高三化学复习知识清单（通用版） 知识清单30 分子结构与性质

30分子结构与性质知识清单【知识网络】【知识归纳】考点1化学键一、共价键的特征及成键原则1．共价键的特征（1）一定有饱和性（2）有方向性（H－H键除外）2．常见原子的成键数目IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIAHBeB、AlC、SiN、PO、SF、Cl12343213．形成化学键的目的：使体系的能量最低，达到稳定结构二、极性键和非极性键1．分类依据：共用电子对的偏移程度2．极性键和非极性键的比较分类极性共价键非极性共价键成键原子不同元素原子相同元素原子电子对发生偏移不发生偏移成键原子的电性一个原子呈正电性（δ＋）一个原子呈负电性（δ－）呈电中性3．极性强弱：成键元素的电负性差别越大，共用电子对偏移程度越大，极性越强。4．键的极性对化学性质的影响（1）共价键的极性越强，键的活泼性也越强，容易发生断裂，易发生相关的化学反应。（2）成键元素的原子吸引电子能力越强，电负性越大，共价键的极性就越强，在化学反应中该分子的反应活性越强，在化学反应中越容易断裂。5．键的极性对羧酸酸性的影响（1）三氟乙酸与三氯乙酸的酸性强弱①酸性强弱：三氟乙酸＞三氯乙酸②原因：电负性：F＞Cl极性：F－C＞Cl－C极性：F3C－＞Cl3C－羟基极性：三氟乙酸＞三氯乙酸（2）甲酸、乙酸和丙酸的酸性强弱①酸性强弱：甲酸＞乙酸＞丙酸②原因：烷基（－R）是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，羧酸的酸性越弱。随着烷基加长，酸性差异越来越小三、键和键1．分类依据：电子云的重叠程度2．形成（1）键的形成：由成键原子的s轨道或p轨道重叠形成①s-s型②s-p型③p-p型（2）键的形成：由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成3．成键特点共价键键键电子云重叠方式头碰头平行或肩并肩轨道重叠程度大小电子云对称特征轴对称镜像对称能否自由旋转能不能3．判断方法：一般来说，共价单键是键，共价双键是+键，共价叁键是+2键。（1）N2：1个键和2个键（2）HCN：2个键和2个键（3）COS：2个键和1个键（4）C2H4：5个键和1个键（5）C2H2：3个键和2个键4．稳定性：一般键稳定，必须根据键能进行计算化学键N≡NN－N键能kJ·mol－1942247计算判断氮气中键的稳定。三、配位键1．配位键（1）概念：共用电子由一方原子单方面提供形成共价键（2）本质：一类特殊的共价键①配位键一旦形成，与普通的共价键没有任何区别②配位键都是键（从电子云重叠角度考虑）（3）成键条件①中心体：提供空轨道的原子、分子或离子②配位体：提供孤对电子的原子、分子或离子（4）特征①有方向性：孤对电子必须沿着“空轨道”的方向来成键②有饱和性：“空轨道”和孤对电子都是有限的2．配位键的判断及表示（1）配位键的判断①不正常的共价键即为配位键（比正常的成键数多或少）②分子和其他微粒形成的化学键一定是配位键（2）表示方法：A（配位体）→B（中心体）①金属和非金属间成键：非金属元素→金属元素②非金属和非金属成键：需判断孤对电子提供者（3）离子中1个电荷相当于1个离子键四、配合物（络合物）1．概念：金属离子或原子与某些微粒以配位键结合形成的化合物（1）配合物中的两个“一定”①配位化合物中一定含有配位键②一定含有金属原子或离子，即中心体（2）含配位键的化合物不一定是配合物，如NH4+、H3O+等（3）配离子：中心体与配位体通过配位键结合形成的复杂离子2．配合物的构成（1）几个概念①中心原子或离子：即中心体，提供空轨道，一般只有1个②配体：即配位体，提供孤对电子，可能有多个③配位数：直接同中心离子（或原子）配位的原子的数目，不一定是配位体的个数④判断：配离子［Cu（En）2］2+的配位体数为2，配位数为4（2）配合物中的化学键①内界和外界通过离子键结合，一般较易电离②中心体和配位体通过配位键结合，一般很难电离（3）配合物结构的确定①1mol［CoCl2（NH3）4］Cleq\o(→,\s\up7(足量的),\s\do5(硝酸银溶液))1molAgCl②1mol［CoCl（NH3）5］Cl2eq\o(→,\s\up7(足量的),\s\do5(硝酸银溶液))2molAgCl（4）特别提醒①有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe（CO）5、四羰基合镍Ni（CO）4。