鲁科版选修3 第2章 化学键与分子间作用力 章末重难点专题突破 学案.doc

第2章 化学键与分子间作用力 章末重难点专题突破一、共价键的“六大要点”解读共价键是化学键的一种重要类型，是原子之间通过共用电子对形成的相互作用。1共价键的类型(1)根据共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键。(2)根据共用电子对数，共价键分为单键、双键、叁键。(3)根据原子轨道的重叠方式不同，可分为键(头碰头)和键(肩并肩)。(4)配位键是一种特殊的共价键。它是成键元素原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道。【典例1】m、n、x、y四种主族元素在周期表里的相对位置如下表所示，已知它们的原子序数总和为46。mnxy(1)m与y形成的化合物中含_(填“极性”或“非极性”，下同)键，属_分子。(2)n元素形成的单质分子中的化学键类型及数目是_(填“键”或“键”，下同)。在化学反应中_易断裂。(3)由n、y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为_。其中的化学键有_。2共价键的特征(1)共价键的饱和性按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。h原子、cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成h2、hcl、cl2分子，不能形成h3、h2cl、cl3等分子。共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。(2)共价键的方向性共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越大，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。共价键的方向性决定了分子的空间构型。3共价键存在范围(1)非金属单质分子(稀有气体除外)。如：o2、f2、h2、c60等。(2)非金属元素形成的化合物中。如：h2so4、co2、h2o2、有机物分子等。(3)某些金属与非金属形成的化合物中。如：becl2、hgcl2、alcl3等。(4)部分离子化合物中。如：na2o2、naoh、na2so4、nh4cl等。【典例2】下列关于化学键的说法正确的是()a构成单质分子的粒子中一定含有共价键b由非金属元素组成的化合物中不一定只含共价键c非极性键只存在于双原子单质分子里d不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键4共价键强弱的判断影响共价键强弱的主要因素是键能、核间距和共用电子对的多少。判断共价键的强弱可依据下列几条：(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有共价键的分子越稳定。如原子半径：fclbrhclhbrhi，稳定性：hfhclhbrhi。(2)由键能判断：共价键的键能越大，表示破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。(3)由键长判断：共价键的键长越短，破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。【典例3】下列有关化学键的键参数比较中不正确的是()a键能：cnc=ncnb键长：iibrbrclclc分子中的键角：h2oco2d键能：键键(相同元素之间)5共价键的键能与化学反应热化学反应过程伴随着能量的变化，热能是能量变化的表现形式之一。在化学反应过程中，旧化学键的断裂需要吸收热量，新化学键的形成一般是放出热量。一个反应是吸热还是放热，就是比较吸收的总能量和释放的总能量的大小。(1)放热反应：旧键断裂吸收的总能量小于新键形成放出的总能量。(2)吸热反应：旧键断裂吸收的总能量大于新键形成放出的总能量。(3)反应热(h)与键能的关系：h反应物的键能总和生成物的键能总和h0时，为吸热反应；h孤对键对键对键对。因此，价电子对空间构型为正三角形和正四面体时，孤电子对的存在会改变键对电子的分布空间。(2)对于分子中有双键、叁键等多重键时，使用价电子对理论判断其分子构型时，双键的两对电子和叁键的三对电子只能作为一对电子来处理。或者说在确定中心原子的价电子层电子对总数时，不包括电子。实例分析：判断hcho分子和hcn分子的空间构型。hcho分子中有1个co双键，看作1对成键电子，2个ch单键为2对成键电子，c原子的价电子对数为3，且无孤电子对，所以hcho分子的空间构型为平面三角形。