(通用版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 11.2 教材基礎(chǔ)(2)分子的結(jié)構(gòu)學(xué)案(含解析)

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1、(通用版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 11.2 教材基礎(chǔ)(2)分子的結(jié)構(gòu)學(xué)案(含解析) 1.本質(zhì)和特征 共價鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對,其特征是具有飽和性和方向性。 2.分類 分類依據(jù) 類型 形成共價鍵的原子軌道重疊方式 鍵 電子云“頭碰頭”重疊 鍵 電子云“肩并肩”重疊 形成共價鍵的電子對是否偏移 極性鍵 共用電子對發(fā)生偏移 非極性鍵 共用電子對不發(fā)生偏移 原子間共用電子對的數(shù)目 鍵 原子間有一對共用電子對 鍵 原子間有兩對共用電子對 鍵 原子間有三對共用電子對 3.σ鍵和π鍵判斷的一般規(guī)律 共價單鍵是σ鍵,共價

2、雙鍵中含有個σ鍵,個π鍵;共價三鍵中含有個σ鍵,個π鍵。 4.鍵參數(shù) (1)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響 (2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系 鍵能越,鍵長越,分子越穩(wěn)定。 5.等電子原理 (1)含義:原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子(即等電子體)具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相近,如CO和N2。 (2)常見的等電子體歸納 微粒 通式 價電子總數(shù) 立體構(gòu)型 CO2、SCN-、NO、N AX2 16e- 直線形 CO、NO、SO3 AX3 24e- 平面三角形 SO2、O3、NO AX2 18e- V形 SO、PO AX4 32e- 正四面

3、體形 PO、SO、ClO AX3 26e- 三角錐形 CO、N2 AX 10e- 直線形 CH4、NH AX4 8e- 正四面體形 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。 (1)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子(×) (2)鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和(×) (3)乙炔分子中既有非極性鍵又有極性鍵,既有σ鍵又有π鍵(√) (4)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)(√) (5)在任何情況下,都是σ鍵比π鍵強(qiáng)度大(×) (6)s-s σ鍵與s-p σ鍵的電子云形狀對稱性相同(√) (7)分子間作用力越大,分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)(×

4、) (8)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍(×) 2.有以下物質(zhì):①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(HCN)。只有σ鍵的是________________(填序號,下同);既有σ鍵,又有π鍵的是__________;含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是________;含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________;含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是_________________________________________________。 答

5、案:①②③⑥⑦⑧?、堍茛帷、摺、佗邰茛蔻啖帷? ②④⑤⑥⑧⑨ 3.已知CO2為直線形結(jié)構(gòu),SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu),NF3為三角錐形結(jié)構(gòu),請推測COS、CO、PCl3的空間結(jié)構(gòu):________、________、________。 解析:COS與CO2互為等電子體,其結(jié)構(gòu)與CO2相似,所以其為直線形結(jié)構(gòu);CO與SO3互為等電子體,二者結(jié)構(gòu)相似,所以CO為平面正三角形結(jié)構(gòu);PCl3與NF3互為等電子體,二者結(jié)構(gòu)相似,所以PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)。 答案:直線形 平面正三角形 三角錐形 知識點(diǎn)二 分子的立體構(gòu)型 1.用價層電子對互斥理論推測分子的立體構(gòu)型 (1)用價層電子對互斥理論

6、推測分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中的中心原子上的價層電子對數(shù)。 其中:a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù)),b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù),x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 (2)價層電子對互斥理論與分子構(gòu)型 價層電 子對數(shù) σ鍵電 子對數(shù) 孤電子 對數(shù) 價層電子對 立體構(gòu)型 分子立 體構(gòu)型 實(shí)例 2 2 0 直線形 直線形 CO2 3 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面體形 正四面體形 CH4 3 1 三角錐形 NH3 2 2

