选修3第二讲分子结构与性质.docx

1、选修3第二讲分子结构与性质第二讲分子结构与性质2017高考导航考纲要求真题统计命题趋势1.了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。2了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。3能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。4了解化学键和分子间作用力的区别。5了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。2015，卷 37T(2)(3)；2015，卷 37T(2)(3)(4)；2014，卷 37T(3)；2014，卷 37T(2)(3)(5)；2013，卷 37T(3)(5)(6)；2013，卷 37T(4)高考对本

2、部分的考查主要以三方面为主：(1)化学键的类型、特征、判断。(2)常见分子的立体构型及中心原子的杂化类型。(3)范德华力、氢键、配位键的特点及对物质性质的影响。预计2017年高考将会对上述考查内容进行重点考查。注意杂化轨道理论及价层电子对互斥理论的复习。考点一共价键学生用书P2661共价键的本质和特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。2共价键的分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式键原子轨道“头碰头”重叠键原子轨道“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形成共价键的电子对是否偏移非极性键共用电子对不发生偏移3.共价键类型的判断(1

3、)键与键依据强度判断：键的强度较大，较稳定；键活泼，比较容易断裂。共价单键都是键，共价双键中含有一个键、一个键，共价三键中含有一个键、两个键。(2)极性键与非极性键看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。4键参数(1)键参数对分子性质的影响(2)键参数与分子稳定性的关系：键能越大，键长越短，分子越稳定。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。()(2)在所有分子中都存在化学键。()(3)H2分子中的共价键不具有方向性。()(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。()(5)键能单独形成，而键

4、一定不能单独形成。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2在下列物质中：HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、NH4Cl、NaOH、Ar、CO2、C2H4。(1)只存在非极性键的分子是_；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)只存在键的分子是_，既存在键又存在键的分子是_。(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)(3)(4)(5)名师点拨(1)在分子中，有的只存在极性键，如HCl、

5、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。(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物Zn(NH3)4Cl2,1 mol该配合物中含有键的数目为_。(2)CaC2中C与O互为等电子体，O的电子式可表示为_；1 mol O中含有的键数目为_。(3)下列物质中：AN2 BCO2CCH2Cl2 DC2H4EC2H6 FCaCl2 GNH4Cl只含有极性键的分子是_；既含离子键又含共

6、价键的化合物是_；只存在键的分子是_；同时存在键和键的分子是_。解析(1)Zn(NH3)42中Zn2与NH3之间以配位键相连，共4个键，加上4个NH3的12个键，共16个键。(2)等电子体结构相似，则O的电子式与C相似，为OO2；1 mol O中含有2 mol 键，即2NA个键。(3)C2H4、C2H6中含有CH键为极性键，CC键为非极性键。答案(1)16NA(2) OO22NA(3)BCGCEABD根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。答案：氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键。键和键的判断方法(1)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断键的数目时，需

7、掌握：共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键和两个键。(2)键比键稳定。 题组共价键的综合考查1(2016佛山高三月考)下列关于共价键的说法正确的是()A一般来说键键能小于键键能B原子形成双键的数目等于基态原子的未成对电子数C相同原子间的双键键能是单键键能的两倍D所有不同元素的原子间的化学键至少具有弱极性解析：选D。键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键，键是原子轨道以“肩并肩”的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键，原子轨道以“头碰头”的方式比“肩并肩”的方式重叠的程度大，电子在核间出现的概率大，形成的共价键强，因此

8、键的键能大于键的键能，A项错误；原子形成共价键时，共价键的数目是成键的电子对数目，不等于基态原子的未成对电子数，因为部分成对电子受激发而成为单电子，B项错误；因为单键都是键，双键中有一个键和一个键，键的键能大于键的键能，故双键键能小于单键键能的两倍，C项错误；因为不同元素的电负性是不同的，所以不同元素原子间的化学键至少有弱极性，D项正确。2(教材改编)下列说法中正确的是()A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B元素周期表中的A族(除H外)和A族元素的原子间不能形成共价键C水分子可表示为HOH，分子的键角为180DHO键键能为462.8 kJmol1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗

