化学第十二章 有机化学基础 第38讲 分子结构与性质.ppt

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1、第38讲分子结构与性质第十二章物质结构与性质(选考)考纲要求1.了解共价键的形成、极性、类型(键和键)，了解配位键的含义。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常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。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。考点二分子的立体构型探究高考明确考向内容索引考点一共价键及其参数课时作业考点三分子间作用力与分子的性质共价键及其参数考点一知识梳理1.本质本质在原子之间形成(电子云的重叠

2、)。2.特征特征具有和。共用电子对饱和性方向性3.分类分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式键电子云“”重叠键电子云“”重叠形成共价键的电子对是否偏移键共用电子对偏移键共用电子对偏移原子间共用电子对的数目键原子间有共用电子对键原子间有共用电子对键原子间有共用电子对头碰头肩并肩极性非极性发生不发生一对两对单双三对三特特别别提提醒醒(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。4.键参数键参数(1)概念键角键参数：

3、气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量：形成共价键的两个原子之间的核间距键能：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角键长(2)键参数对分子性质的影响键能越，键长越，分子越稳定。大短稳定性立体构型5.等电子原理等电子原理原子总数相同，相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与价电子总数正误判断 辨析易错易混辨析易错易混(1)共价键的成键原子只能是非金属原子()(2)在任何情况下，都是键比键强度大()(3)在所有分子中都存在化学键()(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关()(5)s-s键与s-p键的电子云形状对称性

4、相同()(6)键能单独形成，而键一定不能单独形成()(7)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转()(8)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()(9)键长等于成键两原子的半径之和()(10)所有的共价键都有方向性()答案深度思考 提升思维能力提升思维能力1.有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN(HCN)。只有键的是_(填序号，下同)；既有键，又有键的是_；含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_。2.写出与

5、CCl4互为等电子体的分子或离子有_等。答案理即可)解题探究题组一共价键参数的理解与应用题组一共价键参数的理解与应用1.结合事实判断CO和N2相对活泼的是_，试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因：_。答案解析COCOC=OCO键能(kJmol1)357.7798.91071.9N2NNN=NNN键能(kJmol1)154.8418.4941.7CO断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3kJmol1)小2.(2018河南省开封联考)已知键能、键长部分数据如下表：共价键ClClBrBrIIHFHClHBrHIHO键能

6、(kJmol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长(pm)19822826796共价键CCC=CCC CHNHN=OOOO=O键能(kJmol1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长(pm)154133120109101(1)下列推断正确的是_(填字母，下同)。A.稳定性：HFHClHBrHIB.氧化性：I2Br2Cl2C.沸点：H2ONH3D.还原性：HIHBrHClHF答案ACD解析解解析析根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，

7、由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；还原性与失电子能力有关，还原性：HIHBrHClHF，D项正确。(2)下列有关推断正确的是_。A.同种元素形成的共价键，稳定性：三键双键单键B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C.键长越短，键能一定越大D.氢化物的键能越大，其稳定性一定越强A解析解析由碳碳键的数据知A项正确；由OO键、O=O键的键能知，B项错误；CH键的键长大于NH键的键长，但是NH键的键能反而较小，C项错误；由CH、NH的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。答案解析(3)在HX分子中，键长最短的是_，最长的是_；OO键的键长_(填“大于”“小于”或“等于)O=O键

8、的键长。答案HFHI大于题组二等电子原理的理解与应用题组二等电子原理的理解与应用3.(2017瓦房店市期末)根据等电子原理判断，下列说法中错误的是A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B.B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应C.H3O和NH3是等电子体，均为三角锥形解析解析B3N3H6和苯是等电子体，其结构相似；C项，H3O和NH3是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型；D项，CH4和答案解析4.回答下列问题。(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。(2)在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有_、_。(3

9、)与H2O互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)，阴离子为_。(4)与N2互为等电子体的阴离子是_，阳离子是_。答案N2CON2OCO2O3SO2H2FNO分子的立体构型考点二知识梳理1.价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论(1)理论要点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。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)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。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是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。(3)

