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专题03 化学键 分子结构与性质
目录
01 知识脑图·学科框架速建
02 考点精析·知识能力全解
【知能解读01】化学键
【知能解读02】共价键及键参数
【知能解读03】分子的空间结构
【知能解读04】分子间作用力 分子的性质
【知能解读05】配位键 超分子
03 攻坚指南·高频考点突破
【重难点突破01】化学键与物质类别的关系
【重难点突破02】电子式的书写与判断
【重难点突破03】键参数及其应用
【重难点突破04】分子空间构型
【重难点突破05】分子的性质
【重难点突破06】配位键和配合物
04 避坑锦囊·易混易错诊疗
【易混易错01】有关化学键易错点
【易混易错02】共价键及键参数易混易错点
【易混易错03】分子(离子)的空间结构判断易混易错点
【易混易错04】有关分子的性质的易混易错点
【易混易错05】有关配合物的易混易错点
05 通法提炼·高频思维拆解
【方法技巧01】中心原子杂化类型与分子(或离子)空间结构的判断
【方法技巧02】键角大小的比较
【方法技巧03】分子的性质比较
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2
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01 化学键
1.化学键
(1)化学键的定义及分类
①定义:________的原子间的________的相互作用称为化学键。
②分类:化学键分为离子键、共价键和金属键。
(2)离子键、共价键的比较
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
带相反电荷________之间
的相互作用
原子间通过__________所形成的相互作用
成键粒子
成键实质
共用电子对________任
何一方原子
共用电子对_______一
方原子
形成条件
活泼金属与活泼非金属经
电子得失,形成离子键;
或者铵根离子与酸根离子
之间形成离子键
________元素原子之间
成键
________元素原子之
间成键
形成的物质
离子化合物
非金属单质(稀有气体除
外);某些共价化合物或
离子化合物
共价化合物或某些离
子化合物
2.化学键与物质的类别
(1)离子化合物与共价化合物
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有________的化合物
只含有________的化合物
构成微粒
化学键类型
一定含有________,可能含有________
只含有________
物质类别
①强碱
②绝大多数盐
③金属氧化物
①含氧酸
②弱碱
③气态氢化物
④非金属氧化物
⑤极少数盐,如AlCl3
⑥大多数有机物
(2)化学键类型与物质类别的判断
3
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3.化学键的符号表征——电子式
(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的________ (价层电子)的式子。
(2)电子式书写方法
①原子:元素符号周围标明元素原子的最外层电子,如:氧原子:________;氖原子:________。
②简单阳离子:直接来用阳离子的符号表示,如:Na+、Li+、Mg2+、Al3+等。
③简单阴离子:用“[ ]”将最外层电子数括起来,并在右上角标出“n-”以表示其所带的电荷。如:
O2-:________;Cl-:________。
④离子化合物:分别写出阴、阳离子的电子式,如NaCl:___________;Na2O:____________。
⑤共价分子:将共用电子对写在两原子之间,每个原子的未成键电子也应写出,如N2:________;
H2O:________。
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl:________________________。
②共价化合物
如HCl:________________________
。
4.物质变化过程中的化学键变化
(1)发生化学反应:
①化学反应过程中反应物中________被破坏,产物中有新化学键的形成,如H2与Cl2反应生成HCl,
H2、Cl2中的化学键被破坏,形成HCl 中的化学键。
②化学反应时,并不是反应物中________化学键都被破坏,如反应Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+
2NaCl 中,Na2SO4、BaCl2中的离子键被破坏,但SO 中共价键未被破坏。
(2)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物――――――→电离――――――→阴、阳离子。
(3)共价化合物的溶解或熔化过程
①溶解:
4
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②熔化:
(4)单质的熔化或溶解过程
①由分子构成的固体单质,如I2的升华、P4的熔化,只破坏____________,而不破坏________。
②由原子构成的单质,如金刚石、晶体硅,熔化时破坏________。
③对于某些活泼的非金属单质,溶于水后能与水反应,其分子内________被破坏,如Cl2、F2等。
5.化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度____、熔点____,就是因为其中的共价键很强,破坏
时需消耗很多的能量。
②NaCl 等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也________。
(2)对化学性质的影响
①N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很________。
②H2S、HI 等分子中的共价键较弱,故它们受热时易________。
【跟踪训练】
1.下列各组物质中化学键的类型和化合物的类型都相同的是( )
A.CaCl2 Na2O HI
B.H2O NaNO3 NH3
C.MgCl2 NaOH NH4Cl
D.H2SO4 H2S CO2
2.有以下8 种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空:
(1)不存在化学键的是________。
(2)只存在极性共价键的是________。
(3)只存在非极性共价键的是________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________。
(7)属于离子化合物的是__________。
3.写出下列物质的电子式:
NaCl
NaOH
MgCl2
NH4Cl
Na2O
Na2O2
HCl
CO2
NH3
5
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HClO
H2O2
N2
4.在下列变化中,既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A.将NH3通入水中
B.氢氧化钠熔化
C.将HBr 通入水中
D.硫酸氢钾溶于水
02 共价键及键参数
1.共价键
(1)共价键的本质和特征:
共价键是原子间通过____________所形成的相互作用,其特征是具有________和________。(氢气
中s-sσ 键无方向性)
2.共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ 键和π 键。
①σ 键的形成
H2的σ 键的形成:
HCl 的σ 键的形成:
Cl2的σ 键的形成:
②π 键的形成
③大π 键的形成
苯分子中的6 个碳原子都以σ 键与氢原子结合,每个碳原子再以2 个σ 键与其他碳原子结合,形成了
一个以6 个碳原子为中心的大π 键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同。
(2)σ 键与π 键的比较
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键型
σ 键
π 键
成键方向
沿轴方向“________”
平行或“________”
电子云形状
轴对称
镜面对称
牢固程度
键强度大,不易断裂
键强度较小,容易断裂
旋转
________旋转
________旋转
成键判断规律
共价单键全是σ 键,共价双键中一个是σ 键,另一个是π 键;共价三键
中一个是σ 键,另两个是π 键
(3)根据共价键的极性与否可分为极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。
极性键产生的原因是成键的两个原子电负性不同,共用电子对向电负性______的元素偏移,造成共
价键正、负电中心不重合。非极性键成键的元素相同。
(4)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。
2.键参数
(1)键能:指________中1 mol 化学键解离成________所吸收的能量。键能的单位是________。键能通
常是298.15K、101kPa 条件下的标准值。
(2)键长:
