第67讲 分子结构与性质.docx
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1、第67讲分子结构与性质【复习目标】1.了解共价键的形成、极性、类型键和兀键)。2.能用键能、键长、键角等说明 简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)o 4.能用价 层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。5.了解范德华力的含 义及其对物质性质的影响。6.了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物 质性质的影响。考点一共价键归纳整合夯实必备知识1 .本质原子间通过共用电子对(原子轨道的重:叠)所形成的相互作用。2 .特征具有饱和性和方向性。3 .分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式2键轨道“头碰头”重叠或键轨
2、道“肩并肩重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性健共用电子对丕套生偏移原子间共用电子对的数目里键原子间有一对共用电子对及键原子间有酗:共用电子对二键原子间有三对共用电子对4 .键参数(I)概念继工:气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量一,皿键能:形成共价键的两个原子键参数之间的核间距键角:在原子数超过2的分子中. 两个共价键之间的夹角nh2ICH ()CH)CCHSIH化合物乙答案(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键c()(r/yh(2)能形成分子内氢键,使其更难电离出H+ (3)0H氢键范德华力OHCHOH(CHO形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键
3、使分子间作用力增大,沸点升高(4)硅烷为分子晶体,随相对分子质量的增大,分子间作用 力增强,沸点升高(5)化合物乙分子间存在氢键真题演练明确考向1. (2021山东,9)关于CHQH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,以下说法错误的选项是() A. CH30H为极性分子N2H4空间结构为平面形B. N2H4的沸点高于(C%)2NNH2CH30H和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同答案B解析甲醇可看成是甲烷中的一个氯原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组 成的极性分子,A正确;N2H4中N原子的杂化方式为sp3, N2H4的空间结构不是平面形,B 错误;N2H4分
4、子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲曲(CH3)2NNH2 只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比拟大,影响了分子的排列,沸点比N2H4 的低,C正确:CH30H和(CH3)2NNH2中C、0、N杂化方式均为sp3, D正确。2. (2020山东,7)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大冗键。以下关于B3N3H6的说法错 误的是()A.其熔点主要取决于所含化学键的键能B.形成大兀键的电子全部由N提供C.分子中B和N的杂化方式相同D.分子中所有原子共平面答案A解析无机苯属于分子晶体,其熔点与分子间作用力有关,与键能无关,A项错误:B的最 外层电子排布式为2s22P
5、l N的最外层电子排布式为2s22P3,经过sp?凯道杂化后,N原子剩 下1个孤电子对,B原子剩下1个空的p轨道,所以形成大兀键的电子全部由N提供,B项 正确;B和N都是sp2杂化,键角为120,分子中所有原子共平面,C、D项正确。3.2021全国乙卷,35(3)Cr(NH3)3(H2O)2ClF+中配体分子N%、氏0以及分子P%的空间 结构和相应的键角如卜.图所示。PH3中P的杂化类型是,NH?的沸点比PH?的,原因是。 h2o的键角小于NH3的,分析原因o答案sp3高N%存在分子间氢键NH3含有1个孤电子对,而H?O含有2个孤电子对, h2o中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大 解析 P
6、H3中P的价层电子对数为3+1=4,故PH3中P的杂化类型是sp3;N原子的也负性较 强,NHa存在分子间氢键,因此N%的沸点比PH:a的高;H?O的键角小于NH-i的键角,原因 是N%含有1个孤电子对,而HzO含有2个孤电子对,出0中的孤电子对对成键电子对的排 斥作用较大。4 . 2021.河北,17(4)(4)KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO?的结构式为 ,其中P采取 杂化方式。(5)与PO电子总数相同的等电子体的分子式为 oII I H(P=() I 答案(4) H sp3 (5)SiF4、SO2F2 等 解析(4)含氧酸分子中只有羟基上的H可以也离;由KH2P02是次磷酸的正盐可知
