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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
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 化学键...................................................................................................................................
知识点1 化学键的分类................................................................................................................................
知识点2 物质的表示方法............................................................................................................................
知识点3 化学键与物质类别的关系.............................................................................................................
考向 化学键与物质类别的关系...................................................................................................................
考点二 共价键...................................................................................................................................
知识点1 共价键的本质及特征....................................................................................................................
知识点2 共价键的分类................................................................................................................................
知识点3 共价键的键参数——键能、键长与键角....................................................................................
考向1 共价键的类别及判断.......................................................................................................................
考向2 大π 键................................................................................................................................................
思维建模 大π 键的认识
考向3 键能与物质的稳定性........................................................................................................................
思维建模 键长、键能及分子的稳定性
考点三 分子的空间结构...................................................................................................................
知识点1 价层电子对互斥理论....................................................................................................................
知识点2 杂化轨道理论................................................................................................................................
知识点3 等电子原理...................................................................................................................................
考向1 考查微粒空间结构的判断...............................................................................................................
思维建模 判断分子或离子立体构型
考向2 考查杂化轨道类型判断...................................................................................................................
思维建模 判断中心原子的杂化类型
考向3 考查键角的大小................................................................................................................................
思维建模 键角比较的三种思维模型
考点四 分子结构与物质的性质.......................................................................................................
1
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知识点1 共价键的极性和分子的极性........................................................................................................
知识点2 分子间的作用力...........................................................................................................................
知识点3 分子的手性....................................................................................................................................
考向1 共价键极性及分子极性的简单判断................................................................................................
思维建模 分子极性的判断
考向2 共价键极性对化学性质的影响.......................................................................................................
思维建模 键的极性对化学性质的影响
考向3 氢键对熔沸点的影响........................................................................................................................
思维建模 分子间作用力和氢键对物理性质的影响
考向4 考查手性分子....................................................................................................................................
考点五 配位键、配合物与超分子...................................................................................................
知识点1 配位键的形成................................................................................................................................
知识点2 配合物的性质................................................................................................................................
知识点3 超分子.............................................................................................................................................
考向1 考查配位键与配合物的性质.............................................................................................................
考向2 考查超分子的结构、性质及其应用................................................................................................
04 真题溯源·考向感知...........................................................................................................................
2
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
微粒间作用力
选择题
非选择题
T11(5)
T11(4)
T14(5)
T14(3)
共价键
选择题
非选择题
T3(C)
T6(A)
T7(C)
T5(C)
T3(A)
分子的空间结构
选择题
非选择题
T6(B、
C)
T13(2)
T2(D)
T6(A)
T4(B)
T14(4)
T14(4)
分子结构与物质
性质
选择题
非选择题
T3(B)
T2(B)
T4(A、
B)
T14(2)
T14(3)
配位键、配合
物、超分子
选择题
非选择题
T4(B)
T8(A、
B)
T14(3)
考情分析:
分析近五年高考试题,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)借助具体的化学物质考查化学键类型(离子键、共价键、配位键和金属键)的判断及形成,特别是σ
键和π 键的判断等;
(2)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;
(3)考查分子的极性、溶解性、手性分子的性质与应用;
(4)考查范德华力、氢键、配位键的特点及其对物质性质的影响。
(5)考查配位键的特点及其对物质性质的影响。
(6)考查超分子的结构、性质及其应用
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。
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)从不同的角度认识化学键及共价键的类型,尤其是σ 键和π 键的判断等。
(2)价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的主要要点和应用。
(3)分子极性、溶解性、手性的判断与应用。
(4)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。
(5)从形成方式上认识配位键的特点及其对物质性质的影响。
(6)利用微粒之间的作用力等解释配合物、超分子的性质
复习目标:
1.
