2020届高三化学一轮复习 专题8 第37讲 分子结构与性质课件 苏教版

专题八物质结构与性质(选考)第37讲分子结构与性质目标导航复习目标1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.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。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。5.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。6.分子间作用力与物质的性质。了解范德华力的含义及对物质性质的影响。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。知识体系课前思考问题1：怎样书写物质对应的等电子体？[答案]方法一：同族元素上下交换，用相同主族的其他元素去替换，不改变价电子总数，即可得到相应的等电子体。如CO2与CS2。方法二：相邻元素左右移动，将同周期元素向左移动，价电子数减少1，将同周期元素向右移动，价电子数增加1，如果同时移动，则价电子数不变。如N2与CO。方法三：分子、离子变换，可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子，变换过程中注意电荷改变时，伴有元素种类的改变。如CH4与NH＋4、CO与CN－。课前思考问题2：键的极性和分子的极性有怎样的关系？[答案]分子的极性是分子中化学键的极性的向量和。a.以极性键结合成的双原子分子是极性分子。如：HCl、HF、HBr。b.以非极性键结合成的双原子分子是非极性分子。如：O2、H2。c.以极性键或非极性键结合成的多原子分子，有的是极性分子，也有的是非极性分子。d.多原子分子的极性，应由键的极性和分子的空间构型共同来决定。当分子中各个键的极性的向量和等于零时(结构对称)，是非极性分子，如CO2、BF3、CCl4；当分子中各个键的极性向量和不等于零时(结构不对称)，是极性分子，如SO2、NH3、H2O。课前8min栏目导航考点透视质量验收课前8min1.(1)(2018·广东茂名二模)AlCl3在178℃时升华，属于________晶体，其蒸气的相对分子质量约为267，蒸气分子的结构式为____________________(标明配位键)，其中Al原子的杂化方式为________。(2)(2018·广东佛山模拟)单质硫与熟石灰加热产物之一为CaS3，S2－3的几何形状是________，中心原子杂化方式是________，与其互为等电子体的分子是___________________(举一例)。分子sp3V形sp3OF2(或Cl2O)(3)(2017·济南一模)铜是重要的过渡元素，能形成多种配合物，如Cu2＋与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如下图所示配离子。①Cu2＋与乙二胺所形成的配离子内部不含有的化学键类型是________(填字母)。a.配位键b.极性键c.离子键d.非极性键②乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为________，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺。但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_______________________________________________________。csp3乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键[解析](2)S2－3形成2个σ键，孤电子对数为6＋2－2×22＝2，几何形状是V形，中心原子杂化方式是sp3；S2－3有3个原子、20个价电子，所以与S2－3互为等电子体的分子是OF2或Cl2O。(3)①铜离子提供空轨道，乙二胺中氮原子提供孤对电子形成配位键，乙二胺中C—H键、N—H键、C—N键为极性键，C—C键为非极性键，Cu2＋与乙二胺所形成的配离子内部不含有离子键。②氮原子形成4个σ键(配位键也是σ键)，乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为sp3。2.(2018·安徽蚌埠二模)下表为周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素，用化学用语回答以下问题。(1)其中属于过渡元素的是______________，比较②的氢化物与同族第3、4周期元素所形成的氢化物沸点高低并说明理由：___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)②与③中第一电离能较小的元素是________。NH3AsH3PH3，NH3可以形成分子Mn、Fe、Ni间氢键，沸点最高；AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高O(3)①形成的有机试剂在有机合成中有重要应用，但极易与O2、CO2等反应。下列说法不正确的是________(填字母)。a.CO2中键σ键与π键的数目之比为1∶1b.游离态和化合态①元素均可由特征发射光谱检出c.叔丁基锂([(CH3)3C]Li)中碳原子的杂化轨道类型为sp3和sp2c[解析]由元素周期表可知，①为Li，②为N，③为O，④为F，⑤为Na，⑥为Cl，⑦为Ca，⑧为Mn，⑨为Fe，⑩为Ni。(2)N原子p轨道为半充满状态，结构稳定，因此第一电离能大于相邻的氧原子。(3)CO2的结构简式为O===C===O，双键含有1个σ键、1个π键，a正确；每种原子都有自己的特征谱线，游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出，b正确；叔丁基锂[(CH3)3C]Li中碳原子的杂化轨道数目均为4，碳原子均采取sp3杂化，c错误。3.(2018·广东惠州三模)在电解炼铝过程中要加入冰晶石(用“A”代替)。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3===2A＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空：(1)冰晶石的化学式为___________，含有离子键、________________________(填化学键名称)。(2)生成物中含有10个电子的分子是________(填分子式)，该分子的空间构型为________，中心原子的杂化方式为________。