高考化学一轮总复习 13第2讲 分子结构与性质课件 新课标.ppt

课堂反馈 课堂探究 考点突破 课时作业 堂 课 探 究 解读考纲 基础回扣一 共价键1 共价键的分类 2 键参数 键能 键长 键角 1 键能 概念 键能是 原子形成 化学键释放的最低能量 通常取 单位是 与键强度的关系 键能是共价键强度的一种标度 键能越大 即形成化学键时 越多 化学键越 2 键长 概念 键长是形成 的两个原子之间的 与键强度的关系 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数 一般 键长越短 键能越 表明共价键越 与共价半径 原子半径的关系a 共价半径是指相同原子的共价键键长的 b 键长不是成键两原子半径的和 而是 其半径和 3 键角 在原子数超过 的分子中 两个相邻共价键之间的 称为键角 键角是描述分子 的重要参数 3 等电子原理 相同 相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质是相近的 此原理称为等电子原理 如co和n2 原子总数为2 价电子总数为10 二 分子的立体结构1 几种典型的分子 2 价层电子对互斥模型 1 价层电子对互斥模型可用来预测 2 价层电子对互斥模型认为 多原子分子之所以具有一定的立体结构 是由于 的结果 3 杂化轨道理论 1 杂化轨道理论是一种价键理论 是鲍林为了解释分子的立体结构提出的 2 杂化 在成键过程中 由于原子间的相互影响 同一原子几个能量相近的不同类型的原子轨道发生重新组合 重新分配 和确定 形成与原轨道数目 的新的原子轨道 这种轨道重新组合的过程称为杂化 3 杂化轨道 杂化后形成的能量 的新轨道称为杂化轨道 4 通常的杂化类型有 sp3杂化 产生4个夹角为109 28 的相同轨道 sp2杂化 产生三个夹角为120 的平面三角形杂化轨道 sp杂化 产生两个夹角为180 的直线形杂化轨道 4 配合物理论 1 配位键 配位键是一种特殊的共价键 表示方法 配位键可以用a b来表示 其中a是提供孤对电子的原子 叫做给予体 b是具有空轨道 接受电子的原子 叫做接受体 2 配位化合物的概念通常把 与某些 称为配体 以 键结合形成的化合物称为配位化合物 简称 3 配位化合物的组成 称为配离子 称为配体 nh3分子中的 原子称为配位原子 配位数是指配位原子的数目 三 分子的性质1 键的极性和分子的极性 1 极性分子和非极性分子的概念 极性分子 分子中正电中心和负电中心 使分子的某一个部分呈正电性 另一部分呈负电性 这样的分子称为极性分子 非极性分子 分子中正电中心和负电中心 这样的分子称为非极性分子 2 两种分子间作用力 范德华力与氢键 1 范德华力 范德华力是分子间普遍存在的作用力 它比化学键弱得多 相对分子质量越 范德华力越大 分子的极性越 范德华力也越大 2 氢键 概念 氢键是由已经与 的原子形成 的氢原子与另一个分子中或同一个分子中另一个 很强的原子之间的作用力 表示方法 氢键通常用 表示 其中a b为n o f 表示共价键 表示形成的氢键 例如 水中的氢键表示为 o h o 氢键的类型氢键可分为 和 两大类 氢键的强弱氢键的大小介于 和 之间 3 溶解性 相似相溶原理 1 极性溶剂 如水 易溶解 物质 2 非极性溶剂 如苯 汽油 四氯化碳 酒精等 易溶解 物质 br2 i2等 3 含有相同官能团的物质互溶 如水中含羟基 oh 能溶解含有羟基的醇 酚 羧酸 4 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 有手性异构体的分子叫 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 r的正电性越 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 如hclo hclo2 hclo3 hclo4 答案 一 1 头碰头肩并肩圆柱形两侧镜像大不容易小容易2 1 气态基态1mol正值kj mol 1释放的能量稳定 2 共价键核间距大稳定一半小于 3 2夹角立体结构3 原子总数价电子总数 2 分子或离子的立体构型价层电子对相互排斥3 能量电子位置相同相同4 过渡金属的原子或离子含有孤对电子的分子或离子配位配合物 ag nh3 2 nh3n 三 1 重合不重合2 大大电负性很强共价键电负性a h b分子内氢键分子间氢键共价键范德华力3 极性非极性4 组成原子排列不能重叠手性分子5 大高强 点 考 突 破 1 共价键的特征 1 饱和性因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的 因此在共价键的形成过程中 一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后 一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了 即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数是一定的 所以共价键具有饱和性 2 方向性除s轨道是球形对称外 其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点 在形成共价键时 原子轨道重叠得越多 电子在两核间出现的概率越大 所形成的共价键就越牢固 因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成 