1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质基础关基础关最最 新新 考考 纲纲1.了解共价键的主要类型了解共价键的主要类型键和键和键键,能用键长能用键长 键能键能 键角键角等说明简单分子的某些性质等说明简单分子的某些性质;根据键能数据计算反应热根据键能数据计算反应热 2.了解简单配合物的成键情况了解简单配合物的成键情况 3.了解化学键和分子间作用力的区别了解化学键和分子间作用力的区别 4.了解氢键的存在对物质性质的影响了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含氢键的物质能列举含氢键的物质 自自 主主 复复 习习一一 共价键的概念共价键的概念1.共价键共价键(1)本质本质在原子之间形成在原子之间形成
2、_ (2)基本特征基本特征_性性 _性性 共用电子对共用电子对饱和饱和方向方向2.共价键的类型共价键的类型(1)键键分类分类a.s-s 键键:由两个由两个_重叠形成重叠形成,如如HH b.s-p 键键:由一个由一个_和一个和一个_重叠形成重叠形成,如如HCl c.p-p 键键:由由_重叠形成重叠形成,如如ClCl 特征特征键的电子云具有键的电子云具有_性性 s电子电子s电子电子p电子电子两个两个p电子电子“头碰头头碰头”轴对称轴对称(2)键键形成形成:两个原子的两个原子的p电子电子_重叠形成重叠形成 特征特征:键的电子云具有键的电子云具有_性性 肩并肩肩并肩镜像对称镜像对称二二 键参数和等电子
3、原理键参数和等电子原理1.键参数键参数(1)键能键能_原子形成原子形成_化学键释放的最低能量化学键释放的最低能量,键能越键能越_,化学键越稳定化学键越稳定 气态基态气态基态1 mol大大(2)键长键长形成共价键的两个原子之间的形成共价键的两个原子之间的_ 键长越键长越_,共价键越稳定共价键越稳定 (3)键角键角在原子数超过在原子数超过2的分子中的分子中,两个共价键之间的夹角两个共价键之间的夹角 如如O=C=O键角为键角为_,HOH键角为键角为_ 核间距核间距短短180104.52.等电子原理等电子原理_相同相同 _相同的分子具有相似的相同的分子具有相似的_,它们的许多性质它们的许多性质_,如如
4、CO和和_ 原子总数原子总数价电子总数价电子总数化学键特征化学键特征相似相似N2三三 分子的立体结构分子的立体结构1.常见分子的立体结构常见分子的立体结构2.价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型(1)中心原子上的价电子都用于形成共价健中心原子上的价电子都用于形成共价健ABn立体结构立体结构范例范例n=2直线形直线形CO2n=3平面三角形平面三角形BF3n=4正四面体正四面体CCl4n=5三角双锥三角双锥PCl5n=6八面体八面体SF6(2)中心原子上有孤对电子的分子中心原子上有孤对电子的分子中心原子上的中心原子上的_,并参与并参与_ 分子的立体结构模型与其分子的立体结构模型与其VSEPR模型不
5、完全模型不完全相同相同,如如H2O呈呈_形形,NH3分子呈分子呈_形形 孤对电子也要占据中心原子周围空间孤对电子也要占据中心原子周围空间互相排斥互相排斥V三角锥三角锥3.杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介(1)sp杂化杂化sp杂化轨道由杂化轨道由_和和_组合而成组合而成,杂杂化轨道间夹角为化轨道间夹角为_,呈呈_形形,如如_ (2)sp2杂化杂化sp2杂化轨道由杂化轨道由_和和_组合而成组合而成,杂化轨杂化轨道间夹角为道间夹角为_,呈呈_,如如_ 1个个s轨道轨道1个个p轨道轨道直线直线HCCH1801个个s轨道轨道2个个p轨道轨道120平面三角形平面三角形HCHO(3)sp3杂化杂化sp3杂化
6、轨道由杂化轨道由_和和_组合而成组合而成,杂化轨杂化轨道间夹角为道间夹角为_,呈呈_形形,如如_ CH41个个s轨道轨道3个个p轨道轨道109 28正四面体正四面体四四 分子的性质分子的性质1.键的极性和分子极性键的极性和分子极性(1)极性键和非极性键极性键和非极性键极性键极性键:电子对电子对_的共价键的共价键 非极性键非极性键:_的共价健的共价健 (2)极性分子和非极性分子极性分子和非极性分子极性分子极性分子:正电中心和负电中心正电中心和负电中心_的分子的分子 非极性分子非极性分子:正电中心和负电中心正电中心和负电中心_的分子的分子 发生偏移发生偏移电子对不发生偏移电子对不发生偏移不重合不重
