第25讲　分子的性质　配合物与超分子

1/1第25讲分子的性质配合物与超分子1.知道分子极性与键的极性、分子的空间结构密切相关，认识键的极性对物质性质的影响。2.了解范德华力、氢键的含义及其对物质性质的影响。结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。3.掌握常见配合物的形成条件和结构，了解配位化合物的存在与应用。4.结合具体实例，了解超分子的含义、结构特点及其简单性质。考点一分子的性质必备知识一、共价键的极性与分子极性1.键的极性（1）极性键与非极性键的比较极性键非极性键成键原子不同种元素的原子间同种元素的原子间电子对发生偏移（电荷分布不均匀）不发生偏移（电荷分布均匀）成键原子的电性Hδ＋呈电中性（2）键的极性对化学性质的影响键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H＋，则羧酸的酸性越强。①与羧基相邻的共价键的极性越大，羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越强。②烷基是推电子基团，从而减小羧基中羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烷基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越弱。2.分子的极性类型非极性分子极性分子形成原因正电荷中心和负电荷中心正电荷中心和负电荷中心存在的共价键极性键或非极性键分子内原子排列对称二、分子间作用力1.范德华力及其对物质性质的影响2.氢键的表示及特征3.氢键强弱及对物质性质的影响4.范德华力与氢键的比较项目范德华力氢键作用微粒分子或原子（稀有气体分子）H与N、O、F等电负性很大的原子分类—分子内氢键和分子间氢键特征无方向性、无饱和性具有一定的方向性和饱和性强度化学键氢键范德华力影响其强度的因素①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力；②分子的极性越大，范德华力越大，如CO＞N2对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越对物质性质的影响范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点等。范德华力越大，物质的熔、沸点分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点，分子内氢键常使物质的熔、沸点（1）CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是；氢、碳、氧元素的原子可组成多种分子，写出其中一种能形成分子间氢键的物质名称：。（2）O的氢化物（H2O）在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是。三、分子的性质1.物质的溶解性（1）“相似相溶”规律①非极性溶质一般能溶于溶剂，极性溶质一般能溶于溶剂。②分子结构相似的物质易互溶。（2）氢键对物质溶解性的影响若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度。〔人教选择性必修2〕臭氧是极性分子，但是臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度。臭氧（O3）分子的极性较弱，而四氯化碳（CCl4）是非极性溶剂，分子间作用力为范德华力。根据“相似相溶”原理，弱极性的臭氧与非极性的四氯化碳在极性匹配上更接近，而水的强极性环境与臭氧的弱极性差异较大，导致臭氧在四氯化碳中的溶解度更高。2.分子的手性（1）手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为。在三维空间里的现象。（2）手性分子：具有的分子。（3）手性碳原子：在有机物分子中，连有的碳原子。易错辨析（1）键的极性：H—Cl＞H—H。（）（2）分子的极性：SiH4＞NH3。（）（3）H2O分子之间形成氢键，因此H2O（g）的热稳定性比H2S（g）的高。（）（4）氢键是一种特殊的化学键。（）（5）乙醇分子和水分子间只存在范德华力。（）（6）氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。（）关键能力考向1键的极性与分子的极性判断1.〔教材习题改编〕下列含有极性键的非极性分子是（）①CCl4②NH3③CH4④CO2 ⑤N2 ⑥H2S ⑦SO2 ⑧CS2⑨H2O ⑩HFA.②③④⑤⑧ B.①③④⑤⑧C.①③④⑧ D.以上均不对2.中国科学家徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是（）A.H2O2分子为非极性分子B.CO2分子中只有非极性键，是非极性分子C.BF3分子是非极性分子D.CH3COOH分子既有极性键又有非极性键，分子间只存在范德华力多角度比较极性分子与非极性分子考向2分子间作用力以及对物质性质的影响3.下列对分子性质的解释不正确的是（）A.碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释B.水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键C.SiCl4分子中硅氯键的极性比CCl4中碳氯键的弱D.青蒿素分子式为C15H22O5，结构如图，该分子中包含7个手性碳原子4.根据物质的溶解性，解答下列各题：（1）H2O2难溶于CS2，简要说明理由：。（2）NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都极易溶于水的原因是。（3）已知吡啶（）中含有与苯类似的Π66大π键，吡啶在水中的溶解度远大于苯，①、②。用氢键解释原因的答题模板（1）氢键影响物质的熔、沸点类①同为分子晶体，×××存在分子间氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。②同为分子晶体，×××存在分子间氢键，而×××存在分子内氢键。（2）氢键影响物质的溶解性类×××与H2O（或×××）分子间形成氢键，使溶解度增大。考点二配合物和超分子必备知识1.配位键（1）概念：由一个原子提供，而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键，即“电子对给予—接受”键被称为配位键。（2）应用：用配位键解释硼酸是一元酸硼酸分子中硼原子与3个羟基相连，硼原子最外层的3个电子各与1个氧原子形成1个共用电子对，则硼原子的最外层只有6个电子，属于缺电子原子。硼酸溶于水时，水电离出的氢氧根离子中的氧原子提供孤电子对并与硼原子共用而形成配位键：H3BO3＋H2O⇌[B（OH）4]－＋H＋。