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文檔簡(jiǎn)介
考點(diǎn)42分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(核心考點(diǎn)精講精練)
考情探究■
一、3年真題考點(diǎn)分布
考點(diǎn)內(nèi)容考題統(tǒng)計(jì)
2023山東卷16(2)題,12分;2022海南卷11題,4分;2022全國(guó)乙卷
共價(jià)鍵及鍵參數(shù)
35⑵題,15分;2021河北卷17(3)⑷⑸⑹題,15分;
2023湖北卷9題,3分;2023浙江1月選考17(1)題,3分;2023北京
卷15(3)題,10分;2022湖北卷11題,3分;2022遼寧卷8題,3分;
分子的空間結(jié)構(gòu)2022河北卷17(3)題,15分;2022湖南卷18⑶題,15分;2022廣東卷
20(2)(4)(5)題,14分;2021全國(guó)乙卷35⑶題,15分;2021全國(guó)甲卷
35⑴⑵(3)題,15分;2021海南卷19(4)題,14分;
2023山東卷3題,2分;2023北京卷10題,3分;2023浙江1月選考
12題,3分;2023浙江6月選考17(2)題,10分;2023湖南卷4題,3
分;2023湖北卷11題,3分;2023全國(guó)乙卷35(2)題,15分;2022湖
微粒間作用力北卷10題,3分;2022山東卷5題,2分;2022全國(guó)甲卷35(3)題,15
分;2022海南卷19(3)題,14分;2022福建卷14題,10分;2022山東
卷16題,12分;2021湖」匕卷9題,3分;2021海南卷10題,4分;2021
山東卷19題,12分;2021湖南卷18(2)題,15分;
二、命題規(guī)律及備考策略
【命題規(guī)律】
從近三年高考試題來(lái)看,本知識(shí)點(diǎn)在全國(guó)卷中為選考題考查內(nèi)容,近年來(lái)已有較多省市已列入高考必
考題,重點(diǎn)考查從不同層次認(rèn)識(shí)分子的構(gòu)型,并對(duì)共價(jià)鍵進(jìn)行分類,能運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型和雜化軌
道理論等,解釋分子的立體結(jié)構(gòu)及性質(zhì),揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。一般必考點(diǎn)有:◎鍵或兀鍵數(shù)目的判斷;
等電子體;雜化類型在近幾年也必考,此外還有分子構(gòu)型、配合物等內(nèi)容。
【備考策略】
1.了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(。鍵和兀鍵),了解配位鍵的含義。
2.能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。
3.了解雜化軌道理論及簡(jiǎn)單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。
4.能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。
5.了解范德華力的含義及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。
6.了解氫鍵的含義,能列舉存在氫鍵的物質(zhì),并能解釋氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。
【命題預(yù)測(cè)】
預(yù)測(cè)2024年繼續(xù)重點(diǎn)考查共價(jià)鍵的不同類型,特別是◎鍵和兀鍵的判斷,考查分子的空間構(gòu)型以及分
子的雜化類型,特別是雜化類型的判斷是高考重點(diǎn),復(fù)習(xí)時(shí)加以關(guān)注;能根據(jù)實(shí)物模型力來(lái)培養(yǎng)空間想象
力。
考點(diǎn)梳理
考法1共價(jià)鍵及鍵參數(shù)
1.本質(zhì):在原子之間形成共用電子對(duì)(也了云的重疊)。
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◎鍵電子云“頭碰頭”重疊
疊方式兀鍵電子云“肩并肩”重疊
形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否極性鍵共用電子對(duì)發(fā)生偏移
偏移非極性鍵共用電子對(duì)不發(fā)生偏移
單鍵原子間有一對(duì)共用電子對(duì)
原子間共用電子對(duì)的數(shù)目雙鍵原子間有兩對(duì)共用電子對(duì)
叁鍵原子間有三對(duì)共用電子對(duì)
4.鍵參數(shù)
⑴概念
廠鍵能:氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量
鍵參數(shù)一一鍵長(zhǎng):形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距
一鍵角:在原子數(shù)超過(guò)2的分子中,兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角
(2)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響
①鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,分子越穩(wěn)定。
鍵能羋心分子的穩(wěn)定性_
鍵長(zhǎng)小小逛分子的性質(zhì)
g產(chǎn)與分子的空間構(gòu)型」
②鍵角」