9、能量为2462.8 kJ解析：选B。键长越长，键能越小，分子越不稳定，A项错误；共价键一般是形成于非金属元素之间，而A族(除H外)是活泼金属元素，A族是活泼非金属元素，二者形成离子键，B项正确；水分子中键的夹角为105，C项错误；断裂2 mol HO键吸收2462.8 kJ能量，而不是分解成H2和O2时消耗的能量，D项错误。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。如下： 考点二分子的立体构型一、用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型1用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型

10、的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。.其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。2价层电子对互斥理论与分子构型电子对数成键数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O二、用杂化轨道理论推测分子的立体构型杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120三角形BF3sp3410928正四面体形CH4三、等电子原理原子总数相同，价

11、电子总数相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质，如CO和N2。四、配位键和配合物1配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共用电子对。2配位键的表示方法如AB：A表示提供孤电子对的原子，B表示接受孤电子对的原子。3配位化合物(1)定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。(2)形成条件(3)组成1判断下列物质中中心原子的杂化轨道类型。BF3_；PF3_；SO3_；SO2_；H2S_。答案：sp2sp3sp2sp2sp32填写下列表格。序号化学式孤电子对数键电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体构型名称

12、中心原子杂化类型CO2ClOHCNH2OSO3CONO答案：022直线形直线形sp314四面体形直线形sp3022直线形直线形sp224四面体形V形sp3033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2名师点拨(1)甲醇分子内C原子的杂化方式为_，甲醇分子内的OCH键角_(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的OCH键角。(2)丙烯腈分子(H2C=CHCN)中碳原子轨道杂化类型是_；分子中处于同一直线上的原子数目最多为_。(3)在BF3分子中，FBF的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为

13、_。(4)SO的立体构型是_，其中S原子的杂化轨道类型是_。解析(1)甲醇()分子内C原子有4对键电子对，无孤电子对，为sp3杂化，OCH键角约10928；甲醛()分子内C原子为sp2杂化，平面三角形，OCH键角约120；故甲醇分子内 OCH 键角比甲醛分子内OCH键角小。(2) 中的碳为sp2杂化，CN中的碳为sp杂化。丙烯腈结构式为，CCN中的三个原子共直线。(3)BF3分子中B原子形成键数为3，孤电子对数为0，故杂化轨道数为3，应为sp2杂化，BF3分子的几何构型为平面三角形，FBF的键角是120；BF中B原子形成键数为4，孤电子对数为0，故BF为sp3杂化，为正四面体形。(4)SO中成

14、键电子对数为4，中心S原子的杂化轨道类型是sp3，空间构型为正四面体形。答案(1)sp3小于(2)sp杂化和sp2杂化3(3)120sp2正四面体(4)正四面体sp3根据碳元素的成键特点，请归纳判断有机物分子中碳原子杂化方式的规律。答案：碳元素成键时没有孤电子对，所以根据它形成的键数可以快速判断其杂化方式，某个碳原子周围有几个其他原子，就有几个键，从而确定其杂化方式，如H2C=CHCN分子中，各碳原子的周围原子数分别是3、3、2，则它们的杂化方式分别为sp2、sp2、sp。判断中心原子杂化类型与分子构型的方法(1)中心原子杂化类型的判断杂化轨道用来形成键和容纳孤电子，所以有公式：杂化轨道数中心

15、原子的孤电子的对数中心原子的键个数。代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型CO2022spCH2O033sp2CH4044sp3SO2123sp2NH3134sp3H2O224sp3(2)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子构型有关，二者之间可以相互判断。分子组成(A为中心原子)中心原子的弧电子对数中心原子的杂化方式分子空间构型示例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH4题组一分子构型及中心原子杂化类型的判断1在乙烯分子中有5个键和1个键，它们分别是()Asp2杂化轨