①键长指构成化学键的两个原子的________。因此________决定化学键的键长,________越小,共
价键的键长越短。
②键长与共价键的稳定性之间的关系:共价键的键长越短,往往键能越_____,表明共价键越
________。
(3)键角:
指在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。多原子分子的键角一定,表明共价键具有
________性。键角是描述分子________的重要参数,分子的许多性质都与键角有关。
【跟踪训练】
1.甲、乙、丙三种有机物的结构如下:
甲:
乙:CH2===CH2
丙:CH2===CHCN
(1)甲分子中有_____个σ 键,_____个π 键。
(2)乙分子中____(填“有”或“没有”)极性键,______(填“是”或“不是”)极性分子。
(3)丙分子中σ 键与π 键的数目之比为______。
2.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格。
(1)已知CN-与N2结构相似,推算HCN 分子中σ 键与π 键数目之比为________。
(2)利用CO 可以合成化工原料COCl2,COCl2 分子的结构式为
,每个COCl2 分子内含有
______个σ 键,________个π 键。
3.Ge 与C 是同族元素,C 原子之间可以形成双键、三键,但Ge 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___________________________________________________。
4.硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示,简要
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分析和解释下列有关事实:
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·mol-1)
347.7
413.4
351
226
318
452
(1)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是
_______________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
03 分子的空间结构
1.价层电子对互斥模型
(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________,体系的能量________。
②孤电子对排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角________。
(2)价层电子对数的计算
价层电子对数=σ 键电子对数+中心原子的孤电子对数
说明:σ 键电子对数=中心原子结合的原子数;
中心原子的孤电子对数=(a-xb),其中
a.a 表示中心原子的________。
对于主族元素:a=________________________。
对于阳离子:a=_______________________________________。
对于阴离子:a=________________________________________。
b.x 表示与中心原子结合的________。
c.b 表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为____,其他原子=__________________。
如氧和氧族元素中的S、Se 等均为____,卤族元素均为____)。
(3)VSEPR 模型与分子(或离子)空间结构的关系
中心原子上的
价层电子对数
σ 键电子对数
中心原子上的
孤电子对数
VSEPR
模型名称
分子(或离子)
空间结构
实例
2
2
0
直线形
BeCl2
3
3
0
三角形
BF3
2
1
SO2
4
4
0
四面体形
CH4
3
1
NH3
2
2
H2O
2.杂化轨道理论
(1)杂化轨道理论概述
中心原子上若干不同类型(主要是s、p 轨道)、________相近的原子轨道混合起来,重新组合成同等
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数目、能量完全相同的新轨道。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。
(2)杂化理论要点
①只有能量________的轨道才能杂化(如ns、np)。
②原子轨道的杂化只有在形成________的过程中才会发生,孤立的原子是不可能发生杂化的。
③杂化前后轨道数目________。
④杂化后轨道的________、________发生改变。
⑤杂化结果:成键数目有些会增多,比如C 原子通过杂化最多形成4 个共价键;成键更加稳定,sp
杂化轨道是不对称哑铃形
,以“大头”通过头碰头方式(重叠程度更高)形成σ 键,共价键一般
更加稳定。
(3)杂化轨道的类型
①sp 杂化轨道:由____个s 轨道和_____个p 轨道杂化而成,杂化轨道间的夹角为________,呈
________,如BeCl2。
②sp2 杂化轨道:由_____个s 轨道和_____个p 轨道杂化而成,杂化轨道间的夹角为________,呈
________,如BF3。
③sp3 杂化轨道:由_____个s 轨道和_____个p 轨道杂化而成,杂化轨道间的夹角为________,呈
____________,如CH4。
(4)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
杂化轨道用来形成σ 键和容纳孤电子对,所以有公式:
杂化轨道数=______________________+______________________=______________________。
(5)杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系
分子(或离子)(A
为中心原子)
中心原子的孤电
子对数
中心原子的杂化
方式
分子(或离子)的
空间结构
实例
AB2
0
BeCl2
1
SO2
2
H2O
AB3
0
BF3
1
NH3
AB4
0
CH4
杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多,键角越
小。
3.等电子原理
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(1)等电子原理:
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。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。
(2)常见的等电子体
等电子类型
常见等电子体
空间结构
2 原子10 电子
N2,CN-,C2
2-,NO+
直线形
2 原子14 电子
F2,O2
2-,Cl2
直线形
3 原子16 电子
CO2,N2O,CNO-,N3
-,NO2
+,SCN-,HgCl2,BeCl2
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,CO3
2-,NO3
-,BO3
3-,BF3
平面三角形
4 原子26 电子
SO3
2-,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,SiO4
4-,SO4
2-,ClO4
-
正四面体形
7 原子48 电子
AlF6
3-,SiF6
2-,PF6
-,SF6
八面体形
12 原子30 电子
C6H6,N3B3H6(俗称无机苯)
平面六边形
【跟踪训练】
1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3
D.C2H6与C2H2
2.用价层电子对互斥模型判断下列微粒中心原子的价层电子对数。
微粒
AsH3
H3O+
H2Se
CO
SO2
BF3
价层电子对数
3.判断下列物质中心原子的杂化方式。
(1)PCl3分子中,P 的杂化方式为________。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是______、_______。
(3)HOCH2CN 分子中碳原子的杂化轨道类型是________。
(4)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子杂化轨道类型为________。
(5)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:3NH3BH3+6H2O===3NH+B3O+9H2
B3O 的结构为
。在该反应中,B 原子的杂化轨道类型由________变为________。
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4.(1)指出下列粒子的空间结构。
①H2S________;②BeF2________;③PF3________;④SO3 ________。
(2)在BF3分子中,F—B—F 的键角是________,硼原子的杂化轨道类型为________,BF3和过量NaF
