高三化學(xué)二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)專(zhuān)題9 雜化軌道空間構(gòu)型配合物超分子晶胞投影學(xué)案

PAGE專(zhuān)題9雜化軌道空間構(gòu)型配合物超分子晶胞投影學(xué)案考點(diǎn)一分子的立體構(gòu)型1.價(jià)層電子對(duì)互斥理論(1)內(nèi)容：有一種比較簡(jiǎn)單的理論叫做價(jià)層電子對(duì)互斥模型（VSEPR①model），這種簡(jiǎn)單的理論可用來(lái)預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)。價(jià)層電子對(duì)互斥模型認(rèn)為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周?chē)摹皟r(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果。VSEPR的“價(jià)層電子對(duì)”是指分子中的中心原子與結(jié)合原子間的σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。多重鍵只計(jì)其中的σ鍵電子對(duì)，不計(jì)π鍵電子對(duì)。σ鍵電子對(duì)數(shù)可由化學(xué)式確定。而中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)，化學(xué)式里看不到，須計(jì)算得出，確定方法如下：中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝1/2(a-xb)式中a為中心原子的價(jià)電子數(shù)（對(duì)于主族元素等于原子的最外層電子數(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)（氫為1；其他原子為“８減去該原子的價(jià)電子數(shù)”等等）。對(duì)于陽(yáng)離子來(lái)說(shuō)，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)。對(duì)于陰離子來(lái)說(shuō)，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)（絕對(duì)值），x和b的計(jì)算方法不變。理論要點(diǎn)：①價(jià)層電子對(duì)在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力____，體系的能量____。②孤電子對(duì)的排斥力較大，孤電子對(duì)越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。(2)價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實(shí)例鍵角220直線形______________330平面三角形____________________21________________440正四面體形______________31________________22____________2.雜化及雜化軌道（1）雜化及雜化軌道所謂雜化就是指在形成分子時(shí)，由于原子的相互影響，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合成一組新的原子軌道。這種軌道重新組合的過(guò)程叫做雜化，所形成的軌道叫做雜化軌道。（2）雜化的目的——降低能量，提高成鍵能力形成雜化軌道后成鍵能力增加，即雜化軌道的成鍵能力比未雜化的原子軌道強(qiáng)，形成的分子更穩(wěn)定。（3）sp型雜化（4）雜化軌道只用于形成σ鍵（以sp3雜化形成的都是σ鍵）或用來(lái)容納孤電子對(duì)，如乙烯和二氧化碳中碳原子分別采取sp2、sp雜化，則雜化過(guò)程中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵。（5）雜化類(lèi)型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角立體構(gòu)型實(shí)例sp________________________sp2________________________sp3________________________3.模型建構(gòu)考點(diǎn)二配合物理論1.配位鍵（1）形成條件：成鍵原子一方有孤對(duì)電子，另一方有空軌道。（2）表示方法：常用“→”表示配位鍵，注意箭頭指向?yàn)樘峁╇娮拥脑又赶蚪邮茈娮拥脑?。說(shuō)明：配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，也具有共價(jià)鍵的特征——方向性和飽和性。2.