1、1创新设计创新设计第第2讲分子结构与性质讲分子结构与性质2创新设计创新设计【考纲点击】【考纲点击】1.化学键与分子结构：化学键与分子结构：(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；其物理性质；(2)了解共价键的形成、极性、类型了解共价键的形成、极性、类型(键和键和键键)，了解配位键的含义；，了解配位键的含义；(3)能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(4)了解杂化轨道理论及了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)；(5)能用价层电
2、子对互斥理论或杂化轨道理能用价层电子对互斥理论或杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。论推测简单分子或离子的空间结构。2.分子间作用力与物质的性质：分子间作用力与物质的性质：(1)了解范德了解范德华力的含义及对物质性质的影响；华力的含义及对物质性质的影响；(2)了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。并能解释氢键对物质性质的影响。3创新设计创新设计一、一、“两大理论两大理论”与微粒构型与微粒构型1.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断分子分子(A为为中心原子中心原子)中心原子孤中心
3、原子孤电子对数电子对数中心原子中心原子杂化方式杂化方式分子构型分子构型示例示例AB20sp直线形直线形BeCl21sp2V形形SO22sp3V形形H2OAB30sp2平面三角形平面三角形BF31sp3三角锥形三角锥形NH3AB40sp3正四面体形正四面体形CH44创新设计创新设计2.等电子原理等电子原理(1)等电子体特征等电子体特征原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质相似，化学性质不同。相似，化学性质不同。5创新设计创新设计(2)常见等电子体常见等电子体6创新设计创新设计二、分子结构与性质二
4、、分子结构与性质1.共价键共价键(1)共价键的类型共价键的类型按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。按原子轨道的重叠方式分为按原子轨道的重叠方式分为键和键和键。键。(2)键参数键参数键能：气态基态原子形成键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。稳定。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定
5、。7创新设计创新设计键角：在原子数超过键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。的分子中，两个共价键之间的夹角。键参数对分子性质的影响键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定。键长越短，键能越大，分子越稳定。8创新设计创新设计(3)键、键、键的判断键的判断由轨道重叠方式判断由轨道重叠方式判断“头碰头头碰头”重叠为重叠为键，键，“肩并肩肩并肩”重叠为重叠为键。键。由共用电子对数判断由共用电子对数判断单键为单键为键；双键或三键，其中一个为键；双键或三键，其中一个为键，其余为键，其余为键。键。由成键轨道类型判断由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是轨道形成的共价键全部是键；
6、杂化轨道形成的共价键全部为键；杂化轨道形成的共价键全部为键。键。9创新设计创新设计2.配位键与配合物配位键与配合物10创新设计创新设计11创新设计创新设计3.分子性质分子性质(1)分子构型与分子极性的关系分子构型与分子极性的关系12创新设计创新设计(2)溶解性溶解性“相似相溶相似相溶”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，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。性溶剂，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。“相似相溶相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊
7、醇在水中的溶还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。解度明显减小。(3)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，如果成酸元素，如果成酸元素R相同，则相同，则n值越大，值越大，R的正电性越高，的正电性越高，使使ROH中中O的电子向的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越强，如，酸性越强，如HClOHClO2HClO3氢键氢键范德华力范德华力14创新设计创新设计影响强度影响强度的因素的因素随着分子极性和相对随着分子极性和相对分子质量的增大而增大分子质量的增大而增大组成和结构
8、相似的物组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，质，相对分子质量越大，范德华力越大范德华力越大对于对于AHB，A、B的电负性越大，的电负性越大，B原子的半径越小，氢原子的半径越小，氢键键能越大键键能越大成键原子半径越小，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，键长越短，键能越大，共价键越稳定共价键越稳定对物质性对物质性质的影响质的影响影响物质的熔沸点、影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质溶解度等物理性质组成和结构相似的物组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点升高大，物质的熔沸点升高分子间氢键的存在，分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高，使物质的熔沸点升高，在
