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第38講 分子結構與性質,第十二章 物質結構與性質(選考),,考綱要求 1.了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義。 2.能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質。 3.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。 4.能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或 離子的立體構型。 5.了解范德華力的含義及對物質性質的影響。 6.了解氫鍵的含義，能列舉含有氫鍵的物質，并能解釋氫鍵對物質 性質的影響。,,考點一 共價鍵,考點三 分子間作用力與分子的性質,,考點二 分子的立體構型,內容索引,,考能提升 探究高考 明確考向,,課時作業(yè),,考點一 共價鍵,1.本質 在原子之間形成 (電子云的重疊)。 2.特征 具有 和 。,知識梳理,共用電子對,飽和性,方向性,3.分類,σ,π,極性,非極性,單,雙,三,頭碰頭,肩并肩,發(fā)生,不發(fā)生,一對,兩對,三對,特別提醒 (1)只有兩原子的電負性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，而形成離子鍵。 (2)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。,4.鍵參數 (1)概念,鍵參數,：,形成共價鍵的兩個原子之間的核間距,：,在原子數超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角,：,氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量,,,,,(2)鍵參數對分子性質的影響 ①鍵能越 ，鍵長越 ，分子越穩(wěn)定。,鍵能,鍵長,鍵角,大,短,②,鍵長,分子的________,鍵能,分子的性質,鍵角,分子的______,,,,,,,決定,,決定,,,,,決定,,5.等電子原理 相同， 相同的分子具有相似的化學結構，它們的許多性質 ，如CO和 。,穩(wěn)定性,立體構型,原子總數,價電子總數,相似,N2,1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×” (1)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子( ) (2)在任何情況下，都是σ鍵比π鍵強度大( ) (3)在所有分子中都存在化學鍵( ) (4)分子的穩(wěn)定性與分子間作用力的大小無關( ) (5)s--s σ鍵與s--p σ鍵的電子云形狀對稱性相同( ),×,√,√,×,×,(6)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成( ) (7)σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉( ) (8)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍( ) (9)鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和( ) (10)所有的共價鍵都有方向性( ),√,×,√,×,×,2.N≡N鍵的鍵能為946 kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193 kJ·mol－1，則一個π鍵的平均鍵能為_____________，說明N2中__鍵比__鍵穩(wěn)定(填“σ”或“π”)。,答案,解析,所以N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。,376.5 kJ·mol－1,π,σ,3.結合事實判斷CO和N2相對活潑的是____，試用下表中的鍵能數據解釋其相對活潑的原因：_______________________________________________ ________________________________________________________。,答案,解析,由斷開CO分子的第一個化學鍵所需要的能量[(1 071.9－798.9) kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1]比斷開N2分子的第一個化學鍵所需要的能量[(941.7－418.4) kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1]小，可知CO相對活潑。,CO,斷開CO分子的第一個化學鍵所需要的能量(273.0 kJ·mol－1) 比斷開N2分子的第一個化學鍵所需要的能量(523.3 kJ·mol－1)小,解題探究,題組一 用分類思想突破化學鍵的類別 1.在下列物質中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4 (1)只存在非極性鍵的分子是___；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是_____；只存在極性鍵的分子是_______(填序號，下同)。 (2)只存在單鍵的分子是_______，存在三鍵的分子是____，只存在雙鍵的分子是___，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是___。 (3)只存在σ鍵的分子是_______，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是______。 (4)不存在化學鍵的是___。 (5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是____；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是__。,答案,②,⑤⑩,①③⑨,①③⑤,②,⑨,⑩,①③⑤,②⑨⑩,⑧,⑥⑦,④,答案,答案,答案,答案,2.有以下物質：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ鍵的是____________(填序號，下同)；既有σ鍵，又有π鍵的是______；含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是___；含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是_____________；含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是____________。