第4章 第12讲 化学键分子结构与性质 -【名师大课堂】2025年新高考化学艺术生总复习必备

第12讲 化学键 分子结构与性质 考点一 化学键与物质构成 1.化学键 (1)离子键、共价键的比较 ①离子键 ②共价键 非极性键 极性键 概念 阴、阳离子通过 静 电 作 用 所 形 成的化学键 原子间通过共用电子对 而形成的化学键 成键 粒子 阴、阳离子 阴、阳离子 成键 实质 原子 的静电 作用 共 用 电 子 对 不 偏 向 任何一方 共用 电 子 对 偏 向 一 方 原子 形成 条件 一般是活 泼 金 属 与活泼非 金 属 经 电子得失形成 同 种 非 金 属 元 素 原 子 之 间成键 一般 是 不 同 种非 金 属 元 素原 子 之 间 成键 存在 离子化合物 非金属单质; 某 些 共 价 化 合 物 或 离 子 化合物 共价 化 合 物 或某 些 离 子 化合物 (2)化学反应的本质:旧化学键 断裂 和 新化学键 形成 的过程。 2.物质类别与化学键类型的关系 (1)离子化合物:一定含 离子键 ,可能含 有共价键(如NaOH和Na2O2)。 (2)共价化合物:只含 共价键 (如 HCl)。 (3)共价单质:只含 非极性键 (如 O3、 P4、C60等)。 (4)稀有气体: 不含化学键 。 3.共价键和共价化合物 (1)共价键的形成和存在。 共价键 的概念 原子间通过 共用电子对 所形成 的相互作用。 成键粒子 原子 成键元素 同种或不同种非金属元素 分类 ①极性键:共用电子对发生偏移 ②非极性键:共用电子对不发生偏移 存在 ①非金属元素的多原子单质,如O2、 N2 等。 ②共价化合物,如H2O、CO2 等。 ③ 某 些 离 子 化 合 物,如 NaOH、 NH4Cl等。 (2)共价化合物。 ①概念:以共用电子对形成分子的化合物。 ②常见物质: A.酸,如 HNO3、H2SO4 等。 B.非金属氢化物,如NH3、CH4 等。 C.非金属氧化物,如CO2、SO2 等。 (3)表示方法。 用电子式表示 HCl的形成过程: H×+·Cl ‥ ‥ ︰ →H·×Cl ‥ ‥ ︰。 4.化学键 (1)概念:使离子相结合或原子相结合的作 用力。 (2)化学键的分类与成因。 化学键 离子键—原子间电子的得失 共价键—原子间电子对的共用 (3)化学反应的本质:一个化学反应的过程, 本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的 形成的过程。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 670 1.离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据构成物质粒子间的成键类型判断。 一般来说,活泼的金属原子和活泼的非金属 原子间易形成离子键,同种或不同种非金属 原子间形成共价键。 ①含有离子键的化合物一定是离子化合物, 但离 子 化 合 物 中 也 可 能 含 有 共 价 键,如 NH4Cl、Na2SO4、NaOH、Na2O2 等。 ②只含共价键的化合物是共价化合物,共价 化合物中一定没有离子键。 ③离子化合物中一般既含金属元素又含非 金属元素(铵盐除外);共价化合物中一般只 含非金属元素(有些共价化合物中也含金属 元素,如AlCl3 等)。 (2)根据化合物的类型判断。 大多数碱性氧化物、强碱和绝大多数盐都属 于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化 物、含氧酸、绝大多数有机化合物属于共价 化合物。 (3)根据化合物的性质判断。 ①熔融状态下导电的化合物是离子化合物, 不导电的化合物为共价化合物。 ②熔、沸点较低的化合物(SiO2、SiC除外) 一般为共价化合物。 2.判断2电子、8电子稳定结构的方法 (1)分子中若含氢原子,则氢原子满足的是 2电子稳定结构。 (2)判断8电子结构的方法有以下两种。 方法一:原子最外层电子数+共用电子对数 =8,如在 HCl中,对氯原子来说,最外层有 7个电子,共用电子对数为1,则氯原子能满 足8电子结构,对氢原子则不能满足8电子 结构。 方法二:分子中各原子的最外层电子数之和 =8×分子中原子总数-2×共用电子数,如 PCl3 最外层电子数为26=8×(1+3)-2×3, 即磷和氯都能满足8电子结构。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 下列事实不能通过比较氟元素和氯元 素的电负性进行解释的是 ( ) A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能 B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的 极性 D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢 中是 HCl分子 下列关于化学键和化合物的说法正确 的是 ( ) A.完全由非金属元素形成的化合物一定是 共价化合物 B.含有共价键的化合物一定是共价化合物 C.化学键是直接相邻的原子或离子之间存 在的强烈的相互作用 D.由金属元素和非金属元素形成的化合物 一定是离子化合物 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 770 考点二 共价键及其参数 1.