第03講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵(講義)(教師版) 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考)_第1頁
第03講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵(講義)(教師版) 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考)_第2頁
第03講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵(講義)(教師版) 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考)_第3頁
第03講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵(講義)(教師版) 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考)_第4頁
第03講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵(講義)(教師版) 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考)_第5頁
已閱讀5頁,還剩36頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

第03講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 202知識導(dǎo)圖·思維引航 303考點突破·考法探究 4考點一化學(xué)鍵 4知識點1化學(xué)鍵的分類 4知識點2電子式 5知識點3化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系 7知識點4共價鍵的本質(zhì)和特征 9知識點5共價鍵的分類 9知識點6σ鍵與π鍵、極性鍵與非極性鍵的判斷 10知識點7共價鍵的鍵參數(shù)及其應(yīng)用 10考向1考查化學(xué)鍵的分類 11考向2考查化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系 11考向3考查共價鍵的類別及判斷 13考點二分子的空間結(jié)構(gòu) 14知識點1價層電子對互斥模型 14知識點2雜化軌道理論 16知識點3等電子原理 17考向1考查微粒空間結(jié)構(gòu)的判斷 18考向2考查雜化軌道類型的判斷 19考向3考查鍵角大小比較 20考點三分子的性質(zhì)及應(yīng)用 22知識點1分子的極性 22知識點2鍵的極性對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響 23知識點3分子間作用力 24知識點4分子的手性 25考向1考查共價鍵的極性和分子極性的判斷 26考向2考查分子性質(zhì)的綜合應(yīng)用 28考點四配位鍵、配合物、超分子 30知識點1配位鍵的形成及配合物的性質(zhì) 30知識點2超分子 33考向1考查配位鍵、配合物性質(zhì) 34考向2考查超分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用 3604真題練習(xí)·命題洞見 38考點要求考題統(tǒng)計考情分析化學(xué)鍵2024吉林卷2題,3分2023山東卷5題,2分2023湖北卷5題,3分2022天津卷4題,3分2022湖南卷2題,3分分析近三年高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:1.從考查題型和內(nèi)容上看,高考的命題規(guī)律主要為非選擇題,在新高考試題中也會以選擇題的形式考查,考查內(nèi)容主要有以下三個方面:(1)借助具體的化學(xué)物質(zhì)考查化學(xué)鍵類型(離子鍵、共價鍵、配位鍵和金屬鍵)的判斷及形成,特別是σ鍵和π鍵的判斷等;(2)考查微粒(分子或離子)的空間結(jié)構(gòu)以及中心原子的雜化類型,尤其是雜化類型的判斷是高考命題的重點;(3)考查分子的極性、溶解性、手性分子的性質(zhì)與應(yīng)用;(4)考查范德華力、氫鍵、配位鍵的特點及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。(5)考查配位鍵的特點及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。(6)考查超分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用2.從命題思路上看,命題側(cè)重結(jié)合新科技,新能源等社會熱點為背景,考查σ鍵、π鍵、雜化方式、分子或離子的空間結(jié)構(gòu)(價層電子對互斥模型)、氫鍵、配位鍵、超分子等必備知識。3.根據(jù)高考命題的特點和規(guī)律,在復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時要注意以下幾點:(1)從不同的角度認(rèn)識化學(xué)鍵及共價鍵的類型,尤其是σ鍵和π鍵的判斷等。(2)價層電子對互斥模型和雜化軌道理論的主要要點和應(yīng)用。(3)分子極性、溶解性、手性的判斷與應(yīng)用。(4)利用微粒之間的作用力等解釋物質(zhì)的性質(zhì),如溶解性、熔沸點、空間結(jié)構(gòu)等。(5)從形成方式上認(rèn)識配位鍵的特點及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。(6)利用微粒之間的作用力等解釋配合物、超分子的性質(zhì)。分子的空間結(jié)構(gòu)2024河北卷9題,3分2024湖北卷5題,3分2024河北卷8題,3分2023全國新課標(biāo)卷9題,6分2022湖北卷11題,3分分子的性質(zhì)及應(yīng)用2024·北京卷9題,3分2024·浙江6月卷14題,2分2023湖南卷4題,3分2022江蘇卷5題,3分配位鍵、配合物、超分子2024·甘肅卷11題,3分2024·湖北卷15題,3分2023遼寧卷9題,3分2022湖北卷10題,3分復(fù)習(xí)目標(biāo):1.能列舉、描述、辨識銅及其化合物重要的物理和化學(xué)性質(zhì)及實驗現(xiàn)象。2.了解合金的組成及其重要應(yīng)用,能根據(jù)合金的性質(zhì)分析生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題。3.能根據(jù)金屬活動性順序分析化學(xué)問題。11550考點一化學(xué)鍵知識點1化學(xué)鍵的分類1.化學(xué)鍵的概念:使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強烈作用力。根據(jù)成鍵粒子和粒子間的相互作用,可分為離子鍵和共價鍵。2.化學(xué)鍵的分類3.離子鍵、共價鍵、金屬鍵(1)概念①離子鍵:帶相反電荷離子之間的強烈相互作用。②共價鍵:原子間通過共用電子對所形成的強烈相互作用。③金屬鍵:金屬陽離子、自由電子所形成的強烈相互作用。(2)對比離子鍵共價鍵金屬鍵成鍵粒子陰、陽離子原子金屬陽離子、自由電子成鍵實質(zhì)陰、陽離子的靜電作用(不是靜電吸引)共用電子對與成鍵原子間的電性作用金屬陽離子與自由電子間的電性作用方向性與飽和性無方向性;無飽和性有方向性;有飽和性無方向性;無飽和性成鍵表征符號電子式(例CaCl2形成過程電子式為):電子式或結(jié)構(gòu)式:HCl結(jié)構(gòu)式為:H—Cl,HCl形成過程電子式為:無形成條件通常活潑金屬與活潑非金屬經(jīng)電子得失,形成離子鍵;銨根離子與酸根離子之間形成離子鍵同種元素原子之間成非極性鍵不同種元素原子之間成極性鍵金屬原子之間形成金屬鍵形成的物質(zhì)離子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等非金屬單質(zhì)如H2、Cl2、N2(稀有氣體除外);某些共價化合物(如H2O2)或離子化合物(如Na2O2)共價化合物如HCl、CO2、CH4或離子化合物如NaOH、NH4Cl金屬單質(zhì)、合金4.化學(xué)鍵類型的判斷(1)從物質(zhì)構(gòu)成角度判斷(2)從物質(zhì)類別角度判斷物質(zhì)類別含化學(xué)鍵情況非金屬單質(zhì),如Cl2、N2、I2、P4、金剛石等只有共價鍵非金屬元素構(gòu)成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等只有離子鍵含有原子團(tuán)的離子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等既有離子鍵又有共價鍵稀有氣體,如Ne、Ar等沒有化學(xué)鍵【特別提醒】①由活潑金屬與活潑非金屬形成的化學(xué)鍵不一定都是離子鍵,如AlCl3中Al—Cl鍵為共價鍵。②非金屬元素的兩個原子之間一定形成共價鍵,但多個原子間也可能形成離子鍵,如NH4Cl等。③影響離子鍵強弱的因素是離子半徑和所帶電荷數(shù):離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,離子鍵越強,熔、沸點越高。④離子鍵中“靜電作用”包括靜電吸引和靜電排斥,且二者達(dá)到平衡。知識點2電子式1.概念:在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的最外層電子的式子。2.電子式的書寫粒子的種類電子式的表示方法注意事項舉例原子元素符號周圍標(biāo)有價電子價電子少于4時以單電子分布,多于4時多出部分以電子對分布陽離子單核離子符號右上方標(biāo)明電荷Na+多核元素符號緊鄰鋪開,周圍標(biāo)清電子分布用“[]”,并標(biāo)明電荷陰離子單核元素符號周圍合理分布價電子及所得電子用“[]”,右上方標(biāo)明電荷多核元素符號緊鄰鋪開,合理分布價電子及所得電子相同原子不得加和,用“[]”,右上方標(biāo)明電荷單質(zhì)及化合物離子化合物用陽離子電子式和陰離子電子式組成同性不相鄰,離子合理分布單質(zhì)及共價化合物各原子緊鄰鋪開,標(biāo)明價電子及成鍵電子情況原子不加和,無“[]”,不標(biāo)明電荷3.