7、合重合重合2.范德华力及其对物质性质的影响范德华力及其对物质性质的影响(1)概念概念_与与_之间存在着的一种把分子聚集在之间存在着的一种把分子聚集在一起的作用力一起的作用力 (2)特点特点范德华力范德华力_,约比化学键能小约比化学键能小12数量级数量级 分子分子分子分子很弱很弱(3)影响因素影响因素_越大越大,则范德华力越大则范德华力越大 _越大越大,则范德华力越大则范德华力越大 (4)对物质性质的影响对物质性质的影响范德华力主要影响物质的范德华力主要影响物质的_性质性质,化学键主要影响化学键主要影响物质的物质的_性质性质 相对分子质量相对分子质量分子极性分子极性物理物理化学化学3.氢键及其对
8、物质性质的影响氢键及其对物质性质的影响(1)概念概念氢键是一种氢键是一种_,它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中个分子中_的原子之间的作用力的原子之间的作用力 其表示方法其表示方法为为_ 除范德华力之外的另一种分子间作用力除范德华力之外的另一种分子间作用力电负性很强电负性很强AHB(2)特点特点大小大小:介于介于_和和_之间之间,约为化学键的约为化学键的_分之几分之几,不属于化学键不属于化学键 存在存在:氢键不仅存在于氢键不仅存在于_,有时也存在于有时也存在于_ 氢键也和共价键一样具有氢键也和共价键一样具有_性和性和_
9、性性 范德华力范德华力化学键化学键十十分子间分子间分子内分子内方向方向饱和饱和(3)对物质性质的影响对物质性质的影响主要表现为使物质的熔主要表现为使物质的熔 沸点沸点_,对电离和溶解等对电离和溶解等产生影响产生影响 升高升高4.溶解性溶解性(1)“相似相溶相似相溶”的规律的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶质一般能溶于_,极性溶质一般能溶于极性溶质一般能溶于_ 如果存在如果存在氢键氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性溶解性_ (2)“相似相溶相似相溶”还适用于分子结构的相似性还适用于分子结构的相似性 如乙醇与水如乙醇与水_,而戊醇在水中的溶解度明显而戊
10、醇在水中的溶解度明显_ (3)如果溶质与水发生反应如果溶质与水发生反应,将增加物质的溶解度将增加物质的溶解度,如如_等等 非极性溶剂非极性溶剂极性溶剂极性溶剂越强越强互溶互溶减小减小SO2与与H2O5.手性手性(1)手性异构手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的分子具有完全相同的组成和原子排列的分子,如左手如左手和右手一样互为和右手一样互为_,在三维空间里在三维空间里_的的现象现象 (2)手性分子手性分子:具有具有_的分子的分子 (3)手性碳原子手性碳原子:在有机物分子中在有机物分子中,连有连有_的碳原的碳原子子 含有一个手性碳原子的分子是手性分子含有一个手性碳原子的分子是手性分子,如如:镜
11、像镜像不能重叠不能重叠手性异构体手性异构体四个不同基团四个不同基团6.无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成无机含氧酸可写成(HO)mROn,n值越大值越大,R的正电性的正电性_,使使ROH中中O的电子向的电子向_偏移偏移,在在水分子的作用下水分子的作用下_,酸性酸性_ 如如HClO_HClO2_HClO3_HClO4,HNO2_HNO3,H2SO3_H2SO4 越高越高R容易电离出容易电离出H+越强越强HClHBrHI 8.共价键的键参数共价键的键参数(1)键能键能键能键能:气态基态原子形成气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量化学键释放的最低能量 单位单位:kJm
12、ol-1,用用EA-B表示表示 如如HH键的键能为键的键能为436.0 kJmol-1,NN键的键能为键的键能为946 kJmol-1 应为气态基态原子应为气态基态原子:保证释放能量最低保证释放能量最低 键能为衡量共价键稳定性的参数键能为衡量共价键稳定性的参数:键能越大键能越大,即形成化学键即形成化学键时释放的能量越多时释放的能量越多,形成的化学键越牢固形成的化学键越牢固 结构相似的分子中结构相似的分子中,化学键键能越大化学键键能越大,分子越稳定分子越稳定 (2)键长键长键长键长:形成共价键的两个原子之间的核间距为键长形成共价键的两个原子之间的核间距为键长 因成键时原子轨道发生重叠因成键时原子
13、轨道发生重叠,键长小于成键原子的原子半径键长小于成键原子的原子半径之和之和 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数键长是衡量共价键稳定性的另一个参数 键长越短键长越短,键能越大键能越大,共价键越稳定共价键越稳定 (3)键角键角键角键角:在原子数超过在原子数超过2的分子中的分子中,两个共价键间的夹角称为键两个共价键间的夹角称为键角角 键角决定了分子的空间构型键角决定了分子的空间构型 多原子分子中共价键间形成键角多原子分子中共价键间形成键角,表明共价键具有方向性表明共价键具有方向性 例例1下列物质的分子中既有下列物质的分子中既有键键,又有又有键的是键的是( )HCl H2O N2 H2O2 C2H4
