资源简介 (共190张PPT)第五章 物质结构与性质第17讲 化学键 分子结构与性质复习要点 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、氢键的含义及其对物质性质的影响。5.了解配位键、超分子的含义。第*页考点1 化学键与化合物类型、电子式A基础知识重点疑难1. 化学键(1)化学键的概念相邻原子之间强烈的相互作用叫做化学键。(2)化学键的分类(3)化学键的理解①作用力包括同种电荷的排斥力和异种电荷的吸引力。②只有在相邻的原子或离子之间存在化学键,分子之间不存在化学键。③稀有气体为单原子分子,不存在化学键。(4)离子键、共价键的比较离子键 共价键非极性键 极性键概念 阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键成键粒子 阴、阳离子 原子成键实质 阴、阳离子间的静电作用 共用电子对不偏向任何一方原子 共用电子对偏向一方原子形成条件① 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失,形成离子键 同种元素原子之间②成键 不同种元素原子之间成键形成的物质 离子化合物③ 非金属单质;某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物笔记:①(2023北京)Na2O2、CaH2中均有非极性共价键(×)②(2023辽宁)P4中的共价键类型:非极性键(√)③强碱、大部分盐[AlCl3、FeCl3、Fe(SCN)3等除外]、活泼金属氧化物2. 离子化合物、共价化合物(1)组成和概念离子化合物 共价化合物概念 含有 离子键 的化合物 只含有 共价键 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 离子键 共价键 阴、阳离子原子离子键 共价键 共价键 (2)判断离子化合物和共价化合物的三种方法笔记:①元素判断法:a.金属元素与非金属元素——离子键、离子化合物b.非金属元素——共价键、非金属单质、共价化合物c.两个特殊:AlCl3、FeCl3、Fe(SCN)3为共价化合物,铵盐为离子化合物②(2022天津)NaClO和NaCl均为离子化合物,它们所含的化学键类型相同(×)③(2024全国甲卷)CaC2中存在的化学键类型为 。(提示:离子键、非极性共价键)④(2024江苏)H2O2中既含离子键又含共价键(×)3. 电子式(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)电子式的书写微粒的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例原子 元素符号周围标明最外层电子,每个方向不能超过2个电子 最外层电子数少于4时以单电子分布,多于4时多出的部分以电子对形式分布微粒的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例阳离子 单原子 离子符号 右上方标明正电荷数 Mg2+多原子 元素符号紧邻排列,周围标清电子分布 用“[ ]”括起来,右上方标明正电荷数 微粒的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例阴离子 单原子 元素符号周围合理分布最外层电子及所获得的电子 用“[ ]”括起来,右上方标明负电荷数多原子 元素符号紧邻排列,合理分布最外层电子及所获得的电子 相同原子不能合并,用“[ ]”括起来,右上方标明负电荷数微粒的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例离子化合物① 由阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻,离子合理分布,相同离子不能合并共价化合物 ② 把共用电子对写在两成键原子之间 要标明未成键电子 (3)电子式的理解①体现微粒的最外层电子(或价层电子)个数,注意不要漏写孤电子对①。②体现化学键类型,离子键是通过得失电子形成②,共价键是通过原子共用电子对形成。(4)用电子式表示化合物的形成过程如NaCl: 。B题组集训提升能力题组一 化学键与离子化合物、共价化合物的判断A. CaCl2 Na2O HIB. H2O NaNO3 NH3C. MgCl2 NaOH NH4ClD. H2SO4 H2S CO2D2. 有以下8种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥Ca(OH)2 ⑦Na2O2 ⑧NH4NO3① ② ③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧ 解题感悟化学键类型与物质类别的判断(1)只有共价键:非金属单质,例:Cl2、N2、I2、P4、金刚石等;非金属元素形成的化合物(非金属氢化物、非金属氧化物、酸、大部分有机化合物等),例:NH3、HCl、CO2、H2SO4、CCl4、CS2等。(2)只有离子键:活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物(AlCl3只有共价键),例:NaCl、CaCl2、K2O等。(3)既有离子键又有共价键:含有原子团的离子化合物,例:Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等。(4)没有化学键:稀有气体,例:Ne、Ar等。题组二 物质变化过程中作用力的变化A. 纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B. 加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏C. CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变D. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏C4. (2023·新课标卷)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如图所示。DA. NH2OH、NH3和H2O均为极性分子B. 反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成C. 催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+D. 