2023届新高考一轮复习分子结构与性质学案

第十一单元物质结构与性质

第2节分子结构与性质【核心素养】.了解共价键的形成、极性、类型〔。键和兀键〕，了解配位键的含义、能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。〔宏观辨识与微观探析〕.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型〔sp、sp2、sp3〕，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者离子的空间结构。〔宏观辨识与微观探析〕.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。〔宏观辨识与微观探析〕4,了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能理解氢键对物质性质的影响。〔宏观辨识与微观探析〕【考点解读】一、共价键〔★★★〕.共价键的本质、特征及分类①本质：在原子之间形成共用电子对。②特征：具有方向性和饱和性。如H2。中。与H形成I个0—H共价键且共价键夹角约为105%③共价键的分类：分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠万式。键电子云“头碰头〃重叠兀键电子云“肩并肩〃重叠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原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有二对共用电子对.大n键的简介①定义：大兀键一般是三个或多个原子间形成的，是未杂化轨道中的电子云肩并肩重叠形成的71键。②表达式：代表参与形成大兀键的原子数,〃代表参与形成大71键的电子数。.键参数——键能、键长、键角①概念②键参数对分子性质的影响键能越大，键长越短，分子越稳定。.等电子原理①等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：4和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。②等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。③常见的等电子体微粒通式价电子总数立体构型CO2、CNS—、NO；、N7AX216直线形COT、NO］、SO3AX324平面三角形SO2、。3、NO7ax218V形SOFxPOFax432正四面体形POFxSOM、CIO3ax326三角锥形co、n2AX10直线形CH4xNHtax48正四面体形【根底测评】.易错易混辨析（正确的画〃，错误的画‘义〃）oTOC\o"1-5"\h\z⑴共价键的成键原子只能是非金属原子（）⑵在任何情况下，都是。键比n键强度大（）⑶所有分子中都存在化学键（）（4）H2分子中的共价键具有方向性（）⑸分子的稳定性与分子间作用力的大小有关（）（6）通常o键比n键的电子云重叠程度大，形成的共价键强（）（7）s-s。键与s-po键的电子不形状对称性相同（）（8）碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍（）⑼。键可以绕键轴旋转,n键一定不能绕键轴旋转（）答案：XXXXXVVXV.（1）以下分子中，只含有。键的是（填序号,下同），既含有。键又含有几键的是。①H2②HC1③NH3④比0⑤CO2⑥N2⑦C2H4⑧C2H2⑨F2⑩CH3—CH3⑵在①乙烷（CH3—C%）、②乙烯（CH2=CH2）、③乙焕（CH-CH）分子中碳碳键键长大小顺序是（用序号表示）。答案⑴①②③④⑨⑩⑤⑥⑦⑧（2）①，②〉③.现有以下物质:①HC1、②N2、③NH3、@Na2O2>⑤H2O2、⑥NH4CI、⑦NaOH、⑧Ar、⑨82、⑩C2H4。⑴只存在非极性键的分子是;既存在非极性键又存在极性键的分子是:只存在极性键的分子是。⑵只存在单键的分子是，存在三键的分子是，只存在双键的分子是，既存在单键又存在双键的分子是。⑶只存在。键的分子是，既存在。键又存在兀键的分子是。（4）不存在化学键的是。（5）既存在离子键又存在极性键的是;既存在离子键又存在非极性键的是。答案⑴②⑤⑩①③⑨⑵①③⑤②⑨⑩（3）①③⑤②⑨⑩（4）⑧⑸⑥⑦④.（1）M：H—F键H—C1键H—Br键H—I键,H—C键H—N键H—O键H—F键。⑵键长:H—F键H—C1键H—Br键H—I键,H—C键H—N键H—O键H—F键。⑶分子稳定性:HFHClHBrHI,CH4NH3H2OHF。答案⑴>>><<<（2）<<<>>>（3）>>><<<二、分子的立体构型〔★★★〕⑴价层电子对互斥理论①理论要点a.价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。b.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。②判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法其中：a是中心原子的价电子数（阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数），x是与中心原子结合的原子数，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1,其他原子等于“8—该原子的价电子数〃。如CO歹的q=4+2,NM的〃=5—1。例如分析SOM的立体结构的思路1略去一对SCT一价层电子对数［3+］（6+2—3x2）=4］一电子对构型（VSEPR模型）为四面体形孤对电子离子构型为三角锥形。③价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型价层电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例键角220直线形直线形BeCl2180°330三角形平面三角形bf3120°21V形SnBr?105°440四面体形正四面体形ch4109°28f31三角锥形nh3107°22V形h2o105°①杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部能量相近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，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。②杂化轨道的类型与分子立体构型③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。键和容纳孤电子对，所以有：杂化轨道数=中心原子的孤电子对数十中心原子的。键个数。代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型co20+2=2spHCHO0+3=3sp2ch40+4=4sp3SO21+2=3sp2nh31+3=4sp3H2O2+2=4sp3④中心原子杂化类型和分子构型的相互判断分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子立体构型例如ab20sp直线形BeCb1sp2V形S022sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH43配位键①孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。②配位键——电子对给予接受键&配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。b.配位键的表示：常用“一〃来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH：可表示为H[H—N—H]+匕，在NHI中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。③配合物的组成如[Cu(NH3)4]SO4a配体有孤电子对，如H2O、NH3xCO、F'vCl-xCN一等。b.中心原子有空轨道，如Fe3+、Cu2\Zn2\Ag+等。[提醒]当配体中两端有两原子均有孤电子对时,电负性较小的为配位原子。如CO作配体,C提供孤电子对。【根底测评】L易错易混辨析(正确的画〃，错误的画'X〃)oTOC\o"1-5"\h\z(1)CH4xCH2=CH2vCH三CH分子中的碳原子均采取sp3杂化()⑵分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子一定为正四面体结构()⑶杂化轨道只用于形成。键或用于容纳未参与成键的孤电子对()(4)4分子中N原子没有杂化，分子中有1个。键、2个兀键()答案：XXW.【深度思考】比拟键角大小(填“>〃"=〃或(1)H20H3O+(2)NH3NH：(3)COjSO：(4)NH3PH3(5)NF3NCb答案(1)<(2)<(3)>(4)>(5)>.(DGe晶体具有与金刚石相似的结构，其中Ge原子的杂化方式为，微粒之间存在的作用力是。(2)CS2分子中，共价键的类型有,C原子的杂化轨道类型是。写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：。⑶乙醛中碳原子的杂化轨道类型为。(4)NH3分子的中心原子的杂化方式为,分子的空间构型为。(5)在硅酸盐中,SiO：四面体［如图(a)］通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类构型。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化方式为。答案⑴sp3共价键(2)。键和兀键spCO2、SCN-(或COS等)(3)sp3、sp2(4)sp3三角锥形(5)sp3三、分子间作用力和分子的性质〔★★★★〕.分子间作用力〔1〕概念物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。〔2〕分类分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。〔3〕强弱范德华力〈氢键〈化学键(填“<"或">")o〔4〕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、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。〔5〕氢键①形成：已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很大的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法：A—H...Bo③特征：具有一定的方向性和饱和性。④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。.分子的性质口〕分子的极性①非极性分子与极性分子的判断［特别提醒］类型非极性分子极性分子形成原因正电中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中心不重合的分子存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键分子内原子排列对称不对称对于ABn型分子的极性，一般情况下，假设中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，那么该分子为非极性分子，否那么为极性分子。②键的极性、分子空间构型与分子极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2xn2非极性键直线形非极性分子XYHCkNO极性键直线形极性分子xy2(X2Y)82、cs2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3bf3极性键平面三角形非极性分子nh3极性键三角锥形极性分子XY4CH4xCC14极性键正四面体形非极性分子⑵溶解性a.“相似相溶〃的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶齐上假设溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，那么溶质的溶解度增大。b.随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。〔3〕分子的手性&手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。b.手性分子：具有手性异构体的分子。c.手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如〔4〕无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸的通式可写成（HO）〃,RO〃，如果成酸元素R相同，那么〃值越大，R的正电性越高，使R—O—H中0的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H+,酸性越强，如酸性:HCIO<HCIO2<HCIO3<HCIO4O【根底测评】.易错易混辨析（正确的画7〃，错误的画'义〃）oTOC\o"1-5"\h\z⑴以极性键结合起来的分子一定是极性分子（）⑵非极性分子中，一定含有非极性共价键（）⑶极性分子中一定不含有非极性共价键（）（4）可燃冰（CH4,8H2。）中甲烷分子与水分子间形成了氢键（）⑸乙醇分子和水分子间只存在范德华力（）⑹碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键（）⑺卤素单质由F2到b熔、沸点逐渐升高（）⑻氢键的存在一定使物质的熔、沸点升高（）答案：xxxxxxVx.【深度思考】以下事实与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。⑴冰的硬度比一般的分子晶体的大；（2）甘油的黏度大；⑶邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；⑷氨气极易溶于水；