2.配位化合物（1）概念：或（称为中心离子或原子）与某些分子或离子（称为）以结合形成的化合物，简称配合物。（2）形成条件：①配体有；②中心原子有。（3）组成（实例）[Cu（NH3）4]SO4的组成为（4）配合物生成的实验①CuSO4溶液Cu（OH）2（蓝色沉淀）[Cu（NH3）4]2＋（深蓝色），其反应的离子方程式为、，滴加乙醇后析出深蓝色晶体：[Cu（NH3）4]2＋＋SO42－＋H2O[Cu（NH3）4]SO4·H2O②FeCl3溶液[Fe（SCN）n]3－n（红色），KSCN溶液检验Fe3③NaCl溶液AgCl（白色沉淀）[Ag（NH3）2]＋，反应的离子方程式为Cl－＋Ag＋AgCl↓、AgCl＋2NH3[Ag（NH3）2]＋＋Cl－。（5）配合物形成时性质的改变①溶解度的改变：一些难溶于水的金属化合物形成配合物后，易溶解，如AgCl→[Ag（NH3）2]＋。②颜色的改变：当简单离子形成配合物时颜色会发生改变，如Fe3＋与SCN－形成红色配合物。③稳定性的改变：形成配合物后，物质的稳定性增强。提醒：配合物中一定含有配位键，但含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等铵盐。3.超分子（1）概念：超分子是由两种或两种以上的分子通过形成的分子聚集体。有人认为，形成超分子的作用是非共价键，也有人将其限于分子间作用力。（2）两个重要特征：和自组装。（3）应用①分离C60和C70②冠醚识别碱金属离子：冠醚与合适的碱金属离子形成超分子。易错辨析（1）Ni（CO）4是配合物，它是由中心原子与配体构成的。（）（2）配位键实质上是一种特殊的共价键。（）（3）提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子。（）（4）有配位键的化合物就是配位化合物。（）（5）在配合物[Co（NH3）5Cl]Cl2中的Cl－均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀。（）（6）冠醚18-冠-6空腔直径（260～320pm）与K＋直径（276pm）接近，故冠醚18-冠-6可识别K＋，能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度。（）关键能力考向1配位键和配位化合物1.关于配合物[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O的说法中正确的是（）A.配位体是Cl－和H2O，配位数是9B.中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl（H2O）5]C.加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均产生沉淀D.内界和外界中的Cl－的数目比是1∶22.〔教材习题改编〕向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水的过程如图所示。下列说法不正确的是（）A.NH3和H2O与Cu2＋的配位能力：NH3＜H2OB.过程②反应的离子方程式为Cu（OH）2＋4NH3[Cu（NH3）4]2＋＋2OHC.析出的深蓝色晶体是[Cu（NH3）4]SO4·H2OD.加乙醇的作用是减小溶剂的极性，降低溶质的溶解度3.（2025·河南模拟）某种铬的配合物的结构如图所示。下列说法错误的是（）A.该物质中Cr的化合价为＋3B.该物质中C和N均采取sp2杂化C.基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1D.该物质中Cr的配体有3种配合物中配位数的判断（1）配位数可以等同于中心离子（或原子）与配位原子形成配位键的数目。如[Cu（NH3）4]2＋中Cu2＋的配位数为4，[Cr（H2O）5Cl]Cl2中Cr3＋的配位数为6。（2）当中心离子（或原子）与多基配体配合时，配位数可以等同于配位原子的数目，但不是配体的数目。如中的配体属于双基配体，Cu2＋的配位数是4而不是2。考向2超分子及其特征4.下列有关物质结构和性质的说法错误的是（）A.（2024·广东高考）某冠醚与Li＋能形成超分子，与K＋则不能，是因为Li＋与K＋的离子半径不同B.（2023·辽宁高考）某冠醚分子c（）可识别K＋，该冠醚可增加KI在苯中的溶解度C.（2023·湖南高考）含有手性碳原子的分子叫做手性分子D.（2025·湖北高考）超分子可以由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成5.冠醚在水相和油相均有一定的溶解度，是重要的相转移催化剂。18-冠-6是冠醚的一种，其结构如图A，下列说法不正确的是（）A.18-冠-6中氧原子的杂化类型为sp3B.表示18-冠-6在油相中结构的是图B而不是图CC.图D中K＋与18-冠-6的空腔大小相近，且与氧原子之间通过相互作用形成稳定的超分子结构，体现超分子的分子识别特征D.若18-冠-6的部分氢原子被氟原子取代，与K＋形成的超分子稳定性将增强1.（2025·浙江1月选考1题）下列属于极性分子的是（）A.HClB.N2C.HeD.CH42.（2025·安徽高考7题）氨是其他含氨化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成N2。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体，同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu（OH）2溶于氨水得到深蓝色[Cu（NH3）4]（OH）2溶液，加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu（H2O）4]SO4溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应，浓氨水与HgCl2溶液反应生成Hg（NH2）Cl沉淀。下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是（）A.与H＋结合的能力：OH－＞NHB.与氨形成配位键的能力：H＋＞Cu2＋C.H2O和NH3分子中的键长：O—H＞N—HD.微粒所含电子数：NH4＋＞3.（2025·江苏高考4题）在溶有15-冠-5（）的有机溶剂中，苄氯（）与NaF发生反应：下列说法正确的是（）A.苄氯是非极性分子B.电负性：χ（F）＜χ（Cl）C.离子半径：r（F－）＞r（Na＋）D.X中15-冠-5与Na＋间存在离子键4.（1）（2024·山东高考节选）MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂（见下图）。FDC