14、C2H2A. B.C. D.解析解析共价键尽可能沿着原子轨道重叠最大的方向形成共价键尽可能沿着原子轨道重叠最大的方向形成,这样这样原子轨道重叠愈多原子轨道重叠愈多,形成的键越牢固形成的键越牢固 其中其中键是原子轨道以键是原子轨道以“头碰头头碰头”的方式成键的方式成键,键是原子轨道以键是原子轨道以“肩并肩肩并肩”的方式的方式成键成键,键比键比键强键强 当两个原子间能形成多个共用电当两个原子间能形成多个共用电子对时子对时,先形成一个先形成一个键键,另外的原子轨道只能形成另外的原子轨道只能形成键键 N2中中有三个共价键有三个共价键:一个一个键键,两个两个键键;C2H4中碳碳原子之间有两中碳碳原子之间
15、有两个共价键个共价键:一个一个键键,一个一个键键;C2H2中碳碳原子之间有三个共中碳碳原子之间有三个共价键价键:一个一个键键,两个两个键键 答案答案 D点拨点拨 共价单键必定是共价单键必定是键键,重键中有重键中有键和键和键键 变式变式1下列有关下列有关键和键和键的说法错误的是键的说法错误的是( )A.含有含有键的分子在反应时键的分子在反应时,键是化学反应的积极参与者键是化学反应的积极参与者B.当原子形成分子时当原子形成分子时,首先形成首先形成键键,可能形成可能形成键键C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键键,不能形成不能形成键键D.在分子中在分子中,
16、化学键可能只有化学键可能只有键而没有键而没有键键解析解析:本题主要考查本题主要考查键和键和键的形成键的形成 由于由于键的强度小于键的强度小于键的强度键的强度,所以反应时易断裂所以反应时易断裂,故故A项正确项正确 在分子形成时为了在分子形成时为了使其能量最低使其能量最低,必然首先形成必然首先形成键键,再根据形成原子的核外电子再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成排布来判断是否形成键键,所以所以B项正确项正确 C项中如项中如H,只能形只能形成成键键,不能形成不能形成键键,故故C项正确项正确;D项错误项错误,原子跟其他原子首原子跟其他原子首先形成先形成键键,故分子中不可能只有故分子中不可能只有键
17、而没有键而没有键键 答案答案:D热点热点2 分子的空间结构分子的空间结构1.根据价层电子对互斥理论确定根据价层电子对互斥理论确定(1)确定价层电子对的空间构型确定价层电子对的空间构型 由于价层电子对之间的相互排斥作用由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相它们趋向于尽可能的相互远离互远离 价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表下表:价层电子对数目价层电子对数目23456价层电子对构价层电子对构型直型直线形线形三角三角形形正四面正四面体形体形三角三角双锥双锥形形正八正八面体面体形形(2)分子空间构型确定分子空间构型确定 根据分子
18、中成键电子对数和孤电子对根据分子中成键电子对数和孤电子对数数,可以确定相应的较稳定的分子几何构型可以确定相应的较稳定的分子几何构型,如下表如下表:2.根据杂化轨道理论确定根据杂化轨道理论确定杂化轨道类型杂化轨道类型 空间构型以及成键能力之间的关系空间构型以及成键能力之间的关系 杂化类型杂化类型spsp2sp3用于杂化的用于杂化的原子轨道数原子轨道数234杂化轨道杂化轨道间的夹角间的夹角180120109.5空间构型空间构型直线形直线形平面三角形平面三角形四面体形四面体形例例2若若ABn的中心原子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子上没有未用于形成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥模型
19、运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.若若n=2,则分子的立体结构为则分子的立体结构为V形形B.若若n=3,则分子的立体结构为三角锥形则分子的立体结构为三角锥形C.若若n=4,则分子的立体结构为正四面体形则分子的立体结构为正四面体形D.以上说法都不正确以上说法都不正确解析解析若若ABn的中心原子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电上没有未用于形成共价键的孤对电子子,那么中心原子形成的那么中心原子形成的键成键电子对数一定是键成键电子对数一定是2,则根据斥则根据斥力最小的原则力最小的原则,当当n=2时时,分子结构为直线形分子结构为直线形;n=3时时,分子结构分子结
