选修3　第2节　化学键与分子间作用力.pptx

1、高 考 总高 考 总 复 习 优 化 设 计复 习 优 化 设 计 GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JIGAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI 第第2 2节化学键与分子间作用力节化学键与分子间作用力选修选修3 3 2022 备考要点 1.了解共价键的形成、极性和类型(键和键),了解配位键的含义。 2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)。 4.能用价电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空 间构型。 5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 6.了

2、解氢键的含义,能列举含有氢键的物质,并能解释氢键对物质性质 的影响。 素养要求 1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识分子的空间构型,并对共价 键进行分类,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。 2.证据推理与模型认知:运用价电子对互斥理论和杂化轨道理论等,解 释分子的空间构型及性质,揭示现象的本质与规律。 3.科学探究与创新意识:发现和提出有探究价值的分子的结构、性 质的问题,设计探究方案进行探究分析,面对异常现象敢于提出自己 的见解。 考点一考点二考点三 考点一考点一共价键共价键 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.共价键的本质与特征 (1)本质:原子之间通过形成的

3、化学键。 (2)特征:具有方向性和性。 共用电子 饱和 考点一考点二考点三 2.共价键的分类 分类依据类型 形成共价键的原子轨道 重叠方式 键原子轨道“头碰头”重叠 键原子轨道“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是 否偏移 极性键共用电子对偏移 非极性键共用电子对不偏移 原子间共用电子对的数 目 单键原子间有1对共用电子 双键原子间有2对共用电子 叁键原子间有3对共用电子 考点一考点二考点三 3.键与键的比较 (1)电子云形状不同:键的电子云呈轴对称,键的电子云呈镜面对称。 (2)强度不同,一般情况下,键不如键牢固。如乙烯、乙炔分子中的键不 如键牢固,比较容易断裂,因而含有键的乙烯、乙炔与只含键

4、的乙烷的 化学性质不同。 考点一考点二考点三 4.键参数 (1)定义 键能:指分子中1mol化学键解离成所吸收的 能量。键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值。键能可通过实验 测定,更多的却是推算获得的。键能可用于估算化学反应。 键长:构成化学键的两个原子之间的。 键角:在多原子分子中,两个化学键的夹角称为键角。多原子分子的键角 一定,表明共价键具有。 气态气态原子 热效应 核间距 方向性 考点一考点二考点三 (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。 考点一考点二考点三 5.等电子原理 原子总数相同,价电子总数相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特 征

5、,具有许多相似的性质,如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与N 等。 考点一考点二考点三 自我诊断 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)共价键的成键原子只能是非金属原子。() (2)在任何情况下,都是键比键强度大。() (3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。() (4)s-s键与s-p键的电子云形状对称性相同。() (5)键能单独形成,而键一定不能单独形成。() (6)键可以绕键轴旋转,键一定不能绕键轴旋转。() (7)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。() (8)键长等于成键两原子的半径之和。() 考点一考点二考点三 答案 (1)(2)

6、(3)(4)(5)(6) (7)(8) 考点一考点二考点三 2.实验室中可用乙醇在P2O5作用下脱水制备乙烯。 (1)乙烯分子中碳原子为杂化,分子中键和键个数比为 。 (2)乙醇分子中共价键的类型有,1molC2H5OH含有 键数目为。 考点一考点二考点三 答案 (1)sp25 1(2)非极性键、极性键8NA 解析 (1)乙烯的结构式为,碳原子为sp2杂化,分子中含有5个键 和1个键,因此键和键个数比为5 1。 (2)乙醇分子中的碳碳键为非极性键,碳氢键、碳氧键、氧氢键均为极性键。 1molC2H5OH含有8mol键。 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1共价键类

7、别分析共价键类别分析 【典例1】 (2020广东电白第一中学模拟)下列关于键和键的理解不正确 的是() A.含有键的分子在进行化学反应时,分子中的键比键活泼 B.在有些分子中,共价键可能只含有键而没有键 C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键,不能形成键 D.当原子形成分子时,首先形成键,可能形成键 考点一考点二考点三 答案B 解析 同一分子中的键不如键牢固,反应时比较容易断裂,A项正确;键不 能单独存在,含有键的分子中一定含有键,B项错误,D项正确;氢原子、氯 原子等跟其他原子形成分子时只能形成键,C项正确。 考点一考点二考点三 对点演练1含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。 (1

