2分子结构与性质复习

《2分子结构与性质复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

分子结构与性质复习最新考纲1.了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质；根据键能数据计算反应热。2．了解简单配合物的成键情况。3．了解化学键和分子间作用力的区别。4．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。网络构建分子极性分子间作用力特殊分子一、共价键1.概念：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。2．成键粒子：原子。成键元素的电负性差别较小。3．成键性质：共用电子对对两原子的电性作用。4．成键条件：同种非金属原子或不同种非金属原子之间，且成键的原子最外层电子不一定达饱和状态。5．共价键的本质(成键原因)：(1)成键原子相互靠近，自旋方向相反的两个电子形成共用电子对(发生电子云重叠)，且各原子最外层电子数目一般能达到饱和(通常为8电子稳定结构)，由不稳定变稳定；(2)两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态；(3)原子通过共用电子对形成共价键后，体系总能量降低。6．共价键类型包括σ键和π键。(1)σ键①σ键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的重叠，这种共价键叫σ键。②σ键的类型：据成键电子原子轨道的不同，σ键可分为s－sσ键、s－pσ键、p－pσ键。③σ键的特征：a.以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。b.形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强稳定性。④σ键的存在：共价单键为σ键，共价双键和三键中存在σ键(通常含一个σ键)。(2)π键①π键：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”式重叠，这种共价键叫π键。②π键的特征12 a．每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。b．形成π键时电子云重叠程度比σ键小，π键没有σ键牢固。③π键的存在：π键通常存在于双键或三键中。(3)价键轨道：σ键和π键总称价键轨道。(4)σ键、π键存在规律①共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。②C2H6、C2H4中的化学键：C2H6中只有σ键；C2H4中有C—Hσ键，C=C中有一个σ键和一个π键。7．共价键的特征(1)共价键的饱和性①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。②共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。(2)共价键的方向性①共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率较多，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。②同种分子(如HX)中成键原子电子云(原子轨道)重叠程度越大，形成的共价键越牢固，分子结构越稳定。如HX的稳定性HF>HCl>HBr>HI。8．共价键的键参数(1)键能①键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。②单位：kJ·mol－1，用EA－B表示。如H—H键的键能为436.0kJ·mol－1，NN键的键能为946kJ·mol－1。③应为气态基态原子：保证释放能量最低。④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多，形成的化学键越牢固。⑤结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。(2)键长①键长：形成共价键的两个原子之间的核间距为键长。②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。③键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。④键长越短，键能越大，共价键越稳定。(3)键角①键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键间的夹角称为键角。②键角决定了分子的空间构型。③多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有方向性。【例1】下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是(　　)①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2A．①②③　B．③④⑤⑥C．①③⑥D．③⑤⑥变式1下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　)A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键12 C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键二、分子的空间结构1.根据价层电子对互斥理论确定(1)确定价层电子对的空间构型。由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表：价层电子对数目23456价层电子对构型直线形三角形正四面体形三角双锥形正八面体形(2)分子空间构型确定。根据分子中成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子几何构型，如下表：电子对数目电子对的空间构型成键电子对数孤电子对数电子对的排列方式分子的空间构型实例实例2直线形20直线形HgCl2BeCl2CO23三角形30平面三角形BF3BCl321V形SnBr2PbCl24正四面体形40四面体形CH4CCl431三角锥形NH3NF322V形H2O　　2.根据杂化轨道理论确定杂化轨道类型、空间构型以及成键能力之间的关系。杂化类型spsp2sp3用于杂化的原子轨道数234杂化轨道间的夹角180°120°109.5°空间构型直线形平面三角形四面体形【例2】　若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是(　　)A．若n＝2，则分子的立体结构为V形B．若n＝3，则分子的立体结构为三角锥形C．若n＝4，则分子的立体结构为正四面体形D．以上说法都不正确变式2　下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　)A．CO2与SO2　B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3D．