20、构为平面三角形为平面三角形;n=4时时,分子结构为正四面体形分子结构为正四面体形 答案答案 C变式变式2 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )A.CO2与与SO2 B.CH4与与NH3C.BeCl2与与BF3D.C2H4与与C2H2解析解析:题中题中A选项选项CO2为为sp杂化杂化,SO2为为sp2杂化杂化,故二者不相同故二者不相同,A项不正确项不正确 B选项中选项中CH4为为sp3杂化杂化,NH3也为也为sp3杂化杂化,二者二者相同相同,故故B项正确项正确 C选项中选项中BeCl2为为sp杂化杂化,BF3为为sp2杂化杂化,不不合题意合题
21、意;D选项中选项中C2H4为为sp2杂化杂化,C2H2为为sp杂化杂化,二者不相同二者不相同,故故D项不正确项不正确 答案答案:B热点热点3 配合物理论基础简介配合物理论基础简介1.配合物的概念配合物的概念由提供孤对电子的配体与接受孤对电子的中心原子以配位键由提供孤对电子的配体与接受孤对电子的中心原子以配位键结合形成的化合物称为配合物结合形成的化合物称为配合物 2.配位化合物的组成配位化合物的组成配位化合物配位化合物CO(NH3)6Cl3中中Co3+与与NH3分子已经配合分子已经配合,N原子原子中的孤电子进入中的孤电子进入Co3+中的空轨道中的空轨道,形成配位键形成配位键,从而结合成配从而结合
22、成配离子离子CO(NH3)63+,配离子内部以配位键结合配离子内部以配位键结合,在一定程度上丧在一定程度上丧失了失了Co3+和和NH3各自独立时的化学性质各自独立时的化学性质 在上述配合物中在上述配合物中,Co3+称为中心离子称为中心离子;六个配位六个配位NH3分子叫做配位体分子叫做配位体 中心离中心离子与配位体构成了配合物的内配位置子与配位体构成了配合物的内配位置(或称内界或称内界),通常把它们通常把它们放在括号内放在括号内 内界中配位体的总数叫配位数内界中配位体的总数叫配位数,Cl-称为外配位称为外配位层层(或称外界或称外界) 内外界之间是离子键内外界之间是离子键,在水中全部电离在水中全部
23、电离 这些这些关系如下图所示关系如下图所示 3.配合物形成的条件和过程配合物形成的条件和过程形成配合物的中心离子形成配合物的中心离子M必须存在空轨道必须存在空轨道,配位体一般都存在配位体一般都存在着孤对电子着孤对电子 当配位体接近中心离子时当配位体接近中心离子时,为了增加成键能力为了增加成键能力,中心离子中心离子M用能量相近的空轨道杂化用能量相近的空轨道杂化,配位体的孤对电子填到配位体的孤对电子填到中心离子已杂化的空轨道中形成配离子中心离子已杂化的空轨道中形成配离子 配离子的空间构型配离子的空间构型 配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型
24、例例3(2009抚顺模拟抚顺模拟)向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水水,首先形成难溶物首先形成难溶物,继续滴加氨水继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液透明溶液,下列对此现象的说法正确的是下列对此现象的说法正确的是( )A.开始滴加氨水时形成的难溶物为开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2B.沉淀溶解后沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)42+,配位数配位数为为4C.反应后溶液中不存在任何沉淀反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后所以反应前后Cu2+的浓度的浓度不变不变D.在在Cu(NH3)4
25、2+中中,Cu2+给出孤对电子对给出孤对电子对,NH3提供空轨道提供空轨道解析解析此过程的离子方程式为此过程的离子方程式为:Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+ ,Cu(OH)2+4NH3=+2OH- 反应后溶液中不反应后溶液中不存在任何沉淀存在任何沉淀,但但Cu2+转化为转化为Cu(NH3)4 2+,所以所以Cu2+的浓度的浓度减小减小,A项正确项正确,C项错误项错误;在在Cu(NH3)4 2+中中,NH3提供孤对电子提供孤对电子对对,Cu2+提供空轨道提供空轨道,D项错误项错误;配合离子配合离子Cu(NH3)4 2+的配位的配位数为数为4,B项正确项正确 答案答案 AB42NHCu(N
