分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)

1、專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)復(fù)習(xí)綱要：第一單元 分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)1、分子的空間構(gòu)型：運(yùn)用雜化軌道理論和價(jià)層電子對互斥理論判斷分子中心原子的雜化軌道類型和分子的空間構(gòu)型。、雜化軌道理論：定義：原子軌道雜化：是指同一原子（中心原子）中幾個(gè)能量相近的原子軌道重新組合成幾個(gè)能量相等、成分相同的新軌道，這些新軌道稱為雜化軌道。雜化激發(fā) 雜化過程：基態(tài) 激發(fā)態(tài) 雜化軌道（具有一定空間構(gòu)型）。歸納： 表4-1雜化軌道類型參與雜化的原子軌道雜化軌道數(shù)目雜化軌道空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型sp3sp2sp、價(jià)層電子對互斥理論 確定分子空間構(gòu)型的簡易方法 對于ABm型分子或ABmn-型離子（A是中心原子、B是配位原

2、子），人們認(rèn)為：分子中的價(jià)電子對（包括成鍵電子對和孤電子對）由于相互排斥作用，而趨向可能彼此原離以減少斥力，分子盡可能采取對稱的空間構(gòu)型，其價(jià)電子對數(shù)（n）可以通過以下公式確定： n = 注意： 中心原子的價(jià)電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)。 配位原子中鹵素原子、H原子提供1個(gè)價(jià)電子，第A族的O、S原子按不提供價(jià)電子計(jì)算。 陽離子要減去電荷數(shù)，陰離子要加上電荷數(shù)。表4-2 價(jià)層電子對數(shù)與電子對空間構(gòu)型的關(guān)系價(jià)電子對數(shù)23456電子對空間構(gòu)型直線型平面三角形正四面體三角雙錐正八面體確定分子空間構(gòu)型的步驟： 計(jì)算價(jià)電子對數(shù) 確定電子對空間構(gòu)型 結(jié)合化學(xué)式分析是否有孤電子對，如果沒有孤電子對，則分子

3、的空間構(gòu)型就是電子對的空間構(gòu)型 ，如果有孤電子對，則進(jìn)行分析后，再確定分子空間構(gòu)型。通過計(jì)算，分析下列微粒的空間構(gòu)型和中心原子雜化軌道類型：BeCl2 、CO2 、BF3 、SO3、H3O+ 、OF2 、NO3- 、CH4 、NH4+ 、SO42- H2O 、SO2 、NH3 表4-3 價(jià)層電子對數(shù)與分子空間構(gòu)型的關(guān)系實(shí)例價(jià)電子對數(shù)電子對空間構(gòu)型中心原子雜化軌道類型成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)分子空間構(gòu)型2直線型3平面三角形4正四面體練習(xí)：分析CH4、NH3、H2O分子中鍵角產(chǎn)生差異的原因。2、等電子原理：3、手性分子4、分子的極性 、雙原子分子：、多原子分子（ABn型）：以極性鍵結(jié)合的多原子分子，

4、分子是否有極性取決于分子的空間構(gòu)型。課堂練習(xí)：1、下列分子中C原子是以sp3雜化軌道與其他原子成鍵的是 （ ）A、金剛石 B、石墨 C、苯 D、甲醇2、氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷分子是正四面體，這是因?yàn)椋?）A、中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2 而CH4是 sp3B、NH3分子中N原子形成3個(gè)雜化軌道，CH4分子中C形成4個(gè)雜化軌道C、NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子對的排斥作用較強(qiáng)D、NH3分子是極性分子而甲烷是非極性分子3、下列有關(guān)乙炔分子中的化學(xué)鍵描述不正確的是 （ ）A、兩個(gè)C原子采用sp雜化方式 B、兩個(gè)C原子采用sp2雜化方式C、每個(gè)C原子都有兩個(gè)

5、未雜化的2p軌道形成鍵 D、兩個(gè)C原子形成兩個(gè)鍵4、已知CN- 含有叁鍵且成鍵原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試寫出其電子式： 寫出兩個(gè)與CN- 互為等電子體的粒子的化學(xué)式 、 。5、下列分子或離子中鍵角最小的是 （ ）A、NH3 B、BF3 C、H2S D、PCl4+6、等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相似。根據(jù)上述原理，下列各對粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是 （ ）A、SO3與O3 B、CO2與N2O C、CS2與NO2 D、PCl3與BF37、根據(jù)“等電子體原理”回答下列問題：僅由第2周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是 和 ； 和 。8、下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況來看，不合理的是 ( ) 9

