最新高中化學(xué)選修三-分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、共價(jià)鍵1.本質(zhì)：原子間形成共用電子對分類非極性共價(jià)鍵：兩個(gè)相同的非金屬元素的原子間形成的共價(jià)鍵思考：用電子式表示H2、HCl的形成共價(jià)鍵特征：飽和性：每個(gè)原子形成共價(jià)鍵的數(shù)目是確定的方向性：原子軌道沿一定方向重疊使成鍵的原子軌道最大程度地重疊2.鍵和鍵鍵-原子軌道沿著連線方向以“頭碰頭方式重疊形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)：以形成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，鍵電子云的圖形不變電子云描述氫原子形成氫分子的過程s-s 鍵鍵-原子軌道沿著連線方向以“肩并肩方式重疊形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)：1電子云為鏡像，即是每個(gè)鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩個(gè)原子核構(gòu)成的平面的兩側(cè)2不穩(wěn)定,容易斷裂p-p 鍵

2、的形成 鍵型特點(diǎn)鍵鍵成鍵方向沿軸方向“頭碰頭平行方向“肩并肩電子云形狀軸對稱鏡像對稱牢固程度強(qiáng)度大，不易斷裂強(qiáng)度較小，易斷裂成鍵判斷規(guī)律共價(jià)單鍵全是鍵共價(jià)雙鍵中一個(gè)是鍵，另一個(gè)是鍵共價(jià)叁鍵中一個(gè)鍵，另兩個(gè)為鍵N2分子中的NN思考：分析CH3CH3、CH2=CH2、CHCH、CO2分子中鍵的類別和個(gè)數(shù)3.鍵參數(shù)-鍵能、鍵長與鍵角鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量鍵能越大，即形成化學(xué)鍵時(shí)放出的能量越多，化學(xué)鍵越穩(wěn)定應(yīng)用-計(jì)算化學(xué)反響的反響熱H=反響物鍵能總和-生成物鍵能總和鍵長：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距鍵長是衡量共價(jià)穩(wěn)定性的另一個(gè)參數(shù)規(guī)律：鍵長越短，一般鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)

3、定一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定鍵角：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)與鍵角有關(guān)思考：N2、O2、F2跟H2的反響能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解4.等電子原理等電子體：原子總數(shù)相同、價(jià)電子最外層電子總數(shù)相同的分子 如N2和CO是等電子體，但N2和C2H4不是等電子體等電子體原理：原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的物理性質(zhì)是相近的。例如N2和CO的熔沸點(diǎn)、溶解性、分子解離能等都非常接近5.用質(zhì)譜測定分子的結(jié)構(gòu)原理：不同質(zhì)核比的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡不同eg：1.以下物質(zhì)中能

4、證明某化合物中一定有離子鍵的是 A.可溶于水B.熔點(diǎn)較高C.水溶液能導(dǎo)電D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電2.以下關(guān)于化學(xué)鍵的表達(dá)中，正確的是 A.離子化合物可以含共價(jià)鍵B.共價(jià)化合物可能含離子鍵C.離子化合物中只含離子鍵D.只有活潑金屬與活潑非金屬間才能形成離子鍵3.能夠用鍵能解釋的是 A.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定B.常溫常壓下，溴呈液體，碘為固體C.稀有氣體一般很難發(fā)生化學(xué)反響D.硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)二、分子的立體結(jié)構(gòu)1.價(jià)層電子對互斥理論對于ABn型分子，價(jià)電子對數(shù) =鍵電子對數(shù)+中心原子的孤電子對數(shù)鍵電子對數(shù)=n，孤電子對數(shù)= 12a-nba：中心原子價(jià)的價(jià)電子數(shù)n：與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b：與中心

5、原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)H為1，其他原子等于“8-該原子的價(jià)電子數(shù)注意：對于復(fù)雜離子，在計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)時(shí)，還應(yīng)加上負(fù)離子的電荷數(shù)或減去正離子的電荷數(shù)雙鍵、叁鍵等多重鍵作為1對電子看待思考：分析CCl4、PO3- 4、NH+ 4、SO3、SO2- 4、NO2、H3O+的立體構(gòu)型2.雜化軌道理論CH4的正四面體構(gòu)型sp3雜化：碳原子的2s軌道和3個(gè)2p軌道進(jìn)行雜化，得到4個(gè)相同的sp3雜化軌道，夾角10928，分子的幾何構(gòu)型為正四面體思考：CCl4的雜化類型和結(jié)構(gòu)BF3的平面正三角形sp2雜化：硼原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道進(jìn)行雜化，得到3個(gè)相同的sp2雜化軌道，夾角是120，分子的幾何

