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第03 讲 分子结构与性质、化学键
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚..........................................................................................................................4
考点一 化学键与电子式.................................................................................................................4
知识点1 化学键及其分类............................................................................................................................4
知识点2 化学键与物质类别的关系............................................................................................................6
知识点3 电子式...........................................................................................................................................6
知识点4 共价键及其分类 键参数......................................................................................................... 6
考向1 考查化学键的分类..........................................................................................................................9
考向2 考查化学键与物质类别的关系....................................................................................................10
考向3 考查共价键的类别及判断..............................................................................................................10
考向4 考查电子式......................................................................................................................................10
【思维建模】陌生电子式分析方法
考点二 分子的空间结构...............................................................................................................11
知识点1 价层电子对互斥(VSEPR)模型.............................................................................................11
知识点2 杂化轨道理论............................................................................................................................. 11
【思维建模】判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法
知识点3 等电子原理.................................................................................................................................11
考向1 考查杂化轨道类型的判断............................................................................................................. 16
【思维建模】“四方法”判断中心原子的杂化类型
考向2 考查微粒空间结构的判断............................................................................................................. 18
【思维建模】判断分子或离子立体构型“三步曲”
考向3 考查键角大小比较......................................................................................................................... 19
【思维建模】键角大小的比较
考点三 分子结构与物质的性质...................................................................................................21
知识点1 分子的极性................................................................................................................................22
知识点2 分子间作用力............................................................................................................................22
知识点3 分子的溶解性..............................................................................................................................22
知识点4 分子的手性..................................................................................................................................22
考向1 考查共价键的极性和分子极性的判断........................................................................................25
【思维建模】分子极性的判断方法
考向2 考查分子性质的综合分析............................................................................................................26
考点四 配位键、配合物和超分子.................................................................................................28
知识点1 配位键及其形成条件................................................................................................................28
知识点2 配位化合物..................................................................................................................................29
知识点3 超分子..........................................................................................................................................29
考向1 考查配位键、配合物及其性质....................................................................................................30
考向2 考查超分子的结构、性质及其应用............................................................................................32
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................34
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
化学键与电子式
选择题
非选择题
安徽卷T4,3 分
安徽卷T5,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T4,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T15(7),2 分
分子的空间结构
选择题
非选择题
安徽卷T9,3 分
安徽卷T8,3 分
分子结构与与物
质的性质
选择题
非选择题
安徽卷T4,3 分
安徽卷T5,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T12,3 分
安徽卷T7,3 分
安徽卷T17(4),2 分
配位键、配合物
和超分子
选择题
非选择题
安徽卷T15(6),2 分
安徽卷T17(4),2 分
考情分析:
1.从命题题型和内容上看,高考命题不多,试题以选择题为主、在非选择题的工艺流程和化学反应原理
综合题中穿插设问,难度较高,主要从以下几方面考查:化学键类型判断、分子结构与性质、氢键作用、
杂化轨道超分子等基础概念。
2.从命题思路上看结合新物质、新反应和材料阅读考查σ 键、π 键、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、配位键、超分子等必备知识。
安徽高考化学在化学键、分子结构与配位化学等考点的命题上,呈现出“基础性、综合性和应用性”的有
机统一。试题新物质、信息为载体,注重考查学生结构决定性质的学科思想以及跨模块知识融合能力。在
备考中,需构建结构化知识体系,强化键参数、构型预测、配合物分析等核心能力,并通过真题情境迁移
训练提升实战水平。特别关注超分子等新增考点,其作为材料科学前沿在命题中体现“教-学-考”衔接的
改革方向。
复习目标:
1.掌握化学键的定义及离子键、共价键的形成,会书写电子式。
2.了解共价键的形成、极性和类型(σ 键和π 键),能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp
2、sp
3);能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理
论推测简单分子或离子的空间结构。
4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp
2、sp
3);能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理