26、H3)4 2+变式变式3 配合物配合物Ag(NH3)2 OH的中心原子是的中心原子是_,配配位体是位体是_,配位数是配位数是_,发生电离的电离发生电离的电离方程式为方程式为_ AgNH32Ag(NH3)2 OH= Ag(NH3)2+OH- 解析解析: Ag(NH3)2 OH的中心原子是的中心原子是Ag,配位原子是配位原子是NH3分子分子中的中的N原子原子,配位数是配位数是2 由于配合物的内界是以配位键形成由于配合物的内界是以配位键形成的的,一般不电离一般不电离,而内界和外界之间是通过离子键相结合而内界和外界之间是通过离子键相结合,可以可以完全电离完全电离,所以电离方程式为所以电离方程式为Ag(
27、NH3)2 OH= Ag(NH3)2+OH- 热点热点4 键的极性与分子的极性键的极性与分子的极性1.非极性键和极性键非极性键和极性键非极性键非极性键:同种元素的原子间的共用电子对不偏向任何一个同种元素的原子间的共用电子对不偏向任何一个成键原子成键原子,成键原子都不显电性的共价键成键原子都不显电性的共价键 极性键极性键:不同种元素的原子形成分子时不同种元素的原子形成分子时,共用电子对偏向吸引共用电子对偏向吸引电子能力强的一方电子能力强的一方,而形成的共价键而形成的共价键 2.非极性分子和极性分子非极性分子和极性分子非极性分子非极性分子:电荷在以共价键结合的分子中分布对称的分子电荷在以共价键结合
28、的分子中分布对称的分子 极性分子极性分子:电荷在以极性共价键形成的分子中分布不对称的电荷在以极性共价键形成的分子中分布不对称的分子分子 3.分子的极性判断方法分子的极性判断方法首先看键是否有极性首先看键是否有极性,然后再看各键的空间排列状况然后再看各键的空间排列状况 类型类型通式通式键的极键的极性性空间构空间构型型分子极分子极性性结论结论实例实例单原子单原子分子分子A非极性非极性分子分子He Ne Ar双原子双原子分子分子A2非极性非极性键键直线形直线形非极性非极性分子分子与键的与键的极性一极性一致致H2 O2 N2AB极性键极性键直线形直线形极性分极性分子子与键的与键的极性一极性一致致HCl
29、 HBr CO三原子分三原子分子子ABA极性键极性键直线形直线形非极性分非极性分子子空间结构空间结构对称对称,正负正负电荷重心电荷重心重叠重叠CO2 CS2ABA极性键极性键V形形极性分子极性分子空间结构空间结构不对称不对称,正正负电荷重负电荷重心不重叠心不重叠H2O H2SABC极性键极性键直线形直线形极性分子极性分子HCN HclO四原子分四原子分子子AB3极性键极性键平面正三平面正三角形角形非极性分非极性分子子空间结构空间结构对对称称,正负电正负电荷重心重荷重心重叠叠BF3AB3极性键极性键三角锥形三角锥形极性分子极性分子空间结构空间结构不对不对称称,正负电正负电荷荷重心不重重心不重叠叠
30、NH3五原子五原子分子分子AB4极性键极性键正四面正四面体体非极性非极性分子分子空间结空间结构对构对称称,正负正负电荷电荷重心重心重叠重叠CH4 CCl4AB3C极性键极性键四面体四面体极性分极性分子子空间结空间结构不构不对称对称,正负正负电荷电荷重心重心不重不重叠叠CH3ClCHCl3例例4下列分子中下列分子中,属于含有极性键的非极性分子的是属于含有极性键的非极性分子的是( )A.H2O B.Cl2C.NH3 D.CCl4解析解析H2O分子中分子中OH键为极性键键为极性键,两个两个OH键之间的夹角键之间的夹角均为均为105,整个分子电荷分布不对称整个分子电荷分布不对称,是极性分子是极性分子
31、Cl2是双原子单质分子是双原子单质分子,ClCl键是非极性键键是非极性键,属于含非极性键属于含非极性键的非极性分子的非极性分子 NH3分子中分子中NH键是极性键键是极性键,分子构型是三分子构型是三角锥形角锥形,氮原子位于顶端氮原子位于顶端,电荷分布不对称电荷分布不对称,是极性分子是极性分子 CCl4分子中分子中CCl键是极性键键是极性键,分子构型呈正四面体形分子构型呈正四面体形,碳原子位于碳原子位于正四面体中心正四面体中心,四个氯原子分别位于正四面体的四个顶点四个氯原子分别位于正四面体的四个顶点,电电荷分布对称荷分布对称,是非极性分子是非极性分子 答案答案 D点拨点拨 含极性键的分子有无极性含
32、极性键的分子有无极性,关键是看分子中极性键的关键是看分子中极性键的极性的向量和是否等于零极性的向量和是否等于零 若等于零若等于零,则为非极性分子则为非极性分子;若不若不等于零等于零,则为极性分子则为极性分子 另外另外,也可从结构是否对称予以考虑也可从结构是否对称予以考虑 多原子分子是否有极性多原子分子是否有极性,取决于分子的空间构型是否对称取决于分子的空间构型是否对称 中学阶段涉及的对称构型主要有直线形中学阶段涉及的对称构型主要有直线形(CO2 CS2) 正三角正三角形形(BCl3 BF3) 正四面体形正四面体形(CH4 CCl4 P4);不对称构型不对称构型主要有三角锥主要有三角锥(NH3)