,②④⑤⑥⑧⑨,①②③⑥⑦⑧,④⑤⑨,⑦,①③⑤⑥⑧⑨,答案,1.在分子中，有的只存在極性鍵，如HCl、NH3等，有的只存在非極性鍵，如N2、H2等，有的既存在極性鍵又存在非極性鍵，如H2O2、C2H4等；有的不存在化學鍵，如稀有氣體分子。 2.在離子化合物中，一定存在離子鍵，有的存在極性共價鍵，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非極性鍵，如Na2O2、CaC2等。 3.通過物質的結構式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。,,題組二 鍵參數的判斷與應用 3.下列說法中正確的是 A.分子的結構是由鍵角決定的 B.共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定 C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長、鍵角均相等 D.H2O分子中的共價鍵比HF分子中的共價鍵牢固,答案,解析,分子的結構是由鍵角、鍵長共同決定的，A項錯誤； 由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故C—X鍵的鍵長不錯誤，C項錯誤；H2O分子中的O—H鍵不如HF分子中的F—H鍵牢固，D項錯誤。,4.已知鍵能、鍵長部分數據如下表：,,,,(1)下列推斷正確的是________(填字母，下同)。 A.穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI B.氧化性：I2＞Br2＞Cl2 C.沸點：H2O＞NH3 D.還原性：HI＞HBr＞HCl＞HF,答案,解析,根據表中數據，同主族氣態(tài)氫化物的鍵能從上至下逐漸減小，穩(wěn)定性逐漸減弱，A項正確； 從鍵能看，氯氣、溴單質、碘單質的穩(wěn)定性逐漸減弱，由原子結構知，氧化性也逐漸減弱，B項錯誤； 由表格數據知，EH—O＞EN—H，又因為rO＜rN，則H2O的沸點比NH3高，C項正確； 還原性與失電子能力有關，還原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D項正確。,,(2)下列有關推斷正確的是________。 A.同種元素形成的共價鍵，穩(wěn)定性：三鍵＞雙鍵＞單鍵 B.同種元素形成雙鍵鍵能一定小于單鍵的2倍 C.鍵長越短，鍵能一定越大 D.氫化物的鍵能越大，其穩(wěn)定性一定越強,答案,解析,由碳碳鍵的數據知A項正確； 由O—O鍵、O==O鍵的鍵能知，B項錯誤； C—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，但是N—H鍵的鍵能反而較小，C項錯誤； 由C—H、N—H的鍵能知，CH4的鍵能較大，而穩(wěn)定性較弱，D項錯誤。,(3)在HX分子中，鍵長最短的是____，最長的是___；O—O鍵的鍵長____(填“大于”“小于”或“等于)O==O鍵的鍵長。,HF,HI,大于,答案,1.分子的空間構型與鍵參數 鍵長、鍵能決定了共價鍵的穩(wěn)定性，鍵長、鍵角決定了分子的立體構型。一般來說，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長等數據，就可確定該分子的立體構型。,2.反應熱與鍵能：ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能。,,題組三 等電子原理的應用 5.通常把原子總數和價電子總數相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現等電子體的空間結構相同，則下列有關說法中正確的是 A.CH4和 是等電子體，鍵角均為60° B. 和 是等電子體，均為平面三角形結構 C.H3O＋和PCl3是等電子體，均為三角錐形結構 D.B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道,答案,解析,甲烷是正四面體形結構，鍵角是109°28′，A錯； 和 是等電子體，均為平面三角形結構，B對； H3O＋和PCl3的價電子總數不相等，C錯； 苯的結構中存在“肩并肩”式的重疊軌道，故B3N3H6分子中也存在，D錯。,6.原子數相同、電子總數相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。 (1)根據上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是____和____；_____和_____。,答案,解析,僅由第二周期元素組成的共價分子，即C、N、O、F組成的共價分子中，如：N2與CO電子總數均為14個電子，N2O與CO2電子總數均為22個電子。,N2,CO,N2O,CO2,(2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結構特征。在短周期元素組成的物質中，與 互為等電子體的分子有_____、_____。,答案,解析,,O3,SO2,依題意，只要原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，即可互稱為等電子體， 為三原子，各原子最外層電子數之和為5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也為三原子，各原子最外層電子數之和為6×3＝18。,記憶等電子體，推測等電子體的性質,(1)常見的等電子體匯總,(2)根據已知的一些分子的結構推測另一些與它等電子的微粒的立體構型，并推測其物理性質。 ①(BN)x與(C2)x，N2O與CO2等也是等電子體；②硅和鍺是良好的半導體材料，他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導體材料；③白錫(β--Sn2)與銻化銦是等電子體，它們在低溫下都可轉變?yōu)槌瑢w；④SiCl4、 的原子數目和價電子總數都相等，它們互為等電子體，都形成正四面體形；⑤CO2、COS均為直線形結構；SO3、 為平面正三角形結構；NF3、PCl3均為三角錐形結構。,特別提醒 等電子體結構相同，物理性質相近，但化學性質不同。,考點二 分子的立體構型,1.價層電子對互斥理論 (1)價層電子對在球面上彼此相距最遠時，排斥力最小，體系的能量最低。 (2)孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。,知識梳理,填寫下表。,直線形,平面正三角形,V形,正四面體形,三角錐形,V形,BeCl2,BF3,SnBr2,CH4,NH3,H2O,180°,120°,105°,109°28′,107°,105°,2.