魯科版選修3 第2章 化學鍵與分子間作用力 章末重難點專題突破 學案.doc

第2章 化學鍵與分子間作用力 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)根據共用電子對數，共價鍵分為單鍵、雙鍵、叁鍵。(3)根據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?！镜淅?】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元素形成的單質分子中的化學鍵類型及數目是_(填“鍵”或“鍵”，下同)。在化學反應中_易斷裂。(3)由n、y的氫化物相互作用所生成的物質的電子式為_。其中的化學鍵有_。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型。3共價鍵存在范圍(1)非金屬單質分子(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?】下列關于化學鍵的說法正確的是()a構成單質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分子里d不同元素組成的多原子分子里的化學鍵一定是極性鍵4共價鍵強弱的判斷影響共價鍵強弱的主要因素是鍵能、核間距和共用電子對的多少。判斷共價鍵的強弱可依據下列幾條：(1)由原子半徑和共用電子對數判斷：成鍵原子的半徑越小，共用電子對數越多，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?】下列有關化學鍵的鍵參數比較中不正確的是()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反應熱化學反應過程伴隨著能量的變化，熱能是能量變化的表現形式之一。在化學反應過程中，舊化學鍵的斷裂需要吸收熱量，新化學鍵的形成一般是放出熱量。一個反應是吸熱還是放熱，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：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：舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成放出的總能量。(3)反應熱(h)與鍵能的關系：h反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和h0時，為吸熱反應；h孤對鍵對鍵對鍵對。因此，價電子對空間構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時，不包括電子。實例分析：判斷hcho分子和hcn分子的空間構型。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原子的價電子對數為3，且無孤電子對，所以hcho分子的空間構型為平面三角形。hcn分子的結構式為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為2，且無孤電子對，所以hcn分子的空間構型為直線形。【典例10】利用價電子對互斥理論判斷下列分子或離子的空間構型。(1)h2se分子的空間構型_。(2)pcl5分子的空間構型_。(3)so的空間構型_。(4)ch的空間構型_。五、圖解分子構型及其性質【典例11】白磷單質是四原子分子，空間結構示意圖如圖。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)。白磷分子中的化學鍵是非極性鍵白磷分子中的化學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構示意圖，它的化學式是_，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行說明)_?！镜淅?2】s2cl2是橙黃色液體。少量泄漏會產生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發(fā)，并產生酸性懸濁液。其分子結構如圖所示。下列關于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結構相似，熔、沸點s2br2s2cl2d與水反應的化學方程式可能為2s2cl22h2o=so23s4hcl六、配合物的結構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百萬。這類物質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成。例如：cu(nh3)4so4。1配合物的空間構型配合物的空間構型指的是配離子的空間構型，它與中心原子的雜化軌道類型、配位體種類和數目有關系。同樣是配位數為4，若中心原子采取sp3雜化，配離子的空間構型為(正)四面體，如zn(nh3)42；若中心原子采取sp2d(或dsp2)雜化，配離子的空間構型為平面正方形，如cu(nh3)42、pt(nh3)2cl2。常見的配離子的空間構型如下：配位數軌道雜化類型空間構型結構示意圖實例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配合物的同分異構現象化學組成相同的配合物可以有不同的結構，這就是配合物的異構現象。如pt(nh3)2cl2有順式和反式兩種異構體：。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結合而進入血液。當一氧化碳進入人體后，由于一氧化碳分子也能通過配位鍵與血紅蛋白中的fe2結合，并且結合能力比氧氣分子與fe2的結合能力強得多，從而導致血紅蛋白失去載氧能力，所以一氧化碳能導致人體因缺氧而中毒?！镜淅?3】某物質的實驗式為ptcl42nh3，其水溶液不導電，加入agno3溶液也不產生沉淀，用強堿處理并沒有nh3放出，則關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和配位數均為6b該配合物可能是平面正方形結構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經適當的還原劑如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)，其結構如圖所示。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鍵，其他的雙原子分子和多原子分子都是由非極性鍵構成，a項不正確；由非金屬元素組成的化合物多數是共價化合物，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分子中，可以是多原子的單質分子中，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?！镜淅?】c8電子(氫是2電子)是穩(wěn)定結構，但并不是所有分子中的所有原子的價電子層都會達到8電子穩(wěn)定結構。a項，xef6中必然有6對共用電子，xe不會是8電子穩(wěn)定結構；b項，hclo的電子式為，其中cl、o達到8電子穩(wěn)定結構，而h只有2個電子；c項，s2cl2的電子式為，可見s、cl都達到8電子穩(wěn)定結構；d項，bf3的電子式為，可見b原子不是8電子穩(wěn)定結構?！镜淅?】(1)ch4分子中c原子是sp3雜化，每個h原子占據四面體的一個頂點，分子為正四面體形。nh3分子中n原子是sp3雜化，3個h原子占據四面體三個頂點，一對孤對電子占據一個頂點，故n原子與三個氫原子構成三角錐形。h2o分子中o原子也是sp3雜化，2個h原子占據四面體兩個頂點，另兩個頂點被兩對孤對電子占據，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為平面三角形結構。而nf3分子中氮原子采用sp3雜化，有一對孤對電子占據一個雜化軌道，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，為雙鍵結構。【典例8】c【典例9】分子式雜化軌道類型分子的空間構型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原子雜化軌道數為(53)4，孤電子對數為1，分子的空間構型為三角錐形。bcl3中b原子雜化軌道數為(33)3，無孤對電子，分子的空間構型為平面三角形。cs2中c原子的雜化軌道數為(40)2，無孤對電子，分子的空間構型為直線形。ch中c原子雜化軌道數為(431)3，無孤對電子，ch的空間構型為平面三角形。so中s原子雜化軌道數為(62)4，無孤對電子，so的空間構型為正四面體形。so中s原子雜化軌道數為(62)4，有1對孤對電子，so的空間構型為三角錐形。no中n原子的雜化軌道數為(51)3，孤電子對數為1，no的空間構型為v形。po中p原子雜化軌道數為(53)4，無孤對電子，po的空間構型為正四面體形?！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、負電荷重心重合【典例12】a根據s2cl2的分子結構形狀可知，它屬于極性分子，選項a錯誤，b正