配合物（1）通常把金屬離子或原子（稱(chēng)為中心離子或原子）與某些分子或離子（稱(chēng)為配體或配位體）以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱(chēng)為配位化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)配合物。如配位化合物[Cu(NH3)4]SO4等。（2）配合物的組成[Cu(NH3)4]2＋稱(chēng)為配離子，為配合物的內(nèi)界，是配合物的特征部分。SO42－仍為游離的離子，為配合物的外界。表示在方括號(hào)外，離中心較遠(yuǎn)。內(nèi)界與外界之間以離子鍵結(jié)合。①中心離子——電子對(duì)接受體（具有空軌道）：中心離子大多數(shù)是帶正電荷的金屬陽(yáng)離子，其中以過(guò)渡金屬離子居多，如Mn2＋、Fe3＋、Co2＋、Ni2＋、Cu2＋、Ag＋等，少數(shù)高氧化態(tài)的非金屬元素也可以作中心離子，如[BF4]－中的B（Ⅲ）等。②配體——電子對(duì)給予體在配體中提供孤電子對(duì)與形成體形成配位鍵的原子稱(chēng)為配位原子，如配體NH3中的N。常見(jiàn)的配位原子為含有孤電子對(duì)的非金屬原子，如N、O、S和鹵素等原子。根據(jù)一個(gè)配體中所含配位原子數(shù)目的不同，可將配體分為單齒配體和多齒配體。單齒配體：一個(gè)配體中只有一個(gè)配位原子。多齒配體：一個(gè)配體中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的配位原子。常見(jiàn)的配體單齒配體多齒配體中性配體配位原子離子配體配位原子草酸根H2OOX－X配位原子：ONH3NOH－O縮寫(xiě)：oxCOCCN－C乙二胺RNH2NNO2－N配位原子：NSCN－S縮寫(xiě)：en說(shuō)明：對(duì)于配體中兩端原子均有孤電子對(duì)時(shí)，電負(fù)性小的原子為配位原子。如配體CO、CN－中的C為配位原子。3.配位數(shù)（1）配位數(shù)：與一個(gè)中心原子成鍵的配位原子總數(shù)。（2）單齒配體形成的配合物，中心離子的配位數(shù)＝配體的數(shù)目。若配體是多齒配體，配體的數(shù)目≠中心離子的配位數(shù)。考點(diǎn)三超分子1．超分子超分子是由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。2．超分子的應(yīng)用(1)分離C60和C70將C60和C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶劑，甲苯將C70溶解，經(jīng)過(guò)濾后分離出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來(lái)并沉淀。從而將C60和C70分離開(kāi)來(lái)。(2)冠醚識(shí)別堿金屬離子冠醚分子中有大小不同的空穴適配不同大小的堿金屬離子，而形成冠醚—堿金屬離子超分子。(3)DNA中兩條分子鏈之間通過(guò)氫鍵的作用而組合在一起，細(xì)胞膜中的磷脂分子通過(guò)疏水端相互作用形成雙層膜結(jié)構(gòu)。3．超分子的重要特征：分子識(shí)別和自組裝。

考點(diǎn)四晶胞計(jì)算一．模型建構(gòu)計(jì)算公式式中N與晶胞的組成有關(guān)，M為晶體的摩爾質(zhì)量，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，V為晶胞的體積，其單位為cm3，ρ為晶體的密度，其單位為g·cm－3。如果是立方晶胞，晶胞參數(shù)為acm，則可用公式。立方晶胞參數(shù)：幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)：①面對(duì)角線長(zhǎng)＝②體對(duì)角線長(zhǎng)＝。必須考慮進(jìn)行單位換算：1pm=10-10cm，1nm=10-7cm。二、重溫經(jīng)典根據(jù)晶胞參數(shù)或原子距離計(jì)算密度1.金屬銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖為面心立方。設(shè)Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為64，Cu原子的半徑為rcm。則金屬銅的密度為多少？【答案】【解析】一個(gè)晶胞中含有的Cu原子數(shù)目為4，面心立方中，面對(duì)角線為4個(gè)半徑。則晶胞的邊長(zhǎng)為2rcm。2.已知氯化鈉的晶胞如圖，設(shè)晶胞中相鄰的Na+和Cl-之間的距離為acm，則氯化鈉的密度為多少？【答案】【解析】晶胞中Na+的數(shù)目為4，Cl-的數(shù)目也為4，則氯化鈉的化學(xué)式為NaCl，一個(gè)晶胞中含有的NaCl的數(shù)目為4。3.Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)（邊長(zhǎng)）為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O為_(kāi)_________________g·cm－3(列出計(jì)算式)?！敬鸢浮?/p>

