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专题4 分子空间结构与物质性质第一单元 分子构型与物质的性质学习目标：1 初步认识分子空间构型，键角，极性分子，非极性分子，手性分子等概念2 了解杂化轨道的类型，并能运用杂化轨道理论判断分子的空间构型3 学习运用模型化思想判断分子的空间构型4 理解物质结构与性质之间的辨证关系，性质与应用之间的纽带关系5 认识分子的空间构型与极性的关系，能运用有关理论预测分子的极性学习过程：一 分子的空间构型1 杂化轨道理论（1）轨道的杂化是指： （2）轨道杂化以后，变化的是： 不变化的是： （3）杂化的过程:sp3杂化： 个 轨道和 个 轨道组合产生 个等同的sp3杂化轨道。以CH4为例，每个C以 个sp3杂化轨道分别与 个H 轨道结合成 键。键角为 。sp2杂化： 个 轨道和 个 轨道组合产生 个等同的sp2杂化轨道。以CH2=CH2为例，每个C以 个sp2杂化轨道分别与 个H 轨道结合成 键。 杂化轨道与另一个C形成 键，2个C各有一个 轨道相互“肩并肩”形成 个 键，键角为 。sp杂化： 个 轨道和 个 轨道组合产生 个等同的sp杂化轨道。以CHCH为例，每个C以 个sp杂化轨道分别与 个H 轨道结合成 键。 杂化轨道与另一个C形成 键，2个C各有一个 轨道相互“肩并肩”形成 个 键，键角为 。（4）杂化类型与分子构型杂化类型sp杂化sp2杂化sp3杂化参与杂化的原子轨道杂化轨道数杂化轨道间夹角空间构型实例2 价层电子对互斥理论（1） 模型内容：（2） 中心原子价电子对数的计算Abm型分子：n= 练习：计算以下物质中心原子价电子对数BeCl2: CS2:SO3: SO42-:NH4+ : XeF4:(3)化学环境全同的价电子对分布化学式价电子对数空间构型分子构型实例AB2AB3AB4(4)化学环境不同的价电子对分布电子对之间斥力大小顺序是： 小结总电子对孤电子对电子对空间构型分子空间构型实例203031404142433.等电子原理： 应用：利用等电子原理可以判断一些分子或离子的的立体构型例题：1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1) 根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是： 和 ； 和 。(2) 此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有： 、 ；这些等电子体的微粒构型为 形。(3) CNS-、NO2+具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此，它们的结构与由第二周期两元素组成的 分子的结构相同，微粒呈 形，中心原子取 杂化轨道。(4)C032-、NO3-等微粒具有相同的通式： ，它们的总价电子数都等于 ，因此，它们与由第六主族两元素组成的 分子结构有相同，呈 形，中心原子都取 杂化。二 分子的极性1 键的极性非极性键： 极性键： 2 分子的极性非极性分子： 极性分子： 双原子分子的极性取决于： 多原子分子的极性取决于： 类型ABAB2AB3AB4空间构型代表物结论3 对物质溶解性的影响例题: PtCl2（NH3）2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大，请回答下列问题：PtCl2（NH3）2是平面正方形结构，还是四面体结构 请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图，淡黄色固体： ， 黄绿色固体： 淡黄色固体物质是由 分子组成，黄绿色固体物质是由 分子组成（填“极性分子”或“非极性分子”）黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是 。三 手性分子手性碳原子： 课后反馈高考资源网1下列各组原子序数所示元素，不能形成AB2型共价化合物的是（ C ） A6和8 B16和8 C12和9 D6和162下列分子中只存在键的是 （ B ）ACO2BCH4CC2H4DC2H2 3下列分子或离子中不是sp3杂化的是 （ B ）A金刚石中的碳原子 BBCl3 CCCl4 DNH4+4下列分子的空间构型是直线形的是 （ B ）ACH4BC2H2CBF3DH2O 5下列分子中分子的空间构型为三角锥形的是 （ B ）ACS2BNH3CBBr3DC2H6 6下列分子的空间构型为平面三角形的是 （ C ）AH2OBC2H4CBCl3DPCl3 7下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是 （ C ）AH2OBNH3CC2H4DCH4 8下列物质分子的中心原子采取sp3杂化的是 （ C ）ABF3BBeF2CSiCl4DCO29 NH3、H2O、CH4三分子中键角的大小顺序正确的是 （ B ）ANH3 H2O CH4BCH4NH3 H2OCH2O CH4 NH3DH2O NH3 CH4 10有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是 （ BD ）A两个碳原子采用sp杂化方式B两个碳原子采用sp2杂化方式w.w.w.k.s.5.u.c.o.mC每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成键D两个碳原子之间仅形成两个键11下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是 (D )ACH2=CHCNBCH2=CHCHCH212下列分子或离子中与O3为等电子体的是 （ AC ）ASO2BN2CNO2DCN13下列分子中含有两个不同键长的是 （ B ）ACO2BC2H2CCCl4DNH314下列说法中正确的是 （ C ）APCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果Bsp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C凡中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型都是四面体DAB3型的分子空间构型必为平面三角形15在分子中，四个原子处在同一平面上，C原子采用的杂化轨道是（ B ）AspBsp2Csp3D其他形式杂化16Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大进展，此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是ANO可以是某些含低价氮的物质氧化的产物 （ B ）BNO分子中不含有未成对电子CNO是直线性分子DNO汽车尾气中的主要空气污染物之一17.