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2019届一轮复*人教版分子结构与性质课件(55张)

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第十二章
物质结构与性质

第二节 分子结构与性质

考点一 共价键

基础知识再巩固
夯实基础 厚积薄发

1.共价键的本质与特征 (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 方向性和饱和性 。 共价键的 方向性 决定着分子的立体构型,共价键的 饱和性 决定着每个原子所能形成的共价键的总数或以单键 连接的原子数目是一定的。

2.共价键的分类

3.键参数——键能、键长、键角 (1)概念
(2)键参数对分子性质的影响 ①键能 越大 ,键长 越短 ,化学键越强、越牢固,分子 越稳定。

4.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为孤电子对。

(2)配位键 ①配位键的形成:成键电子一方提供 孤电子对 ,另一方 提供 空轨道 形成共价键。

②配位键的表示方法 如 A→B,其中 A 表示提供 孤电子对 的原子,B 表示提供

空轨道 的原子。如 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 ①组成:以[Cu(NH3)4]SO4 为例
②形成条件
中心原子有 空轨道 ,如 Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。 配位体有孤电子对,如 H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。

判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.σ 键可以绕键轴旋转,π 键不能绕键轴旋转。( √ ) 2.气体单质中一定存在 σ 键,可能存在 π 键。( × ) 3.只有非金属原子之间才能形成共价键。( × ) 4.在所有分子中都存在化学键。( × ) 5.σ 键比 π 键的电子云重叠程度大,形成的共价键强。 (√)

6.σ 键能单独形成,而 π 键一定不能单独形成。( √ ) 7.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的 3 倍 和 2 倍。( × ) 8.键长等于成键两原子的半径之和。( × ) 9.所有的共价键都有方向性。( × ) 10.O2 分子中仅含非极性键。( √ ) 11.CH4 与 NH+ 4 互为等电子体。( √ )

1.s 轨道与 s 轨道重叠形成 σ 键时,电子不是只在两核间运 动,而是在两核间出现的概率较大。
2.因 s 轨道是球形的,故 s 轨道和 s 轨道形成 σ 键时,无方 向性。两个 s 轨道只能形成 σ 键,不能形成 π 键。
3.两个原子间可以只形成 σ 键,但不能只形成 π 键。 4.共价单键都是 σ 键,双键中一个 σ 键、一个 π 键,三键 中一个 σ 键、两个 π 键。 5.杂化轨道只能形成 σ 键。

考点二 分子的立体构型

基础知识巩固01 精讲精练考能02

基础知识再巩固 01
夯实基础 厚积薄发

1.用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时,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。

(2)价层电子对数的确定方法
其中:a 是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离 子要加上电荷数),b 是 1 个与中心原子结合的原子提供的价电子 数,x 是与中心原子结合的原子数。

(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系

2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型 (1)杂化轨道概念:在外界条件的影响下,原子内部能量相* 的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化,组合后形成的一 组新的原子轨道,叫杂化原子轨道,简称杂化轨道。

(2)杂化轨道的类型与分子立体构型

(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 杂化轨道用来形成 σ 键和容纳孤电子对,所以有公式: 杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的 σ 键个 数。

代表物 杂化轨道数 中心原子杂化轨道类型

CO2 0+2=2

sp

CH2O 0+3=3

sp2

CH4 0+4=4

sp3

SO2 1+2=3

sp2

NH3 1+3=4

sp3

H2O 2+2=4

sp3

(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断

3.等电子原理 原子总数 相同, 价电子总数 相同的粒子具有相似的化 学键特征,它们的许多性质 相似 ,如 CO 和 N2 。 等电子体的微粒有着相同的分子构型,中心原子也有相同的 杂化方式。

常见等电子体与空间构型

微粒

通式 价电子总数 立体构型

CO2、CNS-、NO+ 2 、N- 3 AX2

CO23-、NO- 3 、SO3

AX3

SO2、O3、NO- 2

AX2

SiO44-、PO34-、SO24-、ClO- 4 AX4

PO33-、SO32-、ClO3-

AX3

CO、N2

AX

CH4、NH+ 4

AX4

16e- 24e- 18e- 32e- 26e- 10e- 8e-

直线形 *面三角形
V形 正四面体形
三角锥形 直线形
正四面体形

判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.杂化轨道只用于形成 σ 键或用于容纳未参与成键的孤电 子对。( √ ) 2.分子中中心原子若通过 sp3 杂化轨道成键,则该分子一定 为正四面体结构。( × ) 3.NH3 分子为三角锥形,N 原子发生 sp2 杂化。( × ) 4.只要分子构型为*面三角形,中心原子均为 sp2 杂化。 (√)

5.中心原子是 sp 杂化的,其分子构型不一定为直线形。 (×)
6.价层电子对互斥理论中,π 键电子对数不计入中心原子的 价层电子对数。( √ )
7.中心原子杂化类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。 (√)

1.杂化轨道只用于形成 σ 键或者用来容纳孤电子对,剩余 的 p 轨道可以形成 π 键,即杂化过程中若还有未参与杂化的 p 轨 道,可用于形成 π 键。
2.杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,中心原 子杂化类型相同时孤电子对数越多,键角越小。

3.杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。

4.价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型, 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤电子 对。
(1)当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;(2)当中心原 子有孤电子对时,两者的构型不一致。
5.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)。

