專題八化學(xué)鍵分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

化學(xué)山東省專用考點(diǎn)清單考點(diǎn)一化學(xué)鍵、電子式1.化學(xué)鍵(1)概念:相鄰原子間的強(qiáng)相互作用。這種強(qiáng)相互作用既包括靜電吸引作

用,又包括靜電排斥作用。(2)化學(xué)鍵的存在

說明

a.離子化合物中一定含有離子鍵,離子鍵只能存在于離子化合物

中。b.共價(jià)鍵可存在于離子化合物、共價(jià)化合物和單質(zhì)中。c.熔融狀態(tài)下離子鍵斷裂,共價(jià)鍵不斷裂,可以通過在熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)

電來區(qū)分離子化合物和共價(jià)化合物。d.既有化學(xué)鍵斷裂又有化學(xué)鍵形成的變化才是化學(xué)變化。2.共價(jià)鍵(1)共價(jià)鍵的類型

注意

a.單鍵為σ鍵,雙鍵含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,三鍵含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。b.成鍵原子半徑越大,π鍵越難形成,如Si、O之間難形成雙鍵。c.并不是所有的共價(jià)鍵都有方向性,如s-sσ鍵沒有方向性。d.原子形成共價(jià)健時(shí)優(yōu)先形成σ鍵。(2)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)a.鍵能:氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量,通常取正值。鍵

能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。b.鍵長(zhǎng):形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的⑤核間距

。鍵長(zhǎng)越短,鍵能越

大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定。c.鍵角:在多原子分子中,兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。注意

共價(jià)鍵的鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響

鍵能越大、鍵長(zhǎng)越短,分子越穩(wěn)定。3.配位鍵(1)概念:成鍵的兩個(gè)原子一方提供孤電子對(duì),一方提供空軌道而形成的化

學(xué)鍵。(2)形成條件和表示方法:一方(A)是能夠提供孤電子對(duì)的原子,另一方(B)是具有能夠接受孤電子對(duì)的空軌道的原子,用符號(hào)A→B表示。(3)配位化合物(簡(jiǎn)稱配合物)a.概念:組成中含有配位鍵的物質(zhì);b.構(gòu)成:由中心原子或中心離子[金屬的原子或離子(有空軌道)]與配體[含

有孤電子對(duì)的分子(如NH3、H2O)或離子(如Cl-、OH-)]通過配位鍵構(gòu)成。(4)配合物的制備與應(yīng)用a.制備[Cu(NH3)4](OH)2Cu2++2NH3·H2O

Cu(OH)2↓+2N

Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4]2++2OH-b.制備銀氨溶液Ag++NH3·H2O

AgOH↓+N

AgOH+2NH3·H2O

[Ag(NH3)2]++OH-+2H2Oc.有些配合物顯現(xiàn)出特征顏色,從而可用于物質(zhì)的檢驗(yàn),如用SCN-檢驗(yàn)Fe3

+,NH3與Cu2+配位生成[Cu(NH3)4]2+呈現(xiàn)更深的藍(lán)色。d.利用金屬離子與其配合物的性質(zhì)不同,進(jìn)行溶解、沉淀、萃取等操作

來達(dá)到分離提純、分析檢測(cè)等目的。4.金屬鍵(1)概念:金屬中“自由電子”和金屬陽(yáng)離子之間存在的強(qiáng)相互作用。本

質(zhì)上是一種電性作用。(2)特征a.金屬鍵沒有方向性和飽和性;b.金屬鍵中的電子在整個(gè)三維空間里運(yùn)動(dòng),屬于整塊固態(tài)金屬。(3)金屬不透明,具有金屬光澤及良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性,這些性