9、水中的溶解度增大在水中的溶解度增大影响分子的稳定性，影响分子的稳定性，共价键键能越大，分共价键键能越大，分子稳定性越强子稳定性越强影响原子晶体的熔影响原子晶体的熔沸点、硬度沸点、硬度15创新设计创新设计角度一角度一“两大理论两大理论”与微粒构型与微粒构型1.(1)2019课标全国课标全国，35(2)乙二胺乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是子中氮、碳的杂化类型分别是_、_。乙二胺能与。乙二胺能与Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，其原因是等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是其中与
10、乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_(填填“Mg2”或或“Cu2”)。16创新设计创新设计(2)2019课标全国课标全国，35(1)元素元素As与与N同族。预测同族。预测As的氢化物分子的立体结构的氢化物分子的立体结构为为_，其沸点比，其沸点比NH3的的_(填填“高高”或或“低低”)，其判断理由是，其判断理由是_。答案答案(1)sp3sp3乙二胺的两个乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2(2)三角锥形低三角锥形低NH3分子间存在氢键分子间存在氢键17创新设计创新设计2.2018全国全国，35(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，是有机合成
11、中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空中的阴离子空间构型是间构型是_、中心原子的杂化形式为、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中存在中存在_(填填标号标号)。A.离子键离子键 B.键键C.键键 D.氢键氢键答案答案正四面体正四面体sp3AB18创新设计创新设计3.2018全国全国，35(2)(4)(1)根据价层电子对互斥理论，根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。(2)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共
12、价形，其中共价键的类型有键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为原子的杂化轨道类型为_。19创新设计创新设计答案答案(1)H2S(2)平面三角平面三角2sp3杂化杂化20创新设计创新设计4.2018全国全国，35(4)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为中，阴离子空间构型为_，C原原子的杂化形式为子的杂化形式为_。答案答案平面三角形平面三角形sp2杂化杂化
13、21创新设计创新设计(2)与与O3分子互为等电子体的一种阴离子为分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式填化学式)。(3)N2分子中分子中键与键与键的数目比键的数目比n()n()_。22创新设计创新设计23创新设计创新设计(2)2017课标全国课标全国，35(2)CO2和和CH3OH分子中分子中C原子的杂化形式分别为原子的杂化形式分别为_和和_。(3)2016全国卷全国卷，37(5)节选节选Ge单晶具有金刚石结构，其中单晶具有金刚石结构，其中Ge原子的杂化方式原子的杂化方式为为_。(4)2016全国卷全国卷，37(3)AsCl3分子的立体构型为分子的立体构型为_，其中，其中As的杂化轨的杂化
14、轨道类型为道类型为_。答案答案(1)V形形sp3(2)spsp3(3)sp3(4)三角锥形三角锥形sp324创新设计创新设计角度二微粒作用与分子性质角度二微粒作用与分子性质7.(1)2019课标全国课标全国，35(2)(3)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为的结构式为_，其中，其中Fe的配位数为的配位数为_。25创新设计创新设计(2)2018课标全国课标全国，35(3)如图为如图为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为和沸点高
15、很多，主要原因为_。(3)2018全国卷全国卷，35(3)ZnF2具有较高的熔点具有较高的熔点(872)，其化学键类型是，其化学键类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是机溶剂，原因是_。26创新设计创新设计(4)Fe(H2O)62与与NO反应生成的反应生成的Fe(NO)(H2O)52中，中，NO以以N原子与原子与Fe2形成配位形成配位键。请在键。请在Fe(NO)(H2O)52结构示意图的相应位置补填缺少的配体。结构示意图的相应位置补填缺少的配体。Fe(NO)(H2O)52结构示意图结构示意图(
16、5)2017课标全国课标全国，35(4)硝酸锰是制备硝酸锰是制备CO23H2=CH3OHH2O反应催反应催化剂的原料，化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了中的化学键除了键外，还存在键外，还存在_。27创新设计创新设计(6)2017课标全国课标全国，35(3)研究发现，在研究发现，在CO2低压合成甲醇反应低压合成甲醇反应(CO23H2CH3OHH2O)所涉及的所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是原因是_。28创新设计创新设计29创新设计创新设计8.2017课标全国课标全国，35(3)经经X射线衍射测得化合物射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结
17、构如的晶体结构，其局部结构如图所示。图所示。(1)从结构角度分析，从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为，不同之处为_。(填标号填标号)A.中心原子的杂化轨道类型中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数中心原子的价层电子对数C.立体结构立体结构D.共价键类型共价键类型30创新设计创新设计31创新设计创新设计9.2016课标全国课标全国，37(2)(3)锗锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域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：应用广泛。回答下列问题：(1)Ge与与C是同族元素，是同族元素，C原子之间可以形成双