7、,H3PCh 为一元酸,其分子中只有一个羟基,另外2个H与P成键,还有一个0与P形成双键,故HH()P=()其结构式为H ,其中P共形成4个。键、没有孤电子对,故其价层电子对数为4,采取sp3杂化。(5)等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同,根据前加后减、前减后加、 总数不变的原那么,可以找到与P0厂电子总数相同的等电子体分子为SiF4、SO2F2等。5. 2020山东,17N%、P%、As%的沸点由高到低的顺序为(填化学式, 下同),还原性由强到弱的顺序为,键角由大到小的顺序为 o答案 NH3、As%、PH3 AsH3、PH3、NHs NH3、PH3、AsH3解析 NH3、P%、AsH3
8、均为分子晶体,NH3分子间形成氢键,因此沸点高于P%、AsH3: AsH3 PH3的分子结构相似,AsH3的相对分子质量大于PH3,因此AsH3的沸点高于PH3, 即三者沸点由高到低的顺序为NH3、AsH.” PH30非金属性:NPAs,因此氧化物的还原 性由强到弱的顺序为As%、PH3、NH30 NH3、PH3、As%分子中,N、P、As均形成3个共 用电子对和1个孤电子对,原子半径:AsPN,键长:AsHPHNH,因此。健 电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为NPAs,即键角由大到小的顺序为NH?、PFB、 As%。6. 2021山东,16(2)(3)(2)OF2分子的空间结构为 。(3)X
9、e是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF?室温下易升华。XeF?中心原子的价层电 子对数为,以下对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是(填字母)。A. sp B. sp2 C. sp3 D. sp3d答案(2)角(V)形(3)5 D解析(2)中心原子O的价层电子对数为义2+2=4,那么OF2分子的空间结构是角(V)形。(3)XeFz易升华,所以是分子晶体,其中心原子的价层电子对数为248-1X2 9=5,其中心原子的杂化方式应为sp3do2020.全国卷III, 35(2)(3)(2)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:3NH3BH3+6H2O 3NH; + BQ+9H2 tBQ厂的结构为o
10、在该反响中,B原子的杂化轨道类型由变为(3)NFhBH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(巾),与B原子相连的H呈负电性(H1),电负性大小顺序是 o与NH3BH3原子总数相等的等电子体是(写分子式),其熔点比NH3BH3(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在 作用,也称“双氢键”。答案 sp- sp2 (3)NHB C2H6低H与H片的静电引力解析(2)NH3B%中B原子形成3个BH和1个BN, B原子周围有4个成键电子对,那么 O B原子采取sp3杂化;I。,队O,队。 中每个B原子均形成3个BO,且B原子最外层不含 孤电子对,那么B原子采取sp?杂化,故在该反响中,B原
11、子的杂化轨道类型由sp3变为sp?。(3)NH.iBH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(H),与B原子相连的H呈负电性(H), 说明N的电负性强于H, B的电负性弱于H,故电负性:NHBo NH3BH3分子含8个原 子,其价电子总数为14,与其互为等电子体的分子是C2H6。NH3BH3分子间存在“双氢键”, 类比“氢键”的形成原理,那么CH3cH3熔点比NH3BH3低的原因是在NH3BH3分子之间存在 Hk与H尸的静电引力。7. 2017.全国卷II, 35(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如下图。从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为,不同之处为。(填字母) A.中心
12、原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型R中阴离子NF中的。键总数为 个。分子中的大兀键可用符号n;,表示,其中/代表参与形成大7C键的原子数,代表参与形成大7C键的电子数(如苯分子中的大7U键可表示为 附,那么NS中的大7T键应表示为 O图中虚线代表氢键,其表示式为(NH ; )NHC1、答案 ABD C 5 蜃 (EO)OHN(NQ (NH;)NHN(NQ课时精练1. (2022大连质检)以下说法正确的选项是()PC13分子的立体构型是三角锥形,这是因为P原子是以sp2杂化的结果A. sp3杂化轨道是由任意的I个S轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C
13、.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体形D. AB型分子的立体构型必为平面三角形答案C解析 A项,PCh分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对,为sp3杂化,立 体构型为三角锥形,错误;B项,能量相近的s就道和p轨道形成杂化轨道,错误;C项, 凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体形,而分子的立体构型还与含有 的孤电子对数有关,正确;D项,AB.)型分子的立体构型与中心原子的孤包子对数也有关, 如BFs中B原子没有孤电子对,为平面三角形,NHa中N原子有1个孤电子对,为三角锥形, 错误。2 .以下有关描述正确的选项是()NO,为V形分子A.
