1、第第 29 讲讲化学键化学键分子结构与性质分子结构与性质 复习目标1.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。2.了解共价键的类型、共价键的参数 及作用。3.了解价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。4. 了解范德华力、氢键的含义及对物质性质的影响。5.了解配位键、超分子的含义。 考点一考点一化学键及化合物类型化学键及化合物类型 1化学键 2离子键与共价键 (1)概念 离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。 共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 (2)对比 离子键共价键 成键粒子阴、阳离子原子 成键方式得失电子形成阴、 阳离子形成共用电子对
2、成键条件 活泼金属元素与活泼非 金属元素 一般在非金属原子之间 作用力实 质 静电作用 存在举例 存在于离子化合物中， 如 NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、 ZnSO4、NaOH 等 非金属单质，如 H2、O2等； 共价化合物，如 HCl、CO2、CH4等； 某些离子化合物，如 NaOH、Na2O2 等 易错警示由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键， 如 AlCl3中 AlCl 键为共价 键。 非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如 NH4Cl 等。 3离子化合物与共价化合物 项目离子化合物共价化合物 定义由离子键构成的化合物 以共用电
3、子对形成分子的化 合物 构成微 粒 阴、阳离子原子 化学键 类型 一定含有离子键，可能含有共 价键 只含有共价键 物质类 别 强碱 绝大多数盐 金属氧化物 含氧酸 弱碱 气态氢化物 非金属氧化物 极少数盐，如 AlCl3 4.电子式的书写方法 (1)概念：在元素符号周围用“”或“”来表示原子的最外层电子的式子。 (2)书写方法 (3)用电子式表示化合物的形成过程 离子化合物 如 NaCl：。 共价化合物 如 HCl：H。 5离子化合物和共价化合物的判断 (1)根据化学键的类型来判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。 (2)根据化合物的类型来判断
4、大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价 化合物。 (3)根据化合物的性质来判断 熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如 NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如 HCl。 (1)只含共价键的物质一定是共价化合物() 错因：只含共价键的物质可能是单质，如 H2、O2等。 (2)NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了离子键与共价键() 错因：在熔融状态下，NaHSO4=Na HSO 4，只破坏了离子键，没有破坏共价键。 (3)非极性键只存在于双原子的单质分子中() 错因：非极性键可能存在于化合物中，如过氧化氢、过氧化钠中含非极性共价键。
5、 (4)非金属元素的原子之间一定形成共价键() 错因：非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如 NH4Cl。 (5)含有共价键的化合物一定是共价化合物() 错因：含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如 NaHSO4。 有以下 8 种物质：NeHClP4H2O2Na2SNaOHNa2O2NH4Cl，请用上述 物质的序号填空： (1)不存在化学键的是_。 (2)只存在极性共价键的是_。 (3)只存在非极性共价键的是_。 (4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_。 (5)只存在离子键的是_。 (6)既存在离子键又存在共价键的是_。 (7)属于离子化合物的是_。
6、 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) 题组一电子式的书写 1请写出下列微粒的电子式 (1)原子：Na_，Cl_。 (2)简单离子：Na _，F_。 (3)复杂离子：NH 4_，OH _。 (4)离子化合物：MgCl2_，Na2O_，Na2O2_。 (5) 非 金 属 单 质 及 共 价 化 合 物 ： N2_ ， H2O_ ， H2O2_。 答案(1)Na(2)Na (3) (4) (5) NN 2已知 NaH、NaCN、NaBH4均为离子化合物，分别写出三者的电子式： (1)NaH_；(2)NaCN_； (3)NaBH4_。 答案(1)Na H (2)Na CN (3) 题组二化
7、学键类型与物质类别的关系 3 (2020桂林兴安县第三中学开学考试)下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是() ANaOHBaSO4(NH4)2SO4 BMgONa2SO4HNO3 CNa2O2KOHNa3PO4 DHClAl2O3MgCl2 答案AC 解析MgO 中只含离子键，HNO3中只含共价键，B 错误；HCl 中只含共价键，Al2O3、MgCl2中只含 离子键，D 错误。 4(2020四川自贡市田家炳中学高三开学考试)下列说法中正确的是() A离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力 BNH4NO3晶体中含共价键，是离子化合物 CH2O2、N2H4分子中只含有极性共价键
8、D某化合物熔融状态能导电，可以证明该化合物内一定存在离子键 答案BD 解析离子键是阴、阳离子间的静电作用，包括引力和斥力，故 A 错误；硝酸铵是离子化合物，含有 离子键和共价键，故 B 正确；H2O2的结构式为 HOOH，含有极性共价键和非极性共价键，N2H4中 也是含有极性共价键和非极性共价键，故 C 错误；离子化合物在熔融状态下导电，共价化合物在熔融状态 下不导电，因此区分是离子化合物还是共价化合物，看熔融状态下是否导电，故 D 正确。 5(2020北京高三质检)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点。中国科学家成 功合成全氮阴离子 N 5，N 5是制备全氮类物质 N 5N
