2019-2020学年高中化学 第二章 分子结构与性质 学科素养2 分子结构与性质课件 新人教版选修

学科素养2分子结构与性质网络构建热点聚焦综合演练章末达标检测卷(二)[网络构建]一、共价键共价键本质：在原子之间形成共用电子对特征方向性：决定分子的立体构型ssσ键没有方向性饱和性：决定分子的组成成键方式σ键：两个轨道“头碰头”重叠，电子云是轴对称的π键：两个轨道“肩并肩”重叠，电子云是镜面对称的共价键规律共价单键—σ键共价双键—一个σ键，一个π键共价三键—一个σ键，两个π键键参数键能：键能越大，键越稳定键长：键长越短，键越稳定键角：描述分子空间构型类型极性键：A—B非极性键：A—A特殊形式：配位键A→B二、分子的空间构型分子的空间构型理论解释价层电子对互斥模型VSEPR模型原理应用杂化轨道理论sp杂化：直线形sp2杂化：平面三角形sp3杂化：正四面体形等电子体分子的空间构型常见分子的空间构型BeCl2杂化类型sp，空间构型直线形H2O杂化类型sp3，空间构型V形BF3杂化类型sp2，空间构型平面三角形NH3杂化类型sp3，空间构型三角锥形CH4杂化类型sp3，空间构型正四面体形三、分子的性质分子的性质分子的极性只含非极性键：非极性分子含极性键空间结构不对称：极性分子空间结构对称：非极性分子分子的性质范德华力对物质性质的影响：范德华力越大，熔沸点越高氢键对物质性质的影响分子内：熔、沸点降低分子间：熔、沸点升高溶解性：相似相溶原理分子的手性手性碳原子手性异构体手性分子无机含氧酸分子的酸性：HOmROn，R相同，n越大，酸性越强[热点聚焦]热点一判断分子或离子立体构型的四种方法1．根据价层电子对互斥理论判断中心原子的价层电子对数与分子的立体构型有密切联系，对ABm型化合物，A的价层电子对数：n＝A的价电子数＋B的价电子数×m2一般来讲，价电子数即为最外层电子数，但B为卤素、氢原子时，提供1个价电子；若为氧原子、硫原子时，则不提供电子；若有成单电子时，则看成电子对。如果价层电子对中有未成键的孤电子对，则分子立体结构发生相应的变化。2．根据杂化轨道类型判断由于杂化轨道类型不同，杂化轨道的夹角也不同，其成键时键角也不相同，故杂化轨道的类型与分子的立体构型有关，具体如下表：杂化类型用于杂化的原子轨道数杂化轨道间的夹角立体构型sp杂化2180°直线形sp2杂化3120°平面三角形sp3杂化4109°28′四面体形3.根据共价键的键角判断分子的立体构型与共价键的键角的关系如下表：分子类型键角分子的立体构型实例180°直线形CO2、BeCl2等AB2型＜180°V形H2O、H2S等120°平面三角形BF3、BCl3等AB3型＜120°三角锥形NH3、H3O＋等AB4型109°28′正四面体形CH4、CCl4等4.根据等电子原理判断通常情况下，等电子体的立体构型相同，例如SO2与O3均为V形结构，CH4与NH＋4均为正四面体形结构。[典例1]下列分子或离子中，中心原子价层电子对的立体构型为四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的是()A．NH＋4B．PH3C．H3O＋D．OF2[解析]中心原子价层电子对的立体构型为四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的只能是由3个原子组成的分子，中心原子有2对孤电子对。OF2为V形结构；NH＋4是三角锥形的NH3结合一个H＋后形成的正四面体形结构；H3O＋是V形的H2O结合一个H＋后形成的三角锥形结构；PH3中P原子有一对孤电子对，呈三角锥形。[答案]D[即时训练]1．根据所学内容，完成下表：杂化类型用于杂化的轨道杂化轨道间的夹角杂化轨道构型实例spCO21个s轨道和2个p轨道SO3正四面体形CH4解析：sp杂化轨道是1个s轨道和1个p轨道杂化形成的，sp2杂化轨道是1个s轨道和2个p轨道杂化形成的，sp3杂化轨道是1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。sp杂化轨道间的夹角是180°，立体构型为直线形；sp2杂化轨道间的夹角是120°，立体构型为平面三角形；sp3杂化轨道间的夹角是109°28′，立体构型为正四面体形。答案：杂化类型用于杂化的轨道杂化轨道间的夹角杂化轨道构型实例1个s轨道1个p轨道180°直线形sp2120°平面三角形sp31个s轨道和3个p轨道109°28′热点二对氢键的理解1．从形成过程认识氢键氢原子与电负性很大、半径很小的原子X(F、O、N)以共价键形成强极性键H—X，这个氢原子还可以被另一个键上具有孤电子对、电负性大、半径小的原子Y吸引，形成具有X—H…Y形式的物质。这时氢原子与Y原子之间的相互作用叫作氢键。X和Y可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子。一般分子形成氢键必须具备两个基本条件：(1)与电负性很大的原子X(F、O、N)形成强极性键的氢原子。(2)较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子Y(F、O、N)。2．从对物质性质的影响认识氢键根据氢键形成的环境不同可将氢键分为分子间氢键和分子内氢键。分子间氢键的形成增强了分子间作用力，导致化合物的熔、沸点升高；分子内氢键的形成则削弱了分子间作用力，导致化合物的熔、沸点降低。氢键还会对物质的溶解性、酸性等有不同程度的影响。3．从三种作用力的区别认识氢键氢键是一种非化学键作用力，比化学键弱得多，但比范德华力稍强，可以说氢键是一种比较强的分子间作用力。化学键存在于分子内，是将原子结合成分子的作用力；分子间作用力存在于分子间，是保持物质聚集状态的作用力，它们本质上都是静电作用，但大小相差好几个数量级。氢键既可存在于分子内又可存在于分子间，但无论是哪种情况，它都不是形成分子的必要条件(破坏氢键只改变聚集状态而不使分子本身发生变化)，而且它只存在于某些特定的分子之间，大小又与其他分子间作用力相近，表示时也只用虚线，表示它和化学键不是一个级别，因此它是分子间作用力。[典例2]下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是()A．乙醇与氯乙烷B．邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D．