適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學一輪總復習第5章物質結構與性質元素周期律第19講分子的性質配合物與超分子課件新人教版

第19講分子的性質配合物與超分子選考目標要求1.理解分子的極性,掌握范德華力的含義及對物質性質的影響,建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系。2.理解氫鍵的含義,能列舉存在氫鍵的物質,并能解釋氫鍵對物質性質的影響,能運用模型解釋化學現象,揭示現象的本質和規(guī)律。3.理解配位鍵的含義,了解超分子的概念。命題分析本考點主要結合其他知識考查,分子的極性、范德華力、氫鍵等知識可以在選擇題里與元素周期表的考查聯系,也可能與有機物知識聯系;配位鍵、超分子單獨的考題沒出現過,在填空題的17題里有可能出現。知識點一鍵的極性與分子極性落實主干基礎1.鍵的極性(1)極性鍵與非極性鍵的比較類型極性鍵非極性鍵成鍵原子不同種元素的原子間(也有例外,如臭氧分子中的共價鍵是極性鍵)同種元素的原子間電子對發(fā)生偏移(電荷分布不均勻)不發(fā)生偏移(電荷分布均勻)成鍵原子的電性呈電中性[思考]

如何判斷共價鍵極性的強弱?提示

成鍵元素電負性值差異越大,共價鍵的極性越強。(2)鍵的極性對化學性質的影響鍵的極性對羧酸酸性大小的影響實質是通過改變羧基中羥基的極性而實現的,羧基中羥基的極性越大,越容易電離出H+,則羧酸的酸性越強。①與羧基相鄰的共價鍵的極性越大,羧基中羥基的極性越大,則羧酸的酸性越強。②烷基是推電子基團,從而減小羥基的極性,導致羧酸的酸性減弱。一般地,烷基越長,推電子效應越大,羧酸的酸性越弱。2.極性分子和非極性分子(1)非極性分子與極性分子的判斷雙原子單質分子、結構對稱的多原子分子,屬于非極性分子;結構不對稱的多原子分子,屬于極性分子。名師點撥對于ABn型分子,一般情況下,若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數,則該分子為非極性分子,否則為極性分子。(2)鍵的極性、分子空間結構與分子極性的關系

類型實例鍵的極性空間結構分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子[練一練]1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)以極性鍵結合的分子一定是極性分子。(

)(3)非極性分子中,一定含有非極性共價鍵。(

)(4)BCl3與NCl3均為三角錐形,為極性分子。(

)××××2.H2O2分子是含有

鍵和

鍵的

(填“極性”或“非極性”)分子,H2O2難溶于CS2的理由是____________________________

。

極性

非極性極性

H2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS2突破命題視角角度一

分子極性的判斷1.(2023·山東卷)下列分子屬于極性分子的是(

)A.CS2

B.NF3C.SO3

D.SiF4B解析

CS2的空間結構為直線形,CS2屬于非極性分子,A項不符合題意;NF3的空間結構為三角錐形,NF3屬于極性分子,B項符合題意;SO3的空間結構為平面正三角形,SO3屬于非極性分子,C項不符合題意;SiF4的空間結構為正四面體形,SiF4屬于非極性分子,D項不符合題意。2.(2023·浙江麗水、湖州、衢州高三11月聯考)下列物質中,由極性鍵構成的極性分子是(

)A.CH4

B.BF3

C.NH3

D.H2C解析

CH4是由極性鍵構成的非極性分子,BF3是由極性鍵構成的非極性分子,NH3是由極性鍵構成的極性分子,H2是由非極性鍵構成的非極性分子。角度二

有關羧酸酸性強弱的判斷及原因分析3.下列物質中,酸性最強的是(

)A.CH2ClCOOH B.CH2FCOOHC.CHF2COOH D.CHBr2COOHC解析

電負性:F>Cl>Br,則酸性最強的是CHF2COOH。

4.下列幾種有機羧酸中,按酸性由強到弱的順序排列正確的是(

)①乙酸(CH3COOH)

②氯乙酸(CH2ClCOOH)

③三氯乙酸(CCl3COOH)

