第2講-分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件

第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【考綱點(diǎn)擊】1.化學(xué)鍵與分子結(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)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義；(3)能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)；(4)了解雜化軌道理論及簡(jiǎn)單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)；(5)能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或雜化軌道理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。2.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)：(1)了解范德華力的含義及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響；(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。一、“兩大理論”與微粒構(gòu)型1.中心原子雜化類型和分子空間構(gòu)型的相互判斷分子(A為中心原子)中心原子孤電子對(duì)數(shù)中心原子雜化方式分子構(gòu)型示例AB20sp直線形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角錐形NH3AB40sp3正四面體形CH42.等電子原理(1)等電子體特征原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征。物理性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)不同。(2)常見(jiàn)等電子體二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.共價(jià)鍵(1)共價(jià)鍵的類型①按成鍵原子間共用電子對(duì)的數(shù)目分為單鍵、雙鍵、三鍵。②按共用電子對(duì)是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。③按原子軌道的重疊方式分為σ鍵和π鍵。(2)鍵參數(shù)①鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。②鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。③鍵角：在原子數(shù)超過(guò)2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。④鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)σ鍵、π鍵的判斷①由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。②由共用電子對(duì)數(shù)判斷單鍵為σ鍵；雙鍵或三鍵，其中一個(gè)為σ鍵，其余為π鍵。③由成鍵軌道類型判斷s軌道形成的共價(jià)鍵全部是σ鍵；雜化軌道形成的共價(jià)鍵全部為σ鍵。2.配位鍵與配合物3.分子性質(zhì)(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系(2)溶解性①“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑，若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。②“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性無(wú)機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強(qiáng)，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。4.范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較

范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念分子間普遍存在的一種相互作用力，但不是化學(xué)鍵已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(N、O、F)形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子(N、O、F)之間的作用力原子間通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵存在范圍分子或原子(稀有氣體)之間氫原子與氟、氮、氧原子(分子內(nèi)、分子間)相鄰原子間特征無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大對(duì)于A—H…B—，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大①影響分子的穩(wěn)定性，共價(jià)鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)②影響原子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度角度一“兩大理論”與微粒構(gòu)型1.(1)[2019·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，35(2)]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是__________________________________________________________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。(2)[2019·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，35(1)]元素As與N同族。預(yù)測(cè)As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______，其沸點(diǎn)比NH3的________(填“高”或“低”)，其判斷理由是____________________________________________________________________________________________________________。答案(1)sp3

sp3乙二胺的兩個(gè)N提供孤對(duì)電子給金屬離子形成配位鍵Cu2＋(2)三角錐形低NH3分子間存在氫鍵2.[2018·全國(guó)Ⅰ，35(3)]LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是________、中心原子的雜化形式為_(kāi)_______。LiAlH4中存在________(填標(biāo)號(hào))。A.離子鍵 B.σ鍵C.π鍵 D.氫鍵答案正四面體sp3

AB3.[2018·全國(guó)Ⅱ，35(2)(4)](1)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是________________。(2)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______形，其中共價(jià)鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______。答案

(1)H2S

(2)平面三角2

sp3雜化4.[2018·全國(guó)Ⅲ，35(4)]《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為_(kāi)_______，C原子的雜化形式為_(kāi)_______。答案平面三角形sp2雜化(2)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。(3)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)＝________。(2)[2017·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，35(2)]CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_(kāi)_______和________。(3)[2016·全國(guó)卷Ⅰ，37(5)節(jié)選]Ge單晶具有金剛石結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為_(kāi)_______。(4)[2016·全國(guó)卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，其中As的雜化軌道類型為_(kāi)_______。答案(1)V形sp3

(2)sp

sp3

(3)sp3

(4)三角錐形sp3角度二微粒作用與分子性質(zhì)7.(1)[2019·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，35(2)(3)]①FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______，其中Fe的配位數(shù)為_(kāi)_______。(2)[2018·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，35(3)]如圖為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多，主要原因?yàn)開(kāi)_____________________________________________________________________________________。(3)[2018·全國(guó)卷Ⅲ，35(3)]ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃)，其化學(xué)鍵類型是________；ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，原因是______________________________________________________。(4)[Fe(H2O)6]2＋與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子與Fe2＋形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2＋結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。[Fe(NO)(H2O)5]2＋結(jié)構(gòu)示意圖(5)[2017·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，35(4)]硝酸錳是制備CO2＋3H2===CH3OH＋H2O反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。(6)[2017·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，35(3)]研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2―→CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)_____________________________________________________，原因是______________________________________________________。8.[2017·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，35(3)]經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為_(kāi)_______，不同之處為_(kāi)_______。(填標(biāo)號(hào))A.中心原子的雜化軌道類型

B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)

D.共價(jià)鍵類型9.[2016·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，37(2)(3)]鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是____________________。(2)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因______________________________________________________。

GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃－49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400答案(1)鍺的原子半徑大，原子之間形成的σ單鍵較長(zhǎng)，p－p軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)10.[2016·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，37(2)]硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_(kāi)_______，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是________。③氨的沸點(diǎn)________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為_(kāi)_______。答案①正四面體②配位鍵N③高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp31.(1)“分子機(jī)器設(shè)計(jì)和合成”的研究對(duì)象之一為“分子開(kāi)關(guān)”，“分子開(kāi)關(guān)”與大環(huán)主體分子苯芳烴、杯芳烴等有關(guān)。①上圖為對(duì)叔丁基杯[4]芳烴，由4個(gè)羥基構(gòu)成杯底，羥基間的相互作用力是________。對(duì)叔丁基杯[4]芳烴中碳原子的雜化方式有________。②杯芳烴可用于某些ⅢB族元素金屬離子如57La3＋及21Sc2＋的萃取，基態(tài)Sc2＋核外電子排布式為_(kāi)_______。(2)SO2與SO3的鍵角相比，鍵角更大的是________，將純液態(tài)SO3冷卻到289.8K時(shí)凝固得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如圖，此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是________。該結(jié)構(gòu)中S—O鍵鍵長(zhǎng)有兩類，一類鍵長(zhǎng)約140pm，另一類鍵長(zhǎng)約為160pm，較短的鍵為_(kāi)_______(填圖中字母)。解析(1)①O的非金屬性很強(qiáng)，在羥基之間存在氫鍵；對(duì)叔丁基杯[4]芳烴中含有苯環(huán)和飽和烴基，故碳原子的雜化方式有sp2和sp3；②Sc是21號(hào)元素，Sc原子核外有21個(gè)電子，失去2個(gè)電子變成Sc