《金新學(xué)案》安徽省高三化學(xué)一輪 第2講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 選修3

第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考綱展示熱點(diǎn)定位1.了解共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。2.了解簡單配合物的成鍵情況。3.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。4.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含氫鍵物質(zhì)。1.σ鍵和π鍵的特征和性質(zhì)。2.根據(jù)鍵長、鍵能、鍵角等參數(shù)解釋和比較常見分子的性質(zhì)和立體結(jié)構(gòu)。3.價(jià)層電子對互斥模型、雜化軌道理論和配合物理論。4.極性分子和非極性分子的判斷。5.分子間作用力、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。一、共價(jià)鍵1．本質(zhì)：在原子之間形成共用電子對。2．特征：具有飽和性和方向性。3．分類分類依據(jù)類型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價(jià)鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移分類依據(jù)類型原子間共用電子對的數(shù)目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對三鍵原子間有三對共用電子對4.σ鍵和π鍵的判斷(1)σ鍵穩(wěn)定，π鍵活潑；(2)共價(jià)單鍵是σ鍵，共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵；共價(jià)三鍵中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。5．鍵參數(shù)(1)定義①鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1

mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。②鍵長：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子間的核間距。③鍵角：分子中兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。6．等電子原理：原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)。(1)分析下列化學(xué)式中劃有橫線的元素，選出符合要求的物質(zhì)，填寫在橫線上。A．NH3

B．H2O

C．HCl

D．CH4

E．C2H6

F．N2①所有的價(jià)電子都參與形成共價(jià)鍵的是________；②只有一個(gè)價(jià)電子參與形成共價(jià)鍵的是________；③最外層有未參與成鍵的電子對的是________；④既有σ鍵，又有π鍵的是________。(2)NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，其充分的理由是(

)A．NH3分子是極性分子B．分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長相等，鍵角相等C．NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長相等，3個(gè)鍵角都等于107.3°D．NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長相等，3個(gè)鍵角都等于120°解析：

(1)NH3中N原子與3個(gè)H原子形成3個(gè)σ鍵，還有一對不成鍵電子對；H2O中O原子與2個(gè)H原子形成2個(gè)σ鍵，還有兩對不成鍵電子對；HCl中Cl原子與1個(gè)H原子形成1個(gè)σ鍵，還有三對不成鍵電子對；CH4中C原子與4個(gè)H原子形成4個(gè)σ鍵，所有價(jià)電子都參與成鍵；C2H6中C原子與3個(gè)H原子、C原子與C原子形成4個(gè)σ鍵，所有電子都參與成鍵；N2中N原子與另1個(gè)N原子形成1個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，還有一對不成鍵電子對。(2)A選項(xiàng)：NH3為極性分子不能說明NH3一定為三角錐形，B三條N—H鍵鍵能與鍵長分別相同，鍵角相等仍有可能為正三角形，D選項(xiàng)與事實(shí)不符。答案：

(1)①DE②C③ABCF④F

(2)C【名師提醒】

(1)鍵長、鍵能決定共價(jià)鍵的強(qiáng)弱和分子的穩(wěn)定性：原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。例如HF、HCl、HBr、HI分子中：X原子半徑：F<Cl<Br<IH—X鍵鍵長：H—F<H—Cl<H—Br<H—IH—X鍵鍵能：H—F>H—Cl>H—Br>H—IHX分子穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI(2)共價(jià)鍵極性的判斷依據(jù)二、分子的立體結(jié)構(gòu)1．雜化軌道的要點(diǎn)當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子的價(jià)電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間形狀不同。2．價(jià)層電子對互斥模型的兩種類型價(jià)層電子對互斥模型說明的是價(jià)層電子對的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對空間構(gòu)型，不包括孤對電子。(1)當(dāng)中心原子無孤對電子時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；(2)當(dāng)中心原子有孤對電子時(shí)，兩者的構(gòu)型不一

致。3．雜化軌道理論類型雜化雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′正四面體形CH44.價(jià)層電子對互斥模型A、B、C、D四種元素處于同一短周期，在同族元素中，A的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)最高，B的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性在同周期中是最強(qiáng)的，C的電負(fù)性介于A、B之間，D與B相鄰。(1)C的原子的價(jià)電子排布式為________。(2)在B的單質(zhì)分子中存在______個(gè)π鍵，______個(gè)σ鍵。(3)已知B的氣態(tài)氫化物很容易與H＋結(jié)合，B原子與H＋間形成的鍵叫________，形成的離子立體構(gòu)型為____________，其中B原子采取的雜化方式是________。解析：