雜化軌道理論 當原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結構不同。,sp3雜化軌道由 和 組合而成，雜化軌道間夾角為 ,呈 形，如 。,sp雜化,sp2雜化,sp3雜化,sp雜化軌道由 和 組合而成，雜化軌道間夾角為 ，呈 形，如 。,sp2雜化軌道由 和 組合而成，雜化軌道間夾角為 ，呈 ，如 。,,,,,,,1個s軌道,1個p軌道,180°,直線,H—C≡C—H,1個s軌道,2個p軌道,120°,平面三角形,HCHO,1個s軌道,3個p軌道,109°28′,正四面體,CH4,特別提醒 (1)價層電子對互斥理論說明的是價層電子對的立體構型，而分子的立體構型指的是成鍵電子對的立體構型，不包括孤電子對。 ①當中心原子無孤電子對時，兩者的構型一致； ②當中心原子有孤電子對時，兩者的構型不一致。 如：中心原子采取sp3雜化的，其價層電子對模型為四面體形，其分子構型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(如NH3)，也可以為V形(如H2O)。,(2)價層電子對互斥理論能預測分子的立體構型，但不能解釋分子的成鍵情況，雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況，但不能預測分子的立體構型。兩者相結合，具有一定的互補性，可達到處理問題簡便、迅速、全面的效果。 (3)雜化軌道間的夾角與分子內的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時孤電子對數越多，鍵角越小。 (4)雜化軌道與參與雜化的原子軌道數目相同，但能量不同。,3.配位鍵 (1)孤電子對 分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。 (2)配位鍵 ①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供 ，另一方提供 形成共價鍵。,孤電子對,空軌道,②配位鍵的表示：常用“ ”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對 的原子，如 可表示為[ ]＋，在 中，雖然有一個N—H 鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。,―→,(3)配合物 如[Cu(NH3)4]SO4,配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。,,中心原子,提供空軌道,配位原子,(提供孤電子對),配體,內界,外界,配位數,[Cu(NH3)4]SO4,,,,,,,,,,,1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×” (1)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對( ) (2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結構( ) (3)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化( ) (4)只要分子構型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化( ) (5)中心原子是sp雜化的，其分子構型不一定為直線形( ) (6)價層電子對互斥理論中，π鍵電子對數不計入中心原子的價層電子對數( ),×,√,√,√,×,×,2.VSEPR模型和分子(離子)立體構型與中心原子雜化類型的確定。填寫下表。,2,2,4,四面體形,V形,sp3,1,2,3,平面三角形,V形,0,0,3,3,4,4,平面三角形,正四面體形,平面三角形,正四面體形,sp2,sp2,sp3,1,0,0,0,3,3,2,3,3,1,4,2,3,3,4,四面體形,直線形,平面三角形,平面三角形,四面體形,三角錐形,直線形,平面三角形,平面三角形,直線形,sp3,sp,sp2,sp2,sp3,1,1,0,3,3,4,4,4,4,四面體形,四面體形,正四面體形,三角錐形,三角錐形,正四面體形,直線形,平面形,平面六邊形,sp3,sp3,sp3,sp,sp2,sp2,sp3、sp2,,解題探究,題組一 價層電子對互斥理論、雜化軌道理論的綜合考查 1.下列離子的VSEPR模型與離子的空間立體構型一致的是,答案,解析,當中心原子無孤電子對時，VSEPR模型與立體構型一致。 A項， 的中心原子的孤電子對數＝ ×(6＋2－3×2)＝1， B項， 的中心原子的孤電子對數＝ ×(7＋1－4×2)＝0； C項， 的中心原子的孤電子對數＝ ×(5＋1－2×2)＝1； D項， 中心原子的孤電子對數＝ ×(7＋1－3×2)＝1。 所以只有B符合題意。,,2.下列分子所含原子中，既有sp3雜化，又有sp2雜化的是 A.乙醛 B.丙烯腈 C.甲醛 D.丙炔,答案,解析,乙醛中甲基的碳原子采取sp3雜化，醛基中碳原子采取sp2雜化； 丙烯腈中碳碳雙鍵的兩個碳原子采取sp2雜化，另一個碳原子采取sp雜化；甲醛中碳原子采取sp2雜化； 丙炔中甲基碳原子采取sp3雜化，碳碳三鍵中兩個碳原子采取sp雜化。,,3.(2016·葫蘆島五校協(xié)作體期中)氮的最高價氧化物為無色晶體，它由兩種離子構成，已知其陰離子構型為平面三角形，則其陽離子的構型和陽離子中氮的雜化方式為 A.直線形 sp雜化 B.V形 sp2雜化 C.三角錐形 sp3雜化 D.平面三角形 sp2雜化,答案,解析,氮的最高價氧化物為N2O5，根據N元素的化合價為＋5和原子組成，可知陰離子為 、陽離子為 中N原子形成了2個σ鍵，孤電子對數目為0，所以雜化類型為sp，陽離子的構型為直線形，故A項正確。,4.原子形成化合物時，電子云間的相互作用對物質的結構和性質會產生影響。請回答下列問題： (1)BF3分子的立體結構為___________，NF3分子的立體結構為________。,BF3分子中的B原子采取sp2雜化，所以其分子的立體構型為平面三角形；NF3分子中的N原子采取sp3雜化，其中一個雜化軌道中存在一對孤電子對，所以其分子的立體構型為三角錐形。,答案,解析,平面三角形,三角錐形,(2)已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4NH3H2O，請分析可能的原因是____________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。,H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3雜化，而在O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用最大，鍵角最?。