解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型
了
。
2.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。
3.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
4.了解氢键的含义,能列举含有氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。
5.了解共价键的形成、极性和类型(σ 键和π 键)。
6.能用键能、键长、键角等
简单分子的
性质
说明
某些
。
3
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考点一 化学键
知识点1 化学键分类
1.化学键的概念:使离子或原子相结合的
。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分为
键、 键和 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; 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:H×+
―→
无
形成条件
通常活泼 与活泼
经电子得失,形成离
化学环境相同的原子
(高中可近似理解为
元素原
子之间成极性
阳离子与自由电
子之间形成金属键
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子键;铵根离子与酸
根离子之间形成离子
键
元素原子,下同)之间
成非极性键
键
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
4.化学键类型的判断
(1)从物质构成角度判断
(2)从物质类别角度判断
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
得分速记
①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。
②非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键,如NH4Cl 等。
③影响离子键强弱的因素是离子半径和所带电荷数:离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,
熔、沸点越高。
④离子键中“静电作用”包括静电吸引和静电排斥,且二者达到平衡。
知识点2 物质的表示方法
1.电子式
(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 的式子。
(2)书写
粒子的种类
电子式的表示方法
注意事项
举例
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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
得分速记
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
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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NaCl:
。
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HCl:
。
(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。
2.结构式
用一根短线表示一对共用电子对的式子叫做结构式。(未成键的电子不用标明)
知识点3 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AlCl3 ⑥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
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。
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
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
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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。
考向 化学键与物质类别的关系
例1 (24-25·福建福州·期末)下列各组晶体物质中,化学键类型、晶体类型均相同的是
A.HCl 和
B.
和
C.He 和
D.Si 和
【变式训练1·变考法】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
【变式训练2·变载体】(24-25 高二下·福建三明·期末)
与色胺酮形成配合物的过程如图所示。下列
说法错误的是
A.
中有25 种不同运动状态的电子
B.色胺酮分子中1 号
原子的孤对电子占据
杂化轨道
C.色胺酮中所含元素电负性大小顺序为
D.色胺酮钴配合物中的化学键有离子键、共价键、配位键
思维建模 离子键与离子化合物、共价键与共价化合物的关系
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考点二 共价键
知识点1 共价键的本质和特征
1.本质:在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
2.特征:具有饱和性和方向性。
知识点2 共价键的分类
1. 共价键的分类
(1)根据成键原子电子云重叠方式可分为σ 键和π 键。
①σ 键和π 键的形成
σ 键
H2的s-sσ 键形成:
HCl 的s-pσ 键形成:
Cl2的p-pσ 键形成:
π 键
大π 键
可用
表示,其中n、m 分别代表参与形成大π 键的原子个数和电子数,如苯分子中大π 键
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表示为
。
②σ 键与π 键的比较
类型
σ 键
π 键
成键方向
沿轴方向
平行或
电子云形状
轴对称
镜像对称
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 个是σ 键, 个是π 键;共价三键中 个σ 键,
个为π 键
(2)根据共价键的极性与否可分为 和 。
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
电荷的中心不重合;非极性键成键的元素相同。
(3)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、 和 。
(4)根据共用电子对是单方面提供还有配位键。
①配位键:“电子对给予-接受”键。中心离子(或原子)提供 ;配体中的配位原子提供 ,
如NH3分子中的N 原子,H2O 分子中的O 原子等。
②配位键本质上属于共价键,一般情况下,配位键属于σ 键。如在NH 中,虽然有1 个N—H 的形成过程
与其他3 个N—H 形成过程不同,但是一旦形成之后,4 个共价键就完全相同。
2. 共价键的特征
(1) :成键原子有几个未成对电子,通常就能形成几个共价键。
(2) :成键的原子沿着电子云最大的方向重叠而形成共价键。电子云重叠的程度越大,共价键越牢
固。
得分速记
(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大
(大于 )时,不会形成共用电子对,而形成 键。
(2)同种元素原子间形成的共价键为 键,不同种元素原子间形成的共价键为 键。
(3)通过物质的结构式,可以快速有效地判断键的种类及数目;判断成键方式时,需掌握:共价单键全
为 键,共价双键中有一个 键和一个 键,共价三键中有一个 键和两个 键。
知识点3 键参数——键能、键长及键角
1.概念
①键能: 原子形成1 mol 化学键 的最低能量。键能通常是298.15K、101kPa 条件下的平均标
准值。
②键长:形成共价键的两个原子之间的 。
③键角:两个共价键之间的 。
2.键参数对分子性质的影响
①键能越 ,键长越 ,分子越 。
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②
3.键长和键角的数值可通过晶体的 获得。
考向1 共价键的类别及判断
例1 下列有关共价键的形成不正确的是
A.HCl 中σ 键的电子云轮廓图:
B.