②有的配合物有多种配体。如［Cu（NH3）2（H2O）2］SO4、［Co（SO4）（NH3）5］Br、［Co（NH3）5Br］SO4。3．配合物的稳定性：提供孤对电子和空轨道的能力越强，越稳定（1）配位原子的半径越大，越易提供孤对电子（2）过渡金属提供空轨道的能力强（3）判断①血红蛋白：Mb·O2、Mb·CO、Mb·NO，Mb·CO最稳定②稳定性：［Mg（NH3）4］2+＜［Cu（NH3）4］2+4．配合物的空间结构（1）二配位：一般是直线形（2）AB4型四配位①AB2C2有一种结构：正四面体形②四配位：AB2C2有两种结构：正方形（3）六配位：一般是正八面体形五、常见配合物的形成1．铜氨溶液的形成（1）反应过程：CuSO4溶液Cu（OH）2［Cu（NH3）4］2+（2）反应现象：先产生蓝色沉淀，后产生深蓝色溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体（3）相关反应：①Cu2++2NH3·H2OCu（OH）2↓+2NH4+②Cu（OH）2+4NH3［Cu（NH3）4］2++2OH－③［Cu（NH3）4］2++SO42－+H2O［Cu（NH3）4］SO4·H2O↓2．银氨溶液的形成（1）反应过程：AgNO3溶液AgOH［Ag（NH3）2］+（2）反应现象：先产生白色沉淀，后产生无色溶液（3）相关反应：①AgNO3+NH3·H2OAgOH↓+NH4NO3②AgOH+2NH3·H2O［Ag（NH3）2］OH+2H2O3．硫氰酸铁型溶液的形成（1）反应过程：FeCl3溶液［Fe（SCN）m］3－m（2）反应现象：产生血红色溶液（3）相关反应：①m＝1：FeCl3+KSCN［Fe（SCN）］Cl2+KCl②m＝2：FeCl3+2KSCN［Fe（SCN）2］Cl+2KCl③m＝3：FeCl3+3KSCNFe（SCN）3+3KCl④m＝4：FeCl3+4KSCNK［Fe（SCN）4］+3KCl⑤m＝5：FeCl3+5KSCNK2［Fe（SCN）5］+3KCl⑥m＝6：FeCl3+6KSCNK3［Fe（SCN）6］+3KCl4．四羟基合铝酸盐的形成（1）反应过程：AlCl3溶液Al（OH）3［Al（OH）4］－（2）反应现象：先产生白色沉淀，后产生无色溶液（3）相关反应：①Al3++3OH－Al（OH）3↓②Al(OH)3+OH－［Al（OH）4］－考点2微粒构型和杂化一、价层电子对互斥理论1．杂化方式判断（1）公式计算法①适用范围：ABn型分子或ABnm±型离子②公式：价层电子对数（n）＝③VIA族元素作中心体提供7个价电子，作配位体提供0个单电子④当出现单电子时，单电子算一对。如n＝≈4⑤单取代基：如－CH3、－NH2、－OH，提供1个单电子微粒－CH3－OHHCHOSOCl2Al（CH3）3杂化sp3sp3sp2sp3sp2⑥非常规型微粒微粒O3I3+S2O32－变形OO2II2+SSO32－杂化sp2sp3sp3⑦局限：CN－无法根据该公式计算杂化方式（2）根据键数和孤电子对数之和判断①适用范围：多中心微粒、有结构图的微粒②轨道数（价层电子对数）：n＝键数+孤电子对数n＝键数+孤电子对数CNAlClS22444杂化方式spspsp3sp3sp3实例H－C≡N（3）根据有机物的成键特点判断①单键C、N、O（、、－O－）：sp3杂化②双键C、N、O（、－－、）：sp2杂化双双键“＝C＝”：sp杂化③叁键C、N、O（―C≡C―、―C≡N）：sp杂化（4）根据微粒构型判断微粒构型四面体三角锥平面V形直线杂化方式sp3sp3sp2sp3或sp2sp3或sp2或sp2．轨道构型和微粒构型的区别（1）轨道构型（VSEPR模型）n234杂化方式spsp2sp3轨道构型（理想化模型）直线形平面正三角形正四面体形轨道夹角180°120°109°28′（2）轨道构型和微粒构型的关系微粒杂化方式VSEPR模型微粒构型分子极性SO2sp2正四面体形三角锥形极性分子SO3sp2正四面体形平面正三角形非极性分子NO2－sp2平面正三角形三角锥形NO3－sp2平面正三角形平面正三角形NO2+sp直线形直线形二、分子的极性1．化学键极性和分子极性的关系2．分子极性的判断方法（1）根据键的极性判断①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。②含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。③含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。