高考化学总复习 第十二章 38 分子结构与性质课件.ppt

第十二章 物质结构与性质 选修3 第38讲分子结构与性质 微考点 大突破 1 共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成 其特征是 2 共价键的类型 1 按成键原子间共用电子对的数目分为 2 按共用电子对是否偏移分为 3 按原子轨道的重叠方式分为 前者的电子云具有轴对称性 后者的电子云具有镜像对称性 微考点1共价键基础微回扣 键 键 共用电子对 具有饱和性和方向性 单键 双键 三键 极性键 非极性键 3 键参数 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 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 3 键角 在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角 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 稳定 稳定 三点说明1 s轨道与s轨道重叠形成 键时 电子不是只在两核间运动 而电子在两核间出现的概率增大 2 因s轨道是球形的 故s轨道和s轨道形成 键时 无方向性 两个s轨道只能形成 键 不能形成 键 3 两个原子间可以只形成 键 但不能只形成 键 一个关系键参数与分子性质的关系 判断正误 正确的画 错误的画 1 分子中一定含有化学键 警示 稀有气体是单原子分子 不存在化学键 2 乙炔分子中既有非极性键又有极性键 既有 键又有 键 警示 乙炔分子中的碳碳键是非极性键 碳氢键是极性键 碳碳三键中一个为 键 两个为 键 3 正四面体结构的分子的键角一定是109 28 警示 具有正四面体结构的分子 只有顶点与体中心连线的键角才是109 28 而白磷分子 p4 是正四面体结构 但是键角是60 两种共价键类型 键和 键的比较 方法微总结 微典通关1 下列对hcl cl2 h2o nh3 ch4一组分子中共价键形成方式的分析正确的是 a 都是 键 没有 键b 都是 键 没有 键c 既有 键 又有 键d 除ch4外 都是 键 1 弄清物质的组成 分析原子之间的连接次序及方式 2 抓住原子的价电子数目 来确定形成的化学键类型及数目 对点微练 共价键1 前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家gignere巧妙地利用尿素 h2nconh2 和h2o2形成化合物h2nconh2 h2o2 不但使h2o2稳定下来 而且其结构也没有发生改变 得到了可供衍射实验的单晶体 已知h2o2的结构式为h o o h 下列说法中不正确的是 a h2nconh2与h2o2是通过氢键结合的b h2o2分子中只含 键 不含 键c h2o2既有氧化性又有还原性d h2nconh2 h2o2属于离子化合物 应用微提升 解析 d项属于共价化合物 答案 d 2 2015 唐山模拟 下列物质中 既有共价键又有分子间作用力的是 a 氧化镁b 氦c 铜d 液氨 解析 a b c项均无共价键 答案 d 3 下列分子中存在 键的是 a h2b cl2c n2d hcl 解析 在n2中 两个n原子的2pz形成一个 键 2px形成一个 键 两个2py也形成一个 键 h2 cl2 hcl分子中都只有一个单键 属于 键 答案 c 4 通常 电负性差值小的两种非金属元素形成化合物时 两种元素的原子通过共用电子对形成共价键 已知cl o n三种原子的价电子排布分别为 a cl 3s23p5b o 2s22p4c n 2s22p3 1 写出上述a c两种元素与氢元素化合形成化合物的化学式 它们所形成的共价键类型分别为 填 极性键 或 非极性键 2 写出氧与氢元素形成化合物的化学式 分子的极性为 填 极性分子 或 非极性分子 3 通常情况下n2化学性质不活泼的原因是 极性键 hcl nh3 极性键 h2o h2o2 极性分子 氮分子中 两个氮原子之间形成氮氮三键 键能很大 真题微探 1 2015 安徽理综 碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂 其结构如右图 下列有关该物质的说法正确的是 a 分子式为c3h2o3b 分子中含6个 键c 分子中只有极性键d 8 6g该物质完全燃烧得到6 72lco2 解析 由图示可知 该物质的分子式为c3h2o3 a项正确 分子中的碳碳双键和碳氧双键中各有一个 键 碳氧单键全部是 键 4个 碳氢键也是 键 2个 分子中共有8个 键 b项错误 分子中的碳氧键和碳氢键都是极性键 而碳碳键是非极性键 c项错误 8 6g该物质的物质的量为0 1mol 完全燃烧后得到0 3molco2 在标准状况下的体积是6 72l d项未指明是否在标准状况下 d项错误 答案 a 2 双选 2013 海南化学 下列化合物中 含有非极性共价键的离子化合物是 a cac2b n2h4c na2s2d nh4no3 解析 cac2的电子式为ca2 c c 2 既含离子键又含非极性共价键 n2h4不属于离子化合物 