键电子云轮廓图:
C. 甲醛中π 键的电子云轮廓图:
D.用电子云轮廓图示意
键的形成:
【变式训练1·变考法】(福建宁德·二模节选)(2)钨酸铅(PWO)是一种闪烁晶体,晶胞结构如图所示。
①PWO 中钨酸根结构式为
,该离子中,σ 键和π 键的个数比是 。
PWO
②
晶体中含有的微粒间作用力是
A.范德华力 B.离子键 C.共价键 D.金属键
【变式训练1·变考法】C、Si 为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同。CO2
中C 与O 原子间形成
键和
键,SiO2中Si 与O 原子间不形成上述
键。从原子半径大小的角度分析,为
何C、O 原子间能形成,而Si、O 原子间不能形成上述
键 。
考向2 大π 键
例2 卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
①一氯乙烯
分子中,C 的一个 杂化轨道与Cl 的
轨道形成
键,并且Cl 的
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轨道与C 的
轨道形成3 中心4 电子的大
键
。
②一氯乙烷
、一氯乙烯
、一氯乙炔
分子中,
键长的顺序是 ,理由:
(ⅰ)C 的杂化轨道中s 成分越多,形成的
键越强;(ⅱ) 。
【变式训练1·变考法】卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(2)
中心原子为
,
中心原子为
,二者均为
形结构,但
中存在大
键
。
中
原子的轨道杂化方式 ;为
键角
键角(填“>”“ <”或“=”)。比较
与
中
键的键长并说明原因 。
思维建模 大π 键的认识
考向3 键长、键能与分子的稳定性
例3 氰气的分子式为(CN)2,结构式为N
C-C
N,其性质与卤素单质相似,下列叙述不正确的是
A.N
C 键的键能大于C
C 键的键能
B.(CN)2分子中含有3 个σ 键和2 个π 键
C.N
C 键的键长小于C
C 键的键长
D.(CN)2能与NaOH 溶液反应
【变式训练1·变载体】已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJ•mol-1)如表:
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489
从能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为
)形式存在的原因是___。
思维建模 键长、键能与物质的稳定性
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考点三 分子的空间结构
知识点1 价层电子对互斥理论(VSEPR 模型)
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
①价层电子对在空间上彼此相距最远时,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上的价层电子对数的方法
(1)方法I: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。
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。
(2)方法II:
说明:(1)中心原子配位的原子总数是指与中心原子直接结合的 ,氧族元素原子作配位原子
时, 计算配位原子个数。
(2)粒子的电荷数是离子所带电荷数,阳离子用“ ”,阴离子用“ ”。
(3 )计算结果为中心原子的 ,根据中心原子的价层电子对数可以确定
。
(4)孤电子对数=价层电子对数-中心原子配位的原子 。
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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
4
得分速记
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,原子的价电子轨道相互混杂,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.杂化轨道与分子立体构型的关系
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
立体构型
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)的空间结构分示
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
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BeCl2
2
CO2
BF3
3
SO2
CH4
4
NH3
H2O
CO
3
NH
4
得分速记
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
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
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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)
考向1 微粒空间结构的判断
例1 下列分子的空间结构相同的是
A.XeO3和NH3
B.COCl2和SOCl2
C.SO2和BeCl2
D.CO2和SCl2
【变式训练1·变考法】价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A.
