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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，能列举含有氢键的物质，并能解释氢键对物质 性质的影响。,考点一 共价键,考点三 分子间作用力与分子的性质,考点二 分子的立体构型,内容索引,考能提升 探究高考 明确考向,课时作业,考点一 共价键,1.本质 在原子之间形成 (电子云的重叠)。 2.特征 具有 和 。,知识梳理,共用电子对,饱和性,方向性,3.分类,极性,非极性,单,双,三,头碰头,肩并肩,发生,不发生,一对,两对,三对,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,键参数,：,形成共价键的两个原子之间的核间距,：,在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角,：,气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量,(2)键参数对分子性质的影响 键能越 ，键长越 ，分子越稳定。,键能,键长,键角,大,短,键长,分子的_,键能,分子的性质,键角,分子的_,决定,决定,决定,5.等电子原理 相同， 相同的分子具有相似的化学结构，它们的许多性质 ，如CO和 。,稳定性,立体构型,原子总数,价电子总数,相似,N2,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (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( ),2.NN键的键能为946 kJmol1，NN键的键能为193 kJmol1，则一个键的平均键能为_，说明N2中_键比_键稳定(填“”或“”)。,答案,解析,所以N2中键比键稳定。,376.5 kJmol1,3.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,由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1 071.9798.9) kJmol1273.0 kJmol1比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(941.7418.4) kJmol1523.3 kJmol1小，可知CO相对活泼。,CO,断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJmol1) 比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJmol1)小,解题探究,题组一 用分类思想突破化学键的类别 1.在下列物质中：HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、NH4Cl、NaOH、Ar、CO2、C2H4 (1)只存在非极性键的分子是_；既存在非极性键又存在极性键的分子是_；只存在极性键的分子是_(填序号，下同)。 (2)只存在单键的分子是_，存在三键的分子是_，只存在双键的分子是_，既存在单键又存在双键的分子是_。 (3)只存在键的分子是_，既存在键又存在键的分子是_。 (4)不存在化学键的是_。 (5)既存在离子键又存在极性键的是_；既存在离子键又存在非极性键的是_。,答案,答案,答案,答案,答案,2.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_。,答案,1.在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。 2.在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。 3.通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键和两个键。,题组二 键参数的判断与应用 3.下列说法中正确的是 A.分子的结构是由键角决定的 B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定 C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中CX键的键长、键角均相等 D.H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固,答案,解析,分子的结构是由键角、键长共同决定的，A项错误； 由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故CX键的键长不错误，C项错误；H2O分子中的OH键不如HF分子中的FH键牢固，D项错误。,4.已知键能、键长部分数据如下表：,(1)下列推断正确的是_(填字母，下同)。 A.稳定性：HFHClHBrHI B.氧化性：I2Br2Cl2 C.沸点：H2ONH3 D.还原性：HIHBrHClHF,答案,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； 由表格数据知，EHOENH，又因为rOrN，则H2O的沸点比NH3高，C项正确； 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,答案,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。,(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。,HF,HI,大于,答案,1.分子的空间构型与键参数 键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的立体构型。,2.反应热与键能：H反应物总键能生成物总键能。,题组三 等电子原理的应用 5.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是 A.CH4和 是等电子体，键角均为60 B. 和 是等电子体，均为平面三角形结构 C.H3O和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D.B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道,答案,解析,甲烷是正四面体形结构，键角是10928，A错； 和 是等电子体，均为平面三角形结构，B对； H3O和PCl3的价电子总数不相等，C错； 苯的结构中存在“肩并肩”式的重叠轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。,6.原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 (1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。,答案,解析,仅由第二周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子中，如：N2与CO电子总数均为14个电子，N2O与CO2电子总数均为22个电子。,N2,CO,N2O,CO2,(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与 互为等电子体的分子有_、_。,答案,解析,O3,SO2,依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体， 为三原子，各原子最外层电子数之和为562118，SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6318。,记忆等电子体，推测等电子体的性质,(1)常见的等电子体汇总,(2)根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体构型，并推测其物理性质。 (BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体；硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料；白锡(-Sn2)与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；SiCl4、 的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，都形成正四面体形；CO2、COS均为直线形结构；SO3、 为平面正三角形结构；NF3、PCl3均为三角锥形结构。