9、5的重要中间体，下列说法不正确的是() A全氮类物质属于绿色能源 B每个 N 5中含有 35 个质子 C每个 N 5中含有 35 个电子 DN 5N 5结构中含共价键 答案C 解析N 5的质子数为 7535，B 正确；N 5含有的电子数为 57136，C 错误；N 5、N 5中均 含有 5 个氮原子，氮原子间以共价键结合，D 正确。 6(2020华南师大附中高三专题练习)下列说法错误的是() A含有共价键的化合物一定是共价化合物 B在共价化合物中一定含有共价键 C含有离子键的化合物一定是离子化合物 D双原子单质分子中含有的共价键一定是非极性共价键 答案A 解析只含有共价键的化合物是共价化合物，
10、 离子化合物中也可能含有共价键， 如氯化铵， 故 A 错误； 根据共价化合物的定义，只含有共价键的化合物是共价化合物，只要是共价化合物一定含有共价键，故 B 正确；含有离子键的化合物就是离子化合物，在离子化合物中可以含有共价键，但共价化合物中不能含有 离子键，故 C 正确；由同一种非金属元素的原子形成的共价键是非极性共价键，故 D 正确。 化学键与物质类别的关系 考点二考点二共价键及其参数共价键及其参数 1本质 在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。 2特征 具有饱和性和方向性。 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“头碰头”重叠 键电子云“肩并肩”重叠 形成共价
11、键的 电子对是否偏移 极性键共用电子对发生偏移 非极性键共用电子对不发生偏移 原子间共用电 子对的数目 单键原子间有一对共用电子对 双键原子间有两对共用电子对 三键原子间有三对共用电子对 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)同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的共价键为极性 键。 4键参数 (1)概念 (2)键参数对分子性质的影响 键能越大，键长越短，分子越稳定。 (1)共价键的成键原子只能是非金属原子() 错因：AlCl3中是共价键
12、。 (2)在任何情况下，都是键比键强度大() 错因：在 N2分子中，键大于键。 (3)s-s 键与 s-p 键的电子云形状对称性相同() (4)键能单独形成，而键一定不能单独形成() (5)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() 错因：均比 3 倍、2 倍小。 (6)所有的共价键都有方向性() 错因：s-s 键无方向性。 1NN 键的键能为 946 kJmol 1，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376.5 kJmol 1 解析键的平均键能为946193kJmol 1 2 376.5
13、 kJmol 1，所以 N2中键比键稳定。 2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：_。 CO C O C= =O C O 键能/(kJmol 1) 35 7.7 79 8.9 1 071.9 N2 N N N= =N N N 键能/(kJmol 1) 15 4.8 41 8.4 941. 7 答案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 N2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(1 071.9798.9) kJmol 127
14、3.0 kJ mol 1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。 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
15、_。 (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(1)(2)(3)(4)(5) 2现有以下物质：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 H
16、2O2、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。 题组二键参数及应用 3(2019南京期末)已知几种共价键的键能如下： 化学键 H N N N Cl Cl H Cl 键能 /kJmol 1 39 0.8 94 6 242 .7 431 .8 下列说法错误的是() A键能：NNN=NNN BH(g)Cl(g)=
17、HCl(g)H431.8 kJmol 1 CHN 键能小于 HCl 键能，所以 NH3的沸点高于 HCl D2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)H463.9 kJmol 1 答案C 解析A 项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：NNN=N NN，正确；B 项，H(g)Cl(g)=HCl(g)的焓变为 HCl 键能的相反数，则H431.8 kJmol 1，正 确；C 项，NH3的沸点高于 HCl 是由于 NH3形成分子间氢键，而 HCl 不能，键能不是主要原因，错误；D 项，根据HE(反应物)E(生成物)，则 2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g
18、)6HCl(g)H6E(NH) 3E(ClCl)E(NN)6E(HCl) 463.9 kJmol 1，正确。 4已知键能、键长部分数据如下表： 共价键 Cl Cl Br Br I I H F H Cl H Br H I H O 键能241915436246 (kJmol 1) 2.73.752.76831.8698.72.8 键长(pm) 19 8 22 8 2 67 96 共价键 C C C =C C C C H N H N =O O O O =O 键能 (kJmol 1) 34 7.7 61 5 8 12 4 13.4 3 90.8 60 7 1 42 49 7.3 键长(pm) 15 4