是平面结构的分子
B.
和
均为非极性分子
C.
和
的空间结构均为平面三角形
D.
和
的
模型均为四面体形
【变式训练2·变载体】(2023·福建三明·阶段练习)下列微粒与CO2分子的空间结构不相同的是
A.SCN-
B.CS2
C.NO
D.N2O
思维建模 判断分子或离子立体构型
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考向2 杂化轨道类型的判断
例2 列每组分子的中心原子杂化方式相同的是
A.
B.
C.
D.
【变式训练1·变考法】(2024·福建厦门·阶段练习节选)(2)AlCl3的相对分子质量为133.5,178℃开始升华,
易溶于水、四氯化碳等,熔融时生成可挥发的二聚物(Al2Cl6),结构如图所示。
①二聚物中Al 原子的杂化轨道类型为
②分子中含有化学键的类型有 。
A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.σ 键 E.π 键 F.非极性键
(3)LiAlH4是一种特殊的还原剂,可将羧酸直接还原成醇。CH3COOH
CH3CH2OH
AlH
①
的空间构型名称是 。
CH
②
3COOH 分子中π 键和σ 键的数目之比为 。
【变式训练2·变载体】(2025·福建龙岩·二模)一种新型离子液体[Dmim]Tos 结构示意如图,其中短周期
元素X、Y、Z、W 原子序数依次增大。下列说法正确的是
A.中心原子Z 和W 的杂化方式不同
B.
和
的微粒空间结构相同
C.简单氢化物的稳定性:X>Y
D.最高价氧化物对应水化物酸性:W>Z
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思维建模 判断中心原子的杂化类型
考向3 键角的大小
例3 下列微粒中键角最大的是
A.
B.
C.
D.
【变式训练1·变考法】(23-24 高三上·福建泉州·阶段练习)比较分子中的
键角大小:
(填“>”“<”或“=”),其原因是 。
【变式训练2·变载体】(2025·福建福州·二模)某种离子液体化合物结构如图(五元环中所有原子共平面),
X、Y、Z 均为短周期元素且原子序数依次增大,下列说法正确的是
A.该化合物易挥发,具有导电性
B.电负性大小比较:Y>Z>X
C.键角大小比较:
D.环内碳原子间通过sp2杂化轨道形成π 键
思维建模 键角比较的三种思维模板
(1)杂化类型不同→sp>sp2>sp3。
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(3)在同一分子中,π 键电子斥力大,键角大
考点四 分子结构与物质的性质
知识点1 共价键的极性和分子的极性
1.共价键极性
根据共价键的极性与否可分为 和 。
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
电荷的中心不重合;非极性键成键的元素相同。
(2)共价键极性对化学性质的影响
a.有机羧酸的酸性
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:
不同羧酸的pKa
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
①羧基中羟基的极性越 ,越 电离出H+,则羧酸的酸性越 。
②与羧基相邻的共价键的极性越 ,羧酸的酸性越 。
③一般地,饱和烃基越 ,推电子效应越 ,羧酸的酸性越 。
b.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。
2.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
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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
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)多原子分子极性的判断方法
A.孤对电子法:如为ABn 型,若中心原子A 中 孤对电子,为非极性分子,中心原子A 中 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 或呈 、正
分布,该分子一定是 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。
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 A 的主族序数,则为 分
子;若中心原子A 的化合价的绝对值 A 的主族序数,则为 分子;
D.如为AxBYCZ这种类型的多原子分子绝大部分是 分子。
(5)分子的溶解性
①“相似相溶”的规律: 溶质一般能溶于非极性溶剂, 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 ,则溶质的溶解度增大。
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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 。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。
知识点2 分子间的作用力
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
①范德华力约比化学键的键能小 个数量级。
②范德华力主要影响物质的 、 、 等物理性质。范德华力越 ,物质的熔点、沸点越高,硬度
越 。
③一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的 ,范德华力逐渐 。
3.氢键
(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 和 。
(4)分类:氢键包括 氢键和 氢键两种。
(5)分子间氢键对物质性质的影响
A.对物质溶沸点的影响:
