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1、第19讲分子的性质配合物与超分子选考目标要求1.理解分子的极性,掌握范德华力的含义及对物质性质的影响,建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。2.理解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响,能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。3.理解配位键的含义,了解超分子的概念。命题分析本考点主要结合其他知识考查,分子的极性、范德华力、氢键等知识可以在选择题里与元素周期表的考查联系,也可能与有机物知识联系;配位键、超分子单独的考题没出现过,在填空题的17题里有可能出现。知识点一键的极性与分子极性知识点一键的极性与分子极性落实主干基础1.键的极性(1)极性键与非极性键的比较类型极
2、性键非极性键成键原子不同种元素的原子间(也有例外,如臭氧分子中的共价键是极性键)同种元素的原子间电子对发生偏移(电荷分布不均匀)不发生偏移(电荷分布均匀)成键原子的电性呈电中性思考 如何判断共价键极性的强弱?提示成键元素电负性值差异越大,共价键的极性越强。(2)键的极性对化学性质的影响键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的,羧基中羟基的极性越大,越容易电离出H+,则羧酸的酸性越强。与羧基相邻的共价键的极性越大,羧基中羟基的极性越大,则羧酸的酸性越强。烷基是推电子基团,从而减小羟基的极性,导致羧酸的酸性减弱。一般地,烷基越长,推电子效应越大,羧酸的酸性越弱。2.极性分
3、子和非极性分子(1)非极性分子与极性分子的判断双原子单质分子、结构对称的多原子分子,属于非极性分子;结构不对称的多原子分子,属于极性分子。名师点拨对于ABn型分子,一般情况下,若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则该分子为非极性分子,否则为极性分子。(2)键的极性、分子空间结构与分子极性的关系类型实例键的极性空间结构分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面正三角形 非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY
4、4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子练一练1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)以极性键结合的分子一定是极性分子。()(3)非极性分子中,一定含有非极性共价键。()(4)BCl3与NCl3均为三角锥形,为极性分子。()2.H2O2分子是含有键和键的(填“极性”或“非极性”)分子,H2O2难溶于CS2的理由是_。极性非极性极性H2O2为极性分子,而CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于CS2突破命题视角角度一分子极性的判断1.(2023山东卷)下列分子属于极性分子的是()A.CS2B.NF3C.SO3D.SiF4B解析CS2的空间结构为直线形,CS2属于非极
5、性分子,A项不符合题意;NF3的空间结构为三角锥形,NF3属于极性分子,B项符合题意;SO3的空间结构为平面正三角形,SO3属于非极性分子,C项不符合题意;SiF4的空间结构为正四面体形,SiF4属于非极性分子,D项不符合题意。2.(2023浙江丽水、湖州、衢州高三11月联考)下列物质中,由极性键构成的极性分子是()A.CH4B.BF3C.NH3D.H2C解析CH4是由极性键构成的非极性分子,BF3是由极性键构成的非极性分子,NH3是由极性键构成的极性分子,H2是由非极性键构成的非极性分子。角度二有关羧酸酸性强弱的判断及原因分析3.下列物质中,酸性最强的是()A.CH2ClCOOHB.CH2F
6、COOHC.CHF2COOHD.CHBr2COOHC解析电负性:FClBr,则酸性最强的是CHF2COOH。4.下列几种有机羧酸中,按酸性由强到弱的顺序排列正确的是()乙酸(CH3COOH)氯乙酸(CH2ClCOOH)三氯乙酸(CCl3COOH)三氟乙酸(CF3COOH)A.B.C.D.C解析由于电负性:FClH,则键的极性:CFCClCH,故三氟乙酸羧基中的羟基的极性最大,最易电离出氢离子,酸性最强;乙酸中羧基中的羟基的极性最小,酸性最弱。酸性强弱顺序:CF3COOHCCl3COOHCH2ClCOOHCH3COOH,C正确。知识点二分子间作用力知识点二分子间作用力落实主干基础1.分子间作用力
7、(1)范德华力、氢键的对比分子间作用力范德华力氢键作用微粒分子或原子(稀有气体分子)H与N、O、F等电负性很大的原子分类分子内氢键和分子间氢键特征无方向性和饱和性有饱和性和方向性强度共价键氢键范德华力分子间作用力 范德华力氢键影响其强度的因素组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大XHY强弱与X和Y的电负性有关对物质性质的影响主要影响物理性质(如熔、沸点)(2)氢键的表示方法(以HF分子间氢键为例)2.物质的溶解性(1)“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。若能形成氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越
8、好。(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近),而戊醇在水中的溶解度明显减小。名师点拨“相似相溶”规律可用于解释一些物质溶解现象,如HCl(极性分子)易溶于H2O(极性溶剂),可做喷泉实验;苯(非极性溶剂)可萃取水(极性溶剂)中的溴(非极性分子)。3.分子的手性(1)手性异构(对映异构):具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠的现象。(2)手性分子:具有手性异构体的分子。(3)手性碳原子:在有机物分子中,连有4个不同原子或原子团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子,如。练一练1.判断正误
9、(正确的打“”,错误的打“”)。(1)可燃冰(CH4nH2O,6n8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。()(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。()(3)氢键具有方向性和饱和性。()(4)H2O2分子间存在氢键。()(5)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。()(6)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。()2.(2023辽宁沈阳期末)下列说法正确的是()A.沸点大小:HIHBrHClHFB.HF稳定性很强,是因为分子间能形成氢键D.构成单质分子的微粒之间不一定存在共价键D解析HF、HCl、HBr、HI它们的结构相似,相对分子质量逐渐增大
