高考化学一轮复习-第十二章-有机化学基础-第38讲-分子结构与性质.ppt

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,、,sp,2,、,sp,3,),。,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,在原子之间形成,(,电子云的重叠,),。,2.,特征,具有,和,。,共用电子对,饱和性,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,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,特别提醒,(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,(1),概念,键角,键参数,：气态基态原子形成,1 mol,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,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,N,2,与,CO,、,O,3,与,SO,2,、,N,2,O,与,CO,2,、,CH,4,与,价电子总数,正误判断,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,1.,有以下物质：,HF,，,Cl,2,，,H,2,O,，,N,2,，,C,2,H,4,，,C,2,H,6,，,H,2,，,H,2,O,2,，,HCN(HC,N),。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,CCl,4,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,1.,结合事实判断,CO,和,N,2,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,CO,CO,C=O,C,O,键能,(kJmol,1,),357.7,798.9,1 071.9,N,2,NN,N=N,N,N,键能,(kJmol,1,),154.8,418.4,941.7,CO,断开,CO,分子的第一个化学键所需要的能量,(273.0 kJmol,1,),比断开,N,2,分子的第一个化学键所需要的能量,(523.3 kJmol,1,),小,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)kJmol,1,273.0 kJmol,1,比断开,N,2,分子的第一个化学键所需要的能量,(941.7,418.4)kJmol,1,523.3 kJmol,1,小，可知,CO,相对活泼。,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,ClCl,BrBr,II,HF,HCl,HBr,HI,HO,键能,(kJmol,1,),242.7,193.7,152.7,568,431.8,366,298.7,462.8,键长,(pm),198,228,267,96,共价键,CC,C=C,C,C,CH,NH,N=O,OO,O=O,键能,(kJmol,1,),347.7,615,812,413.4,390.8,607,142,497.3,键长,(pm),154,133,120,109,101,(1),下列推断正确的是,_(,填字母，下同,),。,A.,稳定性：,HF,HCl,HBr,HIB.,氧化性：,I,2,Br,2,Cl,2,C.,沸点：,H,2,O,NH,3,D.,还原性：,HI,HBr,HCl,HF,答案,ACD,解析,解析,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，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：,HI,HBr,HCl,HF,，,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,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，,CH,4,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,键的键长。,答案,HF,HI,大于,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.B,3,N,3,H,6,分子中所有原子均在同一平面上,B.B,3,N,3,H,6,分子中存在双键，可发生加成反应,C.H,3,O,和,NH,3,是等电子体，均为三角锥形,解析,B,3,N,3,H,6,和苯是等电子体，其结构相似；,C,项，,H,3,O,和,NH,3,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，,CH,4,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),与,H,2,O,互为等电子体的一种阳离子为,_(,填化学式,),，阴离子为,_,。,(4),与,N,2,互为等电子体的阴离子是,_,，阳离子是,_,。,答案,N,2,CO,N,2,O,CO,2,O,3,SO,2,H,2,F,NO,分子的立体构型,考点二,知识梳理,1.,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),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,2,2,0,_,_,CO,2,3,3,0,_,平面三角形,BF,3,2,1,_,SO,2,4,4,0,_,正四面体形,CH,4,3,1,_,NH,3,2,2,_,H,2,O,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,(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,sp,2,180,直线形,BeCl,2,sp,2,3,120,_,BF,3,sp,3,4,10928,_,CH,4,平面三角形,四面体形,3.,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。,(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(NH,3,),4,SO,4,中心原子,配位原子,配位数,配体有孤电子对，如,H,2,O,、,NH,3,、,CO,、,F,、,Cl,、,CN,等。,中心原子有空轨道，如,Fe,3,、,Cu,2,、,Zn,2,、,Ag,等。