高考化學(xué)一輪復(fù)習第十三章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案

1、 學(xué)案64分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考綱要求1.了解共價鍵的形成，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型 (sp , sp2, sp3)。3.能用價層電子對互斥理論或 者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。4.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。5.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)。知識點一共價鍵1 .本質(zhì)原子之間形成。2.特征具有 性和性。3.分類分類依據(jù)形成共價鍵的原子軌道重疊方式2鍵電子云“頭碰頭”重疊n鍵匚電子云“肩并肩”重疊 d形成共價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4.鍵參數(shù)(1)

2、鍵能鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成 化學(xué)鍵釋放的最低能量。單位：,用EaB表示，如H H鍵的鍵能為436.0 kJ mol1, NN鍵的鍵 能為 946 kJ - mol 1。應(yīng)為氣態(tài)基態(tài)原子：保證釋放能量最低。鍵能為衡量共價鍵穩(wěn)定性的參數(shù)：鍵能越大，即形成化學(xué)鍵時釋放的能量越，形成的化學(xué)鍵越。結(jié)構(gòu)相似的分子中，化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(2)鍵長鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的 為鍵長。因成鍵時原子軌道發(fā)生重疊， 鍵長小于成鍵原子的原子半徑之和。鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的另一個參數(shù)。鍵長越短，鍵能越 ,共價鍵越 。(3)鍵角鍵角：在原子數(shù)超過 2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角。鍵角決定了分子

3、的。多原子分子中共價鍵間形成鍵角，表明共價鍵具有 性。常見分子中的鍵角： CO分子中的鍵角為 ,為 形分子；H2O分子中鍵角為105 ,為 形（或 形）分子；CH4分子中鍵角為109 28,為形分子。5.等電子原理原子總數(shù)、價電子總數(shù)均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)。這 樣的分子（或微粒）互稱為。問 題 思 考.怎樣判斷原子間所形成的化學(xué)鍵是離子鍵，還是共價鍵，是極性鍵還是非極性鍵？.所有的共價鍵都有方向性嗎？（T鍵和兀鍵哪個活潑？知識點二分子的立體構(gòu)型.價層電子對互斥模型的兩種類型價層電子對互斥模型說明的是 的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是的空間構(gòu)型，不包括孤電子對。（

4、1）當中心原子無孤電子對時，兩者的構(gòu)型 ;(2)當中心原子有孤電子對時，兩者的構(gòu)型 。.雜化軌道理論當原子成鍵時，原子的價軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等的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，形成分子的立體構(gòu)型不同。.價層電子對互斥模型、雜化軌道理論與分子立體構(gòu)型的關(guān)系(1)雜化軌道理論雜化 回雜化軌 道數(shù)目雜化 軌道 間夾 角立體構(gòu)型實例spBeCl22 spBF33 spCH(2)價層電子對互斥模型電子 對數(shù)成鍵 對數(shù)孤電子 對數(shù)電子對 空間構(gòu) 型分子立體構(gòu)型實例220直線形直線形BeCl2330三角形正三角 形BF321V形SnBr2440四向體 形止四面 體形CH3

5、1三角錐 形NH22V形H2O.配位化合物(1)配位鍵：成鍵原子一方提供孤對電子，另一方提供空軌道。(2)配位化合物：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。(3)組成：如對于Ag(NH3)2OH,中心離子為 Ag+,配體為NH,配位數(shù)為2。問 題 思 考CH和H2O的雜化方式是否相同？怎樣理解其分子立體結(jié)構(gòu)的不同?知識點三分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì).鍵的極性和分子極性(1)極性鍵和非極性鍵極性鍵：的共價鍵。非極性鍵：的共價鍵。(2)極性分子和非極性分子極性分子：正電中心和負電中心 的分子。非極性分子：正電中心和負電中心 的分子。.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)概念

6、與 之間存在著的一種把分子聚集在一起的作用力。(2)特點范德華力 ,約比化學(xué)鍵的鍵能小 12個數(shù)量級。(3)影響因素越大，則范德華力越大。二 越大，則范德華力越大。(4)對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的 性質(zhì)，化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的 性質(zhì)。.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)概念氫鍵是一種 ,它是由已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原 子與另一個分子中 的原子之間的作用力。其表示方法為 。(2)特點大小：介于 和 之間，約為化學(xué)鍵的 分之幾，不屬于化學(xué)鍵。存在：氫鍵不僅存在于 ,有時也存在于 。氫鍵也和共價鍵一樣具有 性和 性。(3)對物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點 ,對電離和溶解

