2025届高三化学二轮复习 讲义 化学键 分子结构与性质
2024-12-14
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内容正文:
化学键 分子结构与性质
复习目标 1.了解共价键的形成、极性和类型(σ键和π键),了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)。4.能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义,能列举含有氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。
知识点一 化学键与物质组成 电子式
1.化学键
(1)化学键的定义及分类
(2)离子键、共价键的比较
离子键
共价键
成键
粒子
成键
实质
阴、阳离子间的静电作用
共用电子对与成键原子间的静电作用
形成
条件
活泼__________与活泼________经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键
________元素原子之间形成非极性共价键
________________元素原子之间形成极性共价键
形成
的物质
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.共价键
(1)特征:具有________性和________性。
(2)分类(σ键和π键)
分析下列物质中含有哪些不同类型的共价键,在对应的空格处打“√”(σ键、π键需填写1 mol该物质所含σ键、π键的物质的量)。
物质
极性键
非极性键
σ键
π键
单键
双键
三键
N2
C2H4
SiO2
BF3
HCN
HCHO
(3)键参数
①概念
②键参数对分子性质的影响
③分子稳定性:键能越________,键长越_____________,分子越稳定。
3.离子化合物和共价化合物
(1)离子化合物与共价化合物的比较
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有______________
的化合物
只含有______________
的化合物
构成微粒
化学键
类型
一定含有________________,可能含有________________
只含有________________
共价键只存在于共价化合物中吗?熔融状态的共价化合物能否导电?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(2)实例
有以下8种物质:①Ne ②HCl ③P4
④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2
⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空:
(Ⅰ)不存在化学键的是________。
(Ⅱ)只存在极性共价键的是________。
(Ⅲ)只存在非极性共价键的是________。
(Ⅳ)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(Ⅴ)只存在离子键的是________。
(Ⅵ)既存在离子键又存在共价键的是______________________。
(Ⅶ)属于离子化合物的是________________。
(Ⅷ)属于共价化合物的是________________。
4.电子式
(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的___________________________________________的式子。
(2)电子式的书写(写出下列微粒的电子式)。
①原子:Na__________,Cl______________。
②简单离子:Na+________,F-________________。
③复杂离子:NH____________, OH-___________。
④离子化合物:
CaCl2_______________, Na2O_____________。
⑤含共价键的分子:N2___________________________________________,
H2O___________________________________________,
CO2___________________________________________,
HClO___________________________________________,
CCl4___________________________________________,
H2O2 ___________________________________________,
NH3__________________________________________________________________。
(3)用电子式表示化合物的形成过程。
①离子化合物
如NaCl:_____________。
②共价化合物
如HCl: ____________________________________________。
(一)化学键类型及与物质类别关系的判断
1.(2023·济南历城二中月考)下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
物质
MgCl2
CO2
H2O2
NaOH
化学键类型
离子键、共价键
共价键
离子键
离子键
化合物类型
离子
化合物
共价
化合物
离子
化合物
离子
化合物
2.下列说法中错误的是________。
①在氯化镁中,镁离子和氯离子之间、两个氯离子之间存在着静电吸引作用
②CO2和H2O反应的产物是离子化合物
③离子化合物中一定不含共价键
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤金属钠与水的反应中断裂的化学键包括离子键和共价键
