第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考綱要求1.了解共價(jià)鍵的形成，能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。3.能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)常見的簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。4.了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。5.了解氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)。 1共價(jià)鍵 (1)本質(zhì)：在原子之間形成共用電子對(duì)。 (2)特征：具有飽和性和方向性?？键c(diǎn)一共價(jià)鍵考點(diǎn)一共價(jià)鍵 (3)分類： (4)鍵參數(shù)： 鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響： 鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系： 鍵能越 ，鍵長(zhǎng)越 ，分子越穩(wěn)定。大大短短 2配位鍵 (1)配位鍵： 由一個(gè)原子提供一對(duì)電子與另一個(gè)接受電子的原子形成的_。 (2)配位鍵的表示方法： 如：AB：A表示 孤電子對(duì)的原子，B表示 共用電子對(duì)的原子。共價(jià)鍵共價(jià)鍵提供提供接受接受 (3)配位化合物： 定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物。 組成： 形成條件： 1判斷正誤，正確的畫“”，錯(cuò)誤的畫“” (1)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子() (2)在任何情況下，都是鍵比鍵強(qiáng)度大() (3)在所有分子中都存在化學(xué)鍵() (4)H2分子中的共價(jià)鍵不具有方向性() (5)分子的穩(wěn)定性與分子間作用力的大小無關(guān)() (6)鍵比鍵的電子云重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)() (7)ss 鍵與sp 鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同() (8)碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍() (9)鍵能單獨(dú)形成，而鍵一定不能單獨(dú)形成() (10)鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)() 2根據(jù)價(jià)鍵理論分析氮?dú)夥肿又械某涉I情況。 3用結(jié)構(gòu)式標(biāo)出銀氨絡(luò)離子、四氨合銅離子中的配位鍵。 4試根據(jù)下表回答問題： 某些共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)見下表： 根據(jù)表中有關(guān)數(shù)據(jù)，你能推斷出影響共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)的因素主要有哪些？其影響的結(jié)果怎樣？ 提示 1(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2氮原子各自用三個(gè)p軌道分別跟另一個(gè)氮原子形成一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵。 4原子半徑、原子間形成的共用電子對(duì)數(shù)目。形成相同數(shù)目的共用電子對(duì)，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短；原子半徑相同，形成共用電子對(duì)數(shù)目越多，鍵長(zhǎng)越短。 1在下列物質(zhì)中：HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、NH4Cl、NaOH、Ar、CO2、C2H4。 (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_。 (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)只存在鍵的分子是_，既存在鍵又存在鍵的分子是_。 (4)不存在化學(xué)鍵的是_。共價(jià)鍵類別的判斷共價(jià)鍵類別的判斷 (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：(1) (2) (3) (4)(5) 2NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，解釋該事實(shí)的充分理由是() ANH3分子是極性分子 B分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等，鍵角相等 CNH3分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等，3個(gè)鍵角都等于107 DNH3分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等，3個(gè)鍵角都等于120 答案：C鍵參數(shù)的應(yīng)用鍵參數(shù)的應(yīng)用 3下列說法中正確的是() A分子的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越高，分子越穩(wěn)定 B元素周期表中的A族(除H外)和A族元素的原子間不能形成共價(jià)鍵 C水分子可表示為HOH，分子的鍵角為180 DHO鍵鍵能為462.8 kJmol1，即18克H2O分解成H2和O2時(shí)，消耗能量為2462.8 kJ 答案：B 4結(jié)合事實(shí)判斷CO和N2相對(duì)更活潑的是_，試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋其相對(duì)更活潑的原因：_。 