6、構(gòu)型為平面正三角形思考CH2=CH2的雜化類型和結(jié)構(gòu)BeCl2的直線型sp雜化：鈹原子的2s軌道與1個(gè)2p軌道進(jìn)行雜化，得到2個(gè)相同的sp雜化軌道，夾角是180，分子的幾何構(gòu)型為直線型思考CHCH的雜化類型和結(jié)構(gòu)雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1個(gè) s + 1個(gè)p1個(gè)s + 2個(gè)p1個(gè)s + 3個(gè)p雜化軌道數(shù)2個(gè)sp雜化軌道3個(gè)sp2雜化軌道4個(gè)sp3雜化軌道雜化軌道間夾角180012001090 28空間構(gòu)型直 線正三角形正四面體實(shí)例BeCl2, CHCHBF3, CH2=CH2CH4,CCl4解題技巧：看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵，如果有1個(gè)三鍵，那么其中有2個(gè)鍵，用去了2個(gè)p

7、軌道，形成的是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵那么其中有1個(gè)鍵，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，那么形成的是sp3雜化雜化軌道數(shù)=中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)判斷分子的VSEPR模型，根據(jù)構(gòu)型與雜化類型的對應(yīng)關(guān)系代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO20+2=2sp直線型BF30+3=3sp2平面三角形CH40+4=4sp3正四面體型SO21+2=3sp2V型NH31+3=4sp3三角錐型H2O2+2=4sp3V型注意：雜化軌道只用于形成鍵或容納未參與成鍵的孤電子對，而鍵都是由未雜化的軌道形成的3.配合物理論配位鍵-共用電子對由一個(gè)原子單方向提供應(yīng)另一原子共用所形成的共價(jià)鍵形成條件：

8、一個(gè)原子必須有孤對電子，另一原子必須有接受孤對電子的空軌道表示方法A B電子對給予體電子對接受體含有配位鍵的離子或分子：H3O+、NH+ 4配位化合物-由金屬離子或原子與分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的復(fù)雜化合物中心原子：具有接受孤對電子的離子或原子配體：提供孤對電子的中性分子或者離子如H2O、NH3、Cl-配位原子：配體中直接與中心原子鍵合的原子性質(zhì)與應(yīng)用a.配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界離子較穩(wěn)定，不能電離Cu(NH3)4SO4 = Cu(NH3)42+ + SO2- 4b.配合物的形成會(huì)對離子的溶解度產(chǎn)生的影響銀氨溶液的配制：AgNO3 + NH3H2O = AgOH+ N

9、H4NO3AgOH + 2NH3H2O = Ag(NH3)2OH + 2H2Oc.配合物的形成引起離子顏色的改變Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+eg：1.以下分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是 A.CO2與SO2B.CH4與NH3 C.BeCl2與BF3D.CHCH與CH2=CH22.H2O、CH4、NH3中心原子均為sp3雜化，為什么水的鍵角為105，氨氣的為107？3.寫出以下分子的路易斯結(jié)構(gòu)式并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測分子的幾何構(gòu)型PCl3AlCl3CS2C12O4.對于HCN分子和HCHO分子寫出路易斯結(jié)構(gòu)式 用VSEPR模型分析其立體結(jié)構(gòu)分析中心原子的雜化類

10、型 分析分子中的鍵5.以下分子或離子中都存在著配位鍵的是 A.NH3、H2O B.NH+ 4、H3O+C.N2、HClO D.Cu(NH3)42+ 、PCl36.以下分子或離子中，能提供孤對電子與某些金屬離子形成配位鍵的是 H2O NH3F-CN-COA. B. C. D.三、分子的性質(zhì)1.鍵的極性和分子的極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵分子非極性分子：正電中心和負(fù)電中心重合鍵的極性和分子的空間構(gòu)型共同決定分子的極性極性分子的判斷：經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：對于ABn型分子，假設(shè)中心原子A的化合價(jià)的絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù)價(jià)電子數(shù)，那么為非極性分子，否那么為極性分子分子結(jié)構(gòu)呈幾何空間對稱，那么為非極性分子思考