5.等電子原理
⑴等電子體:原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的粒子互稱為等電子體。如:N2和CO、Ch與SCh是等
電子體,但N2與C2H2不是等電子體。
(2)等電子原理:等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相近,此原理稱為等電子原理,例
如CO和N2的熔、、沸點(diǎn)、溶解性等都非常相近。
分類依據(jù)類型
形成共價(jià)鍵的原子軌道重。鍵電子云“頭碰頭”重疊
疊方式兀鍵電子云“肩并肩”重疊
形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否極性鍵共用電子對(duì)發(fā)生偏移
偏移非極性鍵共用電子對(duì)不發(fā)生偏移
單鍵原子間有一對(duì)共用電子對(duì)
原子間共用電子對(duì)的數(shù)目雙鍵原子間有兩對(duì)共用電子對(duì)
叁鍵原子間有三對(duì)共用電子對(duì)
2.常見(jiàn)等電子體
粒子通式價(jià)電子總數(shù)立體構(gòu)型
82、SCN->NO2>N?、N2O、COS、
-直線形
AX216e
CS2
歹、、平面三角形
CONO?SO3AX324e-
形
SO2、O3、NO2AX218e-V
「正四面體形
soF>POFAX432e
、歹、;三角錐形
POfsoCIOAX326e
co、N2、crAXlOe-直線形
正四面體形
CH4、NH4AX48e-
事時(shí)檢■
請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打7”,錯(cuò)誤的打入”)
(1)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子()
(2)。鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),兀鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)()
(3)氣體單質(zhì)中一定存在◎鍵,可能存在兀鍵()
(4)◎鍵比7T鍵的電子云重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng)()
(5)◎鍵能單獨(dú)形成,而兀鍵一定不能單獨(dú)形成()
(6)在任何情況下,都是◎鍵比兀鍵強(qiáng)度大()
(7)s-s?鍵與s-p◎鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同()
(8)碳碳叁鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍()
(9)鍵長(zhǎng)等于成鍵兩原子的半徑之和()
(10R鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),兀鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)()
(11)氣體單質(zhì)中一定存在◎鍵,可能存在兀鍵()
(12)0鍵比71鍵的電子云重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng)(4)
答案:(1)X(2)7(3)X(4)4(5)4(6)x(7)d(8)x(9)x(10)4(ll)x(12)4
■倒■裝
例1(2023?陜西省寶雞市期中)下列關(guān)于◎鍵和7i鍵的說(shuō)法中,不正確的是()
A.N2分子中的兀鍵為p-p兀鍵,兀鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)
B.HC1分子中的◎鍵為s-s◎鍵
C.乙烯分子中◎鍵與兀鍵的個(gè)數(shù)比為5:1
D.p軌道和p軌道之間既能形成兀鍵,又能形成。鍵
【答案】B
【解析】A項(xiàng),氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為N三N,分子中含有三鍵含有1個(gè)◎鍵和2個(gè)兀鍵,兀鍵為p-p7i鍵,71
鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn),A正確;B項(xiàng),H只有1s電子,C1的3P軌道上的電子與H的1s軌道電子以“頭碰頭,
方式重疊構(gòu)建s-p◎鍵,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),乙烯分子中含有一個(gè)碳碳雙鍵,故兀鍵的個(gè)數(shù)為1,o鍵為5,◎鍵
與兀鍵的個(gè)數(shù)比為5:1,C正確;D項(xiàng),p和p軌道頭對(duì)頭能形成◎鍵、肩并肩能形成兀鍵,所以p和p
軌道既能形成。鍵又能形成兀鍵,D正確;故選B。
例2(2023?河北省石家莊市期末)下列有關(guān)共價(jià)鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.H2O2中只有◎鍵沒(méi)有兀鍵
B.所有。鍵的強(qiáng)度都比71鍵的大
C.鹵化氫中H—F鍵的鍵能最大
D.鍵長(zhǎng)和鍵角的數(shù)值可通過(guò)晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得
【答案】B
【解析】A項(xiàng),H2O2分子中只有單鍵,則只有◎鍵沒(méi)有兀鍵,A正確;B項(xiàng),0鍵的強(qiáng)度不一定比兀
鍵的大,如氮?dú)夥肿又小蜴I的強(qiáng)度都比兀鍵的小,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),H-F的鍵長(zhǎng)是鹵化氫中最短的,則H-F