電子式書寫常見的6大誤區(qū)內(nèi)容實例誤區(qū)1漏寫未參與成鍵的電子N2的電子式誤寫為,應(yīng)寫為誤區(qū)2化合物類型不清楚,漏寫或多寫[]及錯寫電荷數(shù)NaCl誤寫為,應(yīng)寫為;HF誤寫為,應(yīng)寫為誤區(qū)3書寫不規(guī)范,錯寫共用電子對N2的電子式誤寫為或或應(yīng)寫為誤區(qū)4不考慮原子間的結(jié)合順序HClO的電子式誤寫為,應(yīng)寫為誤區(qū)5不考慮原子最外層有幾個電子,均寫成8電子結(jié)構(gòu)CHeq\o\al(+,3)的電子式誤寫為,應(yīng)寫為誤區(qū)6不考慮AB2型離子化合物中2個B是分開寫還是一起寫CaBr2的電子式應(yīng)為;CaC2的電子式應(yīng)為4.用電子式表示化合物的形成過程①離子化合物:左邊是原子的電子式,右邊是離子化合物的電子式,中間用“―→”連接,相同的原子或離子不合并。如NaCl:。②共價化合物:左邊是原子的電子式,右邊是共價化合物的電子式,中間用“―→”連接。如HCl:。5.陌生電子式書寫方法①確定該物質(zhì)是屬于共價化合物還是離子化合物;②確定該物質(zhì)中各原子的成鍵方式;③根據(jù)各原子最外層電子數(shù)和成鍵后各原子達(dá)到最外層8(或2)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的要求,分析各原子共用電子對的情況;④根據(jù)化合物類型、成鍵方式和原子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分析,書寫電子式。知識點3化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系1.離子化合物與共價化合物(1)離子化合物與共價化合物的比較項目離子化合物共價化合物定義含有離子鍵的化合物只含有共價鍵的化合物構(gòu)成微粒陰、陽離子原子化學(xué)鍵類型一定含有離子鍵,可能含有共價鍵只含有共價鍵物質(zhì)類別①強堿②絕大多數(shù)鹽③金屬氧化物個例:NaH、CaC2、Mg3N2①含氧酸②弱堿③非金屬氣態(tài)氫化物④非金屬氧化物⑤極少數(shù)鹽,如AlCl3⑥多數(shù)有機物(2)離子化合物和共價化合物的判斷方法【特別提醒】熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物一定是離子化合物,水溶液中能導(dǎo)電的化合物不一定是離子化合物,如HCl。2.化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系(1)只含有極性共價鍵的物質(zhì)一般是不同種非金屬元素形成的共價化合物,如SiO2、HCl、CH4等。(2)只含有非極性共價鍵的物質(zhì)是同種非金屬元素形成的單質(zhì),如Cl2、P4、金剛石等。(3)既有極性鍵又有非極性鍵的共價化合物一般由多個原子組成,如H2O2、C2H4等。(4)只含離子鍵的物質(zhì)主要是由活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。(5)既有離子鍵又有極性共價鍵的物質(zhì),如NaOH、K2SO4等;既有離子鍵又有非極性共價鍵的物質(zhì),如Na2O2等。(6)僅由非金屬元素形成的離子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。(7)金屬元素和非金屬元素間可能存在共價鍵,如AlCl3等。3.化學(xué)鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)對物理性質(zhì)的影響①金剛石、晶體硅、石英、金剛砂等物質(zhì)硬度_大__、熔點_高_(dá)_,就是因為其中的共價鍵很強,破壞時需消耗很多的能量。②NaCl等部分離子化合物,也有很強的離子鍵,故熔點也_較高_(dá)_。(2)對化學(xué)性質(zhì)的影響①N2分子中有很強的共價鍵,故在通常狀況下,N2性質(zhì)很_穩(wěn)定__。②H2S、HI等分子中的共價鍵較弱,故它們受熱時易_分解__。(3)物質(zhì)熔化、溶解時化學(xué)鍵的變化①離子化合物的溶解或熔化過程離子化合物溶于水或熔化后均電離成自由移動的陰、陽離子,離子鍵被破壞。②共價化合物的溶解過程A.有些共價化合物溶于水后,能與水反應(yīng),其分子內(nèi)共價鍵被破壞,如CO2和SO2等。B.有些共價化合物溶于水后,與水分子作用形成水合離子,從而發(fā)生電離,形成陰、陽離子,其分子內(nèi)的共價鍵被破壞,如HCl、H2SO4等。C.某些共價化合物溶于水后,其分子內(nèi)的共價鍵不被破壞,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。③單質(zhì)的溶解過程某些活潑的非金屬單質(zhì)溶于水后,能與水反應(yīng),其分子內(nèi)的共價鍵破壞,如Cl2、F2等。知識點4共價鍵的本質(zhì)和特征1.本質(zhì):在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。2.特征:具有飽和性和方向性。知識點5共價鍵的分類1.根據(jù)成鍵原子電子云重疊方式可分為σ鍵和π鍵σ鍵H2的σ鍵形成:HCl的σ鍵形成:Cl2的σ鍵形成:π鍵大π鍵苯分子中的6個碳原子都以σ鍵與氫原子結(jié)合,每個碳原子再以2個σ鍵與其他碳原子結(jié)合,形成了一個以6個碳原子為中心的大π鍵,這種結(jié)構(gòu)使任意兩個相鄰碳原子間共價鍵的鍵能和核間距離完全相同2.從不同角度對共價鍵分類分類依據(jù)類型形成共價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”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移,可能為σ鍵或π鍵非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移,可能為σ鍵或π鍵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,為σ鍵雙鍵原子間有兩對共用電子對,為1個σ鍵,1個π鍵三鍵原子間有三對共用電子對,為1個σ鍵,2個π鍵知識點6σ鍵與π鍵、極性鍵與非極性鍵的判斷1.σ鍵與π鍵①依據(jù)鍵強度判斷:σ鍵的強度較大,較穩(wěn)定;π鍵活潑,比較容易斷裂。②由物質(zhì)結(jié)構(gòu)式判斷:共價單鍵都是σ鍵,共價雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,共價叁鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵。③由成鍵軌道類型判斷:s軌道形成的共價鍵全部是σ鍵;雜化軌道形成的共價鍵全部為σ鍵。2.極性鍵與非極性鍵看形成共價鍵的兩原子,不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵,同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。【特別提醒】(1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時,才能形成共用電子對,形成共價鍵,當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時,不會形成共用電子對,而形成離子鍵。(2)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵,不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。(3)通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式,可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目;判斷成鍵方式時,需掌握:共價單鍵全為σ鍵,共價雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵,共價三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。知識點7共價鍵的鍵參數(shù)及其應(yīng)用1.概念①鍵能:氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。②鍵長:形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。③鍵角:兩個共價鍵之間的夾角。2.鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響①鍵能越大,鍵長越短,分子越穩(wěn)定。②(3)利用鍵能(E)計算ΔH的公式:ΔH=E(反應(yīng)物)-E(生成物)?!練w納總結(jié)】比較鍵角大小的三種思維模型(1)雜化軌道類型不同:sp>sp2>sp3。(2)(3)在同一分子中,π鍵電子斥力大,鍵角大??枷?考查化學(xué)鍵的分類例1(2024·浙江杭州·模擬預(yù)測)下列物質(zhì)只含有極性鍵的是A. B. C.NaCl D.【答案】A【解析】A.中只含有N-H極性鍵,故A符合題意;B.含有非極性鍵,不含有極性鍵,故B不符合題意;C.NaCl只存在離子鍵,故C不符合題意;D.含O-H極性鍵和O-O非極性鍵,故D不符合題意;答案選A?!咀兪接?xùn)練1】(2024·浙江溫州·三模)下列物質(zhì)含共價鍵的強電解質(zhì)是A. B. C. D.【答案】A【解析】A.含有離子鍵和共價鍵,屬于強電解質(zhì),A符合題意;B.只含有共價鍵,屬于弱電解質(zhì),B不符合題意;C.只含有離子鍵,屬于強電解質(zhì),C不符合題意;D.只含有共價鍵,屬于非電解質(zhì),D不符合題意;故選A?!咀兪接?xùn)練2】(2024·浙江·三模)下列物質(zhì)只含有共價鍵且其水溶液顯酸性的是A.HCl B. C. D.【答案】A【解析】A.HCl中只含共價鍵H-Cl,且水溶液呈酸性,A符合題意;B.含有共價鍵和離子鍵,水溶液呈酸性,B不符合題意;C.只含共價鍵,水溶液呈堿性,C不符合題意;D.含有共價鍵和離子鍵,水溶液呈堿性,D不符合題意;故選A??枷?考查化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系例2(2024·河南南陽·二模)物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的。