高二化學(xué)選擇性必修二-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-專題復(fù)習(xí)系列4-第二章-分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(2)(解析版)

選擇性必修二專題復(fù)習(xí)系列4第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（2）知識(shí)點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)一、價(jià)層電子對(duì)理論及雜化1、價(jià)層電子對(duì)理論①價(jià)層電子對(duì)在空間上彼此相距越遠(yuǎn)時(shí),排斥力越小,體系的能量越低,如CO2為直線形。②孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)數(shù)越多,排斥力越大,鍵角越小,③中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)。其中孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)，b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)。但對(duì)于離子，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加或減電荷數(shù)，如COeq\o\al(2－,3)的a＝4＋2，NHeq\o\al(＋,4)的a＝5－1。④中心原子的雜化軌道數(shù)和雜化類型判斷雜化軌道的數(shù)目=參與雜化的軌道數(shù)目=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)(與中心原子直接相連的原子個(gè)數(shù))=中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)2、雜化類型、軌道構(gòu)型和微粒構(gòu)型的關(guān)系雜化類型spsp2sp3軌道數(shù)目234軌道圖示軌道構(gòu)型（VSEPR模型）直線形平面正三角形正四面體形實(shí)際構(gòu)型配位數(shù)1直線形直線形直線形2直線形V形V形3平面正三角形三角錐形4正四面體形【注意】（1）中心原子（離子）放在雜化軌道中心（2）配位原子放在雜化軌道中（3）每個(gè)雜化軌道中都有一對(duì)孤對(duì)電子【判斷中心原子的雜化類型】（1）根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷：若雜化軌道在空間的分布呈①正四面體形或三角錐形，則為sp3雜化。②平面三角形，則為sp2雜化。③直線形，則為sp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①109°28′，則為sp3雜化；②120°，則為sp2雜化；③180°，則為sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理結(jié)構(gòu)相似進(jìn)行推斷，如CO2是直線形分子，SCN－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)和CO2是等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。(4)從化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)判斷雜化類型成鍵特點(diǎn)雜化方式單鍵、、－O－sp3雜化雙鍵、－－、sp2雜化叁鍵―C≡C―、―C≡Nsp雜化題組一 根據(jù)VSEPR模型計(jì)算雜化方式和空間構(gòu)型1.X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)型為_(kāi)_____，中心原子的雜化形式為_(kāi)_____。1.【答案】）V形；sp3【解析】I3+離子可以寫(xiě)成II2+，中心I原子上的孤電子對(duì)數(shù)為＝2，成鍵電子對(duì)數(shù)目為2，中心I原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)n＝2+2＝4，I原子是采用sp3雜化方式形成的4個(gè)sp3雜化軌道，但是由于配位原子是2，因此其構(gòu)型為為V形。2．（2019·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選）NH4H2PO4中，P的____雜化軌道與O的2p軌道形成_______鍵。2．【解析】P的雜化軌道計(jì)算公式為4+（5+3－8）＝4，所以P的sp3雜化軌道與O的2p軌道形成σ鍵?！敬鸢浮縮p3；σ3．Na3［Co（NO2）6］常用作檢驗(yàn)K+的試劑，配位體NO2－的中心原子的雜化形式為_(kāi)_____，空間構(gòu)型為_(kāi)_________。3．【解析】配位體NO2－的中心原子N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)n＝2+＝3，且含有1個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子的雜化形式及空間構(gòu)型分別為sp2、V形；【答案】sp2；V形；4．