《步步高2014届新人教课标Ⅰ高三化学一轮总复习资料word版：第十二章 第2讲（2020年整理）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高2014届新人教课标Ⅰ高三化学一轮总复习资料word版：第十二章 第2讲（2020年整理）（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯 第第 2 讲讲 分子结构与性质分子结构与性质 考纲要求 1 了解共价键的形成 能用键能 键长 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 3 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立体构型 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 能列举含有氢键的物质 考点一 共价键 1 本质 在原子之间形成共用电子对 电子云的重叠 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 键 来源 学科网 ZXXK 电子云 头碰头 重叠 来源 学科网 键
2、 电子云 肩并肩 重叠 形成共价键的电子 对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对 的数目 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 特别提醒 1 只有两原子的电负性相差不大时 才能形成共用电子对 形成共价键 当两原子的电负性相差很大 大于 1 7 时 不会形成共用电子对 这时形成离子键 2 同种元素原子间形成的共价键为非极性键 不同种元素原子间形成的共价键为极 性键 4 键参数 1 概念 学 海 无 涯 2 键参数对分子性质的影响 键能越大 键长越短 分子越稳定 5 等电子原理 原子总数相同 价电
3、子总数相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质相 似 如 CO 和 N2 深度思考 1 根据价键理论分析氮气分子中的成键情况 答案 氮原子各自用三个 p 轨道分别跟另一个氮原子形成一个 键和两个 键 2 试根据下表回答问题 某些共价键的键长数据如下所示 共价键 键长 nm C C 0 154 C C 0 134 C C 0 120 C O 0 143 C O 0 122 N N 0 146 N N 0 120 N N 0 110 1 根据表中有关数据 你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些 其影响的结 果怎样 2 键能是 通常 键能越 共价键越 由该键构成的分子越稳定 答案 1 原子半
4、径 原子间形成共用电子对数目 形成相同数目的共用电子对 原 学 海 无 涯 子半径越小 共价键的键长越短 原子半径相同 形成共用电子对数目越多 键长 越短 2 气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量 大 稳定 题组一 键的极性与分子极性的关系 1 在下列物质中 HCl N2 NH3 Na2O2 H2O2 NH4Cl NaOH Ar CO2 C2H4 1 只存在非极性键的分子是 既存在非极性键又存在极性键的分子是 只存在极性键的分子是 2 不存在化学键的是 3 既存在离子键又存在极性键的是 既存在离子键又存在非极性键的是 答案 1 2 3 1 在分子中 有的只存在极性键 如 HCl
5、NH3等 有的只存在非极性键 如 N2 H2等 有的既存在极性键又存在非极性键 如 H2O2 C2H4等 有的不存在化学键 如稀有气体分子 2 在离子化合物中 一定存在离子键 有的存在极性共价键 如 NaOH Na2SO4 等 有的存在非极性键 如 Na2O2 CaC2等 题组二 键 键的判断 2 下列说法中不正确的是 A 键比 键的电子云重叠程度大 形成的共价键强 B s s 键与 s p 键的电子云形状对称性相同 C 碳碳双键的键能是碳碳单键键能的 2 倍 D N2分子中有一个 键 2 个 键 答案 C 解析 键 头碰头 重叠 键 肩并肩 重叠 头碰头 重叠程度大 形成的 共价键强 键形成
6、的是 轴对称 而 键形成的是 镜像对称 在双键中一个 键 一个 键 在三键中一个 键 两个 键 学 海 无 涯 3 下列关于 键和 键的理解不正确的是 A 键能单独形成 而 键一定不能单独形成 B 键可以绕键轴旋转 键一定不能绕键轴旋转 C 双键中一定有一个 键 一个 键 三键中一定有一个 键 两个 键 D 气体单质中一定存在 键 可能存在 键 答案 D 解析 稀有气体分子中不存在化学键 快速判断 键 键的方法 1 通过物质的结构式 可以快速有效地判断键的种类及数目 判断成键方式时 需 掌握 共价单键全为 键 双键中有一个 键和一个 键 三键中有一个 键和两 个 键 2 键比 键稳定 题组三
7、键参数的应用 4 结合事实判断 CO 和 N2相对更活泼的是 试用下表中的键能数据解 释其相对更活泼的原因 CO C O C O C O 键能 kJ mol 1 357 7 798 9 1 071 9 N2 N N N N N N 键能 kJ mol 1 154 8 418 4 941 7 答案 CO 断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量 273 0 kJ mol 1 比断开 N 2 分子的第一个化学键所需要的能量 523 3 kJ mol 1 小 解析 由断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量 1 071 9 798 9 273 0 kJ mol 1 比断开 N2分子的第一个化学键
8、所需要的能量 941 7 418 4 523 3 kJ mol 1 小 可知 CO 相对更活泼 5 下列说法中正确的是 A 分子的键长越长 键能越高 分子越稳定 B 元素周期表中的 A 族 除 H 外 和 A 族元素的原子间不能形成共价键 C 水分子可表示为 H O H 分子的键角为 180 D H O 键键能为 462 8 kJ mol 1 即 18 克 H 2O 分解成 H2和 O2时 消耗能量为 学 海 无 涯 2 462 8 kJ 答案 B 解析 键长越长 键能越小 分子越不稳定 A 项错误 共价键一般是形成于非金 属元素之间 而 A 族是活泼金属元素 A 族是活泼非金属元素 二者形成
