《2015届高考化学大一轮复习(苏教版通用)配套导学案:学案57 分子结构与性质(含答案解析)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2015届高考化学大一轮复习(苏教版通用)配套导学案:学案57 分子结构与性质(含答案解析)(10页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、学案学案 57 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空间结构。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。知识点一 共价键1本质 原子之间形成_。 2特征 具有_性和_性。 3分类 分类依据类型 键电子云“头碰头”重叠形成共价键的原子轨道重叠方式 键电子云“肩并肩”重叠极性键共用电子对发生偏移形成共价键的电子对是否偏移 非极性键共用电子对
2、不发生偏移 4.键参数 (1)键能 键能:气态基态原子形成_化学键释放的最低能量。 单位:_,用 EAB表示,如 HH 键的键能为 436.0 kJmol1,NN 键 的键能为 946 kJmol1。 应为气态基态原子:保证释放能量最低。 键能为衡量共价键稳定性的参数:键能越大,即形成化学键时释放的能量越_, 形成的化学键越_。 结构相似的分子中,化学键键能越大,分子越稳定。 (2)键长 键长:形成共价键的两个原子之间的_为键长。因成键时原子轨道发生重叠, 键长小于成键原子的原子半径之和。 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。 键长越短,键能越_,共价键越_。 (3)键角 键角:在原子数超过
3、2 的分子中,两个共价键之间的夹角称为键角。 键角决定了分子的_。 多原子分子中共价键间形成键角,表明共价键具有_性。 常见分子中的键角:CO2分子中的键角为_,为_形分子;H2O 分 子中键角为 105,为_形(或_形)分子;CH4分子中键角为 10928,为 _形分子。 5等电子原理 原子总数、价电子总数均相同的分子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质。 这样的分子(或微粒)互称为_。 问题思考 1怎样判断原子间所形成的化学键是离子键,还是共价键,是极性键还是非极性键?2所有的共价键都有方向性吗?3 键和 键哪个活泼?知识点二 分子的立体构型 1价层电子对互斥模型的两种类型 价层电子对
4、互斥模型说明的是_的空间构型,而分子的空间构型指的是 _的空间构型,不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时,两者的构型_; (2)当中心原子有孤电子对时,两者的构型_。 2杂化轨道理论 当原子成键时,原子的价轨道相互混杂,形成与原轨道数相等的能量相同的杂化轨道。 杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的立体构型不同。 3价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子立体构型的关系 (1)杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例spBeCl2 sp2BF3 sp3CH4 (2)价层电子对互斥模型电子对数成键对数孤电子对 数电子对 空间构 型分子立 体构型实例220直线形直线
5、形BeCl230正三角 形BF33 21三角形 V 形SnBr240正四面 体形CH431三角锥 形NH3422四面体 形V 形H2O 4.配位化合物 (1)配位键:成键原子一方提供孤对电子,另一方提供空轨道。 (2)配位化合物: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。 (3)组成:如对于Ag(NH3)2OH,中心离子为 Ag,配体为 NH3,配位数为 2。 问题思考 4CH4和 H2O 的杂化方式是否相同?怎样理解其分子立体结构的不同?知识点三 分子的结构与性质 1键的极性和分子极性 (1)极性键和非极性键 极性键:_的共 价键。 非极性键:_的共 价键。
6、(2)极性分子和非极性分子 极性分子:正电中心和负电中心_的分子。 非极性分子:正电中心和负电中心_的分子。2范德华力及其对物质性质的影响 (1)概念 _与_之间存在着的一种把分子聚集在一起的作用力。 (2)特点 范德华力_,约比化学键的键能小 12 个数量级。 (3)影响因素 _越大,则范德华力越大。 _越大,则范德华力越大。 (4)对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的_性质,化学键主要影响物质的_性质。 3氢键及其对物质性质的影响 (1)概念 氢键是一种_,它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢 原子与另一个分子中_的原子之间的作用力。其表示方法为_。 (2)特点 大小:介于_和_
7、之间,约为化学键的_分之几,不属于化学键。存在:氢键不仅存在于_,有时也存在于_。 氢键也和共价键一样具有_性和_性。 (3)对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点_,对电离和溶解等产生影响。 4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 _。如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性_。 (2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇与水_,而戊醇在水中的 溶解度明显_。 (3)如果溶质与水发生反应,将增加物质的溶解度,如_等。 问题思考 5由极性键形成的分子一定是极性分子吗?6氢键是化学键吗?怎样理解氢键的强、弱对分子熔、沸点的影响?