7、等產(chǎn)生影響。.溶解性“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于 ,極性溶質(zhì)一般能溶于。如果存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性 。“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如乙醇與水 ,而戊醇在水中的溶解度明顯。(3)如果溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)，將增加物質(zhì)的溶解度，如 等。問 題 思 考.由極性鍵形成的分子一定是極性分子嗎？.氫鍵是化學(xué)鍵嗎？怎樣理解氫鍵的強、弱對分子熔、沸點的影響?、范德華力、氫鍵、共價鍵的比較完成下列表格范德華力氫鍵共價鍵概念物質(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 氫鍵極性共價鍵、非極性 共

8、價鍵存在范圍雙原子或多原子的分 子或共價化合物和某 些離子化合物特征（有、無力向性和 飽和性）強度比較影響強度 的因素對于 A HHB, A B 的電負性越大，B原 子的半徑越小，鍵能越大對物質(zhì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔、沸 點、溶解度等物理性 質(zhì)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、 沸點升高。如熔、沸點 F2Cl2Br2I 2, CRCCl4HS, HFHCl NHPH典 例 導(dǎo) 悟1已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第1個長周期，短周期元素 丫原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3,它們所形成化合物的分子式是 XY。試回答：(1)若X、Y兩元素電負性分別為 2.1

9、和2.85，則XY4中X與Y之間的化學(xué)鍵為 (填 “共價鍵”或“離子鍵”)。(2)該化合物的立體構(gòu)型 為,中心原子 的雜化類型為,分子為 (填“極性分子”或“非極性分子”)。(3)該化合物在常溫下為液體，該化合物中分子間作用力是 。(4)該化合物的沸點與SiCl 4比較，(填化學(xué)式)的高，原因是二、等電子原理及應(yīng)用1.常見的等電子體匯總(完成下表)微粒通式價電子總數(shù)立體構(gòu)型CQ、CNS、N。、NTAXCO 、 NG、 SOAXSO、Q、NGAX2V形SO、POAX4pO、sO、ClOAX3P三角錐形CO N2AX直線形CH、NHtAX42.應(yīng)用根據(jù)已知的一些分子結(jié)構(gòu)推測另一些與它等電子的微粒的

10、立體結(jié)構(gòu)，并推測其物理性質(zhì)。(1)(BN) x與Q)x, NbO與CO等也是等電子體；(2)硅和錯是良好的半導(dǎo)體材料，他們的等電子體磷化鋁(AlP)和神化錢(GaAs)也是很好的半導(dǎo)體材料；(3)白錫(3-Sn 2)與睇化錮是 等電子體，它們在低溫下都可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體；(4)SiCl 4、SiO：、SOT的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都相等，它們互為等電子體，中心原子 都是sp1919年，Langmuir提出等電子原理：原 子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是： 和; 和。(2)止匕后，等電

11、子原理又有所發(fā)展。 例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周雜化，都形成正四面體形立體構(gòu)型。特別提醒 等電,子體結(jié)構(gòu)相同，物理性質(zhì)相近，但化學(xué)性質(zhì)不同。典 例 導(dǎo) 悟期元素組成的物質(zhì)中，與 NO互為等電子體的分子有:1 . 2011 課標全國卷一 37(3)(4)(3) 在BR分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是B原子的雜化軌道類型為 , BF3和過量NaF作用可生成 NaBE, BF4的立體構(gòu)型為(4)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與 N原子之間的化學(xué)鍵為,層間作用力為。2011 福建理綜，30(3

12、)(4)(3)腫(N2H)分子可視為NH分子中的一個氫原子被一NH(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH分子的空間構(gòu)型是 ; NbH分子中氮原子軌道的雜化類型是 。腫可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是：NbQ。)+ 2N2H、“子中b鍵與兀鍵數(shù)目之比為 。2010 海南理綜，191, 19- II (5)I .下列描述中正確的是()CS為V形的極性分子ClO3的立體構(gòu)型為平面三角形SR中有6對完全相同的成鍵電子對SiF4和SO的中心原子均為 sp3雜化n.（5） 丁二酮的常用于檢驗Ni2+：在稀氨水介質(zhì)中，丁二酮的與Ni2+反應(yīng)可生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如圖所示。該結(jié)構(gòu)中，碳碳之間的共價鍵類型

13、是b鍵，碳氮之間的共價鍵類型是 ，氮饃之間形成的化學(xué)鍵是該結(jié)構(gòu)中，氧氫之間除共價鍵外還可存在該結(jié)構(gòu)中，碳原子的雜化軌道類型有題組一共價鍵 TOC o 1-5 h z .下列物質(zhì)的分子中既有 （T鍵，又有 兀鍵的是（）HCl H2O N2H2Q C 2T C 2H2A.B.C.D.（2011 臺州質(zhì)檢）下列有關(guān)d鍵的說法錯誤的是（）A.如果電子云圖象是由兩個s電子重疊形成的，即形成 s-s d鍵s電子與p電子形成s-p （T鍵p電子與p電子不能形成 b鍵HCl分子里含一個s-p b鍵（2011 青州調(diào)研）下列說法不正確的是（）A.雙鍵、三鍵中都有 兀鍵B.成鍵原子間原子軌道重疊愈多，共價鍵愈牢固