⑥已知氯化铝为共价化合物,那么氯化铝只有在熔融状态下才能够导电
(二)电子式与结构式书写
3.下列说法正确的是( )
A.(2020·江苏卷)N2分子的电子式为 N⋮⋮N
B.(2021·连云港期中)HClO的电子式为
C.(2021·南通如皋中学期中)NH4Cl的电子式为
D.(2022·常州期末)CS2的电子式为
4.下列说法正确的是( )
A.(2020·江苏卷)Cl2分子的结构式为 Cl—Cl
B.(2019·江苏卷)N2的结构式为 N===N
C.NH3的电子式为
D.(2022·南通海门中学期中)N2H4的结构式为
5.写出下列微粒的电子式。
(1)—OH_______________________________,
H3O+____________________________________。
(2)H2S_________________________________,
N2H4_____________________________________。
(3)NaH_________________________________,
NaBH4_____________________________________。
书写电子式的四个误区
(三)共价键类型的判断
6.下列说法正确的是( )
A.(2021·江苏适应性)H2N—C≡N分子中含3个σ键
B.(2022·南通新高考基地学校联考)1 mol [CuⅡ(OH)(NH3)]+中含有4 mol σ键
C.(2022·南通海安期初模拟)1 mol N2H4分子中π键数目为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.(2022·南通如皋期中)CH3CHO分子中σ键与π键的数目之比为6∶1
7.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于________________ (填“σ”或“π”)键,从化学键是否具有极性来看属于________键。
(2)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中π键的数目为________。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为________。
A.4个σ键 B.2个σ键、2个π键
C.2个σ键、1个π键 D.3个σ键、1个π键
知识点二 分子(离子)的空间结构
1.价层电子对互斥模型(VSEPR)
(1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。
②孤电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。
(2)用价层电子对互斥理论推测分子(离子)的空间结构
①价层电子对数的计算
a.方法一
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。
b.方法二——ABm型分子的价电子对计算方法
对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子的价电子对数可以通过下式确定:
n=
其中,中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数,配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子,氧原子和硫原子按不提供价电子计算。
②实例
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电子
对数
VSEPR
模型
分子空
间结构
实例
2
2
0
CO2
3
3
0
平面三角形
BF3
2
1
SO2
4
4
0
正四面体形
CH4
3
1
NH3
2
2
H2O
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。
(2)杂化轨道与分子空间结构的关系(实例)
杂化
类型
杂化轨
道数目
杂化轨道
间夹角
分子空
间结构
示例
sp
2
180°
BeCl2
sp2
3
120°
BF3
sp3
4
109°28′
CH4
(3)中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断(实例)
分子(A为
中心原子)
中心原子孤
电子对数
中心原子
杂化方式
分子空
间结构
示例
AB2
0
BeCl2
1
SO2
2
H2O
AB3
0
BF3
1
NH3
AB4
0
CH4
根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论填写下表。
序
号
分子或
离子
中心原
子上的
孤电子
对数
中心原
子上的
价层电
子对数
VSEPR
模型
名称
分子或离子的空间
结构
中心原
子的杂
化轨道
类型
①
CS2
②
HCHO
③
NCl3
④
SO
⑤
H3O+
(一)价层电子对数、杂化轨道及分子(离子)空间结构的判断
1.下列说法正确的是( )
A.(2022·盐城阜宁中学模拟)SO2分子的空间填充模型:
B.(2021·苏州八校联盟)CO2分子的空间填充模型:
C.(2021·扬州中学模拟)H2O分子的球棍模型:
D.(2021·常州重点中学期中)H2O分子的空间填充模型:
2.下列分子或离子中,中心原子的价层电子对的空间结构为正四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是( )
A.NO B.PH3
C.H3O+ D.OF2
3.回答下列问题。
(1)磷酸根离子的空间结构为________,其中P的价层电子对数为________,杂化轨道类型为________。
(2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是________,中心原子的杂化轨道类型为________。LiAlH4中存在____________ (填标号)。