8、一、范德华力、氢键、共价键的比较完成下列表格 范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存 在的一种相互作用力, 又称分子间作用力原子间通过共用电子 对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间 氢键极性共价键、非极性 共价键存在范围双原子或多原子的分 子或共价化合物和某 些离子化合物特征(有、无方向性 和饱和性) 强度比较影响强度的因素对于 A HB,A、B 的电负 性越大,B 原子的半 径越小,键能越大对物质 性质的 影响影响物质的熔、沸 点、溶解度等物理性 质 组成和结构相似的 物质,随相对分子质 量的增大,物质的熔、 沸点升高。如熔、沸 点 F2H2S,HFHCl ,NH3PH3典例导悟 1
9、已知和碳元素同主族的 X 元素位于元素周期表中的第 1 个长周期,短周 期元素 Y 原子的最外层电子数比内层电子总数少 3,它们所形成化合物的分子式是 XY4。 试回答: (1)若 X、Y 两元素电负性分别为 2.1 和 2.85,则 XY4中 X 与 Y 之间的化学键为 _(填“共价键”或“离子键”)。 (2)该化合物的立体构型为_,中心原子的杂化类型为_,分子为 _(填“极性分子”或“非极性分子”)。 (3)该化合物在常温下为液体,该化合物中分子间作用力是_。 (4)该化合物的沸点与 SiCl4 比较,_(填化学式)的高,原因是 _ _ _。 二、等电子原理及应用 1常见的等电子体汇总(完
10、成下表) 微粒通式价电子总数立体构型 CO2、CNS、NO、N 2 3AX2 CO、NO、SO323 3AX3 SO2、O3、NO 2AX2V 形 SO、PO2434AX4PO、SO、ClO3323 3AX3三角锥形 CO、N2AX直线形 CH4、NH 4AX4 2.应用 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。 (1)(BN)x与(C2)x,N2O 与 CO2等也是等电子体;(2)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)也是很好的半导体材料;(3)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;
11、(4)SiCl4、SiO、SO的原子数目和价电子总数都相等,它们互为等电子体,中心4424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。典例导悟 2 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特征。 在短
12、周期元素组成的物质中,与 NO互为等电子体的分子有:_、_。 212011课标全国卷37(3)(4)(3)在 BF3分子中,FBF 的键角是_,B 原子的杂化轨道类型为_,BF3和过量 NaF 作用可生成 NaBF4,BF的立体 4构 型为_。 (4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内 B 原子与 N 原子之间的化学键为 _,层间作用力为_。 22011福建理综,30(3)(4)(3)肼(N2H4)分子可视为 NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨 基)取代形成的另一种氮的氢化物。 NH3分子的空间构型是_;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 _。 肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
13、 N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g) H1 038.7 kJmol1 若该反应中有 4 mol NH 键断裂,则形成的 键有_mol。 肼能与硫酸反应生成 N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则 N2H6SO4的晶 体 内不存在_(填标号)。 a离子键 b共价键 c配位键 d范德华力 (4)图 1 表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内 4 个氮原子分别位于正四面体的 4 个顶点(见图 2)。分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成 4 个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是_(填标号)。 aCF4 bCH4 cNH dH2O 4 32011山东理综32(2)(3)(2)H2O 分子内的 OH 键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_