（2）判断ABn型分子极性的经验规律①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，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。②中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。（3）结构判断①对称性判断：高度对称的是非极性分子分子分子类型非极性分子非极性分子极性分子非极性分子②孤电子对判断：中心原子上含孤电子对的一定是极性分子③构型判据：分子构型和轨道构型完全一致的是非极性分子分子HCHOPCl3PCl5SF6轨道构型平面正三角形正四面体形三角双锥形正八面体形分子构型平面三角形三角锥形三角双锥形正八面体形分子类型极性分子极性分子非极性分子非极性分子（4）AB2C2型分子①立体结构：只有一种结构，极性分子②平面结构：两种结构图示分子类型极性分子非极性分子（5）实验判据：相似相溶原理①极性分子易溶于极性溶剂②非极性分子易溶于非极性溶剂三、键参数的比较1．共价键的键能的比较（1）键能和键长的关系：键长越短，键能越大（2）同种元素不同类型键能：叁键＞双键＞单键（3）共价分子的键能和稳定性的关系①共价单键：半径越小，键能越大，分子越稳定②叁键或双键：断裂1个键的能量越大，越稳定③实例：活泼性CO＞N2化学键C－OC＝OC≡O键能/kJ•mol学键N－NN＝NN≡N键能/kJ•mol－11594189462．共价键的键长的比较（1）看有成键原子上是否都有孤对电子①无孤对电子：只看成键原子的半径之和②有孤对电子：还要看孤对电子之间的排斥作用③键长比较微粒组键长长短NH3和PH3N－H＜P－H金刚石和晶体硅C－C＜Si－Si稳定性：H2O2＜N2H4＜CH3CH3O－O＞N－N＞C－CO2、O2－、O2+、O22－氧氧键：O22－＞O2－＞O2＞O2+（2）看能否形成键：形成键使键长变短①乙烷、苯和乙烯：C－C＞特殊键＞C＝C②金刚石和石墨中的碳碳键：金刚石＜石墨③SO3的三聚体环状结构，键长：a＞b3．键角大小的比较（1）求键角的大小：利用价层电子对互斥理论计算的轨道夹角价层电子对n234杂化方式spsp2sp3键角180°120°109°28′（2）中心原子和配位原子均相同：中心原子上孤电子对越多，孤电子对键角的压缩作用越大，键角越小①∠H－O－H：H2O＜H3O+②∠H－N－H：NH2－＜NH3＜［Zn（NH3）6］2+③∠H－C－H：CH3+＞－CH3＞CH3－④∠O－N－O：NO2+＞NO2＞NO2－（3）中心原子不同或配位原子不完全相同①中心原子电负性大：中心原子对键角的拉伸作用越大，键角越大②配位原子电负性大：配位原子对键角的压缩作用越大，键角越小③NH3和PH3中：∠H－N－H＞∠H－P－H④H2S和H2O中：∠H－S－H＜∠H－O－H⑤NCl3和NF3中：∠Cl－N－Cl＞∠F－N－F⑥HCHO和COCl2中：∠H－C－H＞∠Cl－C－Cl三、等电子体1．含义：原子数相同，价电子总数相等微粒组H2O和NH3CO2和SiO2C6H6和B3N3H6H3O+和NF3是否为等电子体否否是否2．结构：立体结构、化学键类型相同，键角不一定相等3．寻找方法（1）同族元素上下换（2）相邻元素左右移（3）电子电荷可互换4．常见的等电子体（1）三原子8电子①结构：sp3杂化，角型或V型②典例：H2O、H2F+、NH2－（2）两原子10电子①结构：sp杂化，直线形②典例：N2、CO、CN－、C22－、O22+、NO+（3）两原子11电子①结构：sp杂化，直线形②典例：NO、O2+（4）三原子16电子①结构：sp杂化，直线形②典例：CO2、CS2、N2O、SCN－、NO2+、N3－、BeCl2、CNO－、AlO2－、BeO22－（5）三原子18电子①结构：sp2杂化，角型或V型②典例：SO2、O3、NO2－（6）四原子24电子①结构：sp2杂化，平面正三角形②典例：BO33－、CO32－、NO3－、SiO32－、SO3、BF3、BCl3、AlCl3（7）四原子26电子①结构：sp3杂化，三角锥型②典例：PO33－、SO32－、ClO3－（8）五原子32电子①结构：sp3杂化，正四面体形②典例：ClO4－、SO42－、PO43－、SiO44－、BF4－、SiF4、CCl4、CF4、SiCl4（9）五原子8电子①结构：sp3杂化，正四面体形②典例：CH4、NH4+考点3分子间作用力一、分子间作用力1．