33、 V形形(H2O H2S SO2) 变式变式4 短周期的短周期的5种非金属元素种非金属元素,其中其中A B C的特征电子排的特征电子排布可表示为布可表示为:A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c,D与与B同主族同主族,E在在C的下一周期的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素且是同周期元素中电负性最大的元素 回答下列问题回答下列问题:(1)由由A B C E四种元素中的两种元素可形成多种分子四种元素中的两种元素可形成多种分子,下列分子下列分子BC2 BA4 A2C2 BE4,其中属于极性分子其中属于极性分子的是的是_(填序号填序号) (2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还
34、要高的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高,其原因其原因是是_ H2O分子间形成氢键分子间形成氢键(3)B C两元素都能和两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂元素组成两种常见的溶剂,其分子式其分子式为为_ _ DE4在前者中的溶解性在前者中的溶解性_(填填“大于大于”或或“小于小于”)在后者中的溶解性在后者中的溶解性 (4)BA4 BE4和和DE4的沸点从高到低的顺序为的沸点从高到低的顺序为_(填化学式填化学式) SiCl4CCl4CH4C6H6H2O大于大于(5)A C E三种元素可形成多种含氧酸三种元素可形成多种含氧酸 如如AEC AEC2 AEC3 AEC4等等,以上列举的四种酸其酸
35、性由强到弱的顺序为以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为:_(填化学式填化学式) HClO4HClO3HClO2HClO解析解析:由由s轨道最多可容纳轨道最多可容纳2个电子可得个电子可得:a=1,b=c=2,即即A为为H,B为为C,C为为O 由由D与与B同主族同主族,且为非金属元素得且为非金属元素得D为为Si;由由E在在C的下一周期且的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知为同周期电负性最大的元素可知E为为Cl (1) 分别为分别为CO2 CH4 H2O2 CCl4,其中其中H2O2为极性分子为极性分子,其他为非极性分子其他为非极性分子 (2)C的氢化物为的氢化物为H2O,H2O分子间可形成
36、氢键是其沸点较高的分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因重要原因 (3)B A两元素组成苯两元素组成苯,C A两元素组成水两元素组成水,两者都为常见的两者都为常见的溶剂溶剂,SiCl4为非极性分子为非极性分子,易溶于非极性溶剂苯中易溶于非极性溶剂苯中 (4)BA4 BE4 DE4分别为分别为CH4 CCl4 SiCl4,三者结构相似三者结构相似,相对分子质量逐渐增大相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强分子间作用力逐渐增强,故它们的沸故它们的沸点顺序为点顺序为SiCl4CCl4CH4 (5)这四种酸分别为这四种酸分别为HClO HClO2 HClO3 HClO4,含氧酸含氧酸的通式可写为的
37、通式可写为(HO)mClOn(m1,n0).n值越大值越大,酸性越强酸性越强,故其故其酸性由强到弱的顺序为酸性由强到弱的顺序为HClO4HClO3HClO2HClO 点评点评:常见物质键的极性与分子极性归纳常见物质键的极性与分子极性归纳:单原单原子分子分子子双原子双原子分子分子三原子三原子分子分子四原子四原子分子分子五原子五原子分子分子分子分子He NeH2HClH2OCO2BF3NH3CH4CH3Cl键的键的极性极性非极非极性键性键极性极性键键极性极性键键极性极性键键极性极性键键极性极性键键极性极性键键极性极性键键分子分子极性极性非极非极性性非极非极性性极性极性极性极性非极非极性性非极非极性