19、 13 3 1 20 1 09 1 01 (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 (2)下列有关推断正确的是_。 A同种元素形成的共价键的稳定性：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 (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(1)ACD(2)A(3)HFHI大于 解析(1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从
20、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)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。 (1)分子的空间结构与键参数 键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、
21、键角决定了分子的空间结构。一般来说，知道了多原子分 子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间结构。 (2)反应热与键能：H反应物总键能生成物总键能。 考点三考点三分子的空间结构分子的空间结构配位键配位键 1价层电子对互斥模型 (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)用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构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(对于主族元素等于原子的最外层电子数)，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
22、的原子数。 (3)示例分析 电子 对数 键电子 对数 孤 电子对 数 电子对空间结构 名称 分子空间结构 名称 实 例 220直线形直线形 CO 2 3 30 三角形 平面三角形BF3 21V 形SO2 4 40 四面体形 正四面体形 CH 4 31三角锥形 NH 3 22V 形 H2 O 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也不同。 (2)杂化轨道与分子空间结构的关系 杂化 类型 杂化轨道 数目 杂化轨道间 夹角 空间结构 名称 实 例 sp2180直线形 Be
23、 Cl2 sp23120 平面三角 形 BF 3 sp3410928四面体形 C H4 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：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 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 NH 4可表示为 ，在 NH 4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 配体有孤电子对，如 H2O、NH3、CO、F 、Cl、CN等。 中心原子有空轨道，如 Fe3
24、 、Cu2、Zn2、Ag等。 (1)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() 错因：如 NH3、H2O 中心原子均为 sp3杂化，但分子构型均不是正四面体结构。 (2)中心原子是 sp 杂化的，其分子构型一定为直线形() (3)价层电子对互斥模型中，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数() (4)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大() 错因：孤电子对越多，孤电子对的排斥作用越强，键角越小。 1(1)填表 序 号 物 质 中心 原子上的 孤电子对 数 中心 原子上的 价层电子 对数 VSEP R模型名称 分子 或离子的 空间结构 名称 中心 原子杂
25、化 类型 C S2 H CHO N Cl3 S O2 4 H3 O 答案02直线形直线形sp 03平面三角形平面三角形sp2 14四面体形三角锥形sp3 04正四面体形正四面体形sp3 14四面体形三角锥形sp3 (2)比较下列分子或离子中键角大小。 H2O_H3O ，NH3_NH 4。 SO3_CCl4，CS2_SO2。 答案 解析H2O 与 H3O ，NH3与 NH 4的中心原子均采用 sp3杂化，孤电子对数越多，排斥力越大，键 角越小。 杂化不同，键角不同。 2NH3分子中HNH 键角为 107，而配离子Zn(NH3)62 中HNH 的键角为 10928，配离子 Zn(NH3)62 HN
26、H 键角变大的原因是_。 答案NH3分子中 N 原子的孤电子对进入 Zn2 的空轨道形成配离子后， 原孤电子对对 NH 键的成键 电子对的排斥作用变为成键电子对之间的排斥，排斥作用减弱 题组一价层电子对互斥模型、杂化轨道理论的理解应用 1根据价层电子对互斥模型填空： (1)OF2分子中，中心原子上的键电子对数为_，孤电子对数为_，价层电子对数为 _，中心原子的杂化方式为_杂化，VSEPR 模型为_，分子的空间结构为 _。 (2)BF3分子中，中心原子上的键电子对数为_，孤电子对数为_，价层电子对数为 _，中心原子的杂化方式为_杂化，VSEPR 模型为_，分子的空间结构为 _。 答案(1)224
27、sp3四面体形V 形 (2)303sp2平面三角形平面三角形 解析(1)O 原子最外层有 6 个电子，F 原子最外层有 7 个电子。OF2分子中， O 和 F 之间形成单键， 中心原子为 O 原子，与 2 个 F 原子形成键，故键电子对数为 2，孤电子对数为(62)2222，价 层电子对数为键电子对数与孤电子对数之和，即 224，中心原子的杂化方式为 sp3杂化，VSEPR 模型 为四面体形，分子的空间结构为 V 形。 (2)B 的最外层有 3 个电子，F 的最外层有 7 个电子。BF3分子中，中心原子上的键电子对数为 3，孤 电子对数为 0，价层电子对数为 3，中心原子的杂化方式为 sp2杂
