第二单元分子结构和性质

1、【考纲要求】1了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构 2了解简单配合物的成键情况 3了解微粒间的作用及对物质性质的影响。一、分子构型与物质的性质 1分子的空间构型 (1)杂化轨道 杂化轨道：指同一原子中同一能层的某些原子轨道，在形成分子的成键过程中 成一系列相同的新的轨道 杂化的过程及杂化轨道类型：对于非过渡元素，由于ns、np能级比较接近，往往采用sp型杂化sp型杂化又分为 杂化、 、 杂化轨道的成键及分子构型 :杂化轨道成键时，要满足价层电子对间最小排斥原理分子的几何构型总是采取 作用最小的那种

2、结构 a当一个分子无孤电子对存在，则形成分子的空间构型由中心原子的 构型决定例如CH4、CCl4.b当一个分子有孤电子对存在时，孤电子对对成键电子对有 作用，使键角 例如H2O、NH3. c各种分子的空间构型 电子对数目成键电子对数孤电子对数分子的空间构型实例220 HgCl2、BeCl2、CO2330 BF3、BCl321 SnBr2、PbCl24 40 CH4、CCl4 31 NH3、NF3 22 H2O 6 60 SF6 42 XeF4 (2)等电子原理与分子构型判断: 等电子原理：具有相同 (指全部电子总数或加电子总数)和相同 的分子或离子具有相同的结构特征 用等电子原理判断分子构型：

3、一般认为等电子体具有相同的 例如：CF4、CCl4、SO42、SiCl4均为 2分子的极性 (1)极性分子与非极性分子 极性分子正负电荷重心 的分子 非极性分子正负电荷重心 的分子 (2)双原子分子的极性: 极性键极性分子化合物 非极性键非极性分子单质 (3)多原子分子的极性看分子的空间构型 :直线形、正四面体形、正三角形一般为 ，(如CO2、BF3、CCl4) V形、三角锥形一般为 (如H2O、NH3) (4)相似相溶规则一般情况下，极性分子易溶于 溶剂，非极性分子易溶于 溶剂如NH3、HCl易溶于水，X2、苯易溶于CCl4. 3手性分子 :(1)手性异构体如同左右手一样，不能重合，而分子组

4、成和原子排列方式完全相同的一对分子 (2)手性碳原子连有4个不同的原子或基团的碳原子 二、配合物是如何形成的 1配合物 :由提供 的配体与接受 的中心原子以 结合形成的化合物 2配合物的组成:(1)内界：由 与 通过配位键形成的复杂而又稳定的原子团 (2)外界：配合物内界以外的部分(3)中心原子：有较多 的阳离子常见的是过渡金属原子或离子 (4)配位体：含有 对的分子或离子(5)配位原子：提供 对的原子 (6)配位数：分配在中心原子四周向中心原子提供 对的原子数目 sp型的三种杂化类型： sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道 1个s1个p 1个s 2个p 1个s 3个p 杂化轨道数 2个s

5、p杂化轨道 3个sp2杂化轨道 4个sp3杂化轨道 杂化轨道间夹角 180 120 10928 空间构型 直线 正三角形 正四面体 实例 BeCl2，C2H2 BF3，C2H4 CH4，CCl4 例1： 已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE.其中A、B、C是同一周期的非金属元素化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构AC2为非极性分子B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为21，三个氯离子位于外界请根据以上情况，回答

6、下列问题：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示) (1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_ (2)B的氢化物的分子空间构型是_其中心原子采取_杂化(3)写出化合物AC2的电子式_；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为_(4)E的核外电子排布式是_，ECl3形成的配合物的化学式为_(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是_ 1指出下列分子或离子中的杂化轨道的类型及分子或离子的结构式、空间构型 (1)CO2分子中的C(2)BF3分子中的B (3)CH4分子中的C (4)NH3分子中的N 1.价层电子对

7、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的空间构型，不包括孤电子对(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 杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间的夹角空间构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928正四面体形CH43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孤电子对，接受共用电子对的原子有空轨道 (2)配位化合物 :定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称

8、为配体)以配位键结合形成的化合物 组成：如对于Ag(NH3)2OH，中心原子为Ag，配体为NH3，配位数为2. 例2：(2008海南高考)四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为41，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为51.(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是_、_；杂化轨道分别是_、_；a分子的立体结构是_；(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是_晶体、_晶体；(3)X的氧