6、、由A族元素A和族元素B組成的陰離子結(jié)構(gòu)如下圖，所帶電荷數(shù)x、y、z依次為( )。A、2、3、4 B、2、3、2 C、5、6、4 D、 4、3、210、通常把原子數(shù)和電子數(shù)均相等的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似。下列有關(guān)說法中，正確的是 ( ) A、B3N3H6是由極性鍵組成的非極性分子 B、B3N3H6能發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng)C、B3N3H6具有堿性 D、B3N3H6各原子不在同一平面上11、2000年1月底，羅馬尼亞一金礦污水處理池因連降暴雨而發(fā)生裂口，L含氰化物和鉛、汞等重金屬的汗水流入蒂薩河(多瑙河支流)，造成該河90%以上的動(dòng)植物死亡。這是繼切爾諾貝利核泄

7、漏以來，歐洲最嚴(yán)懲的環(huán)境污染事件。氰氣(CN)2和氰化物都是劇毒物質(zhì)，氰分子的結(jié)構(gòu)式為NCCN，性質(zhì)與鹵素相似，下列敘述錯(cuò)誤的是 ( ) (A) 氰分子中，四原子共直線，是非極性分子(B) 氰分子中，CN鍵長大于CC鍵長(C) 氰氣能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)得到氰化物和次氰酸鹽(D) 氰化氫在一定條件下能與烯烴發(fā)生加成反應(yīng)12、1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授于斯莫利等三位化學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)富勒烯(C60)，開辟了化學(xué)研究的新領(lǐng)域。C60分子結(jié)構(gòu)酷似足球，由12個(gè)五邊形與20個(gè)六邊形構(gòu)成，碳碳鍵長介于單鍵與雙鍵之間。在此基礎(chǔ)上人們又發(fā)現(xiàn)了棒碳(鏈?zhǔn)饺矡N)是由300500個(gè)碳原子組成的新物質(zhì)，其分子中只含有交

8、替連接的單鍵和叁鍵。請對以下三個(gè)問題進(jìn)行選擇。(1)以下有關(guān)棒碳的說法中，不正確的是 ( )A、棒碳是直線型結(jié)構(gòu) B、棒碳在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成金剛石C、棒碳是原子晶體 D、棒碳中所有的化學(xué)鍵都是非極性共價(jià)鍵(2)有關(guān)C60的說法不正確的是 ( )A、C60是分子晶體 B、C60能發(fā)生加成反應(yīng)C、C60摩爾質(zhì)量是720 D、C60在一定條件下能與CuO發(fā)生置換反應(yīng)(3)有關(guān)金剛石、石墨、C60、棒碳的說法，不正確的是 ( )A、都是碳的同素異形體 B、棒碳化學(xué)性質(zhì)最活潑C、它們的物理性質(zhì)不同 D、它們與氧氣反應(yīng)的唯一產(chǎn)物是二氧化碳13、某共價(jià)化合物含碳、氫、氮三種元素，分子內(nèi)有4個(gè)氮原子，且4

9、個(gè)氮原子排列成內(nèi)空的四面體(如白磷結(jié)構(gòu))，每2個(gè)氮原子間都有1個(gè)碳原子。已知分子內(nèi)無碳碳單鍵，也沒有碳碳雙鍵，則該化合物的分子式為 ( ) A、CH8N4 B、C6H12N4 C、C6H10N4 D、C4H8N414、CH3 、CH3+、CH3- 都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，它們的電子式分別是 、 、 ， 其中CH3+中四個(gè)原子是是共平面的，三個(gè)鍵角相等， 則鍵角應(yīng)是 。15、在極性分子中，正電荷重心同負(fù)電荷重心間的距離稱偶極長，通常用d表示。極性分子的極性強(qiáng)弱同偶極長和正(或負(fù))電荷重心的電量(q)有關(guān)，一般用偶極矩()來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長和偶極上一端電荷電量的乘積，即=dq。試回

