第二章 分子结构与性质\n章末素能提升\n知识网络整合提升真题体验\n知识网络\n分子结构与性质\n分子结构与性质键参数键能(键能越大，共价键越稳定)键长(两个成键原子的核间距越小，键长越短，共价键越稳定键角(两个共价键间的夹角)分子的稳定性分子的空间构型分子的性质\n分子结构与性质\n分子结构与性质\n分子结构与性质\n整合提升\n专题1化学键与物质类别的关系1．只含非极性共价键的物质：非金属元素构成的单质，如：I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。2．只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如：HCl、NH3、SiO2、CS2等。3．既有极性键又有非极性键的物质，如：H2O2、C2H2、CH3CH3等。\n4．只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CaCl2、K2O、NaH等。5．既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。6．由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl等。7．由强极性键构成但又不是强电解质的物质，如：HF。8．只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体SiO2、SiC等。\n9．无化学键的物质：稀有气体，如氩等。10．共价键的分类(1)配位键是一种特殊的共价键。(2)根据共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键。(3)根据共用电子对数，共价键分为单键、双键、三键。(4)根据原子轨道的重叠方式不同，可分为σ键(头碰头)和π键(肩并肩)。\n\n(3)计算大π键中电子数的步骤①确定分子中价电子总数。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。\n\n②CO2分子中的大π键：CO2为直线形分子，中心原子C为sp杂化，无孤电子对，另外2个未参与杂化的p轨道与sp杂化轨道的轴呈正交关系，即相互垂直，因而CO2分子有两套相互平行的p轨道；CO2的价电子总数为16，每个氧原子有1个容纳孤电子对的轨道不与形成大π键的p轨道平行，则大π键中电子数为16－2×2－2×2＝8，则每套平行p轨道里有4个电子，故CO2分子中的大π键表示为Π。\n③其他常见的大π键\n下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是()A．乙醇与氯乙烷B．邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D．H2O与H2Te解析：邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键，沸点较低；而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B选项正确。对于A选项，由于乙醇可以形成分子间氢键，而氯乙烷不可以形成氢键，所以乙醇的沸点高于氯乙烷的沸点；同理，D选项中H2O的沸点高于H2Te的沸点。典例1B\n〔变式训练1〕下列说法正确的是()A．HF的稳定性很强，是因为HF分子之间能形成氢键B．水结成冰时，H—O键的键长变长，密度减小C．含氢元素的化合物中一定有氢键D．能与水分子形成氢键的物质易溶于水D\n解析：氢键是一种比较强的分子间作用力，它主要影响物质的物理性质，如熔沸点、密度、溶解度等，而分子的稳定性由共价键的强弱决定，与氢键无关，A项错误。在冰中，水分子之间以氢键结合，形成相当疏松的晶体，在结构中有许多空隙，造成冰的密度比水的密度小，B项错误。形成氢键必须有电负性很大的非金属元素，如N、O、F，其他元素则不易形成氢键，C项错误。\n专题2杂化轨道理论、价层电子对互斥理论1．判断中心原子杂化类型(或杂化轨道类型)的“四方法”(1)根据中心原子的价层电子对数判断中心原子的价层电子对数＝σ键个数＋中心原子孤电子对数中心原子的价层电子对数432杂化类型sp3sp2sp\n\n\n(2)根据分子的结构式判断一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断。杂化类型sp3sp2spC的成键方式4个单键1个双键和2个单键2个双键或1个三键和1个单键N的成键方式3个单键1个双键和1个单键1个三键\n\n2．分子或离子空间构型的判断方法\nVSEPR模型与微粒空间构型的判断规律如表所示：\n\n\n\n考向拓展当中心原子的价电子部分参与成键时，不同电子对之间的斥力不同：lp－lp≫lp－bp>bp－bp(lp指孤电子对，bp指成键电子对)，孤电子对成键电子对的斥力越大，形成共价键的键角越小。如H2O中，lp－lp≫lp－bp>bp－bp，空间构型为V形，键角约为105°；NH3中，lp－bp>bp－bp，空间构型为三角锥形，键角约为107°。\n人类对物质结构的探索永无止境。回答下列问题：(1)砷为第VA族元素，砷可以与某些有机基团形成有机化合物，如(ClCH＝CH)2AsCl，其中砷原子与2个碳原子、1个氯原子形成的VSEPR模型为________________。NaAsO2可用作杀虫剂，AsO的空间构型为___________。典例2四面体形V形\n3sp3轴对称\n(3)我国科学家在2010年首次制得石墨炔，它的一种结构(部分)如图所示。石墨炔中碳原子的杂化类型为_______________。sp、sp2\n直线形\n\n\n\n〔变式训练2〕(2020·陕西咸阳三模)照相底片定影时，常用含Na2S2O3的定影液溶解未曝光的AgBr，生成含Na3[Ag(S2O3)2]的废定影液。向废定影液中加入Na2S可使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S，从而使定影液再生。在高温下将Ag2S转化为Ag，达到回收银的目的。回答下列问题：(1)元素周期表中，铜、银位于同一副族的相邻周期，则基态银原子的价电子排布式为_______________。4d105s1\nsp33p哑铃(或纺锤)\nabcV形H2O、H3O＋中的氧原子均为sp3杂化，氧原子的孤电子对数分别为2、1，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力\n\n\n(5)H2O、H3O＋中的氧原子的价层电子对数均为4，中心原子都采用sp3杂化，氧原子的孤电子对数分别为2、1，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，因此H2O的键角小于H3O＋的键角。\n专题3分子性质、等电子体1．分子极性的判断分子总体来说是呈电中性的，但由于不同原子的电负性不同，成键电子对偏向电负性较大的原子，分子内部电荷的分布不一定对称，从而使分子有了极性分子与非极性分子之分。\n(1)根据空间构型判断空间构型\n臭氧(O3)为单质分子，但属于极性分子。O3与SO2互为等电子体，为V形分子，空间构型不对称。\n(2)根据物质类别判断\n(3)判断ABn型分子的极性：一般情况下，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，则该分子为非极性分子，否则为极性分子。如CH4中C为－4价，碳元素化合价的绝对值等于其所在的主族序数，则CH4为非极性分子；NH3中N为－3价，但氮元素为第VA族元素，氮元素化合价的绝对值不等于其所在的主族序数，则NH3为极性分子。\n2.溶解性(1)“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性溶剂。(2)氢键的影响：若溶剂和溶质分子间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。(3)疏水基团的影响：随着溶质分子中疏水基团的增大及个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇均可以与水以任意比例互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。\n3.熔沸点(1)范德华力的影响：一般情况下，组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，分子间范德华力增大，物质的熔沸点升高。