下列物質(zhì)的構(gòu)成微粒與二氧化碳的構(gòu)成微粒相同的是A.金剛石、五氧化二磷 B.硫酸銅、氯化鈉C.氨氣、甲烷 D.硝酸鉀、氯化氫【答案】C【解析】二氧化碳是由二氧化碳分子構(gòu)成的。A.金剛石由碳原子直接構(gòu)成,五氧化二磷是常見非金屬元素的氧化物、由五氧化二磷分子構(gòu)成,故A選項錯誤;B.硫酸銅、氯化鈉均屬于鹽,硫酸銅由銅離子和硫酸根離子構(gòu)成,氯化鈉由鈉離子和氯離子構(gòu)成的,故B選項錯誤;C.氨氣、甲烷均是非金屬元素的氫化物,分別是由氨分子和甲烷分子構(gòu)成的,故C選項正確;D.硝酸鉀是含有金屬元素和非金屬元素的化合物,是鉀離子和硝酸根離子構(gòu)成的,氯化氫由氯化氫分子構(gòu)成,故D選項錯誤;選C?!舅季S建?!竣俸泄矁r鍵的分子不一定是共價化合物。例如H2、O2等單質(zhì)。②含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物。例如NaOH、Na2O2。③離子化合物中可能含有共價鍵,共價化合物中一定不含離子鍵,只有共價鍵?!咀兪接?xùn)練1】(23-24高三上·浙江·階段考試)加熱煮沸的濃NaOH溶液和白磷反應(yīng)可制PH3,該過程同時可獲得P2H4.其中一個反應(yīng)為。下列說法不正確的是A.穩(wěn)定性:P2H4大于N2H4B.反應(yīng)過程中有極性鍵、非極性鍵的斷裂,也有極性鍵、離子鍵的形成C.P4、PH3與P2H4的晶體類型相同D.PH3分子中鍵角∠HPH小于NH3分子中∠HNH【答案】A【解析】A.非金屬性:N>P,故對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性:P2H4小于N2H4,A錯誤;B.反應(yīng)過程中有O-H極性鍵、P-P非極性鍵的斷裂,也有極性鍵P-H、鈉離子和形成的離子鍵的形成,B正確;C.P4、PH3與P2H4的晶體類型相同,均為分子晶體,C正確;D.NH3、PH3均為三角錐形分子,但電負(fù)性:N>P,NH3中共用電子對離中心原子更近,排斥力增大,鍵角增大,故PH3分子中鍵角∠HPH小于NH3分子中∠HNH,D正確。故選A?!咀兪接?xùn)練2】(2024·湖南長沙·三模)吡咯()、呋喃()、噻吩()都是常見雜環(huán)化合物。下列關(guān)于三種物質(zhì)的說法錯誤的是A.三種分子中化學(xué)鍵類型相同B.三種分子均易溶于水C.N、O、S原子雜化方式相同D.沸點:吡咯>噻吩>呋喃【答案】B【解析】A.由圖可知,三種分子含有的化學(xué)鍵類型相同,A正確;B.呋喃、噻吩均難溶于水,B錯誤;C.雜環(huán)化合物是四個C和N(O、S)共面,每個碳原子及雜原子上均有一個p軌道且互相平行,在碳原子的p軌道中有一個p電子,雜原子一對孤電子對形成;吡咯形成3條σ鍵,雜化方式為sp2,呋喃(噻吩)形成2條σ鍵以及一對孤電子對,雜化方式為sp2,則N、O、S三種原子雜化方式均為sp2,C正確;D.三者均是分子晶體,吡咯分子間可形成氫鍵,呋喃及噻吩分子間只存在分子間作用力,而噻吩的相對分子質(zhì)量比呋喃的大,沸點較高,故沸點:吡咯>噻吩>呋喃,D正確;故選B??枷?考查共價鍵的類別及判斷例3(2024·河北·模擬預(yù)測)三氯化六氨合鈷是一種重要的化工產(chǎn)品,實驗室用氧化溶液制備,其化學(xué)方程式為。下列敘述錯誤的是A.、的空間結(jié)構(gòu)相同B.分子中含有極性和非極性共價鍵C.1mol中含6mol配位鍵D.和分別與的配位能力:【答案】A【解析】A.中心原子N價層電子對=σ電子對+孤電子對=4+=4,沒有孤電子對,空間構(gòu)型為正四面體形,中心原子N價層電子對=σ電子對+孤電子對=3+=4,含有一對孤電子對,空間構(gòu)型為三角錐形,因此兩者空間結(jié)構(gòu)不相同,故A錯誤;B.H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,既含極性鍵O—H,又含非極性鍵O—O,故B正確;C.每個NH3配體與中心Co3+間形成一根配位鍵,故1mol該配離子中含6mol配位鍵,故C正確;D.由于電負(fù)性O(shè)>N,故N對電子吸引能力弱,所以NH3中N更容易給出自身孤電子對形成配位鍵,故D正確;故答案選A。【思維建模】①以形成σ鍵的兩個原子核的連線為軸,任意一個原子可以繞軸旋轉(zhuǎn),并不破壞σ鍵的結(jié)構(gòu);以形成π鍵的兩個原子核的連線為軸,任意一個原子并不能單獨旋轉(zhuǎn),若單獨旋轉(zhuǎn)則會破壞π鍵的結(jié)構(gòu)。②一般情況下,σ鍵比π鍵牢固,但并不是所有分子中的σ鍵都比π鍵牢固(例如:N2)。③并不是所有的分子都含有σ鍵,如稀有氣體分子。④不存在s-sπ鍵、s-pπ鍵等。⑤分子中存在π鍵,則一定存在σ鍵,但若存在σ鍵,則不一定存在π鍵?!咀兪接?xùn)練1】(2024·北京·三模)下列化學(xué)用語或圖示表達(dá)正確的是A.HCl的電子式: B.的VSEPR模型:C.分子的結(jié)構(gòu)模型: D.乙烯中鍵與鍵的數(shù)量比為4∶1【答案】C【解析】A.HCl為共價化合物,電子式:,A錯誤;B.的中心原子S原子的價層電子對數(shù)為,為sp2雜化,是平面三角形結(jié)構(gòu),B錯誤;C.分子中存在碳氧雙鍵,結(jié)構(gòu)模型:,C正確;D.乙烯結(jié)構(gòu)式為:,單鍵均為σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵1個π鍵,乙烯中鍵與鍵的數(shù)量比為5∶1,D錯誤;故選C?!咀兪接?xùn)練2】(2024·貴州貴陽·模擬預(yù)測)工業(yè)上可用如下反應(yīng):將丁烷經(jīng)過催化裂解轉(zhuǎn)化為更有工業(yè)價值的乙烯。下列說法正確的(為阿伏伽德羅常數(shù)的值)A.乙烷中的軌道與的軌道相互重疊形成鍵B.室溫,下,乙烯中的鍵數(shù)目為C.丁烷放入密閉容器充分反應(yīng)后,所得的混合物中含有的電子數(shù)目為D.每生成乙烯,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為【答案】C【解析】A.乙烷中C的sp3雜化軌道與H的1s軌道相互重疊形成C-H鍵,A錯誤;B.不是標(biāo)準(zhǔn)狀況,不可計算乙烯的物質(zhì)的量,B錯誤;C.反應(yīng)前后元素守恒,0.1mol丁烷含有0.4molC,電子數(shù)為2.4mol,0.1mol丁烷含有1molH,電子數(shù)為1mol,所以所得的混合物中含有的電子數(shù)目為3.4NA,C正確;D.根據(jù)方程式可知,整個反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子,生成1mol乙烯,D錯誤;故選C??键c二分子的空間結(jié)構(gòu)知識點1價層電子對互斥模型先確定中心原子上的價層電子對數(shù),得到含有孤電子對的VSEPR模型,再根據(jù)存在孤電子對的情況最后確定分子的立體構(gòu)型。1.理論要點①價層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時,排斥力最小,體系的能量最低。②孤電子對與成鍵電子對的排斥力較大,孤電子對越多,排斥力越強,鍵角越小。2.判斷分子中的中心原子上的價層電子對數(shù)的方法(1)方法I:用價層電子對互斥理論推測分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中的中心原子上的價層電子對數(shù)。其中:a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù)),b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)。(2)方法II:說明:(1)中心原子配位的原子總數(shù)是指與中心原子直接結(jié)合的原子個數(shù),氧族元素原子作配位原子時,不計算配位原子個數(shù)。(2)粒子的電荷數(shù)是離子所帶電荷數(shù),陽離子用“-”,陰離子用“+”。(3)計算結(jié)果為中心原子的價層電子對數(shù),根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)可以確定價層電子對互斥模型。(4)孤電子對數(shù)=價層電子對數(shù)-中心原子配位的原子總數(shù)。3.價層電子對互斥理論與分子構(gòu)型價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)電子對的排列方式VSEPR模型名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱實例220直線形直線形CO2、CS2、BeCl2330平面三角形平面三角形BF3、SO3、NO3-21V形SO2、O3、NO440四面體形正四面體形CH4、CCl4、NH31三角錐形NF3、NH3、H3O+22V形H2O、H2S【易錯提醒】價層電子對互斥模型說的是價層電子對的空間結(jié)構(gòu),而分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對的空間結(jié)構(gòu),不包括孤電子對。(1)當(dāng)中心原子無孤電子對時,兩者的空間結(jié)構(gòu)一致;(2)當(dāng)中心原子有孤電子對時,兩者的空間結(jié)構(gòu)不一致。知識點2雜化軌道理論1.理論要點當(dāng)原子成鍵時,原子的價電子軌道相互混雜,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.雜化軌道與分子立體構(gòu)型的關(guān)系雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角立體構(gòu)型實例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面體形CH43.由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對,所以有關(guān)系式:雜化軌道的數(shù)目=中心原子上的孤電子對數(shù)+中心原子的σ鍵電子對數(shù)(與中心原子直接相連的原子個數(shù))=中心原子的價層電子對數(shù)4.