8、)CH4中的化学键从形成过程来看,属于(填“”或“”)键,从化学键 是否具有极性来看属于键。 (2)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中键与键数目之比为 。 (3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子 最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中键的数目为。 考点一考点二考点三 (4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为,每个 COCl2分子内含有的键、键数目为。 A.4个键 B.2个键、2个键 C.2个键、1个键 D.3个键、1个键 考点一考点二考点三 答案 (1)极性(2)1 1(3)30(4)D 考点一考点二考点三 归纳总结 (1

9、)在分子中,有的只存在极性键,如HCl、NH3等,有的只存在非 极性键,如N2、H2等,有的既存在极性键又存在非极性键,如H2O2、C2H4等; 有的不存在化学键,如稀有气体分子。 (2)在离子化合物中,一定存在离子键,有的存在极性共价键,如NaOH、 Na2SO4等;有的存在非极性共价键,如Na2O2、CaC2等。 (3)通过物质的结构式,可以快速有效地判断化学键的种类及数目;根据成 键方式判断化学键数目时要注意共价单键全为键,双键中有一个键和一 个键,叁键中有一个键和两个键。 考点一考点二考点三 考向考向2分分子子空间构型空间构型与与键键参数参数 【典例2】 已知键能、键长部分数据如下表:

10、 共价键ClCl BrBr IIHF HCl HBr HIHO 242.7193.7152.7 568431.8366298.7 462.8 键长/pm 19822826796 共价键CCC=CCCCH NHN=O OO O=O 347.7615812413.4 390.8607142497.3 键长/pm 154133120109101 考点一考点二考点三 (1)下列推断正确的是(填字母,下同)。 A.稳定性:HFHClHBrHI B.氧化性:I2Br2Cl2 C.沸点:H2ONH3 D.还原性:HIHBrHClHF (2)下列有关推断正确的是。 A.同种元素形成的共价键,键能:叁键双键单键

11、 B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍 C.键长越短,键能一定越大 D.氢化物中化学键的键能越大,其稳定性越弱 考点一考点二考点三 (3)在HX(X表示卤素原子)分子中,键长最短的是,最长的是 ;OO键的键长(填“大于”“小于”或“等于”)O=O键的键长。 考点一考点二考点三 答案 (1)ACD(2)A(3)HFHI大于 解析 (1)根据表中数据,同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小, 稳定性逐渐减弱,A项正确;从键能看,氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐 减弱,由原子结构知,氧化性也逐渐减弱,B项错误;水分子间氢键强于NH3分 子间氢键,在常温下,H2O为液态而NH3为气体,所以H

12、2O的沸点比NH3高,C 项正确;还原性与失电子能力有关,还原性:HIHBrHClHF,D项正确。 (2)由碳碳键的数据知A项正确;由OO、O=O的键能知,B项错误;CH的 键长大于NH的键长,但是NH键的键能反而较小,C项错误;一般来说,氢 化物中键能越大,氢化物稳定性越强,D项错误。 考点一考点二考点三 对点演练2(2020山东潍坊高密一中模拟)已知几种共价键的键能如下: 化学键HNNNClClHCl 键能/(kJmol-1) 391945243431 下列说法错误的是() A.键能:NNN=NNN B.H(g)+Cl(g)=HCl(g)H=-431kJmol-1 C.HN键能小于HCl键

13、能,所以NH3的沸点高于HCl D.2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g)H=-456kJmol-1 考点一考点二考点三 答案C 解析 A项,同一元素的原子形成的叁键键长小于双键键长小于单键键长,键 长越短,键能越大,所以键能:NNN=NNN,正确;B 项,H(g)+Cl(g)=HCl(g)的焓变H=-431kJmol-1,正确;C项,NH3的沸点高于 HCl是由于NH3形成分子间氢键,而HCl不能,与键能无关,错误;D项,根据 H=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和),则2NH3(g)+3Cl2(g) =N2(g)+6HCl(g)H=6E(NH)+3E(ClCl)-

