苏教版选修3物质结构与性质 专题4和专题5知识点

1、第一单元分子构型与物质的性质分子的空间构型杂 化 轨 道 理 论 与 分 子 的 空 间 构 型基础初探1.sp3杂化与CH4分子的空间构型(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。(2)sp3杂化轨道的空间指向碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，每个轨道上都有一个未成对电子。(3)共价键的形成碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的键。(4)CH4分子的空间构型CH4分子为空间正四面体结构，分子中CH键之间的夹角都是109.5。2.sp2杂化与BF3

2、分子的空间构型(1)sp2杂化轨道的形成硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。图示为：(2)sp2杂化轨道的空间指向硼原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的三个顶点，3个sp2杂化轨道间的夹角为120。(3)共价键的形成硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的键。(4)BF3分子的空间构型BF3分子的空间构型为平面三角形，键角为120。3.sp杂化与BeCl2分子的空间构型(1)杂化轨道的形成Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能

3、量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。图示为：(2)sp杂化轨道的空间指向两个sp杂化轨道呈直线形，其夹角为180。(3)共价键的形成Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个3p轨道重叠形成2个相同的键。合作探究用杂化轨道理论分析探究烷烃、烯烃、炔烃的C的杂化方式和成键情况，(以C2H6、C2H4、C2H2为例)，请完成下表分子结构C原子杂化方式成键情况sp3杂化每个C原子的3个sp3轨道分别与3个H原子的1s轨道重叠形成3个键；两个C原子各以1个sp3轨道发生重叠形成键sp2杂化每个C原子的2个sp2轨道分别与2个H原子的1s轨道重叠形成2个键；两个C原子各以1个sp2轨道发生重叠形

4、成键，各以1个未杂化的2p轨道发生重叠形成键 核心突破1.ABm型粒子的中心原子杂化与分子空间构型的关系(1)当杂化轨道全部用于形成键时杂化类型spsp2sp3轨道组成一个ns和一个np一个ns和两个np一个ns和三个np轨道夹角180120109.5杂化轨道示意图实例BeCl2BF3CH4分子结构示意图分子的空间构型直线形平面三角形正四面体型(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，其分子不呈正四面体构型，而呈V形，氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，氨

5、分子不呈正四面体构型，而呈三角锥型。2.含键和键的分子构型和杂化类型物质结构式杂化轨道类型分子中共价键数键角分子的空间构型甲醛sp23个键1个键约120平面三角形乙烯5个键1个键120平面形氰化氢sp2个键2个键180直线形乙炔3个键2个键180直线形【规律方法】分子或离子中中心原子杂化类型的判断(1)根据分子或离子的立体结构判断，如直线形为sp杂化，平面形为sp2杂化，四面体为sp3杂化。(2)根据参加杂化的轨道数(价层电子对数)与形成的杂化轨道数相同判断，如2个价层电子对的杂化为sp杂化，3个价层电子对的杂化为sp2杂化，4个价层电子对的杂化为sp3杂化。(3)根据中心原子是否形成键及键数

6、目判断，如中心原子没有键为sp3杂化，形成一个键为sp2杂化，形成两个键为sp杂化。价 层 电 子 对 互 斥 模 型 与 等 电 子 原 理基础初探教材整理1价层电子对互斥模型1.含义分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。2.价层电子对数目与几何分布的关系价层电子对数目234价层电子对的几何分布构型直线形平面三角形正四面体型3.相关说明(1)具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。(2)如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，价电子对之间的斥力大小顺序为：孤

7、电子对与孤电子对之间的斥力孤电子对与成键电子对之间的斥力成键电子对与成键电子对之间的斥力，且随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。教材整理2等电子原理1.原理具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。2.应用判断一些简单分子或离子的立体构型。利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。利用等电子原理针对某物质找等电子体。合作探究ABm型分子或离子的价层电子对的计算与空间构型的分析探究价层电子对数的一般计算方法：对于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定：即neq f(中心原子的价电子数每个配位原子提供的价电

8、子数m,2)。规定：作为配体，卤素原子和氢原子提供1个电子，氧族元素的原子不提供电子；作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算，即中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数；对于复杂离子，在计算价电子对数时，还应加上阴离子的电荷数或减去阳离子的电荷数；计算价电子对数时，若剩余1个电子，亦当作1对电子处理。双键、三键等多重键作为1对电子看待。核心突破ABm型中心原子价层电子对，杂化类型和分子构型的关系杂化类型价电子对数成键电子对数孤电子对数分子空间构型实例sp220直线形BeCl2、CO2sp2330平面三角形BF3、SO321V形SnBr2、PbCl2sp3

9、440正四面体型CH4、CCl431三角锥型NH3、PCl322V形H2O第1课时 分子的极性与手性分子分 子 的 极 性基础初探1.极性分子与非极性分子(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。2.非极性分子、极性分子的判断方法(1)双原子分子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性，以极性键结合的双原子分子是极性分子，以非极性键结合的双原子分子是非极性分子。(2)以极性键结合的多原子分子(ABm型)分子的极性取决于分子的空间构型。若配位原子对称地分布在中心原子周围，整个分子的正、负电荷重心相重合，则分子为非极性分子。3

10、.分子的极性对物质溶解性的影响相似相溶规则非极性分子构成的物质一般易溶于非极性溶剂，极性分子构成的物质一般易溶于极性溶剂。核心突破1.键的极性eq blcrc (avs4alco1(极性键：XY型，如OH，NH,非极性键：XX型，如NN，HH)2.键的极性与分子极性之间的关系【温馨提醒】分子的极性是分子中化学键的极性向量和。只含有非极性键的分子一定是非极性分子；而含极性键的分子，如果分子的空间结构是对称的，则键的极性相互抵消，各个键的极性的向量和为零，整个分子就是非极性分子；反之，则是极性分子。【规律方法】分子的极性对物质性质的影响(1)分子的极性对物质熔沸点的影响分子的极性越大，分子间作用力