9、离子 键 B 项正确 水分子中键的夹角为 104 5 C 项错误 断裂 2 mol H O 键吸收 2 462 8 kJ 能量 而不是分解成 H2和 O2时消耗的能量 D 项错误 学 海 无 涯 分子的空间构型与键参数 键长 键能决定了共价键的稳定性 键长 键角决定了分子的空间构型 一般来说 知道了多原子分子中的键角和键长等数据 就可确定该分子的空间几何构型 题组四 等电子原理应用 6 已知 CO2为直线形结构 SO3为平面正三角形结构 NF3为三角锥形结构 请推测 COS CO2 3 PCl3的空间结构 答案 COS 为直线形结构 CO2 3为平面正三角形结构 PCl3为三角锥形结构 解析
10、COS 与 CO2互为等电子体 其结构与 CO2相似 所以其为直线形结构 CO 2 3 与 SO3互为等电子体 结构相似 所以 CO 2 3为平面正三角形结构 PCl3与 NF3互 为等电子体 结构相似 所以 PCl3为三角锥形结构 7 1919 年 Langmuir 提出等电子原理 原子数相同 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 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
11、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 答案 1 N2 CO N2O CO2 2 SO2 O3 解析 1 仅由第二周期元素组成的共价分子中 即 C N O F 组成的共价分子 如 N2与 CO 均为 14 个电子 N2O 与 CO2均为 22 个电子 2 依题意 只要原子数相同 各原子最外层电子数之和相同 即可互称为等电子体 NO 2为三原子 各原子最外层电子数之和为 5 6 2 1 18 SO2 O3也为三原子 各原子最外层电子数之和为 6 3 18 学 海 无 涯 学 海 无 涯 记忆等电子体 推测等电子体的性质 1 常见的等电子体汇总 微粒 通式 价电子总数 立
12、体构型 CO2 CNS NO 2 N 3 AX2 16e 直线形 CO 2 3 NO 3 SO3 AX3 24e 平面三角形 SO2 O3 NO 2 AX2 18e V 形 SO 2 4 PO 3 4 AX4 32e 正四面体形 PO 3 3 SO 2 3 ClO 3 AX3 26e 三角锥形 CO N2 AX 10e 直线形 CH4 NH 4 AX4 8e 正四面体形 2 根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构 并推测其物 理性质 BN x与 C2 x N2O 与 CO2等也是等电子体 硅和锗是良好的半导体材料 他 们的等电子体磷化铝 AlP 和砷化镓 GaAs 也是很好
13、的半导体材料 白锡 Sn2 与 锑化铟是等电子体 它们在低温下都可转变为超导体 SiCl4 SiO 4 4 SO 2 4的原 子数目和价电子总数都相等 它们互为等电子体 中心原子都是 sp3杂化 都形成 正四面体形立体构型 特别提醒 等电子体结构相同 物理性质相近 但化学性质不同 考点二 分子的立体结构 1 价层电子对互斥理论 1 价层电子对在球面上彼此相距最远时 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 电子 对数 成键 对数 孤电子 对数 电子对立体 构型 分子立体构型 实例 键角 学 海 无 涯 2 2 0 直线形 直线形 BeCl2 18
14、0 3 3 0 三角形 平面正三角形 BF3 120 2 1 V 形 SnBr2 105 4 4 0 正四面体形 正四面体形 CH4 109 28 3 1 三角锥形 NH3 107 2 2 V 形 H2O 105 特别提醒 1 价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型 而分子的立体 构型指的是成键电子对的立体构型 不包括孤电子对 当中心原子无孤电子对时 两者的构型一致 当中心原子有孤电子对时 两者的构型不一致 2 价层电子对互斥理论能预测分子的几何构型 但不能解释分子的成键情况 杂化 轨道理论能解释分子的成键情况 但不能预测分子的几何构型 两者相结合 具有 一定的互补性 可达到处理问题简
15、便 迅速 全面的效果 2 杂化轨道理论 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 3 配位键 1 孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对 2 配位键 配位键的形成 成键原子一方提供孤电子对 另一方提供空轨道形成共价键 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 如 学 海 无 涯 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 3 配合物 如 Cu NH3 4 S
16、O4 配位体有孤电子对 如 H2O NH3 CO F Cl CN 等 中心原子有空轨道 如 Fe3 Cu2 Zn2 Ag 等 深度思考 填表 VSEPR 模型和分子 离子 立体模型的确定 化学式 孤电子对数 a xb 2 键电子 对数 价层电 子对数 VSEPR 模型 名称 分子或离子的 立体模型名称 中心原子 杂化类型 CO2 0 2 2 直线形 直线形 sp ClO 3 1 4 四面体形 直线形 sp3 HCN 0 2 2 直线形 直线形 sp CH CH 直线形 sp H2O 2 2 4 四面体形 V 形 sp3 H2S 2 2 4 四面体形 V 形 sp3 SO2 1 2 3 平面三角形 V 形 sp2 BF3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 SO3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 CO2 3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 NO 3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 HCHO 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 NH3 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 NCl3 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp3 H3O 1 3