作用可生成NaBF4,BF 的空间结构为________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3
分子的空间结构是________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
(4)SO 的空间结构是________,其中硫原子的杂化轨道类型是________。
5.(1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”)。
①BF3 NCl3,H2O CS2。
②H2O NH3 CH4,SO3 SO。
③H2O H2S,NCl3 PCl3。
④NF3 NCl3,PCl3 PBr3。
(2)在CH2O 分子中,键角∠HCO (填“>”“<”“=”)∠HCH。理由是 。
04 分子间作用力 分子的性质
1.分子间作用力
(1)范德华力
①定义及实质:分子间普遍存在作用力称为范德华力,其实质是________作用。
②特征:范德华力很弱,比化学键的键能____________数量级。
③对物质性质的影响:
a.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
______,硬度______;
b.一般来说,__________相似的物质,随着____________的增加,范德华力逐渐______。
(2)氢键
①氢键的形成
a.氢键是由已经与________很大的原子形成共价键的_____原子(如水分子中的氢)与另一个________
很大的原子(如水分子中的氧)之间的________。
b.氢键不属于化学键,属于一种较弱的作用力,比化学键的键能________数量级。
c.表示方法:通常用X—H…Y—表示氢键,其中X、Y 为N、O、F,“—”表示的________,
“…”表示形成的________。
HF 分子间的氢键
乙酸以分子间氢键缔合成的二聚体结构
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邻羟基苯甲醛分子内形成了氢键
②氢键的类型
分子间氢键(如
)。
分子内氢键(如
,其分子内氢键可表示为
)。
③氢键对物质性质的影响:
a.氢键对物质熔、沸点的影响
存在着分子间氢键的物质一般具有________的熔点和沸点。
能形成分子内氢键的物质的熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的____。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________邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
b.氢键的存在引起密度的变化
由于水分子之间的氢键,水结冰时体积变大而密度________;冰融化成水时,体积变小而密度
________;在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”,形成“缔合分子”,
导致这种水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O 计算出来的相对分子质量____。
2.键的极性和分子的极性
(1)键的极性
由________原子形成的共价键,电子对会发生________,是极性键,极性键中的两个键合原子,一
个显正电性(δ+),一个负电性(δ-)。
由________原子形成的共价键,电子对不发生________,是非极性键。
(2)分子的极性
①极性分子和非极性分子
极性分子:分子的正电中心与负电中心________,使分子的某一个部分呈正电性(δ+)另一部分呈负
电性(δ-)。
非极性分子:分子的正电中心与负电中心________。
②键的极性与分子的极性之间的关系
a.只含非极性键的分子一定是________分子。
b.含有极性键的分子,当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是_______分子,否则是_____分
子。
(3)键的极性对物质化学性质的影响
键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的________而实现的,羧基中羟基的极
性越大,越________电离出H+,则羧酸的酸性________。
①与羧基相邻的共价键的极性越大,羧基中羟基的极性________,则羧酸的酸性________。
a.CF3COOH 的酸性强于CCl3COOH,这是由于氟的电负性________氯的电负性,C—F 的极性
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________C—Cl,导致三氟乙酸分子的羧基中的O—H 的极性________,更易电离出氢离子。
b.羧酸分子中羧基所连基团中电负性大的原子越多,酸性越强,如酸性:CH2ClCOOH_____
CHCl2COOH_____CCl3COOH。
②烃基(R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应________,使羧基中的羟基的极性________,羧酸
的酸性________。如酸性:HCOOH____CH3COOH____C2H5COOH。
3.分子的性质
(1)分子的溶解性
①“相似相溶”的规律:
a.非极性溶质一般能溶于________溶剂,极性溶质一般能溶于________溶剂。若溶剂和溶质分子之
间可以形成氢键,则溶质的溶解度________。
b.随着溶质分子中憎水基的增大,溶质在水中的溶解度________。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________。
(2)分子的手性
①手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为________,却
在三维空间里________的现象。
②手性分子:具有____________的分子。
③手性碳原子:在有机物分子中,连有四个________ 的原子或原子团的碳原子。如
。
(3)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。
【跟踪训练】
1.下列说法正确的是( )
A.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键
B.“X—H…Y”三原子不在一条直线上时,不可能形成氢键
C.萃取剂CCl4的沸点高于CH4的沸点
D.卤素单质、碱金属单质的熔、沸点均随着摩尔质量的增大而升高
2.(1)如图为S8的结构,S 原子的杂化类型为________,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
。
(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序是_______________。
(3)①基态Si 原子价层电子排布式为____________;SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si 原子采取
的杂化类型为________。
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②甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间,其原因是___________________
_____________________________。
3.有关分子的溶解性,解答下列各题:
(1)H2O2难溶于CS2,简要说明理由_________________________________________。
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO 都极易溶于水的原因是______________________________________。
4.有关物质的熔、沸点,解答下列问题。
(1)有机物A(
)的结构可以表示为
(虚线表示氢键),而有机物B(
)只能形成分
子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A 和B 进行分离,首先被蒸出的成分是____,原因是:
________________________________________________________________________。
(2)苯胺(
)与甲苯(
)的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点
(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(111 ℃),原因是
________________________________________________________________________。
(3)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______________________________________________________。
5.下列说法不正确的是( )
A.
