新高考化学一轮复习化学键分子间作用力课件（42张）

考点三化学键分子间作用力【要点归纳•再提升】

1.离子键、共价键及金属键的比较

化学键类型离子键共价键(包括配位键)金属键非极性键极性键定义阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用,从而把所有金属原子维系在一起成键粒子阴、阳离子原子金属阳离子和自由电子化学键类型离子键共价键(包括配位键)金属键非极性键极性键形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失,形成离子键通常为同种元素原子之间成键不同种元素原子之间成键金属阳离子和自由电子间成键形成的物质离子化合物非金属单质;某些共价化合物或离子化合物共价化合物或离子化合物金属晶体微点拨(1)离子键和金属键均含金属阳离子。(2)离子化合物中的复杂阳离子和阴离子内含共价键。2.化学键与物质类别的关系

3.σ键与π键的判断方法

4.三种作用力及对物质性质的影响

作用力类型范德华力氢键共价键作用粒子分子H与N、O、F原子强度比较共价键>氢键>范德华力影响因素组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大形成氢键的元素的电负性原子半径对性质的影响影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使物质的熔点、沸点升高,使溶解度增大键能越大,物质的稳定性越强考向1

化学键类型真题示例1-1.(2020山东卷)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是(

)A.其熔点主要取决于所含化学键的键能B.形成大π键的电子全部由N提供C.分子中B和N的杂化方式相同D.分子中所有原子共平面【经典对练•得高分】

答案

A解析

由题意知,无机苯与苯结构相似,应属于分子晶体,其熔点取决于范德华力,A项错误;分子中所有原子共平面,D项正确;根据价键原理和题干信息,无机苯的结构式为

,该分子属于平面形分子,分子中N原子和B原子都属于sp2杂化,N形成4个价键,故大π键的电子全部由N原子提供。1-2.(2021湖南卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,W与X可形成原子个数比为2∶1的18e-分子。下列说法正确的是(

)A.简单离子半径:Z>X>Y与Y能形成含有非极性键的化合物和Y的最简单氢化物的沸点:X>YD.由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性答案

B解析

首先根据“Z的最外层电子数为K层的一半”可推知满足该条件的短周期元素有钠元素和锂元素,再依据“W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素”可排除锂元素,则Z为钠元素。再依据“W与X可形成原子个数比为2∶1的18e-分子”可推知W为氢元素,X为氮元素,二者所形成的18e-分子为肼(N2H4)。最后依据“Y的原子序数等于W与X的原子序数之和”可确定Y为氧元素。Na+、N3-和O2-具有相同的核外电子排布,根据“径小序大”规律可知,离子半径大小顺序为N3->O2->Na+,A项错误;氢和氧可形成H2O2,其结构式为H—O—O—H,其中含有非极性键,B项正确;氮元素、氧元素形成的最简单的氢化物分别为氨气和水,水的沸点高于液氨,C项错误;NH3·H2O由氢、氮、氧三种元素组成,其水溶液呈碱性,D项错误。答案

6

1解析

由题意可知,只有成环的配位键才能起到螯合作用,再结合题给结构可知

中的2个O原子和C、N杂环上的4个N原子通过螯合作用与Cd2+形成配位键,故1

mol该配合物中通过螯合作用形成6

mol配位键;中N原子的价层电子对数为3+0=3,中N原子的价层电子对数为2+1=3,C、N杂环上的4个N原子的价层电子对数为3+0=3,故该配合物中N原子均采取sp2杂化。方法技巧

对点演练1-1.(2021山东淄博三模)二茂铁在工业、医药、航天等领域具有广泛应用,其结构如图所示,其中Fe(Ⅱ)处在两个环戊二烯负离子

平面之间。下列有关说法错误的是(

)A.环戊二烯负离子中的π键可以表示为B.二茂铁核磁共振氢谱中有三组峰C.二茂铁中碳原子的杂化方式只有sp2D.二茂铁中所有碳碳键键长均相等答案

B解析

环戊二烯负离子中C原子采取sp2杂化,形成五元环,5个C原子均参与形成大π键,每个C原子中未杂化的轨道中有一个电子参与形成大π键,整个离子带一个单位负电荷,所以形成大π键的电子数为5+1=6,π键可以表示为

,A项正确。二茂铁中Fe2+处于中心位置,分子结构对称,只有一种环境的氢原子,二茂铁核磁共振氢谱中有一组峰,B项错误。二茂铁中每个五元环均为平面结构,碳原子均采取sp2杂化,参考苯环的结构,所有碳碳键键长均相等,C、D项正确。1-2.(2021山东济宁二模)下列关于物质结构与性质的论述错误的是(