④三氟乙酸(CF3COOH)A.②①④③

B.①②③④C.④③②①

D.③②④①C解析

由于電負性:F>Cl>H,則鍵的極性:C—F>C—Cl>C—H,故三氟乙酸羧基中的羥基的極性最大,最易電離出氫離子,酸性最強;乙酸中羧基中的羥基的極性最小,酸性最弱。酸性強弱順序:CF3COOH>CCl3COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH,C正確。知識點二分子間作用力落實主干基礎1.分子間作用力(1)范德華力、氫鍵的對比分子間作用力范德華力氫鍵作用微粒分子或原子(稀有氣體分子)H與N、O、F等電負性很大的原子分類—分子內氫鍵和分子間氫鍵特征無方向性和飽和性有飽和性和方向性強度共價鍵>氫鍵>范德華力分子間作用力范德華力氫鍵影響其強度的因素①組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大;②分子的極性越大,范德華力越大X—H…Y強弱與X和Y的電負性有關對物質性質的影響主要影響物理性質(如熔、沸點)(2)氫鍵的表示方法(以HF分子間氫鍵為例)2.物質的溶解性(1)“相似相溶”規(guī)律:非極性溶質一般能溶于非極性溶劑,極性溶質一般能溶于極性溶劑。若能形成氫鍵,則溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。(2)“相似相溶”還適用于分子結構的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近),而戊醇在水中的溶解度明顯減小。名師點撥“相似相溶”規(guī)律可用于解釋一些物質溶解現象,如HCl(極性分子)易溶于H2O(極性溶劑),可做噴泉實驗;苯(非極性溶劑)可萃取水(極性溶劑)中的溴(非極性分子)。3.分子的手性(1)手性異構(對映異構):具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手和右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能重疊的現象。(2)手性分子:具有手性異構體的分子。(3)手性碳原子:在有機物分子中,連有4個不同原子或原子團的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子,如

。[練一練]1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)可燃冰(CH4·nH2O,6≤n≤8)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵。(

)(2)乙醇分子和水分子間只存在范德華力。(

)(3)氫鍵具有方向性和飽和性。(

)(4)H2O2分子間存在氫鍵。(

)(5)鹵素單質、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質量的增大而增大。(

)(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵。(

)××√√××2.(2023·遼寧沈陽期末)下列說法正確的是(

)A.沸點大小:HI>HBr>HCl>HFB.HF穩(wěn)定性很強,是因為分子間能形成氫鍵D.構成單質分子的微粒之間不一定存在共價鍵

D解析

HF、HCl、HBr、HI它們的結構相似,相對分子質量逐漸增大,范德華力逐漸增強,但是由于HF分子間可以形成氫鍵,故沸點HF>HI>HBr>HCl,A錯誤;HF的穩(wěn)定性很強,是由于H—F鍵能大,與氫鍵無關,B錯誤;鄰羥基苯甲醛存在分子內氫鍵,對羥基苯甲醛只存在分子間氫鍵,故對羥基苯甲醛的熔、沸點比鄰羥基苯甲醛的高,C錯誤;稀有氣體之間不存在任何化學鍵,所以構成單質分子的微粒之間不一定存在共價鍵,D正確。突破命題視角角度一

范德華力、氫鍵的存在1.(2023·全國新課標卷)一種可吸附甲醇的材料,其化學式為[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶體結構如圖所示,其中[C(NH2)3]+為平面結構。下列說法正確的是(

)A.該晶體中存在N—H…O氫鍵B.基態(tài)原子的第一電離能:C<N<OC.基態(tài)原子未成對電子數:B<C<O<ND.晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型相同A解析

由晶體結構圖可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H與[B(OCH3)4]-中的O形成氫鍵,因此,該晶體中存在N—H…O氫鍵,A正確;基態(tài)原子的第一電離能:C<O<N,B不正確;B、C、O、N的未成對電子數分別為1、2、2、3,因此,基態(tài)原子未成對電子數:B<C=O<N,C不正確;[C(NH2)3]+為平面結構,則其中的C和N原子軌道雜化類型均為sp2,[B(OCH3)4]-中B與4個O形成了4個σ鍵,B沒有孤電子對,則B的原子軌道雜化類型為sp3,[B(OCH3)4]-中O分別與B和C形成了2個σ鍵,O原子還有2個孤電子對,則O的原子軌道的雜化類型均為sp3,晶體中B、O和N原子軌道的雜化類型不完全相同,D不正確。2.(2023·上海浦東新區(qū)一模)BF3(三氟化硼)熔點-127℃,沸點-100℃,水解生成H3BO3(硼酸,結構如圖)和HBF4(氟硼酸),與氨氣相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固體。下列說法不正確的是(

)H3BO3的層狀結構

B角度二

分子間作用力與分子性質3.(2023·浙江東陽中學月考)下列說法正確的是(

)A.手性分子具有完全相同的組成和原子排列,化學性質完全相同B.無機含氧酸分子中所含氧原子個數越多,酸性越強C.氯氣易溶于氫氧化鈉溶液符合相似相溶原理D.蛋白質分子間可形成氫鍵,分子內也存在氫鍵D解析

手性分子具有完全相同的組成和原子排列,二者結構不同,化學性質不同,故A錯誤;無機含氧酸分子中非羥基氧原子個數越多,酸性越強,故B錯誤;氯氣和氫氧化鈉之間發(fā)生反應生成可溶性的鹽溶液,與“相似相溶”原理無關,故C錯誤;蛋白質分子中存在O—H、N—H鍵,所以蛋白質分子間可形成氫鍵,分子內也存在氫鍵,故D正確。4.(2023·浙江桐鄉(xiāng)高級中學月考)下列有關物質結構與性質的說法合理的是(

