《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)習(xí)（第二課時）》總結(jié)原子分子物質(zhì)共價鍵分子間的作用力類型鍵參數(shù)極性σ鍵π鍵極性鍵非極性鍵范德華力氫鍵鍵長鍵能鍵角VSEPR模型雜化軌道理論空間結(jié)構(gòu)預(yù)測解釋鍵的強弱性質(zhì)用途結(jié)構(gòu)分子極性相對分子質(zhì)量甲醛工程塑料電器元件膠粘劑染色定型防腐劑皮革加工甲醛

——學(xué)以致用服務(wù)生活回收再利用減少使用量尋找替代品……任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究活性炭對甲醛的吸附方式①利用孔隙吸附②利用表面物理、化學(xué)性質(zhì)吸附任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究研究發(fā)現(xiàn)，在潮濕的環(huán)境中，活性炭對甲醛的吸附能力會下降。請嘗試從分子極性的角度，分析潮濕環(huán)境降低活性炭對甲醛吸附作用的原因。CH2O任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究研究發(fā)現(xiàn)，在潮濕的環(huán)境中，活性炭對甲醛的吸附能力會下降。請嘗試從分子極性的角度，分析潮濕環(huán)境降低活性炭對甲醛吸附作用的原因。CH2OH2O任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究研究發(fā)現(xiàn)，在潮濕的環(huán)境中，活性炭對甲醛的吸附能力會下降。請嘗試從分子極性的角度，分析潮濕環(huán)境降低活性炭對甲醛吸附作用的原因。CH2OH2O任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為什么陰雨天，新裝修的房子中，甲醛的氣味會更明顯一些呢？CH2OH2O任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為什么陰雨天，新裝修的房子中，甲醛的氣味會更明顯一些呢？CH2OH2O任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為什么陰雨天，新裝修的房子中，甲醛的氣味會更明顯一些呢？CH2OH2O任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究文獻記載，某種活性炭對甲醛的吸附能力弱于對四氯化碳的吸附能力。請嘗試從兩種分子的結(jié)構(gòu)以及活性炭的組成和結(jié)構(gòu)的角度，分析產(chǎn)生這種差異的原因。CH2OCCl4任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究文獻記載，某種活性炭對甲醛的吸附能力弱于對四氯化碳的吸附能力。請嘗試從兩種分子的結(jié)構(gòu)以及活性炭的組成和結(jié)構(gòu)的角度，分析產(chǎn)生這種差異的原因。CH2OCCl4任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究文獻記載，某種活性炭對甲醛的吸附能力弱于對四氯化碳的吸附能力。請嘗試從兩種分子的結(jié)構(gòu)以及活性炭的組成和結(jié)構(gòu)的角度，分析產(chǎn)生這種差異的原因。CH2OCCl4任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究CH2OCCl4①利用孔隙吸附②利用表面物理、化學(xué)性質(zhì)吸附任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究活性炭表面除碳原子外，還有一些由氫、氧、氮等元素的原子構(gòu)成的原子團。可以利用化學(xué)反應(yīng)將這些原子團轉(zhuǎn)化為有不同物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的其他原子團。任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為了提高活性炭對甲醛的吸附效果，請根據(jù)你對甲醛的認識（如分子結(jié)構(gòu)特點、氧化還原性質(zhì)等），從不同的角度提出活性炭化學(xué)改性的研究方向。任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為了提高活性炭對甲醛的吸附效果，請根據(jù)你對甲醛的認識（如分子結(jié)構(gòu)特點、氧化還原性質(zhì)等），從不同的角度提出活性炭化學(xué)改性的研究方向。任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為了提高活性炭對甲醛的吸附效果，請根據(jù)你對甲醛的認識（如分子結(jié)構(gòu)特點、氧化還原性質(zhì)等），從不同的角度提出活性炭化學(xué)改性的研究方向。任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為了提高活性炭對甲醛的吸附效果，請根據(jù)你對甲醛的認識（如分子結(jié)構(gòu)特點、氧化還原性質(zhì)等），從不同的角度提出活性炭化學(xué)改性的研究方向。任務(wù)三活性炭吸附甲醛的研究為了提高活性炭對甲醛的吸附效果，請根據(jù)你對甲醛的認識（如分子結(jié)構(gòu)特點、氧化還原性質(zhì)等），從不同的角度提出活性炭化學(xué)改性的研究方向。CH2O結(jié)構(gòu)特點：極性分子化學(xué)性質(zhì)：加成反應(yīng)氧化反應(yīng)任務(wù)四設(shè)計一種材料吸收甲醛