存在对映异构现象
B.
分子与
分子中均含有手性碳原子
C.
分子中含有2 个手性碳原子
D.
与足量H2反应后的有机产物中含有3 个手性碳原子
05 配位键 超分子
1.配位键
(1)定义:由一个原子单方面提供________,而另一个原子提供________而形成的共价键,即“电子
对给予—接受”键,是一类特殊的共价键。
(2)表示方法:
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如NH4
+中配位键表示为:
2.配位化合物
(1)概念:金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些__________(称为配体或配位体)以________结
合形成的化合物。
(2)配合物的组成
配合物由中心原子或离子(提供________)和配体(提供________)组成,分成内界和外界。如
[Cu(NH3)4]SO4可表示为
①中心原子或离子:配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子,过渡金属离子最常见。
②配体:配体可以是阴离子,如X-(卤素离子)、OH-、SCN-、CN-等;也可以是中性分子,如
H2O、NH3、CO 等。
③配位原子:指配体中________同中心离子配合的原子,如NH3中的N 原子、H2O 分子中的O 原子。
④配位数:________同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数,如
[Cu(NH3)4]2+的配位数为4。
(3)实验探究配合物的制备
实验1:①向盛有4 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol·L-1氨水,观察现象。
②向实验①的试管中继续添加氨水并振荡试管,观察实验现象。
③再向实验②的试管中加入8 mL 95%乙醇(极性较小的溶剂),并用玻璃棒摩擦试管壁,观察实验现象
实验现象和有关离子方程式或原因分析:
实验①中得到________。________________________________________________。
实验②中________________,得到____________。________________________________________。
实验③中________________。________________________________________________。
实验2:向盛有少量0.1mol·L-1的FeCl3溶液的试管中滴加1 滴0.1mol·L-1的KSCN 溶液,观察实验现
象。
实验现象:________________________。
原因分析:Fe3+与SCN-可形成血红色配离子。
实验3:向盛有少量0.1mol·L-1的NaCl 溶液的试管中滴加几滴0.1mol·L-1的AgNO3溶液,产生难溶与
水的白色的AgCl 沉淀,再滴入1mol·L-1的氨水,观察实验现象。
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实验现象:白色沉淀________,得到________________。
原因分析:________________________。
3.超分子
(1)概念:超分子是由两种或两种以上的分子通过________________形成的分子聚集体。
(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________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。
(3)超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。
(4)超分子的应用:在分子水平上进行分子设计,有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。
【跟踪训练】
1.填写下表
配合物
内界
外界
中心离(原)子
配位数
[Ag(NH3)2]OH
K3[Fe(CN)6]
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Ni(CO)4
—
—
2.(1)在[Ag(NH3)2]+中________的______原子提供孤电子对,_______提供空轨道。
(2)Co 的氯化物与氨水反应可形成配合物[CoCl(NH3)5]Cl2,1 mol 该配合物中含有σ 键的数目为
_______,含1 mol[CoCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量的AgNO3溶液,生成________AgCl 沉淀。
3.回答下列问题:
(1)将白色CuSO4粉末溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4 的配离子,
请写出生成此配离子的离子方程式:________________________________________,蓝色溶液中的阳离
子内存在的全部化学键类型有__________。1 mol 该阳离子中含σ 键个数为________。
(2)CuSO4·5H2O(胆矾)中含有水合铜离子而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配
位键表示出来):________________________________________________。
(3)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,
继续向其中加入极性较小的乙醇可以析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体。下列说法不正确的是
_________(填字母)。
a.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是N 元素
b.CuSO4晶体及[Cu(NH3)4]SO4·H2O 中S 原子的杂化方式均为sp3
c.[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、共价键和配位键
d.NH3分子内的H—N—H 键角大于H2O 分子内的H—O—H 键角
e.SO 的空间结构为正四面体形
f.[Cu(NH3)4]2+中,N 原子是配位原子
g.NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2
4.利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分
离的流程如图。下列说法错误的是( )
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A.第一电离能:C<O
B.“杯酚”分子中存在大π 键
C.“杯酚”与C60形成氢键
D.C60与金刚石晶体类型不同
5.冠醚能与阳离子尤其是与碱金属离子作用,并且随环的大小不同而与不同的金属离子作用。12-
冠-4 与锂离子作用而不与钠离子、钾离子作用;18-冠-6 与钾离子作用(如图),还可与重氮盐作用,但不
与锂离子或钠离子作用。下列说法错误的是( )
A.18-冠-6 中C 和O 的杂化轨道类型相同
B.18-冠-6 与钾离子作用,不与锂离子或钠离子作用,这反映了超分子“分子识别”的特征
C.18-冠-6 与钾离子作用反映了超分子“自组装”的特征
D.冠醚与碱金属离子作用的原理与其可作相转移催化剂的原理有关
01 化学键与物质类别的关系
除稀有气体中没有化学键外,其他物质都存在化学键。
化学键与物质的类别之间的关系可概括为:
(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl
等。
(5)既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有离子键又有非极性共价键的物质,
