高考化学一轮复习第十三章分子结构与性质学案

1、 学案64分子结构与性质考纲要求1.了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说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 (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常见的简单分子或离子的空间结构。4.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，能列举含有氢键的物质。知识点一共价键1 .本质原子之间形成。2.特征具有 性和性。3.分类分类依据形成共价键的原子轨道重叠方式2键电子云“头碰头”重叠n键匚电子云“肩并肩”重叠 d形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移4.键参数(1)

2、键能键能：气态基态原子形成 化学键释放的最低能量。单位：,用EaB表示，如H H键的键能为436.0 kJ mol1, NN键的键 能为 946 kJ - mol 1。应为气态基态原子：保证释放能量最低。键能为衡量共价键稳定性的参数：键能越大，即形成化学键时释放的能量越，形成的化学键越。结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。(2)键长键长：形成共价键的两个原子之间的 为键长。因成键时原子轨道发生重叠， 键长小于成键原子的原子半径之和。键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。键长越短，键能越 ,共价键越 。(3)键角键角：在原子数超过 2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。键角决定了分子

3、的。多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有 性。常见分子中的键角： CO分子中的键角为 ,为 形分子；H2O分子中键角为105 ,为 形（或 形）分子；CH4分子中键角为109 28,为形分子。5.等电子原理原子总数、价电子总数均相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。这 样的分子（或微粒）互称为。问 题 思 考.怎样判断原子间所形成的化学键是离子键，还是共价键，是极性键还是非极性键？.所有的共价键都有方向性吗？（T键和兀键哪个活泼？知识点二分子的立体构型.价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是 的空间构型，而分子的空间构型指的是的空间构型，不包括孤电子对。（

4、1）当中心原子无孤电子对时，两者的构型 ;(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型 。.杂化轨道理论当原子成键时，原子的价轨道相互混杂，形成与原轨道数相等的能量相同的杂化轨道。 杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的立体构型不同。.价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子立体构型的关系(1)杂化轨道理论杂化 回杂化轨 道数目杂化 轨道 间夹 角立体构型实例spBeCl22 spBF33 spCH(2)价层电子对互斥模型电子 对数成键 对数孤电子 对数电子对 空间构 型分子立体构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形正三角 形BF321V形SnBr2440四向体 形止四面 体形CH3

5、1三角锥 形NH22V形H2O.配位化合物(1)配位键：成键原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道。(2)配位化合物：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的 化合物。(3)组成：如对于Ag(NH3)2OH,中心离子为 Ag+,配体为NH,配位数为2。问 题 思 考CH和H2O的杂化方式是否相同？怎样理解其分子立体结构的不同?知识点三分子的结构与性质.键的极性和分子极性(1)极性键和非极性键极性键：的共价键。非极性键：的共价键。(2)极性分子和非极性分子极性分子：正电中心和负电中心 的分子。非极性分子：正电中心和负电中心 的分子。.范德华力及其对物质性质的影响(1)概念

6、与 之间存在着的一种把分子聚集在一起的作用力。(2)特点范德华力 ,约比化学键的键能小 12个数量级。(3)影响因素越大，则范德华力越大。二 越大，则范德华力越大。(4)对物质性质的影响范德华力主要影响物质的 性质，化学键主要影响物质的 性质。.氢键及其对物质性质的影响(1)概念氢键是一种 ,它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原 子与另一个分子中 的原子之间的作用力。其表示方法为 。(2)特点大小：介于 和 之间，约为化学键的 分之几，不属于化学键。存在：氢键不仅存在于 ,有时也存在于 。氢键也和共价键一样具有 性和 性。(3)对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点 ,对电离和溶解

7、等产生影响。.溶解性“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于 ,极性溶质一般能溶于。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 。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇与水 ,而戊醇在水中的溶解度明显。(3)如果溶质与水发生反应，将增加物质的溶解度，如 等。问 题 思 考.由极性键形成的分子一定是极性分子吗？.氢键是化学键吗？怎样理解氢键的强、弱对分子熔、沸点的影响?、范德华力、氢键、共价键的比较完成下列表格范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存 在的一种相互作用 力，又称分子间作用 力原子间通过共用电子 对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间 氢键极性共价键、非极性 共

8、价键存在范围双原子或多原子的分 子或共价化合物和某 些离子化合物特征（有、无力向性和 饱和性）强度比较影响强度 的因素对于 A HHB, A B 的电负性越大，B原 子的半径越小，键能越大对物质性质的影响影响物质的熔、沸 点、溶解度等物理性 质组成和结构相似的 物质，随相对分子质 量的增大，物质的熔、 沸点升高。如熔、沸点 F2Cl2Br2I 2, CRCCl4HS, HFHCl NHPH典 例 导 悟1已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第1个长周期，短周期元素 丫原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们所形成化合物的分子式是 XY。试回答：(1)若X、Y两元素电负性分别为 2.1

