高考化学一轮复习专题十-第三单元-分子空间结构与物质性质省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第三单元分子空间结构与物质性质1．了解离子键、共价键含义，能说明离子键、共价键形成。2．了解共价键主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等数听说明简单分子一些性质(对σ键和π键之间相对强弱比较不作要求)。3．了解键极性和分子极性，了解极性分子和非极性分子性质差异。4．能依据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子空间构型(对d轨道参加杂化和AB5型以上复杂分子或离子空间构型不作要求)。1/615．了解“等电子原理”含义，能结合实例说明“等电子原理”应用。6．知道分子间作用力含义，了解化学键和分子间作用力区分。了解分子间作用力大小对物质一些物理性质影响。7．了解氢键存在对物质性质影响(对氢键相对强弱比较不作要求)。8．了解简单配合物成键情况(配合物空间构型和中心原子杂化类型不作要求)。2/611．分子空间构型判断。2．中心原子杂化轨道类型判断。3．分子相关性质。3/61一、共价键1．本质：当成键原子相互靠近时，__________发生重合，______________未成对电子形成共用电子对，两原子核间电子密度______，体系能量______。2．特征：含有______性和______性。原子轨道自旋方向相反增加降低方向饱和4/613．分类分类依据类型形成共价键原子轨道重合方式___键电子云“头碰头”重合___键电子云“肩并肩”重合形成共价键极性和电子对是否偏移______键共用电子对发生偏移________键共用电子对不发生偏移原子间共用电子正确数目___键原子间有一对共用电子对___键原子间有两对共用电子对___键原子间有三对共用电子对σπ极性非极性单双叁5/614.键参数键参数键能键长键角6/61

电负性与形成化学键关系？提醒只有两原子电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键；当两原子电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。7/61二、分子空间构型1．杂化轨道理论 (1)概念：在外界条件影响下，原子内部__________原子轨道重新组合过程叫原子轨道杂化，组合后形成一组新原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。 (2)分类能量相近杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2______________BeCl2sp23________________BF3sp34__________________CH4180°直线形120°平面三角形109.5°正四面体8/612.价层电子对互斥模型电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220________________BeCl2330________________BF321______SnBr2440____________________CH431__________NH322______H2O直线形三角形四面体型直线形三角形V形正四面体型三角锥型V形3.等电子原理

等电子体指原子总数相同，____________也相同微粒。等电子原理指原子总数相同、____________相同分子或离子含有相同结构特征，它们许多性质是相同。价电子总数价电子总数9/61三、配位化合物1．配位键：成键两个原子一方提供__________，一方提供________而形成________。配位键能够用A____B表示，A表示提供孤电子正确原(离、分)子，即电子对给予体，B表示接收孤电子正确原(离、分)子，即电子对接收体。2．配合物：是由接收孤电子正确中心原子(提供空轨道)和配位体(提供孤电子对)以配位键结合化合物，分为内界

和外界。如[Zn(NH3)2]Cl2表示为孤电子对空轨道共价键→10/613．形成条件：中心原子(绝大多数为过渡金属离子)有________，而配位体(主要是ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素)能提供__________。空轨道孤电子对11/61四、分子间作用力与分子性质1．共价键、范德华力与氢键比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在一个相互作用力，又称分子间作用力由已经与___________原子形成共价键________与另一个分子中___________原子之间作用力原子间经过___________所形成相互作用分类________氢键、________氢键______共价键、_______共价键特征无方向性、无饱和性

有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性作用微粒分子或原子(稀有气体)氢原子、电负性很强原子(N、O、F)原子强度比较共价键____氢键____范德华力电负性很强氢原子电负性很强共用电子对分子内分子间极性非极性＞＞12/612.溶解性(相同相溶原理)

非极性溶质普通能溶于____________，极性溶质普通能溶于__________。假如存在氢键，则溶剂和溶质之间氢键作用力越大，溶解性______。非极性溶剂极性溶剂越好13/61