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精讲精练考能 02
重点讲解 提升技能

中心原子杂化类型的判断 1 根据杂化轨道数进行推断 (1)公式 杂化轨道数=中心原子孤电子对数(未参与成键)+中心原子 形成的 σ 键个数 (2)中心原子形成 σ 键个数的判断方法 因为两原子之间只能形成一个 σ 键,所以中心原子形成的 σ 键个数=中心原子结合的原子数。

(3)中心原子孤电子对数的判断方法 ①依据经验公式进行计算,对于通式 AXnm±中心原子(A)未用 于成键的孤电子对数= A的族序数-X能接受的最多电子数×m-?±n?;
2 如 SO24-中的孤电子对数=6-2×42-?-2?=0、NH+ 4 中的孤 电子对数=5-4-2 ?+1?=0、HCN 中的孤电子对数=4-21-3= 0。

②根据分子结构式推断出中心原子的孤电子对数。如 HCN: 结构简式(H—C≡N),中心原子 C 形成两个 σ 键,C 原子的四个 价电子全部参与成键,无孤电子对;H2O:结构式(H—O—H), 中心原子 O 形成两个 σ 键,O 只有两个价电子参与成键,还余 四个电子形成两对孤电子对。

2 根据分子的空间构型推断杂化方式

多原子(3 个或 3 个以上)分子的立体结构与中心杂化方式的

对照:

分子的立 正四面 三角 V *面三 V 直线 体结构 体形 锥形 形 角形 形 形

杂化类型

sp3

sp2

sp

(1)只要分子构型为直线形的,中心原子均为 sp 杂化,同理, 只要中心原子是 sp 杂化的,分子构型均为直线形。
(2)只要分子构型为*面三角形的,中心原子均为 sp2 杂化。 (3)只要分子中的原子不在同一*面内的,中心原子均是 sp3 杂化。 (4)V 形分子的判断需要借助孤电子对数,孤电子对数是 1 的 中心原子是 sp2 杂化,孤电子对数是 2 的中心原子是 sp3 杂化。

3 根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为 109°28′,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。 4 根据等电子体原理结构相似推断 如:CO2 是直线形分子,CNS-、NO+2 、N-3 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。

考点三 分子的性质

基础知识再巩固
夯实基础 厚积薄发

1.范德华力和氢键 (1)范德华力。 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范 德华力越强,物质的熔点、沸点越高,硬度越大。一般来说, 组成和结构 相似的物质,随着 相对分子质量 的增加,范德华 力逐渐 增大 。

(2)氢键。 ①形成 已经与 电负性很强 的原子形成共价键的 氢原子 (该氢原 子几乎为裸露的质子)与另一个分子中 电负性很强 的原子之间 的作用力,称为氢键。 ②表示方法 A—H…B ③特征 具有一定的 方向 性和 饱和 性。

④分类 氢键包括 分子内 氢键和 分子间 氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点 升高 ,对电离和溶解度等 产生影响。

2.分子的性质 (1)分子的极性。 ①非极性分子与极性分子的判断

②键的极性、分子空间构型与分子极性的关系

类型

实例 键的极性 空间构型 分子极性

X2

H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子

XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子

XY2 (X2Y)

CO2、CS2 SO2
H2O、H2S

极性键 极性键 极性键

直线形 V形 V形

非极性分子 极性分子
极性分子

BF3

极性键 *面三角形 非极性分子

XY3

NH3

极性键 三角锥形 极性分子

XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子

③判断分子极性的两个经验规律 a.根据中心原子最外层电子是否全部成键判断 分子中的中心原子最外层电子若全部成键,此分子一般为非 极性分子;分子中的中心原子最外层电子若未全部成键,此分子 一般为极性分子。 CH4、BF3、CO2 等分子中的中心原子的最外层电子均全部 成键,它们都是非极性分子。而 H2O、NH3、NF3 等分子中的中 心原子的最外层电子均未全部成键,它们都是极性分子。

b.判断 ABn 型分子极性的经验规律 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,则为非极性分子,若不等则为极性分子。

(2)溶解性。 ①“ 相 似 相 溶 ” 的 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*),而戊醇在水中的溶解度明显 减小。

(3)手性:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同 左手与右手一样 互为镜像 ,却在三维空间里不能重叠,互称 手性异构体,具有手性异构体的分子叫手性分子。
(4)无机含氧酸分子的酸性 ①无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素 R 相同,则 n 值越大,酸性越 强 ,如 HClO<HClO2<HClO3<HClO4。 ②对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其 含氧酸的酸性越强。

判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.以极性键结合起来的分子不一定是极性分子。( √ ) 2.非极性分子中,一定含有非极性共价键。( × ) 3.氨水中氨分子与水分子间形成了氢键。( √ ) 4.乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( × ) 5.碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存 在氢键。( × )

6.水分子间既存在范德华力,又存在氢键。( √ ) 7.氢键具有方向性和饱和性。( √ ) 8.H2 和 O2 之间存在氢键。( × ) 9.H2O2 分子间存在氢键。( √ ) 10.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。( × ) 11.氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。( × ) 12.极性分子中可能含有非极性键。( √ ) 13.H2O 比 H2S 稳定是因为水分子间存在氢键。( × )

1.氢键属于一种较强的分子间作用力,但不属于化学键。 2.氢键可表示为 A—H…B,A、B 是 N、O、F 中的一种或 两种,可以相同也可以不同。

2019!
THANK YOU

3.水分子间形成氢键,所以水的沸点较高。水分子间形成 氢键时,构成空间正四面体结构。

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