的鍵能是鹵化氫中最大的,C正確;D項(xiàng),通過(guò)晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的鍵長(zhǎng)和鍵角的
數(shù)值,鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),D正確;故選B。
☆對(duì)點(diǎn)提升
對(duì)點(diǎn)12023?甘肅省武威市期中)下列說(shuō)法中正確的是()
A.兀鍵比◎鍵重疊程度大,形成的共價(jià)鍵穩(wěn)定
B.兩個(gè)原子之間形成共價(jià)鍵時(shí),最多有一個(gè)◎鍵
C.氣體單質(zhì)中,一定有◎鍵,可能有兀鍵
D.C02分子中有一個(gè)◎鍵,二個(gè)兀鍵
【答案】B
【解析】A項(xiàng),◎鍵是頭碰頭的重疊,兀鍵是肩并肩的重疊,一般。鍵比兀鍵重疊程度大,。鍵比兀鍵
穩(wěn)定,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),兩個(gè)原子間形成單鍵時(shí),只能形成1個(gè)◎鍵,兩個(gè)原子之間形成雙鍵時(shí),含有一個(gè)。
鍵和一個(gè)兀鍵,兩個(gè)原子之間形成三鍵時(shí),含有一個(gè)。鍵和2個(gè)兀鍵,B正確;C項(xiàng),單原子分子中沒(méi)有共
價(jià)鍵,如稀有氣體分子中不存在共價(jià)鍵,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),CO2分子中含有兩個(gè)碳氧雙鍵,即有2個(gè)◎鍵,2
個(gè)兀鍵,D錯(cuò)誤;故選B。
對(duì)點(diǎn)2(2023?四川省成都?市聯(lián)考)下列關(guān)于共價(jià)鍵的說(shuō)法正確的是()
A.H2O和H2O2分子內(nèi)的共價(jià)鍵均是s-po鍵
B.N2分子內(nèi)的共價(jià)鍵電子云形狀均是鏡面對(duì)稱
C.H2、Cb、HC1分子內(nèi)的。鍵均無(wú)方向性
D.共價(jià)化合物一定含。鍵,可能含兀鍵
【答案】D
【解析】A項(xiàng),H2O2分子內(nèi)的共價(jià)鍵還有p-p◎鍵,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),N2分子內(nèi)的共價(jià)鍵包括◎鍵和
兀鍵,所以其電子云形狀既有鏡面對(duì)稱也有軸對(duì)稱,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),Cb、HC1分子內(nèi)的。鍵均有方向性,
故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),共價(jià)化合物一定含0鍵,可能含7T鍵,比如氫氣只有含0鍵,而氧氣、氮?dú)夂小蜴I,
也含有兀鍵,故D正確。故選D。
考法2分子的空間構(gòu)型
1.價(jià)層電子對(duì)互斥理論
(1)理論要點(diǎn)
①價(jià)層電子對(duì)在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。
②孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。
(2)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的空間構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。
價(jià)
層。鍵電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)
電
子
1,人、
對(duì)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2\d~xbf
其中:。是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽(yáng)離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù)),6是與中心原子結(jié)合的
原子最多能接受的電子數(shù),X是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。
(3)示例分析
電子對(duì)數(shù)。鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實(shí)例
直線形直線形
220co2
30平面三角形BF3
3三角形
21V形SO2
正四面體形
40CH4
四面體形三角錐形
431NH3
形
22VH2O
2.雜化軌道理論
(1)理論要點(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,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。
(2)雜化軌道與分子空間構(gòu)型的關(guān)系
雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例
spi2180°直線形BeCb
2平面三角形
sp3120°BF3
3四面體形
sp4109.5°CH4
3.“五方法”判斷分子中心原子的雜化類型
(1)根據(jù)雜化軌道的空間構(gòu)型判斷。
①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。
②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。