A.离子键 B.σ键
C.π键 D.氢键
(3)①根据价层电子对互斥模型,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________。
②气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的空间结构为________形,其中共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中硫原子的杂化轨道类型为_______________________________________________。
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间结构为________,碳原子的杂化轨道类型为________。
“四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型
(1)根据杂化轨道的空间结构判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
①若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断
①若中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化。
②若中心原子的价层电子对数为3,是sp2杂化。
③若中心原子的价层电子对数为2,是sp杂化。
(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目(价层电子对数大于2)判断
如在有机物中C原子成键时,若没有π键为sp3杂化,含1个π键为sp2杂化,含2个π键为sp杂化。
(二)价层电子对互斥模型与杂化轨道理论应用
4.(2024·南通如皋开学考试)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O可用于实验室制取N2。下列说法正确的是( )
A.NH的空间结构为正四面体形
B.NO中N的轨道杂化方式为sp3
C.N2的结构式为N===N
D.H2O中含有非极性共价键
5.(2023·苏锡常镇四市一调)硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价,在一定条件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同,S8环状分子的结构为。合理应用和处理含硫的化合物,在生产生活中有重要意义。下列有关说法正确的是( )
A.SO的空间结构为正四面体
B.S8是共价晶体
C.SO2和SO3中的键角相等
D.H2S的沸点高于H2O
知识点三 分子结构与物质性质
1.键的极性、分子的极性及对物质性质的影响
(1)键的极性
①极性键与非极性键的比较
极性键
非极性键
成键原子
________种元素的原子间
________元素的原子间
电子对
________偏移(电荷分布不均匀)
____________偏移(电荷分布均匀)
成键原子
的电性
—
呈电中性
②键的极性对化学性质的影响
键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的________而实现的,羧基中羟基的极性越大,越___________________________________________,
则羧酸的酸性越强。
a.与羧基相邻的共价键的极性越大,羧基中____________________,则羧酸的酸性越强。
b.烷基是推电子基团,从而减小羟基的________,导致羧酸的酸性减小。一般地,烷基越长,推电子效应________,羧酸的酸性________。
(2)极性分子和非极性分子
①概念
极性分子:分子的正电中心和负电中心_____________________________,键的极性的向量和___________________________________________零。
非极性分子:分子的正电中心和负电中心________________________________,
键的极性的向量和___________________零。
②极性分子和非极性分子的判断方法
a.A—A型分子一定是非极性分子、A—B型分子一定是极性分子。
b.判断ABn型分子极性的两条经验规律
ⅰ.中心原子A化合价的绝对值等于该元素原子最外层电子数,则为非极性分子,反之则为极性分子。
ⅱ.中心原子A没有孤电子对,则为非极性分子,反之则为极性分子。
写出几种常见由极性键构成的非极性分子,并指出其空间结构。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
2.分子间作用力及其对物质性质的影响
(1)分子间作用力
①范德华力与氢键的比较
范德华力
氢键
作用微粒
分子或原子(稀有气体分子)
H与N、O、F等电负性很大的原子
分类
分子内氢键和分子间氢键
特征
________方向性和饱和性
________饱和性和方向性
强度
共价键>________>________
影响其强
度的因素
①组成和结构相似的物质,相对分子质量________,范德华力越大;
②分子的极性________,范德华力越大
X—H…Y强弱与X和Y的电负性有关
对物质性
质的影响
主要影响物理性质(如熔、沸点)
②氢键的表示方法(以HF分子间氢键为例)
(1)有氢键的分子间________范德华力,但有范德华力的分子间________氢键。
(2)一个氢原子只能形成________氢键,这就是氢键的________性。
(3)H2O的沸点比HF的沸点高的原因为_________________________________。
(4)每个水分子能形成________个氢键,每个氢键对该水分子的贡献为1/2,则1 mol 冰中的氢键数目为________。
(2)物质的溶解性
①“相似相溶”规律
a.非极性溶质一般能溶于____________溶剂,极性溶质一般能溶于________溶剂。
