（鲁科专用版）2020版高考化学总复习 第11章 第2讲 分子结构与性质课件

第2讲分子结构与性质【2020·备考】最新考纲：1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。5.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。6.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。7.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的空间构型及性质，揭示现象的本质与规律。考点一共价键(频数：★☆☆难度：★☆☆)本考点主要考查共价键的不同类型，特别是σ键和π键的判断，是高名师课堂导语考重点，要重点掌握。1.本质共价键的本质是在原子之间形成(电子云的)。2.特征具有和。共用电子对重叠饱和性方向性3.类型1.通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键，共价双键中有一个σ键和一个π键，共价三键中有一个σ键和两个π键。2.由成键轨道类型也可判断共价键类型。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。4.键参数(1)概念键能键长键角(2)键参数对分子性质的影响①键能越，键长越，分子越稳定。大短稳定性立体构型5.等电子原理(1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。常见的等电子体：N2与CO，CO2与N2O，O3、NO－2与SO2，CO2－3、NO－3与SO3，PO3－4、SO2－4与ClO－4，与B3N3H6(硼氮苯)等。[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转()(2)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键()(3)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强()(4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成()(5)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍()√×√√×2.(教材改编题)(LK选修3·P32“方法引导”改编)已知N—N、NＦN和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C==C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法正确的是()A.σ键一定比π键稳定B.N2较易发生加成C.乙烯、乙炔较易发生加成D.乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定答案C3.(思维探究题)(1)根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。_____________________________________________________________________。答案氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键(2)已知CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COS、CO2－3、PCl3的空间结构答案COS为直线形结构；CO2－3为平面正三角形结构；PCl3为三角锥形结构[A组基础知识巩固]1.(2018·河南信阳一高月考)下列事实不能用键能的大小来解释的是()A.氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B.稀有气体一般难发生反应C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D.F2比O2更容易与H2反应解析由于N2分子中存在氮氮三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定，A不符合题意。稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键，其化学性质稳定与键能无关，B符合题意。卤族元素从上到下原子半径逐渐增大，其氢化物中所含键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱，C不符合题。由于H—F键的键能大于H—O键的键能，所以HF更容易生成，D不符合题意。答案B2.碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是()A.分子式为C3H2O3B.分子中含6个σ键C.分子中只有极性键D.8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2解析A项，观察图形根据碳四键可知分子式正确；B项，根据图示可知分子中含8个σ键；C项，观察图形可知分子中含有碳碳双键属于非极性键；D项，没有指明条件，无法进行气体体积计算。答案A3.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN()。只有σ键的是________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。答案①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨【归纳总结】1.在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。2.在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。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σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。[B组考试能力过关]4.按要求完成以下试题(1)(2018·课标全国Ⅰ)LiAlH4中，存在________(填标号)。A.离子键B.σ键C.π键D.氢键答案AB(2)(2018·课标全国Ⅱ)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有________种。解析气态SO3为单分子，分子中S无孤对电子，其分子的立体构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有σ键和π键两种。答案2(3)(2018·课标全国Ⅲ)ZnF2具有较高的熔点(872℃)，其化学键类型是________。答案离子键(4)(2017·全国卷Ⅱ)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示，R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]中阴离子N－5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号mn表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为66)，则N－5中的大π键应表示为________。答案556(5)(2017·全国卷Ⅲ)硝酸锰中的化学键除了σ键外，还存在________。答案离子键和π键(46键)(6)(2017·江苏卷)1mol丙酮()分子中含有σ键的数目为________。答案9NA(7)(2016·全国卷Ⅰ)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___________________________________________________________________________________________。Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是________。答案Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p－p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键共价键(8)(2016·全国卷Ⅲ)GaAs晶体中Ga与As以________键键合。答案共价考点二分子的空间构型(频数：★★☆难度：★★☆)本考点主要考查分子的空间构型以及分子的杂化类型，特别是名师课堂导语杂化类型的判断是高考重点，复习时加以关注。1.价层电子对互斥理论(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。②孤对电子的排斥力较大，孤对电子越多，排斥力越强，键角越小。价电子对数成键数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形CO2330三角形三角形BF321SO2440四面体形正四面体形CH431NH322V形H2O(2)价层电子对互斥理论与分子构型。直线形V形三角锥形价层电子对互斥理论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的空间构型，不包括孤对电子。2.杂化轨道理论(1)当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道的三种类型与分子空间结构杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp12180°直线形BeCl2sp23120°BF3sp34109.5°CH4平面三角形正四面体形中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(NH3)，也可以为Ⅴ形(H2O)。3.配位键和配合物(1)配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的________。(2)配位键的表示方法：如A→B：A表示______孤对电子的原子，B表示_______孤对电子的原子。(3)配位化合物①组成。共价键接受提供②形成条件。[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子()(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构()(3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化()(4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化()(5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形()√××√×2.(教材改编题)(RJ选修3·P576改编)填表孤对电子数杂化类型分子构型CCl4NH3H2O答案0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3角形或V形3.(思维探究题)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4＞NH3＞H2O，请分析可能的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。答案CH4分子中的C原子没有孤对电子，NH3分子中N原子上有1对孤对电子，H2O分子中O原子上有2对孤对电子，随着孤对电子的增多，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小[A组基础知识巩固]1.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是()A.PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形B.BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形C.CS2中C原子sp1杂化，为直线形D.H2S分子中，S为sp1杂化，为直线形解析PCl3分子中P原子形成3个σ键，孤对电子数为5＋3×12－3＝1，为sp3杂化，三角锥形，A正确；BCl3分子中B原子形成3个σ键，孤对电子数为3＋3×12－3＝0，为sp2杂化，平面三角形，B正确；CS2分子中C原子形成2个σ键，孤对电子数为42－2＝0，为sp1杂化，直线形，C正确；H2S分子中，S原子形成2个σ键，孤对电子数为6＋2×12－2＝2，为sp3杂化，V形，D错误。答案D2.(2018·甘肃兰州模拟)关于原子轨道的说法正确的是()A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合形成C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D.凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键解析A.中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型不都是正四面体，例如氨气是三角锥形的。B.甲烷分子碳原子的2s轨道和2p轨道通过sp