如Na2O2等。
(6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。
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(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。
【跟踪训练】
1.下列有关化学键的叙述正确的是( )
A.NaOH 仅含离子键
B.CuFeS2中存在离子键
C.17 g 过氧化氢中含NA个非极性共价键(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.维勒合成尿素,CO(NH2)2和NH4CNO 含有化学键类型相同
2.下列每组物质中含有的化学键类型相同的是( )
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH
B.Cl2、Na2S、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2
D.Na2O2、H2O2、H2O、O3
3.有下列10 种物质:①CaCl2;②NaOH;③Na2O2;④NH4Cl;⑤H2O2;⑥AlCl3;⑦CO2;
⑧O2;⑨H2S;⑩Na2SO4。
(1)只含离子键的物质有____________(填写序号,下同),只含共价键的物质有____________。
(2)属于离子化合物的有____________,属于共价化合物的有____________。
(3)含极性键的离子化合物有____________,含非极性键的共价化合物有______。
02 电子式的书写与判断
(1)同一原子的电子式不要既用“·”又用“×”表示;在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需
要可标记),可将电子全部标成“·”或“×”。
(2)单一原子形成的简单阳离子,其离子符号就是该阳离子的电子式,如Al3+就可以表示铝离子的电
子式。“[ ]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。
(3)在化合物中,如果有多个阴、阳离子,阴、阳离子必须是相隔的,即不能将两个阴离子或两个阳
离子写在一起。
(4)不要漏写未成键的电子,如N2写成N⋮⋮N 是错误的。
(5)不要弄错原子间的连接,如HClO 分子中H 与O 相连。
(6)在用电子式表示物质形成的过程时,由于不是化学方程式,所以不能出现“===”。“―→”前是
原子的电子式,“―→”后是物质的电子式。
【跟踪训练】
1.下列表达正确的是( )
A.NH4H 的电子式为
B.H2S 的电子式可表示为
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C.用电子式表示Na2O 的形成过程为2Na×+
D.CO2电子式为
2.据某期刊报道,我国科学家发明了低压高效电催化还原CO2 的新方法,其总反应为NaCl+
CO2=====CO+NaClO。下列有关化学用语表示错误的是( )
A.中子数为12 的钠原子Na
B.NaCl 电子式
C.CO2的电子式
D.NaClO 的电子式
3.下列化学用语正确的有___________
①过氧化氢的电子式:
②三氯化硼的电子式:
③H3O+的电子式:
④NaHS 的阴离子的电子式:
⑤硫化钾的电子式:
⑥N2H4的结构式:
⑦PCl5的结构式:
⑧BF 的电子式:
03 键参数及其应用
(1)共价键的形成
①只有两原子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键,当两原子的电负性相差很
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大(大于1.7)时,不会形成共用电子对,而会形成离子键。
②原子形成共价键时优先形成σ 键,成键原子半径越大,越难形成π 键,如Si 等难形成双键。
(2)σ 键与π 键的判断方法
①依据轨道重叠方式判断:“头碰头”重叠为σ 键,“肩并肩”重叠为π 键。
②依据单、双键进行判断:共价单键全是σ 键,共价双键中含有一个σ 键一个π 键;共价三键中含有
一个σ 键和两个π 键。
③依据强度方式判断:σ 键的强度较大,较稳定。π 键活泼,比较容易断裂(注意:N≡N 中的π 键强度
较大)。
④由成键轨道类型判断。s 轨道形成的共价键全部是σ 键;杂化轨道形成的共价键全部为σ 键。
⑤σ 键的数目=单键数+双键数+三键数+配位键数(配位键为σ 键)。
⑥π 键的数目=双键数+三键数×2。
(3)极性键与非极性键的判断
①看形成共价键的两原子:不同种元素的原子之间形成的是极性共价键;同种元素的原子之间形成
的是非极性共价键。
②看电子对的偏移:共用电子对有偏移的为极性键,无偏移的为非极性键。
③看电负性:成键原子电负性不同,即不同种元素形成的为极性键。
【跟踪训练】
1.下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正确的是( )
A.都是σ 键,没有π 键
B.都是π 键,没有σ 键
C.除H2O 外,都含π 键
D.除HCN 外,都是σ 键
2.柠檬酸是一种重要的有机酸,存在于柠檬、柑橘、菠萝等水果中,其结构简式如图所示。
(1)从原子间共用电子对数目看,柠檬酸中存在______________。
(2)从共用电子对的偏移看,柠檬酸含有的极性键有__________________________,含有的非极性键
有_______。
(3)1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ 键为______mol,含有π 键数目为_____NA。
3.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 的键长比I—I 短
C.CH3COOH 分子中只有σ 键
D.ClCH2COOH 的酸性比ICH2COOH 弱
4.已知几种共价键的键能如下:
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化学键
H—N
N≡N
Cl—Cl
H—Cl
键能/(kJ·mol-1)
391
946
328
431
下列说法错误的是( )
A.键能:N≡N>N===N>N—N
B.H(g)+Cl(g)===HCl(g) ΔH=-431 kJ·mol-1
C.H—N 键能小于H—Cl 键能,故NH3的沸点高于HCl
D.2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH=-202 kJ·mol-1
04 分子空间构型
VSEPR 模型与杂化轨道理论及微粒空间结构的关系
实例
价层电
子对数
σ 键电
子对数
孤电子
对数
中心原子杂
化轨道类型
VSEPR
模型
分子(离子)
空间结构
BeCl2、CS2
2
2
0
sp
直线形
直线形
BF3、SO3、CO
3
3
0
sp2
平面三
角形
平面三角形
O3、SO2
2
1
sp2
V 形
SnCl4、PO、NH
4
4
0
sp3
正四面
体形
正四面体形
PH3、SO
3
1
sp3
三角锥形
H2S、I
2
2
sp3
V 形
【跟踪训练】
1.下列描述正确的是( )
A.CS2为V 形的极性分子
B.ClO 的空间结构为平面三角形
C.SF6中有6 对完全相同的成键电子对
D.SiF4和SO 的中心原子均为sp2杂化
2.根据价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的中心原子的价层电子对数及空间结构正确的是(
)
选项
分子或离子
中心原子的价层电子
对数
VSEPR 模型
分子或离子的空间结构
A
NO
4
四面体形
V 形
B
BF3
3
平面三角形
三角锥形
C
SOCl2
4
四面体形
三角锥形
D
ClO
3
平面三角形
平面三角形
