分子结构与性质Word格式文档下载.docx
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查阅N2、CO的有关数据并进行比较。
6．结合实例说明化学键和氢键的区别。
7．知道氢键的存在对物质性质的影响。
21．结合实例说明“等电子原理”的应用。
【重点难点突破】
1.共价键的分类：
按原子轨道重叠方式分为σ键（头碰头的方式）和π键（肩并肩的方式）；
σ键和π键形成原理：
按电子对在两原子核间是否偏离分为极性键和非极性键。
按电子对来源:
正常共价键和配位共价键
按成键情况分：
单键、双键和三键
练1.下列分子中，含有非极性键的化合物的是（）
A．H2B．CO2
C．H2OD．C2H4
练2．下列化合物中价键极性最小是（）
A．MgCl2B．AlCl3
C．SiCl4D．PCl5
2.用键能、键长、键角等键参数判断简单分子的构型和稳定性。
练1．下列各说法中正确的是（）
A．分子中键能越高，键长越大，则分子越稳定
B．元素周期表中的ⅠA族（除H外）和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C．水分子可表示为HO—H，分子中键角为180°
D．H—O键键能为463KJ/mol，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×
463KJ
3.等电子体的性质
1、等电子原理条件：
a:
电子总数或价电子总数相同。
b:
原子总数相同
2、应用：
用等电子原理判断分子构型,等电子原理应用与新材料的制造。
用等电子原理判断分子构型：
一般认为等电子体具有相同的空间结构。
例如；
CO2、NO2+、N3-结构类同，CH4、CCl4、、SiO44-、、SO42-、SiCl4均为正四面体型。
等电子原理应用与新材料的制造：
AlP和GaAs都是半导体
3、介绍常见的等电子体
二原子10电子：
N2、CO、C22-、NO+、CN-，微粒中都含共价键
②三原子16电子：
CO2、NO2+、N3-、CNO-、OCN-、SCN-、BeCl2，它们都是直线型构型
③三原子18电子：
O3、NO-、SO2它们都是折线型结构。
④四原子24电子：
NO3-、CO32-、BO3-、BF3及气态SO3它们都是平面三角形构
⑤四原子26电子：
ClO3-、SO32-、BrO3-、IO3-、XeO3它们都是三角锥型
⑥五原子8电子：
BH4-、CH4、NH4+、SiH4、PH4+它们都是正四面体构型
⑦五原子32电子：
ClO4-、SO42-、PO43-、SiO44-、SiF4它们都是正四面体构型
⑧七原子48电子：
SF6、AlF63-、SiF62-三角双锥
练：
：
（2004年江苏）1919年，Langmuir提出等电子原理：
原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。
等电子体的结构相似、物理性质相近。
（1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：
和；
和。
（2）此后，等电子原理又有所发展。
例如，由短周期元素组成的微粒，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，它们也具有相似的结构特征。
在短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有：
、。
N2，COCO2，N2OSO2，O3
4.用VSEPR理论，杂化轨道理论，配合物理论判断分子构型
杂化方式
SP
SP2
SP3
SP3不等性杂化
轨道夹角
180
120
109o28’
中心原子位置
ⅡA，ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
中心原子孤对电子数
1
2
3
分子几何构型
直线型
平面三角
正四面体
三角锥
V字形
实例
BeCl2
HgCl2
BF3
CH4
SiCl4
NH3
PH3
H2O
H2S
HCl
练1．根据杂化轨道理论，形成苯分子是每个碳原子的原子轨道发生杂化，由此形成的三个在同一平面内。
三个分别与两个碳原子、一个氢原子形成σ键。
同时每个碳原子还有一个未参加杂化的，他们均有一个未成对电子。
这些轨道垂直于，相互平行，以方式相互重叠，形成一个多电子的键。
练2.在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）
A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
练3．试用杂化轨道理论分析为什么BF3的空间构型是平面三角形，而NF3是三角锥形的？
5.分子的极性判断方法
极性分子——正负电荷重心不重合的分子
非极性分子——正负电荷重心重合的分子
常见的多原子分子，若中心原子的价电子全部参与成键，形成的分子空间构型往往是对称的，该分子是非极性分子，如三原子分子CO2CS2（直线形）是，四原子的BF3（平面三角形）、五原子的CH4、CCl4（正四面体）以及C2H2、C2H4、C6H6等都是非极性分子。
若中心原子有不参与成键的电子，形成的分子空间构型往往是不对称的，其分子是极性分子。
如H2O、H2S、SO2（V形），NH3（三角锥形）。
应用：
相似相溶规则：
一般情况下，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
如NH3、HCl易溶于水，X2、CH4易溶于CCl4
6.手性分子判断
手性异构体——如同左右手一样，不能重合，而分子组成和原子排列方式完全相同的一对分子，手性碳原子——连有4个不同的原子或基团的碳原子。
7.配合物——由提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。
中心原子——配合物的中心。
常见的是过渡金属原子或离子。
配位体———指配合物中与中心原子结合的离子或分子。
配位原子———配合物中直接与中心原子相联结的配位体的原子。
它含有孤电子对。
配位数————配合物种配位体的数目
应用
1.银镜反应：
2.Fe3＋的检验；
3.用于物质的分离
用浓氨水可分离CuSO4溶液和Fe2（SO4）3
8.分子间作用力（范德华力和氢键）
范德华力：
定义：
分子间普遍存在的作用力。
特点：
其大小由分子的相对分子质量的大小和分子极性的强弱决定。
当其极性相似时，相对分子质量越大，范德华力越大；
相对分子质量接近的物质，分子的极性越大，范德化力越大。
应用：
其大小决定物质熔沸点的高低。
范德华力越大，物质熔沸点就越高；
反之，则越低。
氢键：
分子中与电负性极大的元素（一般指氧、氮、氟）相结合的氢原子和另一个分子中电负性极大的原子间产生的作用力。
通常用X—H…Y表示，式中的虚线表示氢键。
X、Y代表F、O、N等电负性大、原子半径较小的原子。
氢键形成的条件
（1）分子中必须有一个与电负性极大的元素原子形成强极性键的氢原子；
（2）分子中必须有带孤电子对、电负性大、而且原子半径小的原子。
氢键的特点
（1）有方向性和饱和性。
（2）氢键的键能较化学键能小，一般约在
，与分子间作用力的数量级相近。
（3）氢键的强弱决定于X、Y电负性的大小和原子半径，电负性越大、半径越小的原子，所形成的氢键越稳定。
氢键的类型
氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两种类型。
如
是分子间氢键，邻硝基苯酚
中是分子内氢键。
氢键对化合物性质的影响