将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2解析:NH2OH、NH3、H2O的空间结构不对称,正电中心和负电中心不重合,均为极性分子,故A项正确。由反应历程可知,有N—H、N—O键断裂,还有N—N键的生成,故B项正确。由反应历程可知,反应过程中,Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+,后面又得到电子生成Fe2+,故C项正确。由反应历程可知,反应过程中,生成的NH2NH2分子中有两个氢原子来源于NH3,所以将NH2OH替换为ND2OD,不可能得到ND2ND2,应得到ND2NH2和HDO,故D项错误。解题感悟物质熔化、溶解时破坏作用力类型的判断(1)离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。(2)共价化合物的溶解过程①有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子间作用力、分子内共价键被破坏,如CO2和SO2等。②有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子间作用力、分子内的共价键被破坏,如HCl、H2SO4等。③有些共价化合物溶于水后,其分子间作用力被破坏,分子内的共价键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。(3)单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子间作用力、分子内的共价键被破坏,如Cl2、F2等。题组三 电子式的规范书写B. Li+的结构示意图:D. 的化学名称:2-乙基戊烷A√√7. 写出下列微粒的电子式。解题感悟电子式书写的常见错误(1)漏写未参与成键的电子。(2)化合物类型不清楚,漏写或多写“[ ]”及错写电荷数。(3)书写不规范,错写共用电子对。(4)不考虑原子间的结合顺序。(5)不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构。(6)不考虑AB2型离子化合物中2个B的位置。第*页考点2 共价键A基础知识重点疑难1. 共价键的本质及特征成键本质 在原子之间形成 共用电子对 (电子云的 重叠 )成键微粒 电负性相差<1.7的元素原子之间成键特征 具有方向性①和饱和性②笔记:①p轨道电子形成的化学键具有方向性,只有s-s σ键无方向性②(2023河北)不存在稳定的NF5分子是因为N原子价层只有4个原子轨道,不能形成5个N—F键(√)共用电子对 重叠 2. 共价键的分类分类依据 类型形成共价键的原子轨道重叠方式 σ 键 电子云“ 头碰头 ”重叠 π 键 电子云“ 肩并肩 ”重叠形成共价键的电子对是否偏移① 极性 键 共用电子对 发生 偏移② 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③ 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σ 头碰头 π 肩并肩 极性 发生 非极性 不发生 单 一对 双 两对 三 三对 笔记:①(2023江苏)H2O2分子中的化学键均为极性共价键(×)②(2024福建)共价键极性:ICl>IBr(√)③规律:共用电子对数=8-最外层电子数(H、B除外)3. σ键与π键(1)σ键和π键的比较σ键 π键电子云重叠方式 头碰头 肩并肩类型 s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键 p-p π键电子云对称特征 轴对称 镜面对称存在规律 共价单键是 σ 键;共价双键中有一个是σ键,另一个是 π 键;共价三键由一个σ键和两个π键组成头碰头肩并肩轴对称镜面对称σ π (2)轨道与轨道重叠形成共价键时,电子不是只在两核间运动,而是在两核间出现的概率较大。(3)因s轨道是球形的,故s轨道和s轨道形成σ键时,无方向性。两个s轨道只能形成σ键,不能形成π键。(4)两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键。笔记:(2024江西)1 mol[N C N]2-中含有的π键数为4NA(×)4. 共价键的键参数(1)概念键长:构成共价键的两个原子的核间距。键角:在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。笔记:键长取决于原子半径大小及键的个数,如 (2023海南)N—N、N N、N≡N中键长的大小顺序 。(提示:N—N>N N>N≡N);(2024甘肃)N2O中N—O键比N—N键更易断裂(√)解离 吸收 (2)键参数与分子的性质①键参数对分子性质的影响②键参数与分子稳定性的关系键能越大,键长越短③,分子越稳定。笔记:①(2024北京) 依据F、Cl、Br、I的氢化物分子中氢卤键的键能,可推断它们的热稳定性强弱(√)②(2024甘肃)相同条件下N2比O2稳定(√)③反常情况,如(2023北京)F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能(√)(解析:F半径小,电子云密度大,两个原子间排斥力强)B题组集训提升能力题组一 共价键的分类与判断A. Cl2中共价键的电子云图:B. F2的共价键类型:p-p σ键C. Cl2分子中σ键的形成:D. p-p π键形成的轨道重叠示意图:D解析:Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的,共价键电子云图为 ,A正确;两个F原子的2p轨道单电子相互重叠形成p-p σ键,B正确;Cl2分子中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”重叠形成的p-p σ键,形成过程为 ,C正确;p-p π键形成的轨道重叠示意图为 ,D错误。A. s-s σ键与s-p σ键的对称性相同B. 分子中含有共价键,则至少含有一个σ键C. 已知乙炔的结构式为H—C≡C—H,则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D. 