共价键 (1)共价键的本质、特征与分类 ①本质:两原子之间形成 共用电子对 ②特征:具有 方向性 和 饱和性 ③分类 形成共价键 的原子轨道 重叠方式 σ键:原子轨道 “头碰头” 重叠 π键:原子轨道 “肩并肩” 重叠 形成共价键 的电子对 是否偏移 极性键:共用电子对 发生偏移 非极性键:共用电子对 不发生偏移 原子间共 用电子对 的数目 单 键 双 键 三 键 [注意] 同种元素原子间形成的共价键为 非极性键,不同种元素原子间形成的共价键 为极性键。 (2)σ键 类 型 s-s型 s-p型 p-p型 特征 ①以形成化学键的两原子核的连线 为轴作旋转操作,共价键电子云的 图形不变,这种特征称为轴对称 ②σ键的强度较大 (3)π键 p-p型 特征 ①每个π键的电子云由两块组成,分别 位于由两原子核构成平面的两侧,如果 以它们之间包含原子核的平面为镜面, 它们互为镜像,这种特征称为镜面对称 ②π键不能旋转,不如σ键牢固,较易断裂 [拓展] 大π键简介 ①定义:大π键一般是三个或多个原子间形 成的,是未杂化轨道中的电子云肩并肩重叠 形成的π键。 ②表达式:Ⅱnm,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。 ③示例:苯(Ⅱ66),NO-3 (Ⅱ64),SO2(Ⅱ43)。 2.键参数 (1)概念及作用 键参 数 概 念 作 用 键能 气态基态原子 形成1mol化 学键释放的最 低能量 键能的大小可定量地表示 化学键的强弱程度。键能 越大,共价键越牢固,含有 该键的分子越稳定 键长 形成共价键的 两个原子之间 的核间距 两原子间的键长越短,往 往键能越大,化学键越强, 键越牢固。键长是影响分 子空间构型的因素之一 键角 在原子数超过2 的分子中,两个 共价键之间的 夹角称为键角 键角是影响分子空间构型 的重要因素 (2)键参数与分子结构、性质的关系 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 870 1.σ键与π键的比较 共价键类型 σ键 π键 电子云重 叠方式 沿键轴方向 相对重叠 沿键轴方向平行 重叠 电子云重 叠部位 两 原 子 核 之 间,在键轴处 键轴上方和下方, 键轴处为零 电子云重 叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键;双键中一个是σ 键,一个是π键;三键中一个是σ 键,两个是π键 2.键参数与分子性质的关系 (1)一般来讲,形成共价键的共用电子对数 越多,则共价键越牢固,含有该共价键的分 子越稳定。 (2)形成共价键的原子半径越小,键长越短,共 价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。 如 HF、HCl、HBr、HI中,分子的共用电子 对数相同(1对),因F、Cl、Br、I的原子半径 依次增大,故共价键牢固程度 H—F>H— Cl>H—Br>H—I,因此,稳定性 HF>HCl >HBr>HI。 (3)键能与键长是衡量共价键稳定性的参 数,键长和键角是描述分子立体构型的参 数。一般来说,如果知道分子中的键长和键 角,这个分子的立体构型就确定了。如氨分 子 的 H—N—H 键 角 是 107°,N—H键的键长是101 pm,就可以断定氨分子是三 角锥形分子,如图: (4)关于F—F键键长短,但键能小的解释。 氟原子的半径很小,因此其键长短,而由于键 长短,两个氟原子形成共价键时,原子核之间 的距离很近,排斥力很大,因此键能不大,F2 的稳定性差,很容易与其他物质反应。 3.等电子体的判断方法 (1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别 增加n和减少n(n=1,2等)的原子,如 N2 与CO、N-3 和CNO-均互为等电子体。 (2)将粒子中一个或几个原子换成原子序数 增加(或减少)n的元素的带n 个单位电荷 的阳离子(或阴离子),如 N2O和 N-3 互为 等电子体。 (3)同主族元素最外层电子数相等,故可将 粒子中原子换成同主族元素原子,如O3 和 SO2 互为等电子体。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素 中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周 期元素,基态X原子的核外电子有5种空间 运动状态,基态 Y、Z原子有两个未成对电 子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列 说法错误的是 ( ) QZY4溶液 逐渐通入XW3 至过量 →QZX4Y4W12溶液 A.单质沸点:Z>Y>W B.简单氢化物键角:X>Y C.反应过程中有蓝色沉淀产生 D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y (双选)下列关于键长、键能和键角的说 法中不正确的是 ( ) A.键角是描述分子立体结构的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径和成键数 目有关 C.C C􀪅 的键能等于 C C 键能的2倍 D.