜原子最外层电子数相等的元素还有k和cr 2 中p的价层电子对 4 5 3 4 2 4 且不含孤电子对 所以其立体构型为正四面体形 3 同一周期元素中 元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势 但p3p3处于半充满状态 较稳定 所以第一电离能大于同周期相邻元素 p s为同周期相邻元素 所以第一电离能大小关系为p s 4 氢键应形成于x h y形式当中 x y必须是n o f元素之一 这样就有两种可能 h3n h o h h2n h oh2 由于一水合氨可电离出和oh 所以 结构是合理的 如果是 则应电离出和h3o 故b项正确 5 氨基乙酸铜的分子中有一种碳有碳氧双键 碳的杂化方式为sp2杂化 另一种碳周围都是单键 碳的杂化方式为sp3杂化 原子核外没有两个运动状态完全相同的电子 所以说 一个原子核外有几个电子就有几种运动状态 但是空间运动状态不是电子运动状态 碳原子有1s 2s 2个2p共4个轨道 4个空间运动状态 6 在cn 中碳原子与氮原子是以共价三键结合的 含有1个 键 2个 键 所以1mol cu cn 4 2 含有的 键的数目为2 4 na 4 82 1024 7 面心立方结构的晶体 其配位数是12 因为以某一原子为原点 离它最近的 即第一近邻 有12个原子 铜晶体为面心立方最密堆积 则每个晶胞中含有铜的原子 8 6 4 cu原子半径为r 127 8pm 127 8 10 10cm 假设晶体铜的密度为 晶胞的 边长为d d 4r d 2r 2 127 8 10 10 则晶胞的体积是d3 则 d3 解得 答案 1 ar 3d9k cr 2 正四面体形 3 p sp3p3半充满 较稳定 所以第一电离能大 4 b 5 sp3 sp24 6 4 82 1024 7 12 2 2015 四川高考 x z q r t u分别代表原子序数依次增大的短周期元素 x和r属同族元素 z和u位于第 a族 x和z可形成化合物xz4 q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等 t的一种单质在空气中能够自燃 请回答下列问题 1 r基态原子的电子排布式是 2 利用价层电子对互斥理论判断tu3的立体构型是 3 x所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中 酸性最强的是 填化学式 z和u的氢化物中沸点较高的是 填化学式 q r u的单质 形成的晶体 熔点由高到低的排列顺序是 填化学式 4 cuso4溶液能用作t4中毒的解毒剂 反应可生成t的最高价含氧酸和铜 该反应的化学方程式是 解析 t的一种单质在空气中能自燃 为磷元素 z和u为短周期元素且为卤族元素 原子序数又依次增大 因此分别为f和cl q元素的原子序数大于9 且基态原子的s轨道电子和p轨道电子总数相等 其电子排布式为1s22s22p63s2 即为镁元素 x与z形成的化合物中z为 1价 则x为 4价 x为碳元素 x和r属同族元素 则r为硅元素 1 可写出电子排布式为1s22s22p63s23p2 2 已知tu3为pcl3 算出其杂化轨道数目为4 vsepr模型为四面体结构 又因磷原子有一对孤电子对 所以其立体构型为三角锥形 3 x元素所在的第2周期由左到右元素非金属性增强 可得到酸性最强的是hno3 hf中由于含有氢键 其沸点 高于hcl 各晶体熔点比较的一般规律为原子晶体 金属晶体 分子晶体 可得出si mg cl2 4 根据题干中所给信息 硫酸铜与白磷反应生成磷酸和铜 p4 10cuso4 16h2o 10cu 4h3po4 10h2so4 答案 1 1s22s22p63s23p2 2 三角锥形 3 hno3hfsi mg cl2 4 p4 10cuso4 16h2o 10cu 4h3po4 10h2so4 加固训练 1 1 硅烷 sinh2n 2 的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示 呈现这种变化关系的原因是 2 硼砂是含结晶水的四硼酸钠 其阴离子xm 含b o h三种元素 的球棍模型如图所示 在xm 中 硼原子轨道的杂化类型有 配位键存在于 原子之间 填原子的数字标号 m 填数字 硼砂晶体由na xm 和h2o构成 它们之间存在的作用力有 填序号 a 离子键b 共价键c 金属键d 范德华力e 氢键 3 肼 n2h4 分子可视为nh3分子中的一个氢原子被 nh2 氨基 取代形成的另一种氮的氢化物 肼能与硫酸反应生成n2h6so4 n2h6so4晶体类型与硫酸铵相同 则n2h6so4晶体内不存在 填标号 a 离子键b 共价键c 配位键d 范德华力 解析 1 硅烷形成的晶体是分子晶体 相对分子质量越大 分子间范德华力越强 沸点越高 2 由球棍模型可以看出 大黑球为硼原子 灰球为氧原子 小黑球为氢原子 2号硼原子形成3个键 采取sp2杂化 4号硼原子形成4个键 采取sp3杂化 4号硼原子三个sp3杂化轨道与除5号氧原子外的三个氧原子 形成 键后还有一个空轨道 而5号氧