28、化，VSEPR 模型为平面三角形，分子的 空间结构为平面三角形。 2为了解释和预测分子的空间结构，科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。 (1)利用 VSEPR 理论推断 PO 3 4的 VSEPR 模型是_。 (2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有 1 个碳原子和 3 个氢原子。请依据下面给出的这 两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式： 甲：_； 乙：_。 (3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子：_，三角锥 形分子：_，四面体形分子：_。 答案(1)正四面体形(2)CH 3CH 3(3)BF3NF3CF4 3BeCl2是共价分子，可以以单
29、体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，请写出单体、 二聚体和多聚体中 Be 的杂化轨道类型： (1)ClBeCl：_； (2)：_； (3)：_。 答案(1)sp 杂化(2)sp2杂化(3)sp3杂化 “四方法”判断分子中中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间结构判断 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
30、 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)根据中心原子的价电子对数判断 如中心原子的价电子对数为 4，是 sp3杂化，为 3 是 sp2杂化，为 2，则是 sp 杂化。 (4)根据分子或离子中有无键及键数目判断 如没有键为 sp3杂化，含 1 个键为 sp2杂化，含 2 个键为 sp 杂化。 题组二配合物理论的理解应用 4(1)配位化学创始人维尔纳发现，取 CoCl36NH3(黄色)、CoCl35NH3(紫红色)、CoCl34NH3(绿色)和 CoCl34NH3(紫色)四种化合物
31、各 1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分 别为 3 mol、2 mol、1 mol 和 1 mol。 请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 CoCl36NH3_， CoCl34NH3(绿色和紫色)_。 上述配合物中，中心离子的配位数都是_。 (2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的 KSCN 溶液， 溶液变成血红色， 该反应在有的教材中用方程式 FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl 表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3 与 SCN不仅能以 13 的个数比配合，还可以以其他个数比配合，请按要求填空： Fe3 与 SCN反应时，Fe
32、3提供_，SCN提供_，二者通过配位键结合。 所得 Fe3 与 SCN的配合物中，主要是 Fe3与 SCN以个数比 11 配合所得离子显红色，含该离子 的配合物的化学式是_。 答案(1)Co(NH3)6Cl3Co(NH3)4Cl2Cl6 (2)空轨道孤电子对Fe(SCN)Cl2 解析(1)每个 CoCl36NH3分子中有 3 个 Cl 为外界离子， 配体为 6 个 NH3， 化学式为Co(NH3)6Cl3； 每个 CoCl34NH3(绿色和紫色)分子中有 1 个 Cl 为外界离子，配体为 4 个 NH3 和 2 个 Cl ，化学式均为 Co(NH3)4Cl2Cl。 这几种配合物的化学式分别是C
33、o(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl，其配位数都是 6。 (2)Fe3 与 SCN反应生成的配合物中，Fe3提供空轨道，SCN提供孤电子对，二者通过配位键结合。 Fe3 与 SCN以个数比 11 配合所得离子为Fe(SCN)2，故 FeCl3 与 KSCN 在水溶液中反应生成 Fe(SCN)Cl2与 KCl。 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)向 CuSO4溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成Cu(OH)42 。不考虑空间结构，Cu(OH)42结构可用 示意图表示为_。 (2)胆矾 C
34、uSO45H2O 可写为Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下： 下列有关胆矾的说法正确的是_(填字母)。 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 CCu2 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 .经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3 与 SCN不仅能以 13 的个数比配合，还可以以其他个数比 配合。 若 Fe3 与 SCN以个数比 15 配合， 则 FeCl3与 KSCN 在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为 _。 答案.(1) (2)D .FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl 解析.(2)A 项，与
35、 S 相连的氧原子没有杂化；B 项，氢键不是化学键；C 项，Cu2 的价电子排布式 为 3d9；D 项，由图可知，胆矾中有 1 个 H2O 与其他微粒靠氢键结合，易失去，有 4 个 H2O 与 Cu2 以配位 键结合，较难失去。 考点四考点四分子间作用力分子间作用力氢键氢键超分子超分子 1分子间作用力 (1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱：范德华力氢键化学键。 (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，组成和结构相似的物质