因为 O H 的键能小于 H—F的键能, 所以O2、F2 与 H2 反应的能力逐渐增强 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 970 考点三 分子的空间结构 1.价层电子对互斥模型 (1)模型要点 对ABn 型的分子或离子,中心原子 A的价 层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键 的孤电子对)之间由于存在排斥力,将使分 子的空间结构总是采取电子对相互排斥最 弱的那种构型,以使彼此之间斥力最小,分 子或离子的体系能量最低,最稳定。 (2)价层电子对数的确定方法 ①中心原子价层电子对数= σ键电子对 数 + 孤电子对数 。 ②σ键电子对数的计算 由分子式确定,即中心原子形成几个σ键, 就有几对σ键电子对。即σ键电子对数= 中心原子结合的 原子数 。 ③中心原子上的孤电子对数的计算 中心 原 子 上 的 孤 电 子 对 数 = 12 (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);x是与 中心原子结合的原子数;b是与中心原子结 合的原子最多能接受的电子数,氢为1,其 他原子等于“8-该原子的价电子数”。 (3)价层电子对互斥模型与 ABn 型粒子的 空间结构 价层电 子对数 σ键电 子对数 孤电子 对数 VSEPR 模型名称 分子立 体构型 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 2 1 三角形 平面三角形 BF3 V形 SO2 4 4 0 3 1 2 2 四面 体形 正四面体形 CH4 三角锥形 NH3 V形 H2O [注意] ①价层电子对互斥模型适用对象 是ABn 型的分子或离子。 ②价层电子对互斥模型说明的是价层电子 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。当 中心原子无孤电子对时,两者的构型一致; 当中心原子有孤电子对时,两者的构型不 一致。 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。 [注意] 并不是任意价电子轨道均能杂化, 只有能量相近的轨道才能杂化(如2s、2p)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 080 (2)杂化类型与分子构型的关系 ①当杂化轨道全部用于形成σ键时,分子或 离子的空间结构与杂化轨道的空间结构 相同。 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化 的原子轨 道及数目 ns 1 1 1 np 1 2 3 轨道夹角 180° 120° 109°28' 杂化轨道 示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构 示意图 分子空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 ②当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对 时,孤电子对对成键电子对的排斥作用,会 使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形 状有所不同。 ABn 型 分子 中心原子 杂化类型 中心原子 孤电子对数 立体 构型 实例 AB2 sp2 1 V型 SO2 AB3 sp3 1 三角 锥形 NH3、PCl3、 NF3、H3O+ AB2或 (B2A) — 2 V形 H2S、 NH-2 3.配位键、配合物 (1)配位键:成键原子一方(A)提供 孤电 子对 ,另一方(B)提供 空轨道 形成共 价键。可表示为A →B。 [注意] 配位键与普通共价键的异同 ①配位键实质上是一种特殊的共价键。 ②配位键与普通共价键只是在形成过程上 有所不同。配位键的共用电子对由成键原 子单方面提供,普通共价键的共用电子对则 由成键原子双方共同提供,但它们的实质是 相同的,都是由成键原子双方共用,如NH+4 的结构式 可 表 示 为[ NH H H H→ ]+,习 惯 上也可表示为[ NH H H H ]+,在NH+4 中 4个N—H键是完全等同的。 (2)配合物的组成结构 如[Cu(NH3)4](OH)2 配体有孤电子对,如 H2O、NH3、CO、F-、 Cl-、CN-等。 中心原子有空轨道,如 Fe3+、Cu2+、Zn2+、 Ag+等。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 180 1.价层电子对互斥理论与分子构型: σ键 电子 对数 孤电 子对 数 价层 电子 对数 电子对的 排列方式 VSEPR 模型 分子或 离子的 立体 构型 实例 2 0 2 直线形 直线形 HgCl2、 BeCl2、CO2 3 0 2 1 3 三角形 平面 三角形 BF3、 BCl3 V形 SnBr2、 PbCl2 4 0 3 1 2 2 4 四面 体形 正四面 体形 CH4、 CCl4 三角 锥形 NH3、 NF3 V形 H2O 2.用价层电子对理论判断共价分子或离子立 体构型 (1)确定中心原子的价层电子对数。 ①对于ABx 型分子,σ键电子对=B原子的 个数,如 H2O的中心原子是O,有2对σ键 电子对。