質(zhì)都與金屬鍵密切相關(guān)。點(diǎn)撥金屬導(dǎo)電是由于自由電子的定向移動(dòng),屬于物理變化,電解質(zhì)溶液

導(dǎo)電是由于陰、陽(yáng)離子在溶液中定向移動(dòng)并在陽(yáng)極、陰極放電的過程,

是化學(xué)變化。5.電子式(1)概念:在元素符號(hào)周圍用“·”或“×”來表示原子的最外層電子的式

子。(2)書寫方法

(3)用電子式表示化合物的形成過程a.離子化合物,如NaCl:

b.共價(jià)化合物,如HCl:H×+·

··

H·×

··考點(diǎn)二分子的空間結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)1.用價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPR)理論推測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)(1)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是判斷分子中的

中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。

其中:a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽(yáng)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(jià)層電子對(duì)互斥理論與分子的空間結(jié)構(gòu)電子對(duì)數(shù)成鍵數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間構(gòu)型分子空間結(jié)構(gòu)實(shí)例220①直線形

直線形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440②正四面體

形

正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O2.雜化軌道理論(1)雜化軌道理論概述當(dāng)原子成鍵時(shí),原子的價(jià)電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)量相等的能

量相同的雜化軌道。參與雜化的軌道不同,雜化軌道間的夾角不同,形成

分子的空間結(jié)構(gòu)不同。(2)雜化軌道三種類型

1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道

平面三角正四面體1個(gè)s軌道1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道

平面三角1個(gè)s軌道3.手性分子具有完全相同的組成和原子排列方式的一對(duì)分子,如同左手與右手一樣,

鏡面對(duì)稱,卻在三維空間里不能重疊,互稱手性異構(gòu)體,具有手性異構(gòu)體的

分子叫手性分子。4.分子極性(1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系

(2)鍵的極性、分子空間結(jié)構(gòu)與分子極性的關(guān)系類型實(shí)例鍵的極性空間結(jié)構(gòu)分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形

極性分子

XY2CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形

極性分子

X2YH2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形

極性分子

XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子特別提醒(1)極性分子中可能含有非極性鍵,如H2O2為極性分子,但含有

非極性共價(jià)鍵O—O鍵。(2)只含有極性鍵的分子可能是非極性分子,如CH4、CO2等分子中只含有

極性鍵,屬于非極性分子。5.分子間作用力(1)概念:物質(zhì)分子之間存在著多種相互作用力,統(tǒng)稱為分子間作用力。(2)分類:分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強(qiáng)弱:范德華力<氫鍵<化學(xué)鍵。(4)范德華力a.概念:是分子之間普遍存在的一種相互作用力,它使許多物質(zhì)能以一定

的凝聚態(tài)存在。b.對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德

華力越強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高,硬度越大。一般來說,組成和結(jié)構(gòu)相似

的物質(zhì),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大。(5)氫鍵a.形成:已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(該氫原子幾乎為

裸露的質(zhì)子)與另一個(gè)分子中電負(fù)性很大的原子之間的作用力,稱為氫

鍵。b.表示方法:A—H…Bc.特征:具有一定的方向性和飽和性。d.分類:氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。e.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、電離、溶解等產(chǎn)生影響。分子間氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,分子內(nèi)氫鍵可降低物質(zhì)的熔、沸

點(diǎn)。6.溶解性(1)“相似相溶”規(guī)律非極性溶質(zhì)一般易溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般易溶于極性溶劑。若

存在氫鍵,溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。(2)“相似相溶”規(guī)律還可用于推測(cè)分子結(jié)構(gòu)的相似性,如乙醇和水互溶

(C2H5OH和H2O中的羥基相近),而戊醇在水中的溶解度明顯減小。知能拓展“四方法”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)型判斷空間結(jié)構(gòu)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,SCN-、

與CO2互為等電子體,分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用sp雜化。4.根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷若中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,則是sp3雜化,若為3,則是sp2雜化,若為2,

則是sp雜化。例1下列各組分子中,中心原子的雜化軌道類型相同,分子的空間構(gòu)型

也相同的是

()A.BeCl2、CO2B.H2O、SO2C.SO2、CH4D.NF3、SO3

解題導(dǎo)引根據(jù)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)進(jìn)行判斷,若價(jià)層電子對(duì)數(shù)相同,

