高考化学一轮复习 物质结构与性质 第2课时 分子结构与性质课件 新人教版选修3.ppt

选修三物质结构与性质 选考内容 第二课时分子结构与性质 考纲解读 1 共价键的本质与特征 1 本质 在原子之间形成 电子云的重叠 2 特征 具有 和 共价键的 决定着分子的立体构型 共价键的 决定着每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的 考点一共价键 共用电子对 方向性 饱和性 方向性 饱和性 2 共价键的分类 头碰头 肩并肩 极性 偏移 非极性键 偏移 单 1对 双 2对 三 3对 双方 单方 注意 只有两原子的电负性相差不大时 才能通过共用电子对形成共价键 当两原子的电负性相差很大 大于1 7 时 不会形成共用电子对 这时形成离子键 同种元素原子间形成的共价键为非极性键 不同种元素原子间形成的共价键为极性键 3 键参数 键能 键长 键角 1 概念 2 键参数对分子性质的影响 键能 键长 化学键越强 越牢固 分子越稳定 越大 越短 4 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 配位键的形成 成键原子一方提供 另一方提供 形成共价键 孤电子对 空轨道 孤电子对 空轨道 3 配合物 组成 以 cu nh3 4 so4为例 形成条件中心原子有 如fe3 cu2 zn2 ag 等 配位体有 如h2o nh3 co f cl cn 等 空轨道 孤电子对 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 并不是所有的共价键都有方向性 如s s 键无论s轨道从哪个方向重叠都相同 因此这种共价键没有方向性 a 解析 共价键中一定含 键 则在分子中 化学键可能只有 键 而没有 键 a错误 原子形成分子时 优先 头碰头 重叠 则先形成 键 可能形成 键 配位键是 键 b正确 键是 头碰头 重叠形成 可沿键轴自由旋转 为轴对称 而 键是由两个p电子 肩并肩 重叠形成 重叠程度小 为镜面对称 c正确 键不稳定 易断裂 则含有 键的分子在反应时 键是化学反应的积极参与者 d正确 d 解析 h2中 键由两个原子的1s轨道以 头碰头 方式重叠构建而成 a错误 cl2中的 键由两个原子的3p轨道以 头碰头 方式重叠构建而成 b错误 nah为离子化合物 不存在共价键 c错误 hf中的 键由氢原子的1s轨道和氟原子的2p轨道以 头碰头 方式重叠构建而成 d正确 键和 键的判断方法 1 通过物质的结构式 可以快速有效地判断键的种类及数目 判断键的数目时 需掌握 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 2 键比 键稳定 方法技巧 b 解析 氮气结构式为n n 含有1个 键和2个 键 但不是化合物 a错误 二氧化碳结构式为o c o 含有2个 键和2个 键 b正确 c2h4o的可能是醛也可以是环醚 如果是环醚只含有 键 c错误 双氧水结构式为h o o h 只含有 键 d错误 hcl n2 nh3 na2o2 h2o2 nh4cl naoh ar co2 c2h4 1 只存在非极性键的分子是 填序号 下同 既存在非极性键又存在极性键的分子是 只存在极性键的分子是 2 只存在单键的分子是 存在三键的分子是 只存在双键的分子是 既存在单键又存在双键的分子是 3 只存在 键的分子是 既存在 键又存在 键的分子是 4 不存在化学键的是 5 既存在离子键又存在极性键的是 既存在离子键又存在非极性键的是 1 在分子中 有的只存在极性键 如hcl nh3等 有的只存在非极性键 如n2 h2等 有的既存在极性键又存在非极性键 如h2o2 c2h4等 有的不存在化学键 如稀有气体分子 2 在离子化合物中 一定存在离子键 有的存在极性共价键 如naoh na2so4等 有的存在非极性键 如na2o2 cac2等 总结提升 d 解析 含极性键的分子可能是极性分子 也可能是非极性分子 如c2h2含有极性键 但c2h2是非极性分子 a错误 键能越小 表示该分子受热越容易分解 b错误 在分子中 两个成键原子间的核间距离叫作键长 c错误 键能越大 说明分子中的化学键结合得越牢固 则分子的稳定性越强 由于键能h cl h i 所以hcl分子比hi分子稳定 d正确 c 解析 键角是描述分子立体结构的重要参数 如h2o中两个h o键的键角为105 故h2o为v形分子 a项正确 键长的大小与成键原子的半径有关 如cl的原子半径小于i的原子半径 cl cl键的键长小于i i键的键长 此外 键长还和成键数目有关 如乙烯分子中c c键的键长比乙炔分子中c c键的键长要长 b项正确 nh3分子之间存在氢键 ph3分子之间为范德华力 氢键作用比范德华力强 故nh3沸点比ph3高 c错误 o h键的键能比h f键的键能小 则形成h f键时放出的能量比形成o h键时放出的能量大 化学键更稳定 故f2与h2反应的能力比o2与h2反应的能力强 d正确 分子的空间构型与键参数键长 键能决定了共价键的稳定性 键长 键角决定了分子的空间构型 一般来说 知道了多原子分子中的键角和键长等数据 就可确定该分子的空间几何构型 总结提升 解析 a项 ag 有空轨道 nh3中的氮原子上有孤电子对 可以形成配位键 b项 水分子中的o原子含有孤电子对 h 有空轨道 所以能形成配位键 c项 co3 有空轨道 co中的氧原子上有孤电子对 可以形成配位键 d项 ag h 两种离子都没有孤电子对 所以不能形成配位键 d 6 1 配位化学 创始人维尔纳发现 取cocl3 6nh3 黄色 cocl3 5nh3 紫红色 cocl3 4nh3 绿色 