)A.的空间结构为V形B.斜方硫和单斜硫都易溶于CS2,是因为这两种物质的分子都属于非极性分子3和H2O分子中中心原子上均含有孤电子对,且PH3提供孤电子对的能力强于H2OD.键能O—H>S—H>Se—H>Te—H,因此水的沸点在同族氢化物中最高答案

D解析

的成键数为2,孤电子对数为

×(7-1-2×1)=2,故中心原子的价层电子对数是4,所以其空间结构与水相似,则其空间结构为V形,I原子采用sp3杂化,A项正确。CS2分子属于非极性分子,根据“相似相溶”规律,由斜方硫和单斜硫都易溶于CS2,可知这两种物质的分子都属于非极性分子,B项正确。PH3和H2O分子中P、O原子上均含有孤电子对,由于元素的非金属性:O>P,所以对孤电子对的吸引能力:O>P,因此PH3提供孤电子对的能力强于H2O,C项正确。同族元素形成的氢化物的分子结构相似,通常物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔、沸点就越高,但由于H2O分子之间还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致水的沸点在同族氢化物中最高,这与分子中化学键的键能无关,D项错误。1-3.(2021模拟题组编)(1)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1molNH4BF4中含有

mol配位键。

(2)已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域Π键”(或大π键)。大π键可用

表示,其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数,如苯分子中大π键表示为

。①下列粒子中存在“离域Π键”的是

。

2=CH—CH=CH2 422②NaN3中阴离子

与CO2均为直线形结构,中的2个大π键可表示为

。

(4)二氧化钛与COCl2(光气)、SOCl2(二氯亚砜)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。①COCl2(光气)的空间结构为

,COCl2中σ键和π键的数目比为

。

②SOCl2(二氯亚砜)是

(填“极性”或“非极性”)分子。

(5)香豆素()是一种天然香料,能被TiO2光降解。①香豆素分子中C、O元素的第一电离能大小关系是

,理由是

。

②分子中C原子的杂化类型是

。

③已知单双键交替的共轭结构可以形成大π键,大π键可用符号

表示,其中n代表参与形成大π键的原子数,m代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则香豆素中的大π键应表示为

。

(6)TiCl4可以与胺形成配合物,如[TiCl4(CH3NH2)2]、[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]等。①[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]中Ti的配位数是

。

②1molH2NCH2CH2NH2中含有的σ键的物质的量为

。

③配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]与游离的H2NCH2CH2NH2分子相比,其H—N—H键角

(填“较大”“较小”或“相同”),原因是

。

答案

(1)2(2)①AD

②(3)6

2(4)①平面三角形3∶1

②极性(5)①O>C

O原子半径比C原子小,对最外层电子吸引力大②sp2

③(6)①6

②11mol

③较大H2NCH2CH2NH2通过配位键与Ti结合后,原来的孤电子变为成键电子对,对N—H成键电子对的排斥力减小,N—H之间的键角增大(3)配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中,配位体是内界的1个Cl-和5个H2O,中心离子的配位数是6,作为配体的Cl-难以电离出来与Ag+发生反应,故向1

mol该配合物溶液中加入足量AgNO3溶液,可以得到2

mol

AgCl沉淀。(5)①C、O元素位于第二周期元素,并且O原子半径小,对最外层电子吸引力大,则第一电离能:O>C。②香豆素的结构为

,则所有的C原子均无孤电子对,C原子的杂化方式为sp2。③单双键交替的共轭结构可以形成大π键,因此香豆素共轭体系中10个原子均有1个电子参与形成大π键,因此大π键应表示为

。(6)①[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]中,Ti与H2NCH2CH2NH2形成2个配位键,Ti与Cl形成4个配位键,从而得出配位键的数目为6。②1个H2NCH2CH2NH2分子含有11个共价单键,从而得出1

mol

H2NCH2CH2NH2中含

11

mol

σ键。③游离态H2NCH2CH2NH2中N上均有1个孤电子对,配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]中每个N提供一个孤电子对与Ti形成配位键,孤电子对之间的斥力>孤电子与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力,与Ti结合后,孤电子对变成了σ键电子对,排斥力减小,因此N—H之间的夹角会增大。考向2

化学键、分子间作用力对物质性质的影响真题示例2-1.(2020山东卷)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(

)A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度4中Si的化合价为+4价,CH4中C的化合价为-4价,因此SiH4还原性小于CH4原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-pπ键答案

