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整理与提升
第二章 分子结构与性质
学业要求
1. 能说出共价键的主要类型、特征与区别;能调说明乙烷、乙烯和乙炔等物质的成键类型;能利用键参数解释物质的某些性质。
2.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论预测和解释简单的共价分子的空间结构。
3.能利用电负性判断共价键的极性，能根据共价分子的结构特点说明简单分子的某些性质;能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔点、沸点等性质影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点，知道氢键对于生命的重大意义。
4. 能根据键的极性和分子结构特点来判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释
分子构与性质
共价键
分子空间结构
测定分子结构方法
VSEPR模型
多样的分子空间结构
杂化轨道理论
直线形
V形
平面三角形
三角锥形
正四面形
分子结构与物质的性质
类型
本质、特征及规律
σ键、π键
键参数
键能、键长、键角
共价键的极性及其对化学性质的影响
分子间的作用力
分子的手性
范德华力、氢键
知识体系
一、共价键和分子的空间结构
键参数
相邻原子间相互作用
共价键
原子轨
道重叠
极性
物质的性质
解释
键长
键能
键角
键的强弱
分子的空间结构
价层电子对互斥模型
杂化轨道理论
模型认知
解释
预测
典例1：（高考改变)判断正误：
(1)(2022?海南)Cl﹣Cl键的键长比I﹣I键短 ( )
(2)(2022?海南)CH3COOH分子中只有σ键( )
(3)(2022?北京)H2分子的共价键是s-sσ键，Cl2分子的共价键是s-pσ键( )
(4)(2022?海南)(CN)2分子中既有σ键又有π键( )
(5)(2020?山东)B3N3H6（无机苯）形成大π键的电子全部由N提供( )
(6)(2020?山东)键能C-C>Si-Si、C-H>Si-H，因此C2H6稳定性大于Si2H6( )
×
√
×
√
√
√
考点一　共价键的类型和键参数
典例2：(2022北京) 由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
A. 稳定性：CH4>SiH4 B. 键长：C=O晶体硅
C
典例3：(1)(2022北京)H2O中O和SO42-中S均为sp3杂化，比较H2O中H-O-H键角和SO42-中O-S-O键角的大小并解释原因
____________________________________________________。
孤电子对有较大斥力，使H-O-H键角小于O-S-O键角；
(2)(2022全国乙)②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C-Cl键长的顺序是____________________________，理由：
(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强：
(ⅱ)____________________________________________________。
Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短
一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔
思维建模1：共价键类型的判断
（1）根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同种元素的原子之间形成的是极性键。
（2）根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。
（3）根据共价键规律判断 ???? 键、 ???? 键及其个数；原子间形成单键，则为 ???? 键；形成双键，则含有一个 ???? 键和一个 ???? 键；形成三键，则含有一个 ???? 键和两个 ???? 键。
?
思维建模2：比较键角大小
（1)杂化类型：sp杂化的键角>sp?杂化的键角>sp?杂化的键角。如CH4、BF3、CO2中心原子分别采取sp3、sp2和sp杂化，键角：CH4（2）孤电子对数：中心原子的孤电子对数多，斥力大，键角小，如H3O+的键角大于H2O的键角。
（3）电负性：中心原子电负性大，键角大，如H2O的键角大于H2S的键角；配位原子电负性大，键角小，如NH3的键角大于NF3的键角。
（4）化学键类型：双键间斥力>双键一单键的斥力>单键间的斥力，如HCHO中O—C—H键角（大于120°）要大于H—C—H键角（小于120°）。
跟踪训练1：（2022浙江）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
可根据HO(g)+HO(g)=H2O2(g)计算H2O2
出中氧氧单键的键能为214kJ?mol-1。
下列说法不正确的是（ ）
A. H2的键能为436kJ?mol-1
B. O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C. 解离氧氧单键所需能量：HOOD.H2O(g)+O(g)=H2O2(g) △H=-143kJ?mol-1
C
跟踪训练2：（2021?海南）SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是（　　）
A．是非极性分子
B．键角∠FSF都等于90°
C．S与F之间共用电子对偏向S
D．S原子满足8电子稳定结构
A
二、分子的空间构型
σ键对数
孤电子对数
分子的立体构型
VSEPR模型
价层电子对数
杂化轨道类型
孤电子对数
σ键个数
(a-xb)/2
2
3
4
sp
sp2
sp3
2
3
4
直线形
平面三角形
四面体
杂化轨道类型
参与杂化的轨道
杂化轨道特征
典型例子
球棍模型
sp
sp2
sp3
直线形
平面三角形
四面体形
1个s、1个p轨道
1个s、2个p轨道
1个s、3个p轨道
CH≡CH
CH2= CH2
CH3-CH3
典例4：(1)(2022全国甲) CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为____和____；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因____________________________________________________________。
C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能越大，化学性质越稳定