由na2o2可知na2s2中既含有离子键又含有非极性共价键 nh4no3中无非极性共价键 a c两项符合 答案 ac 1 价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型 不包括孤对电子 1 当中心原子无孤对电子时 两者的构型一致 2 当中心原子有孤对电子时 两者的构型不一致 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 形成与原轨道数目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 形成分子的空间构型不同 微考点2分子的空间结构基础微回扣 3 价层电子对互斥模型 杂化轨道理论与分子空间构型的关系 4 配合物理论简介 1 配位键的形成条件 提供共用电子对的原子有 接受共用电子对的原子有 2 配位化合物 定义 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 如对于 ag nh3 2 oh 中心原子为ag 配体为nh3 配位数为2 空轨道 孤对电子 我的警示1 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同 中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多 键角越小 例如 nh3中的氮原子与ch4中的碳原子均为sp3杂化 但键角分别为107 30 和109 28 2 杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同 但能量不同 判断正误 正确的画 错误的画 1 氯化亚砜 socl2 分子的立体构型是三角锥形 中心原子 s 采取的杂化方式为sp2 警示 socl2分子中s原子的价层电子对数为 3 4 s原子采取sp3杂化 由于孤电子对占据一个杂化轨道 分子的立体构型为三角锥形 2 cs2为v形极性分子 警示 cs2为直线形非极性分子 3 sif4与so的中心原子均为sp3杂化 警示 sif4与so的中心原子的价层电子对数均为4 因此中心原子均为sp3杂化 4 bf3是三角锥形分子 警示 bf3中b原子无孤电子对 因此采取sp2杂化 bf3为平面三角形 分子构型的判断1 由价层电子对互斥 vsepr 模型判断分子构型 1 运用价层电子对互斥 vsepr 模型可预测分子或离子的立体构型 但要注意判断其价层电子对数 对abm型分子或离子 其价层电子对数的判断方法为 方法微总结 2 价层电子对互斥 vsepr 模型说明的是价层电子对的空间构型 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型 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 2 由杂化轨道数判断分子构型 1 杂化轨道数的计算 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的对数 中心原子的 键个数 2 多原子分子杂化轨道数与分子构型的关系 多原子 3个或3个以上 分子的立体结构与中心原子杂化方式的对照 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 实例 o2 c2h2 c6h6 o o 2 2na sp2杂化 sp杂化 3 4 下列分子中若有手性分子 请用 标出其手性碳原子 答案 解析 1 当两个原子间能形成多个共用电子对时 先形成一个 键 另外的原子轨道只能形成 键 o2中有2个共价键 1个 键 1个 键 c2h2中碳碳原子之间有3个共价键 1个 键 2个 键 c6h6分子中有12个 键 1个 键 微典通关3 a b c d是周期表中前10号元素 它们的原子半径依次减小 d能分别与a b c形成电子总数相等的分子m n w 且在m n w分子中 a b c三原子都采取sp3杂化 1 a b c的第一电离能由小到大的顺序为 用元素符号表示 c o n 2 m是含有 填 极性 或 非极性 键的 填 极性 或 非极性 分子 3 n是一种易液化的气体 请简述其易液化的原因 4 w分子的vsepr模型的空间构型为 w分子的空间构型为 5 ab 离子和b2分子中的 键数目比为 极性 非极性 氨分子间存在氢键 分子间作用力大 因而易液化 四面体形 v形 1 1 解析 氢能够与第2周期元素形成10电子分子 由于均为sp3杂化 a b c的原子半径依次减小 故a b c为碳 氮 氧 m n w为ch4 nh3 h2o 2 甲烷中的碳氢键为极性键 分子为非极性分子 4 水分子中的氧为sp3杂化 vsepr模型为四面体形 但是由于还有两对孤电子对 故实际构型为v形 5 cn 和n2中存在三键 故二者的 键数之比为1 1 对点微练 分子的立体结构5 已知a b c d e代表五种元素 a元素的三价离子3d能级处于半充满 b元素原子的最外层电子数是内层电子总数的2倍 c的原子轨道中有2个未成对的电子 且与b可形成两种常见的气体 d的原子序数小于a