解析：由斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量1 071.9798.9273.0(kJmol1)比斷開N2分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量941.7418.4523.3(kJmol1)小，可知CO相對(duì)更活潑。 答案：CO斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量(273.0 kJmol1)比斷開N2分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量(523.3 kJmol1)小 5下列粒子中存在配位鍵的是() H3OB(OH)4CH3COONH3CH4 AB C D 答案：A配位鍵配位鍵 6配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，取CoCl36NH3(黃色)、CoCl35NH3(紫紅色)、CoCl34NH3(綠色)和CoCl34NH3(紫色)四種化合物各1 mol，分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產(chǎn)生氯化銀，沉淀的量分別為3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。 (1)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式。 CoCl36NH3_， CoCl35NH3_， CoCl34NH3(綠色和紫色)：_。 (2)后兩種物質(zhì)組成相同而顏色不同的原因是_。 (3)上述配合物中，中心離子的配位數(shù)都是_。 解析：由題意知，四種絡(luò)合物中的自由Cl分別為3、2、1、1，則它們的化學(xué)式分別為Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl。最后兩種應(yīng)互為同分異構(gòu)體。 答案：(1)Co(NH3)6Cl3Co(NH3)5ClCl2 Co(NH3)4Cl2Cl (2)它們互為同分異構(gòu)體(3)6 1價(jià)層電子對(duì)互斥理論 (1)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。 其中：a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽(yáng)離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是1個(gè)與中心原子結(jié)合的原子提供的價(jià)電子數(shù)，x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。考點(diǎn)二分子的立體結(jié)構(gòu)考點(diǎn)二分子的立體結(jié)構(gòu) (2)價(jià)層電子對(duì)互斥理論與分子構(gòu)型： 2.用雜化軌道理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型3.等電子原理等電子原理相同，相同， 相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近，如征，它們的許多性質(zhì)相近，如CO和和 。原子總數(shù)原子總數(shù)價(jià)電子總數(shù)價(jià)電子總數(shù)N2 填表，VSEPR模型和分子(離子)立體模型的確定： 提示 (從左到右，從上到下)314四面體形直線形sp3022直線形直線形sp直線形sp224四面體形V形sp3123平面三角形V形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2134四面體形三角錐形sp3134四面體形三角錐形sp3134四面體形三角錐形sp3044正四面體形正四面體形sp3044正四面體形正四面體形sp3平面形sp2平面六邊形sp2sp3，sp2 1在乙烯分子中有5個(gè)鍵和1個(gè)鍵，它們分別是() Asp2雜化軌道形成鍵，未雜化的2p軌道形成鍵 Bsp2雜化軌道形成鍵，未雜化的2p軌道形成鍵 CCH之間是sp2雜化軌道形成鍵，CC之間是未雜化的2p軌道形成鍵 DCC之間是sp2雜化軌道形成鍵，CH之間是未雜化的2p軌道形成鍵對(duì)雜化軌道理論的考查對(duì)雜化軌道理論的考查 解析：在乙烯分子中，每個(gè)碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道雜化形成3個(gè)sp2雜化軌道，其中2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)氫原子的1s軌道形成CH 鍵，另外1個(gè)sp2雜化軌道與另一個(gè)碳原子的sp2雜化軌道形成CC 鍵；2個(gè)碳原子中未參與雜化的2p軌道形成1個(gè)鍵。 答案：A 2在硼酸B(OH)3分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是() Asp，范德華力Bsp2，范德華力 Csp2，氫鍵 Dsp3，氫鍵 解析：由石墨的晶體結(jié)構(gòu)知C原子為sp2雜化，故B原子也為sp2雜化，但由于B(OH)3中B原子與3個(gè)羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力為氫鍵。 答案：C 中心原子雜化方式的判斷 雜化軌道數(shù)中心原子孤電子對(duì)數(shù)(未參與成鍵)中心原子形成的鍵個(gè)數(shù)。 (1)中心原子形成鍵個(gè)數(shù)的判斷方法： 因?yàn)閮稍又g只能形成一個(gè)鍵，所以中心原子形成的鍵個(gè)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 答案：D中心原子雜化類型和分子構(gòu)型間的相互推斷中心原子雜化類型和分子構(gòu)型間的相互推斷 中心原子雜化類型和分子構(gòu)型的相互推斷用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型 解析：SbCl3中Sb與3個(gè)Cl原子形成3個(gè)鍵，Sb最外層有5個(gè)電子還余2個(gè)電子形成一對(duì)孤對(duì)電子，為sp3雜化，三角錐形；從Sb、Ga的最外層電子數(shù)分別為5、3的角度分析。 答案：(1)N2CON2OCO2 (2)SO2O3等電子原理的應(yīng)用等電子原理的應(yīng)用 1分子間作用力 (1)概念： 物質(zhì)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(qiáng)弱： 范德華力 氫鍵 化學(xué)鍵。