高考化学课件分子结构与性质

高考化学课件分子结构与性质演示文稿第1页，共70页。名师面对面高考化学课件分子结构与性质第2页，共70页。第34讲分子结构与性质第3页，共70页。第4页，共70页。1．本质在原子之间形成___________(电子云的重叠)。2．特征具有________和________。共价键共用电子对饱和性

方向性

第5页，共70页。3．分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式____键电子云________重叠____键电子云________重叠形成共价键的电子对是否偏移____键共用电子对发生__________键共用电子对不发生____原子间共用电子对的数目____键原子间有____共用电子对____键原子间有____共用电子对____键原子间有____共用电子对σ“头碰头”π“肩并肩”极性偏移非极性偏移单一对双两对三三对第6页，共70页。键能键长键角第7页，共70页。大短稳定性立体结构5．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______，如CO和______。原子总数价电子总数相似N2第8页，共70页。第9页，共70页。第10页，共70页。第11页，共70页。2．下列说法中正确的是(

)A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8kJ第12页，共70页。【答案】B【解析】键长越长，键能越小，分子越不稳定，A项错误；共价键一般是形成于非金属元素之间，而ⅠA族是活泼金属元素，ⅦA族是活泼非金属元素，二者形成离键，B项正确；水分子中键的夹角为105°，C项错误；断裂2molH—O键吸收2×462.8kJ能量，而不是分解成H2和O2时消耗的能量，D项错误。第13页，共70页。【答案】直线形平面正三角形三角锥形第14页，共70页。1．价层电子对互斥理论分子的立体结构对于ABn型分子立体构型中心原子A的价电子都用于形成共价键，无孤对电子n＝2时，________形n＝3时，________形n＝4时，________形中心原子A的有未用于形成共价键的价电子，有孤对电子n＝2时，________形n＝3时，________形直线平面三角正四面体V三角锥第15页，共70页。2．杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。第16页，共70页。1个s轨道1个p轨道180°直线H—C≡C—H1个s轨道2个p轨道120°平面三角HCHO1个s轨道3个p轨道109°28′正四面体CH4第17页，共70页。3．配位键(1)孤电子对分子或离子中____跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键①配位键的形成成键原子一方提供________，另一方提供________形成共价键。没有孤电子对空轨道第18页，共70页。―→第19页，共70页。中心原子配位原子配位体配位数第20页，共70页。4．填写下列表格。【答案】略分子类型实例结构式立体构型中心原子的杂化方式中心原子的孤对电子数三原子CO2H2O四原子HCHONH3五原子CH4第21页，共70页。5．下列物质中存在配位键的是(

)①H3O＋②[B(OH)4]－③CH3COO－④NH3⑤CH4A．①② B．①③C．④⑤ D．②④【答案】A【解析】水分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键，[B(OH)4]－是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他项均不能形成配位键。第22页，共70页。6．根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为(

)A．直线形sp杂化 B．三角形sp2杂化C．三角锥形sp2杂化 D．三角锥形sp3杂化【答案】D【解析】判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤对电子数以及与中心原子相连的原子个数。在NF3分子中N原子的孤对电子数为1，与其相连的原子数为3，所以根据价层电子互斥理论，分子构型为三角锥形，进而可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，类似NH3。第23页，共70页。7．下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是(

)A．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子C．H2SO4分子中三种原子均以杂化轨道成键D．N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键【答案】C【解析】H2O分子中的中心原子O为sp3杂化，H2O的空间构型为V形；H2SO4分子中氢原子没有发生轨道杂化。第24页，共70页。分子的性质不重合重合2．分子间作用力(1)概念物质分子之间________存在的相互作用力，称为分子间作用力。普遍第25页，共70页。(2)分类分子间作用力最常见的是__________和________。(3)强弱范德华力____氢键____化学键。(4)范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，__________相似的物质，随着____________的增加，范德华力逐渐______。范德华力氢键<<组成和结构相对分子质量增大第26页，共70页。(5)氢键①形成已经与__________的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中__________的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法A—H…B特别提醒：A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素；A、B可以相同，也可以不同。电负性很强电负性很强第27页，共70页。③特征具有一定的______性和______性。④分类氢键包括______氢键和______氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点______，对电离和溶解度等产生影响。方向饱和分子内分子间升高第28页，共70页。3．分子的溶解性(1)“相似相溶”的规律非极性溶质一般能溶于______溶剂，极性溶质一般能溶于________。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度______。(2)随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。非极性极性溶剂增大第29页，共70页。四个不同基团或原子镜像不能重叠手性异构体第30页，共70页。5．无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越____，使R—O—H中O的电子向____偏移，在水分子的作用下越______电离出H＋，酸性越____。如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。高R易强第31页，共70页。8．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是(

