魯科版選修3 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 章末重難點專題突破 學(xué)案.doc

第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 章末重難點專題突破一、共價鍵的“六大要點”解讀共價鍵是化學(xué)鍵的一種重要類型，是原子之間通過共用電子對形成的相互作用。1共價鍵的類型(1)根據(jù)共用電子對是否偏移，共價鍵分為極性鍵和非極性鍵。(2)根據(jù)共用電子對數(shù)，共價鍵分為單鍵、雙鍵、叁鍵。(3)根據(jù)原子軌道的重疊方式不同，可分為鍵(頭碰頭)和鍵(肩并肩)。(4)配位鍵是一種特殊的共價鍵。它是成鍵元素原子一方提供孤對電子，另一方提供空軌道。【典例1】m、n、x、y四種主族元素在周期表里的相對位置如下表所示，已知它們的原子序數(shù)總和為46。mnxy(1)m與y形成的化合物中含_(填“極性”或“非極性”，下同)鍵，屬_分子。(2)n元素形成的單質(zhì)分子中的化學(xué)鍵類型及數(shù)目是_(填“鍵”或“鍵”，下同)。在化學(xué)反應(yīng)中_易斷裂。(3)由n、y的氫化物相互作用所生成的物質(zhì)的電子式為_。其中的化學(xué)鍵有_。2共價鍵的特征(1)共價鍵的飽和性按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的“飽和性”。h原子、cl原子都只有一個未成對電子，因而只能形成h2、hcl、cl2分子，不能形成h3、h2cl、cl3等分子。共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成。(2)共價鍵的方向性共價鍵形成時，兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)概率越大，形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都有一定的形狀，所以要取得最大重疊，共價鍵必然有方向性。共價鍵的方向性決定了分子的空間構(gòu)型。3共價鍵存在范圍(1)非金屬單質(zhì)分子(稀有氣體除外)。如：o2、f2、h2、c60等。(2)非金屬元素形成的化合物中。如：h2so4、co2、h2o2、有機(jī)物分子等。(3)某些金屬與非金屬形成的化合物中。如：becl2、hgcl2、alcl3等。(4)部分離子化合物中。如：na2o2、naoh、na2so4、nh4cl等?！镜淅?】下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法正確的是()a構(gòu)成單質(zhì)分子的粒子中一定含有共價鍵b由非金屬元素組成的化合物中不一定只含共價鍵c非極性鍵只存在于雙原子單質(zhì)分子里d不同元素組成的多原子分子里的化學(xué)鍵一定是極性鍵4共價鍵強(qiáng)弱的判斷影響共價鍵強(qiáng)弱的主要因素是鍵能、核間距和共用電子對的多少。判斷共價鍵的強(qiáng)弱可依據(jù)下列幾條：(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有共價鍵的分子越穩(wěn)定。如原子半徑：fclbrhclhbrhi，穩(wěn)定性：hfhclhbrhi。(2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，表示破壞共價鍵消耗的能量越多，則共價鍵越牢固。(3)由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，破壞共價鍵消耗的能量越多，則共價鍵越牢固?！镜淅?】下列有關(guān)化學(xué)鍵的鍵參數(shù)比較中不正確的是()a鍵能：cnc=ncnb鍵長：iibrbrclclc分子中的鍵角：h2oco2d鍵能：鍵鍵(相同元素之間)5共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)過程伴隨著能量的變化，熱能是能量變化的表現(xiàn)形式之一。在化學(xué)反應(yīng)過程中，舊化學(xué)鍵的斷裂需要吸收熱量，新化學(xué)鍵的形成一般是放出熱量。