2025版高考化學(xué)全程一輪復(fù)習(xí)第30講配合物與超分子分子的性質(zhì)課件

第30講配合物與超分子分子的性質(zhì)1.理解分子的極性。2．掌握范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。3.理解氫鍵的含義，

能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，

并能解釋氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。4．理解配位鍵的含義。5．了解超分子的概念。考點一考點二考點三考點一

2．配位化合物(1)概念：金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物。(2)形成條件：中心離子或原子：有________，一般是帶正電的金屬離子，特別是過渡金屬離子，但也有電中性的原子等。配位體：其中的配位原子(配位體中直接同中心離子或原子配合的原子)有________。配位體可以是分子，也可以是離子?？哲壍拦码娮訉?3)組成：如[Cu(NH3)4]SO4配位原子配位體配位數(shù)3．配合物的制備實驗操作實驗現(xiàn)象及有關(guān)的離子方程式藍(lán)色沉淀溶解溶液變?yōu)開_____色：Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3滴加AgNO3溶液后，試管中出現(xiàn)________：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，再滴加氨水后沉淀________，溶液呈________色：AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－紅白色沉淀溶解無4.超分子(1)概念：超分子是由________________的分子通過________________形成的分子聚集體。(2)超分子內(nèi)分子間的作用力多數(shù)人認(rèn)為，超分子內(nèi)部分子之間通過非共價鍵相結(jié)合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。(3)超分子的兩個重要特征是分子識別和自組裝。(4)超分子的應(yīng)用在分子水平上進(jìn)行分子設(shè)計，有序組裝甚至復(fù)制出一些新型的分子材料。兩種或兩種以上分子間相互作用【易錯診斷】判斷正誤，錯誤的說明理由。1．配位鍵實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵：___________________________________________________________。2．提供孤電子對的微粒既可以是分子，也可以是離子：___________________________________________________________。3．在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可與AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀：___________________________________________________________。4．Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的：___________________________________________________________。正確。正確。錯誤。內(nèi)界中的Cl－與AgNO3不能反應(yīng)；外界中的Cl－與AgNO3能反應(yīng)。正確。【教考銜接】典例1配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol，分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產(chǎn)生氯化銀，沉淀的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。(1)請根據(jù)實驗事實用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式。CoCl3·6NH3____________________________________________，CoCl3·5NH3_______________________________________________，CoCl3·4NH3(綠色和紫色)______________________________。(2)后兩種物質(zhì)組成相同而顏色不同的原因是________________________________________。(3)上述配合物中，中心離子的配位數(shù)都是________。[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl它們互為同分異構(gòu)體6解析：由題意知，四種絡(luò)合物中的自由Cl－分別為3、2、1、1，則它們的化學(xué)式分別為[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl。最后兩種應(yīng)互為同分異構(gòu)體。典例2冠醚是一種超分子，它能否適配堿金屬離子與其空腔直徑和離子直徑有關(guān)。二苯并--18--冠--6與K＋形成的配離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子(直徑/pm)15--冠--5170～220Na＋(204)18--冠--6260～320K＋(276)、Rb＋(304)21--冠--7340～430Cs＋(334)下列說法錯誤的是(

)A.冠醚可以用來識別堿金屬離子B．二苯并--18--冠--6也能適配Li＋C．該冠醚分子中碳原子雜化方式有2種D．一個配離子中配位鍵的數(shù)目為6答案：B解析：由表知，堿金屬離子在冠醚空腔直徑范圍內(nèi)，冠醚與堿金屬離子的包含物都是超分子，可以識別堿金屬離子，A正確；Li＋半徑小于Na＋；則二苯并－18－冠－6不能適配Li＋，B錯誤；該冠醚分子中苯環(huán)碳原子為sp2雜化、其他碳鏈上的碳原子為sp3雜化，C正確；由結(jié)構(gòu)簡式可知，一個配離子中配位鍵的數(shù)目為6，D正確?！緦c演練】考向一配合物1．[2024·廣東珠海質(zhì)檢]某物質(zhì)的實驗式為PtCl4·2NH3，其水溶液不導(dǎo)電，加入AgNO3溶液也不產(chǎn)生沉淀，以強堿處理并沒有NH3放出。下列關(guān)于此化合物的說法正確的是(