10、,范德华力逐渐增强,但是由于HF分子间可以形成氢键,故沸点HFHIHBrHCl,A错误;HF的稳定性很强,是由于HF键能大,与氢键无关,B错误;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛只存在分子间氢键,故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高,C错误;稀有气体之间不存在任何化学键,所以构成单质分子的微粒之间不一定存在共价键,D正确。突破命题视角角度一范德华力、氢键的存在1.(2023全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为C(NH2)34B(OCH3)43Cl,部分晶体结构如图所示,其中C(NH2)3+为平面结构。下列说法正确的是()A.该晶体中存在NHO氢键B.基态原子的第一电离能:
11、CNOC.基态原子未成对电子数:BCOND.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同A解析由晶体结构图可知,C(NH2)3+中的NH2的H与B(OCH3)4-中的O形成氢键,因此,该晶体中存在NHO氢键,A正确;基态原子的第一电离能:CON,B不正确;B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数:BC=ON,C不正确;C(NH2)3+为平面结构,则其中的C和N原子轨道杂化类型均为sp2,B(OCH3)4-中B与4个O形成了4个键,B没有孤电子对,则B的原子轨道杂化类型为sp3,B(OCH3)4-中O分别与B和C形成了2个键,O原子还有2个孤电子对,则O的原子轨道的
12、杂化类型均为sp3,晶体中B、O和N原子轨道的杂化类型不完全相同,D不正确。2.(2023上海浦东新区一模)BF3(三氟化硼)熔点-127,沸点-100,水解生成H3BO3(硼酸,结构如图)和HBF4(氟硼酸),与氨气相遇立即生成白色的BF3NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是()H3BO3的层状结构B角度二分子间作用力与分子性质3.(2023浙江东阳中学月考)下列说法正确的是()A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,化学性质完全相同B.无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多,酸性越强C.氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理D.蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键D解析手性分子
13、具有完全相同的组成和原子排列,二者结构不同,化学性质不同,故A错误;无机含氧酸分子中非羟基氧原子个数越多,酸性越强,故B错误;氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液,与“相似相溶”原理无关,故C错误;蛋白质分子中存在OH、NH键,所以蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键,故D正确。4.(2023浙江桐乡高级中学月考)下列有关物质结构与性质的说法合理的是()A.OF2分子的极性强于H2OB.干冰和冰都采取分子密堆积C.P4和CH4中键角都为10928D.邻羟基苯甲酸的沸点低于对羟基苯甲酸D解析从电负性上看氧与氢的电负性差值大于氧与氟的电负性差值,OF2中氧原子上有两个孤电子对,抵消了F
14、O中共用电子对偏向F而产生的极性,故OF2分子的极性小于H2O,A错误;干冰为分子密堆积形成的晶体,冰晶体中水分子间存在氢键,采取非紧密堆积的方式,B错误;P4和CH4都是正四面体结构,但是P4的PP是该四面体的边,所以键角为60,CH4的CH在正四面体的内部,键角为10928,C错误;邻羟基苯甲酸存在分子内氢键,对羟基苯甲酸存在分子间氢键导致分子间作用力较强,故邻羟基苯甲酸的沸点低于对羟基苯甲酸,D正确。知识点三配合物、超分子知识点三配合物、超分子落实主干基础1.配位键(1)配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的,而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。(2)
15、配位键的形成条件成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等;离子有Cl-、OH-、CN-、SCN-等。CN-、SCN-作为配体时,提供孤电子对的分别是C、S,因为C、S相对于N原子半径大,对孤电子对的吸引力小。成键原子另一方能提供空轨道。如H+、Al3+、B及过渡金属的原子或离子。(3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说,多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的,如Ag+形成2个配位键;Cu2+形成4个配位键等。2.配合物的概念把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。如C
16、u(NH3)4SO4、Ag(NH3)2OH、NH4Cl等均为配合物。3.配合物的组成配合物Cu(NH3)4SO4的组成如下:(1)中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子),过渡金属离子最常见的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。(2)配体是提供孤电子对的阴离子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子,如NH3中的氮原子、H2O中的氧原子等。(3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如Fe(CN)64-中Fe2+的配位数为6。4.配合物的制备 5.超分子(1)定义超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。(2)超分子内分子间的作用力多数人认为,超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。(3)超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。(4)超分子的应用在分子水平上进行分子设计,有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。练一练1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)形成配位键