若A与B之间通过两对或三对结 合而成,也只有1个σ键。 ②中心原子上的孤电子对=12 (a-xb),其 中a为中心原子的价电子数,x为B原子的 个数,b为B最多能接受的电子数。 ③对于阳(或阴)离子来说,a为中心原子的 价电子数减去(或加上)离子的电荷数。 ④中心原子价层电子对数=σ键电子对数 +中心原子的孤电子对数。 (2)根 据 中 心 原 子 价 层 电 子 对 数 确 定 VSEPR模型。 (3)略去孤电子对,确定分子构型。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2023·湖北卷)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.CH4 和H2O的VSEPR模型均为四面体 B.SO2-3 和 CO2-3 的空间构型均为平面三 角形 C.CF4 和SF4 均为非极性分子 D.XeF2 与XeO2 的键角相等 (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:12He B.SiO2 的晶体类型:分子晶体 C.F2 的共价键类型:p-pσ键 D.PCl3 的空间结构:平面三角形 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 280 考点四 分子结构与物质的性质 一、共价键的极性 1.键的极性与分子的极性间的关系 (1)极性共价键和非极性共价键 共价键 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同元素的原子 同种元素的原子 电子对 发生偏移 不发生偏移 成键原子 的电性 一个原子呈正电性 (δ+),一个原子呈 负电性(δ-) 电中性 (2)极性分子和非极性分子 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电 中心重合的分子 正电中心和负电中 心不重合的分子 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 对称 不对称 (3)键的极性、分子空间构型与分子极性的 关系 实例 键的极性 空间构型 分子极性 X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2 (X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子 SO2 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3 BF3 极性键 平面三 角形 非极性分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面 体形 非极性分子 2.键的极性对化学性质的影响 (1)酸 性:CF3COOH > CCl3COOH > CHCl2COOH>CH2ClCOOH [解释] F的电负性>Cl的电负性,F—C 的极性>Cl—C的极性,使得F3C—的极性 >Cl3C—的极性,导致CF3COOH的羧基中的 羟基的极性更大,更易电离出氢离子,酸性更 强;同理,酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH> CH2ClCOOH。 (2)酸 性:HCOOH > CH3COOH > CH3CH2COOH [解释] 烃基是推电子基团,烃基越长推 电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越 小,羧酸的酸性越弱。 (3)无机酸酸性比较 无机含氧酸的通式可写成(HO)nROn 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 酸 性:HClO< HClO2 < HClO3 < HClO4。 二、分子间的作用力 1.范德华力、氢键及其对物质性质的影响 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 外的 电负性 很 大的原子之间 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 380 续表 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 组成和结构相似的 物质,相对分子质 量 越大 ,范德 华力越大;分子的 极性 越大 ,范 德华力越大 对于 A—H…B,A、B 的电负性 越大 ,B 原子的半径 越小 , 氢键键能越大 对物 质性 质的 影响 范德华力主要影响 物质的物理性质, 如熔、沸点等。范 德华力越大,物质 的熔、沸点越高 分子间氢键的存在, 使物质的熔、沸点升 高,在水中的溶解度 增大;分子内氢键使 物质的熔、沸点降低 2.溶解性 (1)影响物质溶解性的因素 外界条件 →温度、压强等 分子结构 →相似相溶原理 氢键 →若溶质与溶剂之间形成 氢键,溶解度增大 反应 →溶质与水反应可增大溶解度 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 (2)“相似相溶”的规律: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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢 键,则溶质的溶解度增大。 (3)随着溶质分子中推电子基团的增大,溶 质分子的极性变小,溶质在水中的溶解度减 小。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。 三、分子的手性 1.手性异构(对映异构):具有完全相同的组成 和原子排列的一对分子,如同左手和右手一 样互为镜像,却在三维空间里不能重叠的 现象。 2.手性分子:具有手性异构体的分子。 3.手性碳原子:在有机物分子中,连有4个 不同基团或原子 的 碳 原 子。 含 有 手性碳 原 子 的 分 子 是 手 性 分 子,如 CHCH3 OH C O 􀪅􀪅 OH 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一、键的极性与分子极性的判断 二、微粒间作用力对物质性质的影响 1.范德华力对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的熔沸点、硬度等物 理性质。范德华力越大,物质的熔沸点越 高,硬度越大。一般来说,组成和结构相似 的物质,随着相对分子质量的增加,范德华 力逐渐增大。 2.氢键对物质性质的影响 (1)增强物质的溶解性。如 NH3、C2H5OH 等易溶于水。 (2)分子间氢键使物质的熔、沸点升高。如 HF分子间形成氢键,沸点:HF>HCl;H2O 分子间形成氢键,沸点:H2O>H2S。 特别提示 分子间氢键使物质的熔、沸点升 高,而分子内氢键使物质的熔、沸点降低。 (3)对物质酸性的影响。邻羟基苯甲醛形成 了分 子 内 氢 键,使 酸 性: 􀜏􀜏 􀜏􀜏 􀜏 OH > 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 480 3.微粒间作用力的判断 (1)离子晶体中存在离子键,可能存在共价 键,如:MgCl2 晶 体 中 只 存 在 离 子 键,而 NaOH晶体中既有离子键又有共价键。 (2)共价晶体中只存在共价键,如SiO2 晶体 中只存在Si—O共价键。 (3)分子晶体中,分子间存在范德华力,分子 内部可能存在共价键,如干冰中CO2 分子 间存在范德华力,CO2 分子内存在共价键, 固态稀有气体晶体中只存在范德华力,不存 在化学键。 (4)电负性大的N、O、F三种元素的原子可 与氢原子形成氢键。 (5)作用力强弱关系:共价键>氢键>范德 华力。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2024·湖北卷)科学家合成了一种如 图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环 芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常 数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的 是 ( ) 芳烃 芘 并四苯 蒄 结构 结合 常数 385 3764 176000 A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作 用形成超分子 B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基 本相同 C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2 个芘 D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客 车”的结合 (2023·湖北卷)物质结构决定物质性 质。下列性质差异与结构因素匹配错误的 是 ( ) 性质差异 结构因素 A 沸点:正戊烷(36.1℃)高于新 戊烷(9.5℃) 分子间作 用力 B 熔点:AlF3(1040 ℃)远高于 AlCl3(178℃升华) 晶体类型 C 酸性:CF3COOH(pKa=0.23) 远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性 D 溶解度(20℃):Na2CO3(29g) 大于NaHCO3(8g) 阴离子 电荷 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 580 最外层电子数为2,所以Y为 Mg,四种元素最外层电子 数之和为19,则Z的最外层电子数为6,Z为S,据此解 答。X为O,W为N,同周期从左往右,原子半径依次减 小,所以半径大小为 W>X,A错误;X为O,Z为S,X的 简单氢化物为 H2O,含有分子间氢键,Z的简单氢化物为 H2S,没有氢键,所以简单氢化物的沸点为X>Z,B错误; Y为 Mg,X为O,他们可形成 MgO,为离子化合物,C正 确;Z为S,硫的最高价含氧酸为硫酸,是强酸,D错误;故 选C。 第12讲 化学键 分子结构与性质 考点一 经典例题剖析 例1 A F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力 较强,F—F键不稳定,因此F—F键的键能小于Cl—Cl 键的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负性大于 氯的电负性。