38、性极性极性非极非极性性极性极性热点热点5 范德华力范德华力 氢键及共价键的比较氢键及共价键的比较范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键概念概念物质分子之间普物质分子之间普遍存在的一种相遍存在的一种相互作用力互作用力, 又称分又称分子间作用力子间作用力由已经与电负性很由已经与电负性很强的原子形成共价强的原子形成共价键的氢原子与另一键的氢原子与另一个分子中电负性很个分子中电负性很强的原子之间的作强的原子之间的作用力用力原子间通过共原子间通过共用电子对所形用电子对所形成的相互作用成的相互作用分类分类分子内氢键分子内氢键 分子间分子间氢键氢键极性共价键极性共价键 非极性共价键非极性共价键作用作用微粒微粒
39、分子或原子分子或原子(稀有气稀有气体体)氢原子氢原子 原子原子原子原子特征特征无方向性无方向性 无饱和性无饱和性有方向性有方向性 有饱和性有饱和性有方向性有方向性 有饱有饱和性和性强度强度比较比较共价键共价键氢键氢键范德华力范德华力影响影响强度强度的因的因素素随着分子极性和相随着分子极性和相对分子质量的增大而对分子质量的增大而增大增大组成和结构相似的组成和结构相似的物质物质,相对分子质量相对分子质量越大越大,分子间作用力分子间作用力越大越大对于对于AHB,A B的电负性越大的电负性越大,B原子原子的半径越小的半径越小,键能越大键能越大成键原子半径越成键原子半径越小小,键长越短键长越短,键键能越
40、大能越大,共价键共价键越稳定越稳定对物对物质性质性质的质的影响影响影响物质的熔沸影响物质的熔沸点点 溶解度等物理溶解度等物理性质性质组成和结构相似组成和结构相似的物质的物质,随相对分随相对分子质量的增大子质量的增大,物物质的熔沸点升高质的熔沸点升高,如如F2Cl2Br2I2,CF4CCl4H2S,HFHCl,NH3PH3影响分子的影响分子的稳定性稳定性共价键键能共价键键能越大越大,分子稳定分子稳定性越强性越强例例5固体乙醇晶体中不存在的作用力是固体乙醇晶体中不存在的作用力是( )A.离子键离子键B.极性键极性键C.氢键氢键D.范德瓦尔斯力范德瓦尔斯力答案答案 A解析解析固体乙醇为分子晶体固体乙
41、醇为分子晶体,不存在离子键不存在离子键;乙醇的分子内存在乙醇的分子内存在CC CH CO OH等非极性键和极性键等非极性键和极性键;分子间存分子间存在范德瓦尔斯力在范德瓦尔斯力;乙醇分子类似于水分子乙醇分子类似于水分子,分子间能形成氢键分子间能形成氢键(如图如图),致使乙醇的沸点反常致使乙醇的沸点反常(常压下为常压下为78.5,而与其相对分子而与其相对分子质量相近的烷烃均为气态质量相近的烷烃均为气态) 故答案为故答案为A 点评点评 不要形成氢键仅存在于不要形成氢键仅存在于HF H2O NH3分子间的思维分子间的思维定势定势,乙醇乙醇 乙酸等的熔沸点高也是由于分子间形成氢键的缘乙酸等的熔沸点高也
42、是由于分子间形成氢键的缘故故 变式变式5下列化合物的沸点比较下列化合物的沸点比较,前者低于后者的是前者低于后者的是( )A.乙醇与氯乙烷乙醇与氯乙烷解析解析:氢键分为两类氢键分为两类:存在于分子之间时存在于分子之间时,称为分子间氢键称为分子间氢键;存在存在于分子内部时于分子内部时,称为分子内氢键称为分子内氢键 同类物质相比同类物质相比,分子内形成分子内形成氢键的物质的熔沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔沸点氢键的物质的熔沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔沸点 如邻羟基苯甲酸如邻羟基苯甲酸 邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键,沸沸点较低点较低;而对羟基苯甲酸而对羟基
43、苯甲酸 对羟基苯甲醛则容易形成分子间对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键氢键,沸点较高沸点较高 所以所以B选项正确选项正确 对对A选项选项,由于乙醇存在分由于乙醇存在分子间氢键子间氢键,而氯乙烷不存在氢键而氯乙烷不存在氢键,所以乙醇的沸点所以乙醇的沸点(78.5 )高高于氯乙烷的沸点于氯乙烷的沸点(12.3 );同样道理同样道理,D选项中选项中,H2O的沸点的沸点(100 )高于高于H2Te的沸点的沸点 答案答案:B课课 堂堂 练练 习习1.(2008海南化学海南化学)在硼酸在硼酸B(OH)3分子中分子中,B原子与原子与3个个羟基相连羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构其晶体具有与石墨相似的层
44、状结构 则分子中则分子中B原原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是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,范德华力范德华力 B.sp2,范德华力范德华力C.sp2,氢键氢键 D.sp3,氢键氢键解析解析:石墨具有平面正六角形结构石墨具有平面正六角形结构,可判断其中可判断其中C原子是原子是sp2杂杂化化,由于由于“在硼酸在硼酸B(OH)3分子中分子中,B原子与原子与3个羟基相连个羟基相连“虽然三个虽然三个BO都在一个平面上都在一个平面上,但但单键能够旋转单键能够旋转,使使OH键键位于两个平面之间位于两个平面之间,因而能够形成氢键因而能够形成氢键,从而使晶体的能量最