所以共价键具有方向性 2 共价键的分类 1 极性键和非极性键 2 键与 键 3 键参数 键能 键长 键角 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 hi4 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 例1 下列说法正确的是 a 含有非极性键的分子一定是非极性分子b 非极性分子中一定含有非极性键c 由极性键形成的双原子分子一定是极性分子d 键的极性与分子的极性无关 解析 含有非极性键的分子不一定是非极性分子 如h2o2 非极性分子中不一定含有非极性键 如ch4 co2中均是非极性分子 却都有极性键 分子的极性除与键的极性有关外 还与分子空间构型有关 答案 c 变式训练1 下列说法中正确的是 a 分子中键能越大 键长越长 则分子越稳定b 元素周期表中的第 a族 除h外 和第 a族元素的原子间可能形成共价键c 水分子可表示为ho h 分子中键角为180 d h o键键能为463kj mol 1 即18gh2o分解成h2和o2时 消耗能量为2 463kj 答案 b 解析 本题主要考查共价键的三个键参数 要理解它们的概念及相互关系 掌握它们对键强弱的影响 d项中h o键键能为463kj mol 1 指的是气态基态氢原子和氧原子形成1molh o键时释放的最低能量 则拆开1molh o键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为463kj 18gh2o即1molh2o中含2molh o键 断开时需吸收2 463kj的能量形成气态氢原子和氧原子 再进一步形成h2和o2时 还需释放出一部分能量 故d项错误 li的电负性为1 0 i的电负性为2 5 其差值为1 5 1 7 所以lii以共价键成分为主 b项正确 2 在hcl cl2 h2o nh3 ch4这一组分子中 对共价键形成方式分析正确的是 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 答案 a 3 下列说法中正确的是 a 双原子分子中化学键键能越大 分子越稳定b 双原子分子中化学键键长越长 分子越稳定c 双原子分子中化学键键角越大 分子越稳定d 在双键中 键的键能要小于 键的键能 答案 a 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排斥作用对分子空间构型的影响 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 当中心原子无孤对原子时 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 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 例2 已知周期表中 元素q r w y与元素x相邻 y的最高化合价氧化物的水化物是强酸 回答下列问题 1 w与q可以形成一种高温结构陶瓷材料 w的氯化物分子呈正四面体结构 w的氧化物的晶体类型是 2 q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 3 r和y形成的二元化合物中 r呈现最高化合价的化合物的化学式是 4 这5个元素的氢化物分子中 立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是 填化学式 其原因是 电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 解析 本题题干所提供信息较少 往往不能直接推出各元素 但每小问中信息丰富 所以要结合每小问作答 1 w的氯化物为正四面体形 则应为sicl4或ccl4 又w与q可形成高温结构陶瓷材料 故可推断w为si sio2为原子晶体 2 高温陶瓷可联想到si3n4 q为n 则有no2与n2o4之间的相互转化关系 3 y的最高价氧化物的水化物为强酸 y为s x为p元素 r as 和y形成的二元化合物中 r呈现最高化合价的化合物应为as2s5 4 氢化物沸点顺序为nh3 ash3 ph3 因为nh3中含有氢键 ash3相对分子质量大于ph3 sih4 ph3和h2s的电子数均为18 结构分别为正四面体形 三角锥形和v形 答案 1 原子晶体 2 no2和n2o4 3 as2s5 4 nh3ash3ph3nh3分子间存在氢键 所以沸点最高 相对分子质量ash3大于ph3 分子间作用力ash3大于ph3 故ash3沸点高于ph3 sih4 正四面体 ph3 三角锥 h2s v形 变式训练4 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 价层电子对互斥理论的基本要点是 分子中的价电子对由于相互排斥作用 尽可能趋向彼此远离 关键是不可忽视孤对电子对成键电子的影响 在h2s中 价电子对数为4 若无孤电子对存在 则其应为正四面体构形 但中心原子s上有两对孤电子对 而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间 它们相互排斥 因此h2s为v形结构 在bf3中 价电子对数为3 其中心原子b上无孤电子对 因此bf3应为平面三角形 5 若abn的中心原子a上没有孤对原子 运用价层电子对互斥理论 下列说法正确的是 