2027届高三化学一轮复习—第22讲分子结构和性质 课件

2027届一轮复习课件 1课时 考点22分子结构和性质 适用精简高效 考点一、分子空间结构 1、价层电子对互斥理论 中心原子上的孤电子对数＝ (a-xb) a=中心原子的价电子数 （对于主族元素等于原子的最外层电子数） χ=中心原子结合的原子个数 b=与中心原子结合的原子最多所能接受的电子数 如：H为1，其余原子为8-最外层电子数。 氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1 氮和氮族元素中的N、P等均为3 注意：对于离子团，所带电荷数计入中心原子的价层电子中 即： a = 中心原子价电子数—电荷数 2、杂化轨道理论 要点:中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成同等数目能量完全相同的新轨道 sp杂化:一个s轨道和一个p轨道的杂化,夹角180°,呈直线形 sp2杂化:一个s轨道和两个p轨道的杂化,的夹角120°,呈平面三角形 sp3杂化:一个s轨道和三个p轨道的杂化,夹角109°28′,呈正四面体形 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状和方向 ③杂化使原子的成键能力增强 ④杂化轨道只用于形成分子的σ键或容纳孤电子对 3、空间结构判断(（VSEPR构型孤电子对占一个方向） 4、分子(ABn型)、离子(ABnm±型)空间结构分析示例 考点二、等电子体 1、原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体 等电子体具有相似的结构特征(空间结构和化学键类型)及相近的性质 例如：CO和N2 2、确定等电子体的方法(举例) 变换过程中注意电荷改变，并伴有元素种类的改变 3、常见等电子体及空间结构 等电子(价电子)类型 常见等电子体 空间结构 2原子10电子 2原子14电子 3原子16电子 3原子18电子 4原子8电子 4原子24电子 O3、SO2、NO2- NH3、PH3、CH3-、H3O＋ SO3(g)、CO32-、NO3-、BO33-、BF3 直线形 直线形 直线形 V形 三角锥形 平面三角形 4原子26电子 5原子8电子 5原子32电子 12原子30电子 C6H6、N3B3H6(俗称无机苯) SO32-、ClO3-、BrO3-、IO3-、XeO3 CH4、SiH4、NH4+、PH4+、BH4- CCl4、SiF4、SiO44-、SO42-、ClO4- 三角锥形 正四面体形 正四面体形 平面六边形 考点四、键角大小判断 1、杂化方式判断，键角：sp>sp2>sp3 2、电子对间的斥力判断： 孤－孤 ＞ 孤－成 ＞ 成－成 3、三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序： 三键—三键 > 三键—双键 > 双键—双键 > 双键—单键 > 单键—单键 分子 杂化轨道角度 排斥力分析 实际键角 COCl2 120° C=O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力 形成两种键角分别为124°18′、111°24′ C = O Cl Cl 124°18′ 111°24′ 经典题1、比较键角 H2O____CS2，原因： H2O中中心O原子采取sp3杂化，键角约为105° ＜ CS2中中心C原子采取sp杂化，键角为180° 经典题2:已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是___________， 原因为: CH4＞NH3＞H2O CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角逐渐减小 经典题3　在 分子中，键角∠HCO_____(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH。理由是_______________________ ＞ π键斥力大于σ键斥力 经典题4　AB3与AC3，若电负性：B＞A＞C，则键角：AB3______AC3 原因为 中心原子的电负性A强于B，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大 > 考点二、分子的性质 1、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 极性 →羧基中-OH的极性越大，越 ，则羧酸的酸性越强。 容易电离出H＋ ①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。 如酸性：C2H5COOH＜CH3COOH＜HCOOH ②与羧酸(-COOH)相连的C-X(X为卤素原子)的极性越大，羧酸的酸性越大； C-X的数量越多，羧酸的酸性越大 如酸性：CF3COOH＞CCl3COOH＞CH3COOH CCl3COOH＞CHCl2COOH＞CH2ClCOOH 2、分子的极性 极性分子:分子中正电中心和负电中心不重合 非极性分子:分子中正电中心和负电中心重合 判断方法： (1)正电中心和负电中心是否重合 (2)化学键的极性的向量和是否等于零 记住非极性分子 非极性分子的判断：高度的对称性 1.单原子分子：稀有气体 He 2.双原子分子：O2 H2 N2 X2 3.直线形分子：CO2 H2C2 4.正四面体：P4 CH4 CCl4 CF4 SiCl4 SiF4 5.三角双锥形：PCl5 6.正八面体: SF6 7.其他: C2H4 C6H6 应用：相似相溶原理：极性分子易溶于极性分子溶剂中，非极性分子易溶于非极性分子溶剂中 3、范德华力 ①.