,正误判断,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,sp,3,杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构,(),(3)NH,3,分子为三角锥形，,N,原子发生,sp,2,杂化,(),(4),只要分子构型为平面三角形，中心原子均为,sp,2,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,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,CS,2,HCHO,NCl,3,H,3,O,0,2,直线形,直线形,sp,0,3,平面三角形,平面三角形,sp,2,1,4,四面体形,三角锥形,sp,3,0,4,正四面体形,正四面体形,sp,3,1,4,四面体形,三角锥形,sp,3,(2)SO,3,_CCl,4,，,CS,2,_SO,2,。,2.,比较下列分子或离子中键角大小。,(1)H,2,O_H,3,O,，,NH,3,_,。,答案,解析,解析,杂化不同，键角不同。,解析,H,2,O,与,H,3,O,，,NH,3,与,的中心原子均采用,sp,3,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,1.(2017,东河区校级期末,),下列说法中正确的是,A.PCl,3,分子是三角锥形，这是因为,P,原子是以,sp,2,杂化的结果,B.sp,3,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,sp,3,杂化轨道,C.,凡中心原子采取,sp,3,杂化的分子，其,VSEPR,模型都是四面体,D.AB,3,型的分子立体构型必为平面三角形,答案,解析,解析,A,项，,PCl,3,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,sp,3,杂化，立体构型为三角锥形，错误；,B,项，能量相近的,s,轨道和,p,轨道形成杂化轨道，错误；,C,项，凡中心原子采取,sp,3,杂化的分子，其,VSEPR,模型都是四面体，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,3,型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数也有关，如,BF,3,中,B,原子没有孤电子对，为平面三角形，,NH,3,中,N,原子有,1,个孤电子对，为三角锥形，错误。,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)BF,3,分子的立体构型为,_,，,NF,3,分子的立体构型为,_,。,平面三角形,答案,解析,解析,BF,3,分子中的,B,原子采取,sp,2,杂化，所以其分子的立体构型为平面三角形；,NF,3,分子中的,N,原子采取,sp,3,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,H,2,O,、,NH,3,、,CH,4,三种分子中，键角由大到小的顺序是,CH,4,NH,3,H,2,O,，请分析可能的原因是,_,_,_,。,CH,4,分子中的,C,原子没有孤电子对，,NH,3,分子中,N,原子上有,1,对孤电子对，,H,2,O,分子中,O,原子上有,2,对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小,答案,解析,解析,H,2,O,、,NH,3,、,CH,4,分子中的,O,、,N,、,C,均采取,sp,3,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,Cu,4,O(PO,4,),2,，可通过下列反应制备：,2Na,3,PO,4,4CuSO,4,2NH,3,H,2,O=Cu,4,O(PO,4,),2,3Na,2,SO,4,(NH,4,),2,SO,4,H,2,O,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,解析,同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大，则有电负性：,N,O,；同主族元素的电负性自上而下逐渐减弱，则有电负性：,N,P,。,P,N,O,(2),基态,S,原子的价电子排布式为,_,。,答案,解析,解析,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,3s,2,3p,4,。,3s,2,3p,4,(3)(NH,4,),2,SO,4,中含有化学键的类型为,_,。,离子键、共价键,答案,解析,正四面体,sp,3,答案,(5),在硫酸铜溶液中加入过量,KCN,溶液，生成配合物,Cu(CN),4,2,，则,1 mol CN,中含有的,键数目为,_,1 mol,Cu(CN),4,2,中含有的,键数目为,_,。,8,N,A,解析,解析,CN,中,C,、,N,原子之间存在,C,N,键，,1,个,CN,中存在,1,个,键、,2,个,键，故,1,mol,CN,含有,2,mol,键。,Cu(CN),4,2,中,Cu,2,为中心离子，,CN,为配体，,Cu,2,与,CN,之间以配位键结合，即每个,CN,与,Cu,2,间有,1,个,键，故,1,mol,Cu(CN),4,2,含有,8,mol,键。,2,N,A,4.(2018,南昌县莲塘一中月考,)(1),下列说法正确的是,_,。,A.HOCH,2,CH(OH)CH,2,OH,与,CH,3,CHClCH,2,CH,3,都是手性分子,C.BF,3,与,都是平面形分子,D.CO,2,和,H,2,O,都是直线形分子,答案,解析,BC,解析,A,项，,HOCH,2,CH(OH)CH,2,OH,分子中没有手性碳原子，不属于手性分子，错误；,B,项，两种微粒均为正四面体结构，正确；,C,项，,BF,3,为平面正三角形结构，苯为平面正六边形结构，两者均属于平面形分子，正确；,D,项，,CO,2,分子为直线形结构，,H,2,O,分子为,“,V,”,形结构，错误。,(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,解析,石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以,键和相邻,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,解析,图乙中,1,号碳形成了,4,个共价键，故其杂化方式为,sp,3,；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,。,sp,3,杂化,OC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,13,15,答案,(4),富勒烯,(C,60,),的结构如图所示，该物质能与氯气反应形成,C,60,Cl,10,分子，,1 mol C,60,Cl,10,分子中含有碳碳单键的数目为,_,。,(5),已知配合物,CrCl,3,6H,2,O,中心原子,Cr,3,的配位数为,6,，向含,0.1 mol CrCl,3,6H,2,O,的溶液中滴加,2 molL,1,AgNO,3,溶液，反应完全后共消耗,AgNO,3,溶液,50 mL,，则该配离子的化学式为,_,。,65,N,A,CrCl,2,(H,2,O),4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,13,15,