《全程复习方略》届高考化学(全国通用)总复习教师用书配套课件选修分子结构与性质

1、第二章分子结构与性质考考纲纲要要求求1.1.了解共价键的主要类型了解共价键的主要类型键和键和键，能用键长、键能、键角键，能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。等说明简单分子的某些性质。2.2.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(sp、spsp2 2、spsp3 3) )，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空间结构。子或离子的空间结构。3.3.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。4.4.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物

2、质。了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。【知识梳理】【知识梳理】一、共价键一、共价键1.1.共价键的本质与特征：共价键的本质与特征：(1)(1)本质：两原子之间形成本质：两原子之间形成_。(2)(2)特征：具有方向性和特征：具有方向性和_性。性。共用电子对共用电子对饱和饱和2.2.共价键类型：共价键类型：极性极性非极性非极性配位配位3.3.键参数：键参数：(1)(1)定义。定义。键能：气态基态原子形成键能：气态基态原子形成1 mol1 mol共价键释放的最低能量。共价键释放的最低能量。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键角：两个共价

3、键之间的夹角。键角：两个共价键之间的夹角。(2)(2)键参数对分子性质的影响键参数对分子性质的影响键能越键能越_，键长越，键长越_，分子越稳定。，分子越稳定。稳定性稳定性空间构型空间构型大大短短【微点拨】【微点拨】(1)(1)碳碳三键和碳碳双键的键能不是碳碳单键的键能的碳碳三键和碳碳双键的键能不是碳碳单键的键能的3 3倍和倍和2 2倍，原倍，原因是这些键的类型不完全相同。因是这些键的类型不完全相同。(2)(2)键长约等于成键两原子的半径之和，实际上，由于轨道的重叠，键长约等于成键两原子的半径之和，实际上，由于轨道的重叠，前者比后者略小一些。前者比后者略小一些。(3)(3)由于原子轨道的重叠程度

4、不同从而导致由于原子轨道的重叠程度不同从而导致键和键和键的稳定性不同，键的稳定性不同，一般一般键比键比键稳定。键稳定。(4)(4)并不是所有的共价键都有方向性，如并不是所有的共价键都有方向性，如s-ss-s键，因为键，因为s s轨道是球形轨道是球形对称的，从哪个方向重叠都相同，因此这种共价键没有方向性。对称的，从哪个方向重叠都相同，因此这种共价键没有方向性。二、分子的立体结构二、分子的立体结构1.1.用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型：用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型：(1)(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判

5、断分子中的中心原子上的价层电子对数。的中心原子上的价层电子对数。a a为中心原子的价电子数，为中心原子的价电子数，x x为与中心原子结合的原子数，为与中心原子结合的原子数，b b为与中心为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。原子结合的原子最多能接受的电子数。(2)(2)价层电子对互斥理论与分子构型。价层电子对互斥理论与分子构型。电子电子对数对数成键成键数数孤电子孤电子对数对数电子对空电子对空间构型间构型分子空分子空间构型间构型实例实例2 22 20 0直线形直线形_COCO2 23 33 30 0三角形三角形三角形三角形BFBF3 32 21 1_SOSO2 24 44 40 0四面体形四

6、面体形正四面体形正四面体形CHCH4 43 31 1_NHNH3 32 22 2V V形形H H2 2O O直线形直线形V V形形三角锥形三角锥形2.2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型：用杂化轨道理论推测分子的立体构型：杂化杂化类型类型杂化轨杂化轨道数目道数目杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角空间构型空间构型实例实例spsp2 2180180直线形直线形BeClBeCl2 2spsp2 23 3120120_BFBF3 3spsp3 34 41091092828_CHCH4 4平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形【微点拨】【微点拨】(1)(1)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子