C解析

A项,键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,则C2H6的稳定性>Si2H6;B项,金刚石与SiC均属于共价晶体,具有很高的硬度;C项,C与Si在同一主族,非金属性C>Si,故CH4的还原性弱于SiH4,C项错误;D项,由于Si的原子半径较大,p轨道重叠程度小,所以Si原子间难以形成p-p

π键。2-2.(2020海南卷)下列有关事实的解释正确的是(

)选项事实解释A某些金属盐灼烧呈现不同焰色电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同BCH4与NH3分子的空间结构不同两者中心原子杂化轨道类型不同CHF的热稳定性比HCl强H—F比H—Cl的键能大DSiO2的熔点比干冰高SiO2分子间的范德华力大答案

C解析

A项,某些金属盐灼烧呈现不同焰色是因为电子从高能轨道跃迁到低能轨道时释放不同的光,错误;B项,CH4和NH3的中心原子都是sp3杂化,甲烷分子中C上无孤电子对,而NH3中N上有一个孤电子对,错误;C项,H—F的键长比H—Cl的短,H—F的键能大,HF的热稳定性强,正确;D项,SiO2是共价晶体,原子间形成共价键三维骨架结构,而干冰是分子晶体,通过分子间作用力结合,错误。2-3.(1)(2020海南卷节选)键能是衡量共价键稳定性的参数之一。CH3OH键参数中有

种键能数据。CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是

。

(2)(2020山东卷节选)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为

(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为

,键角由大到小的顺序为

。

(3)(2020浙江卷节选)①CaCN2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,CaCN2的电子式是

。

②常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是

。

答案

(1)3极性相近,形成分子间氢键(2)NH3、AsH3、PH3

AsH3、PH3、NH3

NH3、PH3、AsH3②乙醇与水之间形成氢键,而氯乙烷与水之间不能形成分子间氢键解析

(1)CH3OH中存在C—H、C—O、O—H,故CH3OH键参数中有3种键能数据;水与甲醇均具有羟基,彼此可以形成氢键,根据“相似相溶”规律,甲醇可与水以任意比例混溶。(2)NH3、PH3、AsH3的分子组成相似,因NH3分子间存在氢键,AsH3分子间的范德华力大于PH3分子间的范德华力,所以沸点由高到低的顺序是NH3、AsH3、PH3。非金属性N>P>As,故氢化物的还原性AsH3>PH3>NH3。NH3、PH3、AsH3都是三角锥形分子,原子半径N<P<As,则N、P、As的价层电子对间的斥力依次减小,导致键角逐渐减小:NH3>PH3>AsH3。(3)①CaCN2是离子化合物,则阳离子为Ca2+、阴离子为

;Ca原子最外层有2个电子,易失去最外层的2个电子达到8电子的稳定结构;N原子最外层有5个电子,易得到3个电子或形成3对共用电子对达到8电子的稳定结构;C原子最外层有4个电子,通常形成4对共用电子对达到8电子的稳定结构;则每个N原子分别得到Ca失去的1个电子、与C原子形成两对共用电子对,Ca、C、N都达到8电子的稳定结构,CaCN2的电子式为②乙醇和氯乙烷都属于极性分子,但乙醇与水分子之间形成氢键,而氯乙烷与水分子间不能形成氢键,故常温下在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷。归纳总结

对点演练2-1.(2021山东日照一模)正氰酸(H—O—C≡N)与异氰酸(H—N=C=O)、雷酸(H—O—N≡C)互为同分异构体,均可以与氨水形成相应铵盐。下列说法错误的是(

)A.三种酸的分子均能形成分子间氢键B.正氰酸和雷酸的分子中,氧原子的杂化方式不同C.三种酸的组成元素中,碳的第一电离能最小D.三种酸的铵盐中,只有雷酸铵的阴、阳离子均含有配位键答案

B解析

三种酸中都含有H—N或H—O,则均可形成分子间氢键,A项正确。正氰酸、雷酸中的O都是只形成单键,均采取sp3杂化,B项错误。电离能大小:N>O>C,C与H相比,H原子半径较小且核外只有1个电子,原子核对该电子的吸引作用强,难以失去,则第一电离能H>C,则碳的第一电离能最小,C项正确。铵根离子中有一个配位键,雷酸中N—O之间还有配位键,而其他酸根中的所有原子刚好满足8电子结构,不存在配位键,D项正确。2-2.(2021广东佛山一模)M分子的部分结构如图所示(…表示氢键)。W、X、Y、Z是短周期主族元素,M中含有碳、氮、W、Z四种元素,化合物W2Z能与Y2反应产生Z2,X元素是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是(

)A.氢键是一种特殊的化学键B.稳定性:W2Z>WY的氧化物的水化物是强碱D.简单离子半径