论推测简单分子或离子的空间结构。
5.了解范德华力和氢键的含义,能列举含有范德华力和氢键的物质,并能解释范德华力和氢键对物质性
质的影响。
6.了解配位键、超分子的含义及其应用。
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考点一 化学键与电子式
知识点1 化学键及其分类
1.化学键的概念:使离子相结合或原子相结合的
。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分
为 键和 键、 键。
2.化学键的分类
3.离子键、共价键、金属键
(1)概念
①离子键:带相反电荷离子之间的
。
②共价键:原子间通过 所形成的强烈相互作用。
③金属键:金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。
(2)对比
离子键
共价键
金属键
成键粒子
成键实质
阴、阳离子的
(不是静电吸引)
共用电子对与成键原子间的 作用
金属阳离子与自由电
子间的 作用
方向性与饱
和性
方向性;无饱和性
方向性; 饱和性
方向性; 饱和性
成键表征符
号
电子式(例CaCl2形成
过程电子式为):
电子式或结构式:
HCl 结构式为: ,HCl 形成过
程电子式为:
无
形成条件
通常活泼 与活泼
经电子得失,形成离
子键;铵根离子与酸
根离子之间形成离子
键
元素原子之间成非
极性键
元素原
子之间成极性
键
原子之间形成金
属键
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形成的物质
离子化合物如NaCl、
KCl、MgCl2、
CaCl2、ZnSO4、
NaOH 等
非金属单质如H2、Cl2、
N2(稀有气体除外);某
些共价化合物(如H2O2)
或离子化合物(如Na2O2)
共价化合物如
HCl、CO2、
CH4或离子化
合物如
NaOH、
NH4Cl
得分速记
从物质类别角度判断化学键类型
物质类别
含化学键情况
非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等
只有
非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等
活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O
等
只有
含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等
既有 键又有 键
稀有气体,如Ne、Ar 等
没有 键
【特别提醒】①由活泼金属与活泼非金属形成的化学键 都是离子键,如AlCl3中Al—Cl 键为共价
键。
②非金属元素的两个原子之间 形成共价键,但多个原子间也可能形成 ,如NH4Cl 等。
③影响离子键强弱的因素是 半径和所带 :离子半径越 ,离子所带电荷数越 ,离子键越 ,
熔、沸点越 。
④离子键中“静电作用”包括静电 和静电 ,且二者达到平衡。
知识点2 化学键与物质类别的关系
1.离子化合物与共价化合物
(1)离子化合物与共价化合物的比较
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
个例:NaH、CaC2、Mg3N2
①含氧酸②弱碱③非金属气态氢化
物④非金属氧化物⑤极少数盐,如
AlCl3⑥多数有机物
(2)离子化合物和共价化合物的判断方法
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得分速记
I.熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,水溶液中能导电的化合物不一定是离子化合物,如
HCl。
II.①含有共价键的分子不一定是共价化合物。例如H2、O2等单质。
②含有共价键的化合物不一定是共价化合物。例如NaOH、Na2O2。
③离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键,只有共价键。
2.化学键与物质类别的关系
(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种 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 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 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 键又有 键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有 键又有 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 等。
(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如 等。
3.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。
NaCl
②
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
6
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N
①
2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很_ __。
H
②
2S、HI 等分子中的共价键较弱,故它们受热时易_ __。
(3)物质熔化、溶解时化学键的变化
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, 键被破坏。
②共价化合物的溶解过程
A.有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内 键被破坏,如CO2和SO2等。
B.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,其分子内
的 被破坏,如HCl、H2SO4等。
C.某些共价化合物溶于水后,其分子内的 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,其分子内的 键破坏,如Cl2、F2等。
知识点3 电子式
1.概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子或离子的 的式子。
2.电子式的书写
用电子式可以表示原子、离子、单质分子,也可以表示共价化合物、离子化合物及其形成过程。电子式的
书写遵循以下原则:
粒子的种类
电子式的表示方法
注意事项
举例
原子
元素符号周围标有价电子
价电子少于4 时以 电
子分布,多于4 时多出
部分以 分布
阳
离
子
单核
离子符号
右上方标明电荷
Na+
多核
元素符号紧邻铺开,周围
标清电子分布
用“[ ]”,并标明电荷
阴
离
子
单核
元素符号周围合理分布价
电子及所得电子
用“[ ]”,右上方标明
电荷
多核
元素符号紧邻铺开,合理
分布价电子及所得电子
相同原子不得加和,用
“[ ]”,右上方标明电
荷
单
质
及
化
合
物
离子化合
物
用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
单质及共
价化合物
各原子紧邻铺开,标明价
电子及成键电子情况
原子不加和,无“[
]”,不标明电荷
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3.用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物:左边是 的电子式,右边是 的电子式,中间用“―→”连接,相同的原子或
离子不合并。如:
②共价化合物:左边是 的电子式,右边是 的电子式,中间用“―→”连接。
如:
4.陌生电子式书写方法
①确定该物质是属于 化合物还是 化合物;
②确定该物质中各原子的 方式;
③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求,分析各原子共用电子
对的情况;
④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析,书写电子式。
易错提醒
电子式书写常见的6 大误区
内容
实例
误区1
漏写未参与成键的电子
N2的电子式误写为
,应写为
误区2
化合物类型不清楚,漏写或多
写[ ]及错写电荷数
NaCl 误写为
,应写为
;HF 误写
为
,应写为
误区3
书写不规范,错写共用电子对
N2的电子式误写为
或
或
应
写为
误区4
不考虑原子间的结合顺序
HClO 的电子式误写为
,应写为
误区5
不考虑原子最外层有几个电
子,均写成8 电子结构
CH 的电子式误写为
,应写为
误区6
不考虑AB2型离子化合物中2
个B 是分开写还是一起写
CaBr2的电子式应为
;
CaC2的电子式应为
知识点4 共价键及其分类 键参数
1.共价键的定义、本质与特征
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(1)定义:原子间通过共用电子对( 的重叠)所形成的化学键。
(2)本质:在原子之间形成 (电子云的重叠)。
(3)特征:具有 和 。
得分速记
(1)共价键的方向性决定着分子的 ;
(2)共价键的饱和性决定着每个原子所能形成的共价键的 或以共价键连接的 数目。
(3)不是所有的共价键都有方向性,如 σ 键,没有方向性。
2.共价键的分类
(1)根据成键原子轨道的重叠方式可分为σ 键和π 键
①形成过程
σ 键
H2的σ 键形成:
HCl 的σ 键形成:
Cl2的σ 键形成:
π 键
大π 键
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
②σ 键与π 键的比较
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键型
σ 键
π 键
成键方向
“ ”
“ ”
电子云形状
牢固程度
键强度 , 断裂
键强度 , 断裂
旋转
旋转
旋转
成键判断规律
共价单键是 键,共价双键中有 σ 键,
是π 键;共价三键中有 σ 键, π 键
(2)其它分类
分类依据
类型
形成共价键的电子
对是否偏移
极性键
共用电子对 偏移
非极性键
共用电子对 偏移
原子间共用电子对
的数目
单键
原子间有 对共用电子对
双键
原子间有 对共用电子对
三键
原子间有 对共用电子对
3.共价键的键参数及其应用
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
a.键能越 ,键长越 ,分子越 。
b.
考向1 考查化学键的分类
例1(2025·安徽淮北·一模)下列化学用语正确的是
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A.
的
模型为
B.
与
化学键类型相同
C.
分子的填充模型:
D.
的电子式:
【变式训练1·变载体】根据下列实验目的和实验设计,所得现象和结论正确的是
选
项
实验目的
实验设计
现象和结论
A
验证浓度对反
应速率的影响
两支试管各盛4mL 0.1
酸性高锰酸
钾溶液,分别加入2mL 0.1
草酸溶
液和2mL 0.2
草酸溶液
加0.2
草酸溶液的试管中,高
锰酸钾溶液完全褪色且更快,反应物
浓度越大,反应速率越快
B
判断
的
化学键
将固体
溶于水,进行导电实验
溶液导电,
中含有离子键
C
比较
和
结合质
子的能力
将
溶液滴入
溶液中
产生白色沉淀,
比
结合质
子的能力强
D
探究1-溴丁烷
反应机理
向圆底烧瓶中加入NaOH 固体和无水乙
醇,搅拌后再加入1-溴丁烷,微热,将产
生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液褪色,1-溴丁烷发
生了消去反应
【变式训练2】(2025·安徽安庆·三模) 铍和铝性质相似,氨硼烷(
)和乙烷的结构相
似,可与水在催化剂作用下生成
和
,
的结构如图所示;
是二元弱酸,有还原
性;冠醚是一种环状碳化合物,可用于识别
与
;氨水是一种弱碱,
可用于蚀刻微电子材料,
可由电解熔融氟化氢铵(
)制得。下列说法正确的是
A.