①存在分子间氢键的物质,具有较 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。
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 。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。
B.对物质溶解度的影响:溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键,则溶质的溶解度明显的 ;分子内氢键的
形成导致溶解度 。
(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 ,范德华力越 ;
②分子的极性越 ,范德华力越
对于A—H…B,A、B 的电负性越 ,B 原
子的半径越 ,氢键键能越
对物质性质
范德华力主要影响物质的物理性
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点
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的影响
质,如熔、沸点等。范德华力越
,物质的熔、沸点越
,分子内氢键使物质的熔、沸点 ,对
电离、溶解度等产生影响
知识点3 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。
2.手性分子的成因
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
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 不同的原子或基团。
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 共价键极性及分子极性的简单判断
例1(23-24 高三上·福建龙岩·阶段考试)下列叙述中正确的是
A.以非极性键结合起来的分子一定是非极性分子
B.键角:NH3>PH3
C.NCl3与BF3均为三角锥形结构,均为极性分子
D.非极性分子中一定含有非极性键
【变式训练1·变考法】下列说法正确的是
A. Si—Cl 是极性键,所以SiCl4为极性分子
B. S8(
)为极性分子
C. Cl2和SO3均属于非极性分子,所以它们在水中的溶解度都很小
D. H2O 是由极性键构成的极性分子
【变式训练2·变载体】联氨(NH2-NH2)是一种绿色无污染的还原剂,NH2-NH2分子可能有以下两种不同的
构象,沿N-N 键轴方向的投影如图所示。下列说法错误的是
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A.NH2-NH2中N 原子杂化方式为sp3
B.实验测得NH2-NH2分子的极性很大,则其结构为构象b
C.NH2-NH2的沸点高于CH3-CH3的沸点
D.NH2-NH2中的键角∠N-N-H 小于H2O2中的键角∠O-O-H
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 共价键极性对化学性质的影响
例2 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
的酸性比
的酸性强
氟原子电负性大于氯原子
B
乙炔、乙烯、乙烷键角依次减小
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子
对之间的斥力
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C
臭氧在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度
臭氧分子的极性较弱
D
氟化氢沸点低于水的沸点
水分子形成的分子间氢键多于氟化氢
【变式训练1·变载体】下列关于卤素及其化合物的说法错误的是
A.
离子的空间构型为直线形
B.顺
,
二氯乙烯分子的极性大于反
,
二氯乙烯
C.
酸性依次减小的主要原因是中心原子的正电性依次减小
D.固态
中含有
,而
中含有
,存在差异的原因是
的半径较大
思维建模 键的极性对化学性质的影响
1. 电负性:F>Cl,键的极性:C—F>C—Cl,导致三氟乙酸(CF3COOH)分子的羧基中的O—H 的极性更
大,更易电离出H+,故酸性:CF3COOH>(填“>”“<”或“=”,下同)CCl3COOH。
2. 羧酸分子中羧基所连基团中电负性大的原子数越多,酸性越强,如酸性:CH2ClCOOH<CHCl2COOH<
CCl3COOH。
3. 烃基(R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越强,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
如酸性:HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH。
考向3 氢键对物质性质的影响
例3 有关氢键的说法不正确的是
A.乙醇能与水任意比互溶的原因之一是乙醇与水分子之间能形成氢键
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的原因是前者分子间不能形成氢键
C.氢键的作用能介于化学键与范德华力之间
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键,而甲醛分子间不能形成氢键
【变式训练1·变载体】聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚
维酮碘,其结构表示如图所示:
(图中虚线表示氢键)
聚维酮单体的结构简式为 ,氢键的作用为 (写出一条即可)。
【变式训练2·变考法】我国古代中药学著作《新修本草》中对“青矾”的描述为:本来绿色,新出窟未见
风者,正如琉璃……,烧之赤色……。“青矾”的主要成分为
(结构示意图如图所示)。下列
说法错误的是
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A.基态气态
再失去一个电子比基态气态
更难
B.