2020年6月，劉明博士帶領(lǐng)的團隊憑借其高效除甲醛材料的研發(fā)，入選NatureResearch最佳技術(shù)轉(zhuǎn)化獎。如果讓你設(shè)計一款吸收甲醛的材料，你覺得它的分子結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么樣的？任務(wù)四設(shè)計一種材料吸收甲醛任務(wù)四設(shè)計一種材料吸收甲醛任務(wù)四設(shè)計一種材料吸收甲醛性質(zhì)用途結(jié)構(gòu)甲醛工程塑料電器元件膠粘劑染色定型防腐劑皮革加工想一想氮雜穴醚想一想氮雜穴醚想一想氮雜穴醚NNNNOOOOOO想一想NNNNOOOOOONNNNNH+4想一想NNNN?從銨根離子及氮雜穴醚分子的

空間結(jié)構(gòu)等角度，分析氮雜穴醚分子可以識別并鎖定銨根離

子的原因。想一想NH的空間結(jié)構(gòu)：價層電子對數(shù)＝4孤電子對數(shù)＝0

結(jié)合原子個數(shù)σ鍵電子對數(shù)＝4sp3雜化+4想一想NNNNOOOOOONNNNNH+4想一想NNNN想一想離子通道離子探針物質(zhì)提取總結(jié)原子分子物質(zhì)共價鍵分子間的作用力類型鍵參數(shù)極性σ鍵π鍵極性鍵非極性鍵范德華力氫鍵鍵長鍵能鍵角VSEPR模型雜化軌道理論空間結(jié)構(gòu)預(yù)測解釋鍵的強弱性質(zhì)用途結(jié)構(gòu)分子極性相對分子質(zhì)量專題一原子雜化類型和分子空間結(jié)構(gòu)的判斷典例1(1)磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為

,其中P的價層電子對數(shù)為

、雜化軌道類型為

。

(2)氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣:

的結(jié)構(gòu)為

。在該反應(yīng)中,B原子的雜化軌道類型由

變?yōu)?/p>

。

(3)(2019·全國Ⅰ卷)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物,分子中氮、碳的雜化類型分別是

、

。

(4)(2018·全國Ⅰ卷)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間結(jié)構(gòu)是

、中心原子的雜化形式為

。

(5)(2018·全國Ⅱ卷)①根據(jù)價層電子對互斥模型,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是

。

②氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的空間結(jié)構(gòu)為

形,固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為

。

答案

(1)正四面體4

sp3

(2)sp3

sp2

(3)sp3

sp3

(4)正四面體sp3

(5)①H2S

②平面三角sp3解析

(1)的中心原子P的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,中心原子P為sp3雜化,故

的空間結(jié)構(gòu)為正四面體。(2)NH3BH3中B形成4個σ鍵,為sp3雜化,中B形成3個σ鍵,為sp2雜化。(3)乙二胺中N形成3個單鍵,含有1對孤電子對,屬于sp3雜化;C形成4個單鍵,不存在孤電子對,也是sp3雜化。思維建模

判斷分子空間結(jié)構(gòu)及中心原子雜化類型的方法判斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)時,要能夠正確計算價層電子對數(shù):一是運用計算式推導(dǎo)出價層電子對數(shù)。二是看配位原子數(shù);如下表:價層電子對數(shù)雜化類型配位原子數(shù)孤電子對數(shù)價電子對空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)實例2sp20直線形直線形BeCl23sp230三角形三角形BF321V形SnBr24sp340四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O對點訓(xùn)練

