高考化学一轮复习 第12章 物质结构与性质 第2讲 分子结构与性质课件[共78页]

1、第第2 2讲分子结构与性质讲分子结构与性质1【最新考纲最新考纲】1.了解共价键的形成了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。明简单分子的某些性质。2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。常见的简单分子或离子的立体构型。24.了解化学键和分子间作用力的区别。了解化学键和分子间作用力的区别。5.了解氢键的存在对物质性质的影响了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含能列举含

2、有氢键的物质。有氢键的物质。3考点一共价键和配位键考点一共价键和配位键(1)共价键的本质与特征。共价键的本质与特征。共价键的本质是原子之间形成共价键的本质是原子之间形成共用电子对共用电子对；共价键；共价键具有方向性和具有方向性和饱和饱和性的基本特征。性的基本特征。(2)共价键种类。共价键种类。根据形成共价键的原子轨道重叠方式可分为根据形成共价键的原子轨道重叠方式可分为键和键和键。键。键强度比键强度比键强度键强度大大。45(3)键参数。键参数。键参数对分子性质的影响。键参数对分子性质的影响。键参数与分子稳定性的关系。键参数与分子稳定性的关系。键能越键能越大大，键长越，键长越短短，分子越稳定。，分

3、子越稳定。62配位键及配合物配位键及配合物(1)配位键。配位键。由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的形成的共价键共价键。(2)配位键的表示方法。配位键的表示方法。如如AB：A表示表示提供提供孤电子对的原子，孤电子对的原子，B表示表示接受接受共共用电子对的原子。用电子对的原子。(3)配位化合物。配位化合物。组成。组成。7形成条件。形成条件。8【典例典例1】(高考组合题高考组合题)(1)(2015新课标新课标卷卷)碳在碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。CS2分子中，共价键的类型有分子中，

4、共价键的类型有_。(2)(2014新课标新课标卷卷)1 mol乙醛分子中含有的乙醛分子中含有的键的数键的数目为目为_。(3)(2014新课标新课标卷卷)O、N、C的氢化物分子中既含的氢化物分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种填化学式，写出两种)。9解析：解析：(1)C有有4个价电子且半径较小个价电子且半径较小，难以通过得或难以通过得或失电子达到稳定结构；失电子达到稳定结构；C原子与硫原子间为极性共原子与硫原子间为极性共价键价键，既有既有键又有键又有键；键；(2)CH3CHO中单键为中单键为键键，双键中含有双键中含有

5、1个个键和键和1个个键键，即即1 mol CH3CHO中含中含6 mol 键。键。(3)O、N、C的氢化物分子中含有非极性共价键的化的氢化物分子中含有非极性共价键的化合物有合物有H2O2、N2H4、C2H6、C6H6等。等。答案：答案：(1)见解析见解析键和键和键键 (2)6NA(3)H2O2、N2H410题组一题组一键、键、键的概念及判断键的概念及判断1(2015广东佛山高三月考广东佛山高三月考)下列关于共价键的说法正下列关于共价键的说法正确的是确的是()A一般来说一般来说键键能小于键键能小于键键能键键能B原子形成双键的数目等于基态原子的未成对电子数原子形成双键的数目等于基态原子的未成对电子

6、数C相同原子间的双键键能是单键键能的两倍相同原子间的双键键能是单键键能的两倍D所有不同元素的原子间的化学键至少具有弱极性所有不同元素的原子间的化学键至少具有弱极性11解析：解析：键是原子轨道以键是原子轨道以“头碰头头碰头”的方式相互重叠的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键，键是原子轨道以键是原子轨道以“肩并肩肩并肩”的方式相互重叠导致的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键电子在核间出现的概率增大而形成的共价键，原子原子轨道以轨道以“头碰头头碰头”的方式比的方式比“肩并肩肩并肩”的方式重叠的方式重叠的程度大的程度大，

