2014届高考化学一轮复习名师讲解课件：选修三 物质结构与性质x3-2 97张PPT

考纲要求考情分析命题趋势1.了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。2．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。3．了解简单配合物的成键情况。4．了解化学键和分子间作用力的区别。5．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。高考主要考查形式有：①σ键、π键的特征和判断，如2012年高考浙江自选15题(4)，山东理综32题(3)等；②常见分子的立体构型及中心原子杂化类型，如2012年高考江苏单科21题(2)，课标37题(4)等；③范德华力、氢键、配位键的特点及其对物质性质的影响，如2012年高考福建理综30题(3)、(4)，浙江自选15题(3)等。预计2014年高考化学键的类型、分子构型、键的极性、分子极性等常在选择题中出现，而氢键的形成以及对物质性质的影响、分子间作用力对物质性质的影响、等电子原理的应用等往往在填空题中出现。(对应学生用书P248)一、共价键1．本质在原子之间形成共用电子对。2．特征具有饱和性和方向性。3．分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键原子轨道“”重叠π键原子轨道“”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对非极性键共用电子对头碰头肩并肩发生偏移不发生偏移4.键参数(1)键参数对分子性质的影响(2)键参数与分子稳定性的关系键能越，键长越，分子越稳定。大短问题探究1：下列叙述正确的是________。①s电子与s电子、p电子形成的共价键一定是σ键；②H—C≡N中含有一个σ键、三个π键；③NaCl中含有一个σ键；④甲烷中含有四个相同的极性共价键；⑤乙烯中既含σ键和π键，也含极性键和非极性键；⑥HF的键长小于HCl的，所以HF的键能小于HCl的。提示：①④⑤二、分子的立体构型1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。(2)价层电子对互斥理论与分子构型电子对数成键数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形CO2330三角形三角形BF321SO2440四面体形正四面体形CH431NH322V形H2O直线形V形三角锥形2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°BF3sp34109°28′CH4平面正三角形正四面体形3.等电子原理原子总数相同，的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。如CO和N2。价电子总数相同问题探究2：下列说法正确的是________。A．CHCl3是三角锥形B．AB2是V形，A可能为sp2杂化C．二氧化硅是sp杂化，是非极性分子D．NH＋4是平面四边形结构提示：B三、配位键和配合物1．配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的。2．配位键的表示方法如：A→B：A表示孤电子对的原子，B表示共用电子对的原子。共价键提供接受3．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：(3)形成条件孤电子对空轨道问题探究3：在[Cu(NH3)4]2＋中含有的化学键类型为________，中心离子是________，配体为________。提示：共价键、配位键Cu2＋NH3四、分子的性质1．溶解性(1)“相似相溶”的规律非极性溶质一般能溶于，极性溶质一般能溶于。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。非极性溶剂极性溶剂(2)键的极性与分子的极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形XY2CO2、CS2极性键直线形(X2Y)SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形XY4CH4、CCl4极性键正四面体形极性分子非极性分子极性分子极性分子非极性分子3.手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。4．无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，酸性越，如HClOHClO2HClO3HClO4。互为镜像强问题探究4：下列说法正确的是________。①甲烷是由极性键构成的非极性分子；②水是非极性分子；③乙醇分子跟水分子之间只存在范德华力；④甲烷可与水形成氢键；⑤HF的相对分子质量小于HCl的，所以HF的沸点小于HCl的；⑥汽油易溶于四氯化碳符合“相似相溶”规律。提示：①⑥(对应学生用书P250)1.σ键、π键的判断(1)由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。(2)由共用电子对数判断单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。(3)由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。2．中心原子杂化类型与分子构型的判断(1)由杂化轨道数判断杂化轨道用来形成σ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的对数＋中心原子的σ键个数代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型CO20＋2＝2spCH2O0＋3＝3sp2CH40＋4＝4sp3SO21＋2＝3sp2NH31＋3＝4sp3H2O2＋2＝4sp3(2)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子构型有关，二者之间可以相互判断。分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子空间构型示例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH4(1)杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，剩余的p轨道可以形成π键，即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。(2)组成相似的分子中心原子的杂化类型不一定相同，要看其σ键和孤电子对数是否相同。(3)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空间构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。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)在元素X和元素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________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________分子，分子构型为________。(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________分子，分子构型为________。(4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式________、________，并比较酸性强弱：________。(5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是________(写分子式)，分子构型为V形的是________(写分子式)。【解析】杂化类型――→判断分子空间构型――→判断分子极性根据氢化物化学式H2X知MXMX＋2×100%＝88.9%，M(X)＝16。可推知，X的相对原子质量为16，则Y为S，则其氧化物分别为SO2、SO3，根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4，由无机含氧酸的判断知酸性：H2SO4H2SO3。X元素为O，与H元素形成两种化合物H2O和H2O2，其中H2O的分子构型为V形，H2O2分子中含有非极性键“—O—O—”。【答案】(1)X：第二周期，ⅥA族；Y：第三周期，ⅥA族(2)SO2极性V形(3)SO3非极性平面三角形(4)H2SO3H2SO4H2SO4H2SO3(5)H2O2H2O(2013年聊城调研)下列推断正确的是()A．BF3是三角锥形分子B．NH＋4的电子式：，离子呈平面形结构C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s－pσ键D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—Hσ键【解析】BF3中B原子采用sp2杂化方式，故应为平面三角形；NH＋4中N原子采用sp3杂化方式，且孤对电子与H＋形成配位键，故应为正四面体形；CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子sp3杂化后的4个杂化轨道形成的σ键。【答案】D范德华力氢键共价键作用微粒分子或原子(稀有气体)已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子和电负性很强的原子原子强度比较共价键氢键范德华力影响其强度的因素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，共价键越稳定范德华力氢键共价键对物质性质的影响①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强(1)氢键属于一种较强的分子间作用力。(2)有氢键的物质，分子间也有范德华力，但有范德华力的物质分子间不一定有氢键。(3)一个氢原子只能形成一个氢键，这是氢键的饱和性。(4)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；同是四面体的CH4和CH3Cl，前者为非极性分子，后者为极性分子。(2012年福建理综节选)(1)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示，呈现这种变化关系的原因是__________________。(2)硼砂是含结晶水的四碳酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如下图所示：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【解析】本题综合考查分子晶体熔沸点高低的决定因素、轨道杂化、配位键、微粒间的作用力等，同时考查学生思维能力、图像处理能力、分析物质结构的能力。(1)硅烷形成的晶体是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。(2)①由球棍模型可以看出，黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化，4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号外三个O原子形成σ键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键；由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m－，其中B为＋3价，O为－2价，H为＋1价，根据化合价可知m＝2。②在晶体中Na＋与Xm－之间为离子键，H2O分子间存在范德华力，而该阴离子能与水分子形成氢键。【答案】(1)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(2)①sp2、sp34,5(或5,4)2②ADE短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同