2022高三一轮复习化学 第十二章 第40讲　分子结构与性质课件

这是一份2022高三一轮复习化学 第十二章 第40讲　分子结构与性质课件，共60页。PPT课件主要包含了共用电子对，头碰头，肩并肩，发生偏移，不发生偏移，键参数1概念，共价键，直线形，CO2，平面三角形等内容，欢迎下载使用。
考点 1　共价键1．本质：在原子之间形成____________。2．特征：具有______性和______性。
(2)键参数对分子性质的影响①②键参数与分子稳定性的关系：键长越___，键能越___，分子越稳定。
5．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孤电子对。
③组成如[Cu(NH3)4]SO4
6．等电子原理(1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的微粒互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点，溶解性等都非常相近。
1．试根据下表回答问题。某些共价键的键长数据如下所示：
根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？提示：原子半径、原子间形成的共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短。
2．N≡N键的键能为946 kJ·ml－1，N—N键的键能为193 kJ·ml－1，则一个π键的平均键能为________，说明N2中_______键比_______键稳定(填“σ”或“π”)。答案：376.5 kJ·ml－1　π　σ
(1)在所有分子中都存在化学键。(　　)(2)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强。(　　)(3)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。(　　)(4)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 ml该配合物中含有σ键的数目为14NA。(　　)
1．归纳整合：σ键与π键的判断方法(1)由轨道重叠方式判断。“头碰头”重叠的为σ键，“肩并肩”重叠的为π键。(2)由原子间成键数目判断。共价单键是σ键，共价双键中含有一个σ键，一个π键；共价三键中含有一个σ键，两个π键。(3)由成键轨道类型判断。s轨道形成的共价键全部是σ键，杂化轨道形成的共价键全部为σ键。
题组一　判断共价键的类别1．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。答案：(1)σ　极性　(2)1∶1
答案：(3)30　(4)D
题组二　键参数2．NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是(　　)A．NH3分子是极性分子B．分子内3个N—H键的键长相等，键角相等C．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°D．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°
3．结合事实判断CO和N2相对更活泼的是________，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：_____________________________________________________________________________________________。
解析：由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[1 071.9－798.9＝273.0(kJ·ml－1)]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[941.7－418.4＝523.3(kJ·ml－1)]小，可知CO相对更活泼。答案：CO　断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·ml－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·ml－1)小
题组三　配位键和配合物4．(1)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物提供孤电子对的原子是________。(2)F－、K＋和Fe3＋三种离子组成的化合物K3FeF6，其中化学键的类型有________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为______，配体是________。
解析：(1)B原子与X原子形成配位键，因为B为缺电子原子，只能做中心原子，故形成配位键时提供孤电子对的原子是X。(2)由化合物K3FeF6，知它是一种离子化合物，其中的化学键有离子键和配位键，复杂离子为[FeF6]3－，配位体是F－。答案：(1)X　(2)离子键、配位键　[FeF6]3－　F－
5．铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是________________________________________________________________________________________________________________。(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为__________________。
解析：(1)N、F、H三种元素的电负性大小顺序：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。(2)Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。
答案：(1)N、F、H三种元素的电负性大小顺序：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键(2)
6．C的氯化物与氨水反应可形成配合物[CCl(NH3)5]Cl2,1 ml该配合物中含有σ键的数目为________，含1 ml [CCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成________ml AgCl沉淀。解析：[CCl(NH3)5]Cl2内界中C与Cl、NH3之间以配位键相连，配位键属于σ键，共6个，加上5个NH3的15个σ键，共21个σ键。配合物内界与外界之间是离子键，内界中的Cl－并不能电离，故1 ml [CCl(NH3)5]Cl2中只有2 ml Cl－能与AgNO3溶液反应，所以1 ml [CCl(NH3)5]Cl2可生成2 ml AgCl沉淀。答案：21NA　2
考点 2　分子的立体构型1．价层电子对互斥理论(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)价层电子对互斥理论与分子构型
2.杂化轨道理论(1)理论要点当原子成键时，原子的价层电子轨道相互混杂，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)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系
答案：(1)
(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分子的空间构型为三角锥形，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，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。(　　)
归纳整合：“五方法”判断分子中心原子的杂化类型1．根据杂化轨道的空间分布构型判断(1)若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。(2)若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。(3)若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。
4．根据中心原子的价层电子对数判断如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。5．根据分子或离子中有无π键及π键数目判断如没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp杂化。
答案：(1)4＋0＝4。(2)3＋1＝4。(3)2＋1＝3。
答案：(1)正四面体形(2)三角锥形(3)V形
题组二　判断杂化轨道的类型4．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(　　)A．sp，范德华力　　　B．sp2，范德华力C．sp2，氢键D．sp3，氢键
解析：由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。
[练后归纳]　常见的等电子体汇总
分子中“大π键”的判断方法
2．确定大π键的原子数除了分子构型为平面型外，相邻原子中还必须有相互平行且未参与杂化的p轨道才能形成大π键，这就要求参与形成大π键的原子必须采取sp2杂化或sp杂化，这是形成大π键的第二个条件。那么，如何确定形成大π键的原子数呢？
对于有机分子，依据化学键特征来确定。烷烃中只含有单键，中心原子为sp3杂化，无相互平行且未参与杂化的p轨道，无法形成大π键；若分子中存在单双键交替结构，形成碳碳双键的碳原子为sp2杂化，原子中有相互平行且未参与杂化的p轨道，能形成大π键。例如，在1,3­丁二烯中，构成单双键交替结构的4个碳原子都采取sp2杂化，4个碳原子提供4个相互平行且未参与杂化的p轨道可参与形成大π键。
3．确定大π键的电子数由杂化轨道理论可知，若相互平行且未杂化的p轨道都已容纳2个电子时不会重叠成键，所以形成大π键的每个p轨道有的容纳2个电子，有的容纳1个电子，有的是无电子的空轨道，由此可知形成大π键的第三个条件是p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。那么，如何确定大π键的电子数呢？
三、经典例题建模[典例]　我国科学家最近成功合成了世界首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。
[考能突破练]1．研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，C氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。
第二步：用杂化轨道理论确定大π键的原子数。N原子采取sp2杂化，假设参与杂化的轨道是2s、2px、2py，则N原子未参与杂化的2pz轨道与3个O原子的2pz轨道相互平行，4个原子提供4个相互平行且未参与杂化的p轨道，满足形成大π键的第二个条件。
2．气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________，其中共价键的类型有________种。
第二步：用杂化轨道理论确定大π键的原子数。S原子采取sp2杂化，假设参与杂化的轨道是3s、3px、3py，则未参与杂化的3pz轨道与3个O原子的2pz轨道相互平行，4个原子提供4个相互平行且未参与杂化的p轨道，满足形成大π键的第二个条件。第三步：确定大π键的电子数。S原子提供3个电子参与形成σ键，提供给大π键的电子数为6－3＝3，每个配位O原子2p轨道上有2个单电子，其中1个单电子与S原子形成σ键，剩余1个单电子参与形成大π键，共6个电子，满足形成大π键的第三个条件。
考点 3　分子间作用力与分子的性质1．分子间作用力(1)概念：物质分子之间______存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是__________和______。
(3)范德华力与物质性质
2.分子的性质(1)分子的极性
(2)分子的溶解性①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于__________。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度______。②随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(4)无机含氧酸分子的酸性：无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO