蘇教版選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 專題4和專題5知識點(diǎn)

1、第一單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)分子的空間構(gòu)型雜 化 軌 道 理 論 與 分 子 的 空 間 構(gòu) 型基礎(chǔ)初探1.sp3雜化與CH4分子的空間構(gòu)型(1)雜化軌道的形成碳原子2s軌道上的1個(gè)電子進(jìn)入2p空軌道，1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道“混合”，形成能量相等、成分相同的4個(gè)sp3雜化軌道。(2)sp3雜化軌道的空間指向碳原子的4個(gè)sp3雜化軌道指向正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)軌道上都有一個(gè)未成對電子。(3)共價(jià)鍵的形成碳原子的4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)H原子的1s軌道重疊形成4個(gè)相同的鍵。(4)CH4分子的空間構(gòu)型CH4分子為空間正四面體結(jié)構(gòu)，分子中CH鍵之間的夾角都是109.5。2.sp2雜化與BF3

2、分子的空間構(gòu)型(1)sp2雜化軌道的形成硼原子2s軌道上的1個(gè)電子進(jìn)入2p軌道。1個(gè)2s軌道和2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成能量相等、成分相同的3個(gè)sp2雜化軌道。圖示為：(2)sp2雜化軌道的空間指向硼原子的3個(gè)sp2雜化軌道指向平面三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，3個(gè)sp2雜化軌道間的夾角為120。(3)共價(jià)鍵的形成硼原子的3個(gè)sp2雜化軌道分別與3個(gè)氟原子的1個(gè)2p軌道重疊，形成3個(gè)相同的鍵。(4)BF3分子的空間構(gòu)型BF3分子的空間構(gòu)型為平面三角形，鍵角為120。3.sp雜化與BeCl2分子的空間構(gòu)型(1)雜化軌道的形成Be原子2s軌道上的1個(gè)電子進(jìn)入2p軌道，1個(gè)2s軌道和1個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成能

3、量相等、成分相同的2個(gè)sp雜化軌道。圖示為：(2)sp雜化軌道的空間指向兩個(gè)sp雜化軌道呈直線形，其夾角為180。(3)共價(jià)鍵的形成Be原子的2個(gè)sp雜化軌道分別與2個(gè)Cl原子的1個(gè)3p軌道重疊形成2個(gè)相同的鍵。合作探究用雜化軌道理論分析探究烷烴、烯烴、炔烴的C的雜化方式和成鍵情況，(以C2H6、C2H4、C2H2為例)，請完成下表分子結(jié)構(gòu)C原子雜化方式成鍵情況sp3雜化每個(gè)C原子的3個(gè)sp3軌道分別與3個(gè)H原子的1s軌道重疊形成3個(gè)鍵；兩個(gè)C原子各以1個(gè)sp3軌道發(fā)生重疊形成鍵sp2雜化每個(gè)C原子的2個(gè)sp2軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道重疊形成2個(gè)鍵；兩個(gè)C原子各以1個(gè)sp2軌道發(fā)生重疊形

4、成鍵，各以1個(gè)未雜化的2p軌道發(fā)生重疊形成鍵 核心突破1.ABm型粒子的中心原子雜化與分子空間構(gòu)型的關(guān)系(1)當(dāng)雜化軌道全部用于形成鍵時(shí)雜化類型spsp2sp3軌道組成一個(gè)ns和一個(gè)np一個(gè)ns和兩個(gè)np一個(gè)ns和三個(gè)np軌道夾角180120109.5雜化軌道示意圖實(shí)例BeCl2BF3CH4分子結(jié)構(gòu)示意圖分子的空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體型(2)當(dāng)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對時(shí)由于孤電子對參與互相排斥，會使分子的構(gòu)型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。如水分子中氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)是由孤電子對占據(jù)的，其分子不呈正四面體構(gòu)型，而呈V形，氨分子中氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)由孤電子對占據(jù)，氨

5、分子不呈正四面體構(gòu)型，而呈三角錐型。2.含鍵和鍵的分子構(gòu)型和雜化類型物質(zhì)結(jié)構(gòu)式雜化軌道類型分子中共價(jià)鍵數(shù)鍵角分子的空間構(gòu)型甲醛sp23個(gè)鍵1個(gè)鍵約120平面三角形乙烯5個(gè)鍵1個(gè)鍵120平面形氰化氫sp2個(gè)鍵2個(gè)鍵180直線形乙炔3個(gè)鍵2個(gè)鍵180直線形【規(guī)律方法】分子或離子中中心原子雜化類型的判斷(1)根據(jù)分子或離子的立體結(jié)構(gòu)判斷，如直線形為sp雜化，平面形為sp2雜化，四面體為sp3雜化。(2)根據(jù)參加雜化的軌道數(shù)(價(jià)層電子對數(shù))與形成的雜化軌道數(shù)相同判斷，如2個(gè)價(jià)層電子對的雜化為sp雜化，3個(gè)價(jià)層電子對的雜化為sp2雜化，4個(gè)價(jià)層電子對的雜化為sp3雜化。(3)根據(jù)中心原子是否形成鍵及鍵數(shù)

6、目判斷，如中心原子沒有鍵為sp3雜化，形成一個(gè)鍵為sp2雜化，形成兩個(gè)鍵為sp雜化。價(jià) 層 電 子 對 互 斥 模 型 與 等 電 子 原 理基礎(chǔ)初探教材整理1價(jià)層電子對互斥模型1.含義分子中的價(jià)電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥作用，而趨向于盡可能彼此遠(yuǎn)離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間構(gòu)型。2.價(jià)層電子對數(shù)目與幾何分布的關(guān)系價(jià)層電子對數(shù)目234價(jià)層電子對的幾何分布構(gòu)型直線形平面三角形正四面體型3.相關(guān)說明(1)具有相同價(jià)電子對數(shù)的分子，中心原子的雜化軌道類型相同，價(jià)電子對分布的幾何構(gòu)型也相同。(2)如果分子中中心原子的雜化軌道上存在孤電子對，價(jià)電子對之間的斥力大小順序?yàn)椋汗?/p>

7、電子對與孤電子對之間的斥力孤電子對與成鍵電子對之間的斥力成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力，且隨著孤電子對數(shù)目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。教材整理2等電子原理1.原理具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。2.應(yīng)用判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型。利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料。利用等電子原理針對某物質(zhì)找等電子體。合作探究ABm型分子或離子的價(jià)層電子對的計(jì)算與空間構(gòu)型的分析探究價(jià)層電子對數(shù)的一般計(jì)算方法：對于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的價(jià)電子對數(shù)可以通過下式確定：即neq f(中心原子的價(jià)電子數(shù)每個(gè)配位原子提供的價(jià)電

8、子數(shù)m,2)。規(guī)定：作為配體，鹵素原子和氫原子提供1個(gè)電子，氧族元素的原子不提供電子；作為中心原子，鹵素原子按提供7個(gè)電子計(jì)算，氧族元素的原子按提供6個(gè)電子計(jì)算，即中心原子的價(jià)電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)；對于復(fù)雜離子，在計(jì)算價(jià)電子對數(shù)時(shí)，還應(yīng)加上陰離子的電荷數(shù)或減去陽離子的電荷數(shù)；計(jì)算價(jià)電子對數(shù)時(shí)，若剩余1個(gè)電子，亦當(dāng)作1對電子處理。雙鍵、三鍵等多重鍵作為1對電子看待。核心突破ABm型中心原子價(jià)層電子對，雜化類型和分子構(gòu)型的關(guān)系雜化類型價(jià)電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)分子空間構(gòu)型實(shí)例sp220直線形BeCl2、CO2sp2330平面三角形BF3、SO321V形SnBr2、PbCl2sp3

9、440正四面體型CH4、CCl431三角錐型NH3、PCl322V形H2O第1課時(shí) 分子的極性與手性分子分 子 的 極 性基礎(chǔ)初探1.極性分子與非極性分子(1)極性分子：正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重合的分子。(2)非極性分子：正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子。2.非極性分子、極性分子的判斷方法(1)雙原子分子分子的極性取決于成鍵原子之間的共價(jià)鍵是否有極性，以極性鍵結(jié)合的雙原子分子是極性分子，以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子是非極性分子。(2)以極性鍵結(jié)合的多原子分子(ABm型)分子的極性取決于分子的空間構(gòu)型。若配位原子對稱地分布在中心原子周圍，整個(gè)分子的正、負(fù)電荷重心相重合，則分子為非極性分子。3