③若雜化軌道在空間的分布呈直線形,則分子的中心原子發(fā)生sp1雜化。
(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷
若雜化軌道之間的夾角為109.5。,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120。,則
分子的中心原子發(fā)生sp?雜化;若雜化軌道之間的夾角為180。,則分子的中心原子發(fā)生sp1雜化。
(3)根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷
如CO2是直形線分子,CNS,N?與CO?互為等電子體,所以分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用
sp1雜化。
(4)根據(jù)中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)判斷
如中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化,為3是sp2雜化,為2是spi雜化。
(5)根據(jù)分子或離子中有無(wú)兀鍵及無(wú)鍵數(shù)目判斷
如沒(méi)有兀鍵為Sp3雜化,含1個(gè)兀鍵為Sp?雜化,含2個(gè)兀鍵為Sp1雜化。
4.配位鍵
⑴孤電子對(duì)
分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。
(2)配位鍵
①配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。
②配位鍵的表示:常用“一”來(lái)表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子,如NHI可表示為
H
T
[H—N—H]+
H,在NH]中,雖然有一個(gè)N—H鍵形成過(guò)程與其他3個(gè)N—H鍵形成過(guò)程不同,但是一旦形
成之后,4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。
(3)配合物
①組成。如[CU(NH3)4]SO4
配位原子(提供孤電子對(duì))
中心原子I配體
(提供空軌道、IZ
[CU(NH3)4SO4
.界疝配位數(shù)
②形成條件。
、
1.三原子分子空間結(jié)構(gòu)
化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱
CC
CO2()::C::0o=c=o180°直線形
Xe
C)
HOH:():H/\105°V形
2HH
2.四原子分子空間結(jié)構(gòu)
化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱
II
:0:/
平面三角形
CH2Oo=c約120°d
H:C:H\
H
H
三角錐形
NH3/!\107°a
H:N:HHHH
3.五原子分子空間結(jié)構(gòu)
化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱
HH0
4\
::109°28r正四面體形
CH4HCHH近曾H
ITH
;ci;Cl
/t\
r
CC14:Cl:C:Cl:C1<^C1109°28正四面體形
:Cl:
Cl
4.其他多原子分子的空間結(jié)構(gòu)
即時(shí)檢費(fèi)
請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“卡,錯(cuò)誤的打“X”)
(1)雜化軌道只用于形成。鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)()
(2)分子中中心原子若通過(guò)sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)()
(3)NH3分子為三角錐形,N原子發(fā)生sp2雜化()
(4)只要分子構(gòu)型為平面三角形,中心原子均為sp2雜化()
(5)中心原子是spi雜化的,其分子構(gòu)型不一定為直線形()
(6)價(jià)層電子對(duì)互斥理論中,兀鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)()
(7)PCb分子是三角錐形,這是因?yàn)镻原子是以sp2雜化的結(jié)果()
(8)sp3雜化軌道是由任意的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混合形成的四個(gè)sp3雜化軌道()
(9)凡中心原子采取sp3雜化的分子,其VSEPR模型都是四面體()
(10)AB3型的分子空間構(gòu)型必為平面三角形()
(11)分子中中心原子通過(guò)sp3雜化軌道成鍵時(shí),該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)()
(12)雜化軌道只用于形成。鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)()
3
(13)NH3和CH4兩個(gè)分子中中心原子N和C都是通過(guò)sp雜化軌道成鍵()
(14)雜化軌道理論與VSEPR模型分析分子的空間構(gòu)型結(jié)果常常相互矛盾()
(15)配位鍵也是一種靜電作用()
(16)形成配位鍵的電子對(duì)由成鍵雙方原子提供()
答案:(1)4(2)x(3)X(4)4(5)X(6)4(7)x(8)x(9)4(10)x(11)7(12)V(13)4(14)x
(15)4(16)x
一例■鎏
例1(2023?湖北省選擇性考試,9)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確