,特别提醒 等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。,考点二 分子的立体构型,1.价层电子对互斥理论 (1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，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。,知识梳理,填写下表。,直线形,平面正三角形,V形,正四面体形,三角锥形,V形,BeCl2,BF3,SnBr2,CH4,NH3,H2O,180,120,105,10928,107,105,2.杂化轨道理论 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。,sp3杂化轨道由 和 组合而成，杂化轨道间夹角为 ,呈 形，如 。,sp杂化,sp2杂化,sp3杂化,sp杂化轨道由 和 组合而成，杂化轨道间夹角为 ，呈 形，如 。,sp2杂化轨道由 和 组合而成，杂化轨道间夹角为 ，呈 ，如 。,1个s轨道,1个p轨道,180,直线,HCCH,1个s轨道,2个p轨道,120,平面三角形,HCHO,1个s轨道,3个p轨道,10928,正四面体,CH4,特别提醒 (1)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。 当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致； 当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。 如：中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。,(2)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。 (3)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。 (4)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。,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(NH3)4SO4,配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。 中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。,中心原子,提供空轨道,配位原子,(提供孤电子对),配体,内界,外界,配位数,Cu(NH3)4SO4,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (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( ),2.VSEPR模型和分子(离子)立体构型与中心原子杂化类型的确定。填写下表。,2,2,4,四面体形,V形,sp3,1,2,3,平面三角形,V形,0,0,3,3,4,4,平面三角形,正四面体形,平面三角形,正四面体形,sp2,sp2,sp3,1,0,0,0,3,3,2,3,3,1,4,2,3,3,4,四面体形,直线形,平面三角形,平面三角形,四面体形,三角锥形,直线形,平面三角形,平面三角形,直线形,sp3,sp,sp2,sp2,sp3,1,1,0,3,3,4,4,4,4,四面体形,四面体形,正四面体形,三角锥形,三角锥形,正四面体形,直线形,平面形,平面六边形,sp3,sp3,sp3,sp,sp2,sp2,sp3、sp2,解题探究,题组一 价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的综合考查 1.下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是,答案,解析,当中心原子无孤电子对时，VSEPR模型与立体构型一致。 A项， 的中心原子的孤电子对数 (6232)1， B项， 的中心原子的孤电子对数 (7142)0； C项， 的中心原子的孤电子对数 (5122)1； D项， 中心原子的孤电子对数 (7132)1。 所以只有B符合题意。,2.下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是 A.乙醛 B.丙烯腈 C.甲醛 D.丙炔,答案,解析,乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化，醛基中碳原子采取sp2杂化； 丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化；甲醛中碳原子采取sp2杂化； 丙炔中甲基碳原子采取sp3杂化，碳碳三键中两个碳原子采取sp杂化。,3.(2016葫芦岛五校协作体期中)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为 A.直线形 sp杂化 B.V形 sp2杂化 C.三角锥形 sp3杂化 D.平面三角形 sp2杂化,答案,解析,氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为5和原子组成，可知阴离子为 、阳离子为 中N原子形成了2个键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，阳离子的构型为直线形，故A项正确。,4.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分子的立体结构为_，NF3分子的立体结构为_。,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。,答案,解析,平面三角形,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_ _。,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。,答案,解析,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对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小,1.“三种”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 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。 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。 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。,(2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为10928，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据等电子原理结构相似进行推断，如CO2是直线形分子，CNS、 与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。,2.用价层电子对互斥理论推测分子或离子立体构型的思维程序 用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子( 型)立体构型的方法 解题思路,确定价层电子对数,价层电子对立体构型,均分空间,价层电子对尽可能远离,确定孤电 子对数,孤电子对的排斥作用较强,变形后的立体构型,孤电子对与成键电子对尽可能远离,去掉孤电子对所占空间,分子(离子)的立体构型,(1)键的电子对数的确定 由分子式确定键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对键电子对。 (2)中心原子上的孤电子对数的确定 中心原子上的孤电子对数 (axb)。式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数；x为与中心原子结合的原子数；b为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”。例如，SO2的中心原子为S，S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数 (622)1。,题组二 配位键、配合物理论 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)42配离子。