適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第27講分子的性質(zhì)配合物和超分子課件

第27講分子的性質(zhì)、配合物和超分子【課標(biāo)指引】

1.認(rèn)識分子間存在相互作用,知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力,了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。2.知道配位鍵的特點(diǎn),認(rèn)識簡單的配位化合物的成鍵特征,了解配位化合物的存在與應(yīng)用。3.知道分子可以分為極性分子和非極性分子,知道分子極性、分子中鍵的極性與分子的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。結(jié)合實(shí)例初步認(rèn)識分子的手性對其性質(zhì)的影響?？键c(diǎn)一分子的性質(zhì)考點(diǎn)二配合物和超分子目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階考點(diǎn)一分子的性質(zhì)必備知識?梳理1.分子的極性

類型非極性分子極性分子形成原因正電荷中心和負(fù)電荷中心________正電荷中心和負(fù)電荷中心________存在的共價鍵____________________

極性鍵或非極性鍵分子內(nèi)原子排列對稱

________重合

不重合

極性鍵或非極性鍵

不對稱

2.分子的溶解性(1)“相似相溶”的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于_________溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于________溶劑。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度________。

(2)“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的________。乙醇中的—OH與水分子的—OH相近,因而乙醇能與水互溶。

非極性

極性

增大

相似性

3.分子的手性

鏡像

不能疊合

手性異構(gòu)體

原子或基團(tuán)

4.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響

普遍

較弱

越大

越大

越高

越大

5.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)表示及特征很大

氫原子

很大

飽和

方向

(2)氫鍵的強(qiáng)弱及對物質(zhì)性質(zhì)的影響

較弱

大

降低

升高

升高

【應(yīng)用示例】已知N、P同屬于元素周期表的第ⅤA族元素,N在第二周期,P在第三周期。NH3分子呈三角錐形,N原子位于錐頂,3個H原子位于錐底,N—H間的夾角是107°。(1)N4分子的空間結(jié)構(gòu)如圖所示,它是一種________(填“極性”或“非極性”)分子。

(2)PH3分子與NH3分子的空間結(jié)構(gòu)________(填“相似”或“不相似”),P—H________(填“有”或“無”)極性,PH3分子是________(填“極性”或“非極性”)分子。

(3)NCl3中含有________鍵,N原子采取________雜化,該分子為________(填“極性”或“非極性”)分子。

非極性

相似

有

極性

極性

sp3極性

關(guān)鍵能力?提升考向1分子的極性、溶解性和手性例1(2024·福建南平第一次質(zhì)檢)如圖所示,六氟化硫分子呈正八面體形。若分子中有一個—F被—CF3取代,則會變成溫室氣體SF5—CF3。下列說法正確的是(

)A.SF5—CF3分子中有σ鍵也有π鍵B.SF5—CF3分子中存在極性鍵和非極性鍵C.SF6分子是非極性分子D.SF6易溶于水,難溶于四氯化碳C解析

SF6分子中只含S—F,—CF3中只含C—F,1個—F被—CF3取代變成SF5—CF3,推測SF5—CF3分子中只含σ鍵,不含π鍵,A錯誤;SF5—CF3分子存在S—F、C—F和S—C,只有極性鍵,不含非極性鍵,B錯誤;SF6分子中只含S—F,分子呈正八面體形,正、負(fù)電荷中心重合,故屬于非極性分子,C正確;SF6、CCl4是非極性分子,H2O是極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律推測,SF6難溶于水,易溶于四氯化碳,D錯誤。歸納總結(jié)(1)鍵的極性與分子極性的關(guān)系(2)判斷分子極性的基本思路[對點(diǎn)訓(xùn)練1](2023·廣東肇慶檢測)下列對分子性質(zhì)的解釋中,不正確的是(

)A.F2、Cl2、Br2、I2熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量增大而升高B.乳酸(

)分子中含有2個手性碳原子C.碘易溶于四氯化碳可用“相似相溶”原理解釋D.氨氣極易溶于水、鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對羥基苯甲醛都能用氫鍵來解釋B解析

F2、Cl2、Br2、I2是組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量增大而升高,A正確;

中間碳原子上連有四個不一樣的基團(tuán):氫原子、甲基、羧基和羥基,是手性碳原子,只有1個,B錯誤;碘、四氯化碳都為非極性分子,極性相似的分子易溶,C正確;氨氣分子和水分子之間能形成氫鍵,所以氨氣極易溶于水,鄰羥基苯甲醛分子內(nèi)存在氫鍵,而對羥基苯甲醛分子間存在氫鍵,所以鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對羥基苯甲醛,D正確?？枷?范德華力、氫鍵及對物質(zhì)性質(zhì)的影響例2(2023·廣東茂名檢測)下列事實(shí)與氫鍵無關(guān)的有(

)①HF比HCl的熔、沸點(diǎn)高②相同溫度下,冰的密度比水?、鬯肿颖攘蚧瘹浞肿臃€(wěn)定④乙醇可以和水以任意比例互溶⑤鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛低A.1項(xiàng)