籒原子上有1對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用使鍵角縮小，但比水分子的要大；C原子上無孤電子對，鍵角最大。,答案,解析,CH4分子中的C原子沒有孤電子對，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小,1.“三種”方法判斷分子中心原子的雜化類型 (1)根據雜化軌道的空間分布構型判斷 ①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。 ②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。 ③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。,(2)根據雜化軌道之間的夾角判斷 若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。 (3)根據等電子原理結構相似進行推斷，如CO2是直線形分子，CNS－、 與CO2是等電子體，所以分子構型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。,2.用價層電子對互斥理論推測分子或離子立體構型的思維程序 用價層電子對互斥理論推測簡單分子(ABn型)、離子( 型)立體構型的方法 解題思路——,確定價層電子對數,價層電子對立體構型,均分空間,價層電子對盡可能遠離,確定孤電 子對數,孤電子對的排斥作用較強,變形后的立體構型,孤電子對與成鍵電子對盡可能遠離,去掉孤電子對所占空間,分子(離子)的立體構型,,,,,,(1)σ鍵的電子對數的確定 由分子式確定σ鍵電子對數。例如，H2O中的中心原子為O，O有2對σ鍵電子對；NH3中的中心原子為N，N有3對σ鍵電子對。 (2)中心原子上的孤電子對數的確定 中心原子上的孤電子對數＝ (a－xb)。式中a為中心原子的價電子數，對于主族元素來說，價電子數等于原子的最外層電子數；x為與中心原子結合的原子數；b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數，氫為1，其他原子等于“8－該原子的價電子數”。例如，SO2的中心原子為S，S的價電子數為6(即S的最外層電子數為6)，則a＝6；與中心原子S結合的O的個數為2，則x＝2；與中心原子結合的O最多能接受的電子數為2，則b＝2。所以，SO2中的中心原子S上的孤電子對數＝ ×(6－2×2)＝1。,題組二 配位鍵、配合物理論 5.銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。 (1)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的立體構型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是________________________________________________________ ______________________________________________________________。,答案,N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，在NF3中，共用電子對偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu2＋形成配位鍵,,(2)膽礬CuSO4·5H2O可寫作[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結構示意圖如下：,答案,下列有關膽礬的說法正確的是_____。 A.所有氧原子都采取sp3雜化 B.氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學鍵 C.Cu2＋的價電子排布式為3d84s1 D.膽礬中的水在不同溫度下會分步失去,6.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中，與Cu2＋形成配位鍵的原子是__(填元素符號)。 7.K3[Fe(C2O4)3]中化學鍵的類型有_______________________。 8.丁二酮肟鎳是一種鮮紅色沉淀，可用來檢驗Ni2＋，其分子結構如圖所示。該結構中C原子的雜化方式是_______，分子內微粒之間存在的作用力有____(填字母)。 a.離子鍵 b.共價鍵 c.配位鍵 d.氫鍵,N,答案,離子鍵、共價鍵、配位鍵,sp2、sp3,bcd,答案,答案,9.醋酸二胺合銅(Ⅰ)可以除去原料氣中CO。生成的CH3COO[Cu(NH3)3·CO]中與Cu＋形成配離子的配體為__________(填化學式)。,CO、NH3,答案,考點三 分子間作用力與分子的性質,1.分子間作用力 (1)概念 物質分子之間 存在的相互作用力，稱為分子間作用力。 (2)分類 分子間作用力最常見的是 和 。 (3)強弱 范德華力 氫鍵 化學鍵。,知識梳理,普遍,范德華力,氫鍵,＜,＜,(4)范德華力 范德華力主要影響物質的熔點、沸點、硬度等物理性質。范德華力越強，物質的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說， 相似的物質，隨著 的增加，范德華力逐漸 。 (5)氫鍵 ①形成 已經與 的原子形成共價鍵的 (該氫原子幾乎為裸露的質子)與另一個分子中 的原子之間的作用力，稱為氫鍵。 ②表示方法 A—H…B,組成和結構,相對分子質量,增大,電負性很強,氫原子,電負性很強,特別提醒 a.A、B是電負性很強的原子，一般為N、O、F三種元素。 b.A、B可以相同，也可以不同。 ③特征 具有一定的 性和 性。 ④分類 氫鍵包括 氫鍵和 氫鍵兩種。 ⑤分子間氫鍵對物質性質的影響 主要表現為使物質的熔、沸點 ，對電離和溶解度等產生影響。,方向,飽和,分子內,分子間,升高,2.分子的性質 (1)分子的極性,重合,不重合,非極性鍵或極性鍵,對稱,不對稱,非極性鍵或極性鍵,(2)分子的溶解性 ①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質一般能溶于 溶劑，極性溶質一般能溶于 。若溶劑和溶質分子之間可以形成氫鍵，則溶質的溶解度 。 ②隨著溶質分子中憎水基個數的增大，溶質在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。,非極性,極性溶劑,增大,(3)分子的手性 ①手性異構：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為 ，在三維空間里 的現象。 ②手性分子：具有 的分子。 ③手性碳原子：在有機物分子中，連有 的碳原子。 含有手性碳原子的分子是手性分子，如 。