高考化学一轮复习 物质结构与性质 专题 分子结构与性质 新人教版

1、物质结构与性质【复习目标】1.了解共价键的形成、极性、类型(键和键)，了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.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立体构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举含有氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。【考点过关】1.共价键本质成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间电子云密度增加，体系能量降低只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，

2、当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键特征具有饱和性和方向性分类原子轨道重叠方式键电子云“头碰头”重叠键电子云“肩并肩”重叠电子对是否偏移极性键由不同种元素的原子形成的共价键，共用电子对发生偏移，气态氢化物，非金属氧化物、酸根和氢氧根中都含有极性键非极性键由同种元素的原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移，单质分子（如H2、Cl2）和某些化合物（如Na2O2、H2O2）中含有非极性键共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对，单键是键双键原子间有两对共用电子对，双键有一个是键，另一个是键三键原子间有三对共用电子对，三键中一个是键，另两个为键参数键长分子中两个

3、成键原子核间距离（米），键长越短，化学键越强，形成的分子越稳定键能对于气态双原子分子AB，拆开1molA-B键所需的能量，键能越大，化学键越强，越牢固，形成的分子越稳定键角键与键之间的夹角，键角决定分子空间构型配位键定义由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共用电子对表示方法用AB表示，其中A表示提供孤对电子的原子，B表示接受孤对电子的原子配位化合物金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学

4、键特征，许多性质是相似的，此原理称为等电子原理在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同；在微粒的构成上，微粒所含价电子数目相同；在微粒的结构上，微粒中原子的空间排列方式相同。（等电子的推断常用转换法，如CO2=CO+O=N2+O= N2O= N2+ N= N3或SO2=O+O2=O3=N+O2= NO2）利用等电子体的性质相似，空间构型相同，可运用来预测分子空间的构型和性质【巩固演练】下列说法中正确的是。键总数：C2H6C2H4C2H2碳碳键间的键能：C2H6C2H4C2H21 mol HCHO分子中含有键的数目为3molC2H2分子中键与键的数目比为11分子中只有极性键分子的键长越长，键能越高，

5、分子越稳定CO2和NO能互称为等电子体CF4、CCl4、CBr4、CI4中CX键的键长、键角均相等H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固CH4和NH是等电子体，键角均为60B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道NN键的键能为946 kJmol1，NN键的键能为193 kJmol1，说明N2中键比键稳定答案：2.分子的立体构型价电子互斥理论基本要点ABn型分子（离子）中中心原子A周围的价电子对的几何构型，主要取决于价电子对数（n），价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小价层电子对互斥模型是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不

6、包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对)，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致价层电子对对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子按提供的价电子数（负化合价的绝对值）计算，如PCl5中O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6离子的价电子对数计算，如NH4+：SO42-：孤电子对对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子按提供的价电子数（负化合价的绝对值）计算，如NH3的中心原子孤电子对数(513)1NH的中心原子孤电子对数(5411)0立体构型杂化轨道理论基

7、本要点能量相近的原子轨道才能参与杂化杂化后的轨道一头大，一头小，电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向重叠，形成键；由于杂化后原子轨道重叠更大，形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键稳定杂化轨道能量相同，成分相同，如：每个sp3杂化轨道占有1个s轨道、3个p轨道杂化轨道总数等于参与杂化的原子轨道数目之和应用范围只应用于形成键或者用来容纳未参加成键的孤对电子判断方法根据中心原子的价层电子对数判断，中心原子的电子对数为4是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化根据杂化轨道的空间分布构型判断，若杂化轨道在空间的分布为正四面体形，则分子的中心原子发生sp3杂化，若杂化轨道在空间的分布呈

8、平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化，若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化根据等电子原理进行判断，如CO2是直线形分子，CNS、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化根据分子或离子中有无键及键数目判断，没有键为sp3杂化，含一个键为sp2杂化，含二个键为sp杂化（2）VSEPR模型和分子(离子)立体构型与中心原子杂化类型化学式孤电子对数键电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体构型名称中心原子杂化类型H2S224四面体形V形sp3SO2123平面三角形V形sp2SO3033平面三角形平面三角形sp2CH4044正四面体形

