分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)

專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)復(fù)習(xí)綱要：第一單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)1、分子的空間構(gòu)型：運(yùn)用雜化軌道理論和價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷分子中心原子的雜化軌道類型和分子的空間構(gòu)型。⑴、雜化軌道理論：定義：原子軌道雜化：是指同一原子（中心原子）中幾個(gè)能量相近的原子軌道重新組合成幾個(gè)能量相等、成分相同的新軌道，這些新軌道稱為雜化軌道。雜化過程：基態(tài)激發(fā)*激發(fā)態(tài)雜化軌道（具有一定空間構(gòu)型）。歸納： 表4-1雜化軌道類型參與雜化的原子軌道雜化軌道數(shù)目雜化軌道空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型Sp3Sp2SP⑵、價(jià)層電子對(duì)互斥理論——確定分子空間構(gòu)型的簡易方法對(duì)于ABm型分子或ABmn-型離子（A是中心原子、B是配位原子），人們認(rèn)為：分子中的價(jià)電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)）由于相互排斥作用，而趨向可能彼此原離以減少斥力，分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型，其價(jià)電子對(duì)數(shù)（n）可以通過以下公式確定：中心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)Xm土電荷數(shù)n=2注意：①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)。配位原子中鹵素原子、H原子提供1個(gè)價(jià)電子，第WA族的O、S原子按不提供價(jià)電子計(jì)算。陽離子要減去電荷數(shù)，陰離子要加上電荷數(shù)。表4-2價(jià)層電子對(duì)數(shù)與電子對(duì)空間構(gòu)型的關(guān)系價(jià)電子對(duì)數(shù)23456電子對(duì)空間構(gòu)型直線型平面二角形正四面體三角雙錐正八面體☆☆確定分子空間構(gòu)型的步驟：計(jì)算價(jià)電子對(duì)數(shù)確定電子對(duì)空間構(gòu)型結(jié)合化學(xué)式分析是否有孤電子對(duì)，如果沒有孤電子對(duì)，則分子的空間構(gòu)型就是電子對(duì)的空間構(gòu)型，如果有孤電子對(duì)，則進(jìn)行分析后，再確定分子空間構(gòu)型。通過計(jì)算，分析下列微粒的空間構(gòu)型和中心原子雜化軌道類型：BeCl2、CO2、BF3、SO3、H3O+、OF2、NO3-、CH4、NH4+、SO42-H2O、SO2、NH3表4-3價(jià)層電子對(duì)數(shù)與分子空間構(gòu)型的關(guān)系實(shí)例價(jià)電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間構(gòu)型中心原子雜化軌道類型成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)分子空間構(gòu)型2直線型3十面二角形4正四面體練習(xí)：分析ch4、nh3、h2o分子中鍵角產(chǎn)生差異的原因。2、 等電子原理：3、 手性分子4、 分子的極性、雙原子分子：V、多原子分子（ABn型）：以極性鍵結(jié)合的多原子分子，分子是否有極性取決于分子的空間構(gòu)型。課堂練習(xí)：1、下列分子中C原子是以sp3雜化軌道與其他原子成鍵的是 （ ）A、金剛石 B、石墨 C、苯 D、甲醇2、氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷分子是正四面體，這是因?yàn)椋?）A、 中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2而CH4是sp3B、 NH3分子中N原子形成3個(gè)雜化軌道，CH4分子中C形成4個(gè)雜化軌道c、nh3分子中有一對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子，它對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較強(qiáng)D、NH3分子是極性分子而甲烷是非極性分子3、下列有關(guān)乙炔分子中的化學(xué)鍵描述不正確的是 （ ）A、兩個(gè)C原子采用sp雜化方式 B、兩個(gè)C原子采用sp2雜化方式C、 每個(gè)C原子都有兩個(gè)未雜化的2p軌道形成n鍵D、兩個(gè)C原子形成兩個(gè)n鍵4、 已知CN-含有叁鍵且成鍵原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試寫出其電子式： 寫出兩個(gè)與CN-互為等電子體的粒子的化學(xué)式 、 5、下列分子或離子中鍵角最小的是 （ ）A、NH B、BF C、HS D、PCl+3 3 2 4