7、电子在核间出现的概率大电子在核间出现的概率大，形成的共价，形成的共价键强，因此键强，因此键的键能大于键的键能大于键的键能，键的键能，A项错误；项错误；原子形成共价键时原子形成共价键时，共价键的数目是成键的电子对共价键的数目是成键的电子对数目数目，不等于基态原子的未成对电子数不等于基态原子的未成对电子数，因为部分因为部分成成12对电子受激发而成为单电子对电子受激发而成为单电子，B项错误；因为单项错误；因为单键都是键都是键键，双键中有一个双键中有一个键和一个键和一个键键，键键的键能大于的键能大于键的键能键的键能，故双键键能小于单键键能故双键键能小于单键键能的两倍的两倍，C项错误；因为不同元素的电负

8、性是不项错误；因为不同元素的电负性是不同的同的，所以不同元素原子间的化学键至少有弱极所以不同元素原子间的化学键至少有弱极性性，D项正确。项正确。答案：答案：D13141516【归纳提升归纳提升】快速判断快速判断键和键和键的方法键的方法(1)通过物质的结构式通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键，需掌握：共价单键全为全为键，双键中有一个键，双键中有一个键和一个键和一个键，三键中键，三键中有一个有一个键和两个键和两个键。键。( (2)键比键比键稳定。键稳定。17题组二键参数的应用题组二键参数的应用3(教材

9、改编教材改编)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B元素周期表中的元素周期表中的A族族(除除H外外)和和A族元素的原族元素的原子间不能形成共价键子间不能形成共价键C水分子可表示为水分子可表示为HOH，分子的键角为，分子的键角为180DHO键键能为键键能为462.8 kJmol1，即，即18 g H2O分解分解成成H2和和O2时，消耗能量为时，消耗能量为2462.8 kJ18解析：解析：键长越长键长越长，键能越小键能越小，分子越不稳定分子越不稳定，A项项错误；共价键一般是形成于非金属元素之间错误；共价键一般是形成于非金

10、属元素之间，而而A族是活泼金属元素族是活泼金属元素，A族是活泼非金属元素族是活泼非金属元素，二者形成离子键二者形成离子键，B项正确；水分子中键的夹角为项正确；水分子中键的夹角为105，C项错误；断裂项错误；断裂2 mol HO键吸收键吸收2462.8 kJ能量能量，而不是分解成而不是分解成H2和和O2时消耗的能量时消耗的能量，D项项错误。错误。答案：答案：B1920解析：解析：(1)基态基态N3的核外电子数是的核外电子数是10，根据核外电子根据核外电子排布规律可知其电子排布式为排布规律可知其电子排布式为1s22s22p6。(2)根据题意可知根据题意可知，NN键即键即键的键能为键的键能为193

11、kJmol1，NN键的键能为键的键能为946 kJmol1，其中包含一个其中包含一个键和两个键和两个键键，则则键的键能是键的键能是(946193)kJmol12376.5 kJmol1，键能越大键能越大，化学键越稳定化学键越稳定，由数由数据可以判断据可以判断N2中的中的键比键比键稳定。键稳定。21(3)阴、阳离子均为原子团阴、阳离子均为原子团，是由原子通过共价键形是由原子通过共价键形成的。成的。(4)已知已知X中所有电子正好充满中所有电子正好充满K(2个个)、L(8个个)、M(18个个)三个电子层三个电子层，则其电子总数为则其电子总数为28，故故X原子原子的核外电子数是的核外电子数是29，所以

12、所以X的核电荷数是的核电荷数是29，为铜为铜元素。元素。答案：答案：(1)1s22s22p6(2)(3)共价共价(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s122考点二分子的立体构型考点二分子的立体构型1价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论(1)理论要点。理论要点。价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小最小，体系的能量体系的能量最低最低。孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。强，键角越小。23(2)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系。价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系。

13、2.杂化轨道理论杂化轨道理论(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部部能量相近能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称原子轨道，简称杂化轨道。杂化轨道。24(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系。杂化轨道的类型与分子立体构型的关系。(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型。由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型。杂化轨道用来形成杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对，所以有公式：键和容纳孤电子对，所以有公式：25杂化轨

14、道数中心原子的孤电子对数中心原子杂化轨道数中心原子的孤电子对数中心原子的的键个数。键个数。26(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断。中心原子杂化类型和分子构型的相互判断。273.等电子原理等电子原理原子总数原子总数相同，相同，价电子总数价电子总数相同的分子具有相似相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质的化学键特征，它们的许多性质相似相似，如，如CO和和N2。28【典例典例2】(高考组合题高考组合题)(1)(2015新课标新课标卷卷CS2中中C原子的杂化轨道类型是原子的杂化轨道类型是_，写出两个与，写出两个与CS2具有相同空间构型和键具有相同空间构型和键合形式的分子或离子合形式的分