晶体中含有离子键、共价键
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B.氨硼烷分子中N 采取
杂化,B 采取
杂化
C.氨硼烷分子中元素电负性从大到小的顺序为:
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与
尺寸适配,两者通过强相互作用形成超分子
【变式训练3】化学用语可以表达化学过程,下列化学用语错误的是
A.用电子式表示
的形成过程:
B.氯化铝溶液中滴加过量KOH 溶液的离子方程式:
C.苯酚钠溶液中通入少量
的离子方程式:
D.铅酸蓄电池放电时的负极反应式:
考向2 考查化学键与物质类别的关系
例2(2025·安徽六校·模拟)在
作用下,可将
转化为
,转化历程如下(
为固体)所
示:
下列说法中错误的是
A.转化中有极性键的断裂和形成
B.转化过程中
的成键数目未变化
C.总反应的热化学方程式
D.转化过程中的一段时间内,可存在中间体2 的浓度大于另外两种中间体的浓度
【变式训练1】(2024·安徽合肥·二模)科学家发现了铝的“超级原子”结构
和
。已知这类“超级
原子”最外层电子数之和为40 时处于相对稳定状态。下列说法正确的是
A.
和
互为同位素
B.镁能与
反应生成
C.
中Al 原子之间通过离子键结合
D.等质量的
和
中含有的铝原子个数比为14 13
∶
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【变式训练2·变考法】(2024·安徽合肥·一模)离子液体[Amim]BF4的合成路线为:
,下列叙述错误的是
A.
的名称为3-氯-1-丙烯
B.[Amim]Cl 中含有共价键和离子键
C.NaBF4的电子式为
D.[Amim]BF4可作为电解质用于电池中
【变式训练3】物质是由微粒构成的。下列物质的构成微粒与二氧化碳的构成微粒相同的是
A.金刚石、五氧化二磷
B.硫酸铜、氯化钠
C.氨气、甲烷
D.硝酸钾、氯化氢
考向3 考查共价键的类别及判断
例3(2025·安徽合肥·三模)2-巯基烟酸(X)在医药领域应用广阔,与
一定条件下可生成2-巯基烟酸氧
钒(Y),下列说法错误的是
A.水溶性:
B.第一电离能:
C.基态
原子的价电子排布式为
D.
生成
时有极性键的断裂和配位键的形成
【变式训练1】(2025·安徽蚌埠·二模)由10 个或14 个碳原子组成的芳香性环形纯碳分子材料的合成方法
如图所示。下列说法错误的是
A.环形
的熔点低于金刚石
B.
分子属于极性分子
C.
分子中含有的
键类型为
键和
键
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D.基态
原子核外电子的空间运动状态有9 种
【变式训练2】(2025·安徽滁州·一模)
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.等物质的量的铵根
与氢氧根
所含电子数均为
B.48g 正丁烷和10g 异丁烷的混合物中所含σ 键数目为
C.
的
溶液中
离子数为
D.标准状况下,
与
完全反应后,转移电子数为
【变式训练3】下列化学用语不正确的是
A.基态
的价电子轨道表示式:
B.中子数为143 的U 原子:
C.基态Ca 原子核外电子占据的最高能级原子轨道示意图:
D.HCl 分子中
键的形成:
考向4 考查电子式
例3(2025·安徽六安·模拟预测)下列化学用语或表述正确的是
A.H2S 的电子式:
B.乙醇分子间的氢键:
C.基态锰原子的价电子排布图:
D.H2O2的球棍模型为
【变式训练1】(2025·安徽芜湖·一模)下列化学用语表述错误的是
A.乙醇的分子式为
B.酰胺基的结构简式为
C.过氧化氢的电子式为
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D.邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为
【变式训练2】(2024·安徽池州·三模)下列化学用语表示错误的是
A.基态铜原子的价层电子排布图:
B.乙烯分子中的
键:
C.溴乙烷的分子模型:
D.硼氢化钠的电子式:
【变式训练3】(2025·安徽黄山·二模)下列化学用语表示正确的是
A.BCl3的电子式为:
B.乙醇中C-O 键的类型:sp3-sp3σ 键
C.HF 分子间的氢键结构:
D.p-pπ 键形成的轨道重叠示意图:
思维建模 陌生电子式分析方法
①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物;
②确定该物质中各原子的成键方式;
③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求,分析各原子共用电子
对的情况;
④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析,书写电子式。
考点二 分子的空间结构
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知识点1 价层电子对互斥(VSEPR)模型
思路: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.模型要点
(1)价层电子对在空间上彼此相距最 时,排斥力最 ,体系的能量最 。
(2)孤电子对与成键电子对的排斥力较 ,孤电子对越 ,排斥力越 ,键角越 。
2.判断分子中的中心原子的价层电子对数的方法
方法I:
其中:a 是中心原子的 (阳离子要 电荷数、阴离子要 电荷数),b 是与中心原子结合的原子
最多能 ,x 是与中心原子结合的 。
方
法
II
:
中心原子的价层电子对数= 中心原子的价电子数 +每个配位原子提供的价电子数 × 配位原子数±粒
2
其中:配位原子中卤素原子、氢原子提供1 个价电子,氧原子和硫原子按不提供价电子计算;阴离子加上
电荷数、阳离子减去电荷数。
3.价层电子对互斥理论与分子构型
价层电子
对数
σ 键电子
对数
孤电子
对数
电子对的排列方式
VSEPR 模型名
称
分子或离子的空
间结构名称
实例
2
3
-
2-
-
4
+
易错提醒
16
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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 ;
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的空间结构 。
知识点2 杂化轨道理论
1.理论要点
当原子成键时,中心原子的若干 的、不同类型的原子电子轨道 ,形成与原轨道数 且
能量 的杂化轨道。杂化轨道数 ,轨道间的夹角 ,形成分子的空间结构 。
2.中心原子的杂化轨道类型与微粒空间结构的关系
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间结构
实例
sp
、
sp2
、
sp3
、
3.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,所以有关系式:
杂化轨道的数目=中心原子上的 +中心原子的 (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
4.分子(ABn型)、离子(AB 型)的空间结构分析示例
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
CO2
BF3
3
SO2
CH4
4
NH3
H2O
CO
3
NH
4
思维建模 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。
(2)根据等电子体原理进行判断
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如CO2是直线形分子,SCN-、N 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。
知识点3 等电子原理
1.含义: 相同、 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 (立体结构和化学键类型)及相近的 。
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。
4.常见的等电子体汇总
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+
2 原子14 电子
F2,O2
2-,Cl2
3 原子16 电子
CO2,N2O,CNO-,N3
-,NO2
+,SCN-,HgCl2,BeCl2
(g)
3 原子18 电子
O3,SO2,NO2
-
4 原子8 电子
NH3,PH3,CH3−,H3O+
4 原子24 电子
SO3(g),CO3
2-,NO3
-,BO3
3-,BF3
4 原子26 电子
SO3
2-,ClO3
-,BrO3
-,IO3
-,XeO3
5 原子8 电子
CH4,SiH4,NH4
+,PH4
+,BH4
-
5 原子32 电子
CCl4,SiF4,SiO4
4-,SO4
2-,ClO4
-
7 原子48 电子
AlF6
3-,SiF6
2-,PF6
-,SF6
12 原子30 电子
C6H6,N3B3H6(俗称无机苯)
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考向1 考查杂化轨道类型的判断
例1(2025·安徽皖北协作区)阅读下列材料,完成下列小题。
火箭燃料的燃烧是发射的关键动力来源,一些传统火箭燃料在燃烧时会涉及含硫、氮元素的物质反应。随
着航天技术的不断进步,科研人员正在研发更为环保、高效的火箭燃料和推进系统,致力于减少火箭发射
过程中
的产生,降低对环境的影响,同时保障火箭发射任务的顺利进行。偏二甲肼
和
是目前火箭发射常用的原料组合,二者混合时发生剧烈反应产生水、二氧化碳和氮
气,并放出大量的热推动火箭飞行。下列叙述正确的是
A.
