【大綱創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二節(jié) 分子結(jié)構(gòu)

1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。2．了解共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。3．了解簡單配合物的成鍵情況。4．了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。5．了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)。

第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)1．共價(jià)鍵 (1)本質(zhì) 在原子之間形成

。 (2)基本特征 ①

性。 ②

性。共用電子對飽和方向2．共價(jià)鍵的類型 (1)σ鍵 ①分類 ②形成：原子軌道以“頭碰頭”方式重疊而成。 a．s-sσ鍵：由兩個(gè)

重疊形成，如H—H。 b．s-pσ鍵：由一個(gè)

和一個(gè)

重疊形成，如H—Cl。s電子s電子p電子c．p-pσ鍵：由

重疊形成，如Cl—Cl。兩個(gè)p電子“頭碰頭”③特征σ鍵的電子云具有

性。(2)π鍵①形成：兩個(gè)原子的p電子“

”重疊形成。②特征：π鍵的電子云具有

性。軸對稱肩并肩鏡像對稱3.鍵參數(shù) (1)鍵能

原子形成

化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能越

，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。 (2)鍵長 形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的

。鍵長越

，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。 (3)鍵角 在原子數(shù)超過2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。如O===C===O鍵角為

；H—O—H鍵角為

。氣態(tài)基態(tài)1mol大核間距短180°104.5°4．等電子原理

相同、

相同的分子具有相似的

，它們的許多性質(zhì)

。如CO和

。升華：共價(jià)鍵的特性 (1)飽和性：共價(jià)分子中，每個(gè)原子形成共價(jià)鍵的數(shù)目是一定的，即共價(jià)鍵的飽和性。 原因：只有成鍵原子中自旋方向相反的未成對電子才能形成共用電子對。成鍵過程中，每種元素的原子有幾個(gè)未成對電子，通常就只能和幾個(gè)自旋方向相反的電子形成共價(jià)鍵。原子總數(shù)價(jià)電子總數(shù)化學(xué)鍵特征相似N2(2)方向性原因：形成共價(jià)鍵時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會最大的方向重疊成鍵，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會越多，形成的共價(jià)鍵越牢固。注意：①共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。②共價(jià)鍵的方向性決定了分子的立體結(jié)構(gòu)。③判斷共價(jià)鍵的極性關(guān)鍵是看成鍵原子是否相同，若是不同元素的原子則為極性鍵，反之則為非極性鍵。1．常見分子的立體結(jié)構(gòu)分子類型實(shí)例結(jié)構(gòu)式立體結(jié)構(gòu)其他實(shí)例三原子分子CO2O===C===O直線形BeCl2H2OV形SO2、H2S四原子分子HCHO平面三角形BF3NH3三角錐形PH3五原子分子CH4CH3Cl正四面體CCl4變形四面體CH3BrABn立體結(jié)構(gòu)范例n＝2直線形CO2

n＝3平面三角形BF3n＝4正四面體CCl4n＝5三角雙錐PCl5n＝6八面體SF62.價(jià)層電子對互斥模型 (1)中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵(2)中心原子上有孤對電子的分子中心原子上的

，并參與

。分子的立體結(jié)構(gòu)模型與其VSEPR模型不完全相同，如H2O呈

形，NH3分子呈

形。孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍空間互相排斥V三角錐3.雜化軌道理論簡介 (1)sp雜化 sp雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

形，如HCCH。 (2)sp2雜化 sp2雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

，如

。1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道180°直線1個(gè)s軌道2個(gè)p軌道120°平面三角形HCHO(3)sp3雜化sp3雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

形，如

。延伸：價(jià)層電子對互斥模型是一種十分簡單的理論模型，可以用來預(yù)測分子的結(jié)構(gòu)，在使用該理論時(shí)應(yīng)把握住以下幾個(gè)要點(diǎn)：1．在AXm型分子中，中心原子A的周圍配置的原子或原子團(tuán)的幾何構(gòu)型，主要決定于中心價(jià)電子層中電子對(包括成鍵電子對和未成鍵的孤對電子對)的互相排斥作用，分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對相互排斥作用最小的那種結(jié)構(gòu)。1個(gè)s軌道3個(gè)p軌道109°28′正四面體CH42．在AXm型分子中，A與X之間通過兩對或三對電子(即通過雙鍵或三鍵)組合而成，則價(jià)層電子對互斥理論把雙鍵或三鍵作為一個(gè)電子對。3．價(jià)層電子對之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：孤對—孤對＞孤對—鍵對＞鍵對—鍵對。1．鍵的極性和分子極性 (1)極性鍵和非極性鍵 ①極性鍵：電子對