,鏡像,不能重疊,手性異構體,四個不同基團或原子,(4)無機含氧酸分子的酸性 無機含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。,1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×” (1)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵( ) (2)乙醇分子和水分子間只存在范德華力( ) (3)氫鍵具有方向性和飽和性( ) (4)H2和O2之間存在氫鍵( ),×,√,×,×,解析 可燃冰中水分子間存在氫鍵，但CH4與H2O之間不存在氫鍵。,解析 乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氫鍵的條件。,解析 H2與O2分子中的共價鍵均為非極性鍵，分子間只存在范德華力。,(5)H2O2分子間存在氫鍵( ) (6)鹵素單質、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質量的增大而增大( ) (7)氫鍵的存在一定能使物質的熔、沸點升高( ),×,×,√,解析 H2O2分子中的H幾乎成為“裸露”的質子，與水分子一樣，H2O2分子間也存在氫鍵。,解析 鹵素氫化物中，HF分子間能形成氫鍵，其熔、沸點最高。,解析 分子內氫鍵對物質的熔、沸點影響很小。,(8)極性分子中可能含有非極性鍵( ) (9)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵( ),×,√,解析 在極性分子H2O2中存在非極性鍵。,解析 H2O比H2S穩(wěn)定是因為O—H鍵鍵能大于S—H鍵鍵能，而與氫鍵無關。,2.下列事實均與氫鍵的形成有關，試分析其中氫鍵的類型。 ①冰的硬度比一般的分子晶體的大； ②甘油的粘度大； ③鄰硝基苯酚20 ℃時在水中的溶解度是對硝基苯酚的0.39 倍； ④鄰羥基苯甲酸的電離常數是苯甲酸的15.9倍，對羥基苯甲酸的電離常數是苯甲酸的0.44倍； ⑤氨氣極易溶于水； ⑥氟化氫的熔點高于氯化氫。 屬于分子間氫鍵的是________；屬于分子內氫鍵的是_____。,①②⑤⑥,③④,答案,解析,分子內氫鍵除必須具備形成氫鍵的條件外，還必須具備特定的條件：形成平面環(huán)(五元或六元環(huán)最為穩(wěn)定)、形成的環(huán)中沒有任何扭曲等。氫鍵的形成使物質在熔沸點、電離度、溶解度等方面表現出一些特殊性質。由于分子間氫鍵的作用，形成的“締合分子”增大了分子間作用力，使得物質的熔沸點升高(如水)、溶解度增大(如氨)、電離度降低(如氫氟酸為弱酸)等；由于分子內的氫鍵作用，形成具有“環(huán)狀結構”的物質，減小了分子間的作用力，使物質的熔沸點降低、溶解度減小等。,3.寫出HF水溶液中的所有氫鍵。,答案,F—H…O F—H…F O—H…F O—H…O,,解題探究,題組一 分子極性和化學鍵極性的關系 1.下列敘述中正確的是 A.以非極性鍵結合起來的雙原子分子一定是非極性分子 B.以極性鍵結合起來的分子一定是極性分子 C.非極性分子只能是雙原子單質分子 D.非極性分子中，一定含有非極性共價鍵,答案,解析,對于抽象的選擇題可用反例法，以具體的物質判斷正誤。A項是正確的，如O2、H2、N2等； B項錯誤，以極性鍵結合起來的分子不一定是極性分子，若分子構型對稱，正負電荷中心重合，就是非極性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C項錯誤，某些共價化合物如C2H4等也是非極性分子； D項錯誤，非極性分子中不一定含有非極性鍵，如CH4、CO2。,,2.下列化合物中，化學鍵的類型和分子的極性(極性或非極性)皆相同的是 A.CO2和SO2 B.CH4和CH2Cl2 C.BF3和NH3 D.HCl和HI,A項，CO2為極性鍵構成的非極性分子，為直線形結構，SO2為V形結構，是極性分子； B項，CH4為極性鍵構成的非極性分子，是正四面體結構，CH2Cl2是由極性鍵構成的極性分子； C項，BF3為極性鍵構成的非極性分子，是平面正三角形結構，NH3為極性鍵構成的極性分子，是三角錐形結構； D項，HCl和HI都是極性鍵構成的直線形結構，都為極性分子。,答案,解析,3.已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物，試根據有關信息完成下列問題： (1)水是維持生命活動所必需的一種物質。 ①1 mol冰中有__mol氫鍵。 ②用球棍模型表示的水分子結構是_____。,在冰中，每個水分子與周圍的4個水分子形成4個氫鍵，按“均攤法”計算，相當于每個水分子有2個氫鍵；水分子為V形結構。,答案,解析,2,B,(2)已知H2O2分子的結構如圖所示：H2O2分子不是直線形的，兩個氫原子猶如在半展開的書的兩面上，兩個氧原子在書脊位置上，書頁夾角為93°52′，而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。,試回答： ①H2O2分子的電子式是_______________，結構式是_____________。 ②H2O2分子是含有_____鍵和________鍵的______(填“極性”或“非極性”)分子。 ③H2O2難溶于CS2，簡要說明理由：______________________________ __________________________________________。 ④H2O2中氧元素的化合價是_____，簡要說明原因___________________ ________________________________________________。,H—O—O—H,極性,非極性,極性,H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2,－1價,因O—O鍵為非極性鍵，而O—H鍵為極性鍵，共用電子對偏向氧，故氧為－1價,由H2O2的空間構型圖可知，H2O2是極性分子，分子內既有極性鍵，又有非極性鍵，而CS2為非極性分子，根據“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2。,答案,解析,分子極性判斷的思維程序和兩種思維模型 (1)思維程序,(2)思維模型 ①根據鍵的類型及分子的立體構型判斷 非極性分子、極性分子的判斷，首先看鍵是否有極性，然后再看各鍵的空間排列狀況。鍵無極性，分子必無極性(O3除外)；鍵有極性，各鍵空間排列均勻，使鍵的極性相互抵消，分子無極性；鍵有極性，各鍵空間排列不均勻，不能使鍵的極性相互抵消，分子有極性。,共價鍵的極性與分子極性的關系可總結如下：,②根據中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷 分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵，此分子一般為非極性分子；分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵，此分子一般為極性分子。 CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵，它們都是非極性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵，它們都是極性分子。,,題組二 分子間作用力及其影響 4.若不斷地升高溫度，實現“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是 A.氫鍵；分子間作用力；極性鍵 B.氫鍵；氫鍵；非極性鍵 C.氫鍵；極性鍵；分子間作用力 D.分子間作用力；氫鍵；非極性鍵,答案,解析,,5.按要求回答下列問題： (1)HCHO分子的立體構型為________形，它加成產物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是(須指明加成產物是何物質)_________________ ___________________。 (2)S位于周期表中____族，該族元素氫化物中，H2Te比H2S沸點高的原因是 _____________________________________________________________________，H2O比H2Te沸點高的原因是__________________________________。,答案,平面三角,分子之間能形成氫鍵,加成產物CH3OH,兩者均為分子晶體且結構相似，H2Te相對分子質量比H2S大，分子間作用力更強,ⅥA,兩者均為分子晶體，H2O分子中存在氫鍵,答案,(3)有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷。硅烷的沸點與相對分子質量的關系如圖所示，呈現這種變化的原因是________________________ __________________________________________。,答案,硅烷為分子晶體，隨相對分子質量增大，分子間作用力增強，熔沸點升高,(4)氨是一種易液化的氣體，請簡述其易液化的原因：________________ __________________________。 (5)硫的氫化物在乙醇中的溶解度小于氧的氫化物的原因是 ________________________。 (6)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如下圖所示?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲，主要原因是_____________________。,答案,氨分子間存在氫鍵，,分子間作用力大，因而易液化,H2O與乙醇分子間形成氫鍵,答案,答案,化合物乙分子間形成氫鍵,范德華力、氫鍵、共價鍵的比較,題組三 無機含氧酸的酸性 6.S有兩種常見的含氧酸，較高價的酸性比較低價的酸性____，理由是______________________________________________________________ ______________________________________。,答案,強,S的正電性越高，導致S—O—H中O的電子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H＋，即酸性越強,7.判斷含氧酸酸性強弱的一條經驗規(guī)律是含氧酸分子結構中含非羥基氧原子數越多，該含氧酸的酸性越強。如下表所示： 含氧酸酸性強弱與非羥基氧原子數的關系,(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相似，但它們的酸性差別很大，H3PO3是中強酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結 構簡式分別為①________________，②________________。,此題屬于無機含氧酸的結構、性質推斷題，考查同學們運用題給信息推斷物質結構和性質的能力。(1)已知H3PO3為中強酸，H3AsO3為弱酸，依據題給信息可知H3PO3中含1個非羥基氧原子，H3AsO3中不含非羥基氧原子。,答案,解析,(2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反應的化學方程式分別是： ①_________________________________， ②__________________________________。,與過量NaOH溶液反應的化學方程式的書寫，需得知H3PO3和H3AsO3分別為幾元酸，從題給信息可知，含氧酸分子結構中含幾個羥基氫，則該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸，H3AsO3為三元酸。,答案,解析,H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O,H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O,(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸，分析反應情況：_____________ _________________________________， 寫出化學方程式：____________________________。,H3PO3為中強酸，不與鹽酸反應；H3AsO3為兩性物質，可與鹽酸反應。,答案,解析,不與鹽酸反應，H3AsO3可與鹽酸反應,H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O,H3PO3為中強酸，,無機含氧酸分子的酸性判斷及比較的思維方法 (1)無機含氧酸分子之所以能顯示酸性，是因為其分子中含有—OH，而—OH上的H原子在水分子的作用下能夠變成H＋而顯示一定的酸性。 如HNO3、H2SO4的結構式分別是 、 。,(2)同一種元素的含氧酸酸性規(guī)律 H2SO4與HNO3是強酸，其—OH上的H原子能夠完全電離成為H＋。而同樣是含氧酸的H2SO3和HNO2卻是弱酸。即酸性強弱為H2SO3＜H2SO4，HNO2＜HNO3。其他的有變價的非金屬元素所形成的含氧酸也有類似的情況。如酸性強弱HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。不難得出：對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。,考能提升,,探究高考 明確考向,1.