6、等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相似。根據(jù)上述原理，下列各對(duì)粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是()A、S03與O3 B、CO2與N2O C、CS2與NO2 D、PC13與BF37、根據(jù)“等電子體原理”回答下列問題：僅由第2周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是 和 ;. 和 。8、下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況來看，不合理的是()9、由IIIA族元素A和W族元素B組成的陰離子結(jié)構(gòu)如下圖,)8、下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況來看，不合理的是()9、由IIIA族元素A和W族元素B組成的陰離子結(jié)構(gòu)如下圖,)。所帶電荷數(shù)x、C、5、4、y、z依次為(rB 1y~B\1A—BA//\AB B\\/A—B/LBD、A、2、3、4B、2、3、26、43、2TOC\o"1-5"\h\z10、通常把原子數(shù)和電子數(shù)均相等的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似。下列有關(guān)說法中,正確的是( )A、B3N3H6是由極性鍵組成的非極性分子 B、B3N3H6能發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng)3 3 6 3 36C、B3N3H6具有堿性 D、B3N3H6各原子不在同一平面上3 36 3 3611、 2000年1月底,羅馬尼亞一金礦污水處理池因連降暴雨而發(fā)生裂口,100000L含氰化物和鉛、汞等重金屬的汗水流入蒂薩河(多瑙河支流),造成該河90%以上的動(dòng)植物死亡。這是繼切爾諾貝利核泄漏以來,歐洲最嚴(yán)懲的環(huán)境污染事件。氰氣［(CN)2］和氰化物都是劇毒物質(zhì)，氰分子的結(jié)構(gòu)式為N三C—C三N,性質(zhì)與鹵素相似,下列敘述錯(cuò)誤的是( )氰分子中，四原子共直線，是非極性分子氰分子中，C三N鍵長大于C三C鍵長氰氣能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)得到氰化物和次氰酸鹽氰化氫在一定條件下能與烯烴發(fā)生加成反應(yīng)12、1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授于斯莫利等三位化學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)富勒烯(C60),開辟了化學(xué)研究的新領(lǐng)域。C60分子結(jié)構(gòu)酷似足球，由12個(gè)五邊形與20個(gè)六邊形構(gòu)成，碳一碳鍵長介于單鍵與雙鍵之間。在此60基礎(chǔ)上人們又發(fā)現(xiàn)了棒碳(鏈?zhǔn)饺矡N)是由300?500個(gè)碳原子組成的新物質(zhì)，其分子中只含有交替連接的單鍵和叁鍵。請對(duì)以下三個(gè)問題進(jìn)行選擇。(1)以下有關(guān)棒碳的說法中，不正確的是(

A、A、棒碳是直線型結(jié)構(gòu)C、棒碳是原子晶體有關(guān)C60的說法不正確的是(A、C60是分子晶體60C、C60摩爾質(zhì)量是72060有關(guān)金剛石、石墨、C60、棒碳的說法,A、都是碳的同素異形體C、它們的物理性質(zhì)不同B、棒碳在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成金剛石D、棒碳中所有的化學(xué)鍵都是非極性共價(jià)鍵)B、C60能發(fā)生加成反應(yīng)60D、C60在一定條件下能與CuO發(fā)生置換反應(yīng)60不正確的是( )B、棒碳化學(xué)性質(zhì)最活潑D、它們與氧氣反應(yīng)的唯一產(chǎn)物是二氧化碳13、某共價(jià)化合物含碳、氫、氮三種元素，分子內(nèi)有4個(gè)氮原子，且4個(gè)氮原子排列成內(nèi)空的四面體(如白磷結(jié)構(gòu))，每2個(gè)氮原子間都有1個(gè)碳原子。已知分子內(nèi)無碳碳單鍵，也沒有碳碳雙鍵，則該化合物的分子式為()A、CH8N4 B、C6H12N4 C、C6H10N4 D、C4H8N414、CH3?、CH3+、CH3-都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，它們的電子式分別是 ,其中ch3+中四個(gè)原子是是共平面的，三個(gè)鍵角相等,則鍵角應(yīng)是.15、在極性分子中，正電荷重心同負(fù)電荷重心間的距離稱偶極長，通常用d表示。極性分子的極性強(qiáng)弱同偶極長和正(或負(fù))電荷重心的電量(q)有關(guān)，一般用偶極矩(卩)來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長和偶極上一端電荷電量的乘積，即g=d?q0試回答以下問題：、HC1、CS2、H2S、SO2四種分子中，g=0的是 ;、對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯、間硝基氯苯，三種分子的偶極矩由大到小的排列順序是⑶、實(shí)驗(yàn)測得：卩(PF3)=1.03deb、g(BCl3)=0deb。由此可知，PF3分子空間構(gòu)型是 BCl3分子的空間構(gòu)型是 o⑷、治癌藥Pt(NH3)2Cl2具有平面四邊形結(jié)構(gòu)，Pt處在四邊形中心，NH3和Cl分別處在四邊形的四個(gè)角上。