F—C键的极性大于 Cl—C键的极性,使 F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基 中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不 符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—H键的极性 大于Cl—H键的极性,导致 HF分子极性强于 HCl,C不 符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的 氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态 氟化氢中存在(HF)2,D不符合题意;故选A。 例2 C 考点二 经典例题剖析 例1 D S单质常温下为固体,O2、H2 常温下均为气体, 则S单质沸点最高,氧气、氢气均为分子晶体,分子间均 只存在范德华力,相对分子质量:O2>H2,则沸点:O2> H2,故单质沸点:S>O2>H2,A正确;X、Y的简单氢化 物分别为NH3、H2O,中心原子 N和 O原子均采取sp3 杂化,NH3中N原子上有1个孤电子对,H2O中O原子 上有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对有较强的排 斥作用,使键角变小,即中心原子杂化方式相同时,中心 原子上孤电子对数越多,键角越小,则简单氢化物键角: NH3>H2O,B正 确;向 蓝 色 CuSO4 溶 液 中 逐 渐 通 入 NH3,先生成Cu(OH)2 蓝色沉淀,继续通入 NH3,蓝色 沉淀Cu(OH)2 溶解于过量 NH3 中,形成[Cu(NH3)4] SO4 溶 液,C 正 确;[Cu(NH3)4]SO4 是 配 合 物, [Cu(NH3)4]2+是配离子,Cu2+ 是中心离子,配体 NH3 中N原子为配位原子,D错误。 例2 CD 考点三 经典例题剖析 例1 A CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4, 故CH4 和 H2O 的 VSEPR模 型 均 为 四 面 体,A 正 确; SO2-3 的中心原子S的价层电子对数为3+ 6+2-2×3 2 =4,含有1个孤电子对,故SO2-3 的空间构型为三角锥 形,B错误;CF4的结构与甲烷相似,正、负电荷中心重合, 为非极性分子,SF4 中S的价层电子对数为4+ 6-1×4 2 =5,含有1个孤电子对,SF4的结构不对称,正、负电荷中 心不重合,为极性分子,C错误;XeF2、XeO2中Xe的孤电 子对数不同,F、O的电负性不同,成键电子对间的排斥力 不同,键角不相等,D错误。 例2 C 中子数为1的氦核素:32He,A错误;SiO2 的晶体 类型为共价晶体,B错误;F2 的共价键类型为p—pσ键, C正确;PCl3的中心原子P的价层电子对数为4,有1个 孤电子对,采取sp3杂化,空间结构为三角锥形,D错误。 考点四 经典例题剖析 例1 B 纳米“分子客车”能装载多种稠环芳香烃,通过分 子间相互作用结合成功能不同的分子聚集体,符合超分 子的定义,A正确;从长的方向看,“分子客车”中有与并 四苯相仿的结构,从高的方向看,无相仿结构,故平躺装 载的稳定性大于直立装载的稳定性,B错误;芘与“分子客 车”中间部分大小适配,故“分子客车”可装载2个芘,C正 确;题目中所有芳烃中的C原子均为sp2 杂化,则芳烃中 的碳原子数等于π电子数,则芘、并四苯、蒄的π电子个 数分别为16、18、24,结合表中数据可知,芳烃π电子数越 多,结合常数越大,故D正确。 例2 D 正戊烷中不含支链,新戊烷中含支链,分子间作 用力:正戊烷>新戊烷,所以正戊烷沸点高于新戊烷,A 正确;AlF3为离子晶体,AlCl3 为分子晶体,离子晶体的 熔点一般高于分子晶体,B正确;F原子电负性大于 H,— CF3 为 吸 电 子 基 团,导 致 CF3COOH 中 羟 基 极 性 比 CH3COOH中 羟 基 极 性 大,更 易 电 离 出 H+,C 正 确; NaHCO3溶解度小于 Na2CO3,是因为 NaHCO3 晶体结 构中的 HOCO2—与另一个 HOCO2—通过氢键形成双聚 或多聚离子,导致其不易溶于水,D错误。 第13讲 晶体结构与性质 考点一 经典例题剖析 例1 B 导电时,Ti和La没有得失电子,化合价未发生变 化,A正确;设1个晶胞中含有的空位个数为z,根据晶胞 结构可知,La或Li或空位位于体心,个数和为1,则有 x+y+z=1,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为 0可得,z+3y+4+(-2)×3=0,若x=13 ,解得y=59 , z=19 ,则Li+和空位的数目不相等,B错误;根据晶胞结 构可知,12个氧原子位于棱心,与体心距离相等,均为面 对角线长的一半,故与体心最邻近的氧原子个数为12,C 正确;Li+带正电荷,Li+移动方向与电流方向相同,导电 时空位移动方向与Li+迁移方向相反,即与电流方向相 反,D正确。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —903—