(5)氟化氢的熔点高于氯化氢。答案(1)(2)⑷中存在分子间氢键;(3)邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键,对羟基苯甲酸中存在分子间氢键;(5)氟化氢中存在分子间氢键,氯化氢中没有氢键。3」Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反响：4HCHO+[Zn(CN)4]2+4H++4H2O[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN⑴与h2o分子互为等电子体的阴离子为。(2)[Zn(CH)4p-中Z/+与CM的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)『的结构可用示意图表小为。答案⑴NH[NCCN\/Zn/\NCCN■NCCNNCCN\/Zn/\NCCN(2)Zn或/\_NCCN_4.(1)比拟以下铸的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：GeCUGeBr4Gel4熔点/℃-49.526146沸点/℃83.1186约400(2)硅烷(Si〃H2〃+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图,呈现这种变化关系的原因是。⑶VIA族元素0、S、Se的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请答复以下问题：①HzSe的酸性比H2s(填“强〃或“弱〃)o气态Se03分子的立体构型为,SO：的立体构型为。②HzSeCh的K]和&分别为2.7x10-3和2.5xl(y8,H2SeO4第一步几乎完全电离为1.2X102,请根据结构与性质的关系解释HzSeCU比HzSeCh酸性强的原因:。(4)试比拟H2O和H2s的沸点上下:，解释原因。答案(l)GeC14、GeBs、GeL的熔、沸点依次升高。原因是分子组成和结构相似的物质，相对分子质量依次增大，那么分子间相互作用力逐渐增强⑵硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高⑶①强平面三角形三角锥形②HzSeCh和H2SeO4可分别表示为(HO^SeO和(HO)2SeO2HseO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，从而更易电离出H+o【真题演练】.〔2022.湖北.高考真题)磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为。=P(N3)3。以下关于该分子的说法正确的选项是A.为非极性分子B.立体构型为正四面体形C.加热条件下会分解并放出N?D.分解产物NPO的电子式为NN®:O:【答案】C.〔2021.江苏.高考真题〕大气中过量的NO、和水体中过量的NH：、NO；均是污染物。通过催化复原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的N