18、键、三键，但原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_。(2)比 较 下 列 锗 卤 化 物 的 熔 点 和 沸 点，分 析 其 变 化 规 律 及 原 因比 较 下 列 锗 卤 化 物 的 熔 点 和 沸 点，分 析 其 变 化 规 律 及 原 因_。GeCl4GeBr4GeI4熔点熔点/49.526146沸点沸点/83.1186约约40032创新设计创新设计答案答案(1)锗的原子半径大，原子之间形成的锗的原子半径大，原子之间形成的单键较长，单键较长，pp轨道肩并肩重叠的程轨道肩并肩重叠的程
19、度很小或几乎不能重叠，难以形成度很小或几乎不能重叠，难以形成键键(2)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，分子间作用力逐渐增强量依次增大，分子间作用力逐渐增强33创新设计创新设计10.2016课标全国课标全国，37(2)硫酸镍溶于氨水形成硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是中阴离子的立体构型是_。在在Ni(NH3)62中中Ni2与与NH3之间形成的化学键称为之间形成的化学键称为_，提供孤电子对，提供孤电子对的成键原子是的成
20、键原子是_。氨的沸点氨的沸点_(填填“高于高于”或或“低于低于”)膦膦(PH3)，原因是，原因是_；氨是；氨是_分子分子(填填“极性极性”或或“非极性非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为，中心原子的轨道杂化类型为_。答案答案正四面体正四面体配位键配位键N高于高于NH3分子间可形成氢键极性分子间可形成氢键极性sp334创新设计创新设计1.(1)“分子机器设计和合成分子机器设计和合成”的研究对象之一为的研究对象之一为“分子开关分子开关”，“分子开关分子开关”与大与大环主体分子苯芳烃、杯芳烃等有关。环主体分子苯芳烃、杯芳烃等有关。35创新设计创新设计上图为对叔丁基杯上图为对叔丁基杯4芳烃，由芳烃，由
21、4个羟基构成杯底，羟基间的相互作用力是个羟基构成杯底，羟基间的相互作用力是_。对叔丁基杯。对叔丁基杯4芳烃中碳原子的杂化方式有芳烃中碳原子的杂化方式有_。杯芳烃可用于某些杯芳烃可用于某些B族元素金属离子如族元素金属离子如57La3及及21Sc2的萃取，基态的萃取，基态Sc2核外核外电子排布式为电子排布式为_。(2)SO2与与SO3的键角相比，键角更大的是的键角相比，键角更大的是_，将纯液态，将纯液态SO3冷却到冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此固态时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此固态SO3中中S原子的杂原子的杂化轨道类型是化轨道类型是_。该
22、结构中。该结构中SO键键长有两类，一类键长约键键长有两类，一类键长约140 pm，另，另一类键长约为一类键长约为160 pm，较短的键为，较短的键为_(填图中字母填图中字母)。36创新设计创新设计解析解析(1)O的非金属性很强，在羟基之间存在氢键；对叔丁基杯的非金属性很强，在羟基之间存在氢键；对叔丁基杯4芳烃中含有苯芳烃中含有苯环和饱和烃基，故碳原子的杂化方式有环和饱和烃基，故碳原子的杂化方式有sp2和和sp3；Sc是是21号元素，号元素，Sc原子核外有原子核外有21个电子，失去个电子，失去2个电子变成个电子变成Sc2，根据构造原理可知，根据构造原理可知Sc2核外电子排布式为核外电子排布式为1
23、s22s22p63s23p63d1或或Ar3d1。(2)SO2中中S原子采取原子采取sp2杂化，含有一对孤对电子，分子构型为杂化，含有一对孤对电子，分子构型为V形，形，SO3中中S原子采原子采取取sp2杂化，无孤对电子，分子构型为平面三角形，孤对电子与成键电子对间的排杂化，无孤对电子，分子构型为平面三角形，孤对电子与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用，故斥作用大于成键电子对间的排斥作用，故SO3的键角大于的键角大于SO2；由图可知，该固态；由图可知，该固态SO3中中S原子形成原子形成4个个键，无孤对电子，采取键，无孤对电子，采取sp3杂化，杂化，a为氧硫双键，键能较大，键为氧硫双
24、键，键能较大，键长较短，另一类为配位键，为单键，键能较小，键长较长，即较短的键为长较短，另一类为配位键，为单键，键能较小，键长较长，即较短的键为a37创新设计创新设计答案答案(1)氢键氢键sp2、sp31s22s22p63s23p63d1或或Ar3d1(2)SO3sp3a38创新设计创新设计2.(1)BF3与一定量的水形成晶体与一定量的水形成晶体Q(H2O)2BF3，Q在一定条件下可转化为在一定条件下可转化为R：晶体晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号填序号)。a.离子键离子键 b.共价键共价键c.配位键配位键 d.金属键金属键e.氢键氢键 f.范德华力范德华力39创新设计创新设计40创新设计创新设计3.碳、硫和钒的相关化合物，在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问碳、硫和钒的相关化合物，在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题：题：41创新设计创新设计42创新设计创新设计(4)偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨气、水。偏钒酸铵的阴离子呈图所示的无偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨气、水。偏钒酸铵的阴离子呈图所示的无限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为_。43创新设计创新设计44创新设计创新设计45创新设计创新设计46本节内容结束
