经典分子结构与性质学案(一)

第1页共5页分子结构与性质学案（一）一、共价键与键参数：1、三种化学键的比较：离子键共价键金属键作用力的静电作用原子间通过所形成的相互作用的相互作用形成条件金属实例离子化合物，如典型金属氧化物、强碱、大多数盐多原子非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸等金属2、共价键共价键本质：原子之间形成共用电子对（或电子云重叠）特征：具有饱和性和方向性成键方式σ键特征电子云呈轴对称（如s-sσ键，s-pσ键，p-pσ键）”头碰头”π键特征电子云呈镜面对称（如p-pπ键）”肩并肩”规律共价单键—σ键共价双键—1个σ键，1个π键共价三键—1个σ键，2个π键键参数键能：键能越大，共价键越稳定键长：键长越短，共价键越稳定键角：描述分子空间结构的重要参数衡量共价键的稳定性分子空间构型练习：1、下列化合物：①H2O、②H2O2、③Ca(OH)2、④Na2O、⑤Na2O2、⑥I2、⑦NaCl、⑧NaOH中，只含有离子键的是，只含有极性键的是，只含有非极性键的是，既有离子键又有极性键的是，既有离子键又有非极性键的是，既有极性键又有非极性键的是，属于共价化合物的是，属于离子化合物的是。2、下列物质在变化过程中，化学键没有被破坏的是（）A.食盐溶解B.干冰升华C.氯化铵受热固体消失D.电解水二、等电子体第2页共5页具有相同和相同的或具有相同的结构特征。许多性质相似，这一原理称为等电子原理.1、同族元素互换法：即将既定粒子中的某元素换成它的同族元素。如：（1）CCl4的等电子体确定：换IVA族元素有、等；换VIIA族元素有、、、；同时换可有、.（2）CO2的等电子体确定：、，注意不能将C原子换为Si原子，因为CO2和SiO2的结构不同（前者为分子晶体，后者为原子晶体）。同理，不能将BeCl2的等电子体确定为MgCl2或BeF2（后两种为离子晶体）。（3）NO3－的等电子体可确定为2、价电子迁移法离子之间的等电子体也可以推导：与N3－的等电子体查找方法，可将2个N原子换为1个C原子和一个O原子可得练习：1.下列分子：CO2、CS2、NO2、N2O中属于等电子体的有哪些？2.与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式依次为、3.根据等电子原理，写出CO分子的结构式三、价层电子对互斥理论1、价层电子对互斥理论的用途是用来，价层电子对包括；2、中心原子上孤电子对的确定方法:中心原子上孤电子对数=思考：阴阳离子价层电子对数如何确定？3、价层电子对互斥理论的应用中心原子孤电子对数σ键电子对数中心原子价层电子对数VSEPR模型分子或离子空间构型中心原子杂化轨道方式CCl4H2OSO2SO3CO2NH3NH4+SO32-H3O+BF3H2SSO42-CH2OPCl3BeCl2NF3练习：ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-中Cl都是以sp3杂化轨道与O原子成键的，下列微粒的立体结构为微粒ClO-ClO2-ClO3-ClO4-立体结构第3页共5页四、配位键与配位化合物（一）、配位键[实验1]向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，反应为Fe3++SCN－=____________思考：为什么Fe3+与SCN－在溶液中不能大量共存？为什么不打沉淀符号？[实验2]取CuSO4、CuCl2·2H2O、K2SO4、NaCl四种固体于4支试管中，加入适量水，观察并录实验现象。固体CuSO4CuCl2·2H2OK2SO4NaCl固体颜色溶液颜色无色离子天蓝色离子1.定义：_______________的原子与________________的原子之间形成的共价键称为配位键。2.形成条件：一方能提供___________________，一方能提供_____________________。3.表示式：A→B（A为___________________，B为_______________________）例如NH3+H+→NH4+4.特点：a.配位键是一种特殊的共价键；b.具有共价键的饱和性和方向性；（二）配合物1.定义：金属离子（或原子）与某些分子或离子以______________结合形成的化合物称为配位化合物，简称为配合物。【实验3】实验步骤①向CuSO4溶液中滴加少量氨水②向所得悬浊液中继续滴加氨水实验现象实验结论蓝色沉淀是______________深蓝色溶液是_____________写出①中反应的离子方程式：__________________________________________________写出②中反应的离子方程式：Cu(OH)2+4NH3＝_____________________________2.组成：注意：（1）不是所有配合物都有外界，如[Ni(CO)4]无外界。（2）内界离子很难电离，如在[Cu(NH3)4]SO4中，[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++SO42-，而[Cu(NH3)4]2+⇋Cu2++4NH3很困难。练习：1、指出下列配合物的内界并填下表配合物外界中心原子配位体配位数[Ag(NH3)2]OH[Ni(CO)4]K[Pt(NH3)Cl3]2、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是（）A.[Co(NH3)Cl2]ClB.[Co(NH3)3Cl3]C.[Co(NH3)6]Cl3D.[Co(NH3)5Cl]Cl2（结构式）中心原子配体配位数内界（配离子）外界第4页共5页3.配合物对性质的影响a.颜色的改变：当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。我们根据颜色的变化就可以判断有配离子形成。如Fe3+与SCN－在溶液中可生成红色的硫氰酸根离子。无水CuSO4为白色，溶于水得蓝色溶液，就是因为Cu2+与H2O形成了天蓝色的[Cu(H2O)4]2+配离子。b.溶解度的改变：某些难溶物形成配合物时可使溶解度增大。如AgOH可溶于氨水中，I2在KI浓溶液中的溶解度比在水中的溶解度大得多。c.稳定性增强：配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。例如，血红素中的Fe2+与CO分子的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。