的共價(jià)鍵。 ②非極性鍵：

的共價(jià)鍵。 (2)極性分子和非極性分子 ①極性分子：正電中心和負(fù)電中心

的分子。 ②非極性分子：正電中心和負(fù)電中心

的分子。發(fā)生偏移電子對不發(fā)生偏移不重合重合2．范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響 (1)概念

與

之間存在著的一種把分子聚集在一起的作用力。 (2)特點(diǎn) 范德華力

，約比化學(xué)鍵能小1～2數(shù)量級。 (3)影響因素 ①

越大，則范德華力越大。 ②

越大，則范德華力越大。 (4)對物質(zhì)性質(zhì)的影響 范德華力主要影響物質(zhì)的

性質(zhì)，化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的

性質(zhì)。分子分子相對分子質(zhì)量很弱分子極性物理化學(xué)3．氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響 (1)概念 氫鍵是一種

，它是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子 形成共價(jià)鍵的氫原子與

的原子之間的作用力。其表示方 法為

。 (2)特點(diǎn) ①大?。航橛?/p>

和

之間，約為化學(xué)鍵的

分之幾，不屬于化學(xué)鍵。除范德華力之外的另一種作用力電負(fù)性很強(qiáng)A—H……B—范德華力化學(xué)鍵十②存在：氫鍵不僅存在于

，有時(shí)也存在于

。③氫鍵也和共價(jià)鍵一樣具有

性和

性。(3)對物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)

，對物質(zhì)的電離程度和溶解性等物理性質(zhì)產(chǎn)生影響。方向分子間分子內(nèi)飽和升高4．溶解性 (1)“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于

，極性溶質(zhì)一般能溶于

。如果存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性

。 (2)“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如乙醇與水

，而戊醇在水中的溶解度明顯

。 (3)如果溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)，將增加物質(zhì)的溶解度，如

等。非極性溶劑極性溶劑互溶減小SO2與H2O越強(qiáng)5．手性 (1)手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的分子，如左手和右手一樣互為

，在三維空間里

的現(xiàn)象。 (2)手性分子：具有

的分子。 (3)手性碳原子：在有機(jī)物分子中，連有

的碳原子。含有一個(gè)手性碳原子的分子是手性分子，如： 。鏡像不能重疊手性異構(gòu)體四個(gè)不同基團(tuán)思考：無機(jī)含氧酸的酸性強(qiáng)弱有什么規(guī)律？無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向