中碳、氮原子均采用
杂化
B.键角:
C.
在不同溶剂中的溶解度:乙醇>水
D.
均为极性分子
思维建模 “四方法”判断中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间结构
①直线形—sp,②平面三角形—sp2,③四面体形—sp3。
(2)根据杂化轨道间的夹角
109°28′—sp
①
3,②120°—sp2,③180°—sp。
(3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子)
2 对—sp 杂化,3 对—sp2杂化,4 对—sp3杂化。
(4)根据σ 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)
①含C 有机化合物:2 个σ—sp,3 个σ—sp2,4 个σ—sp3。
②含N 化合物:2 个σ—sp2,3 个σ—sp3。
③含O(S)化合物:2 个σ—sp3。
【变式训练1】(2025·安徽六安·高三下)化合物e 是一种药物递送的良好载体,可用甲基水杨
酸(a)为原料合成,合成路线如下图。下列说法正确的是
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A.1 个e 分子中采用
杂化的碳原子共有3n+1 个
B.c 分子一氯代物有5 种
C.1mol c 与NaOH 溶液反应最多消耗2molNaOH
D.a 和d 都能与溴水发生反应
【变式训练2】(2025·安徽安庆·二模)阅读下列材料,完成下列小题。
配合物
可使甲酸在温和条件下高选择性发生脱羧反应,获得氢气,反应原理为:
(脱羧反应)。其催化甲酸脱羧的机理如图所示(注:循环箭头上只给出了部分反应物和
离去物,
是苯基)。
已知:
过渡金属催化的甲酸脱羧反应图
图中,A、B、C 均为
的6 配位化合物,其中均含有
元素;A'和C'的结构类似于A 和C,但不含氯;
为某种反应物;
的价态在催化循环中保持不变,有机配体可以用
代表。
(1)
是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.
中心原子的价层电子对数为
B.标准状况下,
甲酸中氢原子数为
C.
甲酸完全发生脱羧反应获得
,转移的电子数为
D.
的
溶液中
和
数均为
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(2)下列有关物质结构或性质的说法中正确的是
A.配合物C'为
B.配合物
中
为
价
C.基态原子的第一电离能:
D.配合物
中碳原子均采取
杂化
考向2 考查微粒空间结构的判断
例2(2025·安徽淮北·一模)阅读下列材料,回答下列小题:
保险粉(
)常用于印染工业,可溶于水,难溶于乙醇,在空气中易被氧化为
和
的混
合物。可用
与
溶液在碱性环境下加热得到
和
。
具有强还原性,可
将酸性废水中重铬酸根离子(
)还原成
。
已知
的
、
。下列说法错误的是
溶液显酸性
B.
的阴离子的VSEPR 模型为正四面体形
C.17.4 g
在空气中被氧化时转移0.2mol 电子
固体中阴阳离子个数比为
思维建模 判断分子或离子立体构型“三步曲”
第一步:确定中心原子上的价层电子对数
第二步:确定价层电子对的立体构型
由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能地相互远离,这样已知价层电子对的数目,就可
以确定它们的立体构型。
第三步:分子立体构型的确定
价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,价层电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成
键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。
【变式训练1】(2024·安徽蚌埠·二模)天津工业生物所开发了一种人工转化二氧化碳精准合成糖技术,其
转化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.物质a 能与草酸发生缩聚反应
B.物质b 与甲醛的最简式相同
C.CH3OH 转化为HCHO 属于氧化反应
D.HCHO 的空间结构为三角锥形
【变式训练2】(2024·安徽芜湖·一模)硫的含氧酸根有很多,如
、
、
、
等,其中
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可看作
中的一个O 原子被S 原子取代后的产物,
内部含过氧键;焦亚硫酸钠(
)在
医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛,生产
通常是由
过饱和溶液经结晶脱水制得。
利用烟道气中的
生产
的工艺为:
阅读以上材料,有关说法正确的是
A.
中的键角
中的键角O―S―O
B.
中的硫元素的化合价为+7 价
C.
的立体结构图可表示为:
D.焦亚硫酸钠(
)的水溶液呈中性
【变式训练3】I.(2025·安徽黄山·二模)
可有效应用于靶向药物传递和肿瘤治疗等。下列是合成路线
之一(部分反应条件简化或略去):
分子的空间结构是_______。
II.(2024·安徽江淮十校·一模)工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收
碲和氧化铜,其工艺流程如图:
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已知:①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸
CuC
②
2O4的Ksp为2.2×108
Cu 位于元素周期表第周期第族。TeO
的空间构型为。
考向3 考查键角大小比较
例3(2025·安徽合肥·三模)阅读下列材料,完成下列小题。
锅炉烟气中的
、
、
等气体需进行脱除处理。常用的脱除剂有
、
、
、碳酸盐
等,将有害气体吸收或经反应生成无害气体排放。已知:
,
,
,
。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.沸点:
B.键角:
C.结合
的能力:
D.氨水中氢键强弱:
【信息解读】【变式训练1】硼氢化钠(
)是一个温和且具化学选择性的还原试剂、属于硼
氢化合物家族的成员,在含有羟基的溶剂(如水、乙醇)中,室温下能快速地将醛和酮还原,如:
。利用
制备
的途径之一为:
。氨硼烷(
)是一种
具有高储氢质量分数和体积储氢密度的环境友好型储氢材料。(已知电负性
)
下列有关物质结构或性质的叙述中,正确的是
A.
键角:
B.沸点:
C.
的结构式:
D.还原性:
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【变式训练2】(2025·安徽·二模)下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.键角:
B.熔点:
C.第一电离能:
D.基态原子未成对电子数:
【变式训练3】(2025·安徽·二模)下列说法正确的是
A.
的VSEPR 模型为V 形
B.基态
的价电子排布式为
C.
