高中化学 模块复习课3 分子空间结构与物质性质课件 苏教版选修3.ppt

第3课分子空间结构与物质性质 平面三角形 正四面体型 sp 直线形 sp3 V形 sp2 平面三角形 sp3 三角锥型 sp3 正四面体型 非极性分子 非极性分子 极性分子 空轨道 孤电子对 一 杂化轨道1 2015 镇江高二检测 在硼酸 B OH 3 分子中 硼原子与3个羟基相连 其晶体具有与石墨相似的层状结构 则分子中硼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 选C 由于石墨的结构是平面六边形 每个碳原子以sp2杂化轨道的类型形成的三个共价键是正三角形构型 而硼酸 B OH 3 分子中 硼原子与3个羟基相连 其晶体具有与石墨相似的层状结构 因此硼原子杂化轨道的类型为sp2杂化 且羟基之间作用力为氢键 2 2015 襄阳高二检测 四种元素X Y Z W位于元素周期表的前四周期 已知它们的核电荷数依次增加 且核电荷数之和为51 Y原子的L层p轨道中有2个电子 Z与Y原子的价层电子数相同 W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4 1 其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5 1 1 Y Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a b 它们的分子式分别是 杂化轨道分别是 a分子的立体结构是 2 Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是 晶体 晶体 3 X的氧化物与Y的氧化物中 分子极性较小的是 填分子式 4 Y与Z比较 电负性较大的是 填元素符号 W的 2价离子的核外电子排布式是 解析 由Y原子的L层p轨道中有2个电子 可知Y为碳 Z与Y原子的价层电子数相同 可知Z为硅 W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4 1 L层电子数是8 最外层电子数是2 其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5 1 最外层电子数是2 d轨道中的电子数是10 可知W原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2 即W为锌 最后由X Y Z W核电荷数之和为51 可知X的核电荷数为51 6 14 30 1 即X为氢 H 1 Y Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a b 它们的分子式分别是CH4 SiH4 杂化轨道分别是sp3 sp3 a分子的立体结构是正四面体 2 Y的最高价氧化物 CO2 和Z的最高价氧化物 SiO2 的晶体类型分别是分子晶体 原子晶体 3 X的氧化物 H2O 与Y的氧化物 CO2 中 分子极性较小的是CO2 4 Y与Z比较 非金属性碳 C 大于硅 Si 故电负性较大的是C W Zn 的 2价离子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d10或 Ar 3d10 答案 1 CH4SiH4sp3sp3正四面体 2 分子原子 3 CO2 4 C1s22s22p63s23p63d10或 Ar 3d10 3 1 在BF3分子中 F B F的键角是 硼原子的杂化轨道类型为 BF3和过量NaF作用可生成NaBF4 B的立体结构为 2 H 可与H2O形成H3O H3O 中氧原子采用杂化 H3O 中H O H键角比H2O中H O H键角大 原因是 3 肼 N2H4 分子可视为NH3分子中的一个氢原子被 NH2 氨基 取代形成的另一种氮化物 NH3分子的空间构型是 N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 4 S的立体构型是 其中硫原子的杂化轨道类型是 解析 1 BF3是平面三角形 硼原子采取sp2杂化 B中B的价电子对数是 3 4 1 4 且硼原子无孤电子对 B为正四面体结构 2 H3O 中氧原子采用sp3杂化 氧原子只有一对孤电子对 对成键电子对的排斥力较小 3 NH3分子的空间构型是三角锥型 NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3 而肼 N2H4 分子可视为NH3分子中的一个氢原子被 NH2 氨基 取代形成的 所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型也是sp3 4 中心原子S的价电子对数为 6 2 4 所以S的杂化轨道类型为sp3 S的立体构型为正四面体型 答案 1 120 sp2正四面体 2 sp3H2O中氧原子有两对孤电子对 H3O 中氧原子有一对孤电子对 排斥力较小 3 三角锥型sp3 4 正四面体sp3 4 2015 开封高二检测 已知A B C D E五种元素的原子序数依次增大 其中A原子所处的周期数 族序数都与其原子序数相等 B原子核外电子有6种不同的运动状态 s轨道电子数是p轨道电子数的两倍 D原子L电子层上有2对成对电子 E的 1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态 1 E元素基态原子的核外电子排布式为 2 B C D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 填元素符号 其原因是 3 B2A4是石油炼制的重要产物之一 B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为 1molB2A4分子中含mol 键 4 已知D E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物 则化学式 甲为 乙为 高温时 甲易转化为乙的原因为 解析 原子序数与周期数 族序数都相等的元素只有氢元素 即A为氢元素 B原子核外电子有6种不同的运动状态 因原子核外电子运动状态互不相同 故B为碳元素 L层有两对成对电子 则该层电子排布为2s22p4 即D为氧元素 则C为氮元素 E的 1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态 则E元素应为第 B族的铜元素 2 同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势 但由于氮元素的2p轨道处于半满状态 较稳定 故其第一电离能大于相邻的碳元素和氧元素 故第一电离能的大小顺序为N O C 3 C2H4分子中碳原子的成键电子对数为 4 2 2 3 故碳原子的轨道杂化类型为sp2杂化 4 甲晶胞中白色球有8个处于顶点 4个处于棱上 2个处于面心 1个处于体心 8 4 2 1 4 4个黑色球均处于晶胞体内 故甲晶胞的化学式为CuO 