偏移，在水分子的作用下容易電離出H＋，酸性越強(qiáng)。如酸性HClO<HClO2<HClO3<HClO4；HNO2<HNO3；H2SO3<H2SO4。R分子的極性是分子中化學(xué)鍵的極性的向量和。只含有非極性鍵的分子一般是非極性的分子；而含極性鍵的分子，如果分子結(jié)構(gòu)是空間對稱的，則鍵的極性相互抵消，各個(gè)鍵的極性的向量和為零，整個(gè)分子就是非極性分子；反之，則是極性分子。其關(guān)系可總結(jié)如下：【例1】下列說法正確的是() A．含有非極性鍵的分子一定是非極性分子 B．非極性分子中一定含有非極性鍵 C．由極性鍵形成的雙原子分子一定是極性分子 D．鍵的極性與分子的極性無關(guān) 解析：含有非極性鍵的分子不一定是非極性分子，如H2O2，非極性分子中不一定含有非極性鍵，如CH4、CO2中均是非極性分子，卻都有極性鍵。分子的極性除與鍵的極性有關(guān)外，還與分子空間構(gòu)型有關(guān)。 答案：C鍵的極性和分子極性的關(guān)系類型實(shí)例兩個(gè)鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間構(gòu)型X2H2、N2—非極性鍵非極性分子直線形XYHCl、NO—極性鍵極性分子直線形XY2(X2Y)CO2、CS2180°極性鍵非極性分子直線形SO2120°極性鍵極性分子V形H2O、H2S104.5°極性鍵極性分子V形XY3BF3120°極性鍵非極性分子平面三角形NH3107.3°極性鍵極性分子三角錐形XY4CH4、CCl4109.5°極性鍵非極性分子正四面體形1．下列各組分子中都屬于含極性鍵的非極性分子的是() A．CO2、H2SB．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2D．NH3、HCl 解析：此題考查鍵的極性和分子的極性。A中CO2結(jié)構(gòu)式為O===C===O，H2S為，所以都含極性鍵，但H2S是極性分子；B中C2H4為，CH4為，都含極性鍵，且都屬于非極性分子；C中Cl2不含極性鍵，D中NH3、HCl為極性分子，都不符合題意。 答案：B多原子分子(離子)立體結(jié)構(gòu)的判斷規(guī)律化學(xué)式中心原子孤對電子對數(shù)雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CH404sp3正四面體形C2H403sp2平面三角形BF303sp2平面三角形CH2O03sp2平面三角形C2H202sp直線形CO202sp直線形NH314sp3三角錐形NH04sp3正四面體H2O24sp3V形H3O＋14sp3三角錐形(1)一般來說，一個(gè)分子有幾個(gè)軌道參與雜化就會形成幾個(gè)能量相同的雜化軌道，就形成幾個(gè)共價(jià)鍵，形成對應(yīng)的一般分子構(gòu)型，但如果分子中存在孤對電子或在一定場效應(yīng)作用下，分子構(gòu)成會發(fā)生變化，如NH3、H2O等。另外，具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。(2)如果價(jià)層電子對中有未成鍵的孤對電子，則幾何構(gòu)型發(fā)生相應(yīng)的變化，用價(jià)層電子對理論解釋?！纠?】(2010·原創(chuàng))下列分子和離子中中心原子價(jià)層電子對幾何構(gòu)型為四面體且分子或離子空間構(gòu)型為V形的是() A．B．PH3C．H3O＋D．OF2 解析：中心原子價(jià)層電子對構(gòu)型為四面體，所以應(yīng)該是sp3雜化，V形結(jié)構(gòu)只有3個(gè)原子組成，所以答案D對。A選項(xiàng)三角錐形的NH3結(jié)合一個(gè)H＋變?yōu)樗拿骟w。PH3為三角錐形。C項(xiàng)H2O為V形，H2O結(jié)合一個(gè)H＋變?yōu)槿清F形結(jié)構(gòu)。 答案：D(1)價(jià)層電子對理論、雜化軌道理論與分子間的空間構(gòu)型關(guān)系雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例分子構(gòu)型雜化軌道理論sp2180°直線BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面體形CH4dsp2490°，180°平面正方形CuCl價(jià)層電子對互斥理論電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤對電子對數(shù)電子對空間構(gòu)形分子空間構(gòu)形實(shí)例220直線直線BeCl2330三角形正三角形BF321V形SnBr2440四面體正四面體CH431三角錐NH322V形H2O(2)確定中心原子A價(jià)層電子對數(shù)目中心原子A的價(jià)電子數(shù)與配位體X提供共用的電子數(shù)之和的一半，就是中心原子A價(jià)層電子對的數(shù)目。即：n＝

例如BF3分子，B原子有3個(gè)價(jià)電子，三個(gè)F原子各提供一個(gè)電子，共6個(gè)電子，所以B原子價(jià)層電子對數(shù)為3。即BF3價(jià)層電子對數(shù)＝(3＋1×3)÷2＝3BeF2價(jià)層電子對數(shù)＝(2＋1×2)÷2＝2CO2 價(jià)層電子對數(shù)＝(4＋0×2)÷2＝2SO3 價(jià)層電子對數(shù)＝(6＋0×2)÷2＝3NO2 價(jià)層電子對數(shù)＝(5+0×2)÷2＝2.5→3 價(jià)層電子對數(shù)＝(5＋1×4－1)÷2＝4 價(jià)層電子對數(shù)＝(5＋0×4＋3)÷2＝42．用價(jià)層電子對互斥理論判斷SO3的分子構(gòu)型為() A．正四面體B．V形C．三角錐形D．平面三角形 解析：SO3中的S原子的價(jià)電子全部用于形成了共價(jià)鍵，S周圍有3個(gè)氧原子，故選D。 答案：D1．范德華力(分子間作用力)

一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大則范德華力越強(qiáng)，該物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。當(dāng)液體汽化時(shí)要克服分子間的引力，固體熔化為液體時(shí)也要克服分子間的引力，所以分子間的作用力是決定物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、汽化熱、溶解度等性質(zhì)的主要因素。2．氫鍵——較強(qiáng)的分子間作用力