7、杂化类杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。例如，型相同时孤电子对数越多，键角越小。例如，NHNH3 3中的氮原子与中的氮原子与CHCH4 4中中的碳原子均为的碳原子均为spsp3 3杂化，但键角分别为杂化，但键角分别为107107和和1091092828。(2)(2)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。三、配位键和配合物三、配位键和配合物1.1.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形成的配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的_。2.2.配位键

8、的表示方法：如配位键的表示方法：如ABAB：A A表示表示_孤电子对的原子，孤电子对的原子，B B表示表示_电子对的原子。电子对的原子。共价键共价键提供提供接受接受3.3.配位化合物：配位化合物：(1)(1)组成。组成。(2)(2)形成条件。形成条件。中心原子有中心原子有_，如，如FeFe3+3+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、AgAg+ +等。等。配位体有配位体有_，如，如H H2 2O O、NHNH3 3、COCO、F F- -、ClCl- -、CNCN- -等。等。空轨道空轨道孤电子对孤电子对四、分子的性质四、分子的性质1.1.分子的极性：分子的极性：(1)(1)极性分子与非极性分

9、子。极性分子与非极性分子。极性分子极性分子 正负电荷中心正负电荷中心_。非极性分子非极性分子 正负电荷中心正负电荷中心_。不重合不重合重合重合(2)(2)分子的极性与键的极性、分子构型的关系。分子的极性与键的极性、分子构型的关系。类型类型实例实例键的极性键的极性空间构型空间构型分子极性分子极性X X2 2H H2 2、N N2 2非极性键非极性键直线形直线形非极性分子非极性分子XYXYHClHCl、NONO极性键极性键直线形直线形_XYXY2 2(X(X2 2Y)Y)COCO2 2、CSCS2 2极性键极性键直线形直线形_SOSO2 2极性键极性键V V形形极性分子极性分子H H2 2O O、

10、H H2 2S S极性键极性键V V形形_XYXY3 3BFBF3 3极性键极性键平面三角形平面三角形非极性分子非极性分子NHNH3 3极性键极性键三角锥形三角锥形_XYXY4 4CHCH4 4、CClCCl4 4极性键极性键正四面体形正四面体形_极性分子极性分子非极性分子非极性分子极性分子极性分子极性分子极性分子非极性分子非极性分子2.2.分子间作用力：分子间作用力：(1)(1)分子间作用力包括范德华力和氢键两类。范德华力是分子之间普分子间作用力包括范德华力和氢键两类。范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力。氢键是由遍存在的一种相互作用力。氢键是由_的原子结合的原子结合的氢原子和的氢原子

11、和_的原子之间的作用力。的原子之间的作用力。(2)(2)分子间作用力主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点和溶解性分子间作用力主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点和溶解性等。等。已经与电负性很强已经与电负性很强另一个电负性很强另一个电负性很强3.3.等电子原理：原子总数相同，等电子原理：原子总数相同，_的分子具有相似的的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。如化学键特征，具有许多相近的性质。如COCO和和N N2 2。4.4.溶解性：溶解性：(1)“(1)“相似相溶相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于的规律：非极性溶质一般能溶于_，极，极性溶质一般能溶于性溶质一般能溶于_。若能形成氢键

12、，则溶剂和溶质之间的。若能形成氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。氢键作用力越大，溶解性越好。(2)“(2)“相似相溶相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C(C2 2H H5 5OHOH和和H H2 2O O中的羟基相近中的羟基相近) )，而戊醇在水中的溶解度明显减小。，而戊醇在水中的溶解度明显减小。价电子总数相同价电子总数相同非极性溶剂非极性溶剂极性溶剂极性溶剂5.5.手性：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手性：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样手一样_，却在三维空间里不能重叠