)A．該配合物的配位原子是NB．中心離子是Pt6＋C．配合物的中心離子配位數(shù)為6D．該配合物可能是平面正方形結(jié)構(gòu)答案：C解析：該物質(zhì)加入AgNO3溶液不產(chǎn)生沉淀，用強堿處理沒有NH3放出，說明該物質(zhì)不存在游離的氯離子和銨根離子，所以該物質(zhì)的配位化學(xué)式為[PtCl4(NH3)2]。Cl－和NH3分子均與Pt4＋配位，該配合物的配位原子是N和Cl－，A錯誤；中心離子是Pt4＋，B錯誤；由該物質(zhì)的配位化學(xué)式為[PtCl4(NH3)2]可知，該配合物中中心離子的配位數(shù)為6，是八面體結(jié)構(gòu)，不可能是平面正方形結(jié)構(gòu)，C正確，D錯誤。2．回答下列問題：(1)將白色CuSO4粉末溶解于水中，溶液呈藍(lán)色，是因為生成了一種呈藍(lán)色的配位數(shù)是4的配離子，請寫出生成此配離子的離子方程式：_______________________，藍(lán)色溶液中的陽離子內(nèi)存在的全部化學(xué)鍵類型有_____________。1mol該陽離子中含σ鍵個數(shù)為___________。Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋共價鍵、配位鍵12×6.02×1023解析：Cu2＋提供空軌道，H2O分子中的O原子提供孤電子對形成配離子[Cu(H2O)4]2＋。(2)CuSO4·5H2O(膽礬)中含有水合銅離子而呈藍(lán)色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式(必須將配位鍵表示出來)：____________。

ag

考向二超分子3．下列關(guān)于超分子的說法中，不正確的是(

)A．超分子是由兩種或兩種以上的分子必須通過氫鍵相互作用形成的分子聚集體B．將C60加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中會形成超分子C．堿金屬離子雖然不是分子，但冠醚在識別堿金屬離子時，形成的也是超分子D．超分子的重要特征是自組裝和分子識別答案：A解析：超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間作用力形成的分子聚集體，不一定是氫鍵，A錯誤；將C60加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中，兩分子間的作用力為分子間作用力，能形成超分子，B正確；冠醚是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，會與合適的堿金屬離子形成超分子，C正確；超分子的兩大特征為分子識別和自組裝，D正確。4．利用超分子可分離C60和C70。將C60、C70混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中進(jìn)行分離的流程如圖。下列說法錯誤的是(

)A．第二電離能：C<OB．杯酚分子中存在π鍵C．杯酚與C60形成氫鍵D．C60與金剛石晶體類型不同答案：C解析：C和O分別失去一個電子后的價層電子排布式為2s22p1和2s22p3，O的2p能級是半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，所以O(shè)的第二電離能大于C的第二電離能，A項正確；杯酚分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，具有大π鍵，B項正確；C60中只含有C元素，無法形成氫鍵，C項錯誤；金剛石是共價晶體，C60為分子晶體，D項正確。考點二1.分子間作用力(1)概念：物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強弱：范德華力<氫鍵<化學(xué)鍵。(4)范德華力：①范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。②范德華力越強，物質(zhì)的熔點、沸點越高，硬度越大。(5)氫鍵①形成：已經(jīng)與電負(fù)性很強的原子(N、O、F)形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中電負(fù)性很強的原子(N、O、F)之間的作用力，稱為氫鍵。②表示方法：________③特征：具有一定的方向性和飽和性。④分類：氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。⑤分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：使物質(zhì)的熔、沸點________，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。A—H…B升高2．分子的溶解性(1)“相似相溶”規(guī)律①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。②分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)易互溶。(2)氫鍵對分子溶解性的影響若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。3．分子的手性(1)手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能疊合的現(xiàn)象。(2)手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。(3)手性碳原子：在有機物分子中，連有________________________的碳原子。四個不同基團或原子【易錯診斷】判斷正誤，錯誤的說明理由。1．氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵：___________________________________________________________。2．氨水中氨分子與水分子間形成了氫鍵：___________________________________________________________。3．H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵：___________________________________________________________。4．氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點升高：___________________________________________________________。錯誤。氫鍵是分子間作用力中的一種，不屬于化學(xué)鍵。正確。錯誤。H2O和H2S分子的穩(wěn)定性由分子中的化學(xué)鍵決定，與分子間作用力無關(guān)。錯誤。分子間氫鍵，使物質(zhì)熔、沸點升高；形成分子內(nèi)氫鍵，會降低物質(zhì)的熔、沸點?！窘炭笺暯印康淅?[2023·遼寧卷，6]在光照下，螺呲喃發(fā)生開、閉環(huán)轉(zhuǎn)換而變色，過程如下。下列關(guān)于開、閉環(huán)螺呲喃說法正確的是(