3.V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。
(1)SO2分子中S 原子价层电子对数是______,分子的空间结构为________;气态SO3为单分子,该分
子中S 原子的杂化轨道类型为________。
(2)SO3的三聚体环状结构如图所示,该结构中S 原子的杂化轨道类型为________。
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05 分子的性质
(1)键的极性与分子极性的关系
(2)分子间作用力对物质性质的影响
①范德华力的影响因素有分子的极性和分子的相对分子质量。
②范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质,范德华力越大,物质的熔点、沸点越高。
③一般来说,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。
④氢键主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点等,形成分子间氢键,其熔点、沸点升高。
⑤氢键对物质的溶解、电离过程产生影响,形成分子间氢键,物质的溶解性增大。
【跟踪训练】
1.某科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”
这一化学界争论了80 多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法不正确的是( )
A.由于氢键的存在,HF 的稳定性强于H2S
B.由于氢键的存在,乙醇比二甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水
C.由于氢键的存在,沸点:HF>HI>HBr>HCl
D.由于氢键的存在,冰能浮在水面上
2.下列物质的性质变化与范德华力有关的是( )
A.按H2、N2、O2、Cl2的顺序,单质的熔、沸点依次升高
B.按F、Cl、Br、I 的顺序,卤族元素的气态氢化物的稳定性逐渐减弱
C.按H2S、H2Se、H2Te 的顺序,其还原性逐渐增强
D.按AsH3、PH3、NH3的顺序,其稳定性逐渐增强
3.已知邻羟基苯甲醛(
)与对羟基苯甲醛(
)的沸点相差很大,其中沸点较
高的是________,请画出上述两种物质形成氢键的情况:_____________________________________。
06 配位键和配合物
(1)配合物的组成
①有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。
②有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。
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(2)判断中心原子(或离子)的配位数
①配位数就是配位体中与中心原子(或离子)成键的配位原子的总数。
②若是由单齿配体(1 个配体提供1 个配位原子)形成的配合物,中心原子(或离子)的配位数=配位体
的数目。
③若是由双齿配体(1 个配体提供2 个配位原子)形成的配合物,中心原子(或离子)的配位数=配位体
的数目×2。
(3)比较配位键的稳定性
一般情况下,与同种金属原子(或离子)形成配位键时,配位原子的电负性越小,形成配位键就越稳定。
例如,电负性:N<O,则配离子的稳定性:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+。
【跟踪训练】
1.下列关于配合物(NH4)2[PtCl6]、[Cd(NH3)4](OH)2的说法正确的是( )
A.两种配合物均含有两种配位体
B.两种配合物中的中心离子的配位数均为6
C.1 mol [Cd(NH3)4]2+含有4 mol 配位键
D.向(NH4)2[PtCl6]的水溶液中加入硝酸银稀溶液,立即生成大量白色沉淀
2.复兴号高铁车体用到Mn、Co 等元素。Mn 的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],下列说法
正确的是( )
A.Mn 原子的配位数为3
B.CH3CN 与Mn 原子配位时,提供孤电子对的是N 原子
C.CH3CN 中C 原子的杂化类型为sp2、sp3
D.CH3CN 中σ 键和π 键数目之比为3∶2
3.Fe 为过渡金属元素,在工业生产中具有重要的用途。已知NO 能被FeSO4溶液吸收生成配合物
[Fe(NO)(H2O)n]SO4,该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说
法正确的是( )
A.该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4
B.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p 区
C.1 mol 该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 mol 沉淀
D.该配合物中阳离子呈正八面体结构,阴离子呈正四面体结构
3. Fe3+的配位化合物较稳定且运用广泛。它可与H2O、SCN-、Cl-、F-等形成配离子使溶液显色。
如:显浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、黄色的[FeCl4]-、无色的[FeF6]3-。某同学按如图步骤
完成实验:
已知Fe3+与SCN-、F-在溶液中存在以下平衡:Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色);Fe3++6F-
[FeF6]3-(无色)
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下列说法不正确的是( )
A. Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色引起的
B. F-与Fe3+的配位能力强于SCN-
C. 为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
D. 向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN 固体,溶液可能再次变为红色
01 有关化学键易错点
(1)物质中并不一定都存在化学键,如He 等稀有气体分子。
(2)离子键中的“静电作用”既包括静电吸引力又包括静电排斥力。
(3)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键,如AlCl3中Al—Cl 键为共价键。两原
子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键,当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时,
不会形成共用电子对,而形成离子键。
(3)认为物质在熔化时都破坏化学键,如HCl、S 等熔化时不破坏化学键。
(4)认为物质中均含化学键,如稀有气体中不含化学键。
(5)认为金属与非金属之间不能形成共价键,如AlCl3中存在共价键。
(6)认为离子化合物中不存在共价键,如NaOH 中存在共价键。
(7)认为共价化合物中存在离子键,根据离子化合物定义,若含离子键一定是离子化合物。
(8)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但只由非金属元素形成的含有原子团的某些物质中
也可能存在离子键,如NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4NO3等。
(9)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,只有化学键的断裂不一定是化学变化,如
HCl 溶于水、熔融NaCl、粉碎石灰石等。