11、越强，克服分子间的作用力使物质熔化或汽化所需的外界能量就越多，则物质的熔沸点越高。在相对分子质量相同的情况下，极性分子比非极性分子有更高的沸点。(2)分子的极性对物质溶解性的影响一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂，即遵循“相似相溶规则”。手 性 分 子基础初探1.手性异构体和手性分子组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的一对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。2.手性碳原子当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子

12、称为手性碳原子。3.手性分子的重要用途由于手性分子对生命及生理活动有其特殊的活性，化学工作者期望可以找到对癌症和一些目前的疑难杂症有治疗作用的手性药品；同时也期望早日实现“手性分子”的合成和分离的工业化；期望能制造出可以利用的“手性分子”作为高分子聚合物的单体，用以合成易降解的高分子化合物，减少环境污染。例题：当一个碳原子所连四个原子或原子团不同时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是()【解析】A、B、D中各含一个手性碳原子。【答案】C【规律方法】手性碳原子的结构特点其中X、Y、Z、W为不同的原子或原子团。第二单元配合物的形成和应用配 合 物 的 形 成基础初探1.配

13、合物(1)概念由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。(2)组成(3)形成条件配位体有孤电子对；如中性分子H2O、NH3、CO等；离子有F、Cl、CN等。中心原子有空轨道；如Fe3、Cu2、Ag、Zn2等。2.配合物异构现象(1)产生异构现象的原因含有两种或两种以上配位体。配位体空间排列方式不同。(3)异构体的性质顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。核心突破1.配位键(1)形成条件：中心原子必须有空轨道；配位原子必须有孤电子对。(2)表示方法：配位键用“AB”表示，A为提供孤电子对的原(离)子，B为接受孤电子对的原(离)子。2.配合物(1)组成

14、配合物的组成包含中心原子、配位体、配位数、内界和外界等概念。以Cu(NH3)4SO4为例说明如下。(2)电离配合物的内界和外界之间多是以离子键结合，因而属于离子化合物、强电解质，能完全电离成内界离子和外界离子，内界离子也能电离但程度非常小，可谓“强中有弱”。如Co(NH3)5ClCl2=Co(NH3)5Cl22Cl。配 合 物 的 应 用基础初探1.在实验研究方面的应用(1)检验金属离子：如可用KSCN溶液检验Fe3的存在，Fe3nSCNFe(SCN)n(3n)(血红色溶液)；可用Ag(NH3)2OH溶液检验醛基的存在。(2)分离物质：如将CuSO4和Fe2(SO4)3混合液中CuSO4与Fe

15、2(SO4)3分离开，可用浓氨水，Cu2生成Cu(NH3)42。(3)定量测定物质的组成。(4)溶解某些特殊物质：金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配离子的反应有关。AuHNO34HCl=HAuCl4NO2H2O3Pt4HNO318HCl=3H2PtCl64NO8H2O2.在生产方面中的应用在生产中，配合物被广泛用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼等领域。3.应用于尖端研究领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究，催化剂的研制等。专题知识网络构建分子空间结构与物质性质物 质 结 构 的 探 究基础初探教材整理1研究物质的结构与性能的关系1.这里的物质结构指的是构成物质的微粒间相互作用、分子构型

16、等。2.物质性质指的是物质的物理性质、化学性质、生物活性和生理活性等。3.物质结构决定物质的性质，关注以下几个问题：(1)研究镧系元素结构与性质的关系，寻找功能奇特的光、电、磁材料。(2)研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，揭示人类生命运动的机理。(3)研究材料结构与性能的关系，制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料，如合成具有共价键强度的高分子纤维。教材整理2量子力学理论与研究生命现象的化学机理1.研究化学反应的量子力学理论(1)化学服务于人类的重要方式之一是通过化学反应实现物质的转化，制备人类生活与生产所需要的物质。(2)化学家们要研究反应条件、反应途径、催化剂选择，

17、在理论指导下控制化学反应，预测化学反应速率，确定化学反应的途径等。要求化学家建立精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学理论。2.探寻人类和生物的生命运动的化学机理，是21世纪化学科学亟待解决的重大课题。核心突破1.结构决定性能(1)元素原子的结构决定元素的性质，这一点可以从元素周期表“位构性”的关系得以表现。同一周期中，随着原子序数的递增，原子核所带电荷数逐渐增多，原子核对外层电子的引力逐渐增强，原子半径逐渐减小，元素的非金属性逐渐增强，得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。元素的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。如Na、Mg、Al三种元素，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱

18、，还原性逐渐减弱。(2)不同的微粒靠不同的作用力构成不同类型的晶体，如离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体。离子晶体熔、沸点较高，难挥发，只有提供足够高的能量才能使阴、阳离子克服离子键的作用，使晶体成为熔融态或气态，少数热稳定性差的离子晶体受热时易分解。离子晶体有较高的硬度；难于压缩，但质脆，不宜进行机械加工。离子晶体不导电，但熔融或水溶液状态下可以导电。原子晶体硬度大，金刚石是最硬的物质，熔、沸点都很高，不溶于常见的溶剂，一般是电的不良导体。分子晶体一般熔点低，硬度小。金属晶体是电的良导体，有良好的机械加工性能等。这一切都是因其晶体的结构不同所致，即排列方式、构成物质的微粒、微粒间作用力不同等。(3)分子式相同的物质性质可能不同。如C2H6O有两种不同的结构乙醇 (CH3CH2OH) 和甲醚(CH3OCH3)，前者与水互溶而后者不能。前者可与Na、乙酸反应，后者很难发生类似的反应。前者可发生