hcn分子的结构式为hcn，含有1个cn叁键，看作1对成键电子，1个ch单键为1对成键电子，故c原子的价层电子对数为2，且无孤电子对，所以hcn分子的空间构型为直线形。【典例10】利用价电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间构型。(1)h2se分子的空间构型_。(2)pcl5分子的空间构型_。(3)so的空间构型_。(4)ch的空间构型_。五、图解分子构型及其性质【典例11】白磷单质是四原子分子，空间结构示意图如图。六氧化四磷(p4o6)和十氧化四磷(p4o10)都是磷的氧化物。 (1)下列说法正确的是_(填序号)。白磷分子中的化学键是非极性键白磷分子中的化学键是键白磷分子是非极性分子白磷分子中的键角是90(2)图是一种磷的氧化物分子的空间结构示意图，它的化学式是_，该分子_(填“有”或“无”)极性，主要原因是(从分子极性原理的角度进行说明)_。【典例12】s2cl2是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于s2cl2的说法错误的是()a为非极性分子b分子中既含有极性键又含有非极性键c与s2br2结构相似，熔、沸点s2br2s2cl2d与水反应的化学方程式可能为2s2cl22h2o=so23s4hcl六、配合物的结构配合物是一个庞大的化合物家族，其中已知配合物的品种超过数百万。这类物质大多是由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和p轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子或离子通过配位键构成。例如：cu(nh3)4so4。1配合物的空间构型配合物的空间构型指的是配离子的空间构型，它与中心原子的杂化轨道类型、配位体种类和数目有关系。同样是配位数为4，若中心原子采取sp3杂化，配离子的空间构型为(正)四面体，如zn(nh3)42；若中心原子采取sp2d(或dsp2)杂化，配离子的空间构型为平面正方形，如cu(nh3)42、pt(nh3)2cl2。常见的配离子的空间构型如下：配位数轨道杂化类型空间构型结构示意图实例2sp1直线形ag(nh3)2cu(nh3)2ag(cn)24sp3四面体形zn(nh3)42zncl42fecl4zn(cn)424dsp2(sp2d)平面正方形pt(nh3)2cl2cu(nh3)42ptcl42ni(cn)426d2sp3(sp3d2)正八面体形alf63fe(cn)64co(nh3)63ti(h2o)63图中“”代表中心原子，“”代表配位体。2配合物的同分异构现象化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这就是配合物的异构现象。如pt(nh3)2cl2有顺式和反式两种异构体：。3血红蛋白中的配位键在血液中氧气的输送是由血红蛋白来完成的。载氧前，血红蛋白中的fe2与血红蛋白中的氮原子通过配位键相连；载氧后，氧分子通过配位键与fe2结合而进入血液。当一氧化碳进入人体后，由于一氧化碳分子也能通过配位键与血红蛋白中的fe2结合，并且结合能力比氧气分子与fe2的结合能力强得多，从而导致血红蛋白失去载氧能力，所以一氧化碳能导致人体因缺氧而中毒。【典例13】某物质的实验式为ptcl42nh3，其水溶液不导电，加入agno3溶液也不产生沉淀，用强碱处理并没有nh3放出，则关于此化合物的说法中正确的是()a配合物中心原子的电荷数和配位数均为6b该配合物可能是平面正方形结构ccl和nh3分子均与pt4配位d配合物中cl与pt4配位，而nh3分子不配位【典例14】cucl和cucl2都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知：cucl可由cucl2经适当的还原剂如so2、sncl2等还原制得：2cu22clso22h2o=2cucl4hso2cucl2sncl2=2cuclsncl4cucl2溶液与乙二胺(h2nch2ch2nh2)可形成配离子cu(en)22(en是乙二胺的简写)，其结构如图所示。请回答下列问题：(1)基态铜原子价电子排布式为_，h、n、o三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(2)so的空间构型为_。(3)乙二胺分子中碳原子的杂化类型为_，n原子的杂化类型为_。(4)乙二胺的沸点高于clch2ch2cl的主要原因是_。(5)配离子cu(en)22的配位数为_，该微粒中存在_(填字母)。