b.分子结构相似的物质易互溶。
②氢键对分子溶解性的影响
若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度________。
(3)分子的手性
①手性异构: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________,在三维空间里________________的现象。
②手性分子:具有___________________________________________的分子。
③手性碳原子:在有机物分子中,连有________________________的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子。
指出下列分子中是不是手性分子,是的用*标出手性碳原子。
(1)(CH3)2CHCOOH________;
(2)CHBrCl2________;
(3)CH3CH(NH2)COOH________。
(一)共价键极性与分子极性的判断
1.(2024·龙岩连城一中月考)下列叙述中正确的是( )
A.以非极性键结合起来的分子一定是非极性分子
B.键角:NH3>PH3
C.NCl3与BF3均为三角锥形结构,均为极性分子
D.非极性分子中一定含有非极性键
2.某化合物的分子式为AB2,A属第ⅥA族元素,B属第ⅦA族元素,A和B在同一周期,它们的电负性值分别为3.44和3.98,已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是( )
A.AB2分子的空间结构为“V”形
B.A—B键为极性共价键,AB2分子为非极性分子
C.AB2与H2O相比,AB2的熔点、沸点比H2O的低
D.AB2分子中无氢原子,分子间不能形成氢键,而H2O分子间能形成氢键
键的极性与分子的极性的判断
(1)分子的极性由共价键的极性和分子的立体结构两方面共同决定
(2)对于ABm型分子,A为中心原子,若A上有未成键电子对(孤对电子),则ABm分子为极性分子,如H2O、SO2;若A上无未成键电子对(孤对电子),则ABm分子为非极性分子,如CH4、CO2、BF3。
(3)多原子分子中,若中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数(最高正价)时,该分子为非极性分子。若不等则为极性分子。
(二)范德华力、氢键及对物质性质的影响
3.下列说法正确的是( )
A.(2022·南京、盐城二模)CH3OH能与水互溶,主要原因是CH3OH与H2O分子间形成氢键
B.(2022·无锡模拟)NH3易液化,是因为NH3与H2O能形成分子间氢键
C.(2022·南通一模)H2O很稳定,是因为分子间含有氢键
D.(2021·江苏卷) 在水中的溶解度比在水中的溶
解度大
4.(2023·运城期末)下列说法正确的是( )
A.根据“相似相溶”原理,H2O2能溶于水,不溶于CCl4
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C.水加热到很高的温度都难以分解是因为水分子间存在氢键
D.烷基是推电子基团,所以甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐增强
5.从结构的角度分析物质性质变化的原因:
(1)(2023·南通海门检测)的熔点比的低,其原因是_______________________________________________________________。
(2)(2022·南通如皋三调)已知(A)(B),比较A和B在水中溶解度的大小,并说明理由:_______________________________________________________________。
(3)第ⅥA族元素形成的氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是
_______________________________________________________________;
H2O比H2Te沸点高的原因是_________________________________________。
H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是_______________________________。
(4)H2O分子内的O-H、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。
的沸点比高,原因是_________________________。
(5)(2022·盐城三模)固体物质的熔点比它的一种同分异构体的熔点高得多,其原因是______________________________。
(6)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
1.(2023·江苏卷)反应NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是( )
A.NH的电子式为
B.NO中N元素的化合价为+5
C.N2分子中存在N≡N键
D. H2O为非极性分子
2.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C<N<O
C.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
3.(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是( )
A.CS2 B.NF3
C.SO3 D.SiF4
4.(2022·江苏卷)下列说法正确的是( )
A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