9、正四面体形sp3NCl3134四面体形三角锥形sp3HCN022直线形直线形spHCHO033平面三角形平面三角形sp2NO033平面三角形平面三角形sp2ClO314四面体形直线形sp3H3O134四面体形三角锥形sp3ClO134四面体形三角锥形sp3PO044正四面体形正四面体形sp3CHCH直线形spCH2=CH2平面形sp2C6H6平面六边形sp2CH3COOHsp3、sp2【巩固演练】下列说法正确的是。SO的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致乙醛分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化NO的构型为平面三角形，氮的杂化方式为sp2杂化SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化H

10、2O2中氧原子为sp杂化凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体形凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键AsCl3分子的立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3C2H6、C2H4、C2H2的C原子的轨道杂化类型分别为sp、sp2、sp3在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，B原子杂化轨道的类型是sp3杂化PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子BF3键角为120，SnBr2键角大于120答案：3.分子的性质分子的极性极性分子正电中心和负电中心不重合的分子非极性分子正电中心和负电中心重合的分子判断方法单原子分子子中不存在化学键，故没有

11、极性分子或非极性分子之说，如He、Ne等双原子分子若含极性键，就是极性分子，如HCl、HBr等；若含非极性键，就是非极性分子，如O2、I2等以极性键结合的多原子分子，主要由分子中各键在空间的排列位置决定分子的极性。若分子中的电荷分布均匀，即排列位置对称，则为非极性分子，如BF3、CH4等。若分子中的电荷分布不均匀，即排列位置不对称，则为极性分子，如NH3、SO2等根据XY n的中心原子X的最外层价电子是否全部参与形成了同样的共价键（或X是否达最高价），若达最高价则为非极性分子，若不达最高价则为极性分子分子间作用力概念物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力，又称为范德华力。范德华力约

12、比化学键的键能小12个数量级影响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，范德华力越大应用影响物质的熔沸点、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氢键概念由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢原子)与另一个电负性很强的原子(如水分子中的氧原子)之间的作用力氢键具有一定的方向性和饱和性共价键氢键范德华力影响因素对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大应用分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2O

13、H2S，HFHCl，NH3PH3分子内氢键使物质的熔、沸点降低分子的性质溶解性“相似相溶”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。“相似相溶”中“相似”指的是分子的极性相似“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体（又称对映异构体、光学异构体）。含有手性异构体的分子叫做手性分子判断一种有机物是否具有手性异构体

14、，可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子，饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同含氧酸的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使ROH中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越强，如HClOHClO2HClO3HClO4酸的元数等于酸中羟基上的氢原子数，不一定等于酸中的氢原子数（有的酸中有些氢原子不是连在氧原子上）含氧酸可表示为（HO）mROn,酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。n=0 弱酸，n=1 中强酸，n=2强酸，n=3 超强酸【

15、巩固演练】下列说法正确的是。CO2、H2S都属于含极性键的非极性分子S2Cl2（）为含有极性键和非极性键的非极性分子SF6（）是由极性键构成的非极性分子SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子CCl4是非极性分子，C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键极性分子中可能含有非极性键HClO2、H2SeO3、H3BO3、HMnO4四种含氧酸中酸性最强的是H3BO3BF3和NH3化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢

16、键键能大邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高答案：【过关演练】1.(2017届临汾模拟)B、C、N是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在。(1)基态硼原子的电子排布式为_；C、N元素的第一电离能由大到小的顺序为_。(2)BF3与一定量的水可形成如图1的晶体R。晶体R中各种微粒间的作用力涉及_(填字母)；a离子键B共价键c配位键d金属键R中阴离子的空间构型为_。(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为_；乙二胺和三甲胺N(CH3)3均属于铵，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_。(4)氮