(10)强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物及其过氧化物中存在离子键,这些物质都为离子化合物。
(11)离子化合物溶于水或熔化后均电离出自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏;共价化合物在熔融
条件时不电离,所以熔融状态时能导电的化合物一定是离子化合物。
【跟踪训练】
易错辨析:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引作用。( )
(2)某些金属与非金属原子间也能形成共价键。( )
(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,多个原子形成的化合物可能包含离子键。( )
(4)所有物质均含有化学键。( )
(5)有化学键断裂的变化一定是化学变化。( )
(6)某元素原子的最外层只有一个电子,它跟卤素结合时,所形成的化学键一定是离子键。( )
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(7)化学反应的实质是化学键的断裂。( )
(8)Na 元素与O 元素形成的化合物中只含有离子键。( )
(9)氢元素与其他元素可形成共价化合物,也可形成离子化合物。( )
(10)离子化合物中可能含共价键,共价化合物中可能含离子键。( )
(11)由非金属元素组成的化合物中只含共价键。( )
(12)不同元素的原子构成的分子只含极性共价键。( )
(13)含有离子键的化合物中,一个阴离子可同时与几个阳离子形成静电作用。( )
(14)NH4Br 的电子式:
。( )
02 共价键及键参数易混易错点
(1)分子的稳定性与分子内的化学键有关。
(2)碳碳三键含有1 个σ 键和2 个π 键,碳碳双键含有1 个σ 键和1 个π 键,由于碳原子σ 键键能大于
π 键键能,故碳碳三键、碳碳双键的键能小于碳碳单键的3 倍和2 倍。
(3)键长为形成化学键的两个原子之间的核间距。
(4)正四面体的P4键角为60°,不是109°28′。
(5)共价键具有方向性,但s-sσ 键无方向性。
(6)两个原子之间形成共价键时,先形成σ 键再形成π 键。
(7)共价键的成键原子可能是金属和非金属原子,如AlCl3中为共价键。
(8)σ 键为轴对称,π 键为镜面对称,则σ 键可以绕键轴旋转,π 键一定不能绕键轴旋转。
【跟踪训练】
易错辨析:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。( )
(2)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3 倍和2 倍。( )
(3)键长等于成键两原子的半径之和。( )
(4)正四面体结构的分子的键角一定是109°28′。( )
(5)s 轨道只能形成σ 键,p 轨道可形成σ 键或π 键。( )
(6)任何物质都存在化学键,任何共价键都具有方向性。( )
(7)两个原子之间可以只形成σ 键,也可以只形成π 键。( )
(8)硅原子间难以形成双键而碳原子间可以,是因为Si 的原子半径大于C,难形成p-p π 键。( )
(9)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )
(11)σ 键可以绕键轴旋转,π 键一定不能绕键轴旋转。( )
(12)
分子中有5 个σ 键和1 个π 键。( )
(13)H 与O 形成分子式是H2O 而不是H3O 的原因是共价键有饱和性。( )
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(14)N2分子中σ 键与π 键的个数比是2∶1。( )
03 分子(离子)的空间结构判断易混易错点
(1)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。
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。
(2)杂化轨道只用于形成σ 键或用于容纳未参与成键的孤电子对。
(3)杂化轨道是由同一个原子中能量相近的原子轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道,杂化前
的原子轨道数目和杂化后形成的杂化轨道数目不变,但能量改变。
(4)四原子分子不是都为平面三角形或三角锥形。如H2O2分子的构型类似于一本打开的书,两个氧原
子在两页书的交接处,两个H 原子分别在翻开的书的两页上,如图1 所示;再如白磷(P4)分子为正四面体
形,如图2 所示。
(5)五原子分子不都是正四面体结构,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,虽为四面体结构,但由于碳原子
所连的四个原子不相同,四个原子电子云的排斥力不同,使四个键的键角不全相等,所以并不是正四面
体结构。
【跟踪训练】
(1)价层电子对互斥模型中,π 键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。( )
(2)杂化轨道只用于形成σ 键或用于容纳未参与成键的孤电子对。( √ )
(3)NH3分子为三角锥形,N 原子发生sp2杂化。( )
(4)只要分子空间结构为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。( )
(5)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。( )
(6)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。( )
(7)H2O2中氧原子为sp 杂化。( )
(8)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子一定为正四面体结构( )
04 有关分子的性质的易混易错点
(1)稳定性指的是化学性质,受化学键强弱影响,分子间作用力影响的是物理性质。
(2)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。
(3)范德华力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质,范德华力越强,物质的熔点、沸点越高。
(4)分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高,对电离和溶解度等产生影响。
(5)范德华力与氢键的对比
范德华力
氢键
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a.各种分子间均有
b.与相对分子质量、分子极性有关
c.无方向性、饱和性
d.作用很微弱,只影响熔、沸点等物理性
质
a.有N—H、O—H、F—H 的分子才有氢键
b.有分子间氢键与分子内氢键两种
c.有方向性、饱和性
d.比范德华力稍强,只影响熔、沸点等物
理性质
【跟踪训练】
(1)极性分子中可能含有非极性键。( )
(2)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。( )
(3)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( )
(4)氢键具有方向性和饱和性。( )
(5)H2O2分子间存在氢键。( )
(6)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。( )
(7)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点显著升高。( )
(8)H2O 比H2S 稳定是因为水分子间存在氢键。( )
05 有关配合物的易混易错点
(1)单核配体的确认要注意是否带有电荷,如F-、Cl-等,如配合物[CoCl(NH3)5]Cl2,中心离子为Co3
+,配体是Cl-和NH3,而不是氯原子。