15、子或离子_。(2)(2014新课标新课标卷卷)乙醛中碳原子的杂化轨道类型乙醛中碳原子的杂化轨道类型为为_。(3)(2014新课标新课标卷卷，改编改编)NH3分子中心原子的杂分子中心原子的杂化方式为化方式为_，分子的空间构型为，分子的空间构型为_。2930313233题组一分子构型的判断及中心原子杂化类型题组一分子构型的判断及中心原子杂化类型1(1)甲醇分子内甲醇分子内C原子的杂化方式为原子的杂化方式为_，甲，甲醇分子内的醇分子内的OCH键角键角_(填填“大于大于”“”“等等于于”或或“小于小于”)甲醛分子内的甲醛分子内的OCH键角。键角。(2)丙烯腈分子丙烯腈分子(H2C=CHCN)中碳原子轨

16、道杂化类中碳原子轨道杂化类型是型是_；分子中处于同一直线上的原子数目；分子中处于同一直线上的原子数目最多为最多为_。34353637382(2015济南模拟济南模拟)一项科学研究成果表明，铜锰氧一项科学研究成果表明，铜锰氧化物化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和和Mn(NO3)2溶液溶液中加入中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。Mn2基态的电子排布式可表示为基态的电子排布式可表示为_。394

17、0(2)CO与与N2互为等电子体互为等电子体，根据氮气分子的结构式可根据氮气分子的结构式可以写出以写出CO的结构式为的结构式为CO。H2O分子中分子中O原子存在原子存在两对孤电子对两对孤电子对，配位原子个数为配位原子个数为2，价电子对数目为价电子对数目为4，所以所以O原子采用原子采用sp3杂化。二氧化碳分子内含有两杂化。二氧化碳分子内含有两41个碳氧双键个碳氧双键，一个双键中含有一个一个双键中含有一个键键，一个一个键键，则则1 mol CO2中含有中含有2 mol 键。键。答案：答案：(1)1s22s22p63s23p63d5(或或Ar3d5)平面平面三角形三角形(2)COsp326.0210

18、23个个(或或2NA)42434441919年，年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是中，互为等电子体的是_和和_；_和和_。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如：由短周期元此后，等电子原理又有所发展。例如：由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外

19、层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与 互互为等电子体的分子有为等电子体的分子有_、_。45解析：解析：(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中仅由第二周期元素组成的共价分子中，即即C、N、O、F组成的共价分子组成的共价分子，如如N2与与CO均为均为14个电子个电子，N2O与与CO2均为均为22个电子。个电子。(2)依题意依题意，只要原子数相同只要原子数相同，各原子最外层电子数之各原子最外层电子数之和相同和相同，即可互称为等电子体即可互称为等电子体， 为三

20、原子为三原子，各原子各原子最外层电子数之和为最外层电子数之和为562118，SO2、O3也为三也为三原子原子，各原子最外层电子数之和也为各原子最外层电子数之和也为6318，三者三者互为等电子体。互为等电子体。答案：答案：(1)N2CON2OCO2(2)SO2O346【归纳提升归纳提升】(1)常见的等电子体汇总。常见的等电子体汇总。47(2)根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构的微粒的立体结构，并推测其物理性质。并推测其物理性质。(BN)x与与(C2)x，N2O与与CO2等也是等电子体；硅等也是等电子体；硅和锗是良好的半导体材料和锗

21、是良好的半导体材料，它们的等电子体磷化铝它们的等电子体磷化铝4849考点三分子的性质考点三分子的性质1分子间作用力分子间作用力(1)概念：物质分子之间概念：物质分子之间普遍普遍存在的相互作用力，称存在的相互作用力，称为分子间作用力。为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是分类：分子间作用力最常见的是范德华力范德华力和和氢键氢键。(3)强弱：范德华力强弱：范德华力氢键氢键化学键。化学键。50(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越