14、C1O1的立体构型为平面三角形NOJ的VSEPR模型、立体构型均为平面三角形B. C1O3的VSEPR模型、立体构型相同答案C解析 NO?中N原子的价层电子对数为3+;X(5+l 2X3)=3,没有孤电子对,立体构型 为平面三角形,A项错误,C项正确;CIO中氯原子的价层电子对数为3+;X(7+l 3X2) =4,有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,而立体构型为三角锥形,B、D项错误。3 .以下对分子性质的解糕,不正确的选项是()A.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用相似相溶规律解释B.酸性:H3PO4HC1O,因为H3P04的非羟基氧原子数比HC1O的多C. SiCh分子中硅氯键的极
15、性比CCL中碳氯键的极性弱D.青蒿素分子式为C|5H22。5,结构如图,该分子中包含7个手性碳原子答案C解析碘是非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳,甲烷是非极性分子,难溶于极性溶剂 水,所以都可用相似相溶规律解释,故A正确;H3P的非羟基氧原子数比HC1O的多,含 氧酸中非羟基氟原子数越多,酸性越强,所以磷酸的酸性强于次氯酸,故B正确;碳元素的 电负性大于硅元素,因此Si、Cl间的电负性差值较大,SiO的极性强,故C错误;手性碳 原子是指碳原子周围相连的4个原子或原子团都不相同,根据青蒿素的结构简式知,该分子 中包含7个手性碳原子,故D正确。()IIC/ 4.尿的主要成分是尿素,化学式为CO
16、(NH2)2,结构简式可表示为H/N NH2o以下有关 说法正确的选项是()I mol CO(NH2)2 分子中含有 3 mol。键A. CO(NH2)2分子中C原子、N原子的杂化轨道类型均为sp3C.组成尿素的四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O、N、C、H()I( C )/ D.根据结构推测,尿素可能易溶于水,熔、沸点高于丙酮 H3cCH3答案D解析 单键是。键,双键中有一个。键,所以1 mol CO(NH2)2分子中含有7 moic键,故A 错误;CO(NH2)2分子中C原子形成三个o键、N原子形成三个o键和1个孤电子对,所以C 原子、N原子的杂化就道类型分别为sp?、sp故B错误:同
17、一周期元素,其第一电离能随 着原子序数的增大而呈增大趋势,但第HA族、第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素, 这四种元素的第一电离能由大到小的顺序是N、O、C、H,故C错误;尿素分子与水分子间 易形成氢键,所以尿素可能易溶于水,尿素分子间也可形成氢键,所以尿素的熔、沸点高于 丙眄,故D正确。5.以下说法正确的选项是()Ss分子中S原子采用的杂化轨道类型为sp3C2H4分子中只有以s轨道与spz杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的。键SnBn分子中BrSnBr的键角120。HQ,中HOH的键角比H20中HOH的键角大A.B.C.D.答案D解析 S8是一个环形分子,每个S与两个其他S原子相连,S原子
18、形成两个孤电子对,两 个c键,所以S是sp*杂化,正确;碳碳双键中一个是n键,还有一个是n键,错误;SnBn 分子中,Sn原子的价层电子对数是x(4-2X1)+2=3,含有1个孤电子对,SnBr2的立体 构型为V形,根据价层电子对互斥理论可以判断其键角小于120,正确;HK)+的价层电 子对互斥模型为四面体形,氧原子采取sp3杂化,比0中0原子有两个孤电子对,HQ卡中0 原子有1个孤电子对,导致H3O+中HOH的键角比HzO中HOH的键角大,正确。 6.以下有关说法不正确的选项是()C3Hx中碳原子都采取的是sp3杂化A. 02、CO?、Nz都是非极性分子C.酸性:H2CO3H3PO4H2SO
19、4 CH?中C的价层电子对数分别是3、4、4,根据价 层电子对互斥模型知,C原子杂化类型分别是sp2、sp sp3, B项错误;CH;中的碳原子采 取sp2杂化,所有原子均共而,C项正确;CH;与OIF形成的化合物是CH-QH,属于共价化 合物,不含离子键,D项正确。10. (2022黄石市模拟)以下说法错误的选项是()A. HF、HCk HBr、HI的热稳定性依次减弱与化学键强弱有关三硫化磷(P4s3)分子结构如图:I mol P4S3分子中含有9 mol共价键N勿H C /丙烯情分子中,碳原子的杂化方式有Sp3、SpD. co的结构可以表示为所以co分子中有一个兀键是配位键答案C解析 键能
20、:HFHClHBrHI,其热稳定性:HFHClHBrHI, A项正确; 由题图可知,1个P4s3分子中有6个PS、3个PP共价健,那么1 mol P4s3分子中含有9 moi 共价键,B项正确;由丙烯肪的结构可知,碳原子的杂化方式有sp、sp2, C项错误。11. (2022东营市联考)氨基锐(CH2N2)中C、N原子均满足8电子稳定结构,福州大学王新晨 教授以其为原料制得类石墨相氮化碳(g C3NQ,其单层结构如下图。以下说法错误的选项是 ()H I A.氨基制的结构式:NHB.氮化碳的单层结构中,所有原子可能共平面C.氨基辄易溶于水,氮化碳能导电D.氨基制和氮化碳中,N原子杂化方式均为sp
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- 67 分子结构 性质
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