考點(diǎn)五空間利用率空間利用率＝eq\f(球體積,晶胞體積)×100%考點(diǎn)六原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和投影一、模型建構(gòu)1．關(guān)于原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)（1）頂點(diǎn)坐標(biāo)：一般不是0就是11點(diǎn)坐標(biāo)（0，0，0）2點(diǎn)坐標(biāo)（0，1，0）3點(diǎn)坐標(biāo)（1，1，0）4點(diǎn)坐標(biāo)（1，0，0）5點(diǎn)坐標(biāo)（0，0，1）6點(diǎn)坐標(biāo)（0，1，1）7點(diǎn)坐標(biāo)（1，1，1）8點(diǎn)坐標(biāo)（1，0，1）（2）體心坐標(biāo)：一般是1/2兩圖的體心坐標(biāo)均為（1/2，1/2，1/2）面心立方的面心坐標(biāo)：有兩個(gè)1/2，另一個(gè)為1或01點(diǎn)坐標(biāo)（0，1/2，1/2）2點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，1/2，1）3點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，1，1/2）4點(diǎn)坐標(biāo)（1，1/2，1/2）5點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，0，1/2）6點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，1/2，0）（4）金剛石體內(nèi)心坐標(biāo)：1/4或3/4左上、左下、右上、右下的坐標(biāo)為：（1/4，3/4，3/4）、（1/4，1/4，1/4）、（3/4，1/4，3/4）、（3/4，3/4，1/4）（5）棱心坐標(biāo)：有一個(gè)1/2，其余為0或11點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，0，1）2點(diǎn)坐標(biāo)（0，1/2，1）3點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，1，1）4點(diǎn)坐標(biāo)（1，1/2，1）5點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，0，0）6點(diǎn)坐標(biāo)（0，1/2，0）7點(diǎn)坐標(biāo)（1/2，1，0）8點(diǎn)坐標(biāo)（1，1/2，0）4．常見(jiàn)晶胞結(jié)構(gòu)模型圖的坐標(biāo)軸方向（俯視圖）和對(duì)角線方向投影圖總結(jié)（1）體心立方晶胞體心立方晶胞俯視圖對(duì)角線方向投影圖俯視圖：8個(gè)頂點(diǎn)投影在正方形4個(gè)頂點(diǎn)上（上下兩個(gè)黑球兩兩重合），體心投影在正方形中心。對(duì)角線方向投影圖：6個(gè)頂點(diǎn)投影在正六邊形頂點(diǎn)上，另外2個(gè)頂點(diǎn)和體心重疊在正六邊形中心。（2）面心立方晶胞面心立方晶胞俯視圖對(duì)角線方向投影圖俯視圖：8個(gè)頂點(diǎn)投影在正方形4個(gè)頂點(diǎn)上，前后左右4個(gè)面心投影在正方形4個(gè)邊的中點(diǎn)，上下2個(gè)面心投影在正方形中心。對(duì)角線方向投影圖：6個(gè)頂點(diǎn)投影在大正六邊形頂點(diǎn)上，6個(gè)面心投影在小正六邊形頂點(diǎn)上，另外2個(gè)頂點(diǎn)重疊在正六邊形中心。（3）金剛石晶胞金剛石晶胞俯視圖對(duì)角線方向投影圖俯視圖：8個(gè)頂點(diǎn)投影在正方形4個(gè)頂點(diǎn)上，前后左右4個(gè)面心投影在正方形4個(gè)邊的中點(diǎn)，上下2個(gè)面心投影在正方形中心，左上右上左下右下四個(gè)小體心投影在4個(gè)小正方形中心。對(duì)角線方向投影圖：6個(gè)頂點(diǎn)投影在大正六邊形頂點(diǎn)上，3個(gè)面心和3個(gè)小體心（另3個(gè)面心在3個(gè)小體心背后遮擋）投影在小正六邊形頂點(diǎn)上，另外2個(gè)頂點(diǎn)和1個(gè)小體心重疊在正六邊形中心。原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和晶胞投影問(wèn)題在高考中主要出現(xiàn)