的熔点高于
D.
的键角大于
思维建模 键角大小的比较
1.依据杂化方式和空间结构比较
答题策略
键角大小规律:直线形>平面三角形>正四面体形>三角锥形>V形
答题模板
×××中心原子采取×××杂化,键角为×××,而×××中心原子采取
×××杂化,键角为×××
应用举例
Si元素与C元素位于同一主族,SiO2键角小于CO2的原因:SiO2的中心Si原子采
用sp
3杂化,键角为109
∘28';CO2的中心C原子采用sp杂化,键角为180
∘
2.杂化方式相同,孤电子对数不同
答题策略
键角大小规律:中心原子上孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对的斥力越
大,键角越小
答题模板
×××分子中无孤电子对,×××分子中含有1 个孤电子对,×××分子中
含有2 个孤电子对,对成键电子对的排斥作用依次增大,故键角逐渐减小
应用举例
已知H2O、NH3、CH4三种分子中,键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,原
因为CH4中无孤电子对,NH3中含有1 个孤电子对,H2O中含有2 个孤电子对,
它们对成键电子对的排斥作用依次增大,故键角逐渐减小
3.中心原子不同,配位原子相同
答题策略
键角大小规律:中心原子的电负性越大,键角越大
答题模板
×××原子的电负性较大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间的斥
力越大,键角越大
应用举例
NH3的键角>PH3的键角,原因:中心原子N的电负性大于P,N—H成键电子对之
间的距离较小,N—H成键电子对之间的斥力较大,NH3的键角较大
4.中心原子相同,配位原子不同
答题策略
键角大小规律:配位原子的电负性越大,键角越小
答题模板
中心原子相同,配体×××原子的电负性较大,成键电子对离中心原子较远,
成键电子对之间的排斥力较小,因而键角较小
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应用举例
NF3的键角<NH3的键角,原因:F的电负性比H大,NF3中成键电子对离中心原子
较远,成键电子对之间的排斥力较小,因而键角较小
5.三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序
三键—三键> 三键—双键> 双键—双键> 双键—单键> 单键—单键。乙烯分子(如下图)中键角
①(121.3
∘)> 键角②(117.4
∘)的原因是斥力大小:双键—单键> 单键—单键。
6.配体体积对键角的影响
配体体积越大,电子云占据空间越大,对成键电子对的斥力越强,导致键角减小。如键角:
NH3>NH2OH>NH2(CH3)。
考点三 分子结构与与物质的性质
知识点1 分子的极性
1.非极性分子与极性分子的比较
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电中心和负电中心 的分子
正电中心和负电中心 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
不
2.非极性分子与分子极性的判断
3.键的极性、分子空间构型与分子极性的关系
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类型
实例
键的极性
空间构型
分子极性
X2
H2、N2
XY
HCl、NO
XY2(X2Y)
CO2、CS2
SO2
H2O、H2S
XY3
BF3
NH3
XY4
CH4、CCl4
4.键的极性对化学性质的影响
(1)有机羧酸的酸性
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸> 三氯乙酸
氟的电负性 氯的电负性,F—C的极性 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 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 ,羧基中的羟基
的极性就越 ,就越 电离出氢离子
甲酸> 乙酸> 丙酸
烃基是 基团,烃基 推电子效应 ,使羧基中的羟基的极性 ,
羧酸的酸性
(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 ,R 的正电性越 ,使R—O—H
中O 的电子向R 偏移,在水分子的作用下越 电离出H+,酸性越 ,如酸性:HClO HClO2 HClO3
HClO4。
知识点2 分子间作用力
1.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 和 。
(3)强弱:范德华力 氢键 化学键。
2.范德华力
实质
电性作用,无 和
a.一般来说,组成和结构相似的物质,随着 的增大,范德华力
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影响因素
逐渐 ;
b.相对分子质量相近的分子,分子的极性 ,范德华力
对物质性质的
影响
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、沸点越高,硬度越大
3. 氢键
形成
由已经与 的原子形成共价键的 与另一个电负性很大的原子
之间的作用力
表示方法
X — H ⋯Y
a. X、Y 为电负性 的原子,一般为N、O、F;
b. X、Y 可以相同,也可以不同;
c. “—”表示 ,“…”表示
特征
具有一定的 和
分类
分子 氢键和分子 氢键
对物质性质的
影响
氢键使物质的熔、沸点 ,而 氢键使物质的熔、沸点 ;氢
键对物质的电离和溶解度等也有影响
知识点3 分子的溶解性
1.“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。
②分子结构相似的物质 互溶。
2.氢键对分子溶解性的影响
若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度 。
3. 溶质分子中憎水基 时,溶质在水中的溶解度明显 ,如乙醇能与水互溶,而戊醇在水中的溶解
度较小。
知识点4 分子的手性
1.手性异构体与手性分子
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 ,却在三维空间里不能 ,
互称手性异构体(或对映异构体)。有手性异构体的分子叫做 。
2.手性分子的成因
当 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 原子。这种分子和它“在镜中的
像” 重叠,因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为 ,用
*C 来表示,如
,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。
3.手性分子的判断
有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。含有一个手性碳原子的分子是手性分子。
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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 。
(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)。
考向1 共价键的极性和分子极性的判断
例1(2024·安徽安庆·三模)碳材料家族又添2 位新成员:通过对两种分子实施“麻醉”和“手术”,我国
科学家首次成功合成了分别由10 个或14 个碳原子组成的芳香性环形纯碳分子材料(结构如图所示),下列
叙述错误的是
A.
分子中存在极性键和非极性键
B.环形碳(
)和环形碳(
)互为同素异形体
C.1 mol 的
含
个σ 键
D.
转化为环形碳(
)的过程,
发生了还原反应
【变式训练1】(2024·安徽合肥·三模)SiCl4的水解反应可用于军事工业中烟雾剂的制造,其部分反应机
理如图。下列说法错误的是
A.SiCl4为非极性分子
B.沸点:SiCl4大于SiH4
C.过程①中Si 的sp3杂化轨道接纳O 的孤电子对形成配位键
D.该过程中与Si 结合能力:O>Cl
【变式训练2】(2023·安徽太湖·一模)二聚体是指由两个相同或不同的分子单元通过共价键连接而成的分
子复合物。反应:
中,共价化合物
的结构式为
,下列说法不正确的是
A.
中的
键数目为
B.
分子中所有原子最外层均满足8 电子结构
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C.反应前后
原子配位数不变
D.
属于极性分子
【变式训练3】(2025·重庆卷)三种氮氧化物的结构如下所示:
下列说法正确的是
A.氮氮键的键能:
B.熔点:
C.分子的极性:
D.
