2019届一轮复习人教版分子结构与性质学案(4)

2019届一轮复习人教版分子结构与性质学案(4)

基础课2　分子结构与性质 明确考纲 理清主干 ‎1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。‎ ‎2．了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。‎ ‎3．能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。‎ ‎4．了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。‎ ‎5．能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。‎ ‎6．了解范德华力的含义及对物质性质的影响。‎ ‎7．了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。‎ ‎(对应学生用书P220)‎ 考点一　共价键 ‎1．本质 原子之间形成__共用电子对__(即电子云的__重叠__)。‎ ‎2．特征 具有__饱和性__和__方向性__。‎ ‎3．类型 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 ‎__σ__键 电子云“头碰头”重叠 ‎__π__键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 ‎__极性__键 共用电子对发生偏移 ‎__非极性__键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 ‎__单__键 原子间有一对共用电子对 ‎__双__键 原子间有两对共用电子对 ‎__三__键 原子间有三对共用电子对 提醒：(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。‎ ‎(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。‎ 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(×)‎ ‎(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(×)‎ ‎(3)在所有分子中都存在化学键(×)‎ ‎(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(√)‎ ‎(5)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强(√)‎ ‎(6)ss σ键与sp σ键的电子云形状对称性相同(√)‎ ‎(7)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(√)‎ ‎(8)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(√)‎ ‎(9)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(×)‎ ‎(10)所有的共价键都有方向性(×)‎ ‎4．键参数 ‎(1)概念 ‎(2)键参数对分子性质的影响 ‎①键能越__大__，键长越__短__，分子越稳定。‎ ‎②‎ ‎5．等电子原理 ‎①等电子体：__原子总数__相同，__价电子总数__相同的粒子互称为等电子体。如N2和CO、O3与SO2是等电子体。‎ ‎②等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2都存在三键，性质较稳定。‎ 键的键能为946 kJ·mol－1，N—N键的键能为193 kJ·mol－1，则一个π键的平均键能为__376.5 kJ·mol－1__，说明N2中__π__键比__σ__键稳定(填“σ”或“π”)。‎ ‎1．(2018·湖北沙市中学月考)在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4。‎ ‎(1)只存在非极性键的分子是____________(填序号，下同)；既存在非极性键又存在极性键的分子是____________；只存在极性键的分子是____________。‎ ‎(2)只存在单键的分子是____________，存在三键的分子是____________，只存在双键的分子是____________，既存在单键又存在双键的分子是____________。‎ ‎(3)只存在σ键的分子是____________，既存在σ键又存在π键的分子是____________。‎ ‎(4)不存在化学键的是____________。‎ ‎(5)既存在离子键又存在极性键的是____________；既存在离子键又存在非极性键的是____________。‎ 答案：(1)②　⑤⑩　①③⑨　(2)①③⑤　②　⑨　⑩　(3)①③⑤　②⑨⑩　(4)⑧　(5)⑥⑦　④‎ ‎1．在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。‎ ‎2．在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。‎ ‎3．通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。‎ ‎2．关于键长、键能和键角，下列说法中不正确的是(　　)‎ A．键角是描述分子立体结构的重要参数 B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C．PH3的沸点低于NH3分子，因为N—H键比P—H键的键能高 D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以F2与H2反应的能力比O2强 答案：C ‎3．下列说法中正确的是(　　)‎ A．分子的结构是由键角决定的 B．共价键的键能越小，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定 C．CCl4中C—Cl键的键长、键角均相等，为正四面体构型 D．H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固 答案：C 分子的空间构型与键参数 键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间构型，一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间几何构型。‎ ‎4．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．CH4和NH是等电子体，键角均为60°‎ B．NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构 C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 解析：选B　CH4和NH是正四面体形结构，键角是109°28′，A错；NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构，B对；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，C错；苯的结构中存在“肩并肩”式的重叠轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。‎ ‎5．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体；等电子体的结构相似、物理性质相近。‎ ‎(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是____________和____________；____________和____________________。‎ ‎(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有____________、____________。‎ 答案：(1)N2　CO　N2O　CO2　(2)SO2　O3‎ 常见的等电子体汇总 微粒 通式 价电子总数 立体构型 CO2、CNS－、NO、N AX2‎ ‎16e－‎ 直线形 CO、NO、SO3‎ AX3‎ ‎24e－‎ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2‎ ‎18e－‎ V形 SO、PO AX4‎ ‎32e－‎ 正四面体形 PO、SO、ClO AX3‎ ‎26e－‎ 三角锥形 CO、N2‎ AX ‎10e－‎ 直线形 CH4、NH AX4‎ ‎8e－‎ 正四面体形 考点二　分子的立体结构 ‎1．价层电子对互斥理论 ‎(1)理论要点 ‎①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力__最小__，体系的能量__最低__。‎ ‎②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。‎ ‎(2)价层电子对数的确定方法 a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢原子为1，其他原子等于“8－价电子数”，x为与中心原子结合的原子个数。如NH的中心原子为N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子孤电子对数＝(a－xb)＝×(4－4×1)＝0。‎ ‎(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系 电子 对数 成键 对数 孤电子 对数 电子对 立体构型 分子立 体构型 实例 键角 ‎2‎ ‎2‎ ‎0‎ 直线形 ‎__直线形__‎ ‎__BeCl2__‎ ‎__180°__‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎0‎ 三角形 ‎__平面正__‎ ‎__三角形__‎ ‎__BF3__‎ ‎__120°__‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎__V形__‎ ‎__SnBr2__‎ ‎__105°__‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎0‎ 正四面 体形 ‎__正四面__‎ ‎__体形__‎ ‎__CH4__‎ ‎__109°28′__‎ ‎3‎ ‎1‎ ‎__三角锥形__‎ ‎__NH3__‎ ‎__107°__‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎__V形__‎ ‎__H2O__‎ ‎105°‎ 试根据上表归纳价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系。