[2016·全國卷Ⅰ，37(2)(3)(5)]鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： (2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構角度分析，原因是________________ ______________________________________________________________ ____________。,1,2,3,4,Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p--p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵,5,6,7,答案,(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因：________ ___________________________________________________________________________________________________。,答案,GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似，相對分子質量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強,(5)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為____，微粒之間存在的作用力是_______。,共價鍵,sp3,答案,1,2,3,4,5,6,7,2.[2016·全國卷Ⅱ，37(2)]硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是________。 ②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為_______，提供孤電子對的成鍵原子是__。 ③氨的沸點____(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是____________ _______；氨是_____分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為___。,答案,正四面體,配位鍵,N,高于,氨分子間可形,極性,成氫鍵,sp3,1,2,3,4,5,6,7,3.[2016·全國卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立體構型為________，其中As的雜化軌道類型為___。,三角錐形,sp3,答案,1,2,3,4,5,6,7,4.[2014·新課標全國卷Ⅰ，37(3)節(jié)選]乙醛中碳原子的雜化類型為________。,答案,sp3、sp2,1,2,3,4,5,6,7,5.[2015·全國卷Ⅰ，37(2)(3)](2)碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是________________________________________________________。 (3)CS2分子中，共價鍵的類型有_________，C原子的雜化軌道類型___，寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子 ____________________________。,C有4個價電子且半徑小，難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結構,σ鍵和π鍵,sp,CO2、COS(或SCN－、OCN－等),答案,答案,1,2,3,4,5,6,7,6.[2014·新課標全國卷Ⅰ，37(3)節(jié)選]1 mol乙醛分子中含有σ鍵的數目為_____，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是__________________ _______。,答案,6NA,CH3COOH存在分子,間氫鍵,1,2,3,4,5,6,7,7.[2013·福建理綜，31(3)(4)節(jié)選](3)BF3與一定量的水形成(H2O)2·BF3晶體Q，Q在一定條件下可轉化為R：,答案,晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及___(填序號)。 a.離子鍵 b.共價鍵 c.配位鍵 d.金屬鍵 e.氫鍵 f.范德華力,ad,1,2,3,4,5,6,7,(4)已知苯酚( )具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水楊酸第一級電離形成的離子 能形成分子內氫鍵。據此判斷，相同溫度下電離平衡常數Ka2(水楊酸)___(填“”或“＜”)Ka(苯酚)，其原因是 _____________________________________________。,答案,中形成分子內氫鍵，使其更難電離出H＋,＜,1,2,3,4,5,6,7,課時作業(yè),,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1.N2的結構可以表示為 ，CO的結構可以表示為 ，其中橢 圓框表示π鍵，下列說法中不正確的是 A.N2分子與CO分子中都含有三鍵 B.CO分子中有一個π鍵是配位鍵 C.N2與CO互為等電子體 D.N2與CO的化學性質相同,答案,解析,√,由題可知N2分子中N原子之間、CO分子中C、O原子之間通過兩個π鍵，一個σ鍵，即三鍵結合，其中，CO分子中1個π鍵由O原子單方面提供孤電子對，C原子提供空軌道通過配位鍵形成；N2與CO的原子數和價電子總數相等，互為等電子體，N2化學性質相對穩(wěn)定，CO具有比較強的還原性，兩者化學性質不同。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,2.下列說法不正確的是 A.σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強 B.兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵 C.氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵 D.N2分子中有一個σ鍵，兩個π鍵,答案,解析,√,氣體單質分子中，可能只有σ鍵，如Cl2；也可能既有σ鍵又有π鍵，如N2；但也可能沒有化學鍵，如稀有氣體。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,3.下列說法正確的是 A.凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其立體構型都是正四面體型 B.