分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高。
在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间能形成氢键，则可使溶解度增大。
分子内氢键的形成，使分子具有环状闭合的结构，使邻硝基苯酚的沸点比对位或间位的硝基苯酚低，在水中的溶解度也较小。
练1.关于氢键，下列说法正确的是
A．每一个水分子内含有两个氢键
B．冰、水和水蒸气中都存在氢键
C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
一、选择题（本题包括10小题，每小题3分，共30分。
每小题只有一个选项符合题意）
1。
σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。
则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是
A．H2B.HClC.Cl2D.F2
2．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是
A．两个碳原子采用sp杂化方式
B．两个碳原子采用sp2杂化方式
C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D．两个碳原子形成两个π键
3．膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。
它的分子构型是三角锥形。
以下关于PH3的叙述正确的是
A．PH3分子中有未成键的孤对电子B．PH3是非极性分子
C．PH3是一种强氧化剂D．PH3分子的P－H键是非极性键
4．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为
A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大
B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子
C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
5．下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是
A．液态氯化氢不导电B．氯化氢极易溶于水
C．氯化氢不易分解D．氯化氢溶液可以电离
6．下列现象与氢键有关的是：
①NH3的熔、沸点比VA族其他元素氢化物的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤⑥B.①②③④⑤C.①②③④D.①②③
7、下列说法不正确的是
A．元素的第一电离能（I1）是元素的单质失去最外层1个电子所需要吸收的能量，同周期从左到右元素的I1逐渐增大。
B．元素的电负性是衡量元素在化合物中吸引电子能力大小的一种标度，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小。
C．含有阴离子的晶体中一定含有阳离子，含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子。
D．原子晶体中一定含有共价键；
离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键；
分子晶体中一定存在分子间作用力。
8．已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是
A、X与Y形成化合物是，X可以显负价，Y显正价
B、第一电离能可能Y小于X
C、最高价含氧酸的酸性：
X对应的酸性弱于于Y对应的
D、气态氢化物的稳定性：
HmY小于HmX
9．已知磷酸分子
中的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换，又知次磷酸（H3PO2）也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不再能跟D2O发生氢交换，由此可推断出H3PO2的分子结构是
10．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。
B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。
C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。
二、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分。
每小题有一个或两个选项符合题意。
）
11．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是
C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间未参加杂化的2p轨道形成的是π键
12、下列说法不正确的是
A．互为手性异构体的分子互为镜像
B．利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子
C．手性异构体分子组成相同
D．手性异构体性质相同
13、下列配合物的配位数不是6的是
A、K2[Co（NCS）4]B、Na2[SiF6]C、Na3[AlF6]D、[Cu（NH3）4]Cl2
14、已知Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道，那么[ZnCl4]2-的空间构型为
A、直线形式上B、平面正方形C、正四面体形D、正八面体形
15、下列物质不能溶于浓氨水的是
A、AgClB、Cu（OH）2C、AgOHD、Fe（OH）3
16.最近，中国科大的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面，在—268℃时冻结分子的热振荡，并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。
下列化合物分子中一定既含单键又含双键的是
A．CO2B．C2H4OC．COCl2D．H2O2
17.有关苯分子中的化学键描述正确的是
A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
Ｃ．碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个σ键
Ｄ．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成σ键
18.下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是
A．CO2H2SB．C2H4CH4
C．C60C2H4Ｄ．NH3HCl
19.三氯化硼的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，在其分子中键与键之间的夹角为120o，它能水解，有关叙述正确的是
Ａ．三氯化硼液态时能导电而固态时不导电Ｂ．三氯化硼加到水中使溶液的pH升高
Ｃ．三氯化硼分子呈正三角形，属非极性分子Ｄ．三氯化硼遇水蒸气会产生白雾
20、关于氢键，下列说法正确的是
Ａ．每一个水分子内含有两个氢键Ｂ．冰、水和水蒸气中都存在氢键
第Ⅱ卷（非选择题共80分）
选择题答题表
题号
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