36、，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 (5)氢键 形成：已经与电负性很大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 电负性很大的原子之间的作用力，称为氢键。 表示方法：XHY 特征：具有一定的方向性和饱和性。 分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。 分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。 2分子的性质 (1)分子的极性 类型非极性分子极性分子 形成原因 正电中心和负电中心重 合的分子 正电中心和负电中心不 重合的分子 存在的共价 键 非极性键或极性键非极性键或极性键 分子内原子 排列 对称不对称 (2)分子的溶
37、解性 “相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂 和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。 随着溶质分子中憎水基个数的增多，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。 (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，如同左手与右手一样互为镜像，在三维空 间里不能叠合的现象。 手性分子：具有手性异构体的分子。 手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性 分子， 如。 3超分子 (1)概念 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形
38、成的分子聚集体。 (2)超分子内分子间的作用力 超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子 形成的弱配位键等。 (3)超分子的应用 在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。 (1)可燃冰(CH4nH2O，6n8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键() 错因：可燃冰中水分子间存在氢键，但 CH4与 H2O 之间不存在氢键。 (2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力() 错因：乙醇分子、水分子中都有OH，符合形成氢键的条件。 (3)氢键具有方向性和饱和性() (4)H2O2分子间存在氢键() (5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高
39、() 错因：分子内氢键能使物质的熔、沸点降低。 (6)H2O 比 H2S 稳定是因为水分子间存在氢键() 错因：H2O 比 H2S 稳定是因为 OH 键键能大于 SH 键键能，而与氢键无关。 1NH3极易溶于水的原因有哪些？ 答案NH3是极性分子，易溶于极性分子 H2O 形成的溶剂中； NH3与 H2O 之间形成分子间氢键； NH3可与水反应。 2按要求回答下列问题： (1)HCHO 分子的空间结构为_形，它与 H2加成后，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)_。 答案平面三角加成产物 CH3OH 分子之间能形成氢键 (2)S 位 于 周 期 表
40、中 第 _ 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A两者均为分子晶体且结构相似，H2Te 相对分子质量比 H2S 大，分子间作用力更强两者 均为分子晶体，H2O 分子之间存在氢键 题组一共价键的极性和分子极性 1下列叙述正确的是() ANH3是极性分子，N 原子处在 3 个 H 原子所组成的三角形的中心 BCCl4是非极性分子，C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的正方形的中心 CH2O 是极性分子，O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线的中央 DCO2是非极性分子，C 原子处在
41、 2 个 O 原子所连成的直线的中央 答案CD 解析NH3是极性分子，N 原子处在三角锥形的顶点，3 个 H 原子处于锥底，A 错误；CCl4是非极性 分子，4 个 Cl 原子构成的是正四面体结构，C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的四面体的中心，B 错误；H2O 是极性分子，是 V 形分子，O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线的中央，C 错误；CO2是非极性分子， 三个原子在一条直线上，C 原子处在 2 个 O 原子所连成的直线的中央，D 正确。 2福州大学王心晨课题组以氨基氰(CH2N2)为原料制得类石墨相氮化碳(g-C3N4)，其单层结构如图所 示。 氨基氰(CH2N2)分子
42、中碳、氮原子均满足 8 电子稳定结构，则该分子的结构式为_；该分子为 _(填“极性”或“非极性”)分子。 答案极性 3如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。 (1)写出过氧化氢分子的电子式：_。 (2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是_(填序号)。 分子中有极性键分子中有非极性键氧原子的轨道发生了 sp2杂化OO 共价键是 p-p 键分子是非极性分子 (3)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是_ _；过氧化氢易溶于 水，主要原因是_。 答案(1)H O O H (2)(3)H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子H2O2分子与 H2O 分子之间形成氢键 解析在 HOOH 分子