一個反應(yīng)是吸熱還是放熱，就是比較吸收的總能量和釋放的總能量的大小。(1)放熱反應(yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量小于新鍵形成放出的總能量。(2)吸熱反應(yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成放出的總能量。(3)反應(yīng)熱(h)與鍵能的關(guān)系：h反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和h0時，為吸熱反應(yīng)；h孤對鍵對鍵對鍵對。因此，價電子對空間構(gòu)型為正三角形和正四面體時，孤電子對的存在會改變鍵對電子的分布空間。(2)對于分子中有雙鍵、叁鍵等多重鍵時，使用價電子對理論判斷其分子構(gòu)型時，雙鍵的兩對電子和叁鍵的三對電子只能作為一對電子來處理。或者說在確定中心原子的價電子層電子對總數(shù)時，不包括電子。實例分析：判斷hcho分子和hcn分子的空間構(gòu)型。hcho分子中有1個co雙鍵，看作1對成鍵電子，2個ch單鍵為2對成鍵電子，c原子的價電子對數(shù)為3，且無孤電子對，所以hcho分子的空間構(gòu)型為平面三角形。hcn分子的結(jié)構(gòu)式為hcn，含有1個cn叁鍵，看作1對成鍵電子，1個ch單鍵為1對成鍵電子，故c原子的價層電子對數(shù)為2，且無孤電子對，所以hcn分子的空間構(gòu)型為直線形?！镜淅?0】利用價電子對互斥理論判斷下列分子或離子的空間構(gòu)型。(1)h2se分子的空間構(gòu)型_。(2)pcl5分子的空間構(gòu)型_。(3)so的空間構(gòu)型_。(4)ch的空間構(gòu)型_。五、圖解分子構(gòu)型及其性質(zhì)【典例11】白磷單質(zhì)是四原子分子，空間結(jié)構(gòu)示意圖如圖。六氧化四磷(p4o6)和十氧化四磷(p4o10)都是磷的氧化物。 (1)下列說法正確的是_(填序號)。白磷分子中的化學(xué)鍵是非極性鍵白磷分子中的化學(xué)鍵是鍵白磷分子是非極性分子白磷分子中的鍵角是90(2)圖是一種磷的氧化物分子的空間結(jié)構(gòu)示意圖，它的化學(xué)式是_，該分子_(填“有”或“無”)極性，主要原因是(從分子極性原理的角度進(jìn)行說明)_。【典例12】s2cl2是橙黃色液體。少量泄漏會產(chǎn)生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發(fā)，并產(chǎn)生酸性懸濁液。其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于s2cl2的說法錯誤的是()a為非極性分子b分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵c與s2br2結(jié)構(gòu)相似，熔、沸點s2br2s2cl2d與水反應(yīng)的化學(xué)方程式可能為2s2cl22h2o=so23s4hcl六、配合物的結(jié)構(gòu)配合物是一個龐大的化合物家族，其中已知配合物的品種超過數(shù)百萬。這類物質(zhì)大多是由過渡金屬的原子或離子(價電子層的部分d軌道和p軌道是空軌道)與含有孤對電子的分子或離子通過配位鍵構(gòu)成。例如：cu(nh3)4so4。1配合物的空間構(gòu)型配合物的空間構(gòu)型指的是配離子的空間構(gòu)型，它與中心原子的雜化軌道類型、配位體種類和數(shù)目有關(guān)系。同樣是配位數(shù)為4，若中心原子采取sp3雜化，配離子的空間構(gòu)型為(正)四面體，如zn(nh3)42；若中心原子采取sp2d(或dsp2)雜化，配離子的空間構(gòu)型為平面正方形，如cu(nh3)42、pt(nh3)2cl2。常見的配離子的空間構(gòu)型如下：配位數(shù)軌道雜化類型空間構(gòu)型結(jié)構(gòu)示意圖實例2sp1直線形ag(nh3)2cu(nh3)2ag(cn)24sp3四面體形zn(nh3)42zncl42fecl4zn(cn)424dsp2(sp2d)平面正方形pt(nh3)2cl2cu(nh3)42ptcl42ni(cn)426d2sp3(sp3d2)正八面體形alf63fe(cn)64co(nh3)63ti(h2o)63圖中“”代表中心原子，“”代表配位體。