的是
A.CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體B.SC^-和CC^-的空間構(gòu)型均為平面三角形
C.CF4和SF4均為非極性分子D.XeF2和XeCh的鍵角相等
【答案】A
【解析】A項(xiàng),甲烷分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)為4,水分子的中心原子價(jià)層電子對(duì)也為4,所以他
們的VSEPR模型都是四面體,A正確;B項(xiàng),SO32-的孤電子對(duì)為1,CO32-的孤電子對(duì)為0,所以SO32一的空
間構(gòu)型為三角錐形,CO32-的空間構(gòu)型為平面三角形,B錯(cuò)誤,C項(xiàng),CH4為正四面體結(jié)構(gòu),為非極性分子,
SF4中心原子有孤電子對(duì),為極性分子,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),XeF2和XeCh分子中,孤電子對(duì)不相等,孤電子對(duì)
越多,排斥力越大,所以鍵角不等,D錯(cuò)誤;故選A。
例2有幾種陰離子的信息如下:
陰離子C1O4C1O3MCIO
中心元素化合價(jià)+5+3+1
中心原子雜化類型sp3sp3
下列推斷不正確的是()
A.CO-和CO32-的價(jià)電子總數(shù)相同B.M的化學(xué)式為CKV
C.C1O3-、CIO-中氯原子的雜化類型都為sp3D.M的空間結(jié)構(gòu)為V形
【答案】A
【解析】A項(xiàng),CO-和CO32-的價(jià)電子總數(shù)分別為7+3x6+1=26、4+3x6+2=24,不相同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B項(xiàng),M中C1元素的化合價(jià)是+3價(jià),雜化軌道類型是sp3,因此M的化學(xué)式為CIO2-,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),
C1O3-中價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3+——二^=4,CIO-中價(jià)層電子對(duì)數(shù)是1+——二^=4,因此氯原子的雜化
22
類型都為sp3,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),M中價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2+7+1-2*2=4,含有2對(duì)孤對(duì)電子,所以空間
2
結(jié)構(gòu)為V形,D項(xiàng)正確;故選A。
時(shí)點(diǎn)提升
對(duì)點(diǎn)1下列中心原子的雜化軌道類型和分子幾何構(gòu)型不正確的是()
A.PCb中P原子sp3雜化,為三角錐形B.BCb中B原子sp2雜化,為平面三角形
C.CS2中C原子sp雜化,為直線形D.H2s分子中,S為sp雜化,為直線形
【答案】D
【解析】PCb分子中P原子形成3個(gè)◎鍵,孤對(duì)電子數(shù)為9文一3=1,為sp3雜化,三角錐形,A正
確;BCb分子中B原子形成3個(gè)◎鍵,孤對(duì)電子數(shù)為主詈1―3=0,為sp?雜化,平面三角形,B正確;
CS2分子中C原子形成2個(gè)。鍵,孤對(duì)電子數(shù)為,一2=0,為sp雜化,直線形,C正確;H2s分子中,S原
子形成2個(gè)。鍵,孤對(duì)電子數(shù)為e等一2=2,為sp3雜化,V形,D錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)2根據(jù)雜化軌道理論和價(jià)層電子對(duì)互斥模型,判斷下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)正確的是()
選項(xiàng)分子或離子中心原子雜化方式價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)
直線形直線形
ASO2sp
BHCHOsp2平面三角形三角錐形
2四面體形平面三角形
CNF3sp
DNHtsp3正四面體形正四面體形
【答案】B
【解析】SO2分子中心原子雜化方式為sp2,價(jià)層電子對(duì)互斥模型為平面三角形,含有一對(duì)孤電子對(duì),
分子的空間結(jié)構(gòu)為V形,A錯(cuò)誤;HCHO分子中心原子雜化方式為sp2,價(jià)層電子對(duì)互斥模型為平面三角形,
沒(méi)有孤電子對(duì),分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,B錯(cuò)誤;NF3分子中心原子雜化方式為sp3,價(jià)層電子對(duì)互
斥模型為四面體形,含有一對(duì)孤電子對(duì),分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,C錯(cuò)誤;NHt的中心原子雜化方式為
sp3,價(jià)層電子對(duì)互斥模型為正四面體形,沒(méi)有孤電子對(duì),離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,D正確。故選B。
考法3分子間作用力
1.分子間作用力
(1)概念:物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力,稱為分子間作用力。
(2)分類:分子間作用力最常見(jiàn)的是范德華力和氫鍵。
