内容正文:
考点4 分子结构与性质及原因解释
[对应学生用书P40]
1.①共价键、配位键及原因分析
(1)共价键的极性
一般成键原子对应元素的电负性相差越大,共价键的极性越强,在反应中越易断键。
(2)配位键的形成
中心原子(或离子)提供空轨道,配体提供孤电子对,一般情况配位原子要先满足8电子稳定结构(如Cl-、CN-等)。
(3)配位键的稳定性
①同种金属原子(或离子)与不同配体形成配位键时,一般配位原子的电负性越小,形成配位键越稳定。
②同种配体与不同金属原子(或离子)形成配位键时,一般中心原子(或离子)的半径大、空轨道多,形成的配位键稳定。
微点拨 ► ①同种元素原子形成共价键的键长:单键>双键>三键,键能:单键<双键<三键。
②配位键也是σ键。
2.②溶解性的比较及原因分析
(1)氢键的影响:若某物质与水能形成分子间氢键,则该物质在水中的溶解度较大。
(2)“相似相溶”规律:一般情况,溶质与溶剂分子的极性一致,溶质在该溶剂中溶解度较大。
3.③物质熔、沸点的比较及原因分析
(1)氢键的影响
若某物质能形成分子间氢键,其熔、沸点相对较高;若某物质形成分子内氢键,其熔、沸点降低。
(2)范德华力的影响
一般来说,分子组成和结构相似时,相对分子质量越大,范德华力越大,其熔、沸点越高。
教考衔接 ①
(2023·北京卷,节选)浸金时,S2O作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2O中的中心S原子和端基S原子能否作配位原子并说明理由:________________________________________________________________________。
教考衔接 ②
(1)(2021·广东卷,节选)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物 Ⅰ 与化合物 Ⅱ 相比,水溶性较好的是________。
(2)(2022·山东卷,节选)在水中的溶解度,吡啶()远大于苯,主要原因是①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
教考衔接 ③
(1)(2023·辽宁卷,节选)噻吩()沸点低于吡咯()的原因是___________________。
(2)(2022·广东卷,节选)H2Se的沸点低于H2O,其原因是________________________。
(3)(2021·山东卷,节选)OF2的熔、沸点________(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)(2021·广东卷,节选)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为______________。
易错警示 ► ①强度:共价键>氢键>范德华力。②共价键影响物质的稳定性,氢键、范德华力影响物质的物理性质(如溶解性、熔点、沸点等)。
教考衔接 参考答案
教考衔接①
答案:S2O中心硫原子无孤电子对,不能作配位原子;端基硫原子含有孤电子对,能作配位原子
解析:S2O作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-,配位原子S和O提供孤电子对,中心硫原子价层电子对数为4,不含孤电子对,不能作配位原子,端基硫原子含孤电子对,可以作配位原子。
教考衔接②
答案:(1)化合物 Ⅱ
(2)①吡啶分子能与水分子形成分子间氢键 ②吡啶分子和H2O分子均为极性分子,相似相溶,而苯分子为非极性分子
解析:(1) 中羟基能与水分子之间形成分子间氢键,为易溶于水的钠盐,溶于水后电离出,其中的O均能与水分子之间形成氢键,相同物质的量两种物质溶于水后,形成的氢键更多,因此化合物 Ⅱ 更易溶于水。
教考衔接③
答案:(1)噻吩与吡咯均为分子晶体,噻吩分子间仅存在范德华力,而吡咯分子间存在氢键,沸点更高
(2)H2O分子间形成氢键
(3)低于 OF2和Cl2O的分子结构相似,Cl2O的相对分子质量大,范德华力大,故Cl2O的熔、沸点高
(4)H2O>H2S>CH4
[对应学生用书P41]
命题角度7 共价键、配位键及原因分析
[例7] (2023·海南卷,节选)配合物 Ⅱ 和 Ⅲ 中,钒的化合价分别为+4和+3,配合物 Ⅱ 、 Ⅲ 和N2三者中,两个氮原子间键长最长的是________。
答案:配合物 Ⅱ
解析:结合题干所给配合物 Ⅱ 和 Ⅲ 的结构,钒的化合价分别为+4和+3,配合物 Ⅱ 中氮原子间是氮氮单键,配合物 Ⅲ 中为氮氮双键,N2中为氮氮三键,故配合物 Ⅱ 中两个氮原子间键长最长。
练7 (1)(2022·河北卷,节选)如图是硫的四种含氧酸根的结构:
根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将Mn2+转化为MnO的是________(填标号),理由是________________________________________________________________________。
(2)(2022·海南卷,节选)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能,Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是___________________________。
答案:(1)D D中含有过氧键(-1价氧元素),具有强氧化性,能将Mn2+转化为MnO
(2)电负性O>N,O对电子的吸引能力更强,Zn和O更易形成离子键
命题角度8 物质的熔、沸点及原因分析
[例8] (1)(2023·全国乙卷,节选)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质
熔点/℃
SiCl4
-68.8
GeCl4
-51.5
SnCl4
-34.1
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因_____________
________________________________________________________________________。
(2)(2022·浙江1月选考卷,节选)两种有机物的相关数据如表:
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点逐渐升高,三者均为分子晶体,范德华力随着相对分子质量的增大而增大,使得熔点依次升高
(2)HCON(CH3)2只存在范德华力,HCONH2分子间存在氢键,氢键强于范德华力,故HCON(CH3)2的沸点低
练8 (1)(2021·湖南卷,节选)硅和卤素单质反应可以得到SiX4,SiX4的熔沸点如下表:
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
0 ℃时,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是__________(填化学式),沸点依次升高的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(2022·海南卷,节选)邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是__________________________。
答案:(1)SiCl4 SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大
(2)两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高
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