‎ 提示：价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。‎ ‎(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；‎ ‎(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。‎ ‎2．杂化轨道理论 ‎(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部__能量相近__的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。‎ ‎(2)类型：‎ 归纳：杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目__相同__，但能量__不同__。‎ ‎(3)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断：‎ 分子组成 ‎(A为中心 原子)‎ 中心原子 的孤电子 对数 中心原子 的杂化方 式 分子立体 构型 实例 AB2‎ ‎0‎ ‎__sp__‎ ‎__直线__形 BeCl2‎ ‎1‎ ‎__sp2__‎ ‎__V__形 SO2‎ ‎2‎ ‎__sp3__‎ ‎__V__形 H2O AB3‎ ‎0‎ ‎__sp2__‎ ‎__平面三角__形 BF3‎ ‎1‎ ‎__sp3__‎ ‎__三角锥__形 NH3‎ AB4‎ ‎0‎ ‎__sp3__‎ ‎__正四面体__形 CH4‎ 提醒：(1)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。‎ ‎(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。‎ ‎3．配位键及配合物 ‎(1)配位键的形成：成键原子一方提供__孤电子对__，另一方提供__空轨道__形成共价键。‎ ‎(2)配位键的表示：常用“__―→__”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。‎ ‎(3)配合物 ‎①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(配体)以配位键结合形成的化合物。‎ ‎②形成条件：‎ ‎③组成：‎ 如[Cu(NH3)4]SO4‎ ‎1．下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是(　　)‎ A．SO　　　　　　　　 B．ClO C．NO D．ClO 答案：B ‎2．(2017·吉林延边期中)下列分子均属于极性分子且中心原子均为sp3杂化的是(　　)‎ A．NH3、H2O B．SO2、SCl2‎ C．PCl3、SO3 D．CH4、P4‎ 答案：A ‎3．原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：‎ ‎(1)BF3分子的立体结构为____________，NF3分子的立体结构为____________。‎ ‎(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4＞NH3＞H2O，请分析可能的原因是___________________________________________________________________v _______________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)平面三角形　三角锥形 ‎(2)CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小 ‎4．(2018·河北衡水调研考试)下列组合不能形成配位键的是(　　)‎ A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋‎ C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋‎ 解析：选D　A项，Ag＋有空轨道，NH3中的氮原子上有孤电子对，可以形成配位键；B项，水分子中的O原子含有孤电子对，H＋有空轨道，所以能形成配位键；C项，Co3＋有空轨道，CO中的氧原子上有孤电子对，可以形成配位键；D项，Ag＋、H＋两种离子都没有孤电子对，所以不能形成配位键。‎ ‎5．(2018·日照模拟)(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。‎ ‎①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。‎ CoCl3·6NH3_________________________________________________________________，‎ CoCl3·5NH3_________________________________________________________________，‎ CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：___________________________________________________。‎ ‎②CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的组成相同而颜色不同的原因是________________________________________________________________________。‎ ‎③上述配合物中，中心离子的配位数都是____________。‎ ‎(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，‎ Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：‎ ‎①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供____________，SCN－提供____________，二者通过配位键结合。‎ ‎②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显血红色。含该离子的配合物的化学式是_______________________________________________。‎ ‎③若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为__________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由题意知，四种配合物中的自由Cl－分别为3、2、1、1，则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl。最后两种应互为同分异构体。(2)Fe3＋和SCN－形成配合物时，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，Fe3＋和SCN－以1∶1和1∶5形成配离子时写化学式要用Cl－和K＋分别平衡配离子的电荷，使配合物呈电中性。‎ 答案：(1)①[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2　[Co(NH3)4Cl2]Cl　②它们互为同分异构体　③6‎ ‎(2)①空轨道　孤电子对　②[Fe(SCN)]Cl2‎ ‎③FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl 考点三　分子间作用力与分子的性质 ‎1．分子间作用力 ‎(1)概念 物质分子之间__普遍__存在的相互作用力，称为分子间作用力。‎ ‎(2)分类 分子间作用力最常见的是__范德华力__和__氢键__。‎ ‎(3)强弱 范德华力__<__氢键__<__化学键 ‎(4)范德华力 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，__组成和结构__相似的物质，随着__相对分子质量__的增加，范德华力逐渐__增大__。‎ ‎(5)氢键 ‎①形成 已经与__电负性很强__的原子形成共价键的__氢原子__(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中__电负性很强__的原子之间的作用力，称为氢键。‎ ‎②表示方法 A—H…B 提醒：a.A、B是电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。‎ b．A、B可以相同，也可以不同。‎ ‎③特征 具有一定的__方向__性和__饱和__性。‎ ‎④分类 氢键包括__分子内__氢键和__分子间__氢键两种。‎ ‎⑤分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点__升高__，对电离和溶解度等产生影响。‎ 写出HF水溶液中的所有氢键：‎ ‎__F—H…O、F—H…F、O—H…F、O—H…O__‎ ‎2．分子的性质 ‎(1)分子的极性 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电中心__重合__的分子 正电中心和负电中心__不重合__的分子 存在的共价键 ‎__非极性键或极性键__‎ ‎__非极性键或极性键__‎ 分子内原子排列 ‎__对称__‎ ‎__不对称__‎ ‎(2)分子的溶解性 ‎①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于__非极性__溶剂，极性溶质一般能溶于__极性溶剂__。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度__增大__。‎ ‎②随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。‎ ‎(3)无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO

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