14、E(NN)-6E(HCl)=-456 kJmol-1,正确。 考点一考点二考点三 归纳总结键长、键能决定了共价键的稳定性,键长、键角决定了分子的空 间构型,一般来说,已知多原子分子中的键角和键长等数据,就可确定该分 子的空间构型。常见几种分子的空间构型及键角如下: 考点一考点二考点三 考向考向3等电子体、等电子原理的应用等电子体、等电子原理的应用 【典例3】 (1)写出与CO分子互为等电子体的两种离子的化学式: 。 (2)C的空间构型为,与其互为等电子体的分子的电子式为 ,与其互为等电子体的一种阳离子的电子式为。 (3)写出与N互为等电子体的一种非极性分子的化学式:。 (4)已知CO2为直线形

15、结构,SO3为平面正三角形结构,NF3为三角锥形结构, 请推测COS、C、PCl3的空间构型分别为、 、。 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 归纳总结 常见等电子体与空间构型 考点一考点二考点三 对点演练3互为等电子体的微粒结构相似、物理性质也相近。根据等电子 原理,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数和价电子总数相同,均可 互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是() 考点一考点二考点三 答案C 解析 C选项中,CO2与N具有相同的原子总数,但价电子总数不同,CO2为 16,而N为18,故二者不能互称为等电子体。 考点一考点二考点三 考点二考点二分子分子

16、的空间构型的空间构型 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.价电子对互斥理论 (1)理论要点。 价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。 孤电子对对成键电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角 越小。 考点一考点二考点三 (2)用价电子对互斥理论(VSEPR理论)推测分子空间构型的关键是判断分 子中中心原子上的价电子对数。 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),b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合 的原子数。 考点一考点二考点三 (3)价电子对互斥理论与分子的空间构型。 电子 对数 成键电

17、子对数 孤电子 对数 价电子对 空间构型 分子空间构型实例 220直线形直线形CO2 3 30 平面三角形 平面三角形BF3 21V形SO2 4 40 四面体形 正四面体形CH4 31三角锥形NH3 22V形H2O 考点一考点二考点三 微点拨 价电子对互斥理论说明的是价电子对的空间构型,而分子的空间 构型指的是成键电子对的空间构型,不包括孤电子对。 考点一考点二考点三 2.杂化轨道理论 (1)杂化轨道的定义: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 化轨道。 考点一考点二考点三 (2)杂化轨道的类型与分子空间构型的关系。

18、 109.5 考点一考点二考点三 (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,所以有公式: 杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子形成的键个数。 考点一考点二考点三 3.配位键与配位化合物 (1)配位键。 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。 配位键的表示:常用”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如 N可表示为+,在N中,虽然有一个NH键与其他3个NH 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了。 考点一考点二考点三 (2)配位化合物。 定义: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

19、形成 的化合物。 形成条件: 考点一考点二考点三 组成: 以Cu(NH3)4SO4为例: 考点一考点二考点三 自我诊断 1.已知H2O、NH3、CH4三种分子的键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O, 请分析可能的原因是 。 提示 CH4分子中的碳原子没有孤电子对,NH3分子中氮原子上有1个孤电 子对,H2O分子中氧原子上有2个孤电子对,随着孤电子对的增多,对成键电 子对的排斥作用增大,故键角减小。 考点一考点二考点三 2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)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。() (2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键,则该分子一定为正四面体

20、结构。 () (3)NH3分子为三角锥形,氮原子发生sp2杂化。() (4)只要分子空间构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。() (5)中心原子是sp杂化的,其分子空间构型不一定为直线形。() 答案 (1)(2)(3)(4)(5) 考点一考点二考点三 3.填表。 分子孤电子对数杂化类型分子空间构型 CCl4 NH3 H2O 答案 0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3V形 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1价电子价电子对对互斥理论、杂化轨道理论及应用互斥理论、杂化轨道理论及应用 【典例】 回答下列问题。 (1)(2020江苏化学,21节选)NH3分子中氮

21、原子的杂化轨道类型是。 (2)(2020全国1,35节选)磷酸根离子的空间构型为,其中P的价 电子对数为,杂化轨道类型为。 (3)(2019全国1,35节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中 氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与Mg2+、 Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是 ,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+” 或“Cu2+”)。 考点一考点二考点三 (4)(2019江苏化学,21节选)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的 杂化轨道类型为;推测抗坏血酸在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。 考点一考点二考点三 (5