9、和2.85，则XY4中X与Y之间的化学键为 (填 “共价键”或“离子键”)。(2)该化合物的立体构型 为,中心原子 的杂化类型为,分子为 (填“极性分子”或“非极性分子”)。(3)该化合物在常温下为液体，该化合物中分子间作用力是 。(4)该化合物的沸点与SiCl 4比较，(填化学式)的高，原因是二、等电子原理及应用1.常见的等电子体汇总(完成下表)微粒通式价电子总数立体构型CQ、CNS、N。、NTAXCO 、 NG、 SOAXSO、Q、NGAX2V形SO、POAX4pO、sO、ClOAX3P三角锥形CO N2AX直线形CH、NHtAX42.应用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

10、立体结构，并推测其物理性质。(1)(BN) x与Q)x, NbO与CO等也是等电子体；(2)硅和错是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和神化钱(GaAs)也是很好的半导体材料；(3)白锡(3-Sn 2)与睇化锢是 等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；(4)SiCl 4、SiO：、SOT的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子 都是sp1919年，Langmuir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中，互为等电子体的是： 和; 和。(2)止匕后，等电

11、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。在短周杂化，都形成正四面体形立体构型。特别提醒 等电,子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。典 例 导 悟期元素组成的物质中，与 NO互为等电子体的分子有:1 . 2011 课标全国卷一 37(3)(4)(3) 在BR分子中，F-B-F的键角是B原子的杂化轨道类型为 , BF3和过量NaF作用可生成 NaBE, BF4的立体构型为(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与 N原子之间的化学键为,层间作用力为。2011 福建理综，30(3

12、)(4)(3)肿(N2H)分子可视为NH分子中的一个氢原子被一NH(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH分子的空间构型是 ; NbH分子中氮原子轨道的杂化类型是 。肿可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：NbQ。)+ 2N2H、“子中b键与兀键数目之比为 。2010 海南理综，191, 19- II (5)I .下列描述中正确的是()CS为V形的极性分子ClO3的立体构型为平面三角形SR中有6对完全相同的成键电子对SiF4和SO的中心原子均为 sp3杂化n.（5） 丁二酮的常用于检验Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮的与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，碳碳之间的共价键类型

13、是b键，碳氮之间的共价键类型是 ，氮馍之间形成的化学键是该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在该结构中，碳原子的杂化轨道类型有题组一共价键 TOC o 1-5 h z .下列物质的分子中既有 （T键，又有 兀键的是（）HCl H2O N2H2Q C 2T C 2H2A.B.C.D.（2011 台州质检）下列有关d键的说法错误的是（）A.如果电子云图象是由两个s电子重叠形成的，即形成 s-s d键s电子与p电子形成s-p （T键p电子与p电子不能形成 b键HCl分子里含一个s-p b键（2011 青州调研）下列说法不正确的是（）A.双键、三键中都有 兀键B.成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固

14、C.因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定D.所有原子轨道在空间都具有自己的方向性题组二分子的立体构型（2011 兰州调研）下列分子中，各原子均处于同一平面上的是（）A. NHB. CC14C. H2QD. CH2O下列推断正确的是（）BR是三角锥形分子HN ： H NH4的电子式：H,离子呈平面形结构CH4分子中的4个C- H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s-p b键CH4分子中的碳原子以 4个sp3杂化轨道分别与 4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个 C- H d 键题组三分子的性质（2011 合肥模拟）下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是（）A. CO、

15、H2SB. C2H4、CHC. Cl 2、C2H2D. NH、HCl（2011 成都模拟）已知C。BF3、CH、SO都是非极性分子， NH、H2S、Hk。SO都是 极性分子，由此可推知 AB型分子是非极性分子的经验规律是（）A.分子中所有原子在同一平面内分子中不含氢原子C.在AB分子中，A元素为最高正价D.在AR型分子中，A原子最外层电子不一定都成键题号1234567答案题组四综合探究8.均由两种短周期元素组成的A、B、C D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。A和C分子中的原子个数比为1 ： 1, B和D分子中的原子个数比为1 ： 2。D可作为火箭推进

16、剂的燃料。请回答下列问题：（1）A、B、G D分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为 n（用元素符号回答）。（2）A与HF相比,其熔、沸点较低，原因是（3）B分子的空间构型为 形，该分子属于 分子（填“极性”或“非 极性”）。由此可以预测 B分子在水中的溶解度较 （“大”或“小”）。（4）A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为 （填化 学式），若设A的中心原子为 X, B的中心原子为 Y,比较下列物质的酸性强弱。HXO HXO HXO; HYOHYO（5）D分子中心原子的杂化方式是 ,由该原子组成的单质分子中包含 个冗键，与该单质分子互为等电子彳的

17、常见分子的分子式为 。学案64分子结构与性质【课前准备区】知识点一.共用电子对.饱和 方向. (1)1 mol kJ mol 多 牢固(2)核间距 大稳定(3)空间构型 方向 180直线角 V正四面体.等电子体知识点二1 .价层电子对 成键电子对一致 (2)不一致3. (1)2180直线形 3 120平面三角形4109 28四面体形知识点三. (1)电子对发生偏移电子对不发生偏移(2)不重合 重合(1)分子分子(2)很弱(3)相对分子质量分子极性(4)物理化学(1)除范德华力之外的另一种分子间作用力电负性很强 A HHB(2)范德华力化学键 十 分子间 分子内方向饱和(3)升高(1)非极性溶剂