分子(ABn型)、離子(ABeq\o\al(m±,n)型)的空間結(jié)構(gòu)分析示例實例價層電子對數(shù)(即雜化軌道數(shù))σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)中心原子的雜化軌道類型VSEPR模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)BeCl2220sp直線形直線形CO2直線形直線形BF3330sp2平面三角形平面三角形SO221V形CH4440sp3四面體形正四面體形NH331三角錐形H2O22V形COeq\o\al(2-,3)330sp2平面三角形平面三角形NHeq\o\al(+,4)440sp3四面體形正四面體形【歸納總結(jié)】判斷分子中中心原子的雜化軌道類型的方法(1)根據(jù)VSEPR模型、中心原子價層電子對數(shù)判斷如(ABm型)中心原子的價層電子對數(shù)為4,中心原子的雜化軌道類型為sp3;價層電子對數(shù)為3,中心原子的雜化軌道類型為sp2;價層電子對數(shù)為2,中心原子的雜化軌道類型為sp。(2)根據(jù)等電子體原理進(jìn)行判斷如CO2是直線形分子,SCN-、Neq\o\al(-,3)與CO2是等電子體,所以分子的空間結(jié)構(gòu)均為直線形,結(jié)構(gòu)式類似,中心原子均采用sp雜化。(3)根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷沒有π鍵的為sp3雜化,如CH4中的C原子;含1個π鍵的為sp2雜化,如甲醛中的C原子以及苯環(huán)中的C原子;含2個π鍵的為sp雜化,如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。知識點3等電子原理1.含義:原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子(或離子)互為等電子體。2.特點:等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征(立體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型)及相近的性質(zhì)。3.確定等電子體的方法同主族代換或同周期相鄰元素替換,交換過程中注意電荷變化。4.常見的等電子體匯總等電子類型常見等電子體空間結(jié)構(gòu)2原子10電子N2,CN-,C22-,NO+直線形2原子14電子F2,O22-,Cl2直線形3原子16電子CO2,N2O,CNO-,N3-,NO2+,SCN-,HgCl2,BeCl2(g)直線形3原子18電子O3,SO2,NO2-V形4原子8電子NH3,PH3,CH3?,H3O+三角錐形4原子24電子SO3(g),CO32-,NO3-,BO33-,BF3平面三角形4原子26電子SO32-,ClO3-,BrO3-,IO3-,XeO3三角錐形5原子8電子CH4,SiH4,NH4+,PH4+,BH4-正四面體形5原子32電子CCl4,SiF4,SiO44-,SO42-,ClO4-正四面體形7原子48電子AlF63-,SiF62-,PF6-,SF6八面體形12原子30電子C6H6,N3B3H6(俗稱無機苯)平面六邊形考向1考查微??臻g結(jié)構(gòu)的判斷例1(2024·山東聊城·二模)價層電子對互斥理論可以預(yù)測某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是A.是平面結(jié)構(gòu)的分子B.和均為非極性分子C.和的空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形D.和的模型均為四面體形【答案】C【解析】A.過氧化氫的空間結(jié)構(gòu)是二面角結(jié)構(gòu),也叫半開書頁型結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中,兩個氧原子位于書軸上,兩個氫原子分別與兩個氧原子相連,但不在同一平面上,A錯誤;B.為正四面體結(jié)構(gòu),屬于非極性分子,空間結(jié)構(gòu)與水分子相似,屬于極性分子,B錯誤;C.中心原子S價層電子對數(shù):,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形,中心原子N價層電子對數(shù):,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形,C正確;D.中心原子B價層電子對數(shù):,模型為平面三角形,D錯誤;答案選C?!舅季S建模】判斷分子或離子立體構(gòu)型“三步曲”第一步:確定中心原子上的價層電子對數(shù)第二步:確定價層電子對的立體構(gòu)型由于價層電子對之間的相互排斥作用,它們趨向于盡可能地相互遠(yuǎn)離,這樣已知價層電子對的數(shù)目,就可以確定它們的立體構(gòu)型。第三步:分子立體構(gòu)型的確定價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分,價層電子對的總數(shù)減去成鍵電子對數(shù),得孤電子對數(shù)。根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù),可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子立體構(gòu)型?!咀兪接?xùn)練1】(2024·山東濰坊·三模)下列分子或離子中,空間構(gòu)型不為直線形的是A. B. C. D.【答案】C【解析】A.C2Cl2的結(jié)構(gòu)式為Cl-C≡C-Cl,碳碳三鍵為直線結(jié)構(gòu),故C2Cl2分子空間構(gòu)型為直線形,A不符合題意;B.和CO2是等電子體,結(jié)構(gòu)相似,CO2為直線結(jié)構(gòu),故的空間構(gòu)型是直線形,B不符合題意;C.中心原子I原子為sp3雜化,有兩對孤對電子,空間構(gòu)型為角形,C符合題意;D.SCN-和CO2是等電子體,結(jié)構(gòu)相似,CO2為直線結(jié)構(gòu),故SCN-的空間構(gòu)型是直線形,D不符合題意;本題選C?!咀兪接?xùn)練2】(2024·山東濰坊·二模)下列分子的空間結(jié)構(gòu)相同的是A.和 B.和 C.和 D.和【答案】A【解析】A.分子中Xe原子價層電子對數(shù)=3+(8-3,孤電子對數(shù)為1,分子為三角錐形結(jié)構(gòu),分子中N原子的價層電子對數(shù)=3+(5-3,孤電子對數(shù)為1,故分子為三角錐形結(jié)構(gòu),選項A正確;B.中C原子價層電子對數(shù)=3+=3,無孤電子對,空間構(gòu)型為平面三角形,中S原子價層電子對數(shù)=3+=4,孤電子對數(shù)為1,空間構(gòu)型為三角錐形,選項B錯誤;C.分子中Cl原子價層電子對數(shù)=3+=5,為sp3d雜化,2對孤電子對,T形結(jié)構(gòu),BF3分子中B原子的價層電子對數(shù)=3+=3,沒有孤電子對,B原子的雜化方式為sp2,空間構(gòu)型為平面三角形,選項C錯誤;D.CO2分子中C原子的價層電子對數(shù)2+=2,無孤電子對,空間構(gòu)型均為直線形,分子中S原子的價層電子對數(shù)2+=4,孤電子對數(shù)為2,空間構(gòu)型均為V形,選項D錯誤;答案選A。考向2考查雜化軌道類型的判斷例2(23-24高三上·山東濟寧·期末)下列每組分子的中心原子雜化方式相同的是A. B. C. D.【答案】A【解析】A.中心原子屬于雜化,中心原子屬于雜化,A正確;B.中心原子屬于雜化,中心原子屬于雜化,B錯誤;C.中心原子屬于雜化,中心原子屬于雜化,C錯誤;D.中心原子屬于雜化,中心原子屬于雜化,D錯誤;答案選A?!舅季S建模】“四方法”判斷中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)①直線形—sp,②平面三角形—sp2,③四面體形—sp3。(2)根據(jù)雜化軌道間的夾角①109°28′—sp3,②120°—sp2,③180°—sp。(3)利用價層電子對數(shù)確定三種雜化類型(適用于中心粒子)2對—sp雜化,3對—sp2雜化,4對—sp3雜化。(4)根據(jù)σ鍵數(shù)與孤電子對數(shù)(適用于結(jié)構(gòu)式已知的粒子)①含C有機化合物:2個σ—sp,3個σ—sp2,4個σ—sp3。②含N化合物:2個σ—sp2,3個σ—sp3。③含O(S)化合物:2個σ—sp3。【變式訓(xùn)練1】(23-24高三下·上?!るA段考試)中,中心原子的雜化方式和價層電子對數(shù)分別為A.sp

1 B.sp

2 C.sp2

2 D.sp3

4【答案】B【解析】中心原子為碳原子,與2個O原子形成2個鍵,孤電子對數(shù)為,價層電子對數(shù)為2+0=2,雜化方式為sp雜化,直線形分子,B正確;答案選B?!咀兪接?xùn)練2】(2024·山東濟寧·一模)以R-X為原料制備R-NH2(R為烴基)的反應(yīng)機理如圖所示,下列說法錯誤的是A.疊氮酸根N中存在兩套π大π鍵,N的中心氮原子采用sp雜化B.氮原子a、b、c雜化方式未發(fā)生變化C.R-N3分子中∠CNN=120°D.若R為甲基,則戊的堿性比NH3強【答案】C【解析】A.疊氮酸根N中中心N原子得到1個電子共6個價電子,中心氮為sp雜化,和周圍2個N形成2個σ鍵,中心氮的2個p電子和周圍2個N的各1個p電子形成1個π大π鍵,在該π大π鍵的鏡面對稱面上也形成1個π大π鍵,故在兩套π大π鍵,N的中心氮原子采用sp雜化,A正確;B.由圖可知,氮原子a、b、c雜化方式均為sp3雜化,未發(fā)生變化,B正確;C.R-N3分子中的氮原子上存在1對孤電子對,由于孤電子對對成鍵電子對斥力使得∠CNN≠120°,C錯誤;D.若R為甲基,甲基為供電子基團(tuán),使得戊更容易結(jié)合氫離子,使得戊的堿性比NH3強,D正確;故選C??枷?考查鍵角大小比較例3(23-24高三上·山東德州·期末)下列微粒中鍵角最大的是A. B. C. D.【答案】C【分析】、、、中心原子雜化方式相同,都為sp3,都有一對孤對電子,電負(fù)性:F>O>N>P>H,共用電子對偏向N,共用電子對偏向O,中共用電子對偏向F, 當(dāng)相鄰的兩個成鍵電子對更靠近中心原子時、相互間的斥力會增大、鍵角大;反之,當(dāng)相鄰的兩個成鍵電子對遠(yuǎn)離中心原子時、相互間的斥力會變小、鍵角小,因此鍵角;>>>?!窘馕觥扛鶕?jù)分析知,鍵角最大;故選C?!舅季S建?!挎I角比較的三種思維模板(1)雜化類型不同→sp>sp2>sp3。(3)在同一分子中,π鍵電子斥力大,鍵角大【變式訓(xùn)練1】(23-24高三上·山東·開學(xué)考試)下列分子中鍵角最小的是A. B. C. D.【答案】D【解析】SO2中心原子孤電子對數(shù)=、價層電子對數(shù)=2+1=3,故為sp2雜化、空間構(gòu)型為V形,SO3中心原子孤電子對數(shù)=、價層電子對數(shù)=3+0=3,故為sp2雜化、空間構(gòu)型為平面正三角形,孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力,排斥力越大鍵角越小,則分子中鍵角略小于,分子中鍵角為;分子和分子兩者的中心原子孤電子對數(shù)=、價層電子對數(shù)=3+1=4,均為雜化,分子均為三角錐形,鍵角小于,而的電負(fù)性小于中成鍵電子對間的斥力較中的小,因此的鍵角小于;故選D?!咀兪接?xùn)練2】(23-24高三上·寧夏·階段考試)下列分子或離子中鍵角由大到小排列的是①BCl3

