1、-1-章末整合-2-课前篇素养初探-3-课前篇素养初探-4-课堂篇素养提升一二一、判断分子空间结构的方法典例1下列分子或离子中,中心原子价层电子对的空间结构为四面体形,且分子或离子的空间结构为V形的是()A. B.PH3C.H3O+D.OF2答案:D解析:中心原子价层电子对的空间结构为四面体形,且分子或离子的空间结构为V形的只能是由3个原子组成的分子,中心原子有2对孤电子对。OF2分子为V形结构; 是三角锥形的NH3结合一个H+后形成的正四面体形结构;H3O+是V形的H2O结合一个H+后形成的三角锥形结构;PH3中P原子上有一对孤电子对,呈三角锥形。-5-课堂篇素养提升一二规律总结 1.根据价
2、层电子对互斥理论判断中心原子的价层电子对数与分子的空间结构有密切联系,对ABm型化合物,A的价层电子对数:若B为氧原子、硫原子时,则不提供电子;若有成单电子时,则看成电子对。从价层电子对空间结构中去掉未成键的孤电子对,则为分子的空间结构。-6-课堂篇素养提升一二2.根据杂化轨道类型判断由于杂化轨道类型不同,杂化轨道的夹角也不同,其成键时键角也不相同,故杂化轨道的类型与分子的空间结构有关,具体如下表:当杂化轨道都参与成键时,杂化轨道形成的空间结构与分子的空间结构一致。杂化类型用于杂化的原子轨道数杂化轨道间的夹角杂化轨道形成的空间结构sp杂化2180直线形sp2杂化3120平面三角形sp3杂化41
3、0928四面体形-7-课堂篇素养提升一二3.根据共价键的键角判断分子的空间结构与共价键的键角的关系如下表:分子类型键角分子的空间结构 实例AB2型180直线形CO2、BeCl2等180V形H2O、H2S等AB3型120平面三角形BF3、BCl3等120三角锥形NH3、NF3等AB4型10928正四面体形CH4、CCl4等-8-课堂篇素养提升一二4.根据等电子原理判断原子总数相同、价电子总数相同的分子属于等电子体,等电子体具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。通常情况下,等电子体的空间结构相同,例如SO2与O3均为V形结构,CH4与 均为正四面体形结构。-9-课堂篇素养提升一二对点训练1
4、-1下列分子中,中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构也相同的是()A.H2O、SO2B.BeCl2、CO2C.H2O、NH3D.NH3、CH2O答案:B解析:各选项分子中中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构分别为:A项,H2O分子中心原子采取sp3杂化,V形;SO2分子中心原子采取sp2杂化,V形。B项中BeCl2和CO2分子中心原子都是采取sp杂化,直线形。C项,NH3分子中心原子采取sp3杂化,三角锥形;H2O分子中心原子采取sp3杂化,V形。D项,CH2O分子中心原子采取sp2杂化,平面三角形;NH3分子中心原子采取sp3杂化,三角锥形。-10-课堂篇素养提升一二对点训练1-2按要求
5、完成下列空白。(1)(全国理综)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。 (2)(全国理综)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。 CS2分子中,共价键的类型有,C原子的杂化轨道类型是,写出两个与CS2具有相同立体构型和键合形式的分子或离子。 -11-课堂篇素养提升一二(3)(全国理综)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:C和D反应可生成组成比为1 3的化合物E,E的立体构型为,中心原子的杂化
6、轨道类型为。 化合物D2A的立体构型为,中心原子的价层电子对数为,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为。 -12-课堂篇素养提升一二答案:(1)正四面体(2)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spCO2、SCN-(或COS等)(3)三角锥形sp3V形42Cl2+2Na2CO3+H2O = Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 = Cl2O+CO2+2NaCl)-13-课堂篇素养提升一二解析:(1)根据价层电子对互斥理论, 的价层电子对数为4,孤电子对数为 (6+2-42)=0,其立体构型为正四面体形。(2)碳原子核外
7、最外层有4个电子,在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子,也很难得到4个电子形成阴离子。因此,碳在形成化合物时,主要通过共用电子对形成共价键。CS2分子中,存在键和键。CS2分子中,C原子的价层电子对数为2,杂化轨道类型为sp。根据等电子理论,与CS2具有相同立体构型和键合形式的分子有CO2、COS和N2O,离子有 、SCN-。-14-课堂篇素养提升一二(3)C核外电子总数是最外层电子数的3倍,则C为P元素。A、B的原子序数小于C,且A2-和B+具有相同的电子构型,则A为O元素,B为Na元素。C、D为同周期元素,且D元素最外层有一个未成对电子,则D为Cl元素。P和Cl元素形成的组成比为1 3的
8、化合物E为PCl3,中心原子P形成3个键且含有1对未成键的孤电子对,故P原子采取sp3杂化,分子构型为三角锥形。化合物D2A为Cl2O,其中O原子形成2个键且含有2对未成键的孤电子对,则O原子采取sp3杂化,故Cl2O为V形结构,中心原子O的价层电子对数为4。Cl2与湿润的Na2CO3反应可生成Cl2O,据氧化还原反应规律可知,还生成还原产物NaCl,反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O = 2NaCl+Cl2O+2NaHCO3或2Cl2+Na2CO3 = Cl2O+CO2+2NaCl。-15-课堂篇素养提升一二二、对氢键的理解典例2比较下列化合物的沸点,前者低于后者的是()A.