13、，互称手性异构体，具，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。有手性异构体的分子叫手性分子。6.6.无机含氧酸分子的酸性：无机含氧酸可写成无机含氧酸分子的酸性：无机含氧酸可写成(HO)(HO)m mROROn n，如果成酸元，如果成酸元素素R R相同，则相同，则n n值越大，酸性越值越大，酸性越_，如，如HClOHClOHClOHClO2 2HClOHClO3 3HClO 氢键氢键 范德华力范德华力范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键影响其影响其强度的强度的因素因素随着分子极性和相随着分子极性和相对分子质量的增大而对分子质量的增大而增大增大组成和结构相似的组成和

14、结构相似的物质，相对分子质量物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子间作用力越大越大对于对于A AH HB B，A A、B B的电负性越大，的电负性越大，B B原子的半径越小，原子的半径越小，键能越大键能越大成键原子半径成键原子半径越小，键长越越小，键长越短，键能越大，短，键能越大，共价键越稳定共价键越稳定范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键对物质对物质性质的性质的影响影响影响物质的熔沸点、影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质溶解度等物理性质组成和结构相似的物组成和结构相似的物质，随相对分子质量的质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点增大，物质的熔、沸点升高，如升高，如F F2 2ClC

15、l2 2BrBr2 2II2 2，CFCF4 4CClCCl4 4CBrHOH2 2S S，HFHFHClHCl，NHNH3 3PHPH3 3影响分子影响分子的稳定性的稳定性共价键键共价键键能越大，分能越大，分子稳定性越子稳定性越强强2.2.共价键与范德华力、氢键对物质性质影响的比较：共价键既影响物共价键与范德华力、氢键对物质性质影响的比较：共价键既影响物质的化学性质质的化学性质( (分子的稳定性分子的稳定性) )，又影响物质的物理性质，又影响物质的物理性质( (原子晶体的原子晶体的熔点熔点) )，范德华力只影响物质的物理性质，氢键一般只影响物质的物，范德华力只影响物质的物理性质，氢键一般只影

16、响物质的物理性质，但对少数物质会影响稳定性，如理性质，但对少数物质会影响稳定性，如NHNH3 3H H2 2O O中，中，NHNH3 3与与H H2 2O O以氢以氢键结合。键结合。【针对训练】【针对训练】碘在不同的溶剂中会呈现不同的颜色。一般认为，溶液呈紫色表明溶碘在不同的溶剂中会呈现不同的颜色。一般认为，溶液呈紫色表明溶解的解的“碘分子碘分子”并未和溶剂分子发生很强的作用。并未和溶剂分子发生很强的作用。石蜡油属于石油分馏产品，精制石蜡油是一种良好的有机溶剂。已知石蜡油属于石油分馏产品，精制石蜡油是一种良好的有机溶剂。已知不同温度下，碘溶解在石蜡油中，溶液呈紫色或棕色。请回答：不同温度下，碘

17、溶解在石蜡油中，溶液呈紫色或棕色。请回答：(1)(1)碘单质易溶于石蜡油，下列原因分析中错误的是碘单质易溶于石蜡油，下列原因分析中错误的是_(_(填序填序号号) )。碘分子与石蜡油中的分子之间能形成氢键碘分子与石蜡油中的分子之间能形成氢键碘分子与石蜡油中的分子之间的范德华力较大碘分子与石蜡油中的分子之间的范德华力较大碘单质易跟石蜡油发生化学反应碘单质易跟石蜡油发生化学反应(2)(2)碘的石蜡油溶液，温度低时溶液呈碘的石蜡油溶液，温度低时溶液呈_色，温度高时溶液呈色，温度高时溶液呈_色，呈现不同颜色的主要原因是色，呈现不同颜色的主要原因是 _ _。【解析】【解析】(1)(1)石油是多种烷烃、环烷