②NH3

③H2O

④PCl4+⑤BeCl2A.⑤④①②③ B.④①②⑤③ C.⑤①④②③ D.③②④①⑤【答案】C【分析】根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷分子或離子的空間構(gòu)型和鍵角?!窘馕觥竣貰Cl3,根據(jù)VSEPR理論,配位原子個數(shù)為BP=3,孤電子對數(shù)為LP==0,則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=3+0=3,根據(jù)雜化軌道理論,中心B原子為sp2雜化,鍵角為120°;②NH3,根據(jù)VSEPR理論,配位原子個數(shù)為BP=3,孤電子對數(shù)為LP==1,則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=3+1=4,根據(jù)雜化軌道理論,中心N原子為sp3雜化,理論上正四面體構(gòu)型鍵角為109°28′,由于NH3分子中孤電子對存在,孤電子對斥力大于鍵合電子對斥力,使鍵角<109°28′;③H2O,根據(jù)VSEPR理論,配位原子個數(shù)為BP=2,孤電子對數(shù)為LP==2,則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=2+2=4,根據(jù)雜化軌道理論,中心O原子為sp3雜化,理論上正四面體構(gòu)型鍵角為109°28′,由于H2O分子中存在兩對孤電子對,且孤電子對斥力大于鍵合電子對斥力,且存在兩對孤電子對,使得鍵角比NH3分子的鍵角還小;④PCl4+,根據(jù)VSEPR理論,配位原子數(shù)為BP=4,孤電子對數(shù)為LP==0,則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=4+0=4,根據(jù)雜化軌道理論,中心P原子為sp3雜化,鍵角為109°28′;⑤HgCl2,根據(jù)VSEPR理論,配位原子數(shù)為BP=2,孤電子對數(shù)為LP==0,則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=2+0=2,根據(jù)雜化軌道理論,中心Hg原子為sp雜化,鍵角為180°;綜上,鍵角由大到小的順序為⑤①④②③,答案選C。考點三分子的性質(zhì)及應(yīng)用知識點1分子的極性1.非極性分子與極性分子的比較類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負(fù)電中心重合的分子正電中心和負(fù)電中心不重合的分子存在的共價鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵分子內(nèi)原子排列對稱不對稱2.非極性分子與分子極性的判斷3.鍵的極性、分子空間構(gòu)型與分子極性的關(guān)系類型實例鍵的極性空間構(gòu)型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子4.多原子分子極性的判斷方法A.孤對電子法:如為ABn型,若中心原子A中沒有孤對電子,為非極性分子,中心原子A中有孤對電子,則為極性分子。B.幾何對稱法:如為ABn型,如果各極性鍵在平面內(nèi)或空間均勻排列,呈中心對稱或呈正多邊形、正多面體分布,該分子一定是非極性分子,反之為極性分子。通常有以下幾種情況:線型對稱,如CO2等(鍵角180°);正三角形分子,如BF3(鍵角120°);正四面體型分子,如CCl4、CH4(鍵角109°28′)。以上幾類均為非極性分子,而NH3分子為三角錐型(鍵角107°18′),H2O分子為V型(鍵角104.5°)等均為極性分子。C.中心原子化合價法: 如為ABn型,若中心原子A的化合價的絕對值等于A的主族序數(shù),則為非極性分子;若中心原子A的化合價的絕對值不等于A的主族序數(shù),則為極性分子;D.如為AxBYCZ這種類型的多原子分子絕大部分是極性分子。5.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。②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。③隨著溶質(zhì)分子中憎水基個數(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。知識點2鍵的極性對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響1.有機羧酸的酸性鍵的極性對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有重要影響。例如,羧酸是一大類含羧基(—COOH)的有機酸,羧基可電離出H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量,pKa越小,酸性越強。羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),如下表所示:不同羧酸的pKa羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23①羧基中羥基的極性越大,越容易電離出H+,則羧酸的酸性越大。②與羧基相鄰的共價鍵的極性越大,羧酸的酸性越大。③一般地,飽和烴基越長,推電子效應(yīng)越大,羧酸的酸性越小。2.無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸的通式可寫成(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,如酸性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4。知識點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的是范德華力和氫鍵。(3)強弱:范德華力<?xì)滏I<化學(xué)鍵。2.范德華力①范德華力約比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。②范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強,物質(zhì)的熔點、沸點越高,硬度越大。③一般來說,組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大。3.氫鍵1)形成:已經(jīng)與電負(fù)性很強的原子形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中電負(fù)性很強的原子之間的作用力,稱為氫鍵。2)表示方法:A—H…B3)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)分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)對物質(zhì)溶沸點的影響:①存在分子間氫鍵的物質(zhì),具有較高的熔、沸點。例如:NH3、H2O和HF的熔、沸點比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點高,這種反?,F(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵。②互為同分異構(gòu)體的物質(zhì),能形成分子內(nèi)氫鍵的,其熔、沸點比能形成分子間氫鍵的物質(zhì)的低。例如:鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵,當(dāng)對羥基苯甲醛熔化時,需要較多的能量克服分子間氫鍵,所以對羥基苯甲醛的熔、沸點高于鄰羥基苯甲醛的熔、沸點。(2)對物質(zhì)溶解度的影響:溶質(zhì)與溶劑之間若能形成分子間氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度明顯的大;分子內(nèi)氫鍵的形成導(dǎo)致溶解度減小。6)分子間作用力(范德華力)與氫鍵的比較范德華力氫鍵存在分子間普遍存在已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負(fù)性很大的原子之間特征無方向性、無飽和性具有一定的方向性和飽和性強度共價鍵>氫鍵>范德華力影響其強度的因素①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大;②分子的極性越大,范德華力越大對于A—H…B,A、B的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,氫鍵鍵能越大對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),如熔、沸點等。范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點升高,分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點降低,對電離、溶解度等產(chǎn)生影響知識點4分子的手性1.手性異構(gòu)體與手性分子具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手與右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能疊合,互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)。