的键角:
思维建模 分子极性的判断方法
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子,如H2、P4等。
(2)含极性键的双原子分子一定是极性分子,如HCl、CO 等。
(3)ABn(n≥2)型分子:
①根据分子结构判断
若分子是对称的(直线形、正三角形、正四面体形等),极性键的极性向量和等于零时,为非极性分子,否
则是极性分子。如CH4、CO2等含有极性键,是非极性分子;H2O、NH3等含有极性键,是极性分子。
②利用孤电子对判断
若中心原子A 中无孤电子对,则为非极性分子;若有孤电子对,则为极性分子。
③利用化合价判断
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,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。
如BCl3、CO2是非极性分子;SO2、NF3是极性分子。
考向2 考查分子性质的综合分析
例2(2024·安徽江南十校·一模)下列事实解释正确的是
事实
解释
A
钠与钾的焰色实验不同
钠与钾的电子从较高能级的激发态跃迁到低能级的激发态或
基态时,释放的能量不同,产生不同颜色的光
B
在
中的溶解度高于在水中
的溶解度
是由非极性键构成的非极性分子
C
的熔点比
高
比
相对分子质量大,分子间作用力大
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D
HF 的热稳定性比HCl 强
HF 分子之间能形成氢键
【变式训练1】(2024·安徽安庆·三模)关于物质结构和性质分析正确的是
A.键角大小关系:CH4>SO3>H2O
B.沸点大小关系:邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸
C.在化合物K3[Fe(CN)6]中,N 原子提供孤电子对形成配位键
D.酸性强弱比较:乙酸>甲酸>碳酸
【变式训练2】(2025·安徽六安·一模)某除草剂的分子结构如图所示。其中X、Y、Z、W、E 为原子序数
依次增大的短周期主族元素,E 与Z 同族,W 与Z 同周期。下列说法错误的是
A.第一电离能:Y<W<Z
B.最简单氢化物沸点:Z<E<W
C.键长:X—W<X—Z<X—Y
D.
的VSEPR 模型和空间结构不相同
【变式训练3】(2024·安徽·皖北协作区)甲醇便于运输,是一种具有前景的液体燃料,利用手持技术,通
过测定甲醇、乙醇、正丙醇等三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线,根据曲线下降的幅度
和速率的快慢,可以比较它们之间的分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是 ,理由
是 。
【变式训练4】(2024·安徽蚌埠·三模)《本草纲目》记载的中药连钱草具有散瘀消肿、清热解毒等作用,
其有效成分之一的结构如图所示,下列有关该化合物的说法错误的是
A.分子中有5 个手性碳原子
B.苯环上的一氯代物为7 种
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C.能发生取代反应、消去反应、加聚反应
D.
该化合物最多与
发生加成反应
考点四 配位键、配合物和超分子
知识点1 配位键及其形成条件
1. 配位键的相关概念
(1)定义:属于“电子对给予-接受”键,由一个原子提供 (分子或离子中没有跟其他原子
的电子对称孤电子对)与另一个 的原子形成的共价键。配位键属于 键。
(2)配位键的形成:成键原子一方提供 ,另一方提供 形成共价键。
(3)配位键的表示:常用“ ”来表示配位键,箭头指向 的原子,如NH 可表示为
,在NH 中,虽然有一个N—H 键形成过程与其他3 个N—H 键形成过程 ,但是一旦形成之
后,4 个共价键就 。
2.配位键的形成条件:
a.配体有 ,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。
b.中心原子有 ,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
3.配位键的特征:
配位键同样具有 和 。一般来说,多数过渡金属的原子或离子形成的配位键数目基本不变,如
Ag
+形成2 个配位键,Cu
2+形成4 个配位键。
知识点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.配合物的形成(必做实验)
实验操作
实验现象
有关离子方程式
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滴加氨水后,试管中首先出现
蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐
渐溶解,滴加乙醇后析出深蓝
色晶体
[Cu(NH 3)4]SO4⋅H 2O
③¿ Cu(OH )2+ 4 NH 3❑
¿
溶液变血红色
④Fe
3++3 SCN
−❑
¿
白色的AgCl沉淀消失,得到澄
清的无色溶液
⑤AgCl+2 NH 3❑
¿
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH 3)4]
2+为例,NH 3分子中氮原子的孤电
子对进入Cu
2+的 ,Cu
2+与NH 3分子中的氮原子通过 形成配位键。配离
子[Cu(NH 3)4]
2+可表示为
。
3.组成:如[Cu(NH3)4]SO4:
(1)中心原子:提供 接受 的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又
叫中心离子),过渡元素最常见,如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+。
(2)配位体:含有并 的分子或离子,即电子对的 。常见的配位体:H2O、NH3、SCN
-、CO、N2、X-、OH-、CN-。
(3)配位原子:配体中 的原子叫配位原子,如:H2O 中的O 原子,NH3中的N 原子。
(4)配离子:由 组成的离子叫做配离子,如:[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
(5)配位数:作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的 ,即 称为配位
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数。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2。
(6)配离子的电荷数:配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的 。
(7)内界和外界:配合物分为内界和外界,其中 称为内界,与内界发生电性匹配的
称为外界,如:[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2+,外界是SO,配合物在水溶液中电离成 和
两部分。
即:[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2++SO,而内界很难 ,其电离程度 ,[Cu(NH3)4]2+
Cu2++
4NH3。
4.螯合物
螯合物是配合物的一种,具有 的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配
位原子同时与一个中心离子结合,螯合物中配体数目少,形成环状结构较简单配合物稳定,而且形成的环
越 越 ,其中以 环或 环最为稳定。在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对
电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中
心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。
例:乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物:
乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。
氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物:
其中Cu2+离子的配位数仍旧是4,氧提供孤电子对与中心离子配位,又有负电荷可以中和中心离子的正电
荷,生成中性分子的“内配盐”。
5.多齿配体、二茂铁、羰基化合物
如果一个配位体中有几个配位原子能直接和同一个金属离子配位,这种配体称为多齿配体,形成具有环状