H3BO3為一元酸，與足量NaOH溶液反應(yīng)得到［B（OH）4］－，H3BO3和［B（OH）4］－中B的雜化軌道類型分別為為_(kāi)___________、____________。40．【解析】H3BO3中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，故B原子的雜化軌道類型為sp2，［B（OH）4］－中B原子的價(jià)層電子數(shù)為4，孤對(duì)電子數(shù)為0，故B原子的雜化軌道類型為sp3雜化?！敬鸢浮縮p2雜化；sp3雜化【備課素材】關(guān)于二氧化氮的結(jié)構(gòu)是有三種觀點(diǎn)的來(lái)自周公度的結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)，第四版，第五章第164頁(yè)（注意@啦啦啦啦啦所說(shuō)顏色，易雙聚，磁性這三個(gè)特性其實(shí)都不是任意一種結(jié)構(gòu)所特有的，尤其是易雙聚，容易雙聚傾向于而不是3/3）顯然結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)這里認(rèn)為是處于不等性雜化的狀態(tài)的而具體雜化是有一個(gè)公式可以計(jì)算的即1+n*cos(鍵角）=0按照這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算帶入鍵角等于134.25，應(yīng)當(dāng)是雜化即成N-Oσ鍵的軌道中，p軌道的成分占了58％而s軌道的成分占了42％定性來(lái)說(shuō)其介于與之間但是因?yàn)槭墙清F型所以傾向于認(rèn)為是不等性雜化題組二 根據(jù)微粒構(gòu)型判斷的雜化方式1.氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______形，其中共價(jià)鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______?！敬鸢浮科矫嫒牵?；sp3【解析】根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，SO3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為0，因此分子為平面三角形。分子中存在σ鍵和π鍵，其中π鍵為大π鍵。根據(jù)圖（b）可以得出固體三氧化硫中SO4原子團(tuán)，為四面體構(gòu)型，因此硫原子的雜化軌道類型為sp3?！疽?guī)律方法】根據(jù)微粒的空間構(gòu)型判斷雜化類型微粒構(gòu)型四面體三角錐平面V形直線雜化方式sp3sp3sp2sp3、sp2sp3、sp2、sp12．有兩種活性反應(yīng)中間體微粒，它們的微粒中均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子。請(qǐng)依據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)式：球棍模型化學(xué)式2．【解析】含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子的平面形結(jié)構(gòu)的微粒應(yīng)該是CH3＋，中心碳原子采取sp2雜化。含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子三角錐形結(jié)構(gòu)的微粒應(yīng)該是CH3－，中心碳原子采取sp3雜化?！敬鸢浮緾H3+；CH3－3．I4O9由一種陽(yáng)離子和一種陰離子按物質(zhì)的量比1∶3構(gòu)成，陰離子的空間構(gòu)型為三角錐形，中心原子雜化類型為sp3雜化，寫(xiě)出I4O9的電離方程式________________。3．【解析】I4O9由一種陽(yáng)離子和一種陰離子按物質(zhì)的量比1∶3構(gòu)成，陰離子的空間構(gòu)型為三角錐形，中心原子雜化類型為sp3雜化，所以陰離子是IO3－，則陽(yáng)離子是I3+，因此I4O9的電離方程式為I4O9＝I3++3IO3－?！敬鸢浮縄4O9＝I3++3IO3－題組三 有機(jī)分子原子雜化方式的判斷1.HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化軌道類型是______________。【解析】HOCH2CN中“－CH2－”的C為sp3雜化，“－C≡N”中C為sp雜化?！敬鸢浮縮p3和sp2.四氟乙烯（）和四氟乙烯的共聚物（ETFE）分子中C的雜化軌道類型分別為_(kāi)_____和______；聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學(xué)健的角度解釋原因______。【答案】；；C-F鍵的鍵能大于聚乙烯中C-H的鍵能，鍵能越大，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定【解析】分子中存在碳碳雙鍵，故分子中C的雜化軌道類型為；ETFE為共聚物，分子中的化學(xué)鍵全部為單鍵，故ETFE分子中C的雜化軌道類型為；氟的電負(fù)性較強(qiáng)，C-F鍵的鍵能比C-H鍵的鍵能大，使得聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比聚乙烯的強(qiáng)。