)A．HNO2 B．H2SO3C．HClO3 D．HClO4【答案】D第32页，共70页。9．下列说法中，正确的是______(填序号)。①甲烷是由极性键构成的非极性分子②水是非极性分子③乙醇分子跟水分子之间只存在范德华力④甲烷可与水形成氢键⑤HF的相对分子质量小于HCl的相对分子质量，所以HF的沸点小于HCl的沸点⑥汽油易溶于四氯化碳符合“相似相溶”规律第33页，共70页。⑦邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸均可以形成氢键，但对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸的沸点⑧酸性由强到弱的顺序为HClO2＞HClO3⑨二氯甲烷属于手性分子【答案】①⑥⑦【解析】由于分子间氢键的作用，形成了“缔合分子”，增大了分子间作用力，使得物质的熔、沸点升高(如水)、溶解度增大(如氨)、电离度降低(如氢氟酸为弱酸)等。第34页，共70页。一、分子的空间结构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，不包括孤对电子。(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．杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。第35页，共70页。3．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(1)杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′正四面体形CH4第36页，共70页。(2)价层电子对互斥模型电子对数σ键电子对数孤对电子数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形三角形BF321V形SnBr2440四面体正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O第37页，共70页。第38页，共70页。4．常见分子的立体结构第39页，共70页。第40页，共70页。5．判断分子(离子)空间构型的方法(1)用价层电子对互斥理论判断。(2)用键角判断。分子的空间构型和键角的关系如下表所示：第41页，共70页。第42页，共70页。第43页，共70页。(4)根据杂化轨道类型判断由于杂化轨道类型不同，杂化轨道间的夹角也不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道类型与分子空间构型有关。第44页，共70页。 A、B、C、D四种元素处于同一周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应水化物的酸性在同周期中最强，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。(1)C原子的价电子排布式为________。(2)在B的单质分子中存在______个π键，______个σ键。(3)已知B的气态氢化物很容易与H＋结合，B原子与H＋间形成的键叫________，形成的离子立体构型为______，其中B原子采取的杂化方式是________。第45页，共70页。【解析】根据题给信息，A为短周期元素，其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的，而沸点最高，说明A的氢化物可形成氢键，故A可能是N、O、F中的一种，则A、B、C、D为第2周期元素，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，则B为N，C的电负性介于A、B之间，则C为O，A为F；D与B相邻则为碳。【答案】(1)2s22p4

(2)2

1

(3)配位键正四面体sp3杂化第46页，共70页。【备考指南】判断所给ABn型分子是否是极性分子的方法：①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。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。②通常由极性键构成的多原子分子，若分子的空间构型是对称的结构(直线形、平面三角形、正四面体形)，该分子是非极性分子。第47页，共70页。第48页，共70页。

用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的空间构型，结论正确的是(

)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第49页，共70页。第50页，共70页。【答案】(1)V形(2)sp3

sp2(3)sp3

H2O2、N2H4

HNO2、HNO3

H2SO3第51页，共70页。第52页，共70页。二、微粒作用力和分子性质1．范德华力、氢键与共价键的比较第53页，共70页。范德华力氢键共价键存在范围分子间某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O、H的化合物中或其分子间双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②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A—H…B，A、B的电负性越大，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，共价键越稳定第54页，共70页。范德华力氢键共价键对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点，溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4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：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3影响化学性质和物理性质，如影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越强相互关系分子由作用力又称范德华力，氢键不是化学键，通常把氢键看成一种较强的分子间作用力，三者强度关系为共价键＞氢键＞范德华力第55页，共70页。第56页，共70页。(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．分子的极性与溶解性的关系(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中的羟基相似)，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)。第57页，共70页。 NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，能充分说明此种现象的理由是(

)①NH3是极性分子②分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°18′③分子内3个N—H键的键长相等、键角相等④NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°A．①② B．②③C．③④ D．①④第58页，共70页。【解析】NH3分子中的N—H键属于极性共价键，所以其分子的极性完全由分子的空间构型决定，反过来分子的极性验证分子的空间构型。①中NH3分子为极性分子，说明分子的空间构型不对称、不均匀，三角锥形符合这种构型；②中3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°18′，正好也属于三角锥形的特征；③中3个N—H键的键长相等、键角相等并不能反映出分子的极性(可能是极性分子，也可能是非极性分子)；④中恰恰说明NH3分子为非极性分子，不符合事实。【答案】A第59页，共70页。第60页，共70页。(3)B、C两元素都能与A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为______、______。DE4在前者中的溶解性______(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为______________________________(填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为________________________________(填化学式)。【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的下周期且E为同一周期电负性最大的元素可知E为Cl。第61页，共70页。(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，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、SiCl4，三者结构相似，分子间作用力逐渐增强。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mROn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越强。第62页，共70页。【答案】(1)③

(2)H2O分子间可形成氢键(3)C6H6

H2O大于(4)SiCl4＞CCl4＞CH4(5)HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO规律方法：在对物质性质进行解释时，是用化学键知识解释，还是用范德华力或氢键的知识解释，要根据物质的具体结构决定。第63页，共70页。

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【答案】C【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。第64页，共70页。第65页，共70页。(3)NH3