43、中，HO 键是极性键，OO 键是非极性键。由于 H2O2分子具有图中所 示的空间结构，所以 H2O2分子是极性分子。借助 H2O 分子中氧原子发生的原子轨道杂化可知，H2O2分子 中氧原子的原子轨道杂化方式是 sp3，所以 OO 共价键不是 p-p 键。HOOH 分子中的 OH 键决 定了 H2O2分子之间存在氢键。H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子，H2O2分子和 CS2分子之间 不能形成氢键，且 H2O2和 CS2不发生化学反应，所以过氧化氢难溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理 解释。H2O2分子和 H2O 分子中都含有 OH 键，所以 H2O2分子与 H2O 分子之间可形成氢
44、键，氢键的形成 能增大物质的溶解度。 题组二范德华力、氢键对物质性质的影响 4按要求回答下列问题 (1)H2O 在乙醇中的溶解度大于 H2S，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 个键和 1 个键 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 K1.110 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 K2(水杨酸)_K(苯酚)(填 “”或“”)，其原因是_。 (4)化合物 NH3的沸点比化合物 CH4的高，其主要原因是_ _。 (5)
45、H2O 分子内的 OH 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_ _。 (6)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_。 (7)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_。 纳米 TiO2 NH3 化合物甲化合物乙 答案(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(2)BD(3)氢键范德华力形成分子内氢键， 而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高(6)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(7)化合
46、物乙分子间存在氢键 解析(2)题给化合物不能形成分子间氢键， A 错误；是非极性键， CH、 C=O 是极性键， B 正确；该有机物的结构式为，键数目为 9，键数目为 3，C 错误；该有机物与 H2O 能形成分子间氢键，D 正确。 (3)氧的电负性较大，则中形成分子内氢键，即 OHO(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。 题组三手性分子 5下列说法正确
47、的是() A甘油(CH2OHCHOHCH2OH)分子中含有 1 个手性碳原子 B互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同 C互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同 D互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同 答案B 解析CH2OHCHOHCH2OH 分子中不存在手性碳原子，故 A 错误；手性异构体为具有完全相同 的组成和原子排列的一对分子， 所含化学键的种类和数目完全相同， 故 B 正确； 互为手性异构体的化合物， 物理性质不同，光学活性不同，故 C 错误；互为手性异构体的化合物，分子组成相同，故 D 错误。 题组四超分子
48、 6(2020福建龙岩高三一模)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z 是常见 的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 (1)Li 的体积与 X 的空腔大小相近，恰好能进入 X 的环内，且 Li与氧原子的一对孤电子对作用形成 稳定结构 W(如图)。 基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为 _。 W 中 Li 与孤电子对之间的作用属于_(填字母)。 A离子键B共价键 C配位键D氢键 E以上都不是 (2) 冠 醚 Y 能 与 K 形 成 稳 定 结 构 ， 但 不 能 与 Li 形 成 稳 定 结 构 。 理 由 是
49、_。 (3)烯烃难溶于水，被 KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚 Z，氧化效果明显提升。 水分子中键角_(填“”“”或“”)10928。 已知：冠醚 Z 与 KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚 Z 后，烯烃的氧化效果明显提升的原 因是_。 答案(1)KC(2)Li 半径比 Y 的空腔小很多，不易与空腔内 O 原子的孤电子对作用形成稳定 结构(3)孤电子对对成键电子对的排斥力成键电子对间的排斥力，所 以由于孤电子对的排斥，键角要小于没有孤电子对排斥的 CH4的键角，且孤电子对越多，排斥力越大 6高温陶瓷材料 Si3N4晶体中键角 NSiN_SiNSi(填“”“N 原子上有孤
50、电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得 SiNSi 键角较 小 7 两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为 93.6和 107， 试分析 PH3的键角小于 NH3 的原因：_。 答案N 原子的电负性强于 P 原子，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键 电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而 PH3的键角小于 NH3或 N 原子的电负性强于 P 原 子，PH3中 P 周围的电子密度小于 NH3中 N 周围的电子密度，故 PH3的键角小于 NH3 8NF3的键角_NH3的键角(填“”“”或“”)，理由是_ _。 答案”或“”)，并 说