和cocl3 4nh3 紫色 四种化合物各1mol 分别溶于水 加入足量硝酸银溶液 立即产生氯化银 沉淀的量分别为3mol 2mol 1mol和1mol 请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式 cocl3 6nh3 cocl3 5nh3 cocl3 4nh3 绿色和紫色 后两种物质组成相同而颜色不同的原因是 上述配合物中 中心离子的配位数都是 co nh3 6 cl3 co nh3 5cl cl2 co nh3 4cl2 cl 它们互为同分异构体 6 2 向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的kscn溶液 溶液变成血红色 该反应在有的教材中用方程式fecl3 3kscn fe scn 3 3kcl表示 经研究表明 fe scn 3是配合物 fe3 与scn 不仅能以1 3的个数比配合 还可以其他个数比配合 请按要求填空 fe3 与scn 反应时 fe3 提供 scn 提供 二者通过配位键结合 所得fe3 与scn 的配合物中 主要是fe3 与scn 以个数比1 1配合所得离子显血红色 含该离子的配合物的化学式是 空轨道 孤电子对 fe scn cl2 c 1 用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型 1 理论要点 价层电子对在空间上彼此相距最远时 排斥力 体系的能量 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 考点二分子的立体构型 最小 最低 2 价层电子对数的确定方法其中 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 3 价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系 直线形平面三角形v形正四面体形三角锥形v形 2 用杂化轨道理论推测分子的立体构型 1 杂化轨道概念 在外界条件的影响下 原子内部 的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化 组合后形成的一组新的原子轨道 叫杂化原子轨道 简称杂化轨道 能量相近 2 杂化轨道的类型与分子立体构型 3 由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成 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数 中心原子的 键个数 spsp2sp3sp2sp3sp3 4 中心原子杂化类型和分子构型的相互判断 直线形v形v形平面三角形三角锥形正四面体形 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 如co和 等电子体的微粒有着相同的分子构型 中心原子也有相同的杂化方式 原子总数 价电子总数 相似 n2 3 1 4 四面体形 直线形 sp3 0 2 2 直线形 sp 2 直线形 sp 2 2 4 四面体形 v形 sp3 2 2 4 四面体形 v形 sp3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 0 4 4 正四面体形 正四面体形 sp3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 0 4 4 正四面体形 正四面体形 sp3 1 2 3 平面三角形 v形 sp2 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 0 4 4 正四面体形 正四面体形 0 4 4 正四面体形 正四面体形 平面形 sp2 平面正六边形 sp2 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 可用于形成丌键 2 价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型 而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型 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 如中心原子采取sp3杂化的 其价层电子对模型为四面体形 其分子构型可以为四面体形 如ch4 也可以为三角锥形 如nh3 也可以为v形 如h2o a c d 解析 cs2与co2互为等电子体 故为直线形分子 a错误 ncl3分子中氮元素存在1个孤电子对 其空间构型为三角锥形 b错误 sf6中有6对完全相同的成键电子对 c错误 sif3和h2o的中心原子含有的价层电子对数均是4 所以均为sp3杂化 d正确 d c 解析 中心原子采取sp3杂化且无孤电子对的分子 其立体构型为正四面体 a错误 在scl2中 中心原子s与2个cl形成2个 键 同时有2个孤电子对 价层电子对数为4 采取sp3杂化轨道成键 b错误 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正确 凡ab3型的共价化合物 其中心原子周围存在一对孤电子对时才采用sp3杂化形式成键 d错误 中心原子杂化方式的判断 1 根据分子结构式进行推断 公式杂化轨道数 中心原子孤电子对数 未参与成键 中心原子形成的 键个数 中心原子形成 键个数的判断方法因为两原子之间只能形成一个 键 所以中心原子形成的 键个数 中心原子结合的原子数 总结提升 