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文档简介

2026届新高考化学冲刺复习分子的性质配合物和超分子人教版2019必修第一册知识点一

键的极性

由于不同元素的电负性不同,使得共用电子对发生偏移,正、负电荷重心不重合,μ≠0。“极性”是一个电学概念。度量极性的物理量叫做偶极矩(μ)。偶极矩是一个矢量,其方向是由正电荷中心指向负电荷中心。由于相同元素的电负性相同,使得共用电子对不发生偏移,正、负电荷重心重合,μ=0。1.键的极性电负性相差越大的两个原子形成的共价键的极性越强。知识点一

键的极性知识点一

键的极性如何判定分子极性?

①对于多原子分子来说,只含非极性键的分子一般为非极性分子;

②含极性键的分子可看极性键的向量和为零或者看正电中心或负电中心是否重合。判断

P4S8C60BF3、CH4CHCl3

CO2

COSPCl5SO3H2ONH3SO2H2O2

乙烯

特殊:O3

双原子分子多原子分子A-A型A-B型非极性分子极性分子H2、N2、O2、Cl2等HCl、CO等空间高度对称(2轴以上)空间不对称(有孤电子对或配位原子不同)非极性分子极性分子CCl4、CH4、P4、BF3等H2O、HCN、CHCl3等①稀有气体分子是非极性分子,但不含共价键;②臭氧是极性分子,共价键为极性键;③H2O2是由极性键和非极性键构成的极性分子。2.键的极性对化学性质的影响R—C—O—HOδ+δ-羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75R:烃基(推电子基团)烃基越多,推电子效应越明显羧基中O-H键的极性越小极性越小,O-H键越不易断裂H不易电离,酸性越小,pKa越大随着烃基加长,酸性的差异越来越小?这种影响沿分子链迅速减弱,实际上经过3个原子之后,此种效应已很微弱。羧酸pKa氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65R—C—O—HOδ+δ-为什么随着Cl的增多,酸性逐渐增强?C—C—O—HOδ+δ-ClClClδ-δ+δ-δ-R:Cl等卤素原子(吸电子基团)Cl越多,吸电子效应越明显羧基中O-H键的极性越大极性越大,O-H键越易断裂H易电离,酸性越强,pKa越小羧酸pKa三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23基于基团间的相互影响,解释两者的差异?C—C—O—HOδ+δ-ClClClδ-δ+δ-δ-C—C—O—HOδ+δ-FFFδ--δ++δ--δ--F的电负性比Cl大,吸电子效应更明显,羧基中O-H键的极性更大,更容易电离出H+,酸性更强。常见的吸电子基:-X(F、Cl、Br、I)、-CX3、-CHO、

-CN、-NO2、酯基、酰胺基、-COOH等;常见的推电子基:-R、-NH2、-OH、-OCH3等。【2023湖南卷】下列物质的酸性由大到小的顺序是_____(写标号):①②

③【山东卷】已知以下三种物质的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性由强到弱顺序为?b>a>cabc2.键的极性对物理性质的影响用CCl4萃取碘水中的I2萃取的原理是什么?碘单质在不同溶剂中溶解度水小四氯化碳大依据经验,提出“相似相溶”规律相似:分子的极性相似相溶:两物质互相溶解极性分子易溶于极性溶剂,如氨、乙醇等极性分子易溶于水;非极性分子易溶于非极性溶剂,如碘单质易溶于四氯化碳。1.范德华力

范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家,因而把这类分子间作用力称为范德华力①范德华力很弱,比化学键的键能小1~2数量级②范德华力一般没有方向性和饱和性③范德华力的影响因素相对分子质量越大,范德华力越大分子极性越大,范德华力越大组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高。考点三

分子间作用力——范得华力和氢键

氢键是由已经与_________的原子形成共价键的_____(如水分子中的H)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的O)之间形成的作用力。电负性很大氢原子除了范德华力之外的另一种分子间作用力①X、Y为N、O、F②A、B可以相同,也可以不同

③“—”表示共价键,“•••”表示形成的氢键

X—H•••Y2.氢键

水分子间的氢键1,2-丙二醇的分子内氢键邻羟基苯甲醛的分子内氢键一般近似裸露的H与N、O、F形成氢键1mol水分子(冰)形成的氢键数为4×1=2物质的熔沸点与氢键的强弱和数目有关规律:同一主族的气态氢化物,若其分子间存在氢键的作用,熔沸点反常升高。无氢键作用的物质,依据范德华力判断。规律:能形成分子内氢键的物质,会削弱分子间作用力,熔沸点反常降低。(2)对水分子性质的影响①水结冰时,体积膨胀,密度降低②接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量的测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大。