乙烷分子中只存在σ键,即6个C—H键和1个C—C键都为σ键,不存在π键解析:σ键都是轴对称,故A正确;共价单键为σ键,双键和三键中均含1个σ键,则分子中含有共价键,至少含有一个σ键,故B正确;乙炔中的碳碳三键含有一个σ键,2个π键,两个C—H键是σ键,则乙炔分子中存在3个σ键和2个π键,故C错误;乙烷分子中只存在C—C单键和C—H单键,单键都为σ键,故D正确。CA. 图中 代表F原子B. 该化合物中存在过氧键C. 该化合物中I原子存在孤电子对D. 该化合物中所有碘氧键键长相等CA. 相同条件下N2比O2稳定C. N2O中N—O键比N—N键更易断裂D. N2O中σ键和大π键的数目不相等D题组二 大π键ad 6. 经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。5 sp2 V形 sp2 解题感悟大π键(1)形成条件①中心原子采取sp或sp2杂化。②参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。(3)计算大π键中电子数的步骤①确定分子中价层电子总数。②找出分子中的σ键以及不与π键p轨道平行的孤电子对的轨道。③用价层电子总数减去这些σ键中的电子数和孤电子对中的电子数,剩余的就是填入大π键的电子数。(4)常见分子(或离子)的大π键分子(或离子) C6H6(苯) CH2 CH—CH CH2 SO2 O3大π键分子(或离子) SO3 BF3 —大π键 —题组三 共价键的键参数A. 1个CO分子内只含有1个σ键和2个π键B. 键能:C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定C. 键长:C—Si<Si—Si,因此熔点:SiC>SiD. 键长:C—C<Si—Si,因此C的还原性大于Si的还原性D解析:CO的结构式为C O,则1个CO分子内只含有1个σ键和2个π键,A正确;原子半径:C<Si,共价键键长:C—H<Si—H,键能:C—H>Si—H,共价键的牢固程度:C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定,B正确;碳化硅和单晶硅均属于共价晶体,原子半径:C<Si,键长:C—Si<Si—Si,共价键的牢固程度:C—Si>Si—Si,因此熔点:SiC>Si,C正确;键长:C—C<Si—Si,共价键的牢固程度:C—C>Si—Si,因此C的还原性小于Si的还原性,D不正确。A. 分子的极性:SiH4>NH3B. 键的极性:H—Cl>H—HC. 键角:H2O>CH4D. 分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH解析:SiH4是非极性分子,NH3是极性分子,分子的极性:SiH4<NH3,A项错误;CH4和H2O的中心原子都采取sp3杂化,但是H2O的中心原子上有孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,则键角:H2O<CH4,C项错误;原子半径:N<C,分子中三键的键长:HC≡N<HC≡CH,D项错误。B题组四 键长、键角的比较sp2 > ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长,其原因是ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl—O键的键长较小,而Cl2O中只存在普通的σ键解析:(2)三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,键角为120°,亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,键角小于120°。> 三角锥形一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl 键的键长越短解析:(4)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0,离子的空间结构为正四面体形,水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2,分子的空间结构为V形,孤电子对对成键电子对的斥力较大,所以硫酸根离子中O—S—O的键角大于水分子中H—O—H的键角。H—O—H键角小于O—S—O键角,因为孤电子对有较大斥力大于 H3BO3分子中的B采取sp2杂化,而> N原子上有孤电子对,由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大,使得Si—N—Si键角较小小 化,键角为120°解题感悟比较键角大小的三种思维模型(1)杂化轨道类型不同:sp>sp2>sp3。(2)(3)在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。第*页考点3 分子的空间结构A基础知识重点疑难1. 价层电子对互斥模型(VSEPR模型)(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小①,体系的能量最低。②孤电子对的排斥力较大②,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。笔记:①如CH4为正四面体形,不是正方形,价层电子对在空间距离最远②排斥力大小:孤电子对之间>孤电子对—成键电子对>成键电子对之间,解答键角大小的依据(2)用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构其中:a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数),b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合的原子数。2. 杂化轨道理论(1)理论要点:中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道①混合起来,重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道②。(2)判断VSEPR模型及空间结构的思维模型笔记:(2024北京)SnCl2分子的VSEPR模型名称是 。