内容正文:
易错专题03 分子的结构
聚焦易错点:
►易错点一 共价键
►易错点二 分子的立体构型
►易错点三 等电子体
►易错点四 配位化合物
典例精讲
易错点一 共价键
【易错典例】
例1(2024上·黑龙江大庆·高二铁人中学校考期末)关于σ键和π键的说法中正确的是
A.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
B.所有σ键的强度都比π键的强度大
C.HCl和Cl2中的共价键类型均为s-sσ键
D.杂化轨道只用于形成σ键
【解题必备】
1.共价键的类型
(1)根据共用电子对是否偏移,共价键分为极性键和非极性键。
(2)根据共用电子对数,共价键分为单键、双键、三键。
(3)根据原子轨道的重叠方式不同,可分为σ键(头碰头重叠)和π键(肩并肩重叠)。
(4)配位键是一种特殊的共价键。它是成键元素原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道。
2.共价键的特征
(1)共价键的饱和性:按照共价键的共用电子对理论,一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋方向相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
(2)共价键的方向性:共价键形成时,两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠,而且原子轨道重叠越多,电子在两核间出现概率越大,形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状,所以要取得最大重叠,共价键必然有方向性。
共价键的方向性决定了分子的立体构型。
3.共价键的参数
(1)键参数对分子性质的影响
(2)键参数与分子稳定性的关系:键长越短,键能越大,分子越稳定。
4.共价键的存在
(1)非金属单质分子(稀有气体除外)。如:O2、F2、H2、C60等。
(2)非金属元素形成的化合物中。如:H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。
(3)某些金属与非金属形成的化合物中。如:BeCl2、HgCl2、AlCl3等。
(4)部分离子化合物中。如:Na2O2、NaOH、Na2SO4、NH4Cl等。
5.共价键的强弱
(1)由原子半径和共用电子对数判断:成键原子的半径越小,共用电子对数越多,则共价键越牢固,含有共价键的分子越稳定。如原子半径:F<Cl<Br<I,则共价键的牢固程度:H—F>H—Cl>H—Br>H—I,稳定性:HF>HCl>HBr>HI。
(2)由键能判断:共价键的键能越大,表示破坏共价键消耗的能量越多,则共价键越牢固。
(3)由键长判断:共价键的键长越短,破坏共价键消耗的能量越多,则共价键越牢固。
【变式突破】
1.(2023上·云南曲靖·高二宣威市第六中学校考阶段练习)下列对化学用语的理解正确的是
A.键线式H-Cl-O可以表示次氯酸分子的结构
B.电子式可以表示氢氧根离子,也可以表示羟基
C.乙炔分子中的π键:
D.比例模型可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
2.(2024上·江苏扬州·高二统考期末)合成尿素时发生反应: 。下列说法正确的是
A.的球棍模型是 B.的电子式是
C.尿素分子中含有键 D.中的化合价为
易错点二 分子的立体构型
【易错典例】
例2(2024上·四川德阳·高二统考期末)下列分子或离子的空间结构模型正确的是
A.: B.:
C.: D.:
【解题必备】
1.价层电子对互斥理论
(1)理论要点:价层电子对互斥模型认为,在一个共价分子中,中心原子周围电子对排布的立体构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。所谓价层电子对包括成键的σ电子对和未成键的孤电子对。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些,这样电子对彼此之间的排斥力最小,整个分子最为稳定。
(2)判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法:对ABx型分子或AB型离子,其价层电子对数的判断方法为n=(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×x±m)。注意氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子,作为配位原子B时不提供价电子;若为分子,电荷数为0;c.若为阳离子,则减去电荷数,如NH的n==4;d.若为阴离子,则加上电荷数,如SO的n==4。
中心原子上的孤电子对数=(a-xb),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。如SO2的中心原子为S,S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6),则a=6;与中心原子S结合的O的个数为2,则x=2;与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2,则b=2,所以SO2中的中心原子S上的孤电子对数=×(6-2×2)=1。
(3)价层电子对互斥理论与分子构型:价层电子对互斥构型是价层电子对的空间构型,而