22、大。一般来说，越高，硬度越大。一般来说，组成和结构组成和结构相似的物质，相似的物质，随着随着相对分子质量相对分子质量的增加，范德华力逐渐的增加，范德华力逐渐增大增大，分子，分子的极性越大，范德华力也越大。的极性越大，范德华力也越大。(5)氢键。氢键。形成：已经与形成：已经与电负性很强电负性很强的原子形成共价键的的原子形成共价键的氢原氢原子子(该氢原子几乎为裸露的质子该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中与另一个分子中电负电负性很强性很强的原子之间的作用力，称为氢键。的原子之间的作用力，称为氢键。51表示方法：表示方法：AHB。说明：说明：a.A、B为电负性很强的原子，一般为为电负性很强的原子

23、，一般为N、O、F三种元素的原子。三种元素的原子。b.A、B可以相同，也可以不同。可以相同，也可以不同。特征：具有一定的特征：具有一定的方向方向性和性和饱和饱和性。性。分类：氢键包括分类：氢键包括分子内分子内氢键和氢键和分子间分子间氢键两种。氢键两种。分子间氢键对物质性质的影响。分子间氢键对物质性质的影响。主要表现为使物质的熔、沸点主要表现为使物质的熔、沸点升高升高，对电离和溶解度，对电离和溶解度等产生影响。等产生影响。522分子的性质分子的性质(1)分子的极性。分子的极性。53(2)分子的溶解性。分子的溶解性。相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂非极

24、性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶质一般能溶于极性溶剂极性溶剂。如果存在氢键，则溶。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好越好。(3)无机含氧酸分子的酸性。无机含氧酸分子的酸性。无机含氧酸的通式可写成无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素，如果成酸元素R相同，则相同，则n值越大，值越大，R的正电性越高，使的正电性越高，使ROH中中O的电子向的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越强，如酸性：酸性越强，如酸性：HClOHClO2HClO3HClO4。54【典例典例3】(高考组合题高考组

25、合题)(1)(2015新课标新课标卷卷)O元素的单质有两种同素异形体，其中沸点高的是元素的单质有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式填分子式)，原因是，原因是_；(2)(2014新课标新课标卷卷)乙酸的沸点明显高于乙醛，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是其主要原因是_。55解析：解析：(1)氧元素有氧气和臭氧两种同素异形体氧元素有氧气和臭氧两种同素异形体，两个两个都是分子晶体都是分子晶体，O3的相对分子质量大的相对分子质量大，范德华力大范德华力大，沸点高。沸点高。(2)CH3COOH分子间存在氢键分子间存在氢键，而而CH3CHO分子间无分子间无氢键氢键，故沸点故沸点CH3COOHCH3

26、CHO。答案：答案：(1)O3O3的相对分子质量大，范德华力大，的相对分子质量大，范德华力大，沸点高沸点高(2)CH3COOH存在分子间氢键存在分子间氢键56共价键、氢键及分子间作用力的对比共价键、氢键及分子间作用力的对比575859602(1)H2O在乙醇中的溶解度大于在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是，其原因是_。(2)关于化合物关于化合物 ，下列叙述正确的有，下列叙述正确的有_(填字母填字母)。A分子间可形成氢键分子间可形成氢键B分子中既有极性键又有非极性键分子中既有极性键又有非极性键C分子中有分子中有7个个键和键和1个个键键D该分子在水中的溶解度大于该分子在水中的溶解度大于2丁烯丁烯

27、61(3)已知苯酚已知苯酚 具有弱酸性，其具有弱酸性，其Ka1.11010；水杨酸第一级电离形成的离子；水杨酸第一级电离形成的离子 能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡 常 数衡 常 数 Ka 2( 水 杨 酸水 杨 酸 ) _( 填填 “ ” 或或“”)Ka(苯酚苯酚)，其原因是，其原因是_。62(4)化合物化合物NH3的沸点比化合物的沸点比化合物CH4的高，其主要原的高，其主要原因是因是_。(5)H2O分子内的分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为键从强到弱依次为_。 的沸点比的沸点比 高，原高，原因是因是_。63解析：解析：(2)没有与活泼非金属元素氧原子相连的没有与活泼非金属元素氧原子相连的H，不能形成分子间氢键不能形成分子间氢键，A错误。错误。 是非极性共是非极性共价键价