中存在离子键、极性键、配位键
C.
中
键角小于
中
键角
D.
加热脱水时,需克服氢键的作用
【变式训练3·变考法】水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)彼此结合而
形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4 个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的
分子晶体。
(1)1mol 冰中有 mol“氢键”。
(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2,要确定(H2O)2的存在,可采用的方法是_____。
A.把1L 水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,测产生氢气的体积
B.把1L 水蒸气通过浓硫酸后,测浓硫酸增重的质量
C.该水蒸气冷凝后,测水的pH
D.该水蒸气冷凝后,测氢氧原子个数比
(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为 。已知在相同条件下双氧水的沸
点明显高于水的沸点,其可能原因是 。
(4)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4 个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力
(11kJ/mol)。已知冰的升华热是51kJ/mol,则冰晶体中每个氢键的能量是 kJ/mol。
(5)氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O 的合理结构是
(填代号)。
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思维建模 分子间作用力和氢键对物理性质的影响
考向4 手性分子
例4(2025·陕西宝鸡·一模)丙氨酸(
)分子为手性分子,存在手性异构体,其结构如图所示。下列
关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是
A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在1 个手性碳原子
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,都是非极性分子
C.Ⅰ和Ⅱ含的化学键不同
D.Ⅰ和Ⅱ分子都只含有极性键,不含非极性键
考点五 配位键、配合物与超分子
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知识点1 配位键的形成
1.孤电子对
分子或离子中没有跟其他原子 的电子对称孤电子对。
2.配位键
①配位键定义:属于“电子对给予-接受”键,由一个原子提供 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成键的性质: 对两个原子的电性作用。
④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 。
⑤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。
知识点2 配合物的性质
3.配合物
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
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++
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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)
6.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 ,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
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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 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 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 ,Cu2+离
子与Zn2+离子的配位数均为 ,Fe3+离子的配位数为 ,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 、 ,但配
位数都是 。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 和 。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)。
7.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 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, 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
的溶液。
③稳定性增强:对于配位化合物稳定性由配位键的 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 ,则配位体与中心离子形成的配位键就越 ,配合物也就越 ,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 、空间 ,配体 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。
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8.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.概念: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。
【易错提醒】超分子定义中的分子是广义,包括离子。
2.微粒间作用力—非共价键: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。
考向1 配位键及配合物的性质
例1 某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
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实验1:
实验2:
已知:
ⅰ.
;ⅱ.
溶液为无色。
下列说法正确的是
A.等物质的量的
和
中
键数之比为
B.结合实验可知反应
C.②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,
的浓度增大
D.③中加入
,溶液变红,推测
与
形成了配合物
【变式训练1·新情境】(2025·福建泉州·一模)配合物稳定性可用
表示,对于配位反应:
(
代表中心离子或原子,L 代表配体)。
的配位化合物较稳定且
应用广泛。
可与
、
、
、
等配体形成使溶液呈浅紫色的
、红色的
、无色的
、黄色的
配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知
与
、
在溶液中存在平衡:
(红色),
(无色)。下列说法不正确的是
A.
与
的配位能力强于
B.
中
键数目为
C.向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN 固体,溶液可能再次变为红色
D.反应
的平衡常数
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【变式训练2·变考法】很多络离子的颜色是因为发生了价层电子的d-d 跃迁导致的。配体使原来能量相同
的d 轨道发生分裂,有的d 轨道能量升高,有的d 轨道能量降低,价层电子的d 轨道上的电子可以在不同
能量的d 轨道之间跃迁,吸收一定波长的光而表现出特定颜色。下列络合离子可能有颜色的是
A.