氢键存在使分子晶体熔、沸点升高，这种说法对吗？提醒不对。并非氢键存在都使分子晶体熔、沸点升高，分子内形成氢键，普通会使分子晶体熔、沸点降低。比如邻羟基苯甲醛

因为形成份子内氢键，比对羟基苯甲醛(HOCHO)熔、沸点低。分子间形成氢键，普通使分子晶体熔、沸点升高。14/6115/611．键参数对分子性质影响

键能越大，键长越短，分子越稳定。三条规律…………………………16/61(1)以非极性键组成双原子分子一定是非极性分子，如O2、Cl2、N2等。(2)以极性键组成双原子分子一定是极性分子，如HCl、NO等。(3)以非极性键组成多原子分子，通常是非极性分子，如P4、S8等。2．键极性与分子极性关系17/61(4)以极性键组成多原子分子，分子极性与分子空间构型相关。若分子空间构型是完全对称，或分子对称元素(对称面、对称轴)相交于一点，则是非极性分子；若分子空间构型不对称，或分子对称元素(对称面、对称轴)相交于一线，则是极性分子。(5)对于ABn型分子，A为中心原子，若A上有未成键电子对(孤电子对)，则ABn分子是极性分子，如H2O、NH3中O、N上分别有2对、1对孤电子对；若A上无未成键电子对，则ABn分子是非极性分子，如CH4、CO2、BF3中，C、C、B上均无孤电子对。(6)多原子分子中，若中心原子化合价绝对值等于该元素价电子数(最高正价)时，该分子为非极性分子。18/613．常见等电子体汇总微粒通式价电子总数空间构型CO2、CNS－、NO2＋、N3－AX216e－直线形CO32－、NO3－、SO3AX324e－平面三角形SO2、O3、NO2－AX218e－V形SO42－、PO43－AX432e－正四面体型PO33－、SO32－、ClO3－AX326e－三角锥型CO、N2AX10e－直线形CH4、NH4＋AX48e－正四面体型19/61σ键和π键判断技巧经过物质结构式，能够快速有效地判断键种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π键。σ键比π键稳定。一个技巧…………………………20/61共价键极性判断方法一个方法…………………………21/61分子空间构型判断能够从杂化轨道形成来判断，如中心原子以sp3方式杂化形成分子中，中心原子若无孤电子对，则形成四面体型，若有1对孤电子对，则形成三角锥型，如NH3，若有2对孤电子对，则形成V形，如水。我体会………………………22/61共价键类型有哪些？为何不能出现稳定H3分子？提醒从共用电子正确偏移来看，共价键有极性共价键和非极性共价键两种类型；从电子云重合方式来看，共价键有σ键和π键两种类型，σ键中又分s－s、s－p、p－p三种，而π键只有p－p一个，因共价键有饱和性和方向性，其饱和性决定了只能形成H2分子，无法形成H3分子，从原子间共用电子正确数目，共价键有单键、双键和叁键三种类型。问题征解………………………23/611．判断中心原子杂化类型方法 (1)看π键数目

看中心原子有没有形成双键或叁键，假如形成叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，形成是sp杂化；假如形成双键则其中有1个π键，形成是sp2杂化；假如全部是单键，则形成是sp3杂化。必考点87

常见分子空间构型与中心原子杂化方式判断24/61(2)杂化轨道数判定杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参加成键孤电子对。杂化轨道数：中心原子孤电子对数与成键原子个数之和。若杂化轨道数为2，则为sp杂化；若杂化轨道数为3，则为sp2杂化；若杂化轨道数为4，则为sp3杂化。(3)依据杂化轨道空间分布构型判断①若杂化轨道在空间分布为正四面体或三角锥型，则分子中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间分布呈平面三角形，则分子中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间分布呈直线形，则分子中心原子发生sp杂化。25/61 (4)依据杂化轨道之间夹角判断

若杂化轨道之间夹角为109.5°，则分子中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间夹角为120°，则分子中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间夹角为180°，则分子中心原子发生sp杂化。2．手性异构体 (1)概念：假如一对分子，它们组成和原子排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重合，则该对分子互称为手性异构体。26/61(2)手性分子：指有手性异构体分子。(3)手性碳原子：指连接四个不一样原子或基团碳原子。27/61(·海口模拟)以下分子中中心原子杂化轨道类型相同是 (

)。A．BeCl2与BF3 B．CO2与SO2C．CCl4与NH3 D．C2H2与C2H4思维引入中心原子杂化轨道判断方法。解析

A项中BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化类型分别为sp、sp2；B项中CO2分子中含有2个σ键，SO2分子中杂化轨道数为1＋2，杂化类型分别为sp、sp2。C项中CCl4空间分布为正四面体型，NH3空间【典例1】28/61分布为三角锥型，杂化类型均为sp3。D项中C2H2杂化轨道之间夹角为180°，C2H4杂化轨道之间夹角为120°，杂化类型分别为sp、sp2。答案

C29/61(1)价层电子对互斥模型说明是价层电子正确空间构型，而分子空间构型指是成键电子正确空间构型，不包含孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，二者构型一致；②当中心原子有孤电子对时，二者构型不一致。(2)价层电子对互斥模型能预测分子几何构型，但不能解释分子成键情况，杂化轨道理论能解释分子成键情况，但不能预测分子几何构型。二者相结合，含有一定互补性，可达处处理问题简便、快速、全方面效果。——价层电子对互斥模型与分子空间构型