C2H4与C2H2三、配合物理论基础简介1.配合物的概念由提供孤对电子的配体与接受孤对电子的中心原子以配位键结合形成的化合物称为配合物。12 2．配位化合物的组成配位化合物[Co(NH3)6]Cl3中Co3＋与NH3分子已经配合，N原子中的孤电子进入Co3＋中的空轨道，形成配位键，从而结合成配离子[Co(NH3)6]3＋，配离子内部以配位键结合，在一定程度上丧失了Co3＋和NH3各自独立时的化学性质。在上述配合物中，Co3＋称为中心离子；六个配位NH3分子叫做配位体。中心离子与配位体构成了配合物的内配位置(或称内界)，通常把它们放在括号内。内界中配位体的总数叫配位数，Cl－称为外配位层(或称外界)。内外界之间是离子键，在水中全部电离。这些关系如下图所示。3．配合物形成的条件和过程形成配合物的中心离子M必须存在空轨道，配位体一般都存在着孤对电子。当配位体接近中心离子时，为了增加成键能力，中心离子M用能量相近的空轨道杂化，配位体的孤对电子填到中心离子已杂化的空轨道中形成配离子。配离子的空间构型、配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型。【例3】　向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，下列对此现象的说法正确的是(　　)A．开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2＋，配位数为4C．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋给出孤对电子对，NH3提供空轨道变式3　配合物[Ag(NH3)2]OH的中心原子是__________，配位体是__________，配位数是__________，发生电离的电离方程式为______________________。四、键的极性与分子的极性1.非极性键和极性键非极性键：同种元素的原子间的共用电子对不偏向任何一个成键原子，成键原子都不显电性的共价键。极性键：不同种元素的原子形成分子时，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，而形成的共价键。2．非极性分子和极性分子非极性分子：电荷在以共价键结合的分子中分布对称的分子。极性分子：电荷在以极性共价键形成的分子中分布不对称的分子。3．分子的极性判断方法首先看键是否有极性，然后再看各键的空间排列状况。类型通式键的极性空间构型分子极性结论实例单原子分子A非极性分子He、Ne、ArA2非极性键直线形非极性分子与键的极性一致H2、O2、N212 双原子分子AB极性键直线形极性分子与键的极性一致HCl、HBr、CO三原子分子ABA极性键直线形非极性分子空间结构对称，正负电荷重心重叠CO2、CS2ABA极性键V形极性分子空间结构不对称，正负电荷重心不重叠H2O、H2SABC极性键直线形极性分子HCN、HClO四原子分子AB3极性键平面正三角形非极性分子空间结构对称，正负电荷重心重叠BF3AB3极性键三角锥形极性分子空间结构不对称，正负电荷重心不重叠NH3五原子分子AB4极性键正四面体非极性分子空间结构对称，正负电荷重心重叠CH4、CCl4AB3C极性键四面体极性分子空间结构不对称，正负电荷重心不重叠CH3Cl、CHCl3【例4】下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是(　　)A．H2OB．Cl2C．NH3D．CCl4[点拨]　含极性键的分子有无极性，关键是看分子中极性键的极性的向量和是否等于零。若等于零，则为非极性分子；若不等于零，则为极性分子。另外，也可从结构是否对称予以考虑。多原子分子是否有极性，取决于分子的空间构型是否对称。中学阶段涉及的对称构型主要有直线形(CO2、CS2)、正三角形(BCl3、BF3)、正四面体形(CH4、CCl4、P4)；不对称构型主要有三角锥(NH3)、V形(H2O、H2S、SO2)。变式4　短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2　②BA4　③A2C2　④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)。(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是____________。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________(填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸。如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为：____________(填化学式)。点评：常见物质键的极性与分子极性归纳：单原子分子双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子分子He、NeH2HClH2OCO2BF3NH3CH4CH3Cl键的极性—非极性极性极性极性极性极性极性极性分子极性非极性非极性极性极性非极性非极性极性非极性极性五、范德华力、氢键及共价键的比较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电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用12 分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键作用微粒分子或原子(稀有气体)氢原子、原子原子特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键>氢键>范德华力影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②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A—H……B—，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①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质②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F2H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强【例5】　固体乙醇晶体中不存在的作用力是(　　)A．离子键B．极性键C．氢键D．范德华力[点评]　不要形成氢键仅存在于HF、H2O、NH3分子间的思维定势，乙醇、乙酸等的熔沸点高也是由于分子间形成氢键的缘故。变式5　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甲醛D．H2O与H2Te课时作业1．在硼酸〔B(OH)3〕分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(　　)A．