考點(diǎn)三分子間作用力與分子的性質(zhì)考點(diǎn)三分子間作用力與分子的性質(zhì)普遍普遍范德瓦爾斯力范德瓦爾斯力氫鍵氫鍵 (4)范德華力： 范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般來說，_相似的物質(zhì)，隨著 的增加，范德華力逐漸 。組成和結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量增大增大 (5)氫鍵： 形成： 已經(jīng)與 的原子形成共價(jià)鍵的 (該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個(gè)分子中 的原子之間的作用力，稱為氫鍵。 表示方法：AHB 特征：具有一定的性和 性。 分類：氫鍵包括氫鍵和氫鍵兩種。 分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響： 主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn) ，對(duì)電離和溶解度等產(chǎn)生影響。電負(fù)性很強(qiáng)電負(fù)性很強(qiáng)氫原子氫原子電負(fù)性很強(qiáng)電負(fù)性很強(qiáng)方向方向飽和飽和分子內(nèi)分子內(nèi)分子間分子間升高升高 2分子的性質(zhì) (1)分子的極性：(2)分子的溶解性：分子的溶解性：“相似相溶相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于 溶劑，極溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于性溶質(zhì)一般能溶于。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度鍵，則溶質(zhì)的溶解度 。隨著溶質(zhì)分子中憎水基的增大，溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如隨著溶質(zhì)分子中憎水基的增大，溶質(zhì)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。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。非極性非極性極性溶劑極性溶劑增大增大 (3)分子的手性： 手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手和右手一樣互為 ，在三維空間里的現(xiàn)象。 手性分子：具有 的分子。 手性碳原子：在有機(jī)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，如鏡像鏡像不能重疊不能重疊手性異構(gòu)體手性異構(gòu)體四個(gè)不同基團(tuán)或原子四個(gè)不同基團(tuán)或原子 (4)無機(jī)含氧酸分子的酸性： 無機(jī)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ROH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(qiáng)，如酸性：HClOHClO2HClO3HNO2，H2SO4H2SO3，HClO4HClO3；又由于最高價(jià)含氧酸中，HClO4酸性最強(qiáng)，故HClO4酸性最強(qiáng)。 答案：D無機(jī)含氧酸分子的酸性無機(jī)含氧酸分子的酸性 8判斷含氧酸酸性強(qiáng)弱的一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)，如下表所示： 含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)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(qiáng)酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為 _，_。 (2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是： _， _。 解析：(1)已知H3PO3為中強(qiáng)酸，H3AsO3為弱酸，依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個(gè)非羥基氧原子，H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)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(jié)構(gòu)中含幾個(gè)羥基氫，則該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸，H3AsO3為三元酸。 (2)同一種元素的含氧酸酸性規(guī)律及原因： H2SO4與HNO3是強(qiáng)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(qiáng)弱有H2SO3H2SO4，HNO2HNO3。其他的有變價(jià)的非金屬元素所形成的含氧酸也有類似的情況。如酸性強(qiáng)弱HClOHClO2HClO3HClO4。不難得出：對(duì)于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)。 如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn的形式，成酸的元素R相同時(shí)，則n值越大，R的正電性越高，就會(huì)使ROH中的O原子的電子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H，因此酸性也就越強(qiáng)。如H2SO3可寫成(HO)2SO，n1；H2SO4可寫成(HO)2SO2，n2，所以H2SO4的酸性強(qiáng)于H2SO3。而對(duì)HNO2來說，可寫成(HO)NO，n1；HNO3可寫成(HO)NO2，n2，故HNO3的酸性強(qiáng)于HNO2。而對(duì)氯元素所形成的幾種含氧酸，可分別寫成(HO)Cl，n0；(HO)ClO，n1；(HO)ClO2，n2；(HO)ClO3，n3，故其酸性順序?yàn)镠ClOHClO2HClO3兩者均為離子化合物，且陰陽(yáng)離子電荷數(shù)均為1，但后者的離子半徑較大，離子鍵較弱，因此其熔點(diǎn)較低