第二单元分子结构和性质

楚州中学2010~2011学年度第二学期高三化学第一轮复习导学案主备人：王斌审核人：沈天贵N0.021【考纲要求】1．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(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离子的空间结构．2．了解简单配合物的成键情况．3．了解微粒间的作用及对物质性质的影响。一、分子构型与物质的性质1．分子的空间构型(1)杂化轨道①杂化轨道：指同一原子中同一能层的某些原子轨道，在形成分子的成键过程中成一系列相同的新的轨道．②杂化的过程及杂化轨道类型：对于非过渡元素，由于ns、np能级比较接近，往往采用sp型杂化．sp型杂化又分为杂化、、．③杂化轨道的成键及分子构型:杂化轨道成键时，要满足价层电子对间最小排斥原理．分子的几何构型总是采取作用最小的那种结构．a．当一个分子无孤电子对存在，则形成分子的空间构型由中心原子的构型决定．例如CH4、CCl4.b．当一个分子有孤电子对存在时，孤电子对对成键电子对有作用，使键角．例如H2O、NH3.c．各种分子的空间构型电子对数目成键电子对数孤电子对数分子的空间构型实例220HgCl2、BeCl2、CO2330BF3、BCl321SnBr2、PbCl2440CH4、CCl431NH3、NF322H2O660SF642XeF4(2)等电子原理与分子构型判断:①等电子原理：具有相同(指全部电子总数或加电子总数)和相同的分子或离子具有相同的结构特征．②用等电子原理判断分子构型：一般认为等电子体具有相同的．例如：CF4、CCl4、SO42—、SiCl4均为．2．分子的极性(1)极性分子与非极性分子①极性分子——正负电荷重心的分子．②非极性分子——正负电荷重心的分子．(2)双原子分子的极性:①极性键——极性分子——化合物．②非极性键——非极性分子——单质．(3)多原子分子的极性——看分子的空间构型:①直线形、正四面体形、正三角形——一般为，(如CO2、BF3、CCl4)．②V形、三角锥形——一般为．(如H2O、NH3)．(4)相似相溶规则—一般情况下，极性分子易溶于溶剂，非极性分子易溶于溶剂．如NH3、HCl易溶于水，X2、苯易溶于CCl4.3．手性分子:(1)手性异构体——如同左右手一样，不能重合，而分子组成和原子排列方式完全相同的一对分子．(2)手性碳原子——连有4个不同的原子或基团的碳原子．二、配合物是如何形成的1．配合物:由提供的配体与接受的中心原子以结合形成的化合物．2．配合物的组成:(1)内界：由与通过配位键形成的复杂而又稳定的原子团．(2)外界：配合物内界以外的部分．(3)中心原子：有较多的阳离子．常见的是过渡金属原子或离子．(4)配位体：含有对的分子或离子．(5)配位原子：提供对的原子．(6)配位数：分配在中心原子四周向中心原子提供对的原子数目．sp型的三种杂化类型：spsp2sp3楚州中学2010~2011学年度第二学期高三化学第一轮复习导学案主备人：王斌审核人：沈天贵N0.022参与杂化的原子轨道1个s＋1个p1个s＋2个p1个s＋3个p杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道间夹角180°120°109°28'空间构型直线正三角形正四面体实例BeCl2，C2H2BF3，C2H4CH4，CCl4例1：已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE.其中A、B、C是同一周期的非金属元素．化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构．AC2为非极性分子．B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高．E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界．请根据以上情况，回答下列问题：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为______________________________．(2)B的氢化物的分子空间构型是________．其中心原子采取________杂化．(3)写出化合物AC2的电子式________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为____________________．(4)E的核外电子排布式是________________，ECl3形成的配合物的化学式为________．(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是____________________________．1．指出下列分子或离子中的杂化轨道的类型及分子或离子的结构式、空间构型．(1)CO2分子中的C(2)BF3分子中的B(3)CH4分子中的C(4)NH3分子中的N1.价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，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．(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致．2．价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子空间构型的关系杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间的夹角空间构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′正四面体形CH43．配合物理论简介(1)配位键的形成条件:提供共用电子对的原子有孤电子对，接受共用电子对的原子有空轨道．(2)配位化合物:①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物．②组成：如对于[Ag(NH3)2]OH，中心原子为Ag，配体为NH3，配位数为2.例2：(2008·海南高考)四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y`原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶1.