孤電子對(duì)數(shù)也相同,則中心原子的雜化軌道類型相同,分子的空間構(gòu)型也

相同。解析BeCl2中Be價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,中心原子無孤電子對(duì),CO2中C原子價(jià)

層電子對(duì)數(shù)為2,中心原子無孤電子對(duì),二者都是采取sp雜化方式,分子構(gòu)

型為直線形,A正確;水分子中O原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,中心原子有兩對(duì)孤

電子對(duì),采用sp3雜化,分子構(gòu)型為V形,SO2中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,中心

原子孤電子對(duì)數(shù)為1,采取sp2雜化,分子構(gòu)型為V形,B錯(cuò)誤;CH4中C原子價(jià)

層電子對(duì)數(shù)為4,無孤電子對(duì),中心原子采用sp3雜化,分子構(gòu)型為正四面體

形,C錯(cuò)誤;NF3中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,采用sp3雜化,孤電子對(duì)數(shù)為1,分

子構(gòu)型為三角錐形,SO3分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,采取sp2雜化方式,

分子構(gòu)型為平面三角形,D錯(cuò)誤;故選A。答案

A例2a、b、c、d為周期表前四周期的元素,原子序數(shù)依次增大。a的核

外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同;基態(tài)b原子的核外電子占據(jù)3個(gè)能級(jí),且最高

能級(jí)軌道為半充滿狀態(tài);c的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍;d的原子

序數(shù)是c的兩倍?；卮鹣铝袉栴}:(1)b單質(zhì)分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為

,b2a4分子中極性鍵與非極

性鍵的個(gè)數(shù)比為

。(2)a與c可形成兩種二元化合物分子,兩種物質(zhì)可以以任意比互溶。其中

一種化合物不穩(wěn)定,可分解產(chǎn)生c的單質(zhì),該化合物分子中的c原子的孤電

子對(duì)數(shù)為

,雜化方式為

;這兩種物質(zhì)的互溶物中,存在的

化學(xué)鍵有

(填序號(hào))。①極性共價(jià)鍵②非極性共價(jià)鍵③離子鍵④金屬鍵⑤氫鍵⑥

范德華力(3)這些元素形成的含氧酸中,分子內(nèi)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的酸是

(填化學(xué)式,下同);酸根離子呈正三角形的酸是

,試從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)判斷酸分子與酸根離子的穩(wěn)定性:酸分子

酸根

離子(填“>”或“<”)。解析周期表前四周期的元素a、b、c、d,原子序數(shù)依次增大。a的核外

電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,a為H;基態(tài)b原子的核外電子占據(jù)3個(gè)能級(jí),且最

高能級(jí)軌道為半充滿狀態(tài),即最高能級(jí)為2p,核外電子排布式為1s22s22p3,

則b為N;c的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍,則c為O;d的原子序數(shù)是c

的兩倍,d為S。(1)b單質(zhì)為氮?dú)?氮?dú)夥肿又笑益I與π鍵的個(gè)數(shù)比為1∶2,b2a4為N2H4,N2H4分

子中極性鍵與非極性鍵的個(gè)數(shù)比為4∶1。(2)a與c可形成兩種二元化合物,分別為水和過氧化氫,過氧化氫不穩(wěn)定,可

分解產(chǎn)生O2,過氧化氫的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,每個(gè)氧原子形成2個(gè)σ鍵,

還有2對(duì)孤電子對(duì),因此O原子的雜化方式為sp3;水和過氧化氫互溶物中,

水中有極性共價(jià)鍵,過氧化氫中有極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵,分子之間有范德華力和氫鍵,但范德華力和氫鍵不是化學(xué)鍵,因此存在的化學(xué)鍵有

①②。(3)a、b、c、d元素形成的含氧酸有硝酸、亞硝酸、硫酸、亞硫酸等。

硝酸分子中N形成3個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為0,因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+0=3,為

正三角形;亞硝酸分子中N有2個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為1,因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)

為2+1=3,為V形;硫酸分子