10、示例分析电子对数键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220_CO2330_平面三角形BF321_SO2440_正四面体形CH431_NH322_H2O直线形直线形三角形四面体形V形三角锥形V形2.杂化轨道理论杂化轨道理论(1)理论要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120_BF3sp3410928_CH4平面三角形四面体形3.配位键配位键(1)孤电子对分子或离子

11、中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键配位键的形成：成键原子一方提供，另一方提供 形成共价键。孤电子对空轨道配位键的表示：常用“_”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如可表示为，在中，虽然有一个NH键形成过程与其他3个NH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)配合物如Cu(NH3)4SO4中心原子配位原子配位数配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。正误判断 辨析易错易混辨析易错易混(1)杂化轨道只用于形成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

12、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)只要分子构型为平面三角形，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，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数()答案深度思考 提升思维能力提升思维能力1.填表答案序号物质中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子立体构型中心原子杂化类型CS2HCHONCl3H3O02直线形直线形sp03平面三角形平面三角形sp214四面体形三角锥形sp304正四面体形正四面体形sp314四面体形三角锥形sp3(2)SO3_CCl4

13、，CS2_SO2。2.比较下列分子或离子中键角大小。(1)H2O_H3O，NH3_。答案解析解析解析杂化不同，键角不同。解解析析H2O与H3O，NH3与的中心原子均采用sp3杂化，孤电子对数越多，斥力越大，键角越小。解题探究题组一分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断题组一分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断1.(2017东河区校级期末)下列说法中正确的是A.PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C.凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体D.AB3型的分子立体构型必为平面三角

14、形答案解析2.原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：(1)BF3分子的立体构型为_，NF3分子的立体构型为_。平面三角形答案解析解解析析BF3分子中的B原子采取sp2杂化，所以其分子的立体构型为平面三角形；NF3分子中的N原子采取sp3杂化，其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对，所以其分子的立体构型为三角锥形。三角锥形(2)已 知 H2O、NH3、CH4三 种 分 子 中，键 角 由 大 到 小 的 顺 序 是CH4NH3H2O，请分析可能的原因是_。CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子

15、对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小答案解析解解析析H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3杂化，而在O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N原子上有1对孤电子对，对成键电子对的排斥作用使键角缩小，但比水分子的要大；C原子上无孤电子对，键角最大。3.(2017桂林中学月考)锂磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：2Na3PO44CuSO42NH3H2O=Cu4O(PO4)23Na2SO4(NH4)2SO4H2O请回答下列问题：(1)上述化学方程式中涉及的N、O、P元素的电负性由小到大的顺序是_。答案解析解解析析同周期主族

16、元素的电负性从左到右逐渐增大，则有电负性：NO；同主族元素的电负性自上而下逐渐减弱，则有电负性：NP。PNO(2)基态S原子的价电子排布式为_。答案解析解解析析基态S原子核外有16个电子，根据核外电子排布规律，其价电子排布式为3s23p4。3s23p4(3)(NH4)2SO4中含有化学键的类型为_。离子键、共价键答案解析正四面体sp3答案(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液，生成配合物Cu(CN)42，则1molCN中含有的键数目为_,1molCu(CN)42中含有的键数目为_。8NA解析解解析析CN中C、N原子之间存在CN键，1个CN中存在1个键、2个键，故1molCN含有2mol键。Cu

17、(CN)42中Cu2为中心离子，CN为配体，Cu2与CN之间以配位键结合，即每个CN与Cu2间有1个键，故1molCu(CN)42含有8mol键。2NA4.(2018南昌县莲塘一中月考)(1)下列说法正确的是_。A.HOCH2CH(OH)CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子C.BF3与都是平面形分子D.CO2和H2O都是直线形分子答案解析BC(2)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。答案图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。解析解解析析石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以键和

18、相邻3个碳原子连接。3答案图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“”“”或“”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。解析解解析析图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近10928。sp3杂化OC123456789101112141315答案(4)富勒烯(C60)的结构如图所示，该物质能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳单键的数目为_。(5)已知配合物CrCl36H2O中心原子Cr3的配位数为6，向含0.1 molCrCl36H2O的溶液中滴加2molL1AgNO3溶液，反应完全后共消耗AgNO3溶液50mL，则该配离子的化学式为_。65NACrCl2(H2O)4123456789101112141315