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2024
授课：×××
高考一轮复习
第19讲 分子结构与性质
一
复习目标
二
网络构建
三
知识梳理
题型归纳
四
真题感悟
目录
CONTENTS
内容索引
考点要求 考题统计 考情分析
物质的组成、性质、分类 2023**卷**题，**分
2022**卷**题，**分
2021**卷**题，**分 ……
传统文化中的性质与变化 2023**卷**题，**分
2022**卷**题，**分
2021**卷**题，**分
考情分析
考点要求 考题统计 考情分析
分子的空间结构 2023新课标卷9题，6分2022湖北卷11题，3分2021山东卷9题，2分 分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
1．从考查题型和内容上看，高考的命题规律主要为非选择题，在新高考试题中也会以选择题的形式考查，考查内容主要有以下三个方面：(1)考查微粒(分子或离子)的空间结构以及中心原子的杂化类型，尤其是杂化类型的判断是高考命题的重点；(2)考查分子的极性、溶解性、手性分子的性质与应用；(3)考查范德华力、氢键、配位键的特点及其对物质性质的影响。
2．从命题思路上看，命题侧重结合新科技，新能源等社会热点为背景，考查杂化方式、分子或离子的空间结构(价层电子对互斥模型)、氢键等必备知识。
3.根据高考命题的特点和规律，在复习本部分内容时要注意以下几点：(1)价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的主要要点和应用。(2)分子极性、溶解性、手性的判断与应。(3)利用微粒之间的作用力等解释物质的性质，如溶解性、熔沸点、空间结构等。
分子的性质及应用 2023湖南卷4题，3分2022江苏卷5题，3分2021海南卷5题，3分
网络构建
01
分子的空间结构
PART ONE
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02
夯基·必备基础知识
先确定中心原子上的价层电子对数,得到含有孤电子对的VSEPR模型,再根据存在孤电子对的情况最后确定分子的立体构型。
1.理论要点
知识点1 价层电子对互斥模型
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
2.判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法
用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。
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02
夯基·必备基础知识
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。
3.价层电子对互斥理论与分子构型
知识点1 价层电子对互斥模型
价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 电子对立体构型 分子立体构型 实例
2 2 0 直线形 直线形 CO2
3 3 0 三角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
02
夯基·必备基础知识
【易错提醒】
价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。
知识点1 价层电子对互斥模型
(1)当中心原子无孤电子对时，两者的空间结构一致；
(2)当中心原子有孤电子对时，两者的空间结构不一致。
02
夯基·必备基础知识
1.理论要点
当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。
知识点2 杂化轨道理论
2.杂化轨道与分子立体构型的关系
3.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 立体构型 实例
sp 2 180° 直线形 BeCl2
sp2 3 120° 平面三角形 BF3
sp3 4 109°28′ 四面体形 CH4
杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有关系式：
杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)＝中心原子的价层电子对数
02
夯基·必备基础知识
4.分子(ABn型)、离子(ABnm±型)的空间结构分析示例
知识点2 杂化轨道理论
实例 价层电子对数(即杂化轨道数) 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
BeCl2 2 2 0 sp 直线形 直线形
CO2 直线形 直线形
BF3 3 3 0 sp2 平面三角形 平面三角形
SO2 2 1 V形
CH4 4 4 0 sp3 四面体形 正四面体形
NH3 3 1 三角锥形
H2O 2 2 V形
CO 3 3 0 sp2 平面三角形 平面三角形
NH 4 4 0 sp3 四面体形 正四面体形
02
夯基·必备基础知识
【归纳总结】判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法
(1)根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断:如(ABm型)中心原子的价层电子对数为4，中心原子的杂化轨道类型为sp3；价层电子对数为3，中心原子的杂化轨道类型为sp2；价层电子对数为2，中心原子的杂化轨道类型为sp。
知识点2 杂化轨道理论
(2)根据等电子体原理进行判断:如CO2是直线形分子，SCN－、N3-与CO2是等电子体，所以分子的空间结构均为直线形，结构式类似，中心原子均采用sp杂化。
(3)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断:没有π键的为sp3杂化，如CH4中的C原子；含1个π键的为sp2杂化，如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子；含2个π键的为sp杂化，如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。
02
夯基·必备基础知识
1.含义：原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。
2.特点：等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。
知识点3 等电子体原理
3.确定等电子体的方法
同主族代换或同周期相邻元素替换，交换过程中注意电荷变化。
02
夯基·必备基础知识
4.常见的等电子体汇总
知识点3 等电子体原理
等电子类型 常见等电子体 空间结构
2原子10电子 N2，CN-，C22-，NO＋ 直线形
2原子14电子 F2，O22-，Cl2 直线形
3原子16电子 CO2，N2O，CNO-，N3-，NO2+，SCN-，HgCl2，BeCl2（g） 直线形
3原子18电子 O3，SO2，NO2- V形
4原子8电子 NH3，PH3，CH3 ，H3O＋ 三角锥形
4原子24电子 SO3（g），CO32-，NO3-，BO33-，BF3 平面三角形
4原子26电子 SO32-，ClO3-，BrO3-，IO3-，XeO3 三角锥形
5原子8电子 CH4，SiH4，NH4+，PH4+，BH4- 正四面体形
5原子32电子 CCl4，SiF4，SiO44-，SO42-，ClO4- 正四面体形
7原子48电子 AlF63-，SiF62-，PF6-，SF6 八面体形
12原子30电子 C6H6，N3B3H6（俗称无机苯） 平面六边形
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02
提升·必备题型归纳
考向1 考查微粒空间结构的判断
D
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考向1 考查微粒空间结构的判断
B
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考向2 考查杂化轨道类型的判断
A
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考向2 考查杂化轨道类型的判断
C
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提升·必备题型归纳
考向3 考查键角大小比较
D
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考向3 考查键角大小比较
C
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02
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考向4 考查等电子体原理的应用
B
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02
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考向4 考查等电子体原理的应用
A
02
分子的性质及应用
PART ONE
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夯基·必备基础知识
1.非极性分子与极性分子的比较
2.非极性分子与分子极性的判断
知识点1 分子的极性
类型 非极性分子 极性分子