在SCl2中，中心原子S采取sp雜化軌道成鍵 C.雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對 D.凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵,答案,解析,√,A項，中心原子采取sp3雜化的分子，其分子構型可以是正四面體形，也可以是三角錐形或V形，錯誤； B項，SCl2中S原子采取sp3雜化軌道成鍵，錯誤； D項，AB3型共價化合物，中心原子可采取sp2雜化，如SO3等，錯誤。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,4.下列現象與氫鍵有關的是 ①NH3的熔、沸點比ⅤA族其他元素氫化物的高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液態(tài)水的密度小 ④尿素的熔、沸點比醋酸的高 ⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低 ⑥水分子高溫下很穩(wěn)定 A.①②③④⑤⑥ B.僅①②③④⑤ C.僅①②③④ D.僅①②③,答案,解析,√,水分子高溫下很穩(wěn)定是因為分子中O—H鍵的鍵能大。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,5.氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關于氯化亞砜分子的立體構型和中心原子(S)采取雜化方式的說法正確的是 A.三角錐型、sp3 B.V形、sp2 C.平面三角形、sp2 D.三角錐形、sp2,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,6.下列敘述中正確的是 A.NH3、CO、CO2都是極性分子 B.CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子 C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次增強 D.CS2、H2O、C2H2都是直線形分子,答案,解析,√,A中CO2為非極性分子； D中水為極性分子，立體構型不是直線形，是V形結構； 選項C中HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,7.下列各組微粒的立體構型相同的是 ①NH3和H2O ②NH和H3O＋ ③NH3和H3O＋ ④O3和SO2 ⑤CO2和BeCl2 ⑥ ⑦BF3和Al2Cl6 A.全部 B.除④⑥⑦以外 C.③④⑤⑥ D.②⑤⑥,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,8.關于氫鍵，下列說法正確的是 A.所有含氫元素的化合物中都存在氫鍵，氫鍵比范德華力強 B.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，就是由于水分子間形成氫鍵所致 C.氫原子和非金屬性很強的元素原子(F、O、N)形成的共價鍵，稱為氫鍵 D.分子間形成的氫鍵使相應物質的熔點和沸點升高，氫鍵也可存在于分 子內,答案,解析,√,氫鍵存在于H和非金屬性很強的原子F、O、N之間，不屬于化學鍵，大多存在于相應分子間，少數分子內也存在分子內氫鍵，氫鍵的存在影響物質的熔、沸點。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,9.通常狀況下，NCl3是一種油狀液體，其分子立體構型與氨分子相似，下列對NCl3的有關敘述正確的是 A.NCl3分子中N—Cl鍵的鍵長比CCl4分子中C—Cl鍵的鍵長長 B.NCl3分子是非極性分子 C.分子中的所有原子均達到8電子穩(wěn)定結構 D.NBr3比NCl3易揮發(fā),答案,解析,√,因碳原子半徑比氮原子的大，故N—Cl鍵的鍵長比C—Cl鍵的鍵長短；NCl3分子立體構型類似NH3，故NCl3是極性分子；NBr3與NCl3二者結構相似，由于NBr3的相對分子質量較大，分子間作用力較大，所以NBr3的沸點比NCl3高，因此NBr3比NCl3難揮發(fā)。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,10.在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結構。則分子中B原子雜化軌道的類型及不同層分子間的主要作用力分別是 A.sp，范德華力 B.sp2，范德華力 C.sp2，氫鍵 D.sp3，氫鍵,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,由于該晶體具有和石墨相似的層狀結構，所以B原子采取sp2雜化，同層分子間的作用力是范德華力，由于“在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個羥基相連”雖然三個B—O都在一個平面上，但σ單鍵能夠旋轉，使O—H鍵位于兩個平面之間，因而能夠形成氫鍵，從而使晶體的能量最低，達到穩(wěn)定狀態(tài)。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,11.構成物質的微粒種類及相互間的作用力是決定物質表現出何種物理性質的主要因素。 (1)三氯化鐵常溫下為固體，熔點282 ℃，沸點315 ℃，在300 ℃以上易升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據此判斷三氯化鐵晶體中存在的微粒間作用力有_____________________。,答案,解析,極性共價鍵、范德華力,由三氯化鐵的性質可知其為分子晶體，微粒間作用力有共價鍵和范德華力。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,(2)氫鍵作用常表示為“A—H…B”，其中A、B為電負性很強的一類原子，如_________(列舉三種)。 X、Y兩種物質的分子結構和部分物理性質如下表，兩者物理性質有差異的主要原因是______________________________________________________ ____________________。,答案,解析,N、O、F,X物質形成分子內氫鍵，Y物質形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,能形成氫鍵的原子主要有N、O、F。分子間氫鍵使物質的熔、沸點升高，溶解度增大；分子內氫鍵使物質熔、沸點降低，溶解度減小。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1