关系30/61(·徐州模拟)以下推断正确是 (

)。A．BF3是平面三角形分子B．NH4＋电子式：，离子呈平面形结构C．CH4分子中4个C—H键都是氢原子1s轨道与碳原子p轨道形成s－pσ键D．CH4分子中碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子

1s轨道重合，形成4个C—Hσ键【应用1】31/61解析BF3中B原子采取sp2杂化方式，故应为平面三角形；NH4＋中N原子采取sp3杂化方式，且孤电子对与H＋形成配位键，故应为正四面体型；CH4分子中4个C—H键都是氢原子1s轨道与碳原子sp3杂化后4个杂化轨道形成σ键。答案

AD32/61必考点88

对分子性质综合考查范德华力氢键共价键影响其强度原因①伴随分子极性和相对分子质量增大而增大②组成和结构相同物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于A—H…B，A、B电负性越大，B原子半径越小，氢键越稳定成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质影响①影响物质熔沸点、溶解度等物理性质②范德华力越大，物质熔、沸点越高，如F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4分子间氢键存在，使物质熔、沸点升高，在水中溶解度增大，如熔、沸点：H2O＞H2S，HF＞HCl，NH3＞PH3①影响分子稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强33/61(·淮安调研)短周期5种非金属元素，其中A、B、C特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C下一周期，且是同周期元素中电负性最大元素。回答以下问题：(1)由A、B、C、E四种元素中两种元素可形成各种分子，以下分子①BC2

②BA4

③A2C2

④BE4，其中属于极性分子是________(填序号)。(2)C简单氢化物比下周期同族元素氢化物沸点高，其原因是____________________________________。【典例2】34/61(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中溶解性。(4)BA4、BE4和DE4沸点从高到低次序为__________________(填化学式)。思维引入依据结构特征推断出详细元素，结合分子性质解题。解析由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C下一周期且E为同周期电负性最大元素可知E为Cl。35/61(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其它均为非极性分子。(2)C简单氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高主要原因。(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，二者都为常见溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相同，相对分子质量逐步增大，分子间作用力逐步增强，故它们沸点次序为SiCl4＞CCl4＞CH4。答案

(1)③

(2)H2O分子间存在氢键(3)C6H6

H2O大于(4)SiCl4＞CCl4＞CH436/61类型比较离子键共价键金属键非极性键极性键配位键本质阴、阳离子间经过静电作用形成相邻原子间经过共用电子对(原子轨道重合)与原子核间静电作用形成金属阳离子与自由电子间作用成键条件(元素种类)成键原子得、失电子能力差异很大(活泼金属与非金属之间)成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)成键原子得、失电子能力差异较小(不一样非金属)成键原子一方有孤电子对(配位体)，另一方有空轨道(中心原子或离子)同种金属或不一样种金属(合金)特征无方向性无饱和性有方向性、饱和性无方向性无饱和性37/61已知N、P同属于元素周期表第ⅤA族元素，N在第2周期，P在第3周期。NH3分子呈三角锥型，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间夹角是107.3°。(1)PH3分子与NH3分子构型关系是________(填“相同”、“相同”或“不相同”)，P—H键________极性(填“有”或“无”)，PH3分子________极性(填“有”或“无”)。(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强是________。(3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________。【应用2】38/61A．键极性N—H比P—H强B．分子极性NH3比PH3强C．相对分子质量PH3比NH3大D．NH3分子之间存在特殊分子间作用力解析

(1)N原子与P原子结构相同，NH3分子与PH3分子结构也相同，P—H键为不一样元素原子之间形成共价键，为极性键，PH3分子结构不对称，为极性分子。(2)由N、P在元素周期表中位置关系和元素周期律知，N比P非金属性强。由元素非金属性与氢化物之间热稳定性关系知，NH3比PH3热稳定性强。39/61(3)“易液化”属于物质物理性质，NH3与PH3都是经过共价键形成分子，物理性质与化学键无关。NH3比PH3易液化，这种反常现象存在原因是NH3间存在氢键，PH3分子间不存在氢键。答案