5.(2021·江苏卷)下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是( )
A.NH3能形成分子间氢键
B.NO的空间结构为三角锥形
C.NH3与NH 中的键角相等
D.NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
6.(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.SO和CO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
7.(2022·全国甲卷)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:
(1)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构__________________________________________________________________。
(2) CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为________和________;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
8.(2023·全国甲卷)将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为________,其中属于共价晶体的是________,C60间的作用力是________________。
(2)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图2a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。
化学键 分子结构与性质
知识点一
自主梳理
1.(1)共价键 极性键 非极性键 (2)阴、阳离子 原子 金属 非金属 同种 不同种
2.(1)饱和 方向
(2)
物质
极性键
非极性键
σ键
π键
单键
双键
三键
N2
√
1 mol
2 mol
√
C2H4
√
√
5 mol
1 mol
√
√
SiO2
√
4 mol
0
√
BF3
√
3 mol
0
√
HCN
√
2 mol
2 mol
√
√
HCHO
√
3 mol
1 mol
√
√
(3)①键能 键长 键角 ③大 短
3.(1)离子键 共价键 阴、阳离子 原子 离子键 共价键 共价键 (2)① ② ③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧ ⑤⑥⑦⑧ ②④
4.(1)最外层电子 (2)(2)①Na ②Na+
③ ④
⑤∶N⋮⋮N∶
(3)① ②
微思考
有些单质(如H2、Cl2)、离子化合物(如NaOH)中也含有共价键。熔融状态的共价化合物中不存在自由离子,因此不能导电。
对点练通
1.B [A.氯化镁中镁离子和氯离子之间只存在离子键,不存在共价键,属于离子化合物,A错误;B.二氧化碳分子中C、O原子之间只存在共价键,属于共价化合物,B正确;C.H2O2分子中H、O原子之间和O、O原子之间均只存在共价键,属于共价化合物,C错误;D.NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,O、H原子之间存在共价键,属于离子化合物,D错误。]
2.①②③④⑤⑥
解析 ①在氯化镁中,镁离子、氯离子之间存在着的静电作用包括静电吸引和静电排斥,①错误;②CO2和H2O反应的产物是H2CO3,属于共价化合物,②错误;③离子化合物中可能含共价键,如NH4Cl、NaOH,③错误;④由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如NH4Cl是离子化合物,④错误;⑤金属钠不含有离子键,水中含有共价键,反应中断裂的化学键包括共价键,不包括离子键,⑤错误;⑥氯化铝为共价化合物,则氯化铝只有溶于水才能够电离出离子而导电,⑥错误。
3.D [N2的电子式为∶N⋮⋮N∶,A错误,HClO的电子式为,B错误;NH4Cl的电子式为,C错误。]
4.A [N2的结构式为N≡N,B错误;NH3的电子式为,C错误;N2H4分子中两个N原子共用一个电子对,每个N原子和两个H原子分别共用一个电子对,结构式为,D错误。]
5.
6.D [单键全是σ键,三键中有1个σ键,H2N—C≡N分子中含4个σ键,A错误;[CuⅡ(OH)(NH3)]+中有2个配位键,配位键属于σ键,OH-中的H—O键为σ键,NH3中的H—N键为σ键,1 mol [CuⅡ(OH)(NH3)]+中含有6 mol σ键,B错误;N2H4分子中全是单键,无π键,C错误;单键全是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,CH3CHO分子中σ键与π键的数目之比为6∶1,D正确。]
7.(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
知识点二
自主梳理
1.(2)②直线形 直线形 平面三角形 V形 正四面体形 三角锥形 V形
2.(2)直线形 平面三角形 正四面体形 (3)sp 直线形 sp2
V形 sp3 V形 sp2 平面三角形 sp3 三角锥形 sp3
正四面体形
微思考
①0 2 直线形 直线形 sp
②0 3 平面三角形 平面三角形 sp2
③1 4 正四面体形 三角锥形 sp3
④0 4 正四面体形 正四面体形 sp3
⑤1 4 正四面体形 三角锥形 sp3
对点练通
1.A [SO2分子的空间结构为V形,A正确;CO2分子的空间结构为直线形,但C的原子半径大于O原子半径,B错误;H2O分子的空间结构为V形,C、D错误。]
2.D [NO的价层电子对的空间结构呈平面三角形,A错误;PH3的空间结构呈三角锥形,B错误;H3O+的空间结构呈三角锥形,C错误;OF2中心原子的价层电子对的空间结构为正四面体形且分子的空间结构为V形,D正确。]
