第2講-分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件

第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【考綱點擊】1.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)：(1)理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)；(2)了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義；(3)能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)；(4)了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)；(5)能用價層電子對互斥理論或雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。2.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)：(1)了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響；(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。一、“兩大理論”與微粒構(gòu)型1.中心原子雜化類型和分子空間構(gòu)型的相互判斷分子(A為中心原子)中心原子孤電子對數(shù)中心原子雜化方式分子構(gòu)型示例AB20sp直線形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角錐形NH3AB40sp3正四面體形CH42.等電子原理(1)等電子體特征原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征。物理性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)不同。(2)常見等電子體二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.共價鍵(1)共價鍵的類型①按成鍵原子間共用電子對的數(shù)目分為單鍵、雙鍵、三鍵。②按共用電子對是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。③按原子軌道的重疊方式分為σ鍵和π鍵。(2)鍵參數(shù)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，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。②鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定。③鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角。④鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)σ鍵、π鍵的判斷①由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。②由共用電子對數(shù)判斷單鍵為σ鍵；雙鍵或三鍵，其中一個為σ鍵，其余為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.配位鍵與配合物3.分子性質(zhì)(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系(2)溶解性①“相似相溶”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，若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。②“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸可寫成(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HClO<HClO2<HClO3<HClO4。4.范德華力、氫鍵、共價鍵的比較

范德華力氫鍵共價鍵概念分子間普遍存在的一種相互作用力，但不是化學(xué)鍵已經(jīng)與電負性很大的原子(N、O、F)形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子(N、O、F)之間的作用力原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵存在范圍分子或原子(稀有氣體)之間氫原子與氟、氮、氧原子(分子內(nèi)、分子間)相鄰原子間特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強度比較共價鍵>氫鍵>范德華力影響強度的因素①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大對于A—H…B—，A、B的電負性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔沸點、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔沸點升高分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔沸點升高，在水中的溶解度增大①影響分子的穩(wěn)定性，共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強②影響原子晶體的熔沸點、硬度角度一“兩大理論”與微粒構(gòu)型1.(1)[2019·課標全國Ⅰ，35(2)]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是__________________________________________________________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。(2)[2019·課標全國Ⅱ，35(1)]元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為________，其沸點比NH3的________(填“高”或“低”)，其判斷理由是____________________________________________________________________________________________________________。答案(1)sp3

sp3乙二胺的兩個N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵Cu2＋(2)三角錐形低NH3分子間存在氫鍵2.[2018·全國Ⅰ，35(3)]LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是________、中心原子的雜化形式為________。LiAlH4中存在________(填標號)。A.離子鍵 B.σ鍵C.π鍵 D.氫鍵答案正四面體sp3

AB3.[2018·全國Ⅱ，35(2)(4)](1)根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是________________。(2)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________形，其中共價鍵的類型有________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________。答案

(1)H2S

(2)平面三角2

sp3雜化4.[2018·全國Ⅲ，35(4)]《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為________，C原子的雜化形式為________。答案平面三角形sp2雜化(2)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為________(填化學(xué)式)。(3)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)＝________。(2)[2017·課標全國Ⅲ，35(2)]CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。(3)[2016·全國卷Ⅰ，37(5)節(jié)選]Ge單晶具有金剛石結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為________。(4)[2016·全國卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立體構(gòu)型為________，其中As的雜化軌道類型為________。答案(1)V形sp3

(2)sp

sp3

(3)sp3

(4)三角錐形sp3角度二微粒作用與分子性質(zhì)7.(1)[2019·課標全國Ⅲ，35(2)(3)]①FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為________，其中Fe的配位數(shù)為________。(2)[2018·課標全國Ⅱ，35(3)]如圖為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為______________________________________________________________________________________。(3)[2018·全國卷Ⅲ，35(3)]ZnF2具有較高的熔點(872℃)，其化學(xué)鍵類型是________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是______________________________________________________。(4)[Fe(H2O)6]2＋與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子與Fe2＋形成配位鍵。請在[Fe(NO)(H2O)5]2＋結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補填缺少的配體。[Fe(NO)(H2O)5]2＋結(jié)構(gòu)示意圖(5)[2017·課標全國Ⅲ，35(4)]硝酸錳是制備CO2＋3H2===CH3OH＋H2O反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。(6)[2017·課標全國Ⅲ，35(3)]研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2―→CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為______________________________________________________，原因是______________________________________________________。8.[2017·課標全國Ⅱ，35(3)]經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________，不同之處為________。(填標號)A.中心原子的雜化軌道類型

B.中心原子的價層電子對數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)

D.共價鍵類型9.[2016·課標全國Ⅰ，37(2)(3)]鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題：(1)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是____________________。(2)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因______________________________________________________。

GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃－49.526146沸點/℃83.1186約400答案(1)鍺的原子半徑大，原子之間形成的σ單鍵較長，p－p軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力逐漸增強10.[2016·課標全國Ⅱ，37(2)]硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________。③氨的沸點________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為________。答案①正四面體②配位鍵N③高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp31.(1)“分子機器設(shè)計和合成”的研究對象之一為“分子開關(guān)”，“分子開關(guān)”與大環(huán)主體分子苯芳烴、杯芳烴等有關(guān)。①上圖為對叔丁基杯[4]芳烴，由4個羥基構(gòu)成杯底，羥基間的相互作用力是________。對叔丁基杯[4]芳烴中碳原子的雜化方式有________。②杯芳烴可用于某些ⅢB族元素金屬離子如57La3＋及21Sc2＋的萃取，基態(tài)Sc2＋核外電子排布式為________。(2)SO2與SO3的鍵角相比，鍵角更大的是________，將純液態(tài)SO3冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如圖，此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是________。該結(jié)構(gòu)中S—O鍵鍵長有兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為________(填圖中字母)。解析(1)①O的非金屬性很強，在羥基之間存在氫鍵；對叔丁基杯[4]芳烴中含有苯環(huán)和飽和烴基，故碳原子的雜化方式有sp2和sp3；②Sc是21號元素，Sc原子核外有21個電子，失去2個電子變成Sc