)A．均有手性B．互為同分異構(gòu)體C．N原子雜化方式相同D．閉環(huán)螺吡喃親水性更好答案：B解析：手性是碳原子上連有四個不同的原子或原子團，因此閉環(huán)螺吡喃含有手性碳原子如圖所示，

，開環(huán)螺吡喃不含手性碳原子，故A錯誤；根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)簡式，分子式均為C19H19NO，它們結(jié)構(gòu)不同，因此互為同分異構(gòu)體，故B正確；閉環(huán)螺吡喃中N原子雜化方式為sp3，開環(huán)螺吡喃中N原子雜化方式為sp2，故C錯誤；開環(huán)螺吡喃中氧原子顯負(fù)價，電子云密度大，容易與水分子形成分子間氫鍵，水溶性增大，因此開環(huán)螺吡喃親水性更好，故D錯誤。典例2[2023·湖南卷，4節(jié)選]下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說法錯誤的是(

)A．含有手性碳原子的分子叫做手性分子B．鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛的沸點C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發(fā)生水解反應(yīng)D．冠醚(-18--冠--6)的空穴與K＋尺寸適配，兩者能通過弱相互作用形成超分子答案：A解析：有手性異構(gòu)體的分子被稱為手性分子，當(dāng)分子中存在兩個或兩個以上的手性碳原子時，會出現(xiàn)內(nèi)消旋體，這種含有內(nèi)消旋體的分子不是手性分子，A錯誤；鄰羥基苯甲醛中含有分子內(nèi)氫鍵，分子內(nèi)氫鍵可以降低物質(zhì)的熔沸點，因此鄰羥基苯甲醛的熔沸點低于對羥基苯甲醛的熔沸點，B正確；超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間作用力形成的分子聚集體，冠醚(-18--冠--6)的空穴大小為260～320pm，可以適配K＋(276pm)、Rb＋(304pm)，冠醚與離子之間以配位的形式結(jié)合，D正確?！編熣f·延伸】細(xì)說氫鍵的表示方法——以HF分子間氫鍵為例【對點演練】考向一氫鍵1．(1)畫出氫氟酸溶液中可能存在的氫鍵形式：___________________________________________________________。(2)已知鄰羥基苯甲醛(