(提示:平面三角形)实例 价层电子对数(杂化轨道数) σ键电子对数 孤电子对数 中心原子的杂化轨道类型 VSEPR模型 分子或离子的空间结构 ①BeCl2 2 2 0 sp 直线形 直线形CO2 直线 形 直 线形BF3② 2\\\\\\\ 3\\\\ sp2 sp2\\\\\ 平面 三角 形 平面 三角形 、SO2③ 1\\\\ sp2 V形 、直线形直线形330平面三角形平面三角形21sp2V形实例 价层电子对数(杂化轨道数) σ键电子对数 孤电子对数 中心原子的杂化轨道类型 VSEPR模型 分子或离子的空间结构 ①CH4 4 4 4 4 四 面 正四 面正四 面NH3④ 4 4 正四 面正四 面H2O⑤ 4 4 正四 面4 4 4 4 4 44 4 4 4 4 44432012sp3四面体形正四面体形平面三角形V形343400sp2sp3平面三角形四面体形正四面体形平面三角形(4)“五方法”判断分子中心原子的杂化类型①根据杂化轨道的空间结构①判断②根据杂化轨道之间的夹角判断③根据等电子原理②判断④根据中心原子的价层电子对数判断如中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化;为3,是sp2杂化③;为2,是sp杂化。⑤根据中心原子是否形成π键及π键数目④判断如没有形成π键为sp3杂化,形成一个π键为sp2杂化,形成两个π键为sp杂化。B题组集训提升能力题组一 分子(离子)的空间结构A. CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体C. CF4和SF4均为非极性分子D. XeF2与XeO2的键角相等AB. NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构C. 在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式D. NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力B题组二 中心原子的杂化轨道类型判断sp3 > 解析:(2)硅原子与周围的4个原子形成共价键,没有孤电子对,价层电子对数为4,则硅原子的杂化轨道类型为sp3。sp3 正四面体形 sp2 (4)(2024·北京化学)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。平面三角形 sp3杂化四面体形 解析:(2)SiCl4的空间结构为正四面体形,其中Si的价层电子对数为4,因此Si的轨道杂化形式为sp3。正四面体形 sp3 Al2Cl6的分子结构解析:(3)由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知,Al原子价层电子对数是4,其与其周围的4个氯原子形成正四面体形结构,因此,二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由于F的电负性最大,其吸引电子的能力最强,因此,可以判断铝氟之间的化学键为离子键。sp3 离子 解析:(4)Si(NH2)4分子可视为SiH4分子中的4个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的,所以Si(NH2)4分子中Si原子轨道的杂化类型是sp3,分子的空间结构(以Si为中心)名称为正四面体形;氨基(—NH2)中氮原子形成3个σ键,含有1个孤电子对,N原子杂化轨道数目为4,N原子的杂化轨道类型是sp3。Si周围的—NH2基团体积较大,受热时斥力较强,Si(NH2)4中Si—N键能相对较小;产物中气态分子数显著增多(熵增),故Si(NH2)4受热不稳定,容易分解生成Si3N4和NH3。正四面体形 sp3 Si周围的—NH2基团体积较大,受热时斥力较强,Si(NH2)4中Si—N键能相对较小;产物中气态分子数显著增多(熵增)解析:(1)由于C的电负性比O的弱,电负性弱的原子易提供孤电子对形成配位键,则CO与钴形成配位化合物时,提供孤电子对的为碳原子。碳 正四面体形 A. sp3 B. sp3d C. sp3d2 D. dsp2解析:(3)[Co(NH3)6]2+的中心原子Co周围形成了6个σ键,故中心原子杂化后形成了6个杂化轨道,其采取的杂化类型是sp3d2。C 第*页考点4 配位键和超分子A基础知识重点疑难1. 配位键和配合物(1)配位键笔记:典型[ ]+ [ ]-孤电子对 接受 提供孤电子对的原子 接受共用电子对的原子 (3)配位化合物①定义:金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物。②形成条件①H2ONH3F Cl (4)配位化合物的组成①确定配体中配位原子的方法a.配体中有孤电子对的原子才可能成为配位原子①,如NH3中N有一个孤电子对,所以形成配位键时可作为配位原子,H不可以。b.若配体中有多个原子含有孤电子对时,根据元素的电负性大小②确定配位原子。元素的电负性越大,其原子越不容易提供孤电子对。如SCN-中C无孤电子对,S和N均有孤电子对,且电负性N>S,所以形成配合物时,配位原子一般为S。②配位数:作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目,即形成的配位键的数目称为配位数。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2。2. 超分子(1)概念(2)超分子内分子间的作用力多数人认为,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。笔记:(2023湖南)冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子(√)分子间 笔记:(2024浙江6月)冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近,故冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度(√)分子识别 自组装 (4)超分子应用①分离C60和C70②冠醚识别碱金属离子:冠醚孔径大小与合适的碱金属离子形成超分子。B题组集训提升能力题组一 配位键和配位化合物A. Al2Cl6的结构式为B. Al2Cl6为非极性分子C. 该反应中NH3的配位能力大于氯D. Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应D解析:由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为 ,结构对称,为非极性分子,故A、B正确;由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;溴元素的电负性小于氯元素,溴原子的半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误。