结构的配合物称为螯合物,如:乙二胺配体中有两个配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6 个配
位原子。还有其他特殊配体:CO、环戊二烯基(C5H 5
-)等含有π 键的配位体形成的配合物,如二茂铁、
金属羰基化合物。
金属EDTA(乙二
Fe(C5H5)2二环戊
Ni(CO)4四羰
胺四乙酸)螯合物
二烯合铁(二茂铁)
基镍(楔形式)
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得分速记 化学配合物的配位数可按如下方法判断:
1. 配合物的配位数等于配位原子及配位体的数目,有两种情况:
(1 )配位原子数目、配位体数目、中心离子与配位原子形成的配位键键数均相等,例如
[Ag(NH3)2]NO3 、[Cu(NH3)4]SO4 、[Cu(H2O)4]2+ 、[Zn(NH3)4]2+ 、K3[Fe(SCN)6] 、[FeF6]3- 、Ni(CO)4 、
Fe(CO)5、[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2 等配合物或配离子,它们配位体的数目以及中心离子
与配位原子形成的配位键键数相等。其中Ag+离子的配位数为2,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为
4,Fe3+离子的配位数为6。Ni(CO)4、Fe(CO)5 等羰基化合物中Ni、Fe 原子的配位数分别为4、5,
[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的配位数均为6。
(2)配位原子、配位体的数目均不等于 中心离子与配位原子形成的配位键键数,例如[BF4]-、
[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配离子中,B、Al 原子均缺电子,它们形成的化学键,既有共价键,
又有配位键,配位数与配位键的键数不相等,配位数均为4。又如Al2Cl6(下图)中Al 原子的配位数为
4。
2. 配位数等于配位原子的数目,但不等于配位体的数目
存在多基配体时有这种情况,例如[Cu(en)2]中的en 是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的简写,属于双基配
体,每个乙二胺分子有2 个N 原子与Cu2+离子配位,故Cu2+离子的配位数是4 而不是2。
3. 配合物的配位数可以按中心离子电荷数的两倍 来计算
如果不知道配合物的化学式,一般可按此规律计算。例如前面提到的,Ag+离子的配位数为2 ,Cu2+离
子与Zn2+离子的配位数均为4,Fe3+离子的配位数为6,等等。不过应注意,某些配合物不符合以上规
律,如[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2 中Co2+离子与Cr3+离子的电荷数分别为2、3 ,但配位数
都是6。若配合物中的中心原子呈电中性,如金属的羰基化合物,其配位数只能在已知化学式的基础上
判断。有些配合物,当中心离子(或原子)与不同量的配位体配合时,其配位数并不确定。配位数多少与
中心离子和配体的性质(如电荷数、体积大小、电子层结构等)以及它们之间相互影响、配合物的形成条
件(如浓度、温度等)有关。配位数由1 到14 均可能,其中最常见的配位数为4 和6。例如硫氰合铁络离
子随着配离子SCN-浓度的增大,中心离子Fe3+与SCN- 可以形成配位数为1~6 的配合物:[Fe(SCN-)n]3-
n(n=1~6)。
6.配合物的形成对性质的影响
①溶解性:一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物等可溶于含过量的氯离子、溴离子、碘离子和氨
的溶液中,形成可溶的配合物。如:
②颜色:当简单离子形成配合物时,颜色往往会发生变化。如黄色的铁离子溶液与硫氰酸根配合,就形成
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红色的溶液。
③稳定性增强:对于配位化合物稳定性由配位键的强弱决定;配位键的强弱取决于配位体给电子的能力,
配位体给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键就越强,配合物也就越稳定,如:N 元素电
负性比O 元素电负性小,N 原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强。配位键的强弱还与
中心粒子空轨道的数目、空间构型,配体空间结构等因素有关,如果形成环状配离子或配体体积较大,则
空轨道数目较多的原子或阳离子才能形成稳定的配离子。
7.配合物的应用
超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。
(1)在生命体中的应用
(2)在生产生活中的应用
(3)在医药中的应用——抗癌药物
、
。
知识点3 超分子
1.定义:由两种或两种以上的分子通过 形成的分子聚集体。
得分速记 超分子定义中的分子是广义,包括离子。
2.微粒间作用力— :超分子内部分子之间通过非共价键结合,主要是静电作用、范德华力和氢
键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。
3.分子聚集体的大小:超分子这种分子聚集体,有的是有限的,有的是无限伸展的。
4.特征
(1)分子识别
(2)自组装:超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly) ,自组装过程(Self-
organization)是使超分子产生高度有序的过程。
5.应用实例
(1) “杯酚”分离C60和C70:杯酚与C60 通过范德华力相结合,通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和
C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂,溶解未装入“杯酚”的C70,过滤
后分离C70;再向不溶物中加入氯仿,溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。
(2)冠醚识别碱金属离子:冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴,能与正离子,尤其是碱金属离子
络合,并随环的大小不同而与不同的金属离子络合,利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金
属离子匹配,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,因而成为有机反应中很好的催化剂。
(3)细胞和细胞器的双分子膜:细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基
是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团,头部会朝向水溶液一侧,从而实现自组装。
(4)DNA 分子:核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。
6.超分子的未来发展
通过对超分子研究,人们可以模拟生物系统,复制出一些新材料,如:新催化剂、新药物、分子器件、生
物传感器等功能材料。
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考向1 考查配位键、配合物及其性质
例1(2025·安徽·安师大附中)EDTA(乙二胺四乙酸)能与大多数金属离子形成稳定的配合物,其分子结构
如图所示,下列说法正确的是
A.分子式为C10H14N2O8
B.该分子结构中的所有C、N、O 原子可能共平面
C.1 molEDTA 最多可形成的配位键数目为6NA
D.EDTA 相对分子质量与正二十一烷相近,所以沸点差异较小
【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】(2024·安徽合肥·模拟预测)钙镁矿、
、
的结构模型如图所示。下列说法正确的是
A.钙镁矿中,1 号原子的坐标为
,2 号原子的坐标为
B.钙镁矿中,距离硫原子最近的硫原子数目为4
C.
结构中
与
、
与
离子之间的作用力相同
D.
晶胞中,
分子的排列方式只有3 种取向
【变式训练2】(2025·安徽合肥·开学考试)类比推理是化学的常用思维方法。下列推理正确的是
A.干冰(
)是分子晶体,推测
也是分子晶体
B.
与浓
共热可制取
气体,推测
与浓
共热也可制取
气体
C.