(3)反应物中电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：__________________。Na3AlF6共价键、配位键H2OV形sp3F[解析](1)根据质量守恒可知冰晶石的化学式为Na3AlF6，该物质中Na＋和AlF－6之间存在离子键，Al原子和F原子之间存在配位键和共价键。(2)H2O中含有10个电子，水分子中含有2个共价单键和2个孤电子对，所以其空间构型为V形，O原子采用sp3杂化。4.(2018·广东二模)铜及其合金是人类最早使用的金属材料，Cu2＋能与NH3形成配位数为4的配合物[Cu(NH3)4]SO4。(1)铜元素在周期表中的位置是______________________，[Cu(NH3)4]SO4中，N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________。(2)[Cu(NH3)4]SO4中，存在的化学键类型有________(填字母)。A.离子键B.金属键C.配位键D.非极性键E.极性键(3)NH3中N原子的杂化轨道类型是________，写出一种与SO2－4互为等电子体的分子的化学式：_________________________________。(4)[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为_______________。第4周期ⅠB族NOSACEsp3CCl4(或其他合理答案)平面正方形[解析](1)同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小，由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOS。(2)[Cu(NH3)4]SO4是配位化合物，其中所含的化学键有极性共价键、离子键、配位键。(3)NH3中N原子价层电子对数＝3＋5－1×32＝4，所以N采用sp3杂化，与SO2－4互为等电子体的分子为CCl4。(4)[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，说明结构不是正四面体形，而是平面正方形。考点透视考点1共价键和配位键基础梳理1.共价键(1)它在原子间形成_______________。共价键的特征：_____________________；共价键根据共用电子对是否偏移可分为：极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。其中极性共价键指__________________形成的共价键；非极性共价键指_______________形成的共价键。共用电子对饱和性、方向性不同种原子间同种原子间(2)σ键与π键的比较键型σ键π键成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称牢固程度键强度较大，不易断裂键强度较小，容易断裂旋转σ键______旋转π键_________旋转成键判断规律共价单键全是σ键，共价双键中一个是σ键、另一个是π键，共价三键中一个是σ键、另两个为π键可以不可以σ键H2的σ键形成：HCl的σ键形成：Cl2的σ键形成：π键大π键苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合，每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键，这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同2.键参数共价键的键参数主要包括______、______、______。键能是指气态基态原子形成1mol化学键所释放的最低能量；键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距；键角是指在原子个数超过2个的分子中，两个共价键之间的夹角。一般来说，键能越___，键长越___，分子越稳定。键能键长键角大短3.配位键(1)一方原子(或离子)提供____________，另一方中心原子(或离子)有能够接受孤对电子的_________，两者之间形成的“化学键”叫配位键。一般，配体的数目称为配位数，配离子和另一带相反电荷的离子(称为外界离子)通过离子键组成配合物。配位化合物中心原子(或离子)与配体之间的单键也是σ键。(2)配位键本质上属于共价键。常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH＋4可表示为(在NH＋4中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H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)。孤对电子空轨道(3)特殊的配位体形成的配合物①螯合配位体：一个配位体中的几个配位原子能直接和同一个金属离子配位，形成具有环状结构的配合物。如乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6个配位原子。②π键配位体：CO、环戊二烯基(C5H5—)等含有π键的配位体，常和过渡金属结合形成配合物。如二茂铁Fe(C5H5)2、金属羰基化合物等。举题悟法(1)1molHCHO分子中含有σ键的数目为________。(2)(2017·江苏卷)1mol丙酮(分子中含有σ键的数目为________。(3)1mol乙醛分子中含有σ键的数目为________。(4)(2018·广东肇庆二模)甲醛HCHO分子中π键和σ键的个数之比为________。3mol9mol6mol1∶3(5)下列物质中，只含有极性键的分子是________，既含离子键又含共价键的化合物是________；只存在σ键的分子是________，同时存在σ键和π键的分子是________。(填字母)A.N2B.CO2C.CH2Cl2D.C2H4E.C2H6F.CaCl2G.NH4Cl(6)(2018·广东肇庆二模)甲苯分子中能够共平面的原子最多为________个；苯环不易被卤素加成，而比较容易被卤素取代苯环上的氢，原因是___________________________________________________________________。BCGCEABD13苯环上存在大π键(或双键平均化)(7)(2017·全国Ⅱ卷)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4