2. (2025·八省联考河南卷)配合物间的结构转变是一种有趣的现象。配合物1经过加热可转变为配合物2,如图所示。A. 配合物1中含有2种配体B. 配合物2中N原子采取sp2杂化C. 转变过程中涉及配位键的断裂和形成D. 转变前后,Co的化合价由+2价变为0价D< [CuNH3]2+形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂(2)(2023·全国甲卷)酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。③ +2 配位 解析:(2)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化,且分子中存在大π键,其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道,其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键,标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键,因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H+;钴酞菁分子中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,因此,钴离子的化合价为+2,氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。4. (1)一种Ni2+配合物的结构如图所示。解析:(1)①由题意知,组成该配合物的第二周期元素有C、N、O,同周期从左到右,元素电负性递增,则电负性:O>N>C。O>N>C 解析:②由题图结构可知,Ni2+周围有4个氮原子与其形成配位键,故其配位数为4。A. 配位键 B. 离子键C. 氢键 D. 范德华力解析:③该配合物中存在配位键、分子内氢键、范德华力,不含离子键。4 ACD A. 共价键 B. 非极性键C. 配位键 D. σ键E. π键解析:(2)[Al(OH)4]-中OH-和Al3+之间存在配位键,H、O之间形成共价键,也是极性键、σ键。ACD [CoBr(NH3)5]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀 解题感悟配位键或配合物的判断方法(1)根据配位键的形成条件判断若物质中含有能够提供孤电子对的原子、离子或分子(电子对给予体)和含有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子(电子对接受体),则物质中含有配位键。(2)根据常见的电子对给予体和电子对接受体判断①电子对接受体:Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Au、Pt。②电子对给予体:OH-、H2O、NH3、CN-。例:[Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+、K3Fe(CN)6、Fe(SCN)3等。B芳烃 芘 并四苯 蒄结构结合常数 385 3 764 176 000A. 芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子B. 并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同C. 从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘D. 芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合解析:“分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子,A项正确;“分子客车”的长为2.2 nm、高为0.7 nm,从长的方向观察,有与并四苯分子适配的结构,从高的方向观察则缺少合适结构,故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性,B项错误;芘与“分子客车”中间部分结构大小适配,故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘,C项正确;芘、并四苯、蒄中π电子数逐渐增多,与“分子客车”的结合常数逐渐增大,而结合常数越大越稳定,故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合,D项正确。BA. 环六糊精属于寡糖B. 非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子C. 图2中甲氧基对位暴露在反应环境中D. 可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚解析:A项,根据题图1环六糊精的结构可知,1个环六糊精分子水解后可以得到6个葡萄糖分子,则环六糊精属于寡糖,正确;B项,环六糊精的内腔直径是固定的,只有大小合适的分子才能被包合形成超分子,错误;C项,由题图2可知,苯甲醚被环六糊精包合形成超分子,苯甲醚中甲氧基(—OCH3)邻、对位的H原子比较活泼,容易发生反应,形成超分子后,甲氧基邻位的H原子恰好被包裹住,只有甲氧基对位的H原子暴露在反应环境中,正确;D项,由题图3可知,环六糊精可以与对氯代苯甲醚形成超分子,几乎不能与邻氯代苯甲醚形成超分子,则可以利用超分子的“分子识别”特性,通过某有机溶剂萃取出邻氯代苯甲醚,将超分子与邻氯代苯甲醚分离,再利用另一种能溶解环六糊精、但不溶解对氯代苯甲醚的溶剂,将环六糊精和对氯代苯甲醚分离,正确。第*页考点5 分子间作用力、氢键、分子性质A基础知识重点疑难1. 分子间作用力及其对性质的影响范德华力 氢键存在 分子间普遍存在① 由已经与电负性很大的原子形成共价键②的氢原子与另一个 电负性 很大的原子之间形成的作用力特征 无方向性、无饱和性 具有一定的方向性③和 饱和性 强度 共价键> 氢键 > 范德华力 影响其强度的因素 ①组成和结构相似的物质,相对分子质量 越大 ,范德华力越大;②分子的极性 ,范德华力越大 对于A—H…B—,A、B的电负性越大④,B原子的半径 越小 ,氢键键能越大电负性 饱和性 氢键 范德华力 越大 越大越小 范德华力 氢键对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质,如熔、沸点等。