17、化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；它的晶体结构如图3所示，六方相氮化硼质地软的原因是_。2.(2017届广东韶关模拟)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。(1) 基态硒原子的核外电子排布式为。(2) 锗、砷、硒的第一电离能大小排序为。H2SeO4的酸性比H2SeO3的强,其原因是。(3) H2SeO3的中心原子杂化类型是;SeO32-的立体构型是。与SeO32-互为等电体的分子有(写一种物质的化学式即可)。(4) H2Se属于(填“极性”或“非极性”)分子;单质硒的熔点为217 ,它属于晶体。

18、(5) 硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如右图所示,该晶胞中硒原子的配位数为;若该晶胞密度为 gcm-3,硒化锌的摩尔质量为M gmol-1,NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a为pm。3.(2016届福州质检) 2015年10月中国药学家屠呦呦因发现青蒿素(一种用于治疗疟疾的药物)而获得诺贝尔生理医学奖。青蒿素(C15H22O5)的结构如下图所示。请回答下列问题：(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是_，在基态O原子中，核外存在_对自旋相反的电子。 (2)下列关于青蒿素的说法正确的是_(填序号)。a青蒿素中既存在极性键又存在非极性键b在青蒿素分子中，所有碳原子

19、均处于同一平面c图中数字标识的五个碳原子均只以键与其它原子成键(3)在确定青蒿素结构的过程中，可采用NaBH4作为还原剂，其制备方法为：4NaH B(OCH3)3 NaBH4 3CH3ONaNaH为_晶体，上图是NaH晶胞结构，则NaH晶体的配位数是_，若晶胞棱长为a，则Na原子间最小核间距为_。 B(OCH3)3中B采用的杂化类型是_。写出两个与B(OCH3)3具有相同空间构型的分子或离子_。NaBH4结构如图所示。结构中存在的作用力有_。4.(2016届安徽江南十校联考)安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题， (1)请写出基态Cu原子的外围电子排布式_。焰火中的绿色是

20、铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了_而变为激发态。(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式请分析1个松脂酸铜中键的个数_；加“*”碳原子的杂化方式为_。 (3)下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号)_；与X等距离且最近的X原子个数为 _。 (4)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型_，比较第一电离能：S_O(填“”或“SeGe;含氧酸分子中非羟基氧越多,酸性越强,H2SeO4分子中非羟基氧个数大于H2SeO3,所以H2SeO4的酸性比H2SeO3的强。(3) H2SeO3的中心原子的价层电子对数为6+22=4,所

21、以Se杂化方式为sp3杂化;SeO32-的中心原子Se的价层电子对数为6+22=4,离子中有一个孤电子对,所以SeO32-的立体构型是三角锥形;等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒。(4) H2Se 分子中有孤电子对,所以H2Se属于极性分子;单质硒的熔点为217 ,比较低,所以它属于分子晶体。(5) 根据硒化锌晶胞结构图可知,每个锌原子周围有4个硒原子,每个硒原子周围也有4个锌原子,所以硒原子的配位数为4;该晶胞中含有硒原子数为818+612=4,含有锌原子数为4,根据=mV=4MNAV,所以V=4MNA,则晶胞的边长为34MNAcm=34MNA1010 pm。答案：(1) Ar3d104

22、s24p4(2) AsSeGeH2SeO4分子中非羟基氧个数大于H2SeO3(3) sp3三角锥形PCl3(4) 极性 分子 (5) 434MNA1010答案：(1)OCH3(2)a(3)离子6 sp2 SO3、CO(其他合理答案均可)离子键、配位键、共价键4.解析：(1)Cu在周期表中第4周期，第B族，其原子的外围电子排布式为3d104s1。基态铜原子在灼烧时获得能量使外围电子发生跃迁而变为激发态。(2)一个碳碳双键或碳氧双键含有一个键，1个松脂酸铜的结构单元中含有三个双键，因此一个松脂酸铜含有六个键。加“*”碳原子形成四个单键，需要四个杂化轨道，因此该碳原子的杂化方式为sp3。(3)根据均摊法，晶胞中X原子个数为181/82，Cu原子个数为144，则晶胞的化学式为Cu2X。与晶胞中心X等距离且最近的X位于晶胞的八个顶角上。(4)根据价层电子对互斥理论，SO2分子中S原子上的孤电子对数(