10、答以下問題：(1)、HCl、CS2、H2S、SO2四種分子中，=0的是_；(2)、對硝基氯苯、鄰硝基氯苯、間硝基氯苯，三種分子的偶極矩由大到小的排列順序是_；(3)、實(shí)驗(yàn)測得：(PF3)=1.03deb、(BCl3)=0deb。由此可知，PF3分子空間構(gòu)型是_ ，BCl3分子的空間構(gòu)型是_ _。(4)、治癌藥Pt(NH3)2Cl2具有平面四邊形結(jié)構(gòu)，Pt處在四邊形中心，NH3和Cl分別處在四邊形的四個(gè)角上。已知該化合物有兩種異構(gòu)體，棕黃色者0，淡黃色者=0。試畫出兩種異構(gòu)體的構(gòu)型圖，并比較在水中的溶解度。第二單元 配合物是如何形成的1、配合物定義：由中心原子和可以提供孤電子對的配體以配位鍵的形

11、式結(jié)合而成的化合物。2、配合物的組成1）、中心原子與配體構(gòu)成配合物的內(nèi)界，書寫時(shí)放在方括號內(nèi)；方括號外稱為外界。內(nèi)界與外界之間的結(jié)合力是 鍵。例如： K2PtCl6 內(nèi)界是 、外界是 。2）、中心原子：一般絕大多數(shù)是金屬離子，特別是過度元素的離子，也有電中性的原子。例如：Ag+ 、Cr3+ 、Fe2+ 、Fe3+ 、Co3+ 、Cu2+ 、 Zn2+ 、Al3+ 、Mg2+ 等等。3）、配體：向中心原子提供孤電子對的分子、離子或原子。例如：NH3 、H2O 、CO 、X- 、OH- 、CN- 等等。注意：配體中直接與中心原子配位的原子稱為配位原子。4）、配位數(shù)：向中心原子提供孤電子對形成的配位

12、鍵的數(shù)目。注意：中心原子的配位數(shù)并不是固定不變的，它與中心原子和配體的大小有關(guān)，還與配合物形成時(shí)的條件有關(guān)，如濃度和溫度等。3、配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、配合物的空間構(gòu)型，取決于中心原子所提供雜化軌道的數(shù)目和類型。表4-2為中心原子常見的雜化軌道類型和配合物的空間構(gòu)型。表 4-2中心原子的雜化軌道類型和配合物的空間構(gòu)型配位數(shù)雜化軌道空間構(gòu)型實(shí) 例2sp直線Ag(NH3)2+、AgCl2- 、Au(CN)2-4sp3四面體Ni(CO)4 、Cd(CN)42-、ZnCl42-、Ni(NH3)42+dsp2 平面四方形Ni(CN)42-、PtCl42-、Pt(NH3)2Cl26sp3d2八面體FeF63-

13、、Fe(NCS)63-、Co(NH3)62+、Ni(NH3)62+d2sp3八面體Fe(CN)63-、Co(NH3)63+、Fe(CN)64-、PtCl62-、配合物的穩(wěn)定性：配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體性質(zhì)有關(guān)。例如：血紅素中的Fe2+ 與CO分子形成的配位鍵比與O2分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后，血紅素就失去了輸送氧氣的功能。 、配合物的幾何異構(gòu)體：含有兩種或兩種以上配位體的配合物，若配位體在空間排列方式不同，就能形成不同幾何構(gòu)型的配合物。例如：P t(NH3)2Cl2就有順式和反式兩種異構(gòu)體。4、配合

14、物的應(yīng)用：、常用形成配合物的方法檢驗(yàn)金屬離子：例如：檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐胁缓現(xiàn)e3+ 而含F(xiàn)e2+ ，加入試劑的合理順序?yàn)?，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 。、分離物質(zhì)：例如：硫酸鋁溶液中混有硫酸鋅，如何分離？歸納：在含Mg2+的溶液中加入過量的氨水：在含Al3+的溶液中加入過量的氨水：在含F(xiàn)e3+ 的溶液中加入過量的氨水：在含Zn2+的溶液中加入過量的氨水：在含Cu2+的溶液中加入過量的氨水：在含Ag+的溶液中加入過量的氨水： 練習(xí)：1、下列說法正確的是 （ ）A、用過量的氨水可將Fe3+ 與Al3+ 分離B、多數(shù)配離子能存在于水溶液中C、配合物中配體的數(shù)目稱為配位數(shù)D、所有的配合物都包括內(nèi)界和外界兩部分2、下列有關(guān)說法中，正確的是