45、从而使晶体的能量最低低,达到稳定状态达到稳定状态 答案答案:C2.用价层电子对互斥理论预测用价层电子对互斥理论预测H2S和和BF3的立体结构的立体结构,两个结两个结论都正确的是论都正确的是( )A.直线形直线形;三角锥形三角锥形B.V形形;三角锥形三角锥形C.直线形直线形;平面三角形平面三角形D.V形形;平面三角形平面三角形解析解析:H2S以以S为中心原子为中心原子,价电子数为价电子数为6,H为配体为配体,价电价电答案答案:D3.(2008宿迁宿迁)下列现象与氢键有关的是下列现象与氢键有关的是( )NH3的熔的熔 沸点比第沸点比第A族其他元素氢化物的熔族其他元素氢化物的熔 沸点高沸点高小分子的
46、醇小分子的醇 羧酸可以和水以任意比互溶羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液态水的密度小冰的密度比液态水的密度小尿素的溶尿素的溶 沸点比醋酸的高沸点比醋酸的高邻羟基苯甲醛的熔邻羟基苯甲醛的熔 沸点比对羟基苯甲醛的低沸点比对羟基苯甲醛的低水分子在较高温度下也很稳定水分子在较高温度下也很稳定A. B.C. D.解析解析:氢键存在于电负性较大的氢键存在于电负性较大的N O F原子与另外含氢的原子与另外含氢的分子之间分子之间,而水的稳定性与分子内的而水的稳定性与分子内的OH共价键的强度有关共价键的强度有关 答案答案:B4.(2008江苏南京质检江苏南京质检)下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.第二
47、周期元素的第一电离能随原子序数递增依次增大第二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都是直线形的非极性分子D.CH2=CH2分子中共有四个分子中共有四个键和一个键和一个键键解析解析:A项错误项错误,第二周期元素的第一电离能随原子序数递增第二周期元素的第一电离能随原子序数递增并不是依次增大并不是依次增大,如第一电离能如第一电离能:BeB,NO;B项正确项正确;C项错项错误误,SO2是极性分子是极性分子;D项错误项错误,CH之间形成之间形成4个个键键,中有一个是中有一个是键键,一个是一个是键键,共有共有
48、5个个键和键和1个个键键 答案答案:B5.三氯化氮三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体是一种淡黄色的油状液体,测得其分子具有测得其分子具有三角锥形结构三角锥形结构 则下面对于则下面对于NCl3的描述不正确的是的描述不正确的是( )A.它是一种极性分子它是一种极性分子B.它的挥发性比它的挥发性比PBr3要大要大C.它还能再以配位键与它还能再以配位键与Cl-结合结合D.已知已知NBr3对光敏感对光敏感,所以所以NCl3对光也敏感对光也敏感答案答案:C子子,Cl原子的最外层均无空轨道原子的最外层均无空轨道,所以无法再与所以无法再与Cl-形成配位键形成配位键,C选项不正确选项不正确 因因NCl3
49、为三角锥形结构为三角锥形结构,不对称不对称,分子中各个分子中各个键的极性的向量和不为零键的极性的向量和不为零,属于极性分子属于极性分子,A选项正确选项正确 NCl3和和NBr3都属于分子晶体都属于分子晶体,结构都为三角锥形结构都为三角锥形,但相对分子质量但相对分子质量Mr(NCl3)Mr(PBr3),所以所以NCl3沸点低沸点低,易挥发易挥发,B选项正确选项正确 对对D,据同族元素化学性质的相似性据同族元素化学性质的相似性,可知可知D项也正确项也正确 6.能说明能说明BF3分子的分子的4个原子是同一平面的理由是个原子是同一平面的理由是( )A.两个键之间夹角为两个键之间夹角为120B.BF键为
50、非极性共价键键为非极性共价键C.3个个BF键的键能相同键的键能相同D.3个个BF键的键长相等键的键长相等解析解析:当当FBF键角为键角为120时时,BF3分子中的分子中的4个原子共面个原子共面且构成平面三角形且构成平面三角形 分子的空间构型由分子化学键的键角决分子的空间构型由分子化学键的键角决定定 答案答案:A7.Co()的八面体配合物的八面体配合物CoClmnNH3,若若1 mol配合物与配合物与AgNO3作用生成作用生成1 mol AgCl沉淀沉淀,则则m n的值是的值是( )A.m=1,n=5B.m=3,n=4C.m=5,n=1D.m=4,n=5解析解析:由由1 mol配合物生成配合物生