7、 V形 H2O 2.雜化軌道理論 (1)雜化軌道理論概述 當(dāng)原子成鍵時,原子的價電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。 (2)雜化軌道三種類型 (3)“五方法”判斷分子中心原子的雜化類型 ①根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷 空間構(gòu)型 雜化類型 若雜化軌道在空間的分布為正四面體形 分子的中心原子發(fā)生sp3雜化 若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形 分子的中心原子發(fā)生sp2雜化 若雜化軌道在空間的分布呈直線形 分子的中心原子發(fā)生sp雜化 ②根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷 若雜化

8、軌道之間的夾角為109.5°,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120°,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化;若雜化軌道之間的夾角為180°,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。 ③根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷 如CO2是直線形分子,CNS-、N與CO2是等電子體,所以分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用sp雜化。 ④根據(jù)中心原子的電子對數(shù)判斷 如中心原子的電子對數(shù)為4,是sp3雜化,為3是sp2雜化,為2是sp雜化。 ⑤根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷 如沒有π鍵為sp3雜化,含一個π鍵為sp2雜化,含二個π鍵為sp雜化。 3.配位鍵和配合物 (1)孤電子對:分子或離

9、子中沒有跟其他原子共用的電子對。 (2)配位鍵 ①配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對,另一方提供空軌道形成共價鍵。 ②配位鍵的表示:常用“―→”來表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對的原子。 (3)配位化合物:金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物,如[Cu(NH3)4]SO4。 配體有孤電子對,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。中心原子(或離子)有空軌道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。 (1)NH3分子為三角錐形,N原子發(fā)生sp2雜化(×) (2)只

10、要分子構(gòu)型為平面三角形,中心原子均為sp2雜化(√) (3)分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時,該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(×) (4)中心原子是sp雜化的,其分子構(gòu)型不一定為直線形(×) (5)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(√) (6)價層電子對互斥理論中,π鍵電子對數(shù)不計(jì)入中心原子的價層電子對數(shù)(√) (7)N2分子中N原子沒有雜化,分子中有1個σ鍵、2個π鍵(√) (8)配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體和配位數(shù)分別為Cu2+、NH3、4(√) 2.(1)(2016·全國卷Ⅲ)AsCl3分子的立體構(gòu)型為________,其中As的

11、雜化軌道類型為________。 (2)(2017·全國卷Ⅰ)X-射線衍射測定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構(gòu)型為________,中心原子的雜化形式為________。 (3)(2017·全國卷Ⅲ)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。 (4)(2018·全國卷Ⅰ)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是________、中心原子的雜化形式為________。LiAlH4中,存在_______(填標(biāo)號)。 A.離子鍵         B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵 (5)(2018·全國卷

12、Ⅲ)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為________,C原子的雜化形式為________。 解析:(1)As原子的價電子排布式為4s24p3,最外層有5個電子,則AsCl3分子中As原子形成3個As—Cl鍵,且含有1對未成鍵的孤對電子,則As的雜化軌道類型為sp3雜化,AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(2)I中I原子為中心原子,則其孤電子對數(shù)為×(7-1-2)=2,且其形成了2個σ鍵,中心原子采取sp3雜化,I空間構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)。(3)CO2中C的價層電子對數(shù)為2,故為sp雜化;CH3OH分子中C的價層電子對數(shù)為4,故為sp3雜化。(4)LiAlH4的陰離子為AlH,AlH中Al的雜化軌道數(shù)為=4,Al采取sp3雜化,為正四面體構(gòu)型。LiAlH4是離子化合物,存在離子鍵,H和Al間形成的是共價單鍵,為σ鍵。(5)C原子價層電子對數(shù)n=(4+3×0+2)/2=3,因此C原子為sp2雜化,CO的空間構(gòu)型為平面三角形。 答案:(1)三角錐形 sp3 (2)V形 sp3 (3)sp sp3 (4)正四面體 sp3 AB (5)平面三角形 sp2

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