10、.分子的極性對物質(zhì)溶解性的影響相似相溶規(guī)則非極性分子構(gòu)成的物質(zhì)一般易溶于非極性溶劑，極性分子構(gòu)成的物質(zhì)一般易溶于極性溶劑。核心突破1.鍵的極性eq blcrc (avs4alco1(極性鍵：XY型，如OH，NH,非極性鍵：XX型，如NN，HH)2.鍵的極性與分子極性之間的關(guān)系【溫馨提醒】分子的極性是分子中化學(xué)鍵的極性向量和。只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子；而含極性鍵的分子，如果分子的空間結(jié)構(gòu)是對稱的，則鍵的極性相互抵消，各個(gè)鍵的極性的向量和為零，整個(gè)分子就是非極性分子；反之，則是極性分子?！疽?guī)律方法】分子的極性對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)分子的極性對物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響分子的極性越大，分子間作用力

11、越強(qiáng)，克服分子間的作用力使物質(zhì)熔化或汽化所需的外界能量就越多，則物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。在相對分子質(zhì)量相同的情況下，極性分子比非極性分子有更高的沸點(diǎn)。(2)分子的極性對物質(zhì)溶解性的影響一般情況下，由極性分子構(gòu)成的物質(zhì)易溶于極性溶劑，由非極性分子構(gòu)成的物質(zhì)易溶于非極性溶劑，即遵循“相似相溶規(guī)則”。手 性 分 子基礎(chǔ)初探1.手性異構(gòu)體和手性分子組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的一對分子互稱為手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子。2.手性碳原子當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在同一碳原子上時(shí)，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子

12、稱為手性碳原子。3.手性分子的重要用途由于手性分子對生命及生理活動(dòng)有其特殊的活性，化學(xué)工作者期望可以找到對癌癥和一些目前的疑難雜癥有治療作用的手性藥品；同時(shí)也期望早日實(shí)現(xiàn)“手性分子”的合成和分離的工業(yè)化；期望能制造出可以利用的“手性分子”作為高分子聚合物的單體，用以合成易降解的高分子化合物，減少環(huán)境污染。例題：當(dāng)一個(gè)碳原子所連四個(gè)原子或原子團(tuán)不同時(shí)，該碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2個(gè)手性碳原子的是()【解析】A、B、D中各含一個(gè)手性碳原子?！敬鸢浮緾【規(guī)律方法】手性碳原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其中X、Y、Z、W為不同的原子或原子團(tuán)。第二單元配合物的形成和應(yīng)用配 合 物 的 形 成基礎(chǔ)初探1.配

13、合物(1)概念由提供孤電子對的配位體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物。(2)組成(3)形成條件配位體有孤電子對；如中性分子H2O、NH3、CO等；離子有F、Cl、CN等。中心原子有空軌道；如Fe3、Cu2、Ag、Zn2等。2.配合物異構(gòu)現(xiàn)象(1)產(chǎn)生異構(gòu)現(xiàn)象的原因含有兩種或兩種以上配位體。配位體空間排列方式不同。(3)異構(gòu)體的性質(zhì)順、反異構(gòu)體在顏色、極性、溶解性、活性等方面都有差異。核心突破1.配位鍵(1)形成條件：中心原子必須有空軌道；配位原子必須有孤電子對。(2)表示方法：配位鍵用“AB”表示，A為提供孤電子對的原(離)子，B為接受孤電子對的原(離)子。2.配合物(1)組成

14、配合物的組成包含中心原子、配位體、配位數(shù)、內(nèi)界和外界等概念。以Cu(NH3)4SO4為例說明如下。(2)電離配合物的內(nèi)界和外界之間多是以離子鍵結(jié)合，因而屬于離子化合物、強(qiáng)電解質(zhì)，能完全電離成內(nèi)界離子和外界離子，內(nèi)界離子也能電離但程度非常小，可謂“強(qiáng)中有弱”。如Co(NH3)5ClCl2=Co(NH3)5Cl22Cl。配 合 物 的 應(yīng) 用基礎(chǔ)初探1.在實(shí)驗(yàn)研究方面的應(yīng)用(1)檢驗(yàn)金屬離子：如可用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3的存在，F(xiàn)e3nSCNFe(SCN)n(3n)(血紅色溶液)；可用Ag(NH3)2OH溶液檢驗(yàn)醛基的存在。(2)分離物質(zhì)：如將CuSO4和Fe2(SO4)3混合液中CuSO4與Fe