11、：H2O2是否為極性分子？2.范德華力-分子間作用力特點(diǎn)：范德華力很弱，不屬于化學(xué)鍵，比化學(xué)鍵小的多約l- 2個(gè)數(shù)量級結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大；分子的極性越大，范德華力越大范德華力主要影響物理性質(zhì)(熔、沸點(diǎn)，溶解性等)；化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)如氣體降溫、加壓會(huì)液化，壁虎在天花板爬行自如3.氫鍵-除范德華力外的另一種分子間作用力 NH3、H2O、HF最強(qiáng)氫鍵的表示AHB氫鍵的影響-熔、沸點(diǎn)、密度、溶解性a.NH3、H2O、HF的熔、沸點(diǎn)反常，比VA、VIA、VIIA族其他元素的氫化物的熔、沸點(diǎn)高出許多b.水凝固時(shí)體積膨脹，密度減小c.相對分子質(zhì)量相近的醇、羧酸的沸點(diǎn)遠(yuǎn)

12、高于烷烴d.接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣的相對分子質(zhì)量測定值比用化學(xué)式H2O計(jì)算的值大氫鍵的類型化學(xué)鍵分子間作用力氫鍵范圍分子內(nèi)或晶體內(nèi)分子間某些分子內(nèi)或分子間作用強(qiáng)弱介于化學(xué)鍵與范德華力之間性質(zhì)影響主要影響化學(xué)性質(zhì)主要影響物理性質(zhì)主要影響的物理性質(zhì)4.溶解性相似相溶：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如果存在氫鍵，溶解性更好 如NH3在H2O中溶解度很大分子結(jié)構(gòu)相似的溶解性更好如CH3CH20H與H2O混溶溶質(zhì)與溶劑發(fā)生反響的溶解性更好 如SO2能與H2O反響可增加SO2溶解度思考：低碳醇與水互溶，而高碳醇在水中的溶解度卻很小5.手性手性異構(gòu)體-具有完全相同的組成和原子排列即

13、分子式相同，結(jié)構(gòu)互為鏡像，在三維空間里不能重疊手性分子-有手性異構(gòu)體的分子手性碳原子-連有四個(gè)不同原子原子團(tuán)的碳原子，記為*C判斷：當(dāng)分子中只有一個(gè)*C，那么此分子為手性分子6.無機(jī)含氧酸分子的酸性R-O-H規(guī)那么：無機(jī)含氧酸可以寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，n值越大即非羥基氧的個(gè)數(shù)越多，R的正電性越高，導(dǎo)致R-O-H中的O的電子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H+，即酸性越強(qiáng)應(yīng)用-解釋對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)思考：HCl0、HClO2、HClO3、HCl04的酸性強(qiáng)弱順序eg：1.以下物質(zhì)CO2、O3、P4、NH4Cl、P

14、H3、HCN、H2O、BF3、CH3Cl含離子鍵的物質(zhì)是由極性鍵構(gòu)成的極性分子是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子是由非極性鍵構(gòu)成的極性分子是2.以下對極性分子和非極性分子的認(rèn)識正確的是 A.只含非極性鍵的分子一定是非極性分子B.含有極性鍵的分子一定是極性分子C.非極性分子一定含有非極性鍵D.由極性鍵構(gòu)成的雙原子分子一定是極性分子3.以下有關(guān)性質(zhì)判斷正確且可以由范德華力來解釋的是 A.沸點(diǎn)：HBr HClB.沸點(diǎn)：CH3CH2Br HClD.-OH上氫原子的活潑性：H-O-H C2H5-O-H4.以下現(xiàn)象的原因與氫鍵的存在無關(guān)的是 A.鄰羥基苯甲酸的沸點(diǎn)比對羥基苯甲酸低B.HCl的熔沸點(diǎn)比HF低C.NH

15、3極易溶于水D.CH4的沸點(diǎn)比SiH4低習(xí)題精選1.以下有關(guān)化學(xué)鍵的說法不正確的是 A.分子中不一定存在化學(xué)鍵B.分子中假設(shè)有共價(jià)鍵，那么一定存在鍵C.p和p軌道既能形成鍵又能形成鍵D.含鍵的物質(zhì)不如含鍵的物質(zhì)穩(wěn)定2.關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，以下說法不正確的是 A.鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B.鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C.鍵能越大，鍵長越長，共價(jià)化合物越穩(wěn)定D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)3.以下圖為元素周期表前4周期的一局部，以下有關(guān)R、W、X、Y、Z 5種元素的表達(dá)中，正確的是 A.W、R元素單質(zhì)分子內(nèi)的化學(xué)鍵都是非極性鍵B.X、Z元素都能夠形成雙原子分子C.鍵能W

16、-HY-H，鍵的極性Y-HW-HD.鍵長X-HW-H，鍵能X-HW-H4.以下不互不等電子體的是 A.N2O和 CO2B.O3和NO- 2C.CH4和NH+ 4D.OH-和NH- 25.關(guān)于原子軌道的說法正確的是 A.但凡中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體B.CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的C.sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道D.凡AB3型的共價(jià)化合物，其中中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵6.對SO2與CO2說法正確的是 A.都是直線形結(jié)構(gòu)B.中心原子都采取s