18、烃、芳香烃的混合物，石蜡油属石油是多种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，石蜡油属于石油分馏产品，因此，碘单质跟石蜡油通常不发生化学反应；碘分于石油分馏产品，因此，碘单质跟石蜡油通常不发生化学反应；碘分子与石蜡油中的分子也不具备形成氢键的条件。碘分子与石蜡油中的子与石蜡油中的分子也不具备形成氢键的条件。碘分子与石蜡油中的分子之间的作用力是范德华力。分子之间的作用力是范德华力。(2)(2)温度升高，范德华力减小，温度温度升高，范德华力减小，温度降低，范德华力增大。由题中所提供的信息可知，当碘分子与溶剂分降低，范德华力增大。由题中所提供的信息可知，当碘分子与溶剂分子之间的作用力较弱时，溶液呈紫色；当碘分

19、子与溶剂分子之间的作子之间的作用力较弱时，溶液呈紫色；当碘分子与溶剂分子之间的作用力较强时，溶液呈棕色。用力较强时，溶液呈棕色。答案：答案：(1)(1)(2)(2)棕紫温度低时范德华力大，碘分子与石蜡油中的分子之间的棕紫温度低时范德华力大，碘分子与石蜡油中的分子之间的作用力强，碘的石蜡油溶液颜色呈棕色；温度高时范德华力小，碘分作用力强，碘的石蜡油溶液颜色呈棕色；温度高时范德华力小，碘分子与石蜡油中的分子之间的作用力弱，碘的石蜡油溶液颜色呈紫色子与石蜡油中的分子之间的作用力弱，碘的石蜡油溶液颜色呈紫色【加固训练】【加固训练】1.1.氧是地壳中含量最多的元素。氧是地壳中含量最多的元素。(1)(1)

20、氧元素基态原子核外未成对电子数为氧元素基态原子核外未成对电子数为_个。个。(2)H(2)H2 2O O分子内的分子内的O OH H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_。 的沸点比的沸点比 高，原因是高，原因是 _ _。(3)H(3)H+ +可与可与H H2 2O O形成形成H H3 3O O+ +，H H3 3O O+ +中氧原子采用中氧原子采用_杂化。杂化。H H3 3O O+ +中中H HO OH H键角比键角比H H2 2O O中中H HO OH H键角大，原因为键角大，原因为 _ _。【解析】【解析】(1)(1)氧元素核外有氧元素核外有8

21、8个电子，其基态原子核外电子排布式为个电子，其基态原子核外电子排布式为1s1s2 22s2s2 22p2p4 4，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2 2个。个。(2)O(2)OH H键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为强到弱的顺序依次为O OH H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内。邻

22、羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在之间，有时也存在于分子内。邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢分子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对键，而在分子内不能形成氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。(3)(3)依据价层电子对互斥理论知依据价层电子对互斥理论知H H3 3O O+ +中中O O的孤电子对数的孤电子对数 (5-3(5-31)1)1 1，由于中心，由于中心O O的价层电子对数共有的

23、价层电子对数共有3+13+14 4对，因此对，因此H H3 3O O+ +中氧原子采中氧原子采用的是用的是spsp3 3杂化；同理可以计算出杂化；同理可以计算出H H2 2O O中氧原子上的孤电子对数中氧原子上的孤电子对数 (6-2(6-21)1)2 2，因此排斥力较大，水中，因此排斥力较大，水中H HO OH H键角较小。键角较小。1212答案：答案：(1)2(1)2(2)O(2)OH H键、氢键、范德华力邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对键、氢键、范德华力邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增

24、大(3)sp(3)sp3 3H H2 2O O中氧原子有中氧原子有2 2对孤电子对，对孤电子对，H H3 3O O+ +只有只有1 1对孤电子对，排斥力对孤电子对，排斥力较小较小2.2.卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。类型的化合物。(1)(1)基态溴原子的价电子排布式为基态溴原子的价电子排布式为_。(2)(2)卤素互化物如卤素互化物如IBrIBr、IClICl等与卤素单质结构相似、性质相近。则等与卤素单质结构相似、性质相近。则ClCl2 2、IBrIBr、IClICl的沸点由高到低的顺序为的沸点由高到低的顺序为_。(3)(3)气态氟化氢中