b 根据分子结构式推断出中心原子的孤电子对数 如hcn 结构简式 h c n 中心原子c形成两个 键 c原子的四个价电子全部参与成键无孤电子对 h2o 结构式 h o h 中心原子o形成两个 键 o只有两个价电子参与成键 还余四个电子形成两对孤电子对 2 根据分子的空间构型推断杂化方式多原子 3个或3个以上 分子的立体结构与中心杂化方式的对照 只要分子构型为直线形的 中心原子均为sp杂化 同理 只要中心原子是sp杂化的 分子构型均为直线形 只要分子构型为平面三角形的 中心原子均为sp2杂化 只要分子中的原子不在同一平面内的 中心原子均是sp3杂化 v形分子的判断需要借助孤电子对数 孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化 孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化 3 根据等电子体原理结构相似推断 a a 记忆等电子体 推测等电子体的性质1 常见的等电子体汇总 总结提升 2 根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构 并推测其物理性质 1 bn x与 c2 x n2o与co2等也是等电子体 2 硅和锗是良好的半导体材料 他们的等电子体磷化铝 alp 和砷化镓 gaas 也是很好的半导体材料 3 白锡 sn2 与锑化铟是等电子体 它们在低温下都可转变为超导体 1 分子间作用力 1 概念 物质分子之间 存在的相互作用力 称为分子间作用力 2 分类 分子间作用力最常见的是 和 3 强弱 范德华力 氢键 化学键 考点三分子间作用力和分子性质 普遍 范德华力 氢键 4 范德华力 范德华力主要影响物质的熔点 沸点 硬度等物理性质 范德华力越强 物质的熔点 沸点越高 硬度越大 一般来说 相似的物质 随着 的增加 范德华力逐渐 分子的极性越大 范德华力也越大 5 氢键 形成 已经与 的原子形成共价键的 该氢原子几乎为裸露的质子 与另一个分子中 的原子之间的作用力 称为氢键 组成和结构 相对分子质量 增大 电负性很强 氢原子 电负性很强 表示方法 a h b说明 a a b为电负性很强的原子 一般为n o f三种元素的原子 b a b可以相同 也可以不同 特征 具有一定的 性和 性 分类 氢键包括 氢键和 氢键两种 分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔 沸点 对电离和溶解度等产生影响 方向 饱和 分子内 分子间 升高 2 分子的性质 1 分子的极性 重合 不重合 非极性键或极性键 对称 不对称 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 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 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇与水 戊醇也能溶于水 但戊醇在水中的溶解度明显 如果溶质与水发生反应 将增大物质的溶解度 如 等 非极性溶剂 极性溶剂 越好 互溶 减小 so2 3 分子的手性 手性异构 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 在三维空间里 的现象 手性分子 具有 的分子 手性碳原子 在有机物分子中 连有 的碳原子 含有手性碳原子的分子是手性分子 镜像 不能重叠 手性异构体 四个不同基团或原子 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 导致r o h中o的电子向 偏移 在水分子的作用下越 电离出h 酸性越 如酸性 h2so3 h2so4 hclo hclo2 hclo3 hclo4 高 r 易 强 1 极性分子中可能含有非极性键 如h2o2为极性分子 但含有非极性共价键o o键 2 只含有极性键的分子可能是非极性分子 如ch4 co2等分子中只含有极性键 属于非极性分子 水分子与乙醇分子之间能形成氢键 bd 中双键氧与羟基氢之间存在氢键 其大小介于化学键和范德华力之间 使其更 难电离出h 则水杨酸第二级电离常数小于苯酚的电离常数 4 化合物nh3的沸点比化合物ch4的高 其主要原因是 nh3分子间能形成氢键 c c 解析 becl2空间构型是直线形 cl be cl是含极性键的非极性分子 正确 sic属于原子晶体 含有极性键 但不是非极性分子 错误 白磷分子式为p4 不含极性键 含有的是非极性键 错误 bf3是平面三角形结构 是极性键构成的非极性分子 正确 过氧化氧是由极性键和非极性键构成的极性分子 错误 故c正确 d 解析 n no2 3是一种共价化合物 n o的电负性不同 原子之间形成的化学键是极性键 a错误 根据题干信息知该分子中n n n键角都是108 1 推知分子中4个氮原子在空间呈四面体形 结构不对称 属于极性分子 b c错误 根据 相似相溶 原理 可知该极性分子易溶于极性溶剂 d正确 1 h2o2分子的电子式为 结构式为 2 h2o2分子中存在 键和 键 为 分子 填 极性 或 非极性 3 h2o2难溶于cs2 其原因是 4 h2o2分子中氧元素的化合价为 原因是 h o o h 极性 非极性 极性 h2o2为极性分子 cs2为非极性分了 根据 相似相溶 原理可知h2o2难溶于cs2 1 o o键为非极性键 o h键为极性键 共用电子对偏向于氧 故氧元素显 1价 解析 2 h2o2分子的空间构型为不对称性结构 应为极性分子 含有o o非极性键和o h极性键 3 根据 相