教案二第二章知识点与例题分子结构与性质Word文档格式.docx
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气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量,键能越大,化学键越稳定。
②键长:
形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,共价键越稳定。
③键角:
在原子数超过2的分子中,两个共价键之间的夹角。
④键参数对分子性质的影响:
键长越短,键能越大,分子越稳定.
4.等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质相近。
二、分子的立体结构
1.分子构型与杂化轨道理论
杂化轨道的要点:
在成键过程中,由于原子间的相互影响,同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道,可以进行线性组合,重新分配能量和确定空间方向,组成数目相等的新的原子轨道,这种轨道重新组合的过程称为杂化,杂化后形成的新轨道称为杂化轨道。
由1个s轨道和1个p轨道组合成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化,所形成的轨道称为sp杂化轨道。
杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间形状不同。
实例分析1:
试说明BeCl2分子的空间构型。
实验测出,BeCl2分子中有2个完全等同的Be瑿l键,键角为1800
,分子的空间构型为直线。
Be原子的价层电子组态为2s2
。
在形成BeCl2
分子的过程中,Be原子的1个2s电子被激发到2p空轨道,价层电子组态为2s1
2px1
,这2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化,组成夹角为1800
的2个能量相同的sp杂化轨道,当它们各与2个Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠,就形成2个sp璸的σ键,所以BeCl2分子的空间构型为直线,其形成过程可表示为
实例分析2:
试说明BF3分子的空间构型。
解实验测定,BF3分子中有3个完全等同的B-F键,键角为1200,分子的空间构型为正三角形。
BF3分子的中心原子是B,其价层电子组态为2s22px1。
在形成BF3分子的过程中,B原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道,价层电子组态为2s12px12py1,1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化,形成夹角均为1200的3个完全等同的sp2杂化轨道,当它们各与1个F原子的含有单电子的2p轨道重叠时,就形成3个sp2-p的σ键。
故BF3分子的空间构型是正三角形,其形成过程可表示为
即中心原子C以夹角均为1090
28’的4个完全等同的sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠后,形成4个sp3璼的σ键。
故CCl4
分子的空间构型为正四面体
2.分子构型与价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子。
(1)当中心原子无孤对电子时,两者的构型一致;
(2)当中心原子有孤对电子时,两者的构型不一致。
3.配位化合物
(1)配位键与极性键、非极性键的比较
配位键:
(2)配位化合物
①定义:
金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。
②组成:
如[Ag(NH3)2]OH,中心离子为Ag+,配体为NH3,配位数为2。
三、分子的性质
1.分子间作用力的比较
2.分子的极性
(1)极性分子:
正电中心和负电中心不重合的分子。
(2)非极性分子:
正电中心和负电中心重合的分子。
3.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.若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互
溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小.
4.手性
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠的现象。
5.无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸可写成(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HClO<HClO2<HClO3<HClO4
第一节共价键
考查点一 共价键的特征及表示方法
1.原子间形成分子时,决定各原子相互结合的数量关系的是( )。
A.共价键的方向性B.共价键的饱和性
C.共价键原子的大小D.共价键的稳定性
答案 B
2.下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是( )。
A.H+[·
·
—·
]2-H+B.H+[·
]-
C.HHHD.H·
H·
答案 D
考查点二 σ键、π键
3.下列有关σ键和π键的说法正确的是( )。
A.单键既有σ键也有π键
B.所有的π键都容易打开
C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度
D.π键比σ键重叠程度大,形成的共价键强
解析 单键中只存在σ键,A项错误;
N≡N很稳定,其分子中的π键不易
打开,B项错误;
σ键的特征便是轴对称,C项正确;
σ键重叠程度比π键
大,D项错误。
答案 C
4.下列说法正确的是( )。
A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的
B.σ键是镜像对称,而π键是轴对称
C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键
D.H2分子中含σ键而Cl2分子中除σ键外还含有π键
解析 原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并
肩”方式相互重叠形成的共价键为π键;
σ键是轴对称,而π键是镜像对称;
分子中所有的单键都是σ键,双键及三键中均含有σ键和π键。
5.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是( )。
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥
解析 含双键、三键的物质中既有σ键又有π键。
考查点三 键参数
6.下列说法中错误的是( )。
A.原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键
B.对双原子分子来说,键能越大,断开时需要的能量越多,该化学键越不牢
固
C.一般而言,化学键的键长越短,化学键越强,键越牢固
D.成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固
解析 键能越大,断开时需要的能量越多,该化学键越牢固。
键长越短,化
学键越牢固。
7.下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( )。
A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C.稀有气体一般难以发生化学反应
D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定
解析 通过共价键形成的分子,其物质聚集的状态取决于分子间作用力的大
小,与分子内共价键的键能无关;
物质的挥发性与分子内键能的大小无关;
稀有气体是单原子分子,无化学键,难以发生化学反应的原因是它们的价电
子层已形成稳定结构;
氮气比氧气稳定是由于N2中共价键的键能(946
kJ·
mol-1)比O2中共价键的键能(497.3kJ·
mol-1)大,在化学反应中难以断
裂。
8.(2011·
安徽理综)科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的
N(NO2)3(如下图所示)。
已知该分子中N—N—N键角都是108.1°
,下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )。
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质既有氧化性又有还原性
D.15.2g该物质含有6.02×
1022个原子
解析 A项,N、O间形成的共价键是极性键,故A项错误;
B项,由题意
N—N—N键角都是108.1°
,可知分子中四个氮原子不在同一平面上,故B
项错误;
C项,分子中顶角上的N原子为0价,—NO2原子团中N原子为
+4价,故该物质既有氧化性又有还原性,故C项正确;
D项,15.2g该物
质为0.1mol,每分子含10个原子,故应为6.02×
1023个原子。
考查点四 等电子体
9.由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体。
等电子体的结构相似、物理性质相近。
根据上述原理,下列各对粒子中,空间结构相似的是( )。
A.SO2与O3B.CO2与NO2
C.CS2与NO2D.PCl3与BF3
解析 由题中信息可知,只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判
\断。
B的最外层电子数为3;
C的最外层电子数为4;
N、P的最外层电子
数为5;
O、S的最外层电子数为6;
F、Cl的最外层电子数为7。
答案 A
10.某些化学键的键能如下表所示(单位:
mol-1):
键
H—H
Br—Br
I—I
Cl—Cl
H—Cl
H—I
H—Br
键能
436.0
193.7
152.7
242.7
431.8
298.7
366
(1)以上化学键中最稳定的是 。
(2)1molH2在2molCl2中燃烧,放出热量为 kJ。
(3)在一定条件下,1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出的热量
由多到少的顺序是 。
A.Cl2>Br2>I2 B.Br2>Cl2>I2 C.Br2>I2>Cl2
(4)1molH2在足量的F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热 。
解析 键能越高,共价键越稳定,所以由表可知H—H最稳定,由题中数据
和键能与反应热的关系可知:
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=436.0kJ·
mol-1+242.7kJ·
mol-1-
2×
431.8kJ·
mol-1=-184.9kJ·
mol-1,H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) Δ
H=436.0kJ·
mol-1+193.7kJ·
mol-1-2×
366kJ·
mol-1=-102.3kJ·
mol-1,
H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH=436.0kJ·
mol-1+152.7kJ·
298.7
mol-1=-8.7kJ·
mol-1。
另外根据F2、Cl2、Br2、I2的活泼性也可判断与
H2反应放热的相对多少。
答案
(1)H—H
(2)184.9 (3)A (4)多
11.现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F6种元素,它们的原子序数依