)與對羥基苯甲醛(

)的沸點相差很大，其中沸點較高的是____________，請畫出上述兩種物質(zhì)形成氫鍵的情況：________________________________________。F—H…F，O—H…O，F(xiàn)—H…O，O—H…F對羥基苯甲醛、考向二分子間作用力與物質(zhì)的熔、沸點2．按要求回答下列問題。(1)HCHO分子的立體構(gòu)型為________形，它加成產(chǎn)物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì))___________________________________________________________。(2)S位于周期表中________族，該族元素氫化物中，H2Te比H2S沸點高的原因是___________________________________________________________，H2O比H2Te沸點高的原因是___________________________________________________________。平面三角加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵ⅥA兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H2Te相對分子質(zhì)量比H2S大，分子間作用力更強兩者均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵(3)有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷。硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是___________________________________________________________。硅烷為分子晶體，隨相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增強，熔沸點升高(4)氨是一種易液化的氣體，請簡述其易液化的原因：___________________________________________________________。氨分子間存在氫鍵，分子間作用力大，因而易液化考點三1.概念(1)極性分子：分子的正電中心和負(fù)電中心不重合，鍵的極性的向量和不等于零。(2)非極性分子：分子的正電中心和負(fù)電中心重合，鍵的極性的向量和等于零。2．極性分子和非極性分子的判斷方法(1)A—A型分子一定是非極性分子、A—B型分子一定是極性分子。(2)判斷ABn型分子極性的兩條經(jīng)驗規(guī)律①中心原子A化合價的絕對值等于該元素原子最外層電子數(shù)，則為非極性分子，反之則為極性分子。②中心原子A沒有孤電子對，則為非極性分子，反之則為極性分子?！窘炭笺暯印康淅齕2023·山東卷，3]下列分子屬于極性分子的是(

)A．CS2B．NF3C．SO3D．SiF4答案：B

【師說·延伸】判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。如SO2為極性分子，SO3為非極性分子?！緦c演練】考向一有關(guān)羧酸酸性強弱的判斷及歸因分析1．試比較下列有機酸的酸性強弱。①CF3COOH

②CCl3COOH

③CHCl2COOH④CH2ClCOOH

⑤CH3COOH

⑥CH3CH2COOH答案：①＞②＞③＞④＞⑤＞⑥歸納總結(jié)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸的通式可寫成(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，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。考向二分子極性的判斷2．下列分子P4、C60、

Cl2、NO、H2O2、NO2、SO2、CH2Cl2、CS2、C2H2、SO3、

BF3、HCN、HCHO、PCl5、PCl3(1)屬于極性分子的是__________________________________________；(2)屬于非極性分子的是______________________________________。考向三分子的極性與物質(zhì)的溶解性3．有關(guān)分子的溶解性，解答下列各題：(1)H2O2難溶于CS2，簡要說明理由_____________________________________________________________。NO、H2O2、NO2、SO2、CH2Cl2、HCN、HCHO、PCl3P4、C60、Cl2、CS2、C2H2、SO3、BF3、PCl5H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2(2)ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是___________________________________________________________。(3)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都極易溶于水的原因是____________________________________________________________。ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主，極性較小NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是極性分子，且都能與H2O形成氫鍵答題規(guī)范④用分子結(jié)構(gòu)解釋物質(zhì)性質(zhì)【模型構(gòu)建】【模型認(rèn)知】典例[2022·山東卷](1)在水中的溶解度，吡啶

遠(yuǎn)大于苯，主要原因是①________________________________，②__________________________________________。的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強，其中堿性最弱的是________。吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵吡啶和H2O均為極性分子相似相溶，而苯為非極性分子【規(guī)范精練】考向一原子雜化軌道類型的判斷1．(1)Cu2＋處于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個NH3換為CN－，則有2種結(jié)構(gòu)，則Cu2＋是否為sp3雜化？________(填“是”或“否”)，理由為____________________________________________________________。否若是sp3雜化，[Cu(NH3)4]2＋的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個NH3換為CN－，則只有1種結(jié)構(gòu)(2)用價層電子對互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)120°。(3)SO2Cl2和SO2F2中S===O之間以雙鍵結(jié)合，S—Cl、S—F之間以單鍵結(jié)合。請你預(yù)測SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。＜四面體形＞解析：(2)甲醛分子中，碳氧之間為雙鍵，根據(jù)價層電子對互斥模型可知雙鍵與單鍵之間的斥力大于單鍵與單鍵之間的斥力，所以H—C—H的鍵角小于120°。(3)當(dāng)中心原子的價層電子對數(shù)為4時，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為四面體形；配位原子得電子能力越弱，其與中心原子形成的共用電子對之間的斥力越強，F(xiàn)原子的得電子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中碳原子的雜化軌道類型為________。sp2、sp3考向二鍵的極性、分子極性與分子的性質(zhì)2．(1)氟乙酸酸性大于氯乙酸酸性的原因是__________________________________________