1-1下列分子中,中心原子雜化軌道類型相同,分子的空間結(jié)構(gòu)也相同的是(

)A.H2O、SO2 B.BeCl2、CO2C.H2O、NH3 D.NH3、CH2O答案

B解析

各選項分子中中心原子的雜化軌道類型和分子空間結(jié)構(gòu)分別為:A項,H2O分子中心原子采取sp3雜化,V形;SO2分子中心原子采取sp2雜化,V形。B項中BeCl2和CO2分子中心原子都是采取sp雜化,直線形。C項,NH3分子中心原子采取sp3雜化,三角錐形;H2O分子中心原子采取sp3雜化,V形。D項,CH2O分子中心原子采取sp2雜化,平面三角形;NH3分子中心原子采取sp3雜化,三角錐形。對點訓(xùn)練

1-2按要求完成下列空白。(1)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的空間結(jié)構(gòu)是

。

(2)①碳在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是

。

②CS2分子中,共價鍵的類型有

,C原子的雜化軌道類型是

。

(3)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個未成對電子。回答下列問題:①C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物E,E的空間結(jié)構(gòu)為

,中心原子的雜化軌道類型為

。

②化合物D2A的空間結(jié)構(gòu)為

,中心原子的價層電子對數(shù)為

。

答案

(1)正四面體(2)①C有4個價電子且半徑小,難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)②σ鍵和π鍵sp(3)①三角錐形sp3

②V形4解析

(1)根據(jù)價層電子對互斥模型,中S原子的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為

(6+2-4×2)=0,其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。(2)①碳原子核外最外層有4個電子,在化學(xué)反應(yīng)中很難失去4個電子形成陽離子,也很難得到4個電子形成陰離子。因此,碳在形成化合物時,主要通過共用電子對形成共價鍵。②CS2分子中存在σ鍵和π鍵。CS2分子中,C原子的價層電子對數(shù)為2,雜化軌道類型為sp。(3)C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,則C為P元素。A、B的原子序數(shù)小于C,且A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型,則A為O元素,B為Na元素。C、D為同周期元素,且D元素最外層有一個未成對電子,則D為Cl元素。①P和Cl元素形成的組成比為1∶3的化合物E為PCl3,中心原子P形成3個σ鍵且含有1對未成鍵的孤電子對,故P原子采取sp3雜化,分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。②化合物D2A為Cl2O,其中O原子形成2個σ鍵且含有2對未成鍵的孤電子對,則O原子采取sp3雜化,故Cl2O為V形結(jié)構(gòu),中心原子O的價層電子對數(shù)為4。專題二分子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響典例2按要求完成以下各題。(1)(2020山東等級考)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為

(填化學(xué)式,下同),還原性由強到弱的順序為

,鍵角由大到小的順序為

。

(2)(2019全國Ⅱ卷)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)為

,其沸點比NH3的

(填“高”或“低”),其判斷理由是

。

(3)(2019全國Ⅲ卷)苯胺()與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(-5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(-95.0℃)、沸點(110.6℃),原因是

。

(4)ZnF2為離子化合物,ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,原因是

。

(5)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H2O)3(NH4)4Cl(用R代表)。圖中虛線代表氫鍵,其表示式為()N—H…Cl、

、

。

答案

(1)NH3、AsH3、PH3

AsH3、PH3、NH3

NH3、PH3、AsH3(2)三角錐形低NH3分子間存在氫鍵(3)苯胺分子之間存在氫鍵(4)ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主、極性較小(5)(H3O+)O—H…N()