【規(guī)律方法】有機(jī)分子中碳、氮和氧原子的雜化方式成鍵特點(diǎn)雜化方式單鍵、、－O－sp3雜化雙鍵、－－、sp2雜化叁鍵―C≡C―、―C≡Nsp雜化知識(shí)點(diǎn)三鍵角1、常見(jiàn)的分子空間構(gòu)型和鍵角分子空間構(gòu)型鍵角實(shí)例電子對(duì)空間構(gòu)型正四面體形109°28′CH4、CCl4、(NH4+)60°白磷：P4平面三角形120°苯、乙烯、SO3、BF3三角錐形107°18′NH3V形104°30′H2O直線形180°CO2、CS2、CH≡CH【規(guī)律】鍵角大小：直線形＞平面三角形＞正四面體形＞三角錐形＞V形2、排斥力大小對(duì)鍵角的影響(1)排斥力大小順序?yàn)長(zhǎng)P—LP?LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì)，BP代表成鍵電子對(duì))(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵【鍵角大小比較的4種類型】a雜化類型不同時(shí)，sp＞sp2＞sp3。b雜化類型相同，中心原子孤電子對(duì)越多，鍵角越小，如H2O＜NH3。c雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)相同，中心原子電負(fù)性越大，鍵角越大。如NH3＞PH3。d雜化類型和孤電子對(duì)數(shù)相同，配位原子的電負(fù)性越大，鍵角越小，如NCl3＜NBr3。題組四 共價(jià)鍵鍵角大小的比較1.NH3、PH3、AsH3的鍵角由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________。【解析】NH3、PH3、AsH3中心原子都是sp3雜化，都有1對(duì)孤電子對(duì)，中心原子的電負(fù)性越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質(zhì)鍵角由大到小的順序?yàn)镹H3＞PH3＞AsH3?！敬鸢浮縉H3＞PH3＞AsH32．Sn與Pb同為第ⅣA元素。請(qǐng)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷SnBr2分子中Sn－Br的鍵角_____120°（填“＞”“＜即或“＝”）。2．【解析】根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷SnBr2分子中含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以鍵角小于120°?！敬鸢浮啃∮?．CH4和HCHO比較，鍵角較大的是_____，主要原因是_________________________。3．【解析】CH4中C原子采取sp3雜化，為正四面體構(gòu)型，HCHO中C原子采取sp2雜化，為平面三角形，HCHO中鍵角較大?！敬鸢浮縃CHO；CH4中C原子采取sp3雜化，HCHO中C原子采取sp2雜化4．（CH3OH分子中O原子的雜化方式為_(kāi)_____，鍵角：H－C－H___H－O－C。（填“＜”、“＞”、“＝”）。4．【解析】CH3OH分子中O原子與C、H原子形成2個(gè)σ鍵，有2個(gè)孤電子對(duì)，則雜化方式為sp3雜化，有孤電子對(duì)的對(duì)成鍵電子的排斥作用大，鍵角小，所以鍵角H－C－H＞H－O－C。【答案】sp3；＞4．高溫陶瓷材料Si3N4的成鍵方式如圖1所示，結(jié)構(gòu)中N－Si－N的鍵角比Si－N－Si的鍵角大，其原因是______________________________4．【解析】N、Si原子均采取sp3雜化，一個(gè)Si原子與4個(gè)N原子成鍵，N－Si－N的鍵角為109.5°，而一個(gè)N原子與3個(gè)Si原子成鍵，N上還有一對(duì)孤對(duì)電子，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力，所以Si－N－Si的鍵角更小。【答案】N、Si原子均采取sp3雜化，一個(gè)Si原子與4個(gè)N原子成鍵，N－Si－N的鍵角為109.5o；而一個(gè)N原子與3個(gè)Si原子成鍵，N上一對(duì)孤對(duì)電子對(duì)成排斥力大于成鍵電子，壓縮了Si－N－Si的鍵角5．NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)H－N－H鍵角為106.7°。如圖為［Zn（NH3）6］2+的部分結(jié)構(gòu)以及H－N－H鍵角的測(cè)量值。解釋配合物中H－N－H鍵角變?yōu)?09.5°的原因___________________。5．【解析】中心原子采取不同的雜化形式時(shí)，其等性雜化軌道的空間分布情況及雜化軌道之間的夾角是各不相同的。這是決定鍵角大小的最根本的原因。氨分子與Zn2+形成配合物后，孤對(duì)電子與Zn2+成鍵，原孤對(duì)電子與鍵對(duì)電子間的排斥作用變?yōu)殒I對(duì)電子間的排斥，排斥減弱，故Zn2+鍵角變大?！敬鸢浮堪狈肿优cZn2+形成配合物后，孤對(duì)電子與Zn2+成鍵，原孤對(duì)電子與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥，排斥減弱，故H－N－H鍵角變大【模板類型二鍵角大小判斷】分子雜化軌道角度排斥力分析實(shí)際鍵角H2O109°28′LP—LP?LP—BP>BP—BP105°NH3109°28′LP—BP>BP—BP107°COCl2120°C=O對(duì)C—Cl的排斥力大于C—Cl對(duì)C—Cl的排斥力形成兩種鍵角分別為124°18′、111°24′電子對(duì)構(gòu)型(或雜化方式)不相同，空間構(gòu)型也不相同答題策略鍵角大?。