2配合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象化學(xué)組成相同的配合物可以有不同的結(jié)構(gòu)，這就是配合物的異構(gòu)現(xiàn)象。如pt(nh3)2cl2有順式和反式兩種異構(gòu)體：。3血紅蛋白中的配位鍵在血液中氧氣的輸送是由血紅蛋白來完成的。載氧前，血紅蛋白中的fe2與血紅蛋白中的氮原子通過配位鍵相連；載氧后，氧分子通過配位鍵與fe2結(jié)合而進(jìn)入血液。當(dāng)一氧化碳進(jìn)入人體后，由于一氧化碳分子也能通過配位鍵與血紅蛋白中的fe2結(jié)合，并且結(jié)合能力比氧氣分子與fe2的結(jié)合能力強(qiáng)得多，從而導(dǎo)致血紅蛋白失去載氧能力，所以一氧化碳能導(dǎo)致人體因缺氧而中毒?！镜淅?3】某物質(zhì)的實驗式為ptcl42nh3，其水溶液不導(dǎo)電，加入agno3溶液也不產(chǎn)生沉淀，用強(qiáng)堿處理并沒有nh3放出，則關(guān)于此化合物的說法中正確的是()a配合物中心原子的電荷數(shù)和配位數(shù)均為6b該配合物可能是平面正方形結(jié)構(gòu)ccl和nh3分子均與pt4配位d配合物中cl與pt4配位，而nh3分子不配位【典例14】cucl和cucl2都是重要的化工原料，常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等。已知：cucl可由cucl2經(jīng)適當(dāng)?shù)倪€原劑如so2、sncl2等還原制得：2cu22clso22h2o=2cucl4hso2cucl2sncl2=2cuclsncl4cucl2溶液與乙二胺(h2nch2ch2nh2)可形成配離子cu(en)22(en是乙二胺的簡寫)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。請回答下列問題：(1)基態(tài)銅原子價電子排布式為_，h、n、o三種元素的第一電離能由大到小的順序是_。(2)so的空間構(gòu)型為_。(3)乙二胺分子中碳原子的雜化類型為_，n原子的雜化類型為_。(4)乙二胺的沸點高于clch2ch2cl的主要原因是_。(5)配離子cu(en)22的配位數(shù)為_，該微粒中存在_(填字母)。a配位鍵b極性鍵c離子鍵d非極性鍵 e金屬鍵答案精析【典例1】(1)極性非極性(2)一個鍵、兩個鍵鍵(3) 離子鍵、共價鍵、配位鍵【典例2】b單質(zhì)分子有單原子分子(如稀有氣體分子)、雙原子分子(如h2、cl2、n2)、三原子分子(如o3)和多原子分子(如p4、s8、c60)，在單原子的稀有氣體分子中不存在任何化學(xué)鍵，其他的雙原子分子和多原子分子都是由非極性鍵構(gòu)成，a項不正確；由非金屬元素組成的化合物多數(shù)是共價化合物，也有離子化合物，如nh4cl、nh4no3、nh4hco3、(nh4)2so4等，b項正確；非極性鍵存在于同種元素的原子之間，但不一定是雙原子的單質(zhì)分子中，可以是多原子的單質(zhì)分子中，如p4、s8，也可以是化合物中，如na2o2、h2o2中的氧原子間，烴分子的碳原子之間等，c項不正確；不同元素組成的多原子分子里，既可以有極性鍵也可以有非極性鍵，如h2o2中的氧原子間為非極性鍵，烴分子中ch鍵為極性鍵，而cc、c=c、cc鍵均為非極性鍵，d項不正確?！镜淅?】c相同元素間形成的化學(xué)鍵，叁鍵鍵能最大、單鍵鍵能最小，a正確；成鍵原子半徑之和越大，鍵長越長，b正確；h2o分子中鍵角是104.5，co2分子中鍵角是180，c錯誤；相同元素之間形成的鍵的鍵能比鍵的大，d項正確?！镜淅?】124解析利用制備，需斷開2 mol ch鍵、生成1 mol hh鍵，同時在cc鍵的基礎(chǔ)上生成c=c鍵，因此生成1 mol 吸收的熱量為2412 kj824 kj，放出的熱量為436 kj(612348)kj700 kj，h824 kjmol1700 kjmol1124 kjmol1。