22、)(2018全国1,35节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴 离子空间构型是,中心原子的杂化轨道类型为。LiAlH4 中存在(填标号)。 A.离子键B.键 C.键D.氢键 考点一考点二考点三 (6)(2018全国2,35节选)根据价电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态 分子中,中心原子价电子对数不同于其他分子的是。 气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的空间构型为形,其中 共价键的类型有种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该 分子中硫原子的杂化轨道类型为。 考点一考点二考点三 (7)(2018全国3,35节选)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO

23、3) 入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为 ,碳原子的杂化轨道类型为。 考点一考点二考点三 答案 (1)sp3(2)正四面体形4sp3 (3)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键Cu2+ (4)sp3、sp2易溶于水 (5)正四面体形sp3AB (6)H2S平面三角2sp3 (7)平面三角形sp2 考点一考点二考点三 解析 (1)NH3分子中氮原子上有1个孤电子对,价电子对数为1+3=4,则氮原 子为sp3杂化。 (2)P的中心原子不含孤电子对,成键电子对数为4,价电子对数为4,因此 其空间构型为正四面体形,磷原子是采用sp3杂化方式形成4个

24、sp3杂化轨道。 (3)乙二胺中氮原子形成3个单键,含有1个孤电子对,属于sp3杂化;碳原子形 成4个单键,不存在孤电子对,也是sp3杂化;由于乙二胺的两个氮原子可提供 孤电子对与金属离子形成配位键,因此乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子 形成稳定的环状离子,由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子, 因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+。 考点一考点二考点三 (4)根据抗坏血酸的分子结构,该结构中有两种碳原子,分别是全形成单键 的碳原子和形成双键的碳原子,全形成单键的碳原子为sp3杂化,形成双键 的碳原子为sp2杂化;根据抗环血酸分子结构,分子中含有4个OH,能与水 形

25、成分子间氢键,因此抗坏血酸易溶于水。 (5)LiAlH4中的阴离子是Al,中心原子铝原子含有的价电子对数=键电 子对数+孤电子对数=4+0=4,所以空间构型是正四面体形,中心原子的杂化 轨道类型是sp3杂化。阴离子、阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价 单键(即键),不存在键和氢键。 考点一考点二考点三 (6)根据价电子对互斥理论分析,H2S分子中硫原子有2个成键电子对和2 个孤电子对,价电子对数为4;SO2分子中硫原子有2个成键电子对和1个孤 电子对,价电子对数为3;SO3分子中硫原子有3个成键电子对,不含孤电子对, 价电子对数为3。气态SO3分子中硫原子周围有3个成键电子对,不含孤 电

26、子对,则硫原子采取sp2杂化,分子的空间构型为平面三角形:三氧化硫分 子中所含共价键有两种,分别为键和键。由固体三氧化硫的三聚分子结 构可知,每个硫原子形成4个键,则硫原子采取sp3杂化。 (7)C中碳原子的价电子对数为3,故碳原子采取sp2杂化,且无孤电子对, 故C的空间构型为平面三角形。 考点一考点二考点三 对点演练1(2020山东化学,7)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大键。 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 考点一考点二考点三 答案A 解析

27、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 子和硼B原子都属于sp2杂化,N形成4个价键,故大键的电子全部由N原子 提供。 考点一考点二考点三 方法技巧 “四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型 (1)根据杂化轨道的空间构型判断。 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子或离子的中 心原子发生sp3杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子或离子的中心原子发生 sp2杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子或离子的中心

28、原子发生sp杂 化。 考点一考点二考点三 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断。 若杂化轨道之间的夹角为109.5,则分子或离子的中心原子发生sp3杂 化。 若杂化轨道之间的夹角为120,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。 若杂化轨道之间的夹角为180,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据中心原子的价电子对数判断。 若中心原子的价电子对数为4,是sp3杂化。 若中心原子的价电子对数为3,是sp2杂化。 若中心原子的价电子对数为2,是sp杂化。 考点一考点二考点三 (4)根据分子或离子中有无键及键数目判断。 若没有键为sp3杂化,含1个键为sp2杂化,含2个键为sp杂化。 考点一考点

29、二考点三 考向考向2配位键、配合物理论配位键、配合物理论 【典例2】 .铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来 制造电线电缆,五水合硫酸铜可用作杀菌剂。 (1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42-。不考虑空间构 型,Cu(OH)42-的结构可用示意图表示为。 (2)胆矾(CuSO45H2O)可写成Cu(H2O)4SO4H2O,其结构示意图如下: 考点一考点二考点三 下列有关胆矾的说法正确的是。 A.所有氧原子都采取sp3杂化 B.氧原子存在配位键和氢键两种化学键 C.Cu2+的价电子排布式为3d84s1 D.胆矾中的水会在不同温度下分步失去 考点一考点二

30、考点三 .经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1 3的个数比配合, 还可以其他个数比配合。请按要求回答问题: (1)所得Fe3+和SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1 1配合所得 离子显红色。该离子的离子符号是。 (2)若Fe3+与SCN-以个数比1 5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应 的化学方程式可以表示为 。 考点一考点二考点三 (2)D .(1)Fe(SCN)2+(2)FeCl3+5KSCN=K2Fe(SCN)5+3KCl 考点一考点二考点三 解析 .(1)Cu2+中存在空轨道,而OH-中氧原子有孤电子对,故O与Cu之间 以配位

31、键结合。 (2)A项,与S相连的氧原子没有杂化;B项,氢键不是化学键;C项,Cu2+的价电 子排布式为3d9;D项,由图可知,胆矾中有H2O与其他粒子以氢键结合,易失 去,也有H2O与Cu2+以配位键结合,较难失去。 .(1)Fe3+与SCN-按1 1配合所得离子的化学式为Fe(SCN)2+。 (2)根据题意分析可得,FeCl3与KSCN反应的化学方程式为 FeCl3+5KSCN=K2Fe(SCN)5+3KCl。 考点一考点二考点三 对点演练2(1)配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl36NH3(黄色)、 CoCl35NH3(紫红色)、CoCl34NH3(绿色)和CoCl34NH3(紫色)四种

32、化合物 各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银白色沉淀,沉淀 的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。 请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 CoCl36NH3,CoCl34NH3(绿色和紫色) 。 上述配合物中,中心离子的配位数都是。 考点一考点二考点三 (2)向棕黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色,该反 应在有的教材中用化学方程式FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl表示。经 研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1 3的个数比配合,还可 以其他个数比配合,请按要求填空: Fe3+与SCN-反

33、应时,Fe3+提供,SCN-提供,二者通 过配位键结合。 考点一考点二考点三 答案 (1)Co(NH3)6Cl3Co(NH3)4Cl2Cl6 (2)空轨道孤电子对 解析 (1)根据题意分析可知,每个CoCl36NH3分子中有3个Cl-为外界离子, 配体为6个NH3,则该配合物的化学式为Co(NH3)6Cl3;每个CoCl34NH3(绿 色和紫色)中有1个Cl-为外界离子,配体为4个NH3和2个Cl-,则该配合物化学 式均为Co(NH3)4Cl2Cl。题给几种配合物的化学式分别是 Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl、Co(NH3)4Cl2Cl,其配 位

34、数都是6。 (2)Fe3+与SCN-反应时,Fe3+提供空轨道,SCN-提供孤电子对,二者通过配位键 结合。 考点一考点二考点三 归纳总结 配位化合物的形成条件 形成 条件 考点一考点二考点三 深度指津 1.判断分子或离子空间构型的“三步曲” 第一步:确定中心原子上的价电子对数 a为中心原子的价电子数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子 数,x为与中心原子结合的原子数。如NH3的中心原子为N,a=5,b=1,x=3,所 以NH3的中心原子孤电子对数 考点一考点二考点三 第二步:确定价电子对的空间构型 由于价电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能地相互远离,因此根 据已知价电子对的数目

35、,就可以确定它们的空间构型。 第三步:分子空间构型的确定 价电子对有成键电子对和孤电子对之分,用价电子对的总数减去成键电子 对数可得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应粒 子的较稳定的空间构型。 考点一考点二考点三 2.“五方法”判断分子或离子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间分布构型判断。 空间构型杂化轨道类型 若杂化轨道在空间的分布呈正四面体 形 分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角 形 分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道在空间的分布呈直线形分子的中心原子发生sp杂化 考点一考点二考点三 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断。 若杂化