(2)(2022全国乙)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个_______杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Cl_______键，并且Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大π键。（∏34）
σ
sp2 sp3
sp2
(3)(2020?新课标Ⅰ)磷酸根离子的空间构型为 ____　 　，其中P的价层电子对数为 　 　、杂化轨道类型为 　 　。
正四面体形
4
sp3
考点二　杂化轨道类型和分子的空间构型
(5)（2021?山东）O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 　 _________　；OF2分子的空间构型为 　 ______；
Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 　 　，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 　 　（填标号）。A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
5
D
F＞O＞Cl
角(V)形
(4)(2022?山东)吡啶（ ）替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_____ 　 　（填标号）。A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
D
思维建模3：杂化轨道类型的判断
1.根据杂化轨道数目判断：杂化轨道数目 =???? 键电子对数目 + 中心原子的孤电子对数目。杂化轨道数目为2、 ???? 、 ???? 对应的杂化类型分别为 ???????? 、 ???????????? 、 ???????????? 。
?
2.根据杂化轨道的空间分布判断
空间分布
正四面体或三角锥形
平面三角形
直线形
杂化类型
????????????
????????????
????????
空间分布
正四面体或三角锥形
平面三角形
直线形
杂化类型
3.有机物中碳原子杂化类型的判断
饱和碳原子采取 ???????????? 杂化，连接双键的碳原子采取 ???????????? 杂化，连接三键的碳原子采取 ???????? 杂化。
?
思维建模4：VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}典型例子
价层电子对数
VSEPR模型
VSEPR模型名称
杂化轨道数
中心原子的杂化轨道类型
分子空间结构
直线形
平面三角形
平面三角形
四面体
四面体
正四面体
sp
sp2
sp3
sp2
sp3
sp3
CO2
SO2
SO3
H2O
NH3
CH4
2+0＝2
2+1＝3
3+0＝3
2+2＝4
3+1＝4
4+0＝4
2
3
3
4
4
4
直线形
V形
平面三角形
三角锥形
正四面体
V形
价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数
中心原子上孤电子对数＝ (a-xb)
2
1
跟踪训练3：(2022北京)我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式
B. 分子中含有手性碳原子
C. 该物质既有酸性又有碱性
D. 该物质可发生取代反应、加成反应
B
跟踪训练4：(2021?重庆)三磷酸腺苷(ATP)和活性氧类(如H2O2和O2-)可在细胞代谢过程中产生。
(1)ATP的分子式为C10H16N5O13P3，其中电负性最大的元素是 　 　，基态N原子的电子排布图为 　 　。
(2)H2O2分子的氧原子的杂化轨道类型为：　 　；H2O2和H2O能以任意比例
互溶的原因是 　 。
(3)O3分子的立体构型为 　 　。
根据右表数据判断氧原子之间的共价键最稳定的粒子是
粒子
O2
O2-
O3
键长/pm
121
126
128
O
sp3
水分子和过氧化氢分子同为极性分子，且相互之间可以形成氢健，互相吸引，并且它们的结构相似，相似相溶，所以可以任意比例互溶；
V形
O2
分子结构与物质性质
范德华力及其对物质性质的影响
分子的极性
物质的熔、沸点、溶解性
氢键及其对物质性质的影响
溶解性—“相似相溶”规律
分子的手性
共价键的极性与分子的空间结构
三、分子结构与物质的性质
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质的宏观性质
微观解释
1.分子有极性分子和非极性分子
2.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
3.卤素单质从F2到I2的熔、沸点越来越高
4.对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛的沸点
5.碘易溶于四氯化碳而难溶于水
共价键有极性键和非极性键，正电中心和负电中心是否重合(是否为中心对称)
电负性F >Cl，极性F-C>Cl-C，使F3C-的极性> Cl3C-的极性，通过传导作用导致三氟乙烯的羧羟基的极性更大，更易电离出H+。
从F2~I2相对分子质量渐大，所以分子间范德华力渐大，导致熔、沸点渐高。
前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键，前者的熔沸点高于后者的
碘是非极性分子，根据相似相溶原理，易溶于非极性的四氯化碳中，难溶于极性的水中。
典例5：(2022?浙江)(1)两种有机物的相关数据如右表：HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是 　 　。
考点三　分子的结构和物质的性质
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
物质
CF4
SiF4
BF3
AlF3
熔点/℃
﹣183
﹣90
﹣127
＞1000
HCON（CH3）2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低；
CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。
(2)四种晶体的熔点数据如右表：CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是____ 　 　
典例6：(1)(2022全国甲)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链
状结构_______。