14、C.因每個原子未成對電子數(shù)是一定的，故配對原子個數(shù)也一定D.所有原子軌道在空間都具有自己的方向性題組二分子的立體構(gòu)型（2011 蘭州調(diào)研）下列分子中，各原子均處于同一平面上的是（）A. NHB. CC14C. H2QD. CH2O下列推斷正確的是（）BR是三角錐形分子HN ： H NH4的電子式：H,離子呈平面形結(jié)構(gòu)CH4分子中的4個C- H鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子的p軌道形成的s-p b鍵CH4分子中的碳原子以 4個sp3雜化軌道分別與 4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個 C- H d 鍵題組三分子的性質(zhì)（2011 合肥模擬）下列各組分子中都屬于含極性鍵的非極性分子的是（）A. CO、

15、H2SB. C2H4、CHC. Cl 2、C2H2D. NH、HCl（2011 成都模擬）已知C。BF3、CH、SO都是非極性分子， NH、H2S、Hk。SO都是 極性分子，由此可推知 AB型分子是非極性分子的經(jīng)驗規(guī)律是（）A.分子中所有原子在同一平面內(nèi)分子中不含氫原子C.在AB分子中，A元素為最高正價D.在AR型分子中，A原子最外層電子不一定都成鍵題號1234567答案題組四綜合探究8.均由兩種短周期元素組成的A、B、C D化合物分子，都含有18個電子，它們分子中所含原子的數(shù)目依次為2、3、4、6。A和C分子中的原子個數(shù)比為1 ： 1, B和D分子中的原子個數(shù)比為1 ： 2。D可作為火箭推進

16、劑的燃料。請回答下列問題：（1）A、B、G D分子中相對原子質(zhì)量較大的四種元素第一電離能由大到小排列的順序為 n（用元素符號回答）。（2）A與HF相比,其熔、沸點較低，原因是（3）B分子的空間構(gòu)型為 形，該分子屬于 分子（填“極性”或“非 極性”）。由此可以預(yù)測 B分子在水中的溶解度較 （“大”或“小”）。（4）A、B兩分子的中心原子的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強弱為 （填化 學(xué)式），若設(shè)A的中心原子為 X, B的中心原子為 Y,比較下列物質(zhì)的酸性強弱。HXO HXO HXO; HYOHYO（5）D分子中心原子的雜化方式是 ,由該原子組成的單質(zhì)分子中包含 個冗鍵，與該單質(zhì)分子互為等電子彳的

17、常見分子的分子式為 。學(xué)案64分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【課前準備區(qū)】知識點一.共用電子對.飽和 方向. (1)1 mol kJ mol 多 牢固(2)核間距 大穩(wěn)定(3)空間構(gòu)型 方向 180直線角 V正四面體.等電子體知識點二1 .價層電子對 成鍵電子對一致 (2)不一致3. (1)2180直線形 3 120平面三角形4109 28四面體形知識點三. (1)電子對發(fā)生偏移電子對不發(fā)生偏移(2)不重合 重合(1)分子分子(2)很弱(3)相對分子質(zhì)量分子極性(4)物理化學(xué)(1)除范德華力之外的另一種分子間作用力電負性很強 A HHB(2)范德華力化學(xué)鍵 十 分子間 分子內(nèi)方向飽和(3)升高(1)非極性溶劑

18、 極性溶劑 越強(2)互溶減小(3)SO2 與 HaO問題思考. 一般有兩種方法：經(jīng)驗判斷，活潑金屬與活潑的非金屬，強堿，多數(shù)鹽形成的是離 子鍵，非金屬原子間、酸、弱堿等分子中形成的是共價鍵，同種元素間形成的是非極性鍵， 不同種元素間形成的是極性鍵。電負性判斷：當兩原子間的電負性相差很大(大于1.7)時，形成的為離子鍵；當原子間的電負性相差不大時形成的是共價鍵，電負性相同的原子形成的 為非極性鍵，其余為極性鍵。. Hk分子中的s s(r鍵無方向性。.兀鍵比(T鍵活潑，易斷開。.它們都是以 sp3雜化的方式形成分子的，電子對空間構(gòu)型都是四面體形，CH分子中碳原子無孤對電子故其分子構(gòu)型為正四面體，