已知該化合物有兩種異構(gòu)體，棕黃色者卩＞0,淡黃色者g=0o試畫出兩種異構(gòu)體的構(gòu)型圖，并比較在水中的溶解度。第二單元配合物是如何形成的1、 配合物定義：由中心原子和可以提供孤電子對(duì)的配體以配位鍵的形式結(jié)合而成的化合物。2、 配合物的組成、中心原子與配體構(gòu)成配合物的內(nèi)界，書寫時(shí)放在方括號(hào)內(nèi)；方括號(hào)外稱為外界。內(nèi)界與外界之間的結(jié)合力是 鍵。例如： K2[PtCl6] 內(nèi)界是 、外界 o26、中心原子：一般絕大多數(shù)是金屬離子，特別是過度元素的離子，也有電中性的原子。例如：Ag+ 、 Cr3+ 、 Fe2+ 、 Fe3+ 、 Co3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 、 Al3+ 、Mg2+ 等等。、配體：向中心原子提供孤電子對(duì)的分子、離子或原子。例如：NH3、H2O、CO、X-、OH-、CN-等等。注意：配體中直接與中心原子配位的原子稱為配位原子。、配位數(shù)：向中心原子提供孤電子對(duì)形成的配位鍵的數(shù)目。注意：①中心原子的配位數(shù)并不是固定不變的，它與中心原子和配體的大小有關(guān)，還與配合物形成時(shí)的條件有關(guān)，如濃度和溫度等。3、配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)⑴、配合物的空間構(gòu)型，取決于中心原子所提供雜化軌道的數(shù)目和類型。表4-2為中心原子常見的雜化軌道類型和配合物的空間構(gòu)型。表4-2中心原子的雜化軌道類型和配合物的空間構(gòu)型配位數(shù)雜化軌道空間構(gòu)型實(shí)例2sp直線[Ag(NH3)J+、[AgC]]-、[Au(CN)2]-4sp3四面體[Ni(CO)]、[Cd(CN)]2-、[ZnCl]2-、[Ni(NH)]2+4 4 4 34dsp2平面四方形[Ni(CN)]2-、[PtCl]2-、[Pt(NH)Cl]4 4 32 2sp3d2八面體[FeF]3-、Fe(NCS)]3-、[Co(NH)]2+、[Ni(NH)]2+6 6 36 366d2sp3八面體[Fe(CN)]3-、[Co(NH)]3+、[Fe(CN)]4-、[PtCl]26 36 6 6⑵、配合物的穩(wěn)定性：配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體性質(zhì)有關(guān)。例如：血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比與O2分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后，血紅素就失去了輸送氧氣的功能。⑶、配合物的幾何異構(gòu)體：含有兩種或兩種以上配位體的配合物，若配位體在空間排列方式不同，就能形成不同幾何構(gòu)型的配合物。例如：Pt（NH3）2Cl2就有順式和反式兩種異構(gòu)體。4、配合物的應(yīng)用：⑴、常用形成配合物的方法檢驗(yàn)金屬離子：例如：檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐胁缓現(xiàn)e3+而含F(xiàn)e2+，加入試劑的合理順序?yàn)?，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 ⑵、分離物質(zhì)：例如：硫酸鋁溶液中混有硫酸鋅，如何分離？歸納：①在含Mg2+的溶液中加入過量的氨水：②在含A13+的溶液中加入過量的氨水：③在含F(xiàn)e3+的溶液中加入過量的氨水：④在含Zn2+的溶液中加入過量的氨水：⑤在含Cu2+的溶液中加入過量的氨水：⑥在含Ag+的溶液中加入過量的氨水：練習(xí)：1、下列說法正確的是 （ ）A、用過量的氨水可將Fe3+與AP+分離B、多數(shù)配離子能存在于水溶液中C、配合物中配體的數(shù)目稱為配位數(shù)D、所有的配合物都包括內(nèi)界和外界兩部分2、下列有關(guān)說法中，正確的是 （ ）A、 除去硫酸鋅溶液中的硫酸銅，可加入過量的氨水B、 在氯化鐵和硫氰化鉀混合溶液中加入過量鐵粉，充分?jǐn)嚢韬?，溶液褪色C、 極性分子中不可能含有非極性鍵D、 CH4、C2H4、C2H2分子中，C原子的雜化類型分別為sp、sp2、sp33、 實(shí)驗(yàn)測得HC1O4?H2O的結(jié)構(gòu)為H3O+C1O4-,下列敘述中，不符合這種結(jié)構(gòu)的是（）A、HC1O4與H2O通過范德華力結(jié)合 B、HC1O4與氣。通過氫鍵結(jié)合C、含有配位鍵 D、含有4個(gè)相同的共價(jià)鍵等電子體原理定義具有相同的通式一一AXm,而且價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征，這個(gè)原理稱為等電子體原理例子C02、SCN-、N02-、N3-具有相同的通式，并且價(jià)電子總數(shù)都為16,都為直線型結(jié)構(gòu)。CO32-、N03-、S03具有相同的通式，并且價(jià)電子數(shù)都為24,都為平面三角形結(jié)構(gòu)。S02、03、N02-具有相同的通式，總價(jià)電子數(shù)都為18,都為平面V形結(jié)構(gòu)。SO42-、P043-具有相同的通式，總價(jià)電子數(shù)為32,都為正四面體結(jié)構(gòu)。P033-、S032-、C103-具有相同的通式，總價(jià)電子數(shù)為26,都為三角錐結(jié)構(gòu)。核外電子總數(shù)為2個(gè)電子的微粒：He、H-、Li+、Be