18、 极性溶剂 越强(2)互溶减小(3)SO2 与 HaO问题思考. 一般有两种方法：经验判断，活泼金属与活泼的非金属，强碱，多数盐形成的是离 子键，非金属原子间、酸、弱碱等分子中形成的是共价键，同种元素间形成的是非极性键， 不同种元素间形成的是极性键。电负性判断：当两原子间的电负性相差很大(大于1.7)时，形成的为离子键；当原子间的电负性相差不大时形成的是共价键，电负性相同的原子形成的 为非极性键，其余为极性键。. Hk分子中的s s(r键无方向性。.兀键比(T键活泼，易断开。.它们都是以 sp3杂化的方式形成分子的，电子对空间构型都是四面体形，CH分子中碳原子无孤对电子故其分子构型为正四面体，

19、而HO分子中氧原子有两对未成键电子，而分子的空间构型是指成键电子对的空间构型，故其分子构型为V形。.不一定，如 CH、CCl4等，分子中全是极性键，但正负电荷中心重合，不显极性。.氢键不是化学键，定位于一种较强的分子间作用力。若分子间形成氢键，造成分子间作用力增大，分子间距离增大(如熔化、汽化)克服的能量较高，故熔、沸点升高。若仅分子内形成氢键，则分子间的作用力减弱，则熔、沸点降低。【课堂活动区】一、由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子 之间的作用力 分子间 某些含强极性键氢化物的分子间(如HR Hb。NH)或含F、N、。及H的化合物中或其分子间无方向性、无

20、饱和性有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性共价键氢键范德华力随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；组成和结构 相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定影响分子的稳定性；共价键键能越大，分子稳定性越强二、1.16e一 直线形 24e一平面三角形18e32e正四面体形 26e-10e 8e正四面体形典例导悟(1)共价键(2)正四面体形 sp3杂化非极性分子(3)范德华力(4)GeCl 4组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、 沸点越高解析 推断出X为Ge, Y元素为Cl,与CCl4, SiCl4类比即可。(1)

21、N 2 CO N2O CO(2)SO 2 O解析 (1)仅由第二周期元素组成白共价分子中，即C、N、Q F组成的共价分子，如：N2与CO均为14个电子，N2O与CO均为22个电子。(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO为三原子，各原子最外层电子数之和为：5+ 6X2+ 1=18, SO、Q也为三原子，各原子最外层电子数之和为 6X3=18。【课后练习区】局考集训1 . (3)120sp2正四面体形 (4)共价键(或极性共价键)分子间作用力解析 (3)BF 3的空间构型为平面正三角形， 故FB F的键角为120 ; B原子的杂化类 型为sp2杂化；根据

22、价电子对互斥理论可知，BF4的立体构型为正四面体形。(4)借助于石墨的结构可知，B与N原子之间的化学键为共价键，层与层之间依靠分子间.作用力相结合。(3)三角锥形sp33d (4)c解析 (3)NH的空间构型是三角锥形， 得，氮原子采用sp3杂化方式结合。1 mol 1 mol N2H4反应，生成1.5 mol N2,则形成3 晶体也是离子晶体，内部不含有范德华力。(4)能被该有机物识别即能嵌入空腔形成 且能形成氢键，只有 c项符合题意。N2H4分子可看作两个 NH分子脱去一个H2分子所N2中含有2 mol兀 键，4 mol NH键断裂即有mol兀键。硫酸俊晶体是离子晶体，则N2HSQ4个氢键

23、，则要求某分子或离子是正四面体结构3. (2)OH键、氢键、范德华力一CHOCHO形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大sp 3H2O中。原子上有2对孤电子对，H0中。原子上只有1对孤电子对，排斥力较小 解析 (2)水分子内的0-H键为化学键，氢键为分子间作用力；H0CH0存在分子间氢键而间氢键主要影响物质的熔、沸点 (升高)。0MCHO存在分子内氢键，而分子(3)H 2Q HO卡中的。原子均采取sp3杂化，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，而孤电子对数多的H2O中排斥力大，键角小。(1)sp 2分子间作用力 (3)一 ，- ， 一 4+2，、， 一 入，一(3)SnBr2分子中，Sn原子价电子对数目是 一2一= 3,配位原子数为 2,故Sn原子含有孤对电子，SnBr2立体构型为 V形，键角小于120。ONCK离子晶体sp 1 ： 1解析 由原子守恒可知 A为&S,其晶体类型为离子晶体， 含有极性共价键的分子为 CO, 其中心原子轨道杂化为 sp杂化，N2中含有1个d键和2个兀键，所以CM中也含有1个d 键和2个兀键，在HCN43又多了一个 H C b键，所以在 HCN43(T键和兀键各为2个。I .CDn .(