已知NF3与NH3的立体构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_ _。,答案,N、F、H三种元素的电负性：FNH，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)胆矾CuSO45H2O可写作Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下：,答案,下列有关胆矾的说法正确的是_。 A.所有氧原子都采取sp3杂化 B.氧原子存在配位键和氢键两种化学键 C.Cu2的价电子排布式为3d84s1 D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去,6.Cu(NH3)4SO4H2O中，与Cu2形成配位键的原子是_(填元素符号)。 7.K3Fe(C2O4)3中化学键的类型有_。 8.丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀，可用来检验Ni2，其分子结构如图所示。该结构中C原子的杂化方式是_，分子内微粒之间存在的作用力有_(填字母)。 a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键,N,答案,离子键、共价键、配位键,sp2、sp3,bcd,答案,答案,9.醋酸二胺合铜()可以除去原料气中CO。生成的CH3COOCu(NH3)3CO中与Cu形成配离子的配体为_(填化学式)。,CO、NH3,答案,考点三 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)强弱 范德华力 氢键 化学键。,知识梳理,普遍,范德华力,氢键,(4)范德华力 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 。 (5)氢键 形成 已经与 的原子形成共价键的 (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。 表示方法 AHB,组成和结构,相对分子质量,增大,电负性很强,氢原子,电负性很强,特别提醒 a.A、B是电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。 b.A、B可以相同，也可以不同。 特征 具有一定的 性和 性。 分类 氢键包括 氢键和 氢键两种。 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。,方向,饱和,分子内,分子间,升高,2.分子的性质 (1)分子的极性,重合,不重合,非极性键或极性键,对称,不对称,非极性键或极性键,(2)分子的溶解性 “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 。 随着溶质分子中憎水基个数的增大，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。,非极性,极性溶剂,增大,(3)分子的手性 手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为 ，在三维空间里 的现象。 手性分子：具有 的分子。 手性碳原子：在有机物分子中，连有 的碳原子。 含有手性碳原子的分子是手性分子，如 。,镜像,不能重叠,手性异构体,四个不同基团或原子,(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ROH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：HClOHClO2HClO3HClO4。,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键( ) (2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力( ) (3)氢键具有方向性和饱和性( ) (4)H2和O2之间存在氢键( ),解析 可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键。,解析 乙醇分子、水分子中都有OH，符合形成氢键的条件。,解析 H2与O2分子中的共价键均为非极性键，分子间只存在范德华力。,(5)H2O2分子间存在氢键( ) (6)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大( ) (7)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( ),解析 H2O2分子中的H几乎成为“裸露”的质子，与水分子一样，H2O2分子间也存在氢键。,解析 卤素氢化物中，HF分子间能形成氢键，其熔、沸点最高。,解析 分子内氢键对物质的熔、沸点影响很小。,(8)极性分子中可能含有非极性键( ) (9)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( ),解析 在极性分子H2O2中存在非极性键。,解析 H2O比H2S稳定是因为OH键键能大于SH键键能，而与氢键无关。,2.下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。 冰的硬度比一般的分子晶体的大； 甘油的粘度大； 邻硝基苯酚20 时在水中的溶解度是对硝基苯酚的0.39 倍； 邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍； 氨气极易溶于水； 氟化氢的熔点高于氯化氢。 属于分子间氢键的是_；属于分子内氢键的是_。,答案,解析,分子内氢键除必须具备形成氢键的条件外，还必须具备特定的条件：形成平面环(五元或六元环最为稳定)、形成的环中没有任何扭曲等。氢键的形成使物质在熔沸点、电离度、溶解度等方面表现出一些特殊性质。由于分子间氢键的作用，形成的“缔合分子”增大了分子间作用力，使得物质的熔沸点升高(如水)、溶解度增大(如氨)、电离度降低(如氢氟酸为弱酸)等；由于分子内的氢键作用，形成具有“环状结构”的物质，减小了分子间的作用力，使物质的熔沸点降低、溶解度减小等。,3.写出HF水溶液中的所有氢键。,答案,FHO FHF OHF OHO,解题探究,题组一 分子极性和化学键极性的关系 1.下列叙述中正确的是 A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子 B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C.非极性分子只能是双原子单质分子 D.非极性分子中，一定含有非极性共价键,答案,解析,对于抽象的选择题可用反例法，以具体的物质判断正误。A项是正确的，如O2、H2、N2等； B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子； D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2。,2.下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是 A.CO2和SO2 B.CH4和CH2Cl2 C.BF3和NH3 D.HCl和HI,A项，CO2为极性键构成的非极性分子，为直线形结构，SO2为V形结构，是极性分子； B项，CH4为极性键构成的非极性分子，是正四面体结构，CH2Cl2是由极性键构成的极性分子； C项，BF3为极性键构成的非极性分子，是平面正三角形结构，NH3为极性键构成的极性分子，是三角锥形结构； D项，HCl和HI都是极性键构成的直线形结构，都为极性分子。,答案,解析,3.已知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信息完成下列问题： (1)水是维持生命活动所必需的一种物质。 1 mol冰中有_mol氢键。 用球棍模型表示的水分子结构是_。,在冰中，每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键，按“均摊法”计算，相当于每个水分子有2个氢键；水分子为V形结构。,答案,解析,2,B,(2)已知H2O2分子的结构如图所示：H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为9352，而两个OH键与OO键的夹角均为9652。,试回答： H2O2分子的电子式是_，结构式是_。 H2O2分子是含有_键和_键的_(填“极性”或“非极性”)分子。 H2O2难溶于CS2，简要说明理由：_ _。 H2O2中氧元素的化合价是_，简要说明原因_ _。