《【志鴻優(yōu)化設(shè)計】2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4講分子空間構(gòu)型與物質(zhì)性質(zhì)練習(xí)蘇教版選修3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【志鴻優(yōu)化設(shè)計】2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4講分子空間構(gòu)型與物質(zhì)性質(zhì)練習(xí)蘇教版選修3（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第 4 講 分子空間構(gòu)型與物質(zhì)性質(zhì) 考綱點(diǎn)擊 1．能根據(jù)雜化軌道理論和價層電子對互斥模型判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型。 2．“等電子原理”的含義，能結(jié)合實例說明“等電子原理”的應(yīng)用。 3．了解鍵的極性和分子的極性，了解極性分子和非極性分子及其性質(zhì)的差異。 4．了解簡單配合物的成鍵情況。 一、分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì) ( 一 ) 分子的空間構(gòu)型 1．雜化軌道理論簡介 (1)sp 雜化 sp 雜化軌道由 ________和 ________組合而成，雜化軌道間夾角為 ______，呈 ______形， 如

2、 __________ 。 (2)sp 2 雜化 sp2 雜 化軌 道 由 ________ 和 __________ 組 合而 成， 雜 化軌 道 間夾 角為 ______ ，呈 __________ ，如 ______。 (3)sp 3 雜化 sp3 雜化軌道由 ________和______組合而成，雜化軌道間夾角為 __________，呈 ________ 形，如 ________。 2．價層電子對互斥模型 (1) 中心原子上的價電子都用于形成共價鍵 ABn 幾何構(gòu)型 范例 n＝ 2 n＝ 3 n＝ 4

3、 (2) 中心原子上有孤對電子的分子 中心原子上的 ____________________，并參與 ______。分子的立體結(jié)構(gòu)模型與其 VSEPR 模型不完全相同，如 H O呈 ______形， NH分子呈 ______形。 2 3 3．常見分子的立體結(jié)構(gòu) 分子類型 實例 結(jié)構(gòu)式 立體結(jié)構(gòu) 其他實例 三原子 CO BeCl 2 2 分子 H2O SO2、H2S 四原子 HCHO BF3

4、分子 NH PH 3 3 五原子 CH CCl 4 4 分子 CH3Cl CH3Br 4．等電子原理 ________相同、________相同的分子具有相似的 ____________ ，它們的許多性質(zhì) ______， 如 CO和 ______。 特別提示：由于孤對電子參與互相排斥，會使分子的構(gòu)型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。 如水分子中氧原子的 sp3 雜化軌道有 2 個是由孤對電子占據(jù)的，

5、其分子不呈正四面體構(gòu)型， 而 呈 V 形，氨分子中氮原子的 sp3 雜化軌道有 1 個由孤對電子占據(jù)， 氨分子不呈正四面體構(gòu) 型，而呈三角錐形。 ( 二 ) 分子的極性和手性 1．分子內(nèi)各原子及共價鍵的空間排布 ______，分子內(nèi)正、負(fù)電荷中心 ______的分子為 非極性分子； 分子內(nèi)各原子及共價鍵的空間排布 ______，分子內(nèi)正、 負(fù)電荷中心 ______的分 子為極性分子。常見分子中，屬非極性分子的不多，具體有： (1) 非金屬單質(zhì)分子。如稀有氣體、 H2、 Cl 2、 N2 等。 (2) 結(jié)構(gòu)對稱的直線形分子。如 CO2。

6、 1 (3) 結(jié)構(gòu)對稱的正三角形分子。如： BF3、 BCl3。 (4) 結(jié)構(gòu)對稱的正四面體形分子。如CH4、 CCl4、 P4。 而其他大多數(shù)分子則為極性分子。如 HCl、H2O、 NH3、 CH3Cl 等。 2．相似相溶原理 (1) “相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于 __________ ，極性溶質(zhì)一般能溶于 ________ 。如果存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性 ______。 (2) “相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如乙醇與水 ______，而戊醇在水中的溶 解度明顯

7、______。 (3) 如果溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)，將增加物質(zhì)的溶解度，如 SO2。 3．手性 (1) 手性異構(gòu)： 具有完全相同的組成和原子排列的分子， 如左手和右手一樣互為 ______， 在三維空間里 __________ 的現(xiàn)象。 (2) 手性分子：具有 ________的分子。 (3) 手性碳原子：在有機(jī)物分子中，連有________的碳原子。含有一個手性碳原子的分 子是手性分子，如 。 特別提示 ： (1) 分子的極性與鍵的極性沒有必然的聯(lián)系。由極性鍵形成的分子不一定是 極性分子，如 CO2；含有非極性鍵的分子也不