d与c可形成dc2和dc3两种分子 且dc2是极性分子 dc3是非极性分子 e是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素 试回答下列问题 1 写出a元素基态原子的电子排布式 应用微提升 1s22s22p63s23p63d64s2 2 b c d三种元素的电负性由大到小的顺序为 写元素符号 3 e与c以1 1形成的物质的电子式为 4 用vsepr理论判断dc3分子的空间立体结构为 5 元素周期表中第一电离能最大的元素是 填元素符号 o s c 正三角形 he 解析 a元素的三价离子3d能级处于半充满 即为3d5 则它的原子价电子构型为3d64s2 故为fe元素 由 b元素原子的最外层电子数是内层电子总数的2倍 推出 b为c元素 由 c的原子轨道中有2个未成对的电子 且与b可形成两种常见的气体 推出 c为o元素 由 d的原子序数小于a d与c可形成dc2和dc3两种分子 且dc2是极性分子 dc3是非极性分子 推出 d为s元素 由 e是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素 推出 e为na元素 6 d e x y z是周期表中的前20号元素中的5种元素 且原子序数逐渐增大 它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体 三角锥形 正四面体 角形 v形 直线形 回答下列问题 1 y的最高价氧化物的化学式为 2 上述5种元素中 能形成酸性最强的含氧酸的元素是 写出该元素的任意3种含氧酸的化学式 3 d和y形成的化合物 其分子的空间构型为 so3 cl hclo hclo2 hclo3 hclo4 任写三种酸 直线形 4 d和x形成的化合物 其化学键类型属 其晶体类型属 5 金属镁和e的单质在高温下反应得到的产物是 此产物与水反应生成两种碱 该反应的化学方程式是 6 试比较d和x的最高价氧化物熔点的高低并说明理由 共价键 原子晶体 mg3n2 mg3n2 8h2o 3mg oh 2 2nh3 h2o 或mg3n2 6h2o 3mg oh 2 2nh3 d的最高价氧化物是co2 x的最高价氧化物是sio2 前者比后者的熔点低 因为前者为分子晶体 由分子间作用力结合 而后者为原子晶体 由共价键结合 共价键强度大于分子间作用力 解析 本题主要利用元素周期律来考查物质结构 物质的性质 晶体结构 化学键等知识 前20号元素的氢化物分子为正四面体形的有ch4和sih4 三角锥形的有nh3和ph3 角形的有h2o和h2s 直线形的有hf和hcl 由于原子序数是d e x y z的5种元素依次增加 这样就可以确定d为c e为n x为si y为s z为cl y的最高价氧化物为三氧化硫 5种元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是hclo4 该元素可以形成多种含氧酸 hclo hclo2 hclo3 hclo4 d和y形成cs2 由二氧化碳的结构迁移 确定其结构为直线形 d和x形成的sic是由共价键形成的原子晶体 镁条在氮气中能燃烧生成mg3n2 mg3n2极易与水反应生成氢氧化镁和氨气 二氧化碳与二氧化硅的熔点不同主要是由于晶体的类型不同 二氧化碳是分子晶体 二氧化硅是原子晶体 由于分子间作用力和共价键的强度差距较大 造成熔点前者低后者高 真题微探 2014 四川 x y z r为前四周期元素 且原子序数依次增大 xy2是红棕色气体 x与氢元素可形成xh3 z基态原子的m层与k层电子数相等 r2 离子的3d轨道中有9个电子 请回答下列问题 1 y基态原子的电子排布式是 z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 2 xy离子的立体构型是 r2 的水合离子中 提供孤电子对的原子是 1s22s22p4 cl v形 o 3 z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示 晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 4 将r单质的粉末加入xh3的浓溶液中 通入y2 充分反应后溶液呈深蓝色 该反应的离子方程式是 2 1 2cu 8nh3 h2o o2 2 cu nh3 4 2 4oh 6h2o 1 范德华力 氢键及共价键比较 微考点3分子的性质基础微回扣 1 有氢键的分子间也有范德华力 但有范德华力的分子间不一定有氢键 2 一个氢原子只能形成一个氢键 这就是氢键的饱和性 3 氢键主要影响物质的物理性质 2 分子的极性 1 极性分子 正电中心和负电中心 的分子 2 非极性分子 正电中心和负电中心 的分子 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 若存在氢键 则溶剂和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 如乙醇和水互溶 而戊醇在水中的溶解度明显减小 重合 不重合 4 