有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。2.手性分子的成因當(dāng)4個不同的原子或基團(tuán)連接在同一個碳原子上時,這個碳原子是不對稱原子。這種分子和它“在鏡中的像”不能重疊,因而表現(xiàn)為“手性”。手性分子中的不對稱碳原子稱為手性碳原子。3.手性分子的判斷有機物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1個碳原子所連接的4個原子或基團(tuán)各不相同,那么該碳原子為手性碳原子,用*C來表示。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團(tuán)。所以,判斷一種有機物是否為手性分子,就看其含有的碳原子是否連有4個不同的原子或基團(tuán)。4.手性分子的用途(1)構(gòu)成生命體的有機分子絕大多數(shù)為手性分子?;槭中援悩?gòu)體的兩個分子的性質(zhì)不同。(2)生產(chǎn)手性藥物、手性催化劑(手性催化劑只催化或主要催化一種手性分子的合成)??枷?考查共價鍵的極性和分子極性的判斷例1(23-24高三上·福建龍巖·階段考試)下列敘述中正確的是A.以非極性鍵結(jié)合起來的分子一定是非極性分子B.鍵角:NH3>PH3C.NCl3與BF3均為三角錐形結(jié)構(gòu),均為極性分子D.非極性分子中一定含有非極性鍵【答案】B【解析】A.臭氧和二氧化硫的價電子數(shù)和原子個數(shù)相同,互為等電子體,等電子體具有相同的空間構(gòu)型,二氧化硫的價層電子對數(shù)為3、孤對電子對數(shù)為1,分子的空間構(gòu)型為V形,則含有非極性鍵的臭氧分子是結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子,所以以非極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是非極性分子,故A錯誤;B.氨分子和磷化氫分子的空間構(gòu)型都為三角錐形,氮原子的原子半徑小于磷原子,則氨分子中成鍵電子對的斥力大于磷化氫分子,鍵角大于磷化氫分子,故B正確;C.三氟化硼分子中硼原子的價層電子對數(shù)為3、孤對電子對數(shù)為0,分子的空間構(gòu)型為平面正三角形,則三氟化硼分子為結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,故C錯誤;D.二氧化碳的空間構(gòu)型是直線形,是只含有極性鍵的結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,所以非極性分子中不一定含有非極性鍵,故D錯誤;故選B?!舅季S建?!糠肿訕O性的判斷方法(1)只含非極性鍵的分子一定是非極性分子,如H2、P4等。(2)含極性鍵的雙原子分子一定是極性分子,如HCl、CO等。(3)ABn(n≥2)型分子:①根據(jù)分子結(jié)構(gòu)判斷若分子是對稱的(直線形、正三角形、正四面體形等),極性鍵的極性向量和等于零時,為非極性分子,否則是極性分子。如CH4、CO2等含有極性鍵,是非極性分子;H2O、NH3等含有極性鍵,是極性分子。②利用孤電子對判斷若中心原子A中無孤電子對,則為非極性分子;若有孤電子對,則為極性分子。③利用化合價判斷若中心原子A的化合價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。如BCl3、CO2是非極性分子;SO2、NF3是極性分子?!咀兪接?xùn)練1】(2024·貴州貴陽·一模)甲烷催化重整法制甲酸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如圖所示。有關(guān)分析錯誤的是A.反應(yīng)過程中,既有極性鍵的斷裂與形成,又有非極性鍵的形成與斷裂B.物質(zhì)轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為C.反應(yīng)Ⅱ前后,物質(zhì)中所含鍵的總數(shù)未變D.均為非極性分子,均為極性分子【答案】C【解析】A.反應(yīng)過程中,既有極性鍵C-H、O-H鍵斷裂與形成,又有非極性鍵H-H鍵形成與斷裂,故A正確;B.根據(jù)流程圖和元素守恒,甲烷和水反應(yīng)生成甲酸和氫氣,物質(zhì)轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為,故B正確;C.反應(yīng)Ⅱ是1molCH4和2molH2O反應(yīng)生成1molCO2和4molH2,反應(yīng)前鍵為8mol,反應(yīng)后鍵為6mol,所含鍵的總數(shù)有變化,故C錯誤;D.分子結(jié)構(gòu)對稱,均為非極性分子;分子結(jié)構(gòu)不對稱,均為極性分子,故D正確;選C。【變式訓(xùn)練2】(2024·河南·模擬預(yù)測)甲酸甲酯作為潛在的儲氫材料受到關(guān)注,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)使用配合物催化劑可以使甲酸甲酯溫和釋氫,其可能的反應(yīng)過程如下圖所示。下列說法錯誤的是A.為極性分子,為非極性分子B.每消耗生成C.總反應(yīng)為D.反應(yīng)涉及鍵斷裂和鍵形成【答案】B【解析】A.H2O分子中中心O原子價層電子對數(shù)為2+=4,O原子上含有2對孤電子對,分子是V形分子,由于分子中正負(fù)電荷重心不重合,因此H2O是極性分子;為直線形分子,分子中正負(fù)電荷重心重合,為非極性分子,A正確;B.由流程可知,分子中-OCH3轉(zhuǎn)化為HCOO-,反應(yīng)為++2H2,故每消耗生成,B錯誤;C.由圖可知,總反應(yīng)為甲酸甲酯和水催化生成氫氣和二氧化碳:,C正確;D.結(jié)合C分析可知,甲酸甲酯轉(zhuǎn)化為二氧化碳,則涉及鍵斷裂,反應(yīng)中生成氫氣,涉及鍵形成,D正確;故選B??枷?考查分子性質(zhì)的綜合應(yīng)用例3(23-24高三上·安徽·階段考試)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)因素匹配錯誤的是選項性質(zhì)差異結(jié)構(gòu)因素A酸性:強于羥基極性B熔點:高于晶體類型C沸點:正丁烷高于異丁烷分子間作用力D在水中的溶解度:大于烴基基團(tuán)大小【答案】B【解析】A.CH2ClCOOH中的羥基極性強于乙酸,使得CH2ClCOOH酸性強于乙酸,故A正確;B.硫化鈉和硫化鉀均為離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān),鈉離子半徑小于鉀離子半徑,鈉離子與硫離子之間的離子鍵強于鉀離子與硫離子之間的離子鍵,因此硫化鈉的熔點高于硫化鉀,故B錯誤;C.正丁烷和異丁烷均為分子晶體,分子晶體的熔沸點與分子間作用力有關(guān),正丁烷的分子間作用力大于異丁烷,因此正丁烷的沸點高于異丁烷,故C正確;D.乙醇和CH3CH2CH2CH2CH2OH均為極性分子,但是乙醇的烴基基團(tuán)小于CH3CH2CH2CH2CH2OH的烴基基團(tuán),因此乙醇在水中的溶解度大于CH3CH2CH2CH2CH2OH,故D正確;故答案為:B?!久麕熗卣埂空T導(dǎo)效應(yīng)是指因分子中原子或基團(tuán)的電負(fù)性不同而引起成鍵電子云向某一方向移動的效應(yīng)。一般以氫為標(biāo)準(zhǔn),如果取代基的推電子能力比氫強,即為推電子基團(tuán);如果取代基的吸電子能力比氫強,即為吸電子基團(tuán)。推電子基團(tuán)一般對外表現(xiàn)負(fù)電場,成鍵電子云向與該基團(tuán)相連的原子移動。如CH3OH中,甲基為推電子基團(tuán),電子云向0原子移動,從而減弱了O-H鍵的極性。【變式訓(xùn)練1】(2024·湖北襄陽·一模)下列關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法正確的是A.臭氧是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,因此其在水中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度B.O—H…O的鍵能大于F—H…F的鍵能,因此水的沸點高于氟化氫的沸點C.石墨層間靠范德華力維系,因此石墨的熔點較低D.水晶內(nèi)部微觀粒子呈現(xiàn)周期性有序排列,因此水晶不同方向的導(dǎo)熱性不同【答案】D【解析】A.臭氧是弱極性分子,H2O是極性分子,四氯化碳是非極性分子,因此臭氧在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度,A錯誤;B.因為水分子間形成的氫鍵數(shù)目大于氟化氫分子間形成的的氫鍵數(shù)目,因此水的沸點高于氟化氫的沸點,B錯誤;C.石墨層間靠范德華力維系,但是共價鍵鍵能強,石墨的熔點很高,C錯誤;D.水晶內(nèi)部質(zhì)點排列的有序性,導(dǎo)致水晶的導(dǎo)熱具有各向異性,D正確;故選D?!咀兪接?xùn)練2】(2024·河北·三模)分子結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì),下列關(guān)于分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法正確的是A.乙醚是非極性分子,乙醇是極性分子,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小B.中的氫鍵鍵能小于,因此的沸點比高C.從葡萄中提取的酒石酸鹽具有光學(xué)活性,因此酒石酸鹽中含有手性碳原子D.是吸電子基團(tuán),是推電子基團(tuán),因此的酸性強于【答案】C【解析】A.乙醚的結(jié)構(gòu)中O原子為sp3雜化,O原子上仍有2對孤電子對,對兩根碳氧鍵有排斥作用,因此實際的結(jié)構(gòu)為V形,并不是對稱的分子,正負(fù)電荷中心不重合,因此乙醚為極性分子,乙醇也是極性分子,乙醚的極性比乙醇弱,且乙醇與水更易形成分子間氫鍵,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小,A項錯誤;B.中的氫鍵鍵能大于,等物質(zhì)的量時,水中所含的氫鍵數(shù)目更多,因此的沸點比高,B項錯誤;C.