《山东省2015届高三高考化学一轮复习讲义：分子的立体结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省2015届高三高考化学一轮复习讲义：分子的立体结构（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 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220直线形直线形BeCl218030平面正三角形BF3120 3 21三角形 V 形SnBr210540正四面体形CH41092831三角锥形NH3107422正四面体形V 形H2O1052 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
2、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NH可表示为，在 NH中，虽然有一个 NH 键形成过程与其他 3 4 4个 NH 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)4SO4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(axb)/2 键电子对数价层电子对数V
3、SEPR 模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型ClO314四面体形直线形sp3HCN022直线形直线形spCHCH直线形spH2S224四面体形V 形sp3SO2123平面三角形V 形sp2SO3033平面三角形平面三角形sp2NO 3033平面三角形平面三角形sp2HCHO033平面三角形平面三角形sp2NCl3134四面体形三角锥形sp3H3O134四面体形三角锥形sp3ClO 3134四面体形三角锥形sp3CH4044正四面体形正四面体形sp3PO34044正四面体形正四面体形sp3CH2=CH2平面形sp2C6H6平面六边形sp2CH3COOHsp3，sp2特别提醒 (1)
4、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。如：中心原子采取 sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如 CH4)，也可以为三角锥形(如 NH3)，也可以为 V 形(如 H2O)。(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，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。题组一 价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的综合
5、考查1 下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是( )A分子中中心原子通过 sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构B杂化轨道只用于形成 键或用于容纳未参与成键的孤电子CH2SO4分子中三种原子均以杂化轨道成键DN2分子中 N 原子没有杂化，分子中有 1 个 键、2 个 键答案 C解析 H2O 分子中的中心原子 O 为 sp3杂化，H2O 的空间构型为 V 形；H2SO4分子中氢原子没有发生轨道杂化。2 原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：(1)BF3分子的立体结构为_，NF3分子的立体结构为_。(2)碳原子有 4 个价电子，在形成化合物时价电
6、子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取 sp 杂化的分子是_(写结构简式，下同)，采取 sp2杂化的分子是_，采取 sp3杂化的分子是_。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子：_。(3)已知 H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是 CH4NH3H2O，请分析可能的原因是_。(4)由于电荷的作用，阴、阳离子形成化合物时离子的电子云会发生变化，使离子键逐渐向共价键过渡。阳离子电荷数越多，阴离子半径越大时，电子云变化越大，导致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知，四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr 和
7、AgI)在水中的溶解度由大到小的顺序为_。答案 (1)平面三角形 三角锥形(3)CH4分子中的 C 原子没有孤电子对，NH3分子中 N 原子上有 1 对孤电子对，H2O 分子中 O 原子上有 2 对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小(4)AgFAgClAgBrAgI解析 (1)BF3分子中的 B 原子采取 sp2杂化，所以其分子的立体结构为平面三角形；NF3分子中的 N 原子采取 sp3杂化，其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对，所以其分子的立体结构为三角锥形。(2)乙烷分子中的碳原子采取 sp3杂化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取 sp2杂化，乙炔分子中的碳原子采取 sp 杂化，同
8、时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷基(或环烷基)、碳碳双键(或苯环)和碳碳三键。(3)H2O、NH3、CH4分子中的 O、N、C 均采取 sp3杂化，而在 O 原子上有 2 对孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N 原子上有 1 对孤电子对，对成键电子对的排斥作用使键角缩小，但比水分子的要大；C 原子上无孤电子对，键角最大。(4)阳离子电荷数越多、阴离子半径越大时，电子云变化越大，化学键中离子键的成分减少、共价键的成分增加，极性减小，故在水中的溶解性减小。题组二 配位键、配合物理论3 下列物质中存在配位键的是( )H3O B(OH)4 CH3COO NH3
9、CH4A B C D答案 A解析 水分子中各原子已达到稳定结构，H3O是 H和 H2O 中的 O 形成配位键；B(OH)4是 3 个 OH与 B 原子形成 3 个共价键，还有 1 个 OH的 O 与 B 形成配位键；其他项均不能形成配位键。4 向黄色的 FeCl3溶液中加入无色的 KSCN 溶液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式 FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl 表示。(1)该反应生成物中 KCl 既不是难溶物、难电离物质，也不是易挥发物质，则该反应之所以能够进行是由于生成了_的 Fe(SCN)3。(2)经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3与 SCN不仅能以 1
10、3 的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：若所得 Fe3和 SCN的配合物中，主要是 Fe3与 SCN以个数比 11 配合所得离子显血红色。该离子的离子符号是_。若 Fe3与 SCN以个数比 15 配合，则 FeCl3与 KSCN 在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_。答案 (1)难电离 (2)Fe(SCN)2FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl思维建模思维建模1.“三种”方法判断分子中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生 sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中
11、心原子发生 sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生 sp 杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为 10928，则分子的中心原子发生 sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为 120，则分子的中心原子发生 sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为 180，则分子的中心原子发生 sp 杂化。(3)根据等电子原理结构相似进行推断，如 CO2是直线形分子，CNS、NO、N 2与 CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用 sp 杂化。 32 用价层电子对互斥理论推测分子或离子的思维程序用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子(AB型)空间构型
12、的方法m n解题思路：(1) 键的电子对数的确定由分子式确定 键电子对数。例如，H2O 中的中心原子为 O，O 有 2 对 键电子对；NH3中的中心原子为 N，N 有 3 对 键电子对。(2)中心原子上的孤电子对数的确定中心原子上的孤电子对数 (axb)。式中 a 为中心原子的价电子数，对于主族元素12来说，价电子数等于原子的最外层电子数；x 为与中心原子结合的原子数；b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为 1，其他原子等于“8该原子的价电子数”。例如，SO2的中心原子为 S，S 的价电子数为 6(即 S 的最外层电子数为 6)，则a6；与中心原子 S 结合的 O 的个数为 2，则
13、 x2；与中心原子结合的 O 最多能接受的电子数为 2，则 b2。所以，SO2中的中心原子 S 上的孤电子对数 (622)121。考点二分子间作用力与分子的性质1 分子间作用力(1)概念物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱范德华力氢键范德华力影响强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于 AHB，A、B 的电负性越大，B 原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔点、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影响分子的稳定性；共价键键能越大，分子稳定性越强