(1)相同有有(2)NH3

(3)D40/61粒子空间构型方法41/61判断①PCl3、②NH4＋、③CO32－空间构型，说明中心原子杂化情况。当场指导42/61答案

①PCl3为三角锥型结构，P原子为sp3杂化②NH4＋为正四面体型结构，N原子为sp3杂化③CO32－为平面正三角形结构，C原子为sp2杂化43/61本单元主要考点是共价键类型(σ键和π键)、极性键和非极性键、极性分子和非极性分子、相同相溶原理、氢键、等电子体理论等基础知识，对分子性质判断，判断分子空间构型、分子中中心原子杂化轨道类型，以及中心原子上孤电子正确数目。Hold住考向名师揭秘考向1分子空间结构与中心原子杂化5年5考考向2分子结构与分子性质5年4考44/611．完成以下填空 (1)过渡金属配合物Ni(CO)n中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相同，CO分子内σ键与π键个数之比为________。 (·山东理综，32(3)) (2)硼砂是含结晶水四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)球棍模型如图所表示： (·福建理综，30(4))分子空间结构45/61①在Xm－中，硼原子轨道杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子数字标号)；m＝________(填数字)。②硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O组成，它们之间存在作用力有________(填序号)。A．离子键B．共价键C．金属键D．范德华力E．氢键46/61解析

(1)Ni外围电子排布为3d84s2，价电子数为10，每个CO与镍配位提供2个电子，所以共4个CO；C≡≡O中含1个σ键、2个π键。(2)①由球棍模型能够看出，形成二个键黑色球为O原子，最小球为H原子，其余为B原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化(这类B原子有2个)；4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子相当于接收一个OH－，形成一个配位键(与6号O相连另一个B原子也是如此)，所以该离子显－2价；由图示推出[B4H4O9]m－，其中B为＋3价、O为－2价、H为＋1价，也可推出m＝2。47/61②在晶体中Na＋与Xm－之间为离子键，H2O分子间存在范德华力和氢键。要注意：问不是粒子内部所存在作用力。此问易多项选择“共价键”而错误。答案

(1)4

1∶2

(2)①sp2、sp3

4，5(或5，4)

2②ADE48/612．(·福建理综，30(3)(4))(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成另一个氮氢化物。

①NH3分子空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道杂化类型是________。 ②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生反应是N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1038.7kJ·mol－1

若该反应中有4molN—H键断裂，则形成π键有________mol。

③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在________(填标号)。49/61a．离子键

b．共价键c．配位键

d．范德华力(2)图1表示某种含氮有机化合物结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键给予识别。以下分子或离子中，能被该有机化合物识别是________(填标号)。50/61a．CF4 b．CH4 c．NH4＋

d．H2O解析

(1)①NH3空间构型是三角锥型，N2H4氮原子轨道杂化类型是sp3杂化，因为氮原子在成键过程中，有三个价电子形成共价键，有一对孤电子对。sp3杂化四个轨道，有三个形成共价键，有一个容纳孤电子对。②1molN2中含有2molπ键，4molN—H键断裂即有1molN2H4反应，生成1.5molN2，则形成3molπ键。③硫酸铵是离子晶体，则N2H6SO4晶体也是离子晶体，不含范德华力。(2)能形成氢键元素是N、O、F，题目所给选项中只有NH4＋符合要求，能被该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，且NH4＋是正四面体结构且能形成氢键。答案

(1)①三角锥型sp3

②3

③d

(2)c51/613．(·全国课标，37(3)(4))氮化硼(BN)是一个主要功效陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应能够得到BF3和BN，如图所表示：(1)在BF3分子中，F—B—F键角是________，B原子杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4—立体构型为________。(2)在与石墨结构相同六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间化学键为________，层间作用力为________。52/61解析

BF3分子中B原子形成σ键数为3，孤电子对数为0，故杂化轨道数为3，应为sp2杂化，BF3分子几何构型为平面三角形，F—B—F键角是120°；BF4—中B原子形成σ键数为4，孤电子对数为0，故BF4—为sp3杂化，为正四面体型。答案

(1)120°

sp2正四面体(2)共价键(极性共价键)分子间作用力53/611．完成以下填空。 (1)H2Se酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。 (·全国新课标，37(4)) (2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成 [Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－结构可用示意图表示为________。 (·江苏，21A(3)) (3)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢混合溶液反应，其原因是___________，反应化学方程式为______________。 (·海南化学，19－Ⅱ(4))分子性质54/61解析

(1)氢化物分子式形式相同时，中心原子R半径越大，R—H键越易破裂，H＋越易电离出来，酸性越强，所以H2Se酸性比H2S强。(2)Cu2＋与OH－以配位键结合，[Cu(OH)4]2－结构为：(3)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢混合溶液反应”，这是两种物质共同作用结果；过氧化氢含有强氧化性，而氨水能与Cu2＋形成配合物。55/61答案

(1)强(2)(3)过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，二者相互促进使反应进行Cu＋H2O2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－56/612．(·海南，19­I)以下分子中，属于非极性是(

)。 A．SO2 B．BeCl2 C．BBr3 D．COCl2

解析

SO2空间