)A.OF2分子的極性強于H2OB.干冰和冰都采取分子密堆積C.P4和CH4中鍵角都為109°28'D.鄰羥基苯甲酸的沸點低于對羥基苯甲酸D解析

從電負性上看氧與氫的電負性差值大于氧與氟的電負性差值,OF2中氧原子上有兩個孤電子對,抵消了F—O中共用電子對偏向F而產生的極性,故OF2分子的極性小于H2O,A錯誤;干冰為分子密堆積形成的晶體,冰晶體中水分子間存在氫鍵,采取非緊密堆積的方式,B錯誤;P4和CH4都是正四面體結構,但是P4的P—P是該四面體的邊,所以鍵角為60°,CH4的C—H在正四面體的內部,鍵角為109°28',C錯誤;鄰羥基苯甲酸存在分子內氫鍵,對羥基苯甲酸存在分子間氫鍵導致分子間作用力較強,故鄰羥基苯甲酸的沸點低于對羥基苯甲酸,D正確。知識點三配合物、超分子落實主干基礎1.配位鍵(1)配位鍵是一種特殊的共價鍵。配位鍵中的共用電子對是由成鍵單方提供的,而其他的共價鍵的共用電子對是由成鍵雙方提供的。(2)配位鍵的形成條件①成鍵原子一方能提供孤電子對。如分子有NH3、H2O、HF、CO等;離子有Cl-、OH-、CN-、SCN-等。CN-、SCN-作為配體時,提供孤電子對的分別是C、S,因為C、S相對于N原子半徑大,對孤電子對的吸引力小。②成鍵原子另一方能提供空軌道。如H+、Al3+、B及過渡金屬的原子或離子。(3)配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說,多數過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數目是基本不變的,如Ag+形成2個配位鍵;Cu2+形成4個配位鍵等。2.配合物的概念把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均為配合物。3.配合物的組成配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如下:(1)中心原子是提供空軌道接受孤電子對的原子。一般都是帶正電荷的陽離子(此時又叫中心離子),過渡金屬離子最常見的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。(2)配體是提供孤電子對的陰離子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子,如NH3中的氮原子、H2O中的氧原子等。(3)配位數是直接與中心原子形成的配位鍵的數目。如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位數為6。4.配合物的制備

5.超分子(1)定義超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。(2)超分子內分子間的作用力多數人認為,超分子內部分子之間通過非共價鍵相結合,包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。(3)超分子的兩個重要特征是分子識別和自組裝。(4)超分子的應用在分子水平上進行分子設計,有序組裝甚至復制出一些新型的分子材料。[練一練]1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)形成配位鍵的條件是一方有空軌道,另一方有孤電子對。(

)(2)配位鍵是一種特殊的共價鍵。(

)(3)NH4NO3、H2SO4都含有配位鍵。(

)(4)共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。(

)(5)超分子是由兩種或多種分子形成的聚集體。(

)(6)分子形成超分子的作用可能是分子間作用力。(

)√√√×√√2.(2023·浙江杭州高級中學高三模擬考試改編)下列物質中含有配位鍵的是(

)A.KCl B.Cu(NH3)4SO4C.NaClO D.Ca(OH)2B解析

配位鍵的形成需要兩個條件:一是中心原子或離子,它必須有能接受電子對的空軌道;二是配位體,組成配位體的原子必須能提供孤電子對:Cu(NH3)4SO4中,Cu2+提供空軌道,NH3中N提供孤電子對,形成N→Cu配位鍵。突破命題視角角度一

配合物1.(2023·浙江紹興高三二模)照相底片定影并回收定影液硫代硫酸鈉和銀,經歷如下過程。下列說法不正確的是(

)A.Na3[Ag(S2O3)2]晶體中所含的作用力只有離子鍵、配位鍵

D.副產物SO2的鍵角小于120°的原因:SO2分子中S的孤電子對對成鍵電子對的排斥作用使鍵角變小A2.(2024·浙江紹興高三上一模)硫酸四氨合銅應用廣泛。下列說法不正確的是(

)A.硫酸四氨合銅是一種配合物B.硫酸四氨合銅難溶于乙醇C.[Cu(NH3)4]2+的空間結構為平面四邊形,Cu2+雜化方式為sp3D.在[Cu(NH3)4]2+中,NH3給出孤電子對,Cu2+提供空軌道C解析

硫酸四氨合銅以銅離子為中心離子,NH3為配體,是一種配合物,A正確;硫酸四氨合銅是離子晶體,在水中電離出離子,具有最強的極性,乙醇的極性弱于水的極性,所以硫酸四氨合銅難溶于乙醇,B正確;sp3雜化形成四面體形結構,不是平面四邊形,C錯誤;銅離子為中心離子提供空軌道,NH3為配體,提