根據(jù)題給信息，A為短周期元素，其氣態(tài)氫化物的相對分子質(zhì)量在同族元素氫化物中不是最大的，而沸點(diǎn)最高，說明A的氫化物可形成氫鍵，故A可能是N、O、F中的一種，則A、B、C、D為第2周期元素，B的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性在同周期中是最強(qiáng)的，則B為N，C的電負(fù)性介于A、B之間，則C為O，A為F；D與B相鄰則為碳。(1)主族元素的價(jià)電子指最外層電子，排布式為2s22p4；(2)B單質(zhì)即N2，其結(jié)構(gòu)式為NN，叁鍵中有一個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵；(3)NH3分子N原子上有一對孤對電子，可與H＋以配位鍵結(jié)合成NH，據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，該微粒為正四面體形，其中N的雜化方式為sp3雜化。答案：

(1)2s22p4

(2)2

1

(3)配位鍵正四面體形sp3雜化【名師提醒】判斷分子或離子中，中心原子的雜化軌道類型一般方法：(1)看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)π鍵，用去了2個(gè)p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)π鍵，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成的是sp3雜化。(2)由分子的空間構(gòu)型結(jié)合價(jià)電子對互斥理論判斷。沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化，1對孤對電子占據(jù)1個(gè)雜化軌道。如NH3為三角錐形，且有一對孤對電子，即4條雜化軌道應(yīng)呈正四面體形，為sp3雜化。三、配位化合物1．配位鍵與極性鍵、非極性鍵的比較2.配位化合物(1)定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物。(2)組成：如[Ag(NH3)2]OH，中心離子為Ag＋，配體為NH3，配位數(shù)為2。(1)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1

mol，分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產(chǎn)生氯化銀，沉淀的量分別為3

mol、2

mol、1

mol和1

mol。①請根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式。CoCl3·6NH3_____________________,CoCl3·5NH3_____________________,CoCl3·4NH3(綠色和紫色)：_____________。②后兩種物質(zhì)組成相同而顏色不同的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。③上述配合物中，中心離子的配位數(shù)都是_____________________________。(2)向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液，溶液變成血紅色。該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3＋與SCN－不僅能以1∶3的個(gè)數(shù)比配合，還可以其他個(gè)數(shù)比配合。請按要求填空：①Fe3＋與SCN－反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e3＋提供__________，SCN－提供____________，二者通過配位鍵結(jié)合。②所得Fe3＋與SCN－的配合物中，主要是Fe3＋與SCN－以個(gè)數(shù)比1∶1配合所得離子顯血紅色。含該離子的配合物的化學(xué)式是______________。③若Fe3＋與SCN－以個(gè)數(shù)比1∶5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為______________________________。解析：

(1)由題意知，四種絡(luò)合物中的自由Cl－分別為3、2、1、1，則它們的化學(xué)式分別為[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl。最后兩種應(yīng)互為同分異構(gòu)體。(2)Fe3＋和SCN－形成配合物時(shí)，F(xiàn)e3＋提供空軌道，SCN－提供孤對電子，F(xiàn)e3＋和SCN－以1∶1和1∶5形成絡(luò)離子時(shí)寫化學(xué)式要用Cl－和K＋分別平衡絡(luò)離子的電荷，使絡(luò)合物呈電中性。答案：

(1)①[Co(NH3)6]Cl3

[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl②它們互為同分異構(gòu)體③6(2)①空軌道孤電子對②[Fe(SCN)]Cl2

③FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl四、分子的性質(zhì)1．共價(jià)鍵與范德華力、氫鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力，又稱分子間作用力由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力原子間通過共用電子對所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性作用微粒分子或原子(稀有氣體)氫原子、電負(fù)性很強(qiáng)的原子原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大對于A—H…B，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，作用力越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，如F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔沸點(diǎn)：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影響分子的穩(wěn)定性②共價(jià)鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)2.分子的極性(1)分子的極性由共價(jià)鍵的極性和分子的空間構(gòu)型兩方面共同決定：(2)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律若中心原子A的化合價(jià)的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。3．溶解性(1)“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。(2)“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小(戊醇中烴基較大，二者羥基相似因素小)。4．無機(jī)含氧酸分子的酸性無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大―→R的正電性越高―→使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋―→酸性越強(qiáng)，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。短周期的5種非金屬元素，其中A、B、C的最外層電子排布可表示為：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中電負(fù)性最大的元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2②BA4③A2C2④BE4，其中屬于極性分子的是________(填序號(hào))。(2)C的氫化物比下周期同族元素的氫化物沸點(diǎn)還要高，其原因是__________________。(3)B、C兩元素能和A元素組成兩種常見的溶劑，其分子式分別為________、________。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的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開___________(填化學(xué)式)。(5)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列舉的四種酸其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篲___________________(填化學(xué)式)。解析：

由關(guān)鍵點(diǎn)撥可知：A：H，B：C，C：O，D：Si，E：Cl。(