8、一定是非極性分子，如 H2O2。 (2) 幾種常見共價分子的空間構(gòu)型 ①直線形： O===C===O、H— Cl 、N≡N、CH≡CH ②V形： H2O 鍵角 (H— O— H)為 10430′ ③平面形： CH2===CH2及苯 C6H6 ④三角錐形： NH3鍵角 (H —N— H) 為 10718′ ＋ ⑤正四面體： CH4和 CCl4 及 NH4 鍵角為 10928′； P4 鍵角為 60 (3) 無機(jī)含氧酸分子的酸性 無機(jī)含氧酸可寫成 (HO) RO， n 值越大， R 的正電性越高，使 R— O— H 中 O 的電子向 R

9、 m n 偏移，在水分子的作用下容易電離出 ＋ HClO＜ HClO＜ HClO＜ HClO ， H ，酸性越強(qiáng)。如酸性： 2 3 4 HNO＜ HNO， H SO＜ H SO。 2 3 2 3 2 4 ) 。 即時訓(xùn)練 1 下列關(guān)于丙烯 (CH — CH===CH)的說法正確的是 ( 3 2 A．丙烯分子中有 8 個 σ 鍵， 1 個 π 鍵 B

10、．丙烯分子中 3 個碳原子都是 sp3 雜化 C．丙烯分子不存在極性鍵 D．丙烯分子中 3 個碳原子在同一直線上 二、 配合物的形成和應(yīng)用 1．配合物的形成 (1) 配合物：由提供孤對電子對的 ______與接受孤對電子對的 ________以__________ 結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物。 (2) 形成條件：配位體有 ____________ ，中心原子或離子有 ______。 (3) 配位體的內(nèi)界與外界

11、 2 2．配合物的應(yīng)用 在實驗研究中， 人們常用形成配合物的方法來 ________、________、________測定物質(zhì) 的組成；在生產(chǎn)中，配合物被廣泛用于染色、 ____、硬水軟化、 ________領(lǐng)域；在許多尖端 研究領(lǐng)域如激光材料、 ________、______________ 的研究， ______研制方面，配合物發(fā)揮的 作用越來越大。 特別提示 ： 1．常見

12、的中心原子或離子： Fe3＋ 、 Cu2＋ 、Zn2＋ 、Ag＋ 、Al 3＋ 、Fe、 Ni 、 Co等。 2．常見的配位體： － － － 等。 H2O、NH3、 CO、 F 、Cl 、 CN 即時訓(xùn)練 2 3 4 2 中 Pt 2＋ 的配位數(shù)是 ( ) 。 在 [Pt(NH ) ]Cl A． 1 個 B ． 2 個 C． 4 個 D ． 6 個 一、分子極性的判斷 由非極性鍵結(jié)合而成的分子是

13、非極性分子， 由極性鍵結(jié)合而成的非對稱性分子一般是極性分子；由極性鍵結(jié)合而成的完全對稱性分子為非極性分子。 【例 1】下列敘述中正確的是 ( ) 。 A． NH3、 CO、 CO2 都是極性分子 B． CH4、 CCl4 都是含有極性鍵的非極性分子 C． HF、 HCl、 HBr、 HI 的穩(wěn)定性依次增強(qiáng) D． CS2、 H2O、 C2H2 都是直線形分子 方法歸納 分子極性的判斷方法 (1) 只含非極性鍵的雙原子分子一定是非極性分子，如H2、 N2、 O2 等。 (2)AB n 型分子，可根據(jù)分子的立體構(gòu)型進(jìn)行判斷：若分子是對稱的 ( 直

14、線形、正三角形、 正四面體等 ) ，極性鍵的極性向量和等于零時， 為非極性分子； 否則是極性分子。 如 CH4、CO2等含有極性鍵，是非極性分子； H2O、 NH3 等含有極性鍵，是極性分子。 (3)AB n 型分子中若中心原子 A 的化合價的絕對值＝該元素所在的主族序數(shù)， 則為非極性 分子；若不等，則為極性分子。 BCl 3 、 CO2是非極性分子； SO2、 NF3 是極性分子。 二、分子的空間構(gòu)型與雜化方式的判斷 1．根據(jù)分子結(jié)構(gòu)式進(jìn)行推斷 (1) 公式： 雜化軌道數(shù)＝中心原子孤對電子對數(shù) ( 未參與成鍵 ) ＋中心原子形成的 σ 鍵個數(shù)