实验测得 BeCl2为共价化合物，两个BeCl键间的夹角为180。由此可见，BeCl2属于由极性键构成的极性分子 由极性键构成的非极性分子 （ B ）由非极性键构成的极性分子 由非极性键构成的非极性分子18.关于氢键，下列说法正确的是 （ C ）每一个水分子内含有两个氢键 冰、水和水蒸气中都存在氢键CDNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的DH2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致19下列分子或离子中不能跟质子结合的是 （ CD ）NH3 BH2O CCa2+ DNH4+20.据权威刊物报道，1996年科学家在宇宙中发现H3分子。甲、乙、丙、丁四位学生对此报道的认识正确的是 （ D ） A甲认为上述发现绝对不可能，因为H3分子违背了共价键理论B乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质，因为氢元素有三种同位素必然有三种同素异形体C丙认为H3分子实质上是H2分子与H+以特殊共价键结合的产物，应写成H3+D丁认为如果上述的发现存在，则证明传统的价键理论有一定的局限性有待继续发展21膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是 （ A ）APH3分子中有未成键的孤对电子 BPH3是非极性分子CPH3是一种强氧化剂 DPH3分子的PH键是非极性键22氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 （ C ）A两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。BNH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。CNH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。D氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。23.最近，中国科大的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面，在268时冻结分子的热振荡，并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含单键又含双键的是 （ C ） ACO2 BC2H4O CCOCl2 DH2O224.下列化学式中，能真实表示物质的分子组成的是 （ BC ）CuSO4 CS2 Ar CsCl25.有关苯分子中的化学键描述正确的是 ( BC )A每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大键 B每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大键 碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个键 碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成键 26.下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是 ( B )A CO2 H2S B C2H4 CH4 C C60 C2H4 NH3 HCl27.氯化硼的熔点为-107，沸点为12.5，在其分子中键与键之间的夹角为120o，它能水解，有关叙述正确的是 （ CD ） 氯化硼液态时能导电而固态时不导电 氯化硼加到水中使溶液的pH升高 氯化硼分子呈正三角形，属非极性分子 氯化硼遇水蒸气会产生白雾28三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，不正确的是 （ D ）APCl3分子中三个共价键的键长，键角都相等BPCl3分子中的P-Cl键属于极性共价键CPCl3分子中三个共价键键能，键角均相等DPCl3是非极性分子29如图为短周期一部分。A、C两元素原子核外分别有两个、一个未成对电子。试回答： (1) 用轨道表示式表示B、C两种原子的电子排布 P 、 Cl (2) 短周期元素D与A同主族 ，则A、B、D三种元素形成的氢化物的分子构型分别是 H2O 角形 、 PH3三角锥型 、 H2S 角形 ；已知氢化物分子中，A、B、D原子的孤对电子 均在杂化轨道内，则A、B、D原子的杂化类型分别是 sp3 、 sp3 、 sp3 ；A、 B、C、D四种元素氢化物的稳定性由强到弱的顺序 为 H2OHClH2SPH3 。(3) 短周期元素E原子核外也有两个未成对电子，且E是形成化合物最多的元素，其常见的同素异形体的名称是 金刚石 、 石墨 ，任意两个键的夹角是 109.5 、 120 ，中心原子的杂化类型分别为 sp3 、 sp2 。30.氮可以形成多种离子，如N3，NH2，N3，NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于 NH4+的性质。写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式 N2H62+2OHN2H4 +2H2O 。NH2的电子式为 。 N3有 22 个电子。写出二种由