16、道形成键，未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键CCH之间是sp2杂化轨道形成键，CC之间是未杂化的2p轨道形成键DCC之间是sp2杂化轨道形成键，CH之间是未杂化的2p轨道形成键解析：选A。在乙烯分子中，每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成CH 键，另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成CC 键；2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个键。2在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作

17、用力分别是()Asp，范德华力 Bsp2，范德华力Csp2，氢键 Dsp3，氢键解析：选C。由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。题组二配位键、配合物理论3下列物质中存在配位键的是()H3OB(OH)4CH3COONH3CH4A BC D解析：选A。水分子中各原子已达到稳定结构，H3O是H和H2O中的O形成配位键，B(OH)4是3个OH与B原子形成3个共价键，还有1个OH的O与B形成配位键，而其他项均不能形成配位键。4铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电

18、缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_。(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示为_。(3)胆矾CuSO45H2O可写为Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下：下列有关胆矾的说法正确的是_。A所有氧原子都采取sp3杂化B氧原子存在配位键和氢键两种化学键CCu2的价电子排布式为3d84s1D胆矾中的水在不同温度下会分步失去解析：(1)N、F、H三种元素的电负性：FNH，所

19、以NH3中共用电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。(2)Cu2中存在空轨道，而OH中O原子有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。(3)A项，SO中与S相连的氧原子并不全是sp3杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2的价电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2以配位键结合，较难失去。答案：(1)N、F、H三种元素的电负性：FNH，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得N原子上的孤电子对难与Cu2形成配位键(2) 或(3)D价层电子对互斥理论推测分子或离子的空间构型的思维程序分子或离子的空

20、间构型考点三分子间作用力与分子的性质学生用书P269一、“相似相溶”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。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。二、分子的极性1分子构型与分子极性的关系2键的极性、分子空间构型与分子极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子X2YH2O、H2S极性键V形极性分子

21、XY3BF3极性键平面正三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子三、范德华力和氢键1范德华力物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力比化学键的键能约小12个数量级。2氢键由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。四、手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样，镜面对称，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。五、无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，酸性越

22、强，如HClOHClO2HClO3HClO4。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)氢键是氢元素与其他元素形成的化学键。()(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。()(3)水分子间既存在范德华力，又存在氢键。()(4)氢键具有方向性和饱和性。()(5)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。()(6)极性分子中可能含有非极性键。()解析：(1)氢键与氢有关但不属于化学键。(2)乙醇分子、水分子中都有OH，符合形成氢键的条件。(5)卤素氢化物中，HF的熔、沸点最高。(6)在极性分子H2O2中存在非极性键。答案：(1)(2)(3)(4)(5)

23、(6)2某一化合物的分子式为AB2，A属A族元素，B属A族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3。下列推断不正确的是()AAB2分子的空间构型为V形BAB键为极性共价键，AB2分子为非极性分子CAB2与H2O相比，AB2的熔、沸点比H2O的低DAB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键解析：选B。根据A、B的电负性值及所处位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。OF键为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3，键的极性不能抵消，所以为极性分子。名师点拨共价键的极性与分子极性的关系可总结如下：已

24、知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信息完成下列问题：(1)水是维持生命活动所必需的一种物质。1 mol冰中有_mol氢键。用球棍模型表示的水分子结构是_。(2)已知H2O2分子的结构如图所示。H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为9352，而两个OH键与OO键的夹角均为9652。试回答：H2O2分子的电子式是_，结构式是_。H2O2分子是含有_键和_键的_分子。(填“极性”或“非极性”)H2O2难溶于CS2，简要说明理由：_。H2O2中氧元素的化合价是_，简要说明原因：_。解析(1)在冰中，每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键，按“均摊法”计算，相当于每个水分子有2个氢键；水分子为V形结构。(2)由H2O2的空间构型图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键；根据“相似相溶”规律可知H2O2难溶于CS2。答案(1)2B(2)HOOH极性非极性极性因H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS21价因OO键为非极性键，而OH键为极性键，共用电子对偏向氧