褐本€形＞平面三角形＞正四面體形＞三角錐形＞V形答題模板×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××，而×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××1Si與C元素位于同一主族，SiO2鍵角小于CO2的原因是：SiO2中心Si原子采用SP3雜化，鍵角109°28'；CO2中心C原子采用sp雜化，鍵角為180°電子對(duì)構(gòu)型(或雜化方式)相同，但空間構(gòu)型不相同(看排斥力)答題策略=1\*GB3①排斥力大小順序?yàn)長(zhǎng)P—LP?LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì)，BP代表成鍵電子對(duì))=2\*GB3②三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵答題模板孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力，×××分子中無(wú)孤對(duì)電子，×××分子中含有1對(duì)孤對(duì)電子，×××分子中含有2對(duì)孤對(duì)電子，對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用依次增大，故鍵角逐漸減小2已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4＞NH3＞H2O，原因?yàn)椋汗码娮訉?duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力，CH4分子中無(wú)孤對(duì)電子，NH3分子中含有1對(duì)孤對(duì)電子，H2O分子中含有2對(duì)孤對(duì)電子，對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用依次增大，故鍵角逐漸減小空間構(gòu)型相同，中心原子相同或配位原子相同答題策略看中心原子或配位原子的電負(fù)性答題模板中心原子不同，配位原子相同(AC3與BC3，且電負(fù)性A＞B，鍵角：AC3＞BC3)：中心原子的電負(fù)性A強(qiáng)于B，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對(duì)離中心原子越近，成鍵電子對(duì)之間的距離越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力增大，鍵角變大中心原子相同，配位原子不同(AB3與AC3，且電負(fù)性B＞A＞C，鍵角：AB3＜AC3)：電負(fù)性B＞A＞C，在AB3中成鍵電子對(duì)離中心原子較遠(yuǎn)，成鍵電子對(duì)之間的排斥力較小，因而鍵角較小3NH3的鍵角＞PH3的鍵角，原因是：中心原子的電負(fù)性N強(qiáng)于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對(duì)離中心原子越近，成鍵電子對(duì)之間的距離越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力增大，鍵角變大4NF3的鍵角小于NH3的鍵角，理由是：F的電負(fù)性比H大，NF3中成鍵電子對(duì)離中心原子較遠(yuǎn)，成鍵電子對(duì)之間的排斥力較小，因而鍵角較小【簡(jiǎn)答文字描述題型專練】51、CO2是密堆積的原因是_____________________________52、原子晶體不能形成最密堆積結(jié)構(gòu)的原因是__________________________53、冰晶體不能形成最密堆積結(jié)構(gòu)的原因是____________________________54、冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似。每個(gè)冰晶胞平均占有8個(gè)水分子，冰晶胞與金剛石晶胞排列方式相同的原因是55、SiO2的熔點(diǎn)比CO2高，原因是_____________________________56、金剛石的熔點(diǎn)比NaCl高，原因是_____________________________57、Na的氯化物的熔點(diǎn)比Si的氯化物的熔點(diǎn)高，理由是____________58、CO2比CS2的熔沸點(diǎn)低，其理由是_________________________59、NH3的沸點(diǎn)比PH3高，原因是________________________60、NF3的沸點(diǎn)比NH3的沸點(diǎn)(-33℃)低得多的主要原因是_______________________________61、乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是__________________________62、Si單質(zhì)比化合物SiC的熔點(diǎn)高，理由是____________________________63、ZnO和ZnS的晶體結(jié)構(gòu)相似，其中熔點(diǎn)較高的是ZnO，理由是___________64、FeO的熔點(diǎn)____Fe2O3的熔點(diǎn)(填“＜”、“＞”或“=”)，原因是___________________