,HOOH,极性,非极性,极性,H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2,1价,因OO键为非极性键，而OH键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为1价,由H2O2的空间构型图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2。,答案,解析,分子极性判断的思维程序和两种思维模型 (1)思维程序,(2)思维模型 根据键的类型及分子的立体构型判断 非极性分子、极性分子的判断，首先看键是否有极性，然后再看各键的空间排列状况。键无极性，分子必无极性(O3除外)；键有极性，各键空间排列均匀，使键的极性相互抵消，分子无极性；键有极性，各键空间排列不均匀，不能使键的极性相互抵消，分子有极性。,共价键的极性与分子极性的关系可总结如下：,根据中心原子最外层电子是否全部成键判断 分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。 CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。,题组二 分子间作用力及其影响 4.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,解析,5.按要求回答下列问题： (1)HCHO分子的立体构型为_形，它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)_ _。 (2)S位于周期表中_族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是 _，H2O比H2Te沸点高的原因是_。,答案,平面三角,分子之间能形成氢键,加成产物CH3OH,两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强,A,两者均为分子晶体，H2O分子中存在氢键,答案,(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是_ _。,答案,硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高,(4)氨是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因：_ _。 (5)硫的氢化物在乙醇中的溶解度小于氧的氢化物的原因是 _。 (6)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是_。,答案,氨分子间存在氢键，,分子间作用力大，因而易液化,H2O与乙醇分子间形成氢键,答案,答案,化合物乙分子间形成氢键,范德华力、氢键、共价键的比较,题组三 无机含氧酸的酸性 6.S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性_，理由是_ _。,答案,强,S的正电性越高，导致SOH中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H，即酸性越强,7.判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示： 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系,(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结 构简式分别为_，_。,此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题，考查同学们运用题给信息推断物质结构和性质的能力。(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。,答案,解析,(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是： _， _。,与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。,答案,解析,H3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O,H3PO32NaOH=Na2HPO32H2O,(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：_ _， 写出化学方程式：_。,H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。,答案,解析,不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应,H3AsO33HCl=AsCl33H2O,H3PO3为中强酸，,无机含氧酸分子的酸性判断及比较的思维方法 (1)无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有OH，而OH上的H原子在水分子的作用下能够变成H而显示一定的酸性。 如HNO3、H2SO4的结构式分别是 、 。,(2)同一种元素的含氧酸酸性规律 H2SO4与HNO3是强酸，其OH上的H原子能够完全电离成为H。而同样是含氧酸的H2SO3和HNO2却是弱酸。即酸性强弱为H2SO3H2SO4，HNO2HNO3。其他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似的情况。如酸性强弱HClOHClO2HClO3HClO4。不难得出：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。,考能提升,探究高考 明确考向,1.2016全国卷，37(2)(3)(5)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题： (2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_ _ _。,1,2,3,4,Ge原子半径大，原子间形成的单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键,5,6,7,答案,(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_ _。,答案,GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强,(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。,共价键,sp3,答案,1,2,3,4,5,6,7,2.2016全国卷，37(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。 Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。 在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。 氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_ _；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_。,答案,正四面体,配位键,N,高于,氨分子间可形,极性,成氢键,sp3,1,2,3,4,5,6,7,3.2016全国卷，37(3)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。,三角锥形,sp3,答案,1,2,3,4,5,6,7,4.2014新课标全国卷，37(3)节选乙醛中碳原子的杂化类型为_。,答案,sp3、sp2,1,2,3,4,5,6,7,5.2015全国卷，37(2)(3)(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。 (3)CS2分子中，共价键的类型有_，C原子的杂化轨道类型_，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 _。,C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构,键和键,sp,CO2、COS(或SCN、OCN等),答案,答案,1,2,3,4,5,6,7,6.2014新课标全国卷，37(3)节选1 mol乙醛分子中含有键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_ _。