范德华力越大,物质的熔、沸点 越高 分子间氢键⑤的存在,使物质的熔、沸点 升高 ,分子内氢键常使物质的熔、沸点 降低 ,对电离、溶解度等产生影响越高 升高降低 笔记:①(2023海南)某型长征运载火箭以液氧和煤油为推进剂,液氧分子间靠范德华力凝聚在一起(√)②(2024重庆)CH3COOH分子中含有sp2杂化的原子并且能与H2O形成氢键(√)(2024河北)CO2、NH3存在相同类型的分子间作用力(×)③(2024湖北)冰的密度小于干冰,原因是冰晶体中水分子的空间利用率相对较低(√)④(2024安徽)羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O >N—H…N(√)⑤(2023湖南)邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点(√)(2024湖北)甘油是黏稠液体,原因是甘油分子间氢键较强(√)(1)氢键作用力大于范德华力,但不属于化学键,只影响物理性质,与化学性质、稳定性无关。(2)形成条件:X—H…Y—,其中X、Y分别为N、O、F。(3)有饱和性和方向性如1 mol H2O中含有2 mol氢键(饱和性); 中F…H—F在同一条直线上(方向性)。2. 分子的性质(1)分子的极性笔记:①(2022江苏) SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子(√)②(2023北京)氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性,与氟元素和氯元素的电负性有关(√)(2)分子极性的判断方法①分子的极性由共价键的极性和分子的空间结构两方面共同决定②判断ABn⑤型分子极性的经验规律若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数⑥,则为非极性分子,若不相等,则为极性分子。笔记:①(2023海南)OF2是由极性键构成的极性分子(√)②如正四面体、直线形、平面正三角形、正六边形等③(2023浙江1月)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,则Al2Cl6为非极性分子(√)④O3为极性分子,与SO2互为等电子体,是V形分子⑤含三种或三种以上元素一般为极性分子,如CHCl3、CH2O等⑥(2023湖北)CF4和SF4均为非极性分子(×)增大 增大 羟基 氨基 酯基 减小 笔记:(2024甘肃)在水中的溶解度:苯<苯酚(√)(4)有机酸分子的酸性酸性强弱 理论解释三氟乙酸>三氯乙酸① 氟的电负性②大于氯的电负性,F—C的极性 大于 Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸 Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性,极性越强,羧基中的羟基的极性就越大,就越易电离出氢离子大于酸性强弱 理论解释甲酸>乙酸>丙酸 烷基是 推电子基团 ,烷基越长推电子效应越 大 ,使羧基中的羟基的极性越 小 ,羧酸的酸性越 弱 笔记:①(2023北京)三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka,与氟元素和氯元素的电负性有关(√)②(2024广东)电负性:F>Cl,故酸性:CF3COOH<CCl3COOH(×)推电子基团 大 小 弱 (5)分子的手性镜像 手性异构体 不同基团或原子 B题组集训提升能力题组一 分子间作用力的辨析①范德华力较弱,破坏它所需能量较少②碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键③氢键是化学键④H2O分子之间形成氢键,因此H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高(2023·江苏化学)⑤某型长征运载火箭以液氧和煤油为推进剂,液氧分子间靠范德华力凝聚在一起(2023·海南化学)②③④ 解析:范德华力是分子间作用力,较弱,破坏它所需能量较少,故①正确。碘化氢与氯化氢都属于分子晶体,组成、结构相似,碘化氢相对分子质量较大,分子间作用力强,沸点较高,与氢键无关,故②错误。氢键是分子间作用力,不是化学键,故③错误。H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高,主要原因为氧氢键的键能高于硫氢键,和H2O分子之间形成氢键无关,故④错误。液氧为分子晶体,分子间靠范德华力凝聚在一起,故⑤正确。2. (2024·安徽化学)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。B. 熔点:NH2OH>[NH3OH]ClC. 25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4ClD. 羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…ND选项 实例 解释AB 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力C SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高 SiX4均为分子晶体,随着相对分子质量增大,范德华力增大D 邻硝基苯酚的熔点低于对硝基苯酚 前者存在分子内氢键,后者存在的分子间氢键使分子间作用力大于前者B题组二 分子间作用力对物质性质的影响FDCA形成的分子间氢键更多(2)(2024·浙江6月选考)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强S的原子半径大于O的原子半径,S—H键的键长大于O—H键,S—H键的键能小于O—H键,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性HD>HC,C-的水解能力大于D-,钠盐的碱性NaC>NaD硫酸分子能形成更多的分子间氢键中含有N原子,可以形成分子间氢键,氢键可以使其沸点升高题组三 分子的溶解性5. (2025·名师汇编)回答下列问题。