某些氫化物分子之間存在著氫鍵如H2O、NH3、HF，分子之間由于存在著比范德華力稍強(qiáng)的相互作用，而在同族氫化物中沸點(diǎn)反常顯得特別高。氫鍵比化學(xué)鍵弱得多，比范德華力稍強(qiáng)。氫鍵對某些物質(zhì)的性質(zhì)產(chǎn)生較明顯的影響，如水結(jié)冰時(shí)體積膨脹、密度減小是由于氫鍵的緣故。氨極易溶于水、極易液化也是由于氫鍵所造成的?！纠?】下列物質(zhì)的變化，破壞的主要是范德華力的是() A．碘單質(zhì)的升華 B．NaCl溶于水 C．將水加熱變?yōu)闅鈶B(tài) D．NH4Cl受熱分解 解析：碘的升華，只是狀態(tài)發(fā)生了變化，破壞的是范德華力，沒有破壞化學(xué)鍵；NaCl溶于水，會破壞離子鍵；水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，主要是氫鍵而非范德華力；NH4Cl受熱分解，破壞的是化學(xué)鍵(包括共價(jià)鍵和離子鍵)。 答案：A1．氫鍵、化學(xué)鍵與范德華力的比較化學(xué)鍵氫鍵范德華力概念相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間強(qiáng)烈的相互作用某些物質(zhì)的分子間(或分子內(nèi))氫核與非金屬原子的靜電吸引作用物質(zhì)的分子間存在的微弱的相互作用范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間(分子內(nèi))分子間能量鍵能一般為100kJ/mol～600kJ/mol在40kJ/mol以下約幾個(gè)至數(shù)十個(gè)kJ/mol性質(zhì)影響主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度等)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)2.形成氫鍵的條件 分子中必須有一個(gè)與電負(fù)性極大的元素原子形成強(qiáng)極性鍵的氫原子；分子中必須有帶孤電子對，電負(fù)性大，而且半徑小的原子。3．氫鍵的特點(diǎn) 氫鍵基本上還是靜電作用；有飽和性和方向性；X比Y電負(fù)性越大，半徑越小，所形成的氫鍵越穩(wěn)定。3．下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序不正確的是() A．F2＜Cl2＜Br2＜I2 B．CF4＞CCl4＞CBr4＞CI4 C．HCl＜HBr＜HI＜HF D．CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4 解析：物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低由分子間作用力大小決定。分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高；反之越低；而相對分子質(zhì)量和分子的極性越大，分子間作用力就越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。A中鹵素單質(zhì)隨相對分子量的增大，分子間作用力逐漸增大，熔、沸點(diǎn)升高，故A正確同理，D也正確。故B恰好相反，故B錯(cuò)誤。C中雖然四種物質(zhì)的相對分子質(zhì)量增大，但是，在HF分子中存在氫鍵，故HF的熔、沸點(diǎn)是最高的。 答案：B【例1】下列推斷正確的是() A．BF3是三角錐形分子 B．的電子式：，離子呈平面形結(jié)構(gòu) C．CH4分子中的4個(gè)C—H鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子的p軌道形成的s-pσ鍵 D．CH4分子中的碳原子以4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4 個(gè)C—Hσ鍵解析：BF3中B原子采用sp2雜化方式，故應(yīng)為平面三角形。中N原子采用sp3雜化方式，且孤對電子與H＋形成配位鍵，故應(yīng)為正四面體形。CH4分子中的4個(gè)C—H鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子sp3雜化后的4個(gè)雜化軌道形成的σ鍵。答案：D高分策略本題考查了常見分子或離子的立體結(jié)構(gòu)，需要用到有關(guān)判定理論，包括雜化軌道理論和價(jià)層電子對互斥理論。這兩種判定方法的核心點(diǎn)是中心原子與周圍原子共用電子之間的關(guān)系，討論計(jì)算時(shí)要格外注意。

【例2】(15分)已知周期表中，元素Q、R、W、

Y與元素X相鄰。Y的最高化合價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)酸?；卮鹣铝袉栴}： (1)W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶體類型是________； (2)Q的具有相同化合價(jià)且可以相互轉(zhuǎn)變的氧化物是________； (3)R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價(jià)的化合物的化學(xué)式是_____________________________________________________________；(4)這5種元素的氫化物分子中，①立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點(diǎn)從高到低排列次序是(填化學(xué)式)_____________________________________________________，其原因是___________________________________________________________；②電子總數(shù)相同的氫化物的化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)分別是_________________________________________________________________；(5)W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應(yīng)，生成化合物W(QH2)