3.(1)正四面体形 4 sp3 (2)正四面体形 sp3 AB
(3)①H2S ②平面三角 2 sp3 (4)平面三角形 sp2
解析 (1)PO的中心P原子不含孤电子对,成键电子对数为4,价层电子对数为4,因此其空间结构为正四面体形,磷原子是采用sp3杂化方式形成4个sp3杂化轨道。(2)LiAlH4中的阴离子是AlH,中心铝原子含有的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=4+0=4,所以空间结构是正四面体形,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。阴离子、阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键(即σ键),不存在π键和氢键。(3)①根据价层电子对互斥模型分析,H2S分子中硫原子有2个成键电子对和2个孤电子对,价层电子对数为4;SO2分子中硫原子有2个成键电子对和1个孤电子对,价层电子对数为3;SO3分子中硫原子有3个成键电子对,不含孤电子对,价层电子对数为3。②气态SO3分子中硫原子周围有3个成键电子对,不含孤电子对,则硫原子采取sp2杂化,分子的空间结构为平面三角形;三氧化硫分子中所含共价键有两种,分别为σ键和π键。由固体三氧化硫的三聚分子结构可知,每个硫原子形成4个σ键,则硫原子采取sp3杂化。(4)CO中碳原子的价层电子对数为3,故碳原子采取sp2杂化,且无孤电子对,故CO的空间结构为平面三角形。
4.A [A.NH中氮原子价层电子对数=4+=4且不含孤电子对,所以该微粒为正四面体形,故A正确;B.NO中N原子价层电子对数=2+=3,则杂化方式为sp2,故B错误;C.N2中N和N原子共用3对电子对,结构式为N≡N,故C错误;D.H2O中含有2个O-H极性共价键,而不是非极性键,故D错误。]
5.A [A.SO中硫原子形成4个共价键,空间结构为正四面体,A正确;B.S8是由分子构成的分子晶体,B错误;C.SO2和SO3中硫原子均为sp2杂化,不同的是SO2中存在一对孤电子对,SO3中无孤电子对,根据价层电子对互斥模型可知:孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故SO2中的键角小于SO3中的键角,C错误;D.水分子间能形成氢键导致沸点升高,故H2S的沸点低于H2O,D错误。]
知识点三
自主梳理
1.(1)①不同 同种 发生 不发生 ②极性 容易电离出H+ 羟基的极性越大 极性 越大 越弱 (2)①不重合 不等于 重合 等于
2.(1)①无 有 氢键 范德华力 越大 越大 (2)①非极性 极性 ②增大 (3)①镜像 不能叠合 ②手性异构体 ③四个不同基团或原子
微思考
1.CO2直线形、CS2直线形、BF3平面正三角形、CH4正四面体形、CCl4正四面体形。
2.(1)有 不一定有 (2)一个 饱和 (3)水分子间形成的氢键数目比HF多 (4)4 2NA
3.(1)不是 (2)不是 (3)是 CHCH(NH2)COOH
对点练通
1.B [A.臭氧和二氧化硫的价电子数和原子个数相同,互为等电子体,等电子体具有相同的空间结构,二氧化硫的价层电子对数为3、孤对电子对数为1,分子的空间结构为V形,则含有非极性键的臭氧分子是结构不对称的极性分子,所以以非极性键结合起来的分子不一定是非极性分子,故A错误;B.氨分子和磷化氢分子的空间结构都为三角锥形,氮原子的原子半径小于磷原子,则氨分子中成键电子对的斥力大于磷化氢分子,键角大于磷化氢分子,故B正确;C.三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,分子的空间结构为平面正三角形,则三氟化硼分子为结构对称的非极性分子,故C错误;D.二氧化碳的空间结构是直线形,是只含有极性键的结构对称的非极性分子,所以非极性分子中不一定含有非极性键,故D错误。]
2.B [根据A、B的电负性值及所处位置关系,可判断A为O元素,B为F元素,该分子为OF2。O—F键为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3°,OF2分子中键的极性不能抵消,所以为极性分子。]
3.A [CH3OH与水均为极性分子,且CH3OH与H2O分子间形成氢键,CH3OH能与水互溶,A正确;液氨中无水分子,NH3易液化,是由于NH3分子间形成氢键,B错误;H2O很稳定,是因为H—O键的键能大,C错误;中的酯基为憎水基;中的羧基为亲水基,后者溶解度比前者大,D错误。]
4.A [A.过氧化氢和水均为极性分子,四氯化碳是非极性分子,根据相似相溶原理,过氧化氢能溶于水而难溶于四氯化碳,故A正确;B.由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低,故B错误;C.H—O的键能较大,故水加热到很高的温度都难以分解,与氢键无关,故C错误;D.烷基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,这一效应使羧基中的氧氢键极性减小,导致氢离子更难电离,所以甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱,故D错误。]
5. (1)能形成分子间氢键,而不能形成分子间氢键
(2)B在水中的溶解度大,因为B分子能与水分子形成分子间氢键
(3)两者均为分子晶体且结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,范德华力更强 两者均为分子晶体,H2O分子间存在氢键 水分子与乙醇分子之间能形成氢键
(4)O—H>氢键>范德华力 形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,沸点升高
(5)易形成离子型内盐,熔点升高,易形成分子内氢键,熔点降低
(6)硅烷为分子晶体,随相对分子质量的增大,范德华力增强,沸点升高。
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