乙晶胞中白色球代表的元素8个处于顶点 1个处于体心 8 1 2 黑色球4个均处于晶胞体内 故乙晶胞的化学式为Cu2O CuO和Cu2O中铜的化合价分别为 2 1 故CuO和Cu2O中的铜原子的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d9 1s22s22p63s23p63d10 Cu2O中铜的各轨道均处于全满状态 性质稳定 答案 1 1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 2 C O N同一周期从左向右 元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势 但氮元素的2p轨道为半充满的稳定构型 故其第一电离能大于氧元素的 3 sp25 4 CuOCu2OCu2O中Cu的各轨道均为全充满状态 较稳定 名师点拨 分子空间构型的判断方法杂化轨道类型与分子构型 当原子成键时 原子的价层原子轨道相互混杂 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 形成分子的空间形状不同 对于ABm型分子 中心原子轨道杂化方式相同 但孤电子对数不同 分子构型也不同 见下表 二 分子空间构型 分子极性1 2015 银川高二检测 下列说法正确的是 A 第2周期元素的第一电离能随原子序数递增依次增大B 卤族元素中氟的电负性最大C CO2 SO2都是直线形的非极性分子D CH2 CH2分子中共有四个 键和一个 键 解析 选B 由于铍为2s2的全满结构 氮为2s2全满2p3半满的稳定结构 其第一电离能比其后一个要高 因此第2周期元素的第一电离能不是随原子序数递增依次增大 氟是最外层电子数最多 电子层数最少的元素 因此氟的电负性最大 SO2中硫为sp2杂化 不是直线形分子 CH2 CH2分子中有四个C H 键 一个C C 键和一个C C 键 2 2015 茂名高二检测 氨气分子空间构型是三角锥型 而甲烷是正四面体型 这是因为 A 两种分子的中心原子杂化轨道类型不同 NH3为sp2型杂化 而CH4是sp3型杂化B NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道 CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道C NH3分子中有一对未成键的孤电子对 它对成键电子的排斥作用较强D 氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子 解析 选C 氨分子中氮和甲烷分子中碳均采取sp3杂化 前者为不等性杂化 后者为等性杂化 由于氨分子中有一对孤电子对 对其他N H成键电子对排斥 使氨分子中3个N H键空间构型呈三角锥型分布 名师点拨 价层电子对互斥模型与分子空间构型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型 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 见表 三 配合物的综合考查1 2015 苏州高二检测 已知A B C D E都是元素周期表中前四周期的元素 它们的核电荷数A B C D E 其中A B C是同一周期的非金属元素 化合物DC的晶体为离子晶体 D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构 AC2为非极性分子 B C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高 E的原子序数为24 ECl3能与B C的氢化物形成六配位的配合物 且两种配体的物质的量之比为2 1 三个氯离子位于外界 请根据以上情况 回答下列问题 答题时 A B C D E用所对应的元素符号表示 1 B的氢化物分子的空间构型是 其中心原子采取杂化 2 写出化合物AC2的电子式 一种由B C组成的化合物与AC2互为等电子体 其化学式为 3 E的核外电子排布式是 ECl3与B C的氢化物形成的配合物的化学式为 4 B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时 B被还原到最低价 该反应的化学方程式是 解析 元素推断是解决本题的关键之一 E是铬 A为碳 B为氮 C为氧 D为镁 1 B的氢化物是NH3 其中氮原子为sp3杂化 分子空间结构为三角锥型 2 AC2是CO2 和N2O互为等电子体 3 E是铬元素 原子核外有24个电子 按电子排布规律可写其电子排布式为 Ar 3d54s1 书写时要注意洪特规则的应用 CrCl3中铬为 3价 形成六配位配合物 配体NH34个 配体H2O2个 配合物为 Cr NH3 4 H2O 2 Cl3 4 按氧化还原反应规律即可写出镁和稀硝酸反应生成硝酸铵 氮的最低价 的反应 答案 1 三角锥型sp3 2 N2O 3 1s22s22p63s23p63d54s1 或 Ar 3d54s1 Cr NH3 4 H2O 2 Cl3 4 4Mg 10HNO3 4Mg NO3 2 NH4NO3 3H2O 2 2015 无锡高二检测 分子式为Pt NH3 2Cl2的配位化合物有顺铂和反铂两种同分异构体 1 C N O三种元素的电负性由大到小的顺序是 镍元素与铂元素位于同一族 写出镍元素基态原子的电子排布式 2 顺铂和反铂的物理性质有很大差异 其中只有一种易溶于水 请你通过所学知识判断哪一种易溶于水 并说明理由 3 金属铂的原子堆积方式为铜型 面心立方堆积 一个金属铂的晶胞中含有个铂原子 4 NH3还能与很多化合物通过配位键发生相互作用 例如 科学家潜心研究的一种可作储氢材料的化合物X是NH3与第2周期另一种元素的氢化物相互作用的产物 X是乙烷的等电子体 加热化合物X会缓慢释放H2 转变为化合物Y Y是乙烯的等电子体 化合物X的结构式为 必须标明配位键 化合物X Y分子中 氮元素分别发生了杂化 解析 1 非金属元素越活泼 则电负性越大 根据元素周期律可得出C N O三种元素的电负性从大到小的顺序 镍元素位于元素周期表第4周期 族 是28号元素 其电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2 2 水是极性溶剂 易溶于水的是极性分子顺铂 3 面心立方堆积每一个晶胞中有4个原子 答案 1 O N C1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar 3d84s2 2 顺铂易溶于水 因为它是极性分子 易溶于极性溶剂 3 4 4 sp3和sp2 名师点拨 1 通常配位数等于中心离子化合价的2倍 如化合价 1的离子常形成配位数为2的配合物 如 Ag NH3 2 AgCl2 和 AgI2 等 2 几种典型配合物的空间结构 配合物的空间构型除了与配位数密切相关外 还与配体种类有关 例如 配位数同样是4 但为四面体构型 而 Ni CN 4 2 则为平面正方形