三、填空题
21、（6分）1919年，Langmuir提出等电子原理：
和
；
和
。
在短周期元素组成的物质中，与NO2—互为等电子体的分子有：
、
。
22、（10分）
（1）下列物质中，哪些形成分子内氢键，哪些形成分子间氢键？
（填序号）
⑨HNO3⑩NH3
形成分子内氢键的有；
形成分子间氢键有
（2）二聚甲酸解聚反应为：
（HCOOH）2→2HCOOH，该反应需吸收60KJ.mol-1的能量，此能量是断开____键所需的能量，所以此键的键能为____KJ.mol-1。
（3）氢键一般用X—H·
·
Y表示。
根据氢键形成的条件，可以推测还有____元素的原子可以代替氢原子而形成类似氢键的结构。
23、（14分）20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型（简称VSEPR模型），用于预测简单分子立体结构。
其要点可以概括为：
Ⅰ、用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对（称为孤对电子），（n＋m）称为价层电子对数。
分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀的分布在中心原子周围的空间；
Ⅱ、分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；
Ⅲ、分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：
i、孤对电子之间的斥力＞孤对电子对与共用电子对之间的斥力＞共用电子对之间的斥力；
ii、双键与双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力；
iii、X原子得电子能力越弱，A－X形成的共用电子对之间的斥力越强；
iv、其他。
请仔细阅读上述材料，回答下列问题：
（1）根据要点I可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表：
n＋m
VSEPR理想模型
价层电子对之间的理想键角
109°
28′
（2）请用VSEPR模型解释CO2为直线型分子的原因；
（3）H2O分子的立体构型为：
，请你预测水分子中∠H－O－H的大小
范围并解释原因；
（4）SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子，S＝O之间以双键结合，S－Cl、S－F之间以单键结
合。
请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型：
，SO2Cl2
分子中∠Cl－S－Cl（选填“＜”、“＞”或“＝”）SO2F2分子中∠F－S－F。
（5）用价层电子对互斥理论（VSEPR）判断下列分子或离子的空间构型
分子或
离子
PbCl2
XeF4
SnCl62-
PF3Cl2
HgCl42-
ClO4--
空间
构型
24、（10分）下图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。
（1）请写出上图中d单质对应元素原子的电子排布式。
（2）单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：
1：
1形成的分子中含个
键，个
键。
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为；
将X溶于水后的溶液滴入到含d元素高价离子的溶液中至过量，生成的含d元素离子的化学式为，其中X与d的高价离子之间以键组合。
（4）下列是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构：
请简要说明该物质易溶于水的原因
25、（10分）氮可以形成多种离子，如N3－，NH2－，N3－，NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于NH4+的性质。
⑴写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式
⑵NH2－的电子式为。
⑶N3－有个电子。
⑷写出二种由多个原子组成的含有与N3－电子数相同的物质的化学式。
⑸等电子数的微粒往往具有相似的结构，试预测N3—的构型。
⑹据报道，美国科学家卡尔·
克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质，由于其具有极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。
迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排成V形。
如果5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N键。
则“N5”分子碎片所带电荷是。
26、（10分）在极性分子中，正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长，通常用d表示。
极性分子的极性强弱同偶极长和正（或负）电荷重心的电量（q）有关，一般用偶极矩（μ）来衡量。
分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积，即μ＝d·
q。
试回答以下问题：
（1）HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ＝0的是；
（2）对硝基氯苯、邻硝基氯苯、间硝基氯苯，3种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是：
（3）实验测得：
μPF3＝1.03、μBCl3＝0。
由此可知，PF3分子是构型，
BC13分子是构型。
（4）治癌药Pt（NH3）2Cl2具有平面四边形结构，Pt处在四边形中心，NH3和Cl分别处在四边形的4个角上。
已知该化合物有两种异构体，棕黄色者μ＞0，淡黄色者μ=0。
试画出两种异构体的构型图，并比较在水中的溶解度。
构型图：
淡黄色者，棕黄色者；
在水中溶解度较大的是。
27、（10分）1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家。
O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。
O3的分子结构如图，呈V型，两个O----O键的夹角为116.5o。
三个原子以一个O原子为中心，另外两个O原子分别构成一个共价键；
中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供一个电子，构成一个特殊的化学键------三个O原子均等地享有这个电子。
请回答：
（1）臭氧与氧气的关系是
（2）写出下列分子与O3分子的结构最相似的是
A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2
（3）分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子有对孤对电子。
（4）O3分子是否为极性分子。
（填是或否）
（5）O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平：
P
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