形成原因 正电中心和负电中心重合的分子 正电中心和负电中心不重合的分子
存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键
分子内原子排列 对称 不对称
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夯基·必备基础知识
3.键的极性、分子空间构型与分子极性的关系
知识点1 分子的极性
类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性
X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子
XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子
XY2(X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子
SO2 极性键 V形 极性分子
H2O、H2S 极性键 V形 极性分子
XY3 BF3 极性键 平面正三角形 非极性分子
NH3 极性键 三角锥形 极性分子
XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子
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夯基·必备基础知识
4.多原子分子极性的判断方法
知识点1 分子的极性
A.孤对电子法:如为ABn型，若中心原子A中没有孤对电子，为非极性分子，中心原子A中有孤对电子，则为极性分子。
B.几何对称法: 如为ABn型，如果各极性键在平面内或空间均匀排列，呈中心对称或呈正多边形、正多面体分布，该分子一定是非极性分子，反之为极性分子。通常有以下几种情况：线型对称，如CO2等（键角180°）；正三角形分子，如BF3（键角120°）；正四面体型分子，如CCl4、CH4（键角109°28′）。以上几类均为非极性分子，而NH3分子为三角锥型（键角107°18′），H2O分子为V型（键角104.5°）等均为极性分子。
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夯基·必备基础知识
4.多原子分子极性的判断方法
知识点1 分子的极性
C.中心原子化合价法:如为ABn型，若中心原子A的化合价的绝对值等于A的主族序数，则为非极性分子；若中心原子A的化合价的绝对值不等于A的主族序数，则为极性分子；
D.如为AxBYCZ这种类型的多原子分子绝大部分是极性分子。
5.分子的溶解性
①“相似相溶”的规律：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。
②若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。
③随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
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夯基·必备基础知识
1.有机羧酸的酸性
知识点2 键的极性对物质化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示：
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88
乙酸(CH3COOH) 4.76
甲酸(HCOOH) 3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
三氟乙酸(CF3COOH) 0.23
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夯基·必备基础知识
①羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。
知识点2 键的极性对物质化学性质的影响
②与羧基相邻的共价键的极性越大，羧酸的酸性越大。
③一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。
2.无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。
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夯基·必备基础知识
1.分子间作用力
知识点3 分子间作用力
(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键。
2.范德华力
①范德华力约比化学键的键能小1～ 2个数量级。
②范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。
③一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。
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3.氢键
知识点3 分子间作用力
1）形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
2）表示方法：A—H…B
3）特征：具有一定的方向性和饱和性。
4）分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
5）分子间氢键对物质性质的影响
（1）对物质溶沸点的影响：
①存在分子间氢键的物质，具有较高的熔、沸点。例如：NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
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夯基·必备基础知识
知识点3 分子间作用力
②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如：邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
6)分子间作用力(范德华力)与氢键的比较
范德华力 氢键
存在 分子间普遍存在 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间
特征 无方向性、无饱和性 具有一定的方向性和饱和性
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分子的极性越大，范德华力越大 对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大
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 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低，对电离、溶解度等产生影响
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知识点4 分子的手性
1.手性异构体与手性分子
2.手性分子的成因
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。有手性异构体的分子叫做手性分子。
当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。
3.手性分子的判断
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知识点4 分子的手性
4.手性分子的用途
(1)构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为手性异构体的两个分子的性质不同。
有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个
原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如 ,R1、
R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。
(2)生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。
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考向1 考查共价键的极性和分子极性的判断
A
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考向1 考查共价键的极性和分子极性的判断
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考向2 考查范德华力、氢键对物质性质的影响
C
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考向2 考查范德华力、氢键对物质性质的影响
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考向3 考查分子性质的综合应用
C
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考向3 考查分子性质的综合应用
D
真题感悟
PART ONE
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02
真题感悟
A
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真题感悟
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