(2)高考中常考有关配合物的结构示意图,不考虑空间结构,但要注意配体中的配位原子一定要与中
心原子或中心离子直接相连。如[Cu(NH3)4]2+中NH3中N 原子为配位原子,所以N 原子必须要与铜离子直
接相连。
(3)配位数就是配位体中与中心原子(或离子)成键的配位原子的总数。
①若是由单齿配体(1 个配体提供1 个配位原子)形成的配合物,中心原子(或离子)的配位数=配位体
的数目。
②若是由双齿配体(1 个配体提供2 个配位原子)形成的配合物,中心原子(或离子)的配位数=配位体
的数目×2。
(4)一般情况下,与同种金属原子(或离子)形成配位键时,配位原子的电负性越小,形成配位键就越稳
定。例如,电负性:N<O,则配离子的稳定性:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+。
【跟踪训练】
(1)配位键实质上是一种特殊的共价键( )
(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子,也可以是离子( )
(3)有配位键的化合物就是配位化合物( )
(4)配位化合物都很稳定( )
(5)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl-均可与AgNO3反应生成AgCl 沉淀( )
(6)Ni(CO)4是配合物,它是由中心原子与配体构成的( )
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(7)H3O+和CH4中均存在配位键。( )
(8)配位键强弱取决于配体给电子能力,给电子能力越弱,配位键越强。( )
(9)Zn 的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1 mol 该配合物中含有σ 键的数目为14NA。(
)
(10)配位化合物中都含有配位键,故含有配位键的化合物都是配合物。( )
01 中心原子杂化类型与分子(或离子)空间结构的判断
1.中心原子杂化类型的判断
(1)根据中心原子价层电子对数判断
中心原子的价层电子对数依次为4、3、2,杂化类型依次为sp3、sp2、sp。
(2)根据“杂化轨道数=σ 键数+孤电子对数”进行判断
①C 原子
2 个σ 键:sp 杂化;3 个σ 键:sp2杂化;4 个σ 键:sp3杂化。如CH3CH3中的碳原子采取sp3杂化;乙
烯和甲醛中的碳原子采取sp2杂化;苯环中的碳原子采取sp2杂化;乙炔分子中碳原子采取sp 杂化。
②N 原子
2 个σ 键:sp2杂化;3 个σ 键:sp3杂化。
如H—N===N—H 中N 原子形成2 个σ 键,还有1 个孤电子对,N 原子的杂化类型为sp2。
③O 原子或S 原子
2 个σ 键:sp3杂化。如H2O2的分子结构式为H—O—O—H,O 原子形成2 个σ 键,还有2 个孤电子
对,O 原子的杂化类型为sp3。
2.分子(或离子)空间结构的判断
价层电子对数
如OF2空间结构的判断:O 原子的价层电子对数:=4(sp3杂化)。氧原子形成2 个σ 键,有2 个孤电
子对,OF2的空间结构呈V 形。
【跟踪训练】
1.有X、Y 两种活性反应中间体微粒,均含有1 个碳原子和3 个氢原子,其球棍模型如图所示:
(X),
(Y)。下列说法错误的是( )
A.X 的组成为CH
B.Y 的组成为CH
C.X 的价层电子对数为4
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D.Y 中键角小于120°
2.下列离子的中心原子的杂化方式与其他三种不同的是( )
A.CO B.PO C.SO
D.SO
3.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的中心原子杂化方式及空间结构
正确的是( )
选项
分子或
离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模
型
分子或离子的空间
结构
A
H2O
sp
直线形
直线形
B
BBr3
sp2
平面三角形
三角锥形
C
PCl3
sp2
四面体形
平面三角形
D
CO
sp2
平面三角形
平面三角形
02 键角大小的比较
比较键角大小的基本方法
比较方法
具体规律
比较中心原子价层电子对数
中心原子价层电子对数越少,键角越大
比较中心原子的孤电子对数
中心原子价层电子对数相同时,孤电子对数越多,排斥力越
大,键角越小
比较中心原子的电负性
同主族元素形成的化合物,中心原子的电负性越大,键角越
大
比较成键原子的电负性
当中心原子相同时,成键原子的电负性越大,键角越小
【跟踪训练】
1.下列关于PH3和NH3的说法正确的是( )
A.PH3和NH3分子中都含有σ 键和π 键
B.PH3和NH3的空间结构均为平面三角形
C.PH3中H—P—H 的键角小于NH3中H—N—H 的键角
D.PH3中P—H 的键能大于NH3中N—H 的键能
2.用价层电子对互斥模型可以预测空间结构,也可以推测键角大小,下列判断不正确的是( )
A.SO2、CS2、BeCl2都是直线形的分子
B.BF3键角为120°,NF3键角小于109°28′
C.CH2O、SO3都是平面三角形的分子
D.NH3、PCl3都是三角锥形的分子
3.(1)H3BO3 分子中的O—B—O 的键角________(填“大于”“等于”或“小于”) BH 中的H—B—
H 的键角,判断依据是____________________________________________________。
(2)高温陶瓷材料Si3N4 晶体中键角N—Si—N________(填“>”“<”或“=”)Si—N—Si,原因是
___________
_______________________________________________________。
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(3)SeO 中Se—O 的键角比SeO3 的键角______( 填“ 大” 或“ 小” ) ,原因是
___________________________
_________________________________________________________。
03 分子的性质比较
1.分子间作用力对物质性质的影响
(1)范德华力的影响因素有分子的极性和分子的相对分子质量。
(2)范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质,范德华力越大,物质的熔点、沸点越高。
(3)一般来说,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。
(4)氢键主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点等,形成分子间氢键,其熔点、沸点升高。
(5)氢键对物质的溶解、电离过程产生影响,形成分子间氢键,物质的溶解性增大。
2.影响分子溶解性的因素
(1)首先考虑有无氢键,如氨气极易溶于水,主要是氨气与水分子之间形成氢键。
(2)若无氢键,则考虑“相似相溶”原理,如HCl 极易溶于水,HCl 与水分子之间不存在氢键,所以
考虑HCl 与水分子均为极性分子,根据“相似相溶”,HCl 易溶于水。
(3) 最后考虑分子是否与水反应,如Cl2既不是极性分子,也不能与水分子形成氢键,但氯气能溶于
水,是因为氯气能与水发生反应。
【跟踪训练】
1.下列说法正确的是( )
A.NH3极易溶于水主要是因为NH3分子间存在氢键
B.
易溶于水是因为该分子与水分子之间能形成氢键
C.维生素C(
)含碳原子较多,故难溶于水
D. A(
)在水中的溶解性比B(
)在水中的溶解性好
2.下列说法错误的是( )
A.HCl、HBr、HI 熔、沸点依次升高
B.H3BO3晶体中存在的作用力只有共价键
C.H2S 的沸点低于H2O
D.胍(
)分子间能够形成氢键
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