15、(2) 中心原子形成 σ 鍵個數(shù)的判斷方法： 因為兩原子之間只能形成一個 σ 鍵，所以中心原子形成的 σ 鍵個數(shù)等于中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 (3) 中心原子孤對電子對數(shù)的判斷方法： n 中心原子 (A) 未用于鍵合的孤對電子對數(shù)＝ 對于通式 AXm A的族序數(shù)－ X的化合價絕對值 m－ ( n) 2－  6－24－ ( － 2) ；如 SO4 中的孤對電子對數(shù)＝ 2  2  ＝ 0、 ＋ 中的孤對電子對數(shù)＝ 5－14－ ( ＋ 1) NH4 ＝ 0、 HCN中的孤對電子對數(shù)＝

16、 2  4－ 1－ 3＝ 0。 2 2．根據(jù)分子的空間構(gòu)型推斷雜化方式 多原子 (3 個或 3 個以上 ) 分子的立體結(jié)構(gòu)與中心原子雜化方式的對照： 分子的立 正四面 三角錐形 V 形 平面三 V 形 直線形 體結(jié)構(gòu) 體形 角形 雜化類型 sp3 sp2 sp (1) 只要分子構(gòu)型為直線形的，中心原子均是 sp 雜化，同理，只要中心原子是 sp 雜化 的，分子構(gòu)型均為直線形。 (2) 只要分子構(gòu)型為平面三角形的，中心原子均是sp2 雜化。

17、 (3) 只要分子中的原子不在同一平面內(nèi)的，中心原子均是sp3 雜化。 3 (4)V 形分子的判斷需要借助孤對電子， 有一對孤對電子的中心原子是 sp 2 雜化，有兩對 孤對電子的中心原子是 sp3 雜化。 3．根據(jù)等電子體原理結(jié)構(gòu)相似進(jìn)行推斷 如： CO2是直線形分子， － ＋ ＋ 與 CO2 是等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形， CNS 、NO2 、 N3 中心原子均采用 sp 雜化。

18、【例 2】判斷下列物質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)和雜化類型。 PF3__________； SO3__________ ； SO2__________。 方法指導(dǎo) 1．判斷分子的雜化方式時， 首先要判斷出中心原子， 然后判斷各原子的最外層電子數(shù)， 再判斷孤對電子、 σ 及 π 鍵。 2．雜化軌道類型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系及常見分子 雜化 雜化軌道 常見分子 類型 幾何構(gòu)型

19、 sp 直線形 BeCl2、HgCl2、CH≡CH 等 2 平面三角形 BF 、 BCl 、 CH===CH sp 3 3 2 2 sp 3 四面體形 CH4、 CCl4、 NH3( 三角錐形 ) 、 H2O(V 形 ) 一般來說， 一個分子有幾個軌道參與雜化就會形成幾個能量相同的雜化軌道， 就形成幾 個共價鍵， 形成對應(yīng)的分子構(gòu)型， 但如果分子中存在孤對電子或在一定場效應(yīng)作用下， 分子 構(gòu)型會發(fā)生變化，

20、如 NH、H O等。另外，具有相同價電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有 3 2 相同的結(jié)構(gòu)特征。 1．下列說法中錯誤 的是 () 。 ．． A． SO2、 SO3 都是極性分子 ＋ ) ] 2＋ 中都存在配位鍵 B．在 NH 和 [Cu(NH 4 3 4 C．元素電負(fù)性越大的原子，吸引電子的能力越強(qiáng) D． 原子晶體中原子以共 價鍵結(jié)合，具有鍵能大、熔點(diǎn)高、硬度大的特性 2． SiCl 4 的分子結(jié)構(gòu)與 C

