2020年高考化学一轮复习课件：模块5 第十一单元 第2节 分子结构与性质 78页

第 2 节 分子结构与性质 考纲点击： 1. 了解共价键的形成、极性、类型 (σ 键和 π 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简单的杂化轨道类型 (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简 单分子或者离 子的空间结构。 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。 回归教材 一、共价键 共用电子对 方向 饱和 1. 本质：两原子之间形成 _____________ 。 2. 特征：具有 ________ 性和 ________ 性。 3. 共价键类型 π 大 非极性键 双 [ 特别提醒 ] ① 只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对 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，这时形成离子键。 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 键能 1 mol 化学键 键长 (1) 定义 (2) 键参数对分子性质的影响 核间距 键角 键能越 ______ ，键长越 ______ ，化学键越牢固，分子越稳 定。 大 短 5. 等电子原理 [ 特别提醒 ] 常见的等电子体 原子总数 价电子总数 相似 ________ 相同、 ___________ 相同的分子 ( 即等电子体 ) 具有 相似的化学键特征，它们的许多性质 ______ ，如 CO 和 ______ 。 N 2 二、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) 判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法 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 ) ， x 是与中心原子结合的原子数， b 是与中 心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为 1 ，其他原子等 于“ 8 －该原子的价电子数”。 (3) 价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系 直线 平面三角 V 正四面体 三角锥 V 价层电 子对数 成键 对数 孤电子 对数 电子对立 体构型 分子立 体构型 实例 键角 2 2 0 直线形 ______ 形 BeCl 2 180° 3 3 0 三角形 _________ 形 BF 3 120° 2 1 ________ 形 SnBr 2 105° 4 4 0 四面体形 _________ 形 CH 4 109°28′ 3 1 ______ 形 NH 3 107° 2 2 ______ 形 H 2 O 105° [ 特别提醒 ] 价层电子对 互斥理论说明的是价层电子对的立 体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不 包括孤电子对。 (1) 当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。 (2) 当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。 2. 杂化轨道理论 (1) 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，混杂时保 持轨道总数不变，得到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。 1 个 s 轨道 1 个 p 轨道 180° 直线 H—C≡C—H 1 个 s 轨道 2 个 p 轨道 120° 平面 BF 3 HCHO 1 个 s 轨道 3 个 p 轨道 面体 三角 109 28′ ° CH 4 CCl 4 正四 (2) 由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 杂化轨道用来形成 σ 键和容纳孤电子对 ，所以有： 杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的 σ 键个数。 sp sp 2 sp 2 代表物 杂化轨道数 中心原子杂化轨道类型 CO 2 0 ＋ 2 ＝ 2 ______ HCHO 0 ＋ 3 ＝ 3 ______ CH 4 0 ＋ 4 ＝ 4 sp 3 SO 2 1 ＋ 2 ＝ 3 ______ NH 3 1 ＋ 3 ＝ 4 sp 3 H 2 O 2 ＋ 2 ＝ 4 sp 3 (3) 中心原子杂化类型和分子构型的相互判断 V 平面三角 三角锥 分子组成 (A 为中心原子 ) 中心原子的 孤电子对数 中心原子 的杂化方式 分子立 体构型 示例 AB 2 0 sp 直线形 BeCl 2 1 sp 2 V 形 SO 2 2 sp 3 ____ 形 H 2 O AB 3 0 sp 2 __________ 形 BF 3 1 sp 3 ______ 形 NH 3 AB 4 0 sp 3 正四面体形 CH 4 3. 配位键和配合物 (1) 配位键 由一个原 子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的 __________ 。 共价键 提供 接受 (2) 配位键的表示方法 如 ： A→B ， A 表 示 ________ 孤电子对的原子 ， B 表示 ________ 共用电子对的原子。 (3) 配位化合物 ①定义：金属离子 ( 或原子 ) 与某些分子或离子 ( 称为配体 ) 以配位键结合形成的化合物。 ② 组成 如 [ Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 ： ③形成条件 中心原子 配位原子 配体 配位数 三、分子间作用力与分子的性质 1. 分子间作用力 (1) 概念 普遍 范德华力 氢键 < < 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) 强弱 范德华力 ____ 氢键 ____ 化学键 ( 填“ <” 或“ >”) 。 (4) 范德华力 组成和结构 相对分子质量 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。 范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说， __________ 相似的物质，随着 ______________ 的增加，范德华 力逐渐 ________ 。 增大 (5) 氢键 ①形成：已经与 _____________ 的原子形成共价键的氢原子 ( 该氢原子几乎为裸露的质子 ) 与另一个分子中 ____________ 的原 子之间的作用力，称为氢键。 电负性很大 电负性很大 方向 饱和 分子内 分子间 升高 ② 表示方法： A—H … B 。 ③特征：具有一定的 ________ 性和 ________ 性。 ④分类：氢键包括 ________ 氢键和 ________ 氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、 沸点 ________ ，对电离和溶解度等产生影响。 