36、轨道之间的夹角为109.5,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化 轨道之间的夹角为120,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间 的夹角为180,则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据等电子原理进行判断。 如CO2是直线形分子,CNS-、均与CO2互为等电子体,所以CNS-、的 空间构型均为直线形,中心原子均采用sp杂化。 考点一考点二考点三 (4)根据分子或离子中有无键及键数目判断。 若没有键为sp3杂化,含1个键为sp2杂化,含2个键为sp杂化。 考点一考点二考点三 考点三考点三分子间作用力与分子性质分子间作用力与分子性质 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.分

37、子间作用力 (1)定义: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。 (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大,范德华力逐渐增大;分子的极性越大, 范德华力也越大。 考点一考点二考点三 (5)氢键。 形成:已经与电负性很强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强的原子之间的作用力,称为氢键。 表示方法:AHB(A、B为电负性很强的原子,

38、一般为N、O、F三种元 素的原子,A、B可以相同,也可以不同)。 特征:具有一定的方向性和饱和性。 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。 考点一考点二考点三 微点拨(1)有氢键的分子间也有范德华力,但有范德华力的分子间不一定有 氢键。 (2)一个氢原子只能形成一个氢键,这就是氢键的饱和性。 (3)氢键主要影响物质的物理性质。 考点一考点二考点三 2.分子的性质 (1)分子的极性。 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

39、或极性键非极性键或极性键 分子内 原子排列 呈中心对称不呈中心对称 考点一考点二考点三 微点拨对于ABn型分子的极性,一般情况下,若中心原子A的化合价的绝 对值等于该元素所在的主族序数,则该分子为非极性分子,否则为极性分子。 键的极性、分子空间构型与分子极性的关系。 考点一考点二考点三 类型实例键的极性空间构型分子的极性 X2H2、N2非极性键直线形非极性分子 XYHCl、NO极性键直线形极性分子 XY2 (X2Y) CO2、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 XY3 BF3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 XY4C

40、H4、CCl4极性键正四面体形非极性分子 考点一考点二考点三 (2)分子的溶解性。 “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 溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度 增大。 随着溶质分子中憎水基所占的比例的增大,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。 考点一考点二考点三 (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。 手性分子:具有手性异构体的分子。 手性碳原子:在有机化合物分子中,连有四个不同基团或原子的碳原子,

41、如。 考点一考点二考点三 (4)无机含氧酸分子的酸性。 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的 正电性越高,使ROH中O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:HClOHClO2HClO3S2Cl2 D.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2O=SO2+3S+4HCl 考点一考点二考点三 答案B 解析 根据结构式知,该分子中每个氯原子和硫原子之间形成1个共用电子 对,两个硫原子之间形成1个共用电子对,每个原子都达到8电子稳定结构, 该分子的电子式为,A正确;SCl是极性键、SS是非极性键,该 分子结构不对称

42、,是极性分子,B错误;S2Br2、S2Cl2都是分子晶体,且相对分 子质量S2Br2S2Cl2,所以熔、沸点:S2Br2S2Cl2,C正确;S2Cl2易水解,并产生 能使品红溶液退色的气体,说明生成SO2,S2Cl2中硫呈+1价,在反应过程中硫 元素可升高到+4价(生成SO2),S2Cl2中氯元素化合价为-1价,不能发生还原 反应,只能是部分硫元素化合价降低到0价(生成S),所以化学方程式为 2S2Cl2+2H2O=SO2+3S+4HCl,D正确。 考点一考点二考点三 方法归纳分子极性判断的方法 (1)化合价法。 ABn型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时,该分 子为非极性分

43、子,此时分子的空间构型对称;若中心原子的化合价的绝对值 不等于其价电子数,则分子的空间构型不对称,其分子为极性分子,具体实 例如下: 考点一考点二考点三 分子的化学式 BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2PCl3 中心原子化合 价的绝对值 34562343 中心原子 的价电子数 34566565 分子的极性 非极 性 非极 性 非极 性 非极 性 极性 极性 极性 极性 考点一考点二考点三 (2)根据化学键的类型及分子的空间构型判断。 非极性分子、极性分子的判断,首先看分子中的化学键是否有极性,然后再 看各化学键的空间排列状况。化学键都无极性,分子必无极性(O3除外);有 极性化学键,