用氢键解释这种异常性:接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合,形成所谓的缔合分子。

氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度比液态水小。2.氢键对物质性质的影响

规律:如果溶剂和溶质之间存在氢键,则溶质在溶剂中的溶解度较大。物质在水中溶解度NH352.9CO0.0028CH40.0023【经验性结论】非极性溶质一般能溶于

,极性溶质一般能溶于

。非极性溶剂极性溶剂相似相溶分子极性相似溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越

,分子结构相似大氢键溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好;无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中溶解度就比较小选必一P53【例1】(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是(

)A.CS2

B.NF3

C.SO3

D.SiF4B【例2】(2024·福建南平第一次质检)如图所示,六氟化硫分子呈正八面体形。若分子中有一个—F被—CF3取代,则会变成温室气体SF5—CF3。下列说法正确的是(

)A.SF5—CF3分子中有σ键也有π键B.SF5—CF3分子中存在极性键和非极性键C.SF6分子是非极性分子D.SF6易溶于水,难溶于四氯化碳C【例3】(2024·山东卷节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(如图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是______________________________。

FDCA形成的分子间氢键更多

解析

由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使FDCA的熔点远大于HMF。【例4】(2024·浙江6月选考卷节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图所示。HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序:______________,请说明理由:____________________。

HC>HB>HAO、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,羟基与H2O形成的氢键逐渐增强【例5】已知苯酚(

)具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子为

。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_____Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是_____。

水杨酸第一级电离形成的离子中能形成分子内氢键,使该微粒中酚羟基更难电离出H+,导致该微粒酸性小于苯酚。氢键对物质物理性质的影响:(1)对物质溶沸点的影响;(2)对物质溶解度的影响;(3)对物质酸性大小的(部分)影响。3.分子手性有

的分子。手性异构体

具有完全相同的

的一对分子,如同左手和右手一样互为

,却在三维空间里不能

,互称手性异构体(或对映异构体)组成原子排列镜像叠合(1)手性异构体(2)手性分子

有一个手性碳的分子具有手性异构,具有光学活性

有多个手性碳的分子不一定

具有手性异构,也不一定具有光学活性3.分子手性(3)手性碳原子的判断

手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物,一个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。(4)手性分子的意义

有机物中连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子。用*C来标记。具有手性的有机物,是因为其含有手性碳原子。考点四

配位键和配合物1.配位键:由一个原子单独提供孤电子对,另一个原子提供空轨道而形成的化学键,即“电子对给予—接受”键。配位键一般属于σ键。配位键的表示:常用“→”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,或者用“—”表示。形成条件一方能提供孤电子对另一方能提供空轨道如分子有NH3、H2O、HF、CO等;离子有Cl-、OH-、CN-、SCN-等。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等过渡金属的原子或离子。配位键是一种特殊的共价键,同样具有饱和性和方向性。

通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。配位化合物一定含有配位键但含有配位键的化合物不一定是配位化合物例如:CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O52.配合物

(1)中心原子(离子):提供空轨道的金属离子或原子。一般是过渡金属,必须有空轨道。(2)配位体:含有孤电子对的分子或离子

NH3H2O

COCl-

SCN-

CN-(3)配位原子:配位体中具有孤电子对的原子NOPS,一般是ⅤAⅥAⅦA的非金属原子(4)配位数:直接同中心原子配位的原子数目,一般是2、4、6、8(5)配离子的电荷:等于中心离子和配体总电荷的代数和,如:[Fe(SCN)6]3-2.

配位化合物:通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物。对于配合物,外界在水溶液中易电离,但内界却难电离。[Cu(H2O)4]SO4中心离子配体配位数内界外界2.配合物

二、配位键配合物内界外界中心粒子配位体配位数[Ag(NH3)2]OH氢氧化二氨合银K3[Fe(CN)6][Co(NH3)5Cl]Cl2Ni(CO)4[Ag(NH3)2]+OH-Ag+NH32[Fe(CN)6]3-K+Fe3+CN-6[Co(NH3)5Cl]2+Cl-Co3+NH3、Cl-64无NiCONi(CO)4六氰合铁酸钾四羰基镍配位数:直接与中心原子结合形成的化学键的数目。配体数:与中心原子结合的配体数。单配体:配位数即配体数;多配体:配位数多于配体数。[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2。该物质中的微粒间相互作用力类型有?离子键、配位键、共价键1mol[Cu(H2O)4]2+中含有共价键数目?12NA深蓝色:Cu(NH3)42+3.常见的配合物

[Cu(H2O)4]2+选必2课本P96促进过饱和溶液结晶的两种方法:1)加入凝结核;2)用玻璃棒摩擦容器内壁。3.常见的配合物

[Cu(NH3)4](OH)2实验操作实验现象实验原理向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水继续添加氨水并振荡试管再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8mL95%乙醇),并用玻璃棒摩擦试管壁形成难溶物Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2析出深蓝色晶体深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度

溶液变为___色:_________________________

滴加AgNO3溶液后,试管中出现__________:__________,再滴加氨水后沉淀______,溶液呈___色:__________________________________红白色沉淀Ag++Cl-===AgCl↓溶解无AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-nn

