第2章 微粒间相互作用与物质性质 本章总结-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案教用word（鲁科版2019）

化学　选择性必修2 导学案 L 一、轨道杂化类型的判断方法 1．根据杂化轨道的空间结构或杂化轨道之间的夹角判断 根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间结构和键角如下： 杂化轨道类型 杂化轨道空间结构 键角 sp 直线形 180° sp2 平面三角形 120° sp3 正四面体 109°28′ 例如，C2H2、CO2为直线形分子，键角为180°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp；C2H4、C6H6为平面形分子，键角为120°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp2；CH4、CCl4为正四面体，键角为109°28′，推断其C原子的杂化轨道类型为sp3。 2．根据分子或离子的空间结构判断 分子或离子的空间结构 杂化轨道类型 四面体形、三角锥形 sp3 平面三角形 sp2 角形 sp3或sp2 直线形 sp 3.根据价电子对互斥理论判断 根据价电子对互斥理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分子或离子价电子对的空间结构和中心原子杂化轨道类型。中心原子的价电子对数与价电子对的空间结构、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表。 中心原子价电子对数 价电子对空间结构 中心原子杂化轨道类型 2 直线形 sp 3 平面三角形 sp2 4 四面体形 sp3 运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价电子对数，其计算方法是： 注意：对于阳离子，a＝中心原子价电子数－离子电荷数；对于阴离子，a＝中心原子价电子数＋|离子电荷数|。 4．有机物中碳原子的杂化方式可根据成键情况判断 若碳原子形成的全部为单键，则为sp3杂化，若有一个双键，则为sp2杂化，若有三键，则为sp杂化。如HCN的结构式为H—C≡N，因此C采用sp杂化方式，分子为直线形。 5．应用等电子原理判断 等电子体具有相同的结构特征，一般来说，等电子体的中心原子的杂化类型相同。对于结构模糊或复杂的分子、离子，可将其转化成熟悉的等电子体，然后进行判断。常见的等电子体往往是由同族不同元素或同周期相近元素形成的微粒。 6．结构代换法判断 对于一些复杂的分子，可以将其中的某些原子团替换成原子，变成简单熟悉的分子，根据这个分子的杂化轨道类型，来判断原来的分子的杂化轨道类型。 例如：H2O2可看作是HO—代替了HO—H中的H，因此H2O2中O原子为sp3杂化；CH3Cl可看作是—Cl代替了CH4中的H，因此CH3Cl中的C原子为sp3杂化；N2H4可看作是—NH2代替了NH3中的H，因此N2H4中的N原子为sp3杂化。 例1　(2022·辽宁高考)理论化学模拟得到一种N离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(　　) A．所有原子均满足8电子结构 B．N原子的杂化方式有2种 C．空间结构为四面体形 D．常温下不稳定 [解析]　中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误。 [答案]　B 练习1　试回答下列问题。 (1)已知在水中存在平衡2H2OH3O＋＋OH－。 ①H2O分子中O原子轨道的杂化类型为________，H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋的中心原子采用________杂化。 ②下列分子或离子中，中心原子采取的杂化方式与H3O＋中氧原子的杂化方式相同的是________(填字母)。 a．AsH3中的As原子 b．NH中的N原子 c．NO中的N原子 d．NO中的N原子 (2)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。 (3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间结构为____________。 答案：(1)①sp3　sp3　②ab　(2)sp2　sp3 (3)120°　sp2　正四面体形 二、微粒间作用力的判断及分子间作用力对物质性质的影响 1．化学键类型的判断 (1)离子键由阴、阳离子形成，存在于离子化合物中。 (2)一般共价键的成键微粒是原子，主要存在于非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中；配位键是一种特殊的共价键，是由具有空轨道的原子或离子和具有孤电子对的原子、分子或阴离子形成的，主要存在于配合物、铵盐中。 (3)金属键由金属阳离子和“自由电子”形成，存在于金属单质或合金中。 例2　Fe(CO)5中铁的化合价为0，则该物质中不存在的化学键类型是(　　) A．共价键 B．离子键 C．氢键 D．配位键 [解析]　化合物Fe(CO)5中含有碳原子与氧原子之间形成的极性共价键(C≡O键)，Fe与CO之间形成配位键。 [答案]　B 练习2　(2024·福建泉州高三一模)一种钴的化合物能高效催化CO2还原为CO，其结构如图所示，其中存在的相互作用力有________(填字母)。 a．离子键 b．共价键 c．金属键 d．氢键 答案：ab 2．共价键类型的判断 说明：①根据成键元素判断：同种元素原子间形成的是非极性键，不同元素原子间形成的是极性键。 ②根据共价键规律判断σ键、π键及其个数：原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。 例3　下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是(　　) A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键 B．SF6是由极性键构成的极性分子 C．1 mol C2H4分子中有5 mol σ键和1 mol π键 D．C2H2分子中不含非极性键 [解析]　1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的非极性分子，B错误；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。 [答案]　C 练习3　有①CH4　②CH3CH2OH　③N2　④HCl　⑤CO2　⑥CH3CH3　⑦C2H4　⑧C2H2　⑨H2O2　⑩HCHO十种物质。请按要求回答下列问题(填写编号)： (1)只有σ键的有____________，既有σ键又有π键的有____________。 (2)只含有极性键的化合物有________，既含有极性键，又含有非极性键的化合物有________。 (3)含有双键的有________，含有三键的有________。 答案：(1)①②④⑥⑨　③⑤⑦⑧⑩ (2)①④⑤⑩　②⑥⑦⑧⑨　(3)⑤⑦⑩　③⑧ 解析：十种物质的结构式分别为、、N≡N、H—Cl、O===C===O、 、、H—C≡C—H、H—O—O—H、。根据以下两点判断化学键类型：①单键只有σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。 3．分子间作用力对物质性质的影响 (1)利用范德华力判断物质熔、沸点高低的前提是物质的组成和结构要相似。结构相似的判断方法有两种：一是同一主族同一类别的物质的结构相似，如H2S和H2Te；二是运用价电子对互斥理论判断其分子的空间结构。 (2)比较分子沸点时，一定要注意氢键的存在。分子间氢键能使沸点升高。 例4　下列物质的沸点，按从高到低顺序排列正确的是(　　) A．HI>HBr>HCl>HF B．CI4>CBr4>CCl4>CF4 C．KBr>NaBr>NaCl D．Na>Mg>Al [解析]　HI、HBr、HCl的分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，沸点依次降低，而HF中还存在分子间氢键，故HF的沸点反常，沸点HF>HI，A错误；CI4、CBr4、CCl4、CF4结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，沸点依次降低，B正确；NaCl、NaBr、KBr中存在离子键，离子所带电荷数相同，离子间距离依次增大，故离子键依次减弱，沸点依次降低，C错误；Na、Mg、Al是金属，它们的原子最外层电子数依次为1、2、3，Na＋、Mg2＋、Al3＋半径依次减小，金属阳离子所带电荷数依次增大，故金属键依次增强，沸点依次升高，D错误。 [答案]　B 练习4　(1)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________，原因是______________________________________________________________________。 (2)甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水，理由为______________________________________________________________。 (3)铁氧体也可使用沉淀法，制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱，已知氨(NH3)的熔点为－77.8 ℃，沸点为－33.5 ℃；联氨(N2H4)的熔点为2 ℃，沸点为113.5 ℃。解释联氨熔、沸点高于氨的熔、沸点的主要原因：________________________________________________________________。 (4)草酸与正丁酸(CH3CH2CH2COOH)的相对分子质量相差2，二者的熔点分别为101 ℃、－7.9 ℃，导致这种差异的最主要原因可能是__________________________。 答案：(1)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大 (2)乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出 (3)联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子间形成的氢键 (4)草酸分子间能形成更多氢键 7 学科网（北京）股份有限公司 $$