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电中心 ________ 的分子 正电中心和负电中心 ________ 的分子 存在的共价键 ___________________ ___________________ 分子内原子排 列 __________ __________ 2. 分子的性质 重合 不重合 非极性键或极性键 (1) 分子的极性 非极性键或极性键 对称 不对称 (2) 分子的溶解性 非极性 极性溶剂 增大 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 ________ 。 向 R 偏移，在水分子的作用下越易电离出 H + ，酸性越强。如酸 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、乙醇和水可以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解 度明显减小。 (3) 无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成 (HO) m RO n ，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 性： HClOS 2 Cl 2 D. 与水反应的化学方程式可能为 2S 2 Cl 2 ＋ 2H 2 O===SO 2 ↑ ＋ 3S↓ ＋ 4HCl 解析： 该分子中，电荷的分布是不均匀的，不对称的，所 以是极性分子， A 错误； S 2 Br 2 与 S 2 Cl 2 均属于分子晶体，分子 晶体中，相对分子质量越大则熔、沸点越高，所以熔、沸点： S 2 Br 2 >S 2 Cl 2 ， C 正确； S 2 Cl 2 遇水易水解，并产生酸性悬浊液， 说明有不溶于水的物质生成，且有溶于水呈酸性的物质生成， 根据反应前后元素守恒知，生成不溶于水的物质是 S 单质，同 时生成二氧化硫和氯化氢，所以 S 2 Cl 2 与水反应的化学方程式为 2S 2 Cl 2 ＋ 2H 2 O===SO 2 ↑ ＋ 3S↓ ＋ 4HCl ， D 正确。 答案： A [ 方法技巧 ] 　 判断分子极 性的思维程序及方法 1. 思维程序 2. 分子极性的判断方法 (1) 分子的极性由共价键的极性和 分子的立体构型两方面 共同决定 ① 极性键 极性分子 ② 极性键或非极性键 非极性分子 (2) 判断 AB n 型分子极性的经验规律 若中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序 数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。 考向 2 分子间作用力对物质性质的影响 [ 典例 8 ](2018 年河南三门峡模拟 )(1)H 2 O 在乙醇中的溶解度 大于 H 2 S ，其原因是 ________________________ 。 (2) 关于化合物 ，下列叙述正确的是 ________( 填字母 ) 。 A. 分子间可形成氢键 B. 分子中既有极性键又有非极性键 C. 分子中有 7 个 σ 键和 1 个 π 键 D. 该分子在水中的溶解度大于 2- 丁烯 (3) 已知苯酚 ( ) 具有弱酸性，其 K ＝ 1.1×10 － 10 ； 水杨酸第一级电离形成的离子 能形成分子内氢键， 据此判断，相同温度下电离平衡常数 K 2 ( 水杨酸 )______ K ( 苯 酚 )( 填“＞”或“＜” ) ， 其原因是 _____________________ 。 (4) 化合物 NH 3 的沸点比化合物 CH 4 的高，其主要原因是 _____________________________________________________ 。 (5)H 2 O 分子内的 O—H 键、分子间的范德华力和氢 键从强 到弱依次为 __________________ 。 的沸点比 高，原因是 _______________________________ ___________________________________________ 。 解析： (2) 题给化合物分子中没有 O—H 键，不能形成分子 间氢键， A 错误； 是非极性键， C—H 、 C==O 是极性 键， B 正确 ；单键含有一个 σ 键，双键含有一个 σ 键和一个 π 键， 所以该有机物中， σ 键数目为 9 ， π 键数目为 3 ， C 错误；醛的溶 解度大于烯烃，所以该分子在水中的溶解度大于 2- 丁烯， D 正 确。 (3) 氧的 电负性较大，则 中形成分子内氢键， 即 O—H … O( 或 —COO － 中双键氧与羟基氢之间形成氢键 ) ，其 大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出 H ＋ ，则水杨 酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。 (4) 分子间氢键能使分 子间作用力增大，使物质的熔、 沸点升高。 (5) 氢键弱于共价键 而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者 形成分子内氢键， 故前者沸点高。 答案： (1) 水分子 与乙醇分子之间能形成氢键 (2)BD (3)< 能形成分子内氢键，使其更难电离出 H ＋ (4)NH 3 分子间能形 成氢键 (5)O—H 键 > 氢键 > 范德华力 形成分子内氢 形成分子间氢键，分子间氢键使分子间 键，而 作用力增大，沸点升高 【 拓展演练 】 5. 若不断地升高温度，实 现 “ 雪花→水→水蒸气→氧气和 氢气 ” 的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作 用依次是 ( ) 。 A. 氢键、分子间作用力、极性键 B. 氢键、氢键、非极性键 C. 氢键、极性键、分子间作用力 D. 分子间作用力、氢键、非极性键 答案： A 6.(1)(2018 年新课标 Ⅱ 卷节选 ) 硫及其化合物有许多用途， 相关物质的物理常数如下表所示： 图 1 为 S 8 的结构，其熔点 和沸点要比二氧化硫的熔点和沸 点高很多，主要原因为 _________________________ 。 图 1 溶沸点 H 2 S S 8 FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4 溶点 /℃ － 85.5 115.2 >600 ( 分解 ) － 75.5 16.8 10.3 沸点 /℃ － 60.3 444.6 － 10.0 45.0 337.0 (2)(2018 年湖北黄冈中学二模 ) 一定条件下 ， CH 4 、 CO 2 都 能与 H 2 O 形成笼状结构 ( 如图 2 所示 ) 的水合物晶体，其相关参 数见下表。 CH 4 与 H 2 O 形成的水合物晶体俗称 “ 可燃冰 ” 。 图 2 “ 可燃冰”中分子间存在的 2 种作用力是 ______________ ____________ 。 解析： (1)S 8 、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S 8 相对分子质量大，分子间作用力强，所以其熔点和沸点 要比二 氧化硫的熔点和沸点高很多。 (2)CH 4 与 H 2 O 形成的水合物俗称 “可燃冰”，分子晶体中分子间作用力是范德华力，水分子之 间还存在氢键。 答案： (1)S 8 相对分子质量大 ，分子间作用力强 (2) 氢键、范德华力