=1-6,随SCN-的浓度而异配位数可为1—6深蓝色平面正方形3.常见的配合物

[Cu(NH3)4](OH)2[Zn(CN)4]2-空间结构为正四面体,Zn采取sp3杂化1.怎样配制银氨溶液?发生哪些反应?向AgNO3溶液中逐滴加稀氨水,直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中,会形成AgOH白色沉淀,AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O继续滴加氨水时,NH3分子与Ag+形成[Ag(NH3)2]+配合离子,配合离子很稳定,会使AgOH逐渐溶解。Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+【知识回顾】2.分析NH3和BF3可以形成配位键吗?可以形成NH3·BF33(1)[Cu(NH3)4]2+与[Cu(H2O)4]2+哪个配位离子更稳定?原因是什么?提示[Cu(NH3)4]2+更稳定。因为N和O都有孤电子对,但O电负性大,吸引孤电子对的能力强,故NH3提供孤电子对的能力比H2O大。(2)NH3与Cu2+形成配合物,但NF3很难与Cu2+形成配合物,原因是什么?提示电负性:F>H,使得NF3提供孤电子对的能力小于NH3。二、配位键

一些难溶于水的金属氢氧化物、卤化物、氰化物,可以溶解于氨水中,或依次溶解于含过量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中,形成可溶性的配合物。如:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH—

Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]四羟基合铝酸钠AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2O4.配合物的形成对性质的影响

对溶解性的影响当简单离子形成配离子时,颜色会发生变化,据此可以判断是否有配离子生成。如

Fe3+与SCN-形成硫氰化铁配离子,其溶液显红色。0.1mol/LCuCl2溶液2mol/LCuCl2溶液蓝色蓝绿色原因:Cu2+与Cl-可以形成一系列配合物,在水溶液中,作为配体的Cl-可以多至4个。在Cl-的浓度极高时,形成的CuCl42-呈黄色。蓝+

黄=绿4.配合物的形成对性质的影响

颜色的改变当中心原子(离子)相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。配合物具有一定的稳定性,配位键越强,配合物越稳定。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强,因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后,就很难再与O2分子结合,血红素失去输送氧气的功能,从而导致人体CO中毒。4.配合物的形成对性质的影响

稳定性增强(1)

在生命体中的应用(2)在医药中的应用叶绿素血红素抗癌药物酶维生素B12钴配合物含锌的配合物含锌酶有80多种Fe2+的配合物Mg2+的配合物(3)

配合物与生物固氮固氮酶(4)在生产生活中的应用王水溶金热水瓶胆镀银[Ag(NH3)2]+H[AuCl4]5.配合物的应用

【例2】.[2020·山东,17(3)]含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有____mol。6【例1】.[2020·全国卷Ⅲ,35(2)节选]NH3BH3分子中,N—B化学键称为______键,其电子对由_____提供。配位N【例3】.[2019·全国卷Ⅰ,35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是___________________________________________,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_____(填“Mg2+”或“Cu2+”)。乙二胺的两个N提供孤电子对与金属离子形成配位键;Cu2+稿定PPT稿定PPT,海量素材持续更新,上千款模板选择总有一款适合你02考点五

超分子【易错提醒】超分子定义中的分子是广义,包括离子。1.概念:由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2.作用力

:(人教版)分子以什么样的作用力形成超分子?说法很纷杂,有人将其概括为非共价键,有人则将其限于分子间作用力。(鲁科版)超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。4.特征(1)分子识别杯酚与C60通过范德华力相结合,通过尺寸匹配实现分子识别(3)DNA碱基配对常见的DNA碱基配对结构ATGCDNA碱基对是通过氢键相互识别并结合的细胞和细胞器的双分子膜

细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团,头部会朝向水溶液一侧,从而实现自组装(2)自组装:超分子组装的过程称为分子自组装(Molecularself-assembly),自组装过程(Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。(5)表面活性剂表面活性剂:从分子结构上说,也可以叫“两亲分子”,一端为亲水基团,另一端为疏水基团。硬脂酸根(传统肥皂的有效成分之一)十二烷基苯磺酸根(合成洗涤剂中常用的表面活性剂)(5)表面活性剂低浓度时,优先在溶液表面形成单分子层,降低表面张力。高浓度时,剩余的表面活性剂在溶液中亲水基团向外、疏水基团向内形成胶束。由于油渍等污垢是疏水的被包裹在胶束内腔,这就是肥皂和洗涤剂的去污原理【归纳总结】

超分子的重要特征(1)分子识别(2)自组装分离C60和C70冠醚识别碱金属离子

DNA碱基配对细胞和细胞器的双分子膜表面活性剂【例6】(2024·上海卷)已知AlBr3可二聚为右图二聚体:(1)该二聚体中存在的化学键类型为__________。A.极性键 B.非极性键C.离子键 D.金

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