a配位键b极性键c离子键d非极性键 e金属键答案精析【典例1】(1)极性非极性(2)一个键、两个键键(3) 离子键、共价键、配位键【典例2】b单质分子有单原子分子(如稀有气体分子)、双原子分子(如h2、cl2、n2)、三原子分子(如o3)和多原子分子(如p4、s8、c60)，在单原子的稀有气体分子中不存在任何化学键，其他的双原子分子和多原子分子都是由非极性键构成，a项不正确；由非金属元素组成的化合物多数是共价化合物，也有离子化合物，如nh4cl、nh4no3、nh4hco3、(nh4)2so4等，b项正确；非极性键存在于同种元素的原子之间，但不一定是双原子的单质分子中，可以是多原子的单质分子中，如p4、s8，也可以是化合物中，如na2o2、h2o2中的氧原子间，烃分子的碳原子之间等，c项不正确；不同元素组成的多原子分子里，既可以有极性键也可以有非极性键，如h2o2中的氧原子间为非极性键，烃分子中ch键为极性键，而cc、c=c、cc键均为非极性键，d项不正确。【典例3】c相同元素间形成的化学键，叁键键能最大、单键键能最小，a正确；成键原子半径之和越大，键长越长，b正确；h2o分子中键角是104.5，co2分子中键角是180，c错误；相同元素之间形成的键的键能比键的大，d项正确。【典例4】124解析利用制备，需断开2 mol ch键、生成1 mol hh键，同时在cc键的基础上生成c=c键，因此生成1 mol 吸收的热量为2412 kj824 kj，放出的热量为436 kj(612348)kj700 kj，h824 kjmol1700 kjmol1124 kjmol1。【典例5】c8电子(氢是2电子)是稳定结构，但并不是所有分子中的所有原子的价电子层都会达到8电子稳定结构。a项，xef6中必然有6对共用电子，xe不会是8电子稳定结构；b项，hclo的电子式为，其中cl、o达到8电子稳定结构，而h只有2个电子；c项，s2cl2的电子式为，可见s、cl都达到8电子稳定结构；d项，bf3的电子式为，可见b原子不是8电子稳定结构。【典例6】(1)ch4分子中c原子是sp3杂化，每个h原子占据四面体的一个顶点，分子为正四面体形。nh3分子中n原子是sp3杂化，3个h原子占据四面体三个顶点，一对孤对电子占据一个顶点，故n原子与三个氢原子构成三角锥形。h2o分子中o原子也是sp3杂化，2个h原子占据四面体两个顶点，另两个顶点被两对孤对电子占据，故o原子与两个h原子呈v形，即水分子呈v形。(2)bf3中b原子以sp2杂化轨道与三个f原子的各一个2p轨道重叠形成三个键。由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120，所以bf3为平面三角形结构。而nf3分子中氮原子采用sp3杂化，有一对孤对电子占据一个杂化轨道，3个sp3杂化轨道与f原子的2p轨道形成三个共价键，由于孤对电子占据四面体的一个顶点，使nf3分子形状成为三角锥形。【典例7】(1)icl中，cl原子以一个3p轨道，i原子以一个5p轨道重叠组成一个共价键。(2)ni3中n原子的2s和2p轨道采取sp3杂化，形成四个sp3杂化轨道，除一对孤对电子所占的一个杂化轨道外，其余三个杂化轨道分别与三个i原子的各一个5p轨道重叠成键。(3)ch3cl中c原子的2s和2p轨道采取sp3杂化，形成四个sp3杂化轨道，其中的三个杂化轨道与三个h原子的1s轨道重叠形成三个共价键，另一个杂化轨道与cl原子的含单电子的3p轨道重叠形成一个共价键。(4)co2中，c原子的一个2s轨道与一个2p轨道采取sp1杂化，形成两个成分相同、能量相等的sp1杂化轨道，再分别与两个o原子中各一个含单电子的2p轨道重叠，形成键；c原子余下的两个2p轨道(各含一个电子)再分别与一个o原子(共两个)中的另一个2p轨道重叠形成键。因此，每一对c=o组合间含有一个键和一个键，为双键结构。【典例8】c【典例9】分子式杂化轨道类型分子的空间构型pcl3sp3三角锥形bcl3sp2平面三角形cs2sp1直线形chsp2平面三角形sosp3正四面体形sosp3三角锥形nosp2v形posp3正四面体形解析pcl3中p原子杂化轨道数为(53)4，孤电子对数为1，分子的空间构型为三角锥形。bcl3中b原子杂化轨道数为(33)3，无孤对电子，分子的空间构型为平面三角形。cs2中c原子的杂化轨道数为(40)2，无孤对电子，分子的空间构型为直线形。ch中c原子杂化轨道数为(431)3，无孤对电子，ch的空间构型为平面三角形。so中s原子杂化轨道数为(62)4，无孤对电子，so的空间构型为正四面体形。so中s原子杂化轨道数为(62)4，有1对孤对电子，so的空间构型为三角锥形。no中n原子的杂化轨道数为(51)3，孤电子对数为1，no的空间构型为v形。po中p原子杂化轨道数为(53)4，无孤对电子，po的空间构型为正四面体形。【典例10】(1)v形(2)三角双锥形(3)正四面体形(4)平面三角形【典例11】(1)(2)p4o10无该分子正、负电荷重心重合【典例12】a根据s2cl2的分子结构形状可知，它属于极性分子，选项a错误，b正