B.
C.
D.
考向2 超分子的结构、性质及其应用
例2 超分子有分子识别特性。“杯酚”可与
形成超分子
(结构如图),借助杯酚分离
固体混合
物的实验过程如下。
下列说法正确的是
A.M 中
与杯酚通过共价键相互结合
B.
溶于甲苯,杯酚溶于氯仿
C.分离滤液A 可回收杯酚
D.蒸馏滤液B 可获得
【变式训练1 变载体】(2024·福建龙岩·二模)冠醚在水相和油相均有一定的溶解度,是重要的相转移催
化剂。18-冠-6 是冠醚的一种,其结构如图A,下列说法不正确的是:
A.18-冠-6 中氧原子的杂化类型为
B.表示18-冠-6 在油相中结构的是图B 而不是图C
C.图D 中
与18-冠-6 的空腔大小相近,且与氧原子之间通过弱相互作用形成稳定的超分子结构,体现
超分子的分子识别功能
D.若18-冠-6 的部分氢原子被氟原子取代,与
形成的超分子稳定性将增强
【变式训练2 变情境】超分子特性包含分子识别和自组装,在某些作用力的影响下分子与分子间即可实现
自组装过程。下图为我国科研人员构建的含硅嵌段共聚物超分子复合物,有关该化合物说法错误的是
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A.该超分子中第一电离能最大的元素是O
B.该超分子复合物的自组装过程是通过氢键所形成的
C.分子自组装是在平衡条件下,分子间通过非共价相互作用自发组合形成的一类结构明确稳定、具有某
种特定功能或性能的分子聚集体或超分子结构
D.DNA 的双螺旋结构也有与该超分子相似的的非化学键作用
1.(2024·黑吉辽卷) 下列化学用语或表述正确的是
A.中子数为1 的氦核素:
1
2He
B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p-p σ 键
D.PCl3的空间结构:平面三角形
2.(2023·河北卷)下列说法正确的是
A. CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B. 若AB2型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同
C. 干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性
D. CO2和CCl4都是既含
键又含
键的非极性分子
3. (2024·天津卷)白磷(
)在高温下可分解为
,即
。已知
中
的键能为
,
中
的键能为
。下列说法错误的是
A.
晶体为分子晶体
B.
分子中含有键和
键
C.
与
互为同素异形体
D. 根据键能估算上述反应的
4.(2024·甘肃卷)下列说法错误的是
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A.相同条件下
比
稳定
B.
与
的空间构型相同
C.
中
键比
键更易断裂
D.
中
键和大
键的数目不相等
5.(2024·湖南卷卷)通过理论计算方法优化了P 和Q 的分子结构,P 和Q 呈平面六元并环结构,原子的连
接方式如图所示,下列说法错误的是
A. P 为非极性分子,Q 为极性分子
B. 第一电离能:B<C<N
C. 1molP 和1molQ 所含电子数目相等
D. P 和Q 分子中C、B 和N 均为sp2杂化
6.(2024·山东卷)(3)
(见图)是
晶型转变的诱导剂。
的空间构型为 ;
中咪唑环存在
大
键,则N 原子采取的轨道杂化方式为 。
(4)
可作
转化为
的催化剂(见下图)。
的熔点远大于
,除相对分子质量存在差
异外,另一重要原因是 。
7.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从
中提取
的实验方案,下列说法正确的是
A.还原性:
B.按上述方案消耗
可回收
C.反应①的离子方程式是
D.溶液①中的金属离子是
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8. (2024·黑吉辽卷)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包
合某些分子形成超分子。图1、图2 和图3 分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法
错误的是
A. 环六糊精属于寡糖
B. 非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C. 图2 中甲氧基对位暴露在反应环境中
D. 可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
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