(2)氢键的影响：分子间能形成氢键时，物质的熔沸点较高。4.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，导致R—O—H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下越易电离出H＋，即酸性越强。如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。\n\n(2)确定等电子体的方法\n\n(3)常见的等电子体及其空间构型\n\n典例3[F—H…F]－＜\n六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是______________，苯六甲酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显差异的本质原因是______________。见解析见解析\n\n〔变式训练3〕(1)(2020·湖北八校联考)写出与CH3NH互为等电子体的一种分子的化学式：______________。(2)(2021·山西太原二诊)稀土元素是指原子序数为57到71的15种镧系元素及与镧系元素化学性质相似的钪元素(Sc)和钇元素(Y)，共17种。①钪元素(Sc)为21号元素，位于周期表中的_________区，其基态原子的价电子排布图为_________________________________。CH3CH3d\nsp35NAN2O、CO2\n\n\n真题体验\n1．(2020·山东·T4D)判断正误：Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p－pπ键。()2．(2018·全国I·T35(3)节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中，存在__________(填标号)。A．离子键B．σ键C．π键D．氢键√AB\n4985\n\n5．(2017·全国Ⅲ·T35(4)节选)Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在____________________________。\n\nPH3中P的杂化类型是___________。NH3的沸点比PH3的__________，原因是_________________________，H2O的键角小于NH3的，分析原因____________________________________________________________________________________________________________。sp3高NH3存在分子间氢键NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大\n解析：PH3的价层电子对为3＋1＝4，故PH3中P的杂化类型是sp3;N原子电负性较强，NH3分子之间存在分子间氢键，因此NH3的沸点比PH3的高；H2O的键角小于NH3的，原因是：NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，故答案为：sp3；高；NH3存在分子间氢键；NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大。\n7．(2020·全国Ⅱ·T35(2))Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是______________________________________________________________________________________________________________。TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377－24.1238.3155\n8.(2020·全国Ⅲ·T35(3)节选)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是______________(写化学式)，其熔点比NH3BH3__________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在____________________________，也称“双氢键”。9．(2020·山东·T17(2)节选)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________________________(填化学式)。CH3CH3低Hδ＋与Hδ－的静电引力NH3＞AsH3＞PH3\n苯胺分子之间存在氢键S8相对分子质量大，分子间范德华力强\n12．(2018·全国Ⅲ·T35(3)节选)ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是__________________________________________________________________________。13．(2017·全国Ⅲ·T35(3)改编)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2════CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为___________________________，原因是________________________________________________________________________________________________________________。ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小H2O＞CH3OH＞CO2＞H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大\n14．(2016·全国Ⅱ·37(2)③节选)氨的沸点____________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是___________________________；氨是____________分子(填“极性”或“非极性”)。15．(2020·全国I·T35(3))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___________。16．(2020·全国Ⅱ·T35(4)节选)有机碱CH3NH中，N原子的杂化轨道类型是___________。高于NH3分子间可形成氢键极性正四面体4sp3sp3\nsp3sp2\n18．(2020·山东T7C改编)判断正误。B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。分子中B和N的杂化方式相同。()19．(2020·山东·T17(1)(2)改编)SnCl4空间构型为_______________。NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为______________________。20．(2019·全国Ⅱ·T35(1)节选)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________________。√正四面体形NH3、PH3、AsH3三角锥形\n正四面体sp3H2S平面三角2sp3\n\n平面三角形sp2V形sp3\n25．(2017·全国Ⅲ·T35(2))CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和___________。26．(2016·全国Ⅱ·T37(5)节选)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为___________。27．(2016·全国Ⅱ·T37(2)①)[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________________。28．(2016·全国Ⅲ·T37(3)节选)AsCl3分子的立体构型为_________。spsp3sp3正四面体三角锥形