A. NH3和H2O都是极性分子B. NH3在水中易形成氢键D. NH3是一种易液化的气体D 解析:(2)CCl4、CS2是非极性分子,CrO2Cl2能与CCl4、CS2等互溶,根据“相似相溶”规律,CrO2Cl2是非极性分子。非极性 A. 水 B. CCl4C. 苯 D. NiSO4溶液解析:(3)Ni(CO)4呈正四面体形,结构对称,正电中心和负电中心重合,所以属于非极性分子,四氯化碳、苯都是非极性分子,所以Ni(CO)4易溶于四氯化碳和苯,故B、C项符合题意。BC 吡啶与H2O分子间形成氢键 吡啶和H2O均为极性分子,相似相溶,而苯为非极性分子解题感悟相似相溶规律(1)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。例:蔗糖、氨、HCl易溶于水而难溶于四氯化碳,碘易溶于四氯化碳却难溶于水。(2)“相似相溶”规律还适用于分子结构的相似性。例:乙醇和水互溶(乙醇和水中的羟基相近)。(3)某些含相同元素的物质存在着另一种“相似相溶”现象。例:硫黄易溶于CS2,I2易溶于KI溶液。题组四 有机化合物的酸碱性A. 碳原子杂化轨道中s成分占比:—C≡CH>—CH CH2B. 羟基的活性: >CH3CH2OHC. 酸性:ClCH2COOH>BrCH2COOHD. 碱性: >D解析:碳碳三键中C原子杂化方式为sp杂化,碳碳双键中C原子杂化方式为sp2杂化,故碳原子杂化轨道中s成分占比:—C≡CH>—CH CH2,A正确;苯环为吸电子基团,乙基为推电子基团,故羟基的活性:苯甲醇>乙醇,B正确;吸电子能力—Cl>—Br,故酸性ClCH2COOH>BrCH2COOH,C正确;甲基为推电子基团,故 中六元环的电子云密度大,碱性强,D错误。7. 键的极性或分子的极性会影响分子的有关性质。①CF3COOH ②CCl3COOH③CHCl2COOH ④CH2ClCOOH⑤CH3COOH ⑥CH3CH2COOH①>②>③>④>⑤>⑥ 烃基(R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱一氧化碳分子是极性分子,氮气分子是非极性分子,一氧化碳分子的极性比氮气分子的极性强,相对分子质量相似的分子,极性分子的熔、沸点高,所以一氧化碳的熔、沸点高题组五 分子极性与化学键极性的关系A. CO2、H2S B. C2H4、CH4C. Cl2、C2H2 D. NH3、HCl解析:H2S和NH3、HCl都是含极性键的极性分子;Cl2是含有非极性键的非极性分子;CO2、CH4是只含有极性键的非极性分子;C2H4和C2H2是含有极性键和非极性键的非极性分子。B第*页限时跟踪检测A. Cl2O的结构式为B. 键角:Cl2O<H2O<H2SD. Cl2的电子云轮廓图为B123456789101112123456789101112选项 事实 解释A Be的第一电离能大于B 电子的能量:Be原子2s轨道处于全充满的稳定状态,能量较低B P能形成PCl3和PCl5,N只能形成NCl3 原子轨道:P有3d轨道,N没有123456789101112选项 事实 解释C 相同温度下,电离平衡常数Ka( )<Ka( ) 氢键:中形成分子内氢键,使其更难电离出H+D Fe(SCN)3溶液中滴加NH4F溶液,红色褪去 稳定性:Fe3+与F-生成的配合物稳定性较强答案:A123456789101112解析:Be的第一电离能大于B,Be失去的是2s能级上的电子,B失去的是2p能级上的电子,2p能级上的电子的能量比2s能级上的电子的能量高,A错误;N的最外层无3d轨道,不能发生sp3d杂化,N只能形成NCl3,B正确;由于 中形成分子内氢键,使其更难电离出H+,故在相同温度下,电离平衡常数Ka( )<Ka( ),C正确;Fe(SCN)3溶液中滴加NH4F溶液,红色褪去,说明生成了无色的FeF3,说明Fe3+与F-生成的配合物稳定性较强,D正确。123456789101112B. 氮原子a、b、c的杂化方式未发生变化C. R—N3分子中∠CNN=120°D. 若R为甲基,则戊的碱性比NH3强C123456789101112123456789101112选项 实例 解释A 不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3 共价键具有饱和性B 分子的极性:BF3<NF3 F—N键的极性小于F—B键的极性C 冠醚12-冠-4能够与Li+形成超分子,而不能与K+形成超分子 该冠醚空腔的直径与Li+的直径相当,与K+的直径不匹配D 沸点:N2<CO 二者分子量相同,但分子的极性不同B123456789101112解析:氢原子达到2电子稳定结构,氢原子只能共用1对电子对,氯原子最外层有7个电子,只能共用1对电子对满足8电子稳定结构,因此自然界不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3,A不符合题意;BF3中B原子为sp2杂化,空间结构为平面正三角形,为非极性分子;NF3中N为sp3杂化,空间结构为三角锥形,为极性分子,故分子的极性:BF3<NF3,与F—N键的极性和F—B键的极性相对大小无关,B符合题意;冠醚12-冠-4能够与Li+形成超分子,而不能与K+形成超分子,是由于该冠醚空腔的直径与Li+的直径相当,与K+的直径不匹配,C不符合题意;N2和CO均形成分子晶体,但由于CO为极性分子,而N2为非极性分子,尽管二者分子量相同,但分子的极性不同,导致沸点:N2<CO,D不符合题意。123456789101112A. 酞菁中,元素的第一电离能由大到小的顺序为N>H>CB. 酞菁中,标注③的N原子p轨道能提供1个电子C. 酞菁钴中,钴离子的化合价为+2价D. 酞菁钴中,钴离子的配位数为4B123456789101112解析:元素的第一电离能由大到小的顺序为N>H>C,A正确;因为酞菁分子中所有原子共平面,故标注③的N原子采取sp2杂化,与2个碳原子和1个氢原子形成3个σ键,价电子中剩余2个电子在p轨道上参与形成大π键,故标注③的N原子p轨道能提供1对电子,B错误;酞菁钴中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成配合物,因此,钴离子的化合价为+2价,C正确;酞菁钴中,钴与4个氮原子形成配位键,钴离子的配位数为4,D正确。1234567891011126. (2025·丽水、湖州、衢州4月模拟)在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如Be和Al。