手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子 如左手和右手一样互为镜像 在三维空间里不能重叠的现象 5 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 使r o h中o的电子向r偏移 在水分子的作用下越易电离出h 酸性越强 如hclo hclo2 hclo3 hclo4 我的总结1 分子极性判断的思维程序 2 氢键的形成条件 几乎裸露的质子 h 与 氮 氧 氟 原子之间才可能形成氢键 其他原子与氢原子不能形成氢键 例如 乙醇 ch3ch2oh 甲基 ch3 上的氢原子与水中的氧原子之间不能形成氢键 判断正误 正确的画 错误的画 1 极性分子中一定不含非极性键 非极性分子中不含极性键 警示 乙醇分子是极性分子 其中含有碳碳非极性键 co2是非极性分子 含有极性键 2 氢键是一种特殊的化学键 警示 氢键不属于化学键 其强度比化学键弱得多 但它比范德华力稍强 3 分子中中心原子杂化后形成的轨道构型与分子的构型是相同的 警示 如果中心原子没有孤电子对 则两者相同 如果有孤电子对 则孤电子对占据一个杂化轨道 但不形成化学键 二者不相同 4 卤素单质按f2 i2 熔沸点逐渐升高 警示 卤素单质的分子结构相似 随着相对分子质量的增大 分子间作用力逐渐增大 熔沸点逐渐升高 5 h2o的沸点比h2s高得多 原因是o h键比s h键的键能大 警示 由分子构成的物质的沸点与分子内的化学键无关 只与分子间作用力有关 虽然范德华力h2s h2o 但水分子间能够形成氢键 使h2o的沸点明显升高 abn型分子极性的判断方法1 化合价法abn型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时 该分子为非极性分子 此时分子的空间结构对称 若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数目 则分子的空间结构不对称 其分子为极性分子 具体实例如下 方法微总结 2 根据所含键的类型及分子的空间构型判断当abn型分子的空间构型是空间对称结构时 由于分子中正负电荷中心重合 为非极性分子 如co2 直线形 bf3 平面正三角形 ch4 正四面体形 等均为非极性分子 当abn型分子的空间构型不是空间对称结构时 一般为极性分子 如h2o v形 nh3 三角锥形 它们均为极性分子 1 a a型分子一定是非极性分子 如n2 cl2 2 a b型分子一定是极性分子 如hcl hf 3 ab2型分子除线型结构b a b为非极性分子外 其他均为极性分子 如co2 cs2为非极性分子 h2s h2o为极性分子 3 据中心原子最外层电子是否全部成键判断中心原子即其他原子围绕它成键的原子 分子中的中心原子最外层电子若全部成键 此分子一般为非极性分子 分子中的中心原子最外层电子未全部成键 此分子一般为极性分子 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全部成键 它们都是极性分子 微典通关4 元素x和y属于同一主族 负二价的元素x和氢形成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 x y 2 在元素x和元素y两种元素形成的化合物中 x质量分数为50 的化合物的化学式为 该分子中中心原子以 杂化 是 分子 分子构型为 第二周期 a族 第三周期 a族 so2 sp2 极性 v形 3 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 4 由元素氢 x y三种元素形成的化合物常见的有两种 其水溶液均呈酸性 试分别写出其分子式 并比较酸性强弱 so3 sp2 非极性 平面三角形 h2so3 h2so4 h2so4 h2so3 解析 根据氢化物化学式h2x和x的质量分数可推知 x的相对原子质量为16 则x为o y为s 则其氧化物分别为so2 so3 根据杂化轨道理论易确定其分子构型 极性 三种元素组成的化合物为h2so3 h2so4 由无机含氧酸的判断知酸性 h2so4 h2so3 对点微练 分子的性质7 nh3和h2s是由极性键构成的极性分子 而co2与ccl4则是由极性键构成的非极性分子 根据上述事实可推断出abn分子是非极性分子的经验性规律应是 a 在abn分子中 a原子最外层电子全部参与成键b 分子中不含有氢原子c 分子中每个共价键的键长都应相等d 在abn分子中 a的相对原子质量应小于b的相对原子质量 应用微提升 解析 判断abn型分子的极性 除根据键的极性及分子空间构型外 还可根据中心原子 a 有无孤对电子判断 也可根据中心原子 a 的最外层电子是否全部成键来判断 co2 ch4分子中 中心c原子有4个价电子 表现 4价 即4个价电子全部参与成键 分子结构对称 为非极性分子 nh3 h2s分子中 中心原子n s原子分别有5个 6个价电子 分别表现 3 2价 即价电子没有全部参与成键 分子结构不对称 为极性分子 答案 a 8 x y z v w为五种前四周期元素 其中x是短周期 除稀有气体外 原子半径最大的元素 y与x同周