与
反应生成
与
,推测
与
反应主要生成
与
D.铝盐溶液中滴入过量氨水发生反应:
,推测向
溶液中滴
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入过量氨水:
【变式训练3】絮凝剂可促进固液分离,某絮凝剂的化学式为
,其结构与Al2Cl6相似且存在
Fe-O 配位键,试写出其结构式: 。
【变式训练4】(2025·安徽六安·一模)某化学兴趣小组探究Cu 被
氧化的产物,实验记录如下:
编号
实验操作
实验现象
实验I
极少量的
溶解,溶液变为浅红色;充分反应后,红
色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为浅红色
实验
II
完全溶解,溶液为深红棕色;红色的铜粉快速溶
解,充分反应后,溶液仍为深红棕色
实验
III
深红棕色溶液加
后分层,下层溶液显紫红色,
上层溶液无色;无色溶液中滴加浓氨水,无明显现
象,静置一段时间后溶液变为深蓝色
已知:①
易溶于KI 溶液,发生反应
(红棕色),
和
氧化性几乎相同;
②
(蓝色);
(无色);
(无色)易被空气氧化。
下列说法错误的是
A.根据实验I 中白色沉淀可知,Cu 能被
氧化为
B.根据实验I 和II 可知,实验I 中Cu 溶解速率慢的可能原因是CuI 覆盖在Cu 表面,降低Cu 与溶液接
触面积
C.实验III 中加入
的目的是除去
(或
),防止干扰后续实验
D.通过上述实验可知,在一定条件下Cu 能被
氧化为
和
考向2 考查超分子的结构、性质及其应用
例2(2025·安徽皖江名校·高三下联考)葫芦脲是一类由甘脲与甲醛通过简单反应制备的大环化合物。葫
芦脲结构的刚性很强,很难改变自身形状去适应客体分子。图1 为葫芦[6]脲结构及其简化模型,图2 为
对甲基苯甲酸与葫芦脲作用示意图。下列说法错误的是
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A.葫芦脲与客体分子的识别和组装过程具有高度的专一性
B.超分子是分子聚集体,包括离子
C.对甲基苯甲酸与葫芦[6]脲之间的作用力是配位键
D.葫芦脲空腔的内壁具有疏水性
【变式训练1】(2025·安徽淮南·二模)超分子是由两种(或两种以上)的分子通过分子间相互作用形成的分
子聚集体。大环化合物
可以把
从溶液中分离出来,下列说法正确的是
A.
中碳原子的杂化方式有
、
B.
中所有原子共平面
C.
通过形成共价键识别并分离
D.
是超分子
【变式训练2】(2025·安徽合肥·二模)环六糊精(
)具有不对称的空腔结构,能够在
水中包合某芳香族客体组装成超分子X 和Y。超分子组装过程示意图如图a 所示、组装过程中两种超分子
的浓度与时间关系如图b 所示,下列说法错误的是
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A.环六糊精和客体通过分子间相互作用组装成超分子
B.超分子X 和超分子Y 互为同分异构体
C.超分子组装过程的活化能:①>②
D.相同温度下超分子组装的平衡常数:①<②
【变式训练3】(2025·安徽阜阳·三模)以
为溶剂,由X、18-冠-6 和
反应可制得一种新
型超分子晶体材料,原理如图所示。已知18-冠-6 空腔直径为
,几种碱金属离子的直径:
。下列说法错误的是
A.X、18-冠-6 与
形成超分子的过程体现超分子自组装的特征
B.该超分子晶体材料的熔点高于
C.KCl 中若含有RbCl 杂质,则不能通过
冠-6 进行分离
D.形成超分子晶体材料的过程中C 原子的杂化方式未发生改变
1.(2025·安徽卷)阅读材料,完成下列小题。
氨是其他含氨化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成
。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,
同时生成
。
遇水转化为
。
溶于氨水得到深蓝色
溶液,加
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入稀硫酸又转化为蓝色
溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与
溶
液反应生成
沉淀。
(1)下列有关反应的化学方程式错误的是
A.氨在氧气中燃烧:
B.液氨与金属钠反应:
C.氨水溶解
:
D.浓氨水与
反应:
(2)下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.与
结合的能力:
B.与氨形成配位键的能力:
C.
和
分子中的键长:
D.微粒所含电子数:
2.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为
。下图给出了碘的单层结
构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.
碘晶体中有
个“卤键”
D.碘晶体的密度为
3.(2025·安徽卷)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素,其中
X、Z 位于同一主族。下列说法错误的是
A.元素电负性:
B.该物质中Y 和Z 均采取
杂化
C.基态原子未成对电子数:
D.基态原子的第一电离能:
4.(2025·安徽卷)氟气通过碎冰表面,发生反应①
,生成的
遇水发生反应②
。下列说法正确的是
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A.
的电子式为
B.
为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中
为还原产物
5.(2025·安徽卷)一种天然保幼激素的结构简式如下:
下列有关该物质的说法,错误的是
A.分子式为
B.存在4 个
键
C.含有3 个手性碳原子
D.水解时会生成甲醇
6.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以
(局部结
构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和
为电极,以
和
混合液为电解质溶液。下列说法错
误的是
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为:
C.充电时,阴极被还原的
主要来自
D.放电时,消耗
,理论上转移
电子
7.(2024·安徽卷)仅用下表提供的试剂和用品,不能实现相应实验目的的是
选
项
实验目的
试剂
用品
A
比较镁和铝的金属性强
弱
溶液、
溶液、
氨水
试管、胶头滴管
B
制备乙酸乙酯
乙醇、乙酸、浓硫酸、饱
和
溶液
试管、橡胶塞、导管、乳胶管铁架台(带铁
夹)、碎瓷片、酒精灯、火柴
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C
制备
溶
液
溶液、氨水
试管、胶头滴管
D
利用盐类水解制备
胶体
饱和
溶液、蒸馏水
烧杯、胶头滴管、石棉网、三脚架、酒精
灯、火柴
8.(2024·安徽·高考真题)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
A.该物质中
为
价
B.基态原子的第一电离能:
C.该物质中C 和P 均采取
杂化
D.基态
原子价电子排布式为
9.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐
纳米药物具有高效的细胞内亚铁离
子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,且W、X、Y 属于不同族的短周期元素。W 的
外层电子数是其内层电子数的2 倍,X 和Y 的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z 的M 层未成对电子数
为4。下列叙述错误的是
A.W、X、Y、Z 四种元素的单质中Z 的熔点最高
B.在X 的简单氢化物中X 原子轨道杂化类型为
C.Y 的氢氧化物难溶于NaCl 溶液,可以溶于
溶液
D.
中
提供电子对与
形成配位键
10.(2023·新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为
,部分晶体结构
如下图所示,其中
为平面结构。
下列说法正确的是
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A.该晶体中存在N-H…O 氢键
B.基态原子的第一电离能:
C.基态原子未成对电子数:
D.晶体中B、N 和O 原子轨道的杂化类型相同
11.(1)(2025·安徽·高考真题)某含锶(
)废渣主要含有
和
等,一
种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
已知
时,
回答下列问题:将窝穴体a(结构如下图所示)与
形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的
,原
因是 。
(2)(2024·安徽·高考真题)通过
修饰的Y 分子筛的吸附-脱附。可实现
和
混合气的分离。
的 与
分子的
键电子形成配位键,这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分
子筛分离
和
的优点是 。
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