9、乙醇与氯乙烷B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D.H2O与H2Te答案:B解析:邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键,沸点较低;而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛容易形成分子间氢键,沸点较高,所以B选项符合题目要求。对于A选项,由于乙醇可以形成分子间氢键,而氯乙烷不可以形成氢键,所以乙醇的沸点高于氯乙烷的沸点;同理,D选项中H2O的沸点高于H2Te的沸点。-16-课堂篇素养提升一二规律总结 1.从形成过程认识氢键氢原子与电负性很大、半径很小的原子X(F、O、N)以共价键形成强极性键HX,这个氢原子还可以被另一个具有孤电子对、电负性大、半径小的原子Y吸引,形成具有X
10、HY形式的物质。这时氢原子与Y原子之间的相互作用叫做氢键。X和Y可以是同种元素的原子,也可以是不同种元素的原子。一般分子形成氢键必须具备两个基本条件:(1)与电负性很大的原子X(F、O、N)形成强极性键的氢原子。(2)较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子Y(F、O、N)。-17-课堂篇素养提升一二2.氢键对物质性质的影响根据氢键形成的环境不同可将氢键分为分子间氢键和分子内氢键。分子间氢键的形成增强了分子间作用力,导致化合物的熔、沸点升高;分子内氢键的形成则削弱了分子间作用力,导致化合物的熔、沸点降低。氢键还会对物质的溶解性、酸性等有不同程度的影响。-18-课堂篇素养提升一二3
11、.通过三种作用力的区别认识氢键氢键是一种非化学键作用力,比化学键弱得多,但比范德华力强,可以说氢键是一种比较强的分子间作用力。化学键存在于分子内,是将原子结合成分子的作用力;分子间作用力存在于分子间,是保持物质聚集状态的作用力,它们本质上都是静电作用,但大小相差12个数量级。氢键既可存在于分子内又可存在于分子间,但无论是哪种情况,它都不是形成分子的必要条件(破坏氢键只改变物质的聚集状态而不会使分子本身发生变化),而且它只存在于某些特定的分子之间,大小又与其他分子间作用力相近,表示氢键用虚线,说明它和化学键不是一个级别,氢键属于分子间作用力。-19-课堂篇素养提升一二对点训练2-1下列说法正确的
12、是()A.HF的稳定性很强,是因为HF分子之间能形成氢键B.水结成冰时,HO键的键长变长,密度减小C.含氢元素的化合物中一定有氢键D.能与水分子形成氢键的物质易溶于水答案:D解析:氢键是一种相对较强的分子间作用力,它主要影响物质的物理性质,如熔沸点、密度、溶解度等,而分子的稳定性由分子内共价键的强弱决定,与氢键无关,A项错误。在冰中,水分子之间以氢键结合,形成比较疏松的晶体,在晶体结构中有许多空隙,造成冰的密度比水的密度小,B项错误。形成氢键必须有电负性很大的非金属元素的原子,如N、O、F,其他元素的原子则不易形成氢键,C项错误。-20-课堂篇素养提升一二对点训练2-2按要求填空。(1)(四川
13、理综)硫的氢化物的沸点低于与其组成相似的氧的氢化物,其原因是 。 (2)(全国理综)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是 。 (3)(全国理综)氨的沸点(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;氨是(填“极性”或“非极性”)分子,中心原子的轨道杂化类型为。 -21-课堂篇素养提升一二(4)(浙江理综)关于下列分子的说法不正确的是。 A.既有键又有键B.OH键的极性强于CH键的极性C.是非极性分子D.该物质的分子之间不能形成氢键,但它可以与水分子形成氢键下列说法正确的是。 A.HOCH2CH(OH)CH2OH与CH3C
14、HClCH2CH3都是手性分子B. 和CH4的立体构型相似D.CO2和H2O都是直线形分子-22-课堂篇素养提升一二答案:(1)H2S分子间不能形成氢键,H2O分子间可以形成氢键(2)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(3)高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(4)CDBC解析:(1)硫化氢的沸点低于水的沸点,原因是水分子间可以形成氢键,而硫化氢分子间不能形成氢键。(2)Ge与C同处于第A族,但Ge比C多2个电子层,则Ge的原子半径大于C原子,Ge原子之间形成的键较长,p-p轨道“肩并肩”重叠程度较小,故难以形成键。-23-课堂篇素
15、养提升一二(3)氨分子间可以形成氢键,分子间作用力强,所以氨的沸点高于膦(PH3);根据价层电子对互斥理论,氨中心原子N的键电子对数为3,孤电子对数为 (5-31)=1,则N原子是sp3杂化,氨分子立体构型为三角锥形,正、负电荷重心不重合,氨是极性分子。(4)A选项,分子中含有碳碳双键,因此既有键又有键;B选项,O的电负性大于C的,因此OH键的极性强于CH键的极性;C选项,该分子结构不对称,因此属于极性分子;D选项,该分子中含有羟基,分子之间能形成氢键。A选项,HOCH2CH(OH)CH2OH分子中没有手性碳原子,不属于手性分子,所以错误;B选项,两种微粒均为正四面体结构,所以正确;C选项,BF3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,所以正确;CO2分子为直线形结构,H2O分子为“V”形结构,所以错误。