练习：1、下列配合物的配位数不是6的是（）A.K2[Co（NCS）4]B.Na2[SiF6]C.Na3[AlF6]D.[Cu（NH3）4]Cl22、下列物质不能溶于浓氨水的是（）A.AgClB.Cu（OH）2C.AgOHD.Fe（OH）33、下列过程与配合物的形成无关的是()A．除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失课后巩固练习1.从电负性的角度来判断下列元素之间易形成共价键的是()A．Na和ClB．H和ClC．K和FD．Ca和O2.下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B．惰性气体一般难发生反应C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D．F2比O2更容易与H2反应3．下列关于共价键的说法，正确的是()A．分子内部一定会存在共价键B．由非金属元素组成的化合物内部不一定全是共价键C．非极性键只存在于双原子单质分子中D．离子化合物的内部可能存在共价键4．从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是()A．H—FB．N—HC．C—HD．S—H5.现有如下各说法：①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合；②金属和非金属化合形成离子键；③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引；④根据电离方程式HClH＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键。⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。上述各种说法正确的是()A.①②⑤正确B．都不正确C.④正确，其他不正确D．仅①不正确6.下列反应过程中，同时有离子键，极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是()A.NH4Cl＝NH3↑+HCl↑B.NH3+CO2+H2O＝NH4HCO3C.2NaOH+Cl2＝NaCl+NaClO+H2OD.2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O27.下列说法中正确的是()A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′C．NH4＋的电子式为[H··N··H··H]＋，离子呈平面正方形结构D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强8.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是（）A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变B.沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu（NH3）4]2+C.向反应后的溶液加入乙醇，溶液将会没有发生变化，因为[Cu（NH3）4]2+不会与乙醇发生反应D.在[[Cu（NH3）4]2+离子中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道9.1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、价电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：______和________；______第5页共5页和______。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO－2互为等电子体的分子有：________、________。10.(1)元素的第一电离能：Al＿Si（填“”或“”）。(2)基态Mn2＋的核外电子排布。（3）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm-（含B、0、H三种元素）的球棍模型如右图所示：①在Xm-中，硼原子轨道的杂化类型有；配位键存在于原子之间（填原子的数字标号）;m=（填数字）。②硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成，它们之间存在的作用力有（填序号）。A离子键B共价键C金属键D范德华力E氢键11.（2012年江苏）一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。（1）向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。①Mn2＋基态的电子排布式可表示为。②NO3－的空间构型是（用文字描述）。（2）在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。①根据等电子体原理，CO分子的结构式为。②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为。③1molCO2中含有的σ键数目为。（3）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为。12.氮可以形成多种离子，如N3－，NH2－，N3－，NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于NH4+的性质。(1)写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式(2)NH2－的电子式为，N采用______杂化方式，粒子空间构型为______________。(3)N3－有个电子。写出二种由多个原子组成的含有与N3相同电子数的物质的化学式。等电子数的微粒往往具有相似的结构，试预测N3—的构型。13.“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构(包括电子式)；又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O的电子式可表示为，由此可知它(填“含有”或“不含”)非极性键。14.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3的分子结构如图，