17、p雜化軌道C.S原子和C原子上都沒有孤對電子D.SO2為V形結(jié)構(gòu)， CO2為直線形結(jié)構(gòu)7.以下關(guān)于雜化軌道的表達(dá)中，不正確的是 A.分子中中心原子通過SP3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)B.雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子C.H2SO4硫酸分子中三種原子均以雜化軌道成鍵D.N2分子中N原子沒有雜化，分子中有一個(gè)鍵、2個(gè)鍵8.配合物在許多方面有著廣泛的應(yīng)用，以下表達(dá)不正確的是 A.以Mg2+為中心的大環(huán)配合物葉綠素能催化光合作用B.Fe2+的卟啉配合物是輸送O2的血紅素C.Ag(NH3)2+是化學(xué)鍍銀的有效成分D.向溶液中逐滴參加NH3H2O，可除去ZnSO4溶液中的

18、Cu2+9.PCl3分子的空間構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形，以下關(guān)于PCl3分子空間構(gòu)型理由的表達(dá)，不正確的是 A.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵長，鍵角都相等B.PCl3分子中的P-Cl鍵屬于極性共價(jià)鍵C.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵鍵能，鍵角均相等D.PCl3是非極性分子10.以下推論正確的 A.SiH4的沸點(diǎn)高于CH4，可推測PH3的沸點(diǎn)高于NH3B.NH+ 4為正四面體結(jié)構(gòu)，可推測出PH+ 4也為正四面體結(jié)構(gòu)C.CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D.C2H6是碳鏈為直線型的非極性分子，可推測C3H8也是碳鏈為直線型的非極性分子11.以下事實(shí)與氫鍵有關(guān)的是 A.水加熱到很

19、高的溫度都難以分解B.水結(jié)成冰體積膨脹，密度變小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱12.以下物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，所克服的粒子間相互作用屬于同種類型的是 A.液溴和苯分別受熱變?yōu)闅怏w B.干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏wC.二氧化硅和鐵分別受熱熔化 D.食鹽和葡萄糖分別溶解在水中13.以下說法中正確的是 A.無機(jī)含氧酸分子中的氧原子數(shù)越多，那么其酸性也越強(qiáng)B.氯化銀能溶于過量的氨水，是因?yàn)樗c氨水反響生成了一種可溶的配位化合物C.分子是否具有極性決定分子中是否存在極性共價(jià)鍵D.氫鍵就是一種存在于某些特殊含氫元素的分子中的一

20、種化學(xué)鍵14.以下操作利用了相似相溶原理的是 A.用稀硝酸洗做過銀鏡反響實(shí)驗(yàn)的試管B.用稀鹽酸清洗做高錳酸鉀分解實(shí)驗(yàn)的試管C.用氫氧化鈉溶液清洗盛過硅酸的試管D.用四氯化碳清洗做過碘升華的燒杯15.有機(jī)物含有一個(gè)手性碳原子(標(biāo)有“*的碳原子)，具有光學(xué)活性。當(dāng)發(fā)生以下化學(xué)反響時(shí)，生成新的有機(jī)物無光學(xué)活性的是 A.與銀氨溶液反響B(tài).與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反響C.與金屬鈉發(fā)生反響D.與H2發(fā)生加成反響16.現(xiàn)有四種短周期元素A、B、C、D，：C、D在同一周期，A、B在同一主族；它們可以組成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4等；B的陽離子與C的陰離子的核外電子排布相同；B2C2同A2C或D

21、C2反響都生成氣體C2，B與A2C反響生成氣體A2，A2與氣體C2按體積比21混合后點(diǎn)燃能發(fā)生爆炸，其產(chǎn)物是一種常溫下常見的無色無味的液體。請答復(fù)：1寫出元素符號：A、B、C、D2在A2C、B2C2、DC2和D2A4中，含有離子鍵和非極性共價(jià)鍵的化合物的電子式為；按原子軌道重疊方式，其非極性鍵的類型是?；衔锓肿又械逆I角為180的是填化學(xué)式，其路易斯結(jié)構(gòu)式為3A2C分子的立體構(gòu)型是，按原子軌道重疊方式，其共價(jià)鍵的類型是。D2A4是平面形分子，其分子中含有個(gè)鍵，個(gè)鍵17.ClO-、ClO- 2、ClO- 3、ClO- 4中Cl都是以sp3雜化軌道與O原子成鍵的，試推測以下微粒的立體結(jié)構(gòu)微粒ClO-ClO-