H2O与H2Te[解析]邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键，沸点较低；而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B选项正确。对于A选项，由于乙醇可以形成分子间氢键，而氯乙烷不可以形成氢键，所以乙醇的沸点高于氯乙烷的沸点；同理，D选项中H2O的沸点高于H2Te的沸点。[答案]B[即时训练]2．下列说法正确的是()A．HF的稳定性很强，是因为HF分子之间能形成氢键B．水结成冰时，H—O键的键长变长，密度减小C．含氢元素的化合物中一定有氢键D．能与水分子形成氢键的物质易溶于水解析：氢键是一种比较强的分子间作用力，它主要影响物质的物理性质，如熔沸点、密度、溶解度等，而分子的稳定性由共价键的强弱决定，与氢键无关，A项错误。在冰中，水分子之间以氢键结合，形成相当疏松的晶体，在结构中有许多空隙，造成冰的密度比水的密度小，B项错误。形成氢键必须有电负性很大的非金属元素，如N、O、F，其他元素则不易形成氢键，C项错误。答案：D[综合演练]1．下列说法不正确的是()A．某粒子立体构型为平面三角形，则中心原子一定是sp2杂化B．某粒子立体构型为V形，则中心原子一定有孤电子对C．某粒子立体构型为三角锥形，则该粒子一定是极性分子D．某粒子立体构型为正四面体，则键角一定是109°28′解析：某粒子立体构型为平面三角形，则中心原子的杂化方式是sp2杂化，A正确；某粒子立体构型为V形，则中心原子一定含有孤电子对，B正确；某粒子立体构型为三角锥形，则该粒子正负电荷的重心不重合，则该分子一定是极性分子，C正确；某粒子立体构型为正四面体，则键角可能是109°28′，也可能是60°，D错误。答案：D2．原子轨道的杂化不但出现在分子中，原子团中同样存在原子轨道的杂化。在SO2－4中S原子的杂化方式为()A．spB．sp2C．sp3D．无法判断解析：在SO2－4中S原子的孤电子对数为0，与其相连的原子数为4，所以根据杂化轨道理论可推知中心原子S的杂化方式为sp3杂化，立体构型为正四面体形，类似于CH4。答案：C3．关于氢键，下列说法正确的是()A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键B．冰中存在氢键，水中不存在氢键C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致解析：氢键属于分子间作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，不属于化学键，分子间氢键的存在，增强了分子间作用力，使物质的熔、沸点升高，A项错误，C项正确；在冰和水中都存在氢键，而H2O的稳定性主要是由分子内的O—H键键能决定的，B、D项错误。答案：C4.如图每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA族中某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是()A．H2SB．HClC．PH3D．SiH4解析：在ⅣA～ⅦA族中的氢化物里，NH3、H2O、HF因存在氢键，其沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，故a点代表的应是SiH4。答案：D5．按要求完成下列空白。(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。(2)①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是____________________。②CS2分子中，共价键的类型有________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同立体构型和键合形式的分子或离子________。(3)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：①C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型为________。②化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为______________________。解析：(1)①根据价层电子对互斥理论，SO2－4的价层电子对数为4，孤电子对数为12(6＋2－4×2)＝0，其立体构型为正四面体形。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋提供空轨道，NH3中N原子提供孤电子对，Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为配位键。(2)①碳原子核外最外层有4个电子，在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子，也很难得到4个电子形成阴离子。因此，碳在形成化合物时，主要通过共用电子对形成共价键。②CS2分子中，存在σ键和π键。CS2分子中，C原子的价层电子对数为2，杂化轨道类型为sp。根据等电子理论，与CS2具有相同立体构型和键合形式的分子有CO2、COS和N2O，离子有NO＋2、SCN－。(3)C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C为P元素。A、B的原子序数小于C，且A2－和B＋具有相同的电子构型，则A为O元素，B为Na元素。C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，则D为Cl元素。①P和Cl元素形成的组成比为1∶3的化合物E为PCl3，中心原子P形成3个σ键且含有1对未成键的孤电子对，故P原子采取sp3杂化，分子构型为三角锥形。②化合物D2A为Cl2O，其中O原子形成2个σ键且含有2对未成键的孤电子对，则O原子采取sp3杂化，故Cl2O为V形结构，中心原子O的价层电子对数为4。Cl2与湿润的Na2CO3反应可生成Cl2O，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物NaC