(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是________、________；杂化轨道分别是________、________；a分子的立体结构是______；(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是__________晶体、__________晶体；(3)X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是(填分子式)________；(4)Y与Z比较，电负性较大的是(填元素符号)______；(5)W的元素符号是________，其＋2价离子的核外电子排布式是________．2．元素X和Y属于同一主族．负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%.(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置_____________．(2)在X和Y两种元素形成的化合物中，写出X质量分数为50%的化合物的化学式________；该分子中中心原子以________杂化，是________分子，分子构型______________．写出X的质量分数为60%的化合物的化学式________________；该分子中中心原子以________杂楚州中学2010~2011学年度第二学期高三化学第一轮复习导学案主备人：王斌审核人：沈天贵N0.023化，是________分子，分子构型___________________．1.分子的极性与非极性(1)键的极性与分子的极性键的类型分子的类型空间构型实例双原子分子A2非极性键非极性分子直线O2AB极性键极性分子HCl三原子分子AB2极性键非极性分子直线CO2极性分子V形H2O(2)判断ABn型分子极性的经验规律①化合价法ABn型分子中中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时，该分子为非极性分子；若中心原子的化合价的绝对值不等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时，该分子为极性分子．具体实例见下表：②ABn型的多原子分子是否有极性，常用观察分子中是否有孤对电子来判断．如果中心原子的价层电子对全部为成键电子对，该分子一般为非极性分子；如果中心原子的价层电子既有成键电子对，又有孤电子对，该分子常为极性分子．根据分子构型可以判断分子的极性，但必须注意键对极性的影响．例如，同是直线形的O===C===O和H—C≡N，前者为非极性分子，后者为极性分子；同是四面体形的CH4和CH3Cl，前者为非极性分子，后者为极性分子．例3：(2008·宁夏高考)X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表中的各元素中电负性最大．请回答下列问题：(1)X、Y的元素符号依次为________、________；(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是______和_______，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(写分子式)，理由是_____________________________；(3)Q的元素符号是________，它属于第________周期，它的核外电子排布式为___________________，在形成化合物时它的最高化合价为________；(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键_____________________________.3．(2010·潍坊一摸)A、B、C都是短周期元素．B、C的离子核外电子排布相同，组成B2C型离子化合物．A、B元素的化合价相同，A、C元素组成的化合物中A占11.11%，在标准状况下0.04molB元素的单质与水完全反应放出448mLH2.(1)写出各元素的符号：A________，B________，C_________.(2)写出A元素组成的单质的电子式______，属______分子．(填“极性”或“非极性”)(3)写出A和C化合的形成过程(用电子式表示)______________________________，属于________分子；该分子中，键的类型分子的类型空间构型实例四原子分子AB3极性键非极性分子平面正三角形BF3极性键极性分子三角锥形NH3A2B2极性键、非极性键非极性分子直线C2H2极性分子折线形H2O2五原子分子AB4极性键非极性分子正四面体CH4ABC3极性键极性分子四面体形ClHAB2极性键极性分子四面体形CCl2化学式BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2中心原子化合价绝对值3456234中心原子价电子数3456656分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性楚州中学2010~2011学年度第二学期高三化学第一轮复习导学案主备人：王斌审核人：沈天贵N0.024中心原子进行的是________杂化．(4)A、C还可以形成另外一种化合物，该化合物是一种氧化剂，其水溶液有弱酸性，试写出其分子式__________，电子式____________．分子中的化学键有_________共价键和____________共价键，是________________分子(填“极性”或“非极性”)．范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力。由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键强度比较共价键﹥氢键﹥范德华力影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于A—H······B,A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔沸点、溶解度等