(3)強(qiáng)弱:范德華力〈氫鍵〈化學(xué)鍵。
(4)范德華力
范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高,硬
度越大。一般來(lái)說(shuō),組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大。
⑸氫鍵
①形成:已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)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,稱為氫鍵。
②表示方法:A—H...B
③特征:具有一定的方向性和飽和性。
④分類:氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。
⑤分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,對(duì)電離和溶解度等產(chǎn)生影響。
2.分子的性質(zhì)
(1)分子的極性
類型非極性分子極性分子
正電中心和負(fù)電中心重合的正電中心和負(fù)電中心不重合的
形成原因
分子分子
存在的共價(jià)鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵
分子內(nèi)原子排列對(duì)稱不對(duì)稱
(2)分子的溶解性
①“相似相溶”的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若溶劑和溶
質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。
②隨著溶質(zhì)分子中憎水基個(gè)數(shù)的增多,溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,
而戊醇在水中的溶解度明顯減小。
(3)分子的手性
①手性異構(gòu):具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子,如同左手和右手一樣互為鏡像,在三維空
間里不能重疊的現(xiàn)象。
②手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子。
③手性碳原子:在有機(jī)物分子中,連有四個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性
0H0
III
CH3—CH—c—0H
分子,如'*O
(4)無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性
無(wú)機(jī)含氧酸的通式可寫成(HO)mRO”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),如酸性:HCIO<HCIO2<HCIO3<
HC1OO
4、
1.范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較
范德華力氫鍵共價(jià)鍵
已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(N、
分子間普遍存在的一種相互作用0、F)形成共價(jià)鍵的氫原子與另原子間通過(guò)共用電子對(duì)形
概念
力,但不是化學(xué)鍵一個(gè)電負(fù)性很大的原子(N、0、成的化學(xué)鍵
F)之間的作用力
存在范圍分子或原子(稀有氣體)之間氫原子與F、N、O原子(分子相鄰原子間
內(nèi)、分子間)
特征無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性
強(qiáng)度比較共價(jià)鍵〉氫鍵〉范德華力
①隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量
對(duì)于A、B原子的成鍵原子半徑越小、鍵長(zhǎng)越
影響強(qiáng)度的增大而增大;
電負(fù)性越大,B原子的半徑越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)
的因素②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)
小,氫鍵鍵能越大定
分子質(zhì)量越大,范德華力越大
①影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解度分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的①影響分子的穩(wěn)定性,共價(jià)
等物理性質(zhì);熔、沸點(diǎn)升高,在水中的溶解鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越
對(duì)物質(zhì)性
②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相度增大;分子內(nèi)氫鍵會(huì)使物質(zhì)強(qiáng);
質(zhì)的影響
對(duì)分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔、的熔、沸點(diǎn)降低,在水中溶解②影響原子晶體的熔、沸
沸點(diǎn)升高度減小點(diǎn),硬度
2.配合物
配合物的組成[中心離子(配體)用外界]
典型配合物CU(NH3)4SO4Fe(SCN)3Ag(NH3)2OH
中心離子Cu2+Fe3+Ag+
中心離子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一般是金屬離子,特別是過(guò)渡金屬離子,必須有空軌道