,答案,6NA,CH3COOH存在分子,间氢键,1,2,3,4,5,6,7,7.2013福建理综，31(3)(4)节选(3)BF3与一定量的水形成(H2O)2BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：,答案,晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。 a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力,ad,1,2,3,4,5,6,7,(4)已知苯酚( )具有弱酸性，其Ka1.11010；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Ka2(水杨酸)_(填“”或“”)Ka(苯酚)，其原因是 _。,答案,中形成分子内氢键，使其更难电离出H,1,2,3,4,5,6,7,课时作业,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1.N2的结构可以表示为 ，CO的结构可以表示为 ，其中椭 圆框表示键，下列说法中不正确的是 A.N2分子与CO分子中都含有三键 B.CO分子中有一个键是配位键 C.N2与CO互为等电子体 D.N2与CO的化学性质相同,答案,解析,由题可知N2分子中N原子之间、CO分子中C、O原子之间通过两个键，一个键，即三键结合，其中，CO分子中1个键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成；N2与CO的原子数和价电子总数相等，互为等电子体，N2化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，两者化学性质不同。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,2.下列说法不正确的是 A.键比键重叠程度大，形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个键 C.气体单质中，一定有键，可能有键 D.N2分子中有一个键，两个键,答案,解析,气体单质分子中，可能只有键，如Cl2；也可能既有键又有键，如N2；但也可能没有化学键，如稀有气体。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,3.下列说法正确的是 A.凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体型 B.在SCl2中，中心原子S采取sp杂化轨道成键 C.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 D.凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键,答案,解析,A项，中心原子采取sp3杂化的分子，其分子构型可以是正四面体形，也可以是三角锥形或V形，错误； B项，SCl2中S原子采取sp3杂化轨道成键，错误； D项，AB3型共价化合物，中心原子可采取sp2杂化，如SO3等，错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,4.下列现象与氢键有关的是 NH3的熔、沸点比A族其他元素氢化物的高 小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 冰的密度比液态水的密度小 尿素的熔、沸点比醋酸的高 邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 水分子高温下很稳定 A. B.仅 C.仅 D.仅,答案,解析,水分子高温下很稳定是因为分子中OH键的键能大。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,5.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的立体构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是 A.三角锥型、sp3 B.V形、sp2 C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,6.下列叙述中正确的是 A.NH3、CO、CO2都是极性分子 B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子,答案,解析,A中CO2为非极性分子； D中水为极性分子，立体构型不是直线形，是V形结构； 选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,7.下列各组微粒的立体构型相同的是 NH3和H2O NH和H3O NH3和H3O O3和SO2 CO2和BeCl2 BF3和Al2Cl6 A.全部 B.除以外 C. D.,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,8.关于氢键，下列说法正确的是 A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键比范德华力强 B.H2O是一种非常稳定的化合物，就是由于水分子间形成氢键所致 C.氢原子和非金属性很强的元素原子(F、O、N)形成的共价键，称为氢键 D.分子间形成的氢键使相应物质的熔点和沸点升高，氢键也可存在于分 子内,答案,解析,氢键存在于H和非金属性很强的原子F、O、N之间，不属于化学键，大多存在于相应分子间，少数分子内也存在分子内氢键，氢键的存在影响物质的熔、沸点。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,9.通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是 A.NCl3分子中NCl键的键长比CCl4分子中CCl键的键长长 B.NCl3分子是非极性分子 C.分子中的所有原子均达到8电子稳定结构 D.NBr3比NCl3易挥发,答案,解析,因碳原子半径比氮原子的大，故NCl键的键长比CCl键的键长短；NCl3分子立体构型类似NH3，故NCl3是极性分子；NBr3与NCl3二者结构相似，由于NBr3的相对分子质量较大，分子间作用力较大，所以NBr3的沸点比NCl3高，因此NBr3比NCl3难挥发。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,10.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不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,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,由于该晶体具有和石墨相似的层状结构，所以B原子采取sp2杂化，同层分子间的作用力是范德华力，由于“在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连”虽然三个BO都在一个平面上，但单键能够旋转，使OH键位于两个平面之间，因而能够形成氢键，从而使晶体的能量最低，达到稳定状态。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,11.构成物质的微粒种类及相互间的作用力是决定物质表现出何种物理性质的主要因素。 (1)三氯化铁常温下为固体，熔点282 ，沸点315 ，在300 以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体中存在的微粒间作用力有_。,答案,解析,极性共价键、范德华力,由三氯化铁的性质可知其为分子晶体，微粒间作用力有共价键和范德华力。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,(2)氢键作用常表示为“AHB”，其中A、B为电负性很强的一类原子，如_(列举三种)。 X、Y两种物质的分子结构和部分物理性质如下表，两者物理性质有差异的主要原因是_ _。,答案,解析,N、O、F,X物质形成分子内氢键，Y物质形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,能形成氢键的原子主要有N、O、F。分子间氢键使物质的熔、沸点升高，溶解度增大；分子内氢键使物质熔、沸点降低，溶解度减小。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1
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