a 若n 2 则分子的立体结构为v形b 若n 3 则分子的立体结构为三角锥形c 若n 4 则分子的立体结构为正四面体形d 以上说法都不正确 答案 c 6 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 a co2和so2b ch4与nh3c becl2与bf3d c2h4与c2h2 答案 b 1 范德华力 氢键及共价键的比较 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 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 c2h5oh和h2o有氢键作用 且两者的羟基相近 而戊醇在水中的溶解度明显减小 戊醇中烃基较大 二者羟基相似因素小 4 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 如酸性hclo hclo2 hclo3 hclo4 例3 氧族元素的氢化物的沸点如下表 下列关于氧族元素氢化物的沸点高低的分析和推断中 正确的是 a 氧族元素氢化物沸点高低与范德华力的大小无关b 范德华力一定随相对分子质量的增大而减小c 水分子间存在氢键这一特殊的分子间作用力d 水分子间存在共价键 加热时较难断裂 解析 范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力 它们都比化学键弱 范德华力的存在较为普遍 氢键是由电负性比较强的o n f等与h之间形成的一种介于范德华力与化学键之间的一种作用力 一些物质 如h2o hf nh3 由于分子间存在氢键使得它们的熔 沸点高于同系列的氢化物 答案 c 变式训练7 双选 下列叙述正确的是 a 分子晶体中普遍存在范德华力b 所有分子晶体中都存在共价键c 范德华力通常比较弱 约比化学键能小1 2个数量级d 范德华力和化学键一样 主要影响物质的化学性质 答案 ac 解析 分子晶体中普遍存在范德华力 范德华力比化学键能小1 2个数量级 主要影响物质的物理性质 化学键主要影响物质的化学性质 稀有气体中不存在共价键 但其晶体中却存在范德华力 8 下列化合物的沸点比较 前者低于后者的是 a 乙醇与氯乙烷 答案 b 解析 氢键分为两类 存在于分子之间时 称为分子间氢键 存在于分子内部时 称为分子内氢键 同类物质相比 分子内形成氢键的物质的熔 沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔 沸点 如邻羟基苯甲酸 邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键 沸点较低 而对羟基苯甲酸 对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键 沸点较高 所以b选项正确 对a选项 由于乙醇存在分子间氢键 而氯乙烷不存在氢键 所以乙醇的沸点 78 5 高于氯乙烷的沸点 12 3 同样道理 d选项中 h2o的沸点 100 高于h2te的沸点 堂 课 反 馈 1 下列分子中 中心原子是sp杂化的是 a becl2b h2oc ch4d bf3 答案 a 解析 becl2直线型 be原子发生sp杂化 bf3中b原子发生sp2杂化 平面三角形 h2o中的o和ch4中的c都发生sp3杂化 2 下列分子中不存在 键的是 a c2h2b c2h4c ch4d c6h6 答案 c 解析 c2h2中一个 键和2个 键 c2h4中是一个 键和一个 键 c6h6中大 键 3 下列说法中不正确的是 a 键比 键重叠程度大 形成的共价键强b 两个原子之间形成共价键时 最多有一个 键c 气体单质中 一定有 键 可能有 键d n2分子中有一个 键 2个 键 答案 c 解析 从原子轨道重叠程度看 键轨道重叠程度比 键重叠程度小 故 键稳定性低于 键 在单质分子中存在 键 如cl2 h2 键 n2中存在 键和 键 稀有气体为单原子分子 不存在化学键 4 下列分子中 既含有 键又含有 键的是 a ch4b hclc ch2 ch2d f2 答案 c 解析 乙烯分子中碳原子发生sp2杂化 其中碳碳原子和碳原子与氢原子之间分别以 头碰头 重叠形成 键 由于每个碳原子上均有一个垂直于杂化平面的p轨道 两个p轨道间通过 肩并肩 重叠方式形成 键 5 通常情况下 ncl3是一种油状液体 其分子空间构型与氨分子相似 下列对ncl3的有关叙述正确的是 a 分子中n cl键键长与ccl4分子中c cl键键长相等b 分子中的所有原子均达到8个电子稳定结构c ncl3分子是非极性分子d nbr3比ncl3易挥发 答案 b 解析 键长与原子半径有关 ncl3为三角锥形 极性分子 答案 d 7 范德华力为akj mol 1 化学键为bkj mol 1 氢键为ckj mol 1 则a b c的大小关系是 a a b cb b a cc c b ad b c a 答案 d 解析 氢键键能比范德华力强 比化学键弱得多 8 氨气溶于水时 大部分nh3与h2o以氢键 用 表示 结合形成nh3 h2o分子 根据氨水的性质可推知nh3 h2o的结构式为 答案 b 9 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 答案 1 x 第二周期第 a族 y 第三周期第 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