SCN-
配體NH3NH3
配體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子或離子,必須含有孤對(duì)電子(如NH3、H2O>CO,cr、SCN-等)
配位數(shù)(“)432
2-
外界SO4無(wú)OH-
顏色深藍(lán)色血紅色無(wú)色
配離子所含化學(xué)鍵配體通過(guò)配位鍵與中心離子結(jié)合
配合物所含化學(xué)鍵配位鍵、離子鍵;配體或外界中可能還含有共價(jià)鍵
配合物的常見(jiàn)性質(zhì)屬于離子化合物,多數(shù)能溶解、能電離,多數(shù)有顏色
是過(guò)渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物,如四?;?zhèn)[Ni(CO)4]。在許多有機(jī)化
金屬跋基配合物
合物的合成反應(yīng)中,金屬跋基配合物常常作為這些反應(yīng)的催化劑
二茂鐵的結(jié)構(gòu)為一個(gè)鐵原子處在兩個(gè)平行的環(huán)戊二烯的環(huán)之間。在固體狀態(tài)下,
二茂鐵也??jī)蓚€(gè)茂環(huán)相互錯(cuò)開(kāi)成全錯(cuò)位構(gòu)型,溫度升高時(shí)則繞垂直軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。二茂鐵的化
學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,類似芳香族化合物
即時(shí)檢■
請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打,W,,,錯(cuò)誤的打"X”)
(1)范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別是作用力的強(qiáng)弱不同()
(2)任何分子間在任意情況下都會(huì)產(chǎn)生范德華力()
(3)分子間作用力是分子間相互作用力的總稱,包括氫鍵與范德華力()
(4)范德華力的實(shí)質(zhì)也是一種電性作用,所以范德華力是一種特殊的化學(xué)鍵()
(5)范德華力非常微弱,故破壞范德華力不需要消耗能量()
(6)氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵,它廣泛存在于自然界中()
(7)范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)沒(méi)有必然的聯(lián)系()
(8)范德華力能夠影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)()
(9)范德華力僅是影響物質(zhì)部分物理性質(zhì)的一種因素()
(10)范德華力是決定由分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的唯一因素()
(11)范德華力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間()
(12)可燃冰(CHr8H2。)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵()
(13)乙醇分子和水分子間只存在范德華力()
(14)氫鍵具有方向性和飽和性()
(15)氫鍵的存在,使水凝結(jié)為冰時(shí)密度減小,體積增大()
(16)H2()2分子間存在氫鍵()
(17)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX。的熔、沸點(diǎn)均隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大()
(18)氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高()
(19)H2O比H2s穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵()
(20)分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高外,對(duì)物質(zhì)的溶解、電離等也都有影響()
答案:(1W(2)x(3)X(4)X(5)X(6)X(7)x(8)x(9)d(10)x(11)4(12)x(13)(14)4
(15)4(16)V(17)x(18)x(19)x(20)7
典例。羲
例1(2023?湖南卷,4)下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的沸點(diǎn)
C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發(fā)生水解反應(yīng)
D.冠酸(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者能通過(guò)弱相互作用形成超分子
【答案】A
【解析】A項(xiàng),有手性異構(gòu)體的分子被稱為手性分子,當(dāng)分子中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的手性碳原子時(shí),
會(huì)出現(xiàn)內(nèi)消旋體,這種含有內(nèi)消旋體的分子不是手性分子,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),鄰羥基苯甲醛中含有分子內(nèi)氫鍵,
分子內(nèi)氫鍵可以降低物質(zhì)的熔沸點(diǎn),因此鄰羥基苯甲醛的熔沸點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的熔沸點(diǎn),B正確;C項(xiàng),