從葡萄中提取的酒石酸鹽具有光學(xué)活性,因此該酒石酸鹽中含有手性碳原子,C項正確;D.—是吸電子基團(tuán),—也是吸電子基團(tuán),—的吸電子效應(yīng)更大,因此的酸性強于,D項錯誤;故答案選C。考點四配位鍵、配合物、超分子知識點1配位鍵的形成及配合物的性質(zhì)1.孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。2.配位鍵①配位鍵定義:屬于“電子對給予-接受”鍵,由一個原子提供孤電子對與另一個接受孤電子對的原子形成的共價鍵。配位鍵屬于σ鍵。②配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對,另一方提供空軌道形成共價鍵。③成鍵的性質(zhì):共用電子對對兩個原子的電性作用。④配位鍵的表示:常用“→”來表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對的原子,如NHeq\o\al(+,4)可表示為,在NHeq\o\al(+,4)中,雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同,但是一旦形成之后,4個共價鍵就完全相同。⑤配位鍵的形成條件:a.配體有孤電子對,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。b.中心原子有空軌道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。3.配合物如[Cu(NH3)4]SO4:(1)中心原子:提供軌道接受孤對電子的原子叫中心原子。中心原子一般是帶正電荷的金屬離子(此時又叫中心離子),過渡元素最常見,如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+。(2)配位體:含有并提供孤電子對的分子或離子,即電子對的給予體。常見的配位體:H2O、NH3、SCN-、CO、N2、X-、OH-、CN-。(3)配位原子:配體中提供孤對電子的原子叫配位原子,如:H2O中的O原子,NH3中的N原子。(4)配離子:由中心原子(或離子)和配位體組成的離子叫做配離子,如:[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。(5)配位數(shù):作為配位體直接與中心原子結(jié)合的離子或分子的數(shù)目,即形成的配位鍵的數(shù)目稱為配位數(shù)。如:[Cu(NH3)4]2+的配位數(shù)為4,[Ag(NH3)2]+的配位數(shù)為2。(6)配離子的電荷數(shù):配離子的電荷數(shù)等于中心離子和配位體電荷數(shù)的代數(shù)和。(7)內(nèi)界和外界:配合物分為內(nèi)界和外界,其中配離子稱為內(nèi)界,與內(nèi)界發(fā)生電性匹配的陽離子(或陰離子)稱為外界,如:[Cu(NH3)4]SO4的內(nèi)界是[Cu(NH3)4]2+,外界是SOeq\o\al(2-,4),配合物在水溶液中電離成內(nèi)界和外界兩部分。即:[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++SOeq\o\al(2-,4),而內(nèi)界很難電離,其電離程度很小,[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3。4.螯合物螯合物是配合物的一種,具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物叫螯合物或內(nèi)配合物。一種配位體有兩個或兩個以上的配位原子同時與一個中心離子結(jié)合,螯合物中配體數(shù)目少,形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)較簡單配合物穩(wěn)定,而且形成的環(huán)越多越穩(wěn)定,其中以五元環(huán)或六元環(huán)最為穩(wěn)定。在螯合物的結(jié)構(gòu)中,一定有一個或多個多齒配體提供多對電子與中心體形成配位鍵。“螯”指螃蟹的大鉗,此名稱比喻多齒配體像螃蟹一樣用兩只大鉗緊緊夾住中心體。這種提供螯合物配體的試劑被稱為螯合劑。例:乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)與Cu2+形成如下的螯合物:乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤電子對以滿足中心離子的配位數(shù)。氨基乙酸的酸根氧離子(H2N-CH2-COO—)與Cu2+形成如下的螯合物:其中Cu2+離子的配位數(shù)仍舊是4,氧提供孤電子對與中心離子配位,又有負(fù)電荷可以中和中心離子的正電荷,生成中性分子的“內(nèi)配鹽”。5.多齒配體、二茂鐵、羰基化合物如果一個配位體中有幾個配位原子能直接和同一個金屬離子配位,這種配體稱為多齒配體,形成具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物稱為螯合物,如:乙二胺配體中有兩個配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配體中有6個配位原子。還有其他特殊配體:CO、環(huán)戊二烯基(C5H5金屬EDTA(乙二 Fe(C5H5)2二環(huán)戊 Ni(CO)4四羰胺四乙酸)螯合物 二烯合鐵(二茂鐵) 基鎳(楔形式)6.化學(xué)配合物的配位數(shù)可按如下方法判斷:1)配合物的配位數(shù)等于配位原子及配位體的數(shù)目,有兩種情況:(1)配位原子數(shù)目、配位體數(shù)目、中心離子與配位原子形成的配位鍵鍵數(shù)均相等,例如[Ag(NH3)2]NO3、[Cu(NH3)4]SO4、[Cu(H2O)4]2+、[Zn(NH3)4]2+、K3[Fe(SCN)6]、[FeF6]3-、Ni(CO)4、Fe(CO)5、[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2等配合物或配離子,它們配位體的數(shù)目以及中心離子與配位原子形成的配位鍵鍵數(shù)相等。其中Ag+離子的配位數(shù)為2,Cu2+離子與Zn2+離子的配位數(shù)均為4,F(xiàn)e3+離子的配位數(shù)為6。Ni(CO)4、Fe(CO)5等羰基化合物中Ni、Fe原子的配位數(shù)分別為4、5,[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+離子與Cr3+離子的配位數(shù)均為6。(2)配位原子、配位體的數(shù)目均不等于中心離子與配位原子形成的配位鍵鍵數(shù),例如[BF4]-、[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配離子中,B、Al原子均缺電子,它們形成的化學(xué)鍵,既有共價鍵,又有配位鍵,配位數(shù)與配位鍵的鍵數(shù)不相等,配位數(shù)均為4。又如Al2Cl6(下圖)中Al原子的配位數(shù)為4。2)配位數(shù)等于配位原子的數(shù)目,但不等于配位體的數(shù)目存在多基配體時有這種情況,例如[Cu(en)2]中的en是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的簡寫,屬于雙基配體,每個乙二胺分子有2個N

原子與Cu2+離子配位,故Cu2+離子的配位數(shù)是4而不是2。3)配合物的配位數(shù)可以按中心離子電荷數(shù)的兩倍來計算如果不知道配合物的化學(xué)式,一般可按此規(guī)律計算。例如前面提到的,Ag+離子的配位數(shù)為2,Cu2+離子與Zn2+離子的配位數(shù)均為4,F(xiàn)e3+離子的配位數(shù)為6,等等。不過應(yīng)注意,某些配合物不符合以上規(guī)律,如[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+離子與Cr3+離子的電荷數(shù)分別為2、3,但配位數(shù)都是6。若配合物中的中心原子呈電中性,如金屬的羰基化合物,其配位數(shù)只能在已知化學(xué)式的基礎(chǔ)上判斷。有些配合物,當(dāng)中心離子(或原子)與不同量的配位體配合時,其配位數(shù)并不確定。配位數(shù)多少與中心離子和配體的性質(zhì)(如電荷數(shù)、體積大小、電子層結(jié)構(gòu)等)以及它們之間相互影響、配合物的形成條件(如濃度、溫度等)有關(guān)。配位數(shù)由1到14均可能,其中最常見的配位數(shù)為4和6。例如硫氰合鐵絡(luò)離子隨著配離子SCN-濃度的增大,中心離子Fe3+與SCN-

可以形成配位數(shù)為1~6的配合物:[Fe(SCN-)n]3-n(n=1~6)。7.配合物的形成對性質(zhì)的影響①溶解性:一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物等可溶于含過量的氯離子、溴離子、碘離子和氨的溶液中,形成可溶的配合物。如:②顏色:當(dāng)簡單離子形成配合物時,顏色往往會發(fā)生變化。如黃色的鐵離子溶液與硫氰酸根配合,就形成紅色的溶液。③穩(wěn)定性增強:對于配位化合物穩(wěn)定性由配位鍵的強弱決定;配位鍵的強弱取決于配位體給電子的能力,配位體給出電子能力越強,則配位體與中心離子形成的配位鍵就越強,配合物也就越穩(wěn)定,如:N元素電負(fù)性比O元素電負(fù)性小,N原子提供孤電子對的傾向更大,與Co2+形成的配位鍵更強。配位鍵的強弱還與中心粒子空軌道的數(shù)目、空間構(gòu)型,配體空間結(jié)構(gòu)等因素有關(guān),如果形成環(huán)狀配離子或配體體積較大,則空軌道數(shù)目較多的原子或陽離子才能形成穩(wěn)定的配離子。8.配合物的應(yīng)用超過百萬種的配合物在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。(1)在生命體中的應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(葉綠素——Mg2+的配合物,血紅素——Fe2+的配合物,酶——含鋅的配合物,維生素B12——鈷配合物))(2)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(王水溶金——H[AuCl4],電解氧化鋁的助熔劑——Na3[AlF6],熱水瓶膽鍍銀——[Ag(NH3)2]+))(3)在醫(yī)藥中的應(yīng)用——抗癌藥物、。