9、化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是(填分子式)_；(4)Y与Z比较，电负性较大的是(填元素符号)_；(5)W的元素符号是_，其2价离子的核外电子排布式是_ 2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_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

10、子构型 _ 1.分子的极性与非极性 (1)键的极性与分子的极性 键的类型分子的类型空间构型实例双原子分子A2非极性键非极性分子直线O2AB极性键极性分子HCl三原子分子AB2极性键非极性分子直线CO2极性分子V形H2O键的类型分子的类型空间构型实例四原子分子AB3极性键非极性分子平面正三角形BF3极性键极性分子三角锥形NH3A2B2极性键、非极性键非极性分子直线C2H2极性分子折线形H2O2五原子分子AB4极性键非极性分子正四面体CH4ABC3极性键极性分子四面体形ClHAB2极性键极性分子四面体形CCl2(2)判断ABn型分子极性的经验规律 化合价法 ABn型分子中中心原子A的化合价的绝对值

11、等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时，该分子为非极性分子；若中心原子的化合价的绝对值不等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时，该分子为极性分子具体实例见下表： 化学式BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2中心原子化合价绝对值3456234中心原子价电子数3456656分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性ABn型的多原子分子是否有极性，常用观察分子中是否有孤对电子来判断如果中心原子的价层电子对全部为成键电子对，该分子一般为非极性分子；如果中心原子的价层电子既有成键电子对，又有孤电子对，该分子常为极性分子 根据分子构型可以判断分子的极性，但必须注意键对极性的影响

12、例如，同是直线形的O = C = O和HCN，前者为非极性分子，后者为极性分子；同是四面体形的CH4和CH3Cl，前者为非极性分子，后者为极性分子 例3：(2008宁夏高考)X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是 K 层的两倍，Z 是地壳内含量 ( 质量分数 ) 最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表中的各元素中电负性最大请回答下列问题： (1)X、Y的元素符号依次为_、_；(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是_和_，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是_(写分子式)，理由是_；(3)Q的元素符号是_，它属于第_周

13、期，它的核外电子排布式为_，在形成化合物时它的最高化合价为_；(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键_. 3(2010潍坊一摸) A、B、C 都是短周期元素B、C的离子核外电子排布相同，组成B2C型离子化合物A、B元素的化合价相同，A、C 元素组成的化合物中 A 占11.11%，在标准状况下0.04 mol B元素的单质与水完全反应放出448 mL H2. (1)写出各元素的符号：A_，B_，C_.(2)写出A元素组成的单质的电子式_，属_分子(填“极性”或“非极性”) (3)写出A和C化合的形成过程(用电子式表示)_，属于_分子；该分子中，中心原子进行的是_杂化 四 微粒间的作

14、用及对物质性质的影响(4)A、C还可以形成另外一种化合物，该化合物是一种氧化剂，其水溶液有弱酸性，试写出其分子式_，电子式_分子中的化学键有_共价键和_共价键，是_分子(填“极性”或“非极性”) 范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力。由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键强度比较共价键氢键范德华力影响强度的因素 随着分子极性和相对分子质量的增大而增大组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于AHB,A、B的

15、电负性越大，B原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响 影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点升高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2OH2S,HFHCl,NH3PH3 影响分子的稳定性 共价键键能越大，分子稳定性越强四、对点训练1(2008海南高考)在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是 () Asp，范德华力

16、Bsp2，范德华力 Csp2，氢键 Dsp3，氢键 2关于原子轨道的说法正确的是 () A凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型都是正四面体BCH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量最近的s轨道和 p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道 D凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 3Co()的八面体配合物CoClmnNH3，若1 mol配合物与AgNO3作用生成1 mol AgCl沉淀，则m、n的值是 () Am1，n5 Bm3，n4 Cm5，n1 Dm4，n5 4关于氢键，

17、下列说法正确的是 () A每一个水分子内含有两个氢键 BCH4、H2O、NH3、F的熔沸点明显高于同主族其他非金属元素气态氢化物的熔沸点是由于它们的分子间有氢键的存在CH2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致D氨气极易溶于水，重要的原因之一是由于氨分子与水分子之间能形成氢键 5(2009黄冈一摸)60年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(mn)为非羟基氧原子数鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数 (mn)的关系见下表. mn0123含氧酸强度弱中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4试简要回答下列问题： (1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为_ (2)H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构_ (3)按此规则判断碳酸应属于_酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？_.其可能的原因是_. 6A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素A、B、 C同周期，C、D