酰胺在酸性條件下反應(yīng)生成竣基和氨基,在堿性條件下反應(yīng)生成較酸鹽和氨氣,二者均為水解反應(yīng),C正確;
D項(xiàng),超分子是由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間作用力形成的分子聚集體,冠酸(18-冠-6)的空穴大小為
260~320pm,可以適配K+(276pm)、Rb+(304pm),冠醒與離子之間以配位的形式結(jié)合,D正確;故選A。
例2(2023?湖北省選擇性考試,11)物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)。下列性質(zhì)差異與結(jié)構(gòu)因素匹配錯(cuò)誤的是
)
選項(xiàng)性質(zhì)差異結(jié)構(gòu)因素
A沸點(diǎn):正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子間作用力
B熔點(diǎn):A1F3(1040℃)遠(yuǎn)高于A1CL(178℃升華)晶體類型
C酸性:CF3coOH(pKa=0.23)遠(yuǎn)強(qiáng)于CH3COOH(pKa=4.76)羥基極性
D溶解度(20℃):Na2co3(29g)大于NaHCO3(8g)陰離子電荷
【答案】D
【解析】A項(xiàng),正戊烷和新戊烷形成的晶體都是分子晶體,由于新戊烷支鏈多,對(duì)稱性好,分子間作
用力小,所以沸點(diǎn)較低,故A正確;B項(xiàng),A1F3為離子化合物,形成的晶體為離子晶體,熔點(diǎn)較高,A1C13
為共價(jià)化合物,形成的晶體為分子晶體,熔點(diǎn)較低,則A1F3熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于AlCb,故B正確;C項(xiàng),由于電負(fù)
性F>H,C-F鍵極性大于C-H鍵,使得竣基上的羥基極性增強(qiáng),氫原子更容易電離,酸性增強(qiáng),故C正確;
D項(xiàng),碳酸氫鈉在水中的溶解度比碳酸鈉小的原因是碳酸氫鈉晶體中HCO3-間存在氫鍵,與晶格能大小無(wú)關(guān),
即與陰離子電荷無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤;故選D。
時(shí)點(diǎn)提升
對(duì)點(diǎn)1下列對(duì)分子及其性質(zhì)的解釋中,不正確的是()
A.液態(tài)氟化氫分子間存在氫鍵,所以氟化氫的沸點(diǎn)比氯化氫高
B.CH」、CO2、BF3都是含有極性鍵的非極性分子
2+
C.[CU(NH3)4]中含有離子鍵、極性鍵、配位鍵
D.因?yàn)榉橇u基氧原子數(shù)目逐漸減少,所以酸性HC1O4>H2sO4>H3P04
【答案】c
【解析】A項(xiàng),液態(tài)氟化氫中存在氫鍵,所以氟化氫的沸點(diǎn)比氯化氫高,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),CH4、CO2、
BF3都是含有極性鍵的非極性分子,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),[Cu(NH3)4F+中含有極性鍵、配位鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),
非羥基氧原子數(shù)目越多酸性越強(qiáng),而在HC1O4中有3個(gè)非羥基氧原子,H2s04中有2個(gè)非羥基氧原子,H3PCU
中有1個(gè)非羥基氧原子,所以酸性強(qiáng)弱的順序?yàn)椋篐C1O4>H2sO4>H3Po4,D項(xiàng)正確;故選C。
對(duì)點(diǎn)2關(guān)于CS2、SO2>NH3三種物質(zhì)的說(shuō)法中正確的是()
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其屬于極性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它們都是極性分子
C.CS2為非極性分子,所以在三種物質(zhì)中熔沸點(diǎn)最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有極性
【答案】B
【解析】根據(jù)“相似相溶”原理,水是極性分子,CS2是非極性分子,S02和NH3都是極性分子,故A項(xiàng)
錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確;由于CS2常溫下是液體,S02和NH3常溫下是氣體,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3在水中溶解度很
大,除了由于NH3分子有極性外,還因?yàn)镹H3分子和H2O分子之間可以形成氫鍵,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。
且真題感知
1.(2023?山東卷,3)下列分子屬于極性分子的是()
A.CS2B.NF3C.SO3D.SiF4
【答案】B
【解析】A項(xiàng),CS2中C上的孤電子對(duì)數(shù)為gx(4-2x2尸0,◎鍵電子對(duì)數(shù)為2,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,CS2
的空間構(gòu)型為直線形,分子中正負(fù)電中心重合,CS2屬于非極性分子,A
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