知識點2超分子1.概念:由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體?!疽族e提醒】超分子定義中的分子是廣義,包括離子。2.微粒間作用力—非共價鍵:超分子內(nèi)部分子之間通過非共價鍵結(jié)合,主要是靜電作用、范德華力和氫鍵、疏水作用以及一些分子與金屬離子之間形成的弱配位鍵。3.分子聚集體的大小:超分子這種分子聚集體,有的是有限的,有的是無限伸展的。4.特征(1)分子識別(2)自組裝:超分子組裝的過程稱為分子自組裝(Molecularself-assembly),自組裝過程(Self-organization)是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。5.應(yīng)用實例(1)“杯酚”分離C60和C70:杯酚與C60通過范德華力相結(jié)合,通過尺寸匹配實現(xiàn)分子識別。向C60和C70的混合物中加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶劑,溶解未裝入“杯酚”的C70,過濾后分離C70;再向不溶物中加入氯仿,溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來并沉淀。(2)冠醚識別堿金屬離子:冠醚是皇冠狀的分子,有不同大小的空穴,能與正離子,尤其是堿金屬離子絡(luò)合,并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合,利用此性質(zhì)可以識別堿金屬離子。冠醚環(huán)的大小與金屬離子匹配,將陽離子以及對應(yīng)的陰離子都帶入有機溶劑,因而成為有機反應(yīng)中很好的催化劑。(3)細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜:細(xì)胞膜的兩側(cè)都是水溶液,水是極性分子,而構(gòu)成膜的兩性分子的頭基是極性基團(tuán)而尾基是非極性基團(tuán)。頭基為親水基團(tuán),頭部會朝向水溶液一側(cè),從而實現(xiàn)自組裝。(4)DNA分子:核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來保持的。6.超分子的未來發(fā)展通過對超分子研究,人們可以模擬生物系統(tǒng),復(fù)制出一些新材料,如:新催化劑、新藥物、分子器件、生物傳感器等功能材料??枷?考查配位鍵、配合物性質(zhì)例1(2024·湖南·二模)某小組同學(xué)利用如下實驗探究平衡移動原理。實驗1:實驗2:已知:ⅰ.;ⅱ.溶液為無色。下列說法正確的是A.等物質(zhì)的量的和中鍵數(shù)之比為B.結(jié)合實驗可知反應(yīng)C.②中加水,溶液變紅,說明平衡逆向移動,的濃度增大D.③中加入,溶液變紅,推測與形成了配合物【答案】D【解析】A.等物質(zhì)的量的和中鍵數(shù)之比為,故A錯誤;B.降低溫度,溶液變?yōu)榧t色,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)焓變,故B錯誤;C.②中加水,溶液變紅,說明平衡逆向移動,的濃度減小,故C錯誤;D.③中加入,溶液變紅,推測與形成了配合物,使?jié)舛葴p小,平衡逆向移動,溶液變紅,D正確。故答案選D?!咀兪接?xùn)練1】(2024·湖北·模擬預(yù)測)人體內(nèi)的碳酸酐酶CA(陰影部分,His完整結(jié)構(gòu)如左圖)對于調(diào)節(jié)血液和組織液的酸堿平衡有重要作用。催化機理如圖所示,下列說法錯誤的是已知:五元環(huán)中存在大鍵A.該過程總反應(yīng)為B.氮原子Ⅰ和Ⅱ相比,最可能跟形成配位鍵的是ⅡC.①→②→③催化全過程中各元素的化合價都沒有發(fā)生變化D.CA超高催化效率可能是因為影響配體水分子的極性,使水更容易電離出【答案】B【解析】A.由圖可知,該過程中反應(yīng)物有CO2和H2O,生成物有,總反應(yīng)為,故A正確;B.五元環(huán)中存在大π鍵,則Ⅰ中氮原子采取sp2雜化,形成3個sp2雜化軌道,其中2個雜化軌道形成鍵,1個雜化軌道用來容納孤電子對,即Ⅰ中氮原子含孤電子對,Zn2+提供空軌道,最可能與Zn2+形成配位鍵,故B錯誤;C.由圖可知,①→②→③催化全過程中各元素的化合價都沒有發(fā)生變化,故C正確;D.Zn2+與水分子中O原子形成配位鍵,影響配體水分子的極性,使水更容易電離出H+,故D正確;故選B?!咀兪接?xùn)練2】(2024·湖北·模擬預(yù)測)很多絡(luò)離子的顏色是因為發(fā)生了價層電子的d-d躍遷導(dǎo)致的。配體使原來能量相同的d軌道發(fā)生分裂,有的d軌道能量升高,有的d軌道能量降低,價層電子的d軌道上的電子可以在不同能量的d軌道之間躍遷,吸收一定波長的光而表現(xiàn)出特定顏色。下列絡(luò)合離子可能有顏色的是A. B.C. D.【答案】A【解析】A.中心離子的價層電子排布式為,d軌道未排滿電子,可能發(fā)生價層電子的d-d躍遷導(dǎo)致有顏色,A正確;B.中心離子的價層電子排布式為,d軌道已排滿電子,不可能發(fā)生價層電子的d-d躍遷,不可能有顏色,B錯誤;C.中心離子的價層電子排布式為,d軌道已排滿電子,不可能發(fā)生價層電子的d-d躍遷,不可能有顏色,C錯誤;D.中心離子的電子排布式為,d軌道無電子,不可能發(fā)生價層電子的d-d躍遷,不可能有顏色,D錯誤;答案選A??枷?考查超分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用例2(2024·江蘇南通·三模)一種杯酚的合成過程如圖所示。該杯酚盛裝后形成超分子。下列說法正確的是A.該杯酚的合成過程中發(fā)生了消去反應(yīng)B.每合成1mol該杯酚,消耗4molHCHOC.杯酚盛裝形成的超分子中,存在范德華力和氫鍵D.該杯酚具有“分子識別”特性,能盛裝多種碳單質(zhì)【答案】C【解析】A.酚羥基鄰位的H原子被取代,為取代反應(yīng),故A錯誤;B.苯環(huán)之間含8個CH2,可知每合成1mol該杯酚,消耗8molHCHO,故B錯誤;C.杯酚盛裝C60后形成超分子,分子之間存在范德華力,羥基之間形成氫鍵,故C正確;D.該杯酚具有“分子識別”特性,空隙大小固定,只盛裝C60后形成超分子,故D錯誤;故選C?!咀兪接?xùn)練1】(2024·河北保定·二模)對于超分子聚合物和材料的組裝而言,配位鍵的動態(tài)性質(zhì)和易于調(diào)節(jié)的特性起著重要作用。某種超分子的結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述錯誤的是已知:—為甲基。A.該超分子形成的配位鍵中,原子提供孤電子對B.該超分子中涉及的元素均為區(qū)元素C.超分子具有分子識別和自組裝的特征D.第一電離能:【答案】B【解析】A.該超分子形成的配位鍵中,原子提供孤電子對,B提供空軌道,故A正確;B.H元素不屬于p區(qū)元素,故B錯誤;C.超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體,具有分子識別和自組裝的特征,故C正確;D.同周期元素從左到右第一電離能有增大趨勢,ⅡA族原子s能級全充滿、ⅤA族原子p能級半充滿,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,第一電離能大于同周期相鄰元素,同一主族,隨著能層數(shù)的增加,第一電離能依次減小,因此第一電離能:,故D正確;故選B?!咀兪接?xùn)練2】(23-24高三下·黑龍江大慶·階段考試)超分子特性包含分子識別和自組裝,在某些作用力的影響下分子與分子間即可實現(xiàn)自組裝過程。下圖為我國科研人員構(gòu)建的含硅嵌段共聚物超分子復(fù)合物,有關(guān)該化合物說法錯誤的是A.該超分子中第一電離能最大的元素是OB.該超分子復(fù)合物的自組裝過程是通過氫鍵所形成的C.分子自組裝是在平衡條件下,分子間通過非共價相互作用自發(fā)組合形成的一類結(jié)構(gòu)明確穩(wěn)定、具有某種特定功能或性能的分子聚集體或超分子結(jié)構(gòu)D.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)也有與該超分子相似的的非化學(xué)鍵作用【答案】A【解析】A.該超分子中存在H、C、N、O、Si等元素,因N最外層為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其第一電離能大于O,故A錯誤;B.由圖可知該超分子復(fù)合物自組裝過程中N和H之間形成了氫鍵,故B正確;C.分子自組裝是在平衡條件下,分子間通過非共價相互作用(范德華力或氫鍵)自發(fā)組合形成的一類結(jié)構(gòu)明確穩(wěn)定、具有某種特定功能或性能的分子聚集體或超分子結(jié)構(gòu),故C正確;D.DNA的雙螺旋鏈之間通過氫鍵作用結(jié)合,與該超分子相似,故D正確;故選:A。1.(2024·河北卷)是火箭固體燃料重要的氧載體,與某些易燃物作用可全部生成氣態(tài)產(chǎn)物,如:。下列有關(guān)化學(xué)用語或表述正確的是A.的形成過程可表示為B.中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)C.在、石墨、金剛石中,碳原子有和三種雜化方式D.和都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力【答案】B【解析】A.是共價化合物,其電子式為,的形成過程可表示為,故A錯誤;B.中的中心N原子孤電子對數(shù)為,價層電子對數(shù)為4,的中心原子孤電子對數(shù)為,價層電子對數(shù)為4,則二者的模型和空間結(jié)構(gòu)均為正四面體形,故B正確;C.、石墨、金剛石中碳原子的雜化方式分別為、、,共有2種雜化方式,故C錯誤;D.易液化,其汽化時吸收熱量,可作制冷劑,干冰易升華,升華時吸收熱量,也可作制冷劑,分子間作用力為氫鍵和范德華力,分子間僅存在范德華力,故D錯誤;故選B。2.(2024·北京卷)氘代氨()可用于反應(yīng)機理研究。下列兩種方法均可得到:①與的水解反應(yīng);②與反應(yīng)。下列說法不正確的是A.和可用質(zhì)譜法區(qū)分B.和均為極性分子C.方法①的化學(xué)方程式是D.方法②得到

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論