15、2(SO4)3分離開，可用濃氨水，Cu2生成Cu(NH3)42。(3)定量測定物質(zhì)的組成。(4)溶解某些特殊物質(zhì)：金和鉑之所以能溶于王水中，也是與生成配離子的反應(yīng)有關(guān)。AuHNO34HCl=HAuCl4NO2H2O3Pt4HNO318HCl=3H2PtCl64NO8H2O2.在生產(chǎn)方面中的應(yīng)用在生產(chǎn)中，配合物被廣泛用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉等領(lǐng)域。3.應(yīng)用于尖端研究領(lǐng)域如激光材料、超導(dǎo)材料、抗癌藥物的研究，催化劑的研制等。專題知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)物 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 的 探 究基礎(chǔ)初探教材整理1研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系1.這里的物質(zhì)結(jié)構(gòu)指的是構(gòu)成物質(zhì)的微粒間相互作用、分子構(gòu)型

16、等。2.物質(zhì)性質(zhì)指的是物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、生物活性和生理活性等。3.物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，關(guān)注以下幾個(gè)問題：(1)研究鑭系元素結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，尋找功能奇特的光、電、磁材料。(2)研究影響生物大分子的生物活性和生理活性的結(jié)構(gòu)因素，揭示人類生命運(yùn)動(dòng)的機(jī)理。(3)研究材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，制得強(qiáng)度大、密度小、穩(wěn)定性好、耐腐蝕的合成材料，如合成具有共價(jià)鍵強(qiáng)度的高分子纖維。教材整理2量子力學(xué)理論與研究生命現(xiàn)象的化學(xué)機(jī)理1.研究化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論(1)化學(xué)服務(wù)于人類的重要方式之一是通過化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，制備人類生活與生產(chǎn)所需要的物質(zhì)。(2)化學(xué)家們要研究反應(yīng)條件、反應(yīng)途徑、催化劑選擇，

17、在理論指導(dǎo)下控制化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測化學(xué)反應(yīng)速率，確定化學(xué)反應(yīng)的途徑等。要求化學(xué)家建立精確有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論。2.探尋人類和生物的生命運(yùn)動(dòng)的化學(xué)機(jī)理，是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)亟待解決的重大課題。核心突破1.結(jié)構(gòu)決定性能(1)元素原子的結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)，這一點(diǎn)可以從元素周期表“位構(gòu)性”的關(guān)系得以表現(xiàn)。同一周期中，隨著原子序數(shù)的遞增，原子核所帶電荷數(shù)逐漸增多，原子核對外層電子的引力逐漸增強(qiáng)，原子半徑逐漸減小，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸減弱。元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱。如Na、Mg、Al三種元素，原子半徑逐漸減小，金屬性逐漸減弱

18、，還原性逐漸減弱。(2)不同的微粒靠不同的作用力構(gòu)成不同類型的晶體，如離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體。離子晶體熔、沸點(diǎn)較高，難揮發(fā)，只有提供足夠高的能量才能使陰、陽離子克服離子鍵的作用，使晶體成為熔融態(tài)或氣態(tài)，少數(shù)熱穩(wěn)定性差的離子晶體受熱時(shí)易分解。離子晶體有較高的硬度；難于壓縮，但質(zhì)脆，不宜進(jìn)行機(jī)械加工。離子晶體不導(dǎo)電，但熔融或水溶液狀態(tài)下可以導(dǎo)電。原子晶體硬度大，金剛石是最硬的物質(zhì)，熔、沸點(diǎn)都很高，不溶于常見的溶劑，一般是電的不良導(dǎo)體。分子晶體一般熔點(diǎn)低，硬度小。金屬晶體是電的良導(dǎo)體，有良好的機(jī)械加工性能等。這一切都是因其晶體的結(jié)構(gòu)不同所致，即排列方式、構(gòu)成物質(zhì)的微粒、微粒間作用力不同等。(3)分子式相同的物質(zhì)性質(zhì)可能不同。如C2H6O有兩種不同的結(jié)構(gòu)乙醇 (CH3CH2OH) 和甲醚(CH3OCH3)，前者與水互溶而后者不能。前者可與Na、乙酸反應(yīng)，后者很難發(fā)生類似的反應(yīng)。前者可發(fā)生