44、各化学键空间排列均匀,使化学键的极性相互抵消,分子无极 性;有极性化学键,各化学键空间排列不均匀,不能使化学键的极性相互抵 消,分子有极性。 共价键的极性与分子极性的一般关系可总结如下: 考点一考点二考点三 (3)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断。 分子中的中心原子最外层电子若全部成键,此分子一般为非极性分子;分子 中的中心原子最外层电子若未全部成键,此分子一般为极性分子。 CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键,它们都是 非极性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未 全部成键,它们都是极性分子。 考点一考点二考点三 考向考向2范德华力、

45、氢键对物质性质的影响范德华力、氢键对物质性质的影响 【典例2】 完成下列各题。 (1)(2020全国3,35节选)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(H+),与 B原子相连的H呈负电性(H-),电负性大小顺序是。与 NH3BH3原子总数相等的等电子体是(写分子式),其熔点比 NH3BH3(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间, 存在,也称“双氢键”。 考点一考点二考点三 (2)(2019全国1,35节选)一些氧化物的熔点如下表所示: 氧化物Li2OMgOP4O6SO2 熔点/1570280023.8-75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。 (3)(2019全国2,

46、35节选)元素As与N同主族。预测As的氢化物分子的空间构 型为,其沸点比NH3的(填“高”或“低”),其判断理由 是。 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 答案 (1)NHBCH3CH3低H+与H-的静电引力 (2)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgOLi2O,分 子间作用力(相对分子质量)P4O6SO2 (3)三角锥形低NH3分子间存在氢键 (4)分子晶体苯胺分子之间存在氢键 考点一考点二考点三 解析 (1)NH3BH3分子中,与氮原子相连的H呈正电性(H+),说明N的电负性 大于H;与硼原子相连的H呈负电性(H-),说明H的电负性大于B,因此3种元 素

47、的电负性由大到小的顺序为NHB。NH3BH3分子中有8个原子,其价电 子总数为14,N和B的价电子数的平均值为4,依据等量代换的原则,可以找 到其等电子体为CH3CH3。由于NH3BH3分子属于极性分子,而CH3CH3属于 非极性分子,两者相对分子质量接近,但是极性分子的分子间作用力较大, 故CH3CH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3分子间存在“双氢键”,类比氢键的形 成原理,说明其分子间存在H+与H-的静电引力。 考点一考点二考点三 (2)离子晶体的熔点通常高于分子晶体的熔点;Li2O和MgO为离子晶体,晶 格能MgOLi2O;P4O6、SO2为分子晶体,分子间作用力P4O6SO2,所以

48、熔点 由高到低的顺序为MgO、Li2O、P4O6、SO2。 (3)因为N与As位于同一主族,因此NH3与AsH3属于等电子体,两者结构相 似,NH3分子的空间构型为三角锥形,则AsH3分子的空间构型也为三角锥形; 由于NH3分子间存在氢键,因此NH3的沸点高。 (4)苯胺是由分子构成的物质,其晶体属于分子晶体。由于苯胺分子中的氮 原子可与相邻苯胺分子中的氨基上的氢原子间形成氢键,而甲苯分子间只 存在分子间作用力,导致苯胺的熔、沸点高于甲苯的熔、沸点。 考点一考点二考点三 对点演练2(2020山东化学,17节选)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材 料,回答下列问题: (1)Sn为A族元素,

49、单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为 无色液体,SnCl4空间构型为,其固体的晶体类型为 。 (2)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。 考点一考点二考点三 (3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环 而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配 合物中通过螯合作用形成的配位键有mol,该螯合物中N的杂化 方式有种。 考点一考点二考点三 答案 (1)正四面体形分子晶体(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、 NH3NH3、PH3、

50、AsH3(3)61 解析 (1)Sn为A族元素,SnCl4的结构式为,空间构型应为正四面 体形。常温常压下为液体,熔点较低,属于分子晶体。 (2)NH3分子间存在氢键,相对分子质量AsH3PH3,故沸点:NH3AsH3PH3。 N、P、As同主族,从上到下,原子半径依次增大,非金属性依次减弱,则NH3、 PH3、AsH3的还原性依次增强,键角依次减小。 (3)根据配位键形成的条件:一方提供空轨道(图中Cd2+),一方提供孤电子对。 由题图可知,1mol该配合物中通过螯合作用形成6mol配位键。分子中氮 原子均采取sp2杂化。 考点一考点二考点三 易错警示 氢键除影响物质的熔、沸点外,还影响物质