BeCl2和AlCl3在气态时通常以二聚体的形式存在,Al2Cl6的结构如图所示。硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构。A. Al2Cl6中含有配位键C. SiO2中的键角∠OSiO为120°D. H3BO3晶体中存在的作用力为共价键、氢键和范德华力C123456789101112123456789101112选项 性质差异 结构因素A 沸点:乙醇(78.3 ℃)高于二甲醚(-29.5 ℃) 氢键作用B 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型C 键角:PF3(94°)小于PCl3(109°28') 电负性差异D 分解温度:HBr(500 ℃)高于HI(300 ℃) 范德华力作用D123456789101112解析:乙醇和二甲醚互为同分异构体,但由于乙醇中存在分子间氢键,而二甲醚中不存在,导致乙醇(78.3 ℃)的沸点高于二甲醚(-29.5 ℃),即与氢键作用有关,A不符合题意;AlF3是离子晶体,AlCl3是分子晶体,作用力:离子键>范德华力,导致AlF3的熔点远高于AlCl3,则AlF3的熔点远高于AlCl3与晶体类型有关,B不符合题意;电负性:F>Cl,故PF3中共用电子对离P更远,排斥力更小,键角更小,且原子半径:F<Cl,故PF3的键角小于PCl3,即与F、Cl的电负性差异有关,C不符合题意;分解温度:HBr为500 ℃,HI为300 ℃,即热稳定性:HBr>HI,是由于非金属性:Br>I,导致H—Br键的键能比H—I键的键能大,与分子间作用力无关,D符合题意。123456789101112A. 铜原子的杂化类型为sp3杂化B. O→Cu的配位键键能小于N→Cu的配位键键能C. 顺式甘氨酸铜溶解度小于反式甘氨酸铜D. 甘氨酸铜晶体中相邻微粒通过范德华力相连,堆积成超分子B123456789101112解析:甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,则甘氨酸铜中Cu、与铜形成σ键的2个O、2个N处于同一平面,则铜原子的杂化类型为dsp2杂化,故A错误;由于O的电负性大于N,所以N原子更易形成配位键,O→Cu的配位键键能小于N→Cu的配位键键能,故B正确;由结构简式可知,顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子,根据“相似相溶”原理可知顺式甘氨酸铜在水中的溶解度更大,故C错误;从结构可看出,顺式甘氨酸铜相邻微粒间存在分子间氢键,故D错误。123456789101112A. X中O—S—O的键角是109°28'B. Y结构的空间结构为正四面体形C. 基态硫原子中有16种空间运动状态的电子D. X和Y通过氢键可形成结构D123456789101112解析:X中,S原子有一个孤电子对,由于孤对电子对对成键电子对的排斥,O—S—O的键角小于109°28',A错误;Y中S连接的4个原子不完全相同,故空间结构为四面体形而非正四面体形,B错误;基态硫原子的核外电子占据9个原子轨道,有9种空间运动状态的电子,C错误;X中的H可以与Y中的O形成氢键,形成结构 ,D正确。12345678910111210. (2025·河南名校二模)实验室常用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)检验Fe2+。一种制备铁氰化钾的流程如下:Fe FeSO4 K4[Fe(CN)6] K3[Fe(CN)6]已知:A. NaCN中σ键和π键数之比为1∶2B. Cl2中sp3轨道和sp3轨道以“头对头”重叠成键B123456789101112解析:CN-中碳氮三键中含1个σ键、2个π键,A正确;Cl2中Cl不参与杂化,B错误;CN-中C为配位原子,该配离子中有6个C原子,亚铁离子的配位数为6,C正确;根据平衡常数含义,平衡常数越大,反应进行程度越大,产物越稳定,K1小于K2,[Fe(CN)6]3-更稳定,D正确。123456789101112物质 结构简式 水中溶解度/g(25 ℃) 熔点/℃ 沸点/℃X 0.2 45 100Y 1.7 114 295X物质形成分子内氢键,Y物质形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大123456789101112sp2 7NA CO(NH2)2分子与水分子之间能形成氢键 172 低 123456789101112123456789101112(4)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。分子 参数分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)CH4 0.436 16.40CO2 0.512 29.91123456789101112解析:(4)可燃冰中存在范德华力,另外水分子间还存在氢键。分子与H2O的结合能越大表明越容易与H2O结合。氢键、范德华力 CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4 123456789101112离子键、氢键、范德华力 12345678910111212. (2025·山东烟台模拟)水系镁离子电池的正极材料由铜、铁、氮、碳元素组成。回答下列问题:解析:(1)[Cu(H2O)6]2+中H2O是配体,只有O能提供孤电子对,则O为配位原子。Sc为21号元素,价层电子排布式是3d14s2,Sc3+是基态Sc原子失去价层电子,故3d轨道上无未成对电子,水合离子[Sc(H2O)6]3+无色。O 无 1234567891011123 非极性 123456789101112解析:(3)根据题给氮化硅的成键方式可知,N、Si原子均为sp3杂化,但N原子上有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力,故键角∠N—Si—N>∠Si—N—Si。> N、Si原子均为sp3杂化,但N原子上有1个孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力123456789101112解析:(4)由草酸亚铁晶体的单链结构图可知,有6个氧原子与Fe2+形成配位键,Fe2+的配位数为6,两条链之间可以通过氢键连接。6 氢键 123456789101112 展开更多...... 收起↑ 资源预览