【典例5】c8電子(氫是2電子)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但并不是所有分子中的所有原子的價電子層都會達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。a項，xef6中必然有6對共用電子，xe不會是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；b項，hclo的電子式為，其中cl、o達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而h只有2個電子；c項，s2cl2的電子式為，可見s、cl都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；d項，bf3的電子式為，可見b原子不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?！镜淅?】(1)ch4分子中c原子是sp3雜化，每個h原子占據(jù)四面體的一個頂點，分子為正四面體形。nh3分子中n原子是sp3雜化，3個h原子占據(jù)四面體三個頂點，一對孤對電子占據(jù)一個頂點，故n原子與三個氫原子構(gòu)成三角錐形。h2o分子中o原子也是sp3雜化，2個h原子占據(jù)四面體兩個頂點，另兩個頂點被兩對孤對電子占據(jù)，故o原子與兩個h原子呈v形，即水分子呈v形。(2)bf3中b原子以sp2雜化軌道與三個f原子的各一個2p軌道重疊形成三個鍵。由于三個sp2雜化軌道在同一平面上，而且夾角為120，所以bf3為平面三角形結(jié)構(gòu)。而nf3分子中氮原子采用sp3雜化，有一對孤對電子占據(jù)一個雜化軌道，3個sp3雜化軌道與f原子的2p軌道形成三個共價鍵，由于孤對電子占據(jù)四面體的一個頂點，使nf3分子形狀成為三角錐形?！镜淅?】(1)icl中，cl原子以一個3p軌道，i原子以一個5p軌道重疊組成一個共價鍵。(2)ni3中n原子的2s和2p軌道采取sp3雜化，形成四個sp3雜化軌道，除一對孤對電子所占的一個雜化軌道外，其余三個雜化軌道分別與三個i原子的各一個5p軌道重疊成鍵。(3)ch3cl中c原子的2s和2p軌道采取sp3雜化，形成四個sp3雜化軌道，其中的三個雜化軌道與三個h原子的1s軌道重疊形成三個共價鍵，另一個雜化軌道與cl原子的含單電子的3p軌道重疊形成一個共價鍵。(4)co2中，c原子的一個2s軌道與一個2p軌道采取sp1雜化，形成兩個成分相同、能量相等的sp1雜化軌道，再分別與兩個o原子中各一個含單電子的2p軌道重疊，形成鍵；c原子余下的兩個2p軌道(各含一個電子)再分別與一個o原子(共兩個)中的另一個2p軌道重疊形成鍵。因此，每一對c=o組合間含有一個鍵和一個鍵，為雙鍵結(jié)構(gòu)?！镜淅?】c【典例9】分子式雜化軌道類型分子的空間構(gòu)型pcl3sp3三角錐形bcl3sp2平面三角形cs2sp1直線形chsp2平面三角形sosp3正四面體形sosp3三角錐形nosp2v形posp3正四面體形解析pcl3中p原子雜化軌道數(shù)為(53)4，孤電子對數(shù)為1，分子的空間構(gòu)型為三角錐形。bcl3中b原子雜化軌道數(shù)為(33)3，無孤對電子，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。cs2中c原子的雜化軌道數(shù)為(40)2，無孤對電子，分子的空間構(gòu)型為直線形。ch中c原子雜化軌道數(shù)為(431)3，無孤對電子，ch的空間構(gòu)型為平面三角形。so中s原子雜化軌道數(shù)為(62)4，無孤對電子，so的空間構(gòu)型為正四面體形。so中s原子雜化軌道數(shù)為(62)4，有1對孤對電子，so的空間構(gòu)型為三角錐形。no中n原子的雜化軌道數(shù)為(51)3，孤電子對數(shù)為1，no的空間構(gòu)型為v形。po中p原子雜化軌道數(shù)為(53)4，無孤對電子，po的空間構(gòu)型為正四面體形?！镜淅?0】(1)v形(2)三角雙錐形(3)正四面體形(4)平面三角形【典例11】(1)(2)p4o10無該分子正、負(fù)電荷重心重合【典例12】a根據(jù)s2cl2的分子結(jié)構(gòu)形狀可知，它屬于極性分子，選項a錯誤，b正