19、而HO分子中氧原子有兩對未成鍵電子，而分子的空間構(gòu)型是指成鍵電子對的空間構(gòu)型，故其分子構(gòu)型為V形。.不一定，如 CH、CCl4等，分子中全是極性鍵，但正負電荷中心重合，不顯極性。.氫鍵不是化學(xué)鍵，定位于一種較強的分子間作用力。若分子間形成氫鍵，造成分子間作用力增大，分子間距離增大(如熔化、汽化)克服的能量較高，故熔、沸點升高。若僅分子內(nèi)形成氫鍵，則分子間的作用力減弱，則熔、沸點降低?！菊n堂活動區(qū)】一、由已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中電負性很強的原子 之間的作用力 分子間 某些含強極性鍵氫化物的分子間(如HR Hb。NH)或含F(xiàn)、N、。及H的化合物中或其分子間無方向性、無

20、飽和性有方向性、有飽和性 有方向性、有飽和性共價鍵氫鍵范德華力隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大；組成和結(jié)構(gòu) 相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定影響分子的穩(wěn)定性；共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強二、1.16e一 直線形 24e一平面三角形18e32e正四面體形 26e-10e 8e正四面體形典例導(dǎo)悟(1)共價鍵(2)正四面體形 sp3雜化非極性分子(3)范德華力(4)GeCl 4組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、 沸點越高解析 推斷出X為Ge, Y元素為Cl,與CCl4, SiCl4類比即可。(1)

21、N 2 CO N2O CO(2)SO 2 O解析 (1)僅由第二周期元素組成白共價分子中，即C、N、Q F組成的共價分子，如：N2與CO均為14個電子，N2O與CO均為22個電子。(2)依題意，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，即可互稱為等電子體，NO為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為：5+ 6X2+ 1=18, SO、Q也為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為 6X3=18?！菊n后練習區(qū)】局考集訓(xùn)1 . (3)120sp2正四面體形 (4)共價鍵(或極性共價鍵)分子間作用力解析 (3)BF 3的空間構(gòu)型為平面正三角形， 故FB F的鍵角為120 ; B原子的雜化類 型為sp2雜化；根據(jù)

22、價電子對互斥理論可知，BF4的立體構(gòu)型為正四面體形。(4)借助于石墨的結(jié)構(gòu)可知，B與N原子之間的化學(xué)鍵為共價鍵，層與層之間依靠分子間.作用力相結(jié)合。(3)三角錐形sp33d (4)c解析 (3)NH的空間構(gòu)型是三角錐形， 得，氮原子采用sp3雜化方式結(jié)合。1 mol 1 mol N2H4反應(yīng)，生成1.5 mol N2,則形成3 晶體也是離子晶體，內(nèi)部不含有范德華力。(4)能被該有機物識別即能嵌入空腔形成 且能形成氫鍵，只有 c項符合題意。N2H4分子可看作兩個 NH分子脫去一個H2分子所N2中含有2 mol兀 鍵，4 mol NH鍵斷裂即有mol兀鍵。硫酸俊晶體是離子晶體，則N2HSQ4個氫鍵

23、，則要求某分子或離子是正四面體結(jié)構(gòu)3. (2)OH鍵、氫鍵、范德華力一CHOCHO形成分子內(nèi)氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大sp 3H2O中。原子上有2對孤電子對，H0中。原子上只有1對孤電子對，排斥力較小 解析 (2)水分子內(nèi)的0-H鍵為化學(xué)鍵，氫鍵為分子間作用力；H0CH0存在分子間氫鍵而間氫鍵主要影響物質(zhì)的熔、沸點 (升高)。0MCHO存在分子內(nèi)氫鍵，而分子(3)H 2Q HO卡中的。原子均采取sp3雜化，孤電子對對成鍵電子對具有排斥作用，而孤電子對數(shù)多的H2O中排斥力大，鍵角小。(1)sp 2分子間作用力 (3)一 ，- ， 一 4+2，、， 一 入，一(3)SnBr2分子中，Sn原子價電子對數(shù)目是 一2一= 3,配位原子數(shù)為 2,故Sn原子含有孤對電子，SnBr2立體構(gòu)型為 V形，鍵角小于120。ONCK離子晶體sp 1 ： 1解析 由原子守恒可知 A為&S,其晶體類型為離子晶體， 含有極性共價鍵的分子為 CO, 其中心原子軌道雜化為 sp雜化，N2中含有1個d鍵和2個兀鍵，所以CM中也含有1個d 鍵和2個兀鍵，在HCN43又多了一個 H C b鍵，所以在 HCN43(T鍵和兀鍵各為2個。I .CDn .(