B.2項(xiàng)

C.3項(xiàng)

D.4項(xiàng)A解析

①HF分子之間能形成氫鍵,導(dǎo)致其熔、沸點(diǎn)高于HCl;②氫鍵具有方向性,相同溫度下,冰中氫鍵數(shù)目比液態(tài)水中多,使得水分子間距增大,體積增加,所以冰的密度比水小;③水分子比硫化氫分子穩(wěn)定是因?yàn)镺的非金屬性強(qiáng)于S,與氫鍵無關(guān);④乙醇可以和水分子形成氫鍵,使其溶解度較大,可以與水互溶;⑤鄰羥基苯甲醛易形成分子內(nèi)氫鍵使其熔、沸點(diǎn)降低,對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵使其熔、沸點(diǎn)升高;因此與氫鍵無關(guān)的只有③;故選A。[對點(diǎn)訓(xùn)練2]

下列物質(zhì)的性質(zhì)變化與范德華力有關(guān)的是(

)A.按H2、N2、O2、Cl2的順序,單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)依次升高B.按F、Cl、Br、I的順序,鹵族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱C.按H2S、H2Se、H2Te的順序,其還原性逐漸增強(qiáng)D.按AsH3、PH3、NH3的順序,其穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)A解析

按H2、N2、O2、Cl2的順序,相對分子質(zhì)量逐漸增大,范德華力逐漸增大,故單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)依次升高,A正確;按F、Cl、Br、I的順序,元素的非金屬性逐漸減弱,故鹵族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,與共價鍵有關(guān),B錯誤;元素的非金屬性越強(qiáng),對應(yīng)氫化物的還原性越弱,非金屬性:S>Se>Te,則按H2S、H2Se、H2Te的順序,其還原性逐漸增強(qiáng),與范德華力無關(guān),C錯誤;非金屬性:As<P<N,故按AsH3、PH3、NH3的順序,其穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),與范德華力無關(guān),D錯誤?？键c(diǎn)二配合物和超分子必備知識?梳理1.配位鍵(1)定義:成鍵原子一方提供________,另一方提供空軌道形成共價鍵,這類“電子對給予—接受”鍵稱為配位鍵。

(2)表示:配位鍵也是一種共價鍵,例如,可表示為________________,在

中,有1個N—H形成過程與其他3個N—H形成過程不同,但是一旦形成之后,4個共價鍵就完全相同。

可看作一類特殊的共價鍵,成鍵方式不同

孤電子對

2.配位化合物(1)定義:通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以________結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。

(2)組成:以[Cu(NH3)4]SO4為例配位鍵

中心離子

配位原子

配位體

配位數(shù)

3.超分子

(1)定義:超分子是由兩種或兩種以上的________通過________相互作用形成的分子聚集體。

(2)重要特征:①________;②自組裝。

廣義的分子,包括離子

分子

分子間

分子識別

關(guān)鍵能力?提升考向1配位鍵和配位化合物例1(2023·浙江1月選考卷)共價化合物Al2Cl6中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),一定條件下可發(fā)生反應(yīng):Al2Cl6+2NH3═2Al(NH3)Cl3,下列說法不正確的是(

)A.Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為B.Al2Cl6為非極性分子C.該反應(yīng)中NH3的配位能力大于氯原子D.Al2Br6比Al2Cl6更難與NH3發(fā)生反應(yīng)D解析

AlCl3中Al原子有空軌道,Cl原子有孤電子對,2分子AlCl3通過配位鍵形成二聚分子Al2Cl6,所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為

,A正確。Al2Cl6分子只含Al—Cl,分子結(jié)構(gòu)對稱,正電荷中心與負(fù)電荷中心重合,故屬于非極性分子,B正確。Al2Cl6與NH3反應(yīng)生成Al(NH3)Cl3,Al3+與NH3形成配位鍵,故NH3的配位能力大于氯原子,C正確。Br原子半徑大于Cl,則Al2Br6更易與NH3發(fā)生反應(yīng),D錯誤?？枷?超分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用例2(2024·遼寧錦州名校聯(lián)考)某超分子的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)超分子的描述不正確的是(

)A.超分子就是高分子化合物B.超分子的特征是分子識別和分子自組裝C.圖示中的超分子是兩種不同的分子通過氫鍵形成的分子聚集體D.圖示中的超分子中的N原子采取sp2、sp3兩種雜化方式A解析

超分子通常是指由兩種或兩種以上分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體,超分子不同于高分子化合物,A錯誤,C正確;超分子的特征是分子識別和分子自組裝,B正確;圖示中的超分子中的N原子形成了雙鍵、單鍵,則采取sp2、sp3雜化,D正確。[對點(diǎn)訓(xùn)練]

