2021版高考化学一轮复习第十二章物质结构与性质第二节分子结构与性质课件新人教版

第二节分子结构与性质最新考纲1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π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．能用价层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结构。5．了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6．了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。考点一共价键/知识·再认再现1．本质和特征共价键的本质是在原子之间形成___________，其特征是具有_______和_______。共用电子对饱和性方向性理清概念基础需抓牢2．分类分类依据类型__键电子云“_______”重叠形成共价键的原子轨道重叠方式__键电子云“_______”重叠____键共用电子对____偏移形成共价键的电子对是否偏移______键共用电子对______偏移___键原子间有_____共用电子对___键原子间有_____共用电子对原子间共用电子对的数目___键原子间有_____共用电子对σ头碰头π肩并肩极性发生非极性不发生单一对双两对三三对3．σ键和π键判断的一般规律共价单键是σ键；共价双键中含有___个σ键，___个π键；共价三键中含有___个σ键，___个π键。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。一一一两大短5．等电子原理(1)含义：原子总数相同、___________相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，如CO和N2。(2)常见的等电子体归纳微粒通式价电子总数立体构型CO2、SCN－、NO＋2、N－3AX216e－直线形CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形SO2、O3、NO－2AX218e－V形SO2－4、PO3－4AX432e－正四面体形PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形CO、N2AX10e－直线形CH4、NH＋4AX48e－正四面体形价电子总数题组·跟进训练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)键长等于成键两原子的半径之和()(3)在任何情况下，都是σ键比π键强度大()(4)分子间作用力越大，分子的稳定性越强()(5)s­sσ键与s­pσ键的电子云形状对称性相同()(6)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转()(7)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍()×××××√√2．现有下列物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(CHN)。(1)只有σ键的是________(填序号，下同)。(2)既有σ键，又有π键的是________。(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成σ键的是________。(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成σ键的是________。(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成σ键的是________。答案：(1)①②③⑥⑦⑧(2)④⑤⑨(3)⑦(4)①③⑤⑥⑧⑨(5)②④⑤⑥⑧⑨3．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于__________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π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π键的数目为________。(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σ键、π键数目为________。A．4个σ键B．2个σ键、2个π键C．2个σ键、1个π键D．3个σ键、1个π键答案：(1)σ极性(2)1∶1(3)30(4)D4．回答下列问题。(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________。(2)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________、________。(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为__________(填化学式)，阴离子为________。(4)与N2互为等电子体的阴离子是________，阳离子是________。答案：(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3(3)H2F＋NH－2(4)CN－(或C2－2)NO＋考点二分子的立体构型/知识·再认再现1．价层电子对互斥理论(1)理论要点①价层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。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。理清概念基础需抓牢(2)价层电子对数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。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。(3)示例分析价层电子对数σ键电子对数孤电子对数价层电子对立体构型分子立体构型实例220____________CO230平面三角形BF3321__________SO240正四面体形CH431________NH3422____________H2O直线形直线形四面体形V形三角锥形V形三角形2．杂化轨道理论(1)理论要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道的三种类型(3)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°___________BF3sp34109°28′________CH4平面三角形四面体形(4)杂化类型的判断方法根据杂化轨道的空间分布构型判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化；②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化；③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化根据杂化轨道之间的夹角判断①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化；②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化；③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化根据等电子原理结构相似进行推断如CO2是直线形分子，SCN－、NO、N与CO2是等电子体，所以其立体构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化3．配位键和配合物(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对。(2)配位键①配位键的形成：成键原子一方提供________，另一方提供______形成共价键。②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。孤电子对空轨道(3)配合物金属离子(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，如[Cu(NH3)4]SO4。配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子(或离子)有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。题组·跟进训练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)杂化轨道只用于形成σ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结构()(3)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道()(4)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化()(5)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化()(6)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形()(7)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数()√××××√√2．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是()解析：乙醛中甲基中的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化；丙烯腈中双键连接的两个碳原子采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化；甲醛中碳原子采取sp2杂化；丙炔中甲基中的碳原子采取sp3杂化，三键连接的两个碳原子采取sp杂化。答案：A3．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为()A．直线形sp杂化B．V形sp2杂化C．三角锥形sp3杂化D．平面三角形sp2杂化解析：氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5和原子组成，可知阴离子为NO－3、阳离子为NO＋2，NO＋2中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，阳离子的立体构型为直线形，故A项正确。答案：A4．铜的化合物在很多领域有重要的用途，如五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的立体构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是__________________________________________________________________________。(2)胆矾CuSO4·5H2O可写作[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：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3d84s1D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去答案：(1)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键(2)D考点三分子间作用力与分子的性质/知识·再认再现1．分子间作用力(1)概念：物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，称之为分子间作用力，其主要分为：范德华力和氢键。理清概念基础需抓牢(2)范德华力与物质性质实质范德华力的实质是电性作用，无______和_______影响因素①一般来说，组成和结构相似的物质，随着____________的增大，范德华力逐渐增强；②相对分子质量相近的分子，分子的极性越大，范德华力____范德华力与物质性质范德华力主要影响物质的熔沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔、沸点越高，硬度越大饱和性方向性相对分子质量越强(3)氢键与物质性质形成由已经与__________的原子形成共价键的______与另一个电负性很强的原子之间形成的作用力表示方法A—H…B①A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子②A、B可以相同，也可以不同特征具有一定的性和性分类_______氢键和_______氢键物质性质分子间氢键使物质的熔、沸点____，对电离和溶解度等产生影响电负性很强氢原子方向饱和分子内分子间升高2．分子的极性(1)非极性分子与极性分子的判断(2)键的极性、分子空间构型与分子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_____形_____分子CO2、CS2极性键_____形______分子SO2极性键V形极性分子XY2(X2Y)H2O、H2S极性键V形____分子BF3极性键__________形非极性分子XY3NH3极性键______形____分子XY4CH4、CCl4极性键________形______分子直线极性直线非极性极性平面正三角三角锥极性正四面体非极性3．分子的溶解性(1)“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于______溶剂，极性溶质一般能溶于____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____。(2)随着溶质分子中憎水基个数的增大，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。非极性