(2)(2022?山东)在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是
①　 ________________________________________　，
②　 _____________________________________________　。
、
、 、 的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中
碱性最弱的是 　 　。
吡啶能与H2O分子形成分子间氢键；
吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子
提示：﹣CH3为推电子基团，﹣Cl是吸电子基团
概念
范德华力
氢键
共价键
影响
强度的
因素
①随分子极性的增大而增大
②分子组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
对于X—H…Y,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,作用越强
成键原子半径和共用电子对数目。键长越小,键能越大,共价键越稳定
对物质
性质的
影响
①影响物质的熔点、沸点
②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高,如CF4 ①分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大。
②分子内氢键降低物质的熔、沸点
共价键键能越大,分子稳定性越强
思维建模5：三种作用力及对物质性质的影响
跟踪训练4：(1)(2021?山东)OF2的熔、沸点 　 　(填“高于”或“低于”)
Cl2O，原因是_____________________________________________________
__________________________ 　。
(2)(2020?山东)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为　_____________ 　 （ 填化学式，下同），还原性由强到弱的顺序为 ____________________　，键角由大到小的顺序为　 　。
低于
NH3、PH3、AsH3；
OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高；
NH3、AsH3、PH3
AsH3、PH3、NH3；
跟踪训练5：(2022?海南)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn﹣N键中离子键成分的百分数小于Zn﹣O键，原因是 　 　 ___________________________________________________________________________。
（2022?海南）邻苯二甲酸酐（ ）和邻苯二甲酰亚胺（ ）都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是_______________ 　 。
O的电负性比N大，即Zn﹣O的极性比Zn﹣N的极性大，离子键成分的百分数更高
两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高；
课堂小结
1、(2022?海南)已知CH3COOH+Cl2 ClCH2COOH+HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是（　　）
A．HCl的电子式为
B．Cl﹣Cl键的键长比I﹣I键短
C．CH3COOH分子中只有σ键
D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH
I2
BD
课堂达标
2、(2022北京)38Sr(锶)的、87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是（ ）A. Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B. 可用质谱法区分86Sr和87Sr
C. 87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D. 同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
A
3．（2020?山东）B3N3H6（无机苯）的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是（　　）
A．其熔点主要取决于所含化学键的键能
B．形成大π键的电子全部由N提供
C．分子中B和N的杂化方式相同
D．分子中所有原子共平面
A
4．（2022?山东）AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N﹣Al键、N﹣Ga键。下列说法错误的是（　　）
A．GaN的熔点高于AlN
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
A
5、（2022?广东）硒（Se）是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光（AIE）效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如图：
（1）Se与S同族，基态硒原子
价电子排布式为 　 　。
（2）H2Se的沸点低于H2O，其原因是
　。
4s24p4
H2O分子间存在氢键、H2Se分子间无氢键
（3）关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有 　 　。
A.Ⅰ中仅有σ键 B.Ⅰ中的Se﹣Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水 D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2E.
Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大
（4）Ⅳ中具有孤对电子的原子有 　 　。
（5）硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4　 　H2SeO3（填“＞”或“＜”）。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠（Na2SeO4）可减轻重金属铊引起的中毒。SeO42-的立体构型为 　 　。
BDE
O、Se
正四面体
＞

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