定义：把分子聚集在一起的相互作用力 ②.实质：分子间的静电作用 ③.范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力，如固体和液体物质中 ④.范德华力没有饱和性和方向性 只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子 ⑤.范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级 大约只有几到几十 KJ·mol-1 ⑥.相对分子质量越大，范德华力越大 ⑦相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大 ⑧互为同分异构体的分子，支链越多、越分散， 分子间范德华力越弱, 熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷 注意：键能大小影响分子的热稳定性, 范德华力的大小影响物质的熔、沸点 4、氢键 ① 氢键形成的条件: 电负性大且半径小的原子(F、 O、N)相连的 H 与附近电负性大, 半径小的原子(F、O、 N) ②. 氢键的表示方法: X—H…Y（X、Y一般为F、O、N） 共价键 氢键 ③. 氢键的本质： 氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的静电作用力。 不属于化学键 ④. 氢键的特征：具有方向性和饱和性 方向性(X—H…Y三个原子尽可能在同一条直线上) 原因是在这样的方向上成键两原子电子云之间的排斥力最小,形成的氢键最强,体系最稳定 饱和性 (一个X—H只能和一个Y原子结合) 原因是H原子半径很小,再有一个原子接近时,会受到X、Y原子电子云的排斥 ⑤氢键强弱变化顺序为：F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N ⑥氢键的分类 分子间氢键 如：HF、H2O、NH3 相互之间 C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间 分子内氢键 某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构. 分子间氢键使熔沸点升高，分子内氢键使熔沸点降低 ⑦ 氢键对水分子的影响 水结冰时,体积膨胀,密度降低 水分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol氢键 ⑧氢键对物质溶解度的影响 低级醇、醛、酮、羧酸等分子都能与水分子间形成氢键，均可溶于水 5、分子的手性 手性碳原子: 一个碳原子上连有4个不同的原子(或原子团),则该原子称为手性碳原子 手性分子的判断： 当分子中只有一个手性C* ，分子一定有手性 当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素,无对称轴，又无对称中心的分子，必是手性分子 →构成生命体的有机物绝大多数为手性分子 →手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物,一个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的 经典题1.(1)Cu2＋处于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2＋中的2个NH3换为CN－，则有2种结构，则Cu2＋是否为sp3杂化？_____(填“是”或“否”)，理由为___________________________________________。 否 若是sp3杂化，[Cu(NH3)4]2＋的空间结构为正四面体形， 将配离子[Cu(NH3)4]2＋中的2个NH3换为CN－，则只有1种结构 (2)用价层电子对互斥模型推断甲醛中H—C—H的键角____120° (填“＞”“＜”或“＝”) 分析：甲醛分子中，碳氧之间为双键，根据价层电子对互斥模型可知双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力，所以H—C—H的键角小于120° ＜ (3)SO2Cl2和SO2F2中S=O之间以双键结合，S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为_________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl____SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”) 四面体形 ＞ 分析：当中心原子的价层电子对数为4时，VSEPR模型为四面体形，硫原子无孤电子对，所以空间结构为四面体形；配位原子得电子能力越弱，其与中心原子形成的共用电子对之间的斥力越强，F原子的得电子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F (4)抗坏血酸的分子结构如图所示， 该分子中碳原子的杂化轨道类型为 sp2、sp3 经典题2.(1)3­-氯-­2­-丁氨酸的结构简式为 ，该有机物分子中含有 个手性碳原子，其中—NH2中N原子的杂化轨道类型是 (2)青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体，分子结构如图所示，则青蒿素分子中含有 个手性碳原子 2 sp3 7 * * * * * * * * * CO2、N2O、CNO－、N、NO、SCN－、HgCl2、BeCl2(g) N2、CN－、C、NO＋ F2、O、Cl2 $