冠醚是由多個二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。下圖中X、Y、Z是常見的三種冠醚,它們能與堿金屬離子作用,并隨著環(huán)的大小不同而與不同金屬離子作用。W表示Li+恰好能進(jìn)入X的環(huán)內(nèi)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。資料顯示:甲苯難溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果較差。若甲苯與冠醚Z混合,氧化效果明顯提升。下列有關(guān)說法正確的是(

)A.X、Y、Z均由乙二醇分子間脫水形成B.超分子W中存在著氧原子與Li+的靜電作用C.X和Na+、K+均能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.KMnO4氧化甲苯實(shí)驗(yàn)中引入的冠醚Z作反應(yīng)物B素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階進(jìn)階1練易錯·避陷阱1.(2023·廣東廣州檢測)下列對分子的性質(zhì)的解釋中,不正確的是(

)A.水很穩(wěn)定(1000℃以上才會部分分解),是因?yàn)樗泻写罅康臍滏IB.H2O2分子的結(jié)構(gòu)為

,可知H2O2為極性分子C.“甲烷難溶于水”可用“相似相溶”原理解釋D.H2O和

中心原子均為sp3雜化,前者空間結(jié)構(gòu)為V形,后者為正四面體形AB解析

電負(fù)性:N>C>H,A正確;分子中2個N原子與環(huán)上的3個C原子形成大π鍵,且分子中不存在N—H,故不能與H2O形成分子間氫鍵,B錯誤;該分子中環(huán)上每個原子有1個p軌道垂直于環(huán)平面,和乙基相連的N原子p軌道有2個電子,其他環(huán)上的原子各提供1個p軌道電子,這些p軌道上的電子側(cè)面重疊形成1個封閉的大π鍵,參與形成大π鍵的原子數(shù)為5,參與形成大π鍵的電子數(shù)為6,故大π鍵可表示為

,C正確;分子中兩個N原子的雜化方式均為sp2雜化,雜化方式相同,D正確。進(jìn)階2練熱點(diǎn)·提素能3.某課題組合成的CuO/ZnO納米材料可提高有機(jī)硅單體合成反應(yīng)的選擇性和產(chǎn)率,化學(xué)反應(yīng)如下:下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.甲分子是正四面體形的非極性分子B.丙分子中含有3種極性鍵C.催化劑中元素的第一電離能:Cu>Zn>OD.物質(zhì)的沸點(diǎn):甲>丙B解析

甲分子的4個共價鍵不完全相同,呈四面體形,是極性分子,A錯誤;丙分子中含有3種極性鍵,分別為Si—Cl、Si—C、C—H,B正確;銅、鋅基態(tài)原子價層電子排布式分別為3d104s1、3d104s2,全充滿結(jié)構(gòu)比半充滿結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,即鋅的第一電離能大于銅,C錯誤;甲和丙分子之間都存在范德華力,丙的相對分子質(zhì)量大于甲,則甲分子間的范德華力小于丙,故沸點(diǎn):甲<丙,D錯誤。4.(2023·廣東佛山二模)離子液體是室溫下呈液態(tài)的離子化合物。由原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、R組成的一種離子液體的結(jié)構(gòu)如圖所示,W的簡單氫化物易液化,可用作制冷劑,R的簡單陰離子含10個電子。下列說法正確的是(

)DA.電負(fù)性:R>X>ZB.氫化物的沸點(diǎn):R>ZC.分子YR3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形D.最高價含氧酸的酸性:W>Z解析

離子液體是室溫下呈液態(tài)的離子化合物。由原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、R組成的一種離子液體的結(jié)構(gòu)如圖所示,W的簡單氫化物易液化,可用作制冷劑,則W為N;X、R有1個價態(tài),則X為H,R的簡單陰離子含10個電子,則R為F;Z有四個價鍵,則Z為C;Y得到一個電子形成四個價鍵,則Y為B。根據(jù)同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小,則電負(fù)性:R>Z>X,A錯誤;HF雖存在分子間氫鍵,若C的氫化物是固體,則氫化物的沸點(diǎn)可能為Z>R,B錯誤;分子YR3(BF3)價層電子對數(shù)為3+0=3,其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,C錯誤;根據(jù)非金屬性越強(qiáng),其最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性越強(qiáng),氮的非金屬性比碳強(qiáng),則最高價含氧酸的酸性:W(硝酸)>Z(碳酸),D正確。進(jìn)階3研真題·明考向5.(2023·全國新課標(biāo)卷)一種可吸附甲醇的材料,其化學(xué)式為[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中[C(NH2)3]+為平面結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(

)A.該晶體中存在N—H…O氫鍵B.基態(tài)原子的第一電離能:C<N<OC.基態(tài)原子未成對電子數(shù):B<C<O<ND.晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型相同A解析

根據(jù)圖示信息,結(jié)合原子的成鍵規(guī)律可知圖中虛線表示的是N—H…O氫鍵,A正確;基態(tài)N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),其第一電離能大于C、O,即第一電離能C<O<N,B錯