概念：分子间存在的相互作用力（1）实质：电性作用（2）存在：分子和分子之间或稀有气体原子之间2．分类（1）范德华力：普通的分子间作用力（2）氢键：特殊的分子间作用力3．特点（1）作用范围很小，一般认为气体分子中无分子间作用力（2）比化学键弱得多4．外界条件对分子间作用力的影响（1）压强：增大压强，分子间作用力增大（2）温度：升高温度，分子间作用力减小二、范德华力与物质性质1．特点：无方向性，无饱和性2．影响因素（1）分子的极性越大，范德华力越大（2）组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大3．作用效果（1）组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，熔沸点越高（2）由分子构成的晶体熔点低、挥发性强、硬度小4．范德华力与化学键作用效果的区别（1）范德华力主要影响物质的物理性质，如物质的熔、沸点等（2）化学键主要影响物质的化学性质，如热稳定性等三、氢键与物质性质1．氢键的实质：电性作用（介于范德华力和共价键之间）2．氢键的表示方法：X－H…Y（1）“－”表示共价键，“…”表示氢键（2）氢键形成的一般条件①分子中必须有氢原子②氢原子两边有电负性大、半径小、具有孤对电子的元素（F、O、N）③－NH3+中的N原子能否形成氢键：不能④－CHO中的H原子能否形成氢键：不能3．氢键的特点（1）有方向性：沿着孤对电子的伸展方向成键（2）有饱和性：氢原子与孤电子对相对应4．氢键的存在（1）三种气态氢化物：H2O、HF、NH3（2）含羟基物质：含氧酸、含氧酸的酸式盐、醇、酸、酚及它们的水溶液（3）含氨基物质：NH3、N2H4、DNA双螺旋体5．氢键的类型（1）分子间氢键；普遍存在①链状NH3·H2O胆矾②环状：分子中含多个N、O、F原子二聚乙酸二聚甲酸四聚甲醇环状碳酸氢盐（2）分子内氢键：含多个N、O、F原子，且为邻位关系硝酸水杨醛邻硝基苯酚邻氨基苯酚6．氢键的作用效果（1）对物质熔沸点的影响①分子间氢键相当于增大了相对分子质量，故熔沸点升高②分子内氢键未增大分子量，却降低了分子极性，故熔沸点降低③形成的分子间氢键越多，熔沸点越高（2）对物质的电离的影响：酸性氢原子形成氢键，电离程度变小，酸性减弱（3）对液体的黏度的影响：分子间有氢键的液体，一般黏度较大甘油甘醇H3PO4浓硫酸（4）冰的密度：结冰时水中的氢键增多，水分子间的空隙变大，体积增大，密度减小4．冰晶体中氢键键能的计算（1）冰晶体中氢键的结构式（2）1个水分子可以形成4个氢键，完全属于该水分子的氢键有2个（3）冰的升华热＝范德华力+2mol氢键四、物质溶解性的比较1．相似相溶原理：极性相似的分子间范德华力较大，其溶解度也大（1）极性分子易溶于极性溶剂（2）非极性分子易溶于非极性溶剂2．氢键对物质溶解性的影响（1）若溶质和溶剂分子间形成氢键，溶质在水中的溶解度降低（2）若溶质分子中存在氢键，则它在水中的溶解度反常的大3．某些基团对物质溶解性的影响（1）常见的亲水基和憎水基①亲水基：羟基、羧基、氨基、醛基等②憎水基：烃基、酯基等（2）随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小①甲醇、乙醇、甘油和水以任意比互溶②戊醇在水中的溶解度明显减小4．如果溶质和溶剂发生反应，将增大物质的溶解性5．常见的极性分子和非极性分子（1）H2O、NH3、SO2、酒精等为极性分子（2）CCl4、CS2、苯等为非极性分子五、无机含氧酸的酸性1．酸的元数＝酸中羟基上的氢原子数，不一定等于酸中的氢原子数磷的含氧酸磷酸偏磷酸亚磷酸次磷酸结构式羟基氢原子数3121酸的元数三元酸一元酸二元酸一元酸2．无机含氧酸［（HO）mROn］的酸性（1）非羟基氧原子数不同①基本规律：非羟基氧原子数n越多，酸性越强②典型实例：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H4SiO4，HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO③宏观解释：非羟基氧原子数n越多，酸性越强④微观解释：羟基氧原子数越多，氧原子所带的负电荷越多，中心原子上带的正电荷越多，中心原子对羟基氧原子的吸引力越强，氧原子多氢原子的吸引力越弱，氢离子越容易电离，酸性越强（2）非羟基氧原子数相同①基本规律：中心元素的非金属性越强，酸性越强②典型实例：HClO4＞HBrO4，H2CO3＞H2SiO3，H3PO4＞H3AsO4③微观