()N—H…N()解析

(1)NH3分子間存在氫鍵,氮元素的氫化物NH3比同主族的P、As元素的氫化物PH3、AsH3的沸點要高,而PH3、AsH3中均不存在分子間氫鍵,故影響PH3、AsH3沸點的因素為范德華力,相對分子質(zhì)量越大,沸點越高,則沸點由高到低的順序為NH3、AsH3、PH3。通常同主族元素隨著原子序數(shù)的遞增,氣態(tài)氫化物的還原性逐漸增強,則還原性由強到弱的順序是AsH3、PH3、NH3。同主族元素,隨著原子序數(shù)的遞增,電負性逐漸減弱,則其氣態(tài)氫化物中的成鍵電子對逐漸遠離中心原子,致使成鍵電子對的排斥力降低,鍵角逐漸減小,故鍵角由大到小的順序是NH3、PH3、AsH3。(2)As與N同族,則AsH3分子的空間結(jié)構(gòu)類似于NH3,為三角錐形;由于NH3分子間存在氫鍵,使沸點升高,故AsH3的沸點較NH3低。(3)苯胺分子中有N元素,可以形成分子間氫鍵。(4)由電負性:F>Cl>Br>I,結(jié)合4種物質(zhì)溶解性的差別可推知溶解性不同的原因是ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主,且極性較小。(5)由題圖知還存在氫鍵(H3O+)O—H…N()、()N—H…N()。思維建模

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)“原因解釋”型解題模型

規(guī)律總結(jié)

1.范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力是普遍存在于分子間的作用力,其強度比化學(xué)鍵弱,對物質(zhì)的熔點、沸點和硬度有影響,范德華力越大,熔、沸點越高,硬度越大。一般來講,組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大;分子的極性越大,范德華力越大。2.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響

對物質(zhì)熔、沸點的影響(1)含有分子間氫鍵的物質(zhì),熔、沸點往往比同系列氫化物的熔、沸點高,如ⅤA、ⅥA、ⅦA三個主族中NH3、H2O和HF的熔、沸點反常高。(2)含有分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì),熔、沸點一般會有所降低,如有分子內(nèi)氫鍵的鄰硝基苯酚熔點比有分子間氫鍵的間硝基苯酚熔點和對硝基苯酚熔點都要低對溶解度的影響在極性溶劑中,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大,如HF和NH3在水中的溶解度比較大。而溶質(zhì)分子內(nèi)如果能夠形成氫鍵,它在極性溶劑中的溶解度則會有所降低對點訓(xùn)練

2-1下列說法正確的是(

)A.HF的穩(wěn)定性很強,是因為HF分子之間能形成氫鍵B.水結(jié)成冰時,H—O的鍵長變長,密度減小C.含氫元素的化合物中一定有氫鍵D.能與水分子形成氫鍵的物質(zhì)易溶于水答案

D解析

氫鍵是一種相對較強的分子間作用力,它主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),如熔沸點、密度、溶解度等,而分子的穩(wěn)定性由分子內(nèi)共價鍵的強弱決定,與氫鍵無關(guān),A項錯誤。在冰中,水分子之間以氫鍵結(jié)合,形成比較疏松的晶體,在晶體結(jié)構(gòu)中有許多空隙,造成冰的密度比水的密度小,B項錯誤。形成氫鍵必須有電負性很大的非金屬元素的原子,如N、O、F,C項錯誤。對點訓(xùn)練

2-2按要求填空。(1)硫的氫化物的沸點低于與其組成相似的氧的氫化物,其原因是

。

(2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是

。

(3)氨的沸點

(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是

;氨是

(填“極性”或“非極性”)分子,中心原子的軌道雜化類型為

。

(4)①關(guān)于下列分子的說法不正確的是

。

A.既有σ鍵又有π鍵B.O—H的極性強于C—H的極性C.是非極性分子D.該物質(zhì)的分子之間不能形成氫鍵,但它可以與水分子形成氫鍵②下列說法正確的是

。

A.HOCH2CH(OH)CH2OH與CH3CHClCH2CH3都是手性分子B.和CH