sp，范德华力B．sp2，范德华力C．sp2，氢键D．sp3，氢键2．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是(　　)A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形3．下列现象与氢键有关的是(　　)①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④尿素的溶、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低⑥水分子在较高温度下也很稳定A．①②③④⑤⑥B．①②③④⑤C．①②③④D．①②③4．下列说法正确的是(　　)A．第二周期元素的第一电离能随原子序数递增依次增大B．卤族元素中氟的电负性最大C．CO2、SO2都是直线形的非极性分子D．CH2===CH2分子中共有四个σ键和一个π键5．三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体，测得其分子具有三角锥形结构。则下面对于NCl3的描述不正确的是(　　)12 A．它是一种极性分子B．它的挥发性比PBr3要大C．它还能再以配位键与Cl－结合D．已知NBr3对光敏感，所以NCl3对光也敏感6．能说明BF3分子的4个原子是同一平面的理由是(　　)A．两个键之间夹角为120°B．B—F键为非极性共价键C．3个B—F键的键能相同D．3个B—F键的键长相等7．Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3，若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是(　　)A．m＝1，n＝5B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1D．m＝4，n＝58．在下列化学反应：①H＋＋OH－===H2O；②2H2＋O2===2H2O；③HCl＋NH3===NH4Cl；④BaCl2＋(NH4)2SO4===BaSO4↓＋2NH4Cl；⑤Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；⑥NaNH2＋H2O===NaOH＋NH3中，反应时不形成配位键的是(　　)A．①②④⑤⑥B．②④⑤⑥C．②④⑤D．②9．下列关于苯分子的性质描述错误的是(　　)A．苯分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角皆为120°B．苯分子中的碳原子，采取sp2杂化，六个碳原子中未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”形式形成一个大π键C．苯分子中的碳碳键是介于单键和双键中间的一种特殊类型的键D．苯能使溴水和KMnO4溶液褪色10．已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示。在有关H2O2结构的说法中正确的是(　　)A．分子的正、负电荷中心重合B．分子的正、负电荷中心不重合C．H2O2是极性分子D．H2O2是非极性分子11．(2010·福建卷)(1)中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：2KNO3＋3C＋SA＋N2↑＋3CO2↑(已配平)①除S外，上述方程式中各元素的电负性从大到小依次为________。②在生成物中，A的晶体类型为________，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为________。③已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。(2)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布式为________，Q2＋的未成对电子数是________。(3)在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6－n]x＋(n和x均为正整数)的配离子，将其通过氢离子交换树脂(R—H)，可发生离子交换反应：[CrCln(H2O)6－n]x＋＋xR—H―→Rx[CrCln(H2O)6－n]＋xH＋交换出来的H＋经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。将含0.0015mol[CrCln(H2O)S6－n]x＋的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H＋需浓度为0.1200mol·L－1NaOH溶液25.00mL，可知该配离子的化学式为________。12．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数AB，N>O；B项正确；C项错误，SO2是极性分子；D项错误，C—H之间形成4个σ键，中有一个是σ键，一个是π键，共有5个σ键和1个π键。答案：B5．解析：NCl3的电子式为，由此可见，N原子，Cl原子的最外层均无空轨道，所以无法再与Cl－形成配位键，C选项不正确；因NCl3为三角锥形结构，不对称，分子中各个键的极性的向量和不为零，属于极性分子，A选项正确；NCl3和NBr3都属于分子晶体，结构都为三角锥形，但相对分子质量Mr(NCl3)N>C>K。②根据原子守恒，知A为K2S，其为离子晶体。生成物中只有CO212 含极性共价键，C原子的轨道杂化类型为sp。③HCN的分子结构为H—C≡N，其中C—H键为σ键，C≡N键中含1个σ键和2个π键，故σ键和π键数目之比为1：1。(2)根据Q、T既处于同一周期又处于同一族，则位于Ⅷ族，由于Q、T原子序数小于36，且原子序数T比Q多2，则Q为Fe，T为Ni。Ni的基态原子外围电子排布式为3d84s2，Fe2＋的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，只有3d轨道上有4个未成对电子。(3)根据提供数据，该配离子通过离子交换树脂后生成的n(H＋)＝0.1200mol·L－1×0.025L＝0.003mol，则1x＝0.00150.003，解得x＝2。则该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2＋。答案：(1)①O>N>C>K　②离子晶体　sp　③1：1　(2)3d84s2　4　(3)[CrCl(H2O)5]2＋12．解析：根据题干信息：“B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高”可判断B、C分别为N(氮)和O(氧)。E原子序数为24，为Cr(铬)。由“DC为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构”可以判断D为Mg。“AC2为非极性分子”可判断A为C(碳)。(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为C