21、Cl4 類似，對其做出如下推測，其中不正確的是() 。 A． SiCl 4 是分子晶體 B．常溫、常壓下 SiCl 4 是氣體 C． SiCl 4 的分子是由極性鍵形成的非極性分子 D． SiCl 4 熔點(diǎn)高于 CCl4 3．下列說法正確的是 ( ) 。 A． CHCl3 是三角錐形 B． AB2 是 V 形，其 A 可能為 sp 2 雜化 C．二氧化硅中 Si 以 sp 雜化，是非極性分子 ＋ D． NH4 是平面四邊形結(jié)構(gòu) 4．用 VSEPR模型預(yù)測下列分子或離子的立體結(jié)構(gòu)，其中不正確的是 ( ) 。 ＋

22、 A． NH4 為正四面體形 B． CS2 為直線形 C． HCN為折線形 (V 形 ) D． PCl3 為三角錐形 5．在硼酸 [B(OH) 3] 分子中， B 原子與 3 個羥基相連， 其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。 則分子中 B 原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是 ( ) 。 A． sp，范德華力 2 B． sp ，范德華力 2 C． sp ，氫鍵 3 D． sp ，氫鍵 6．NH3、 H2 O等是極性分子， CO2、 BF3 、CCl4 等是極性鍵構(gòu)成的非極性分子。根據(jù)上述事 實可推出 ABn 型分子是非極性分

23、子的經(jīng)驗規(guī)律是 ( ) 。 4 A．在 ABn 分子中 A 原子的所有價電子都參與成鍵 B．在 ABn 分子中 A 的相對原子質(zhì)量應(yīng)小于 B 的相對原子質(zhì)量 C．在 ABn 分子中每個共價鍵的鍵長都相等 D．分子中不能含有 H 原子 7． A、B、 C、 D 四種元素處于同一周期。在同族元素中， A 的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)最高， B 的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性在同周期中最強(qiáng)， C 的電負(fù)性介于 A、B 之間，D 與 B 相鄰。 (1)C 原子的價電子排布式為 _________________________

24、________________________ 。 (2)A 、B、 C 三種原子的第一電離能由大到小的順序是 ( 寫元素符號 )________ 。 (3)B 的單質(zhì)分子中存在 ________個 π 鍵； D 的氣態(tài)氫化物 DH4 分子中的中心原子軌道 采用 ________雜化。 B 和 D 形成一種超硬、耐磨、耐高溫的化合物，該化合物屬于 ________ 晶體，其硬度比金剛石 ________( 填“大”或“小” ) 。 (4)A 的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)在同族中最高的原因是 ______________________________ 。 8．

25、(2011 福建理綜 ) 氮元素可以形成多種化合物。回答以下問題： (1) 基態(tài)氮原子的價電子排布式是 __________ 。 (2)C 、N、 O三種元素第一電離能從大到小的順序是 __________ 。 (3) 肼 (N2H4) 分子可視為 NH3 分子中的一個氫原子被— NH2( 氨基 ) 取代形成的另一種氮的 氫化物。 ①NH 分子的空間構(gòu)型是 ________； NH 分子中氮原子軌道的雜化類型是 __________ 。 3 2 4 ②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是： N2O4(l) ＋2N2H4(

26、l)===3N 2(g) ＋ 4H2O(g) ＝－ 1 038.7 kJ mol －1 H 若該反應(yīng)中有 4 mol N —H 鍵斷裂，則形成的 π 鍵有 ______mol 。 ③肼能與硫酸反應(yīng)生成 N2H6SO4。 N2H6SO4 晶體類型與硫酸銨相同，則 N2H6SO4 的晶體內(nèi)不 存在 ______( 填標(biāo)號 ) 。 a．離子鍵 B ．共價鍵 c．配位鍵 D ．范德華力 (4) 圖 1 表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi) 4 個氮原子分別位于正四面體的4 個頂點(diǎn) ( 見圖

27、2) ，分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或 分子并形成 4 個氫鍵予以識別。 下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識別的是 __________( 填標(biāo)號 ) 。 a． CF4 b ． CH4 ＋ d ． HO c． NH 4 2 5 參考答案 基礎(chǔ)梳理整合 一、 ( 一 )1 ． (1)1 個

28、s 軌道 1 個 p 軌道 180 直線 H—C≡C— H (2)1 個 s 軌道 2 個 p 軌道 120 平面三角形 HCHO (3)1 個 s 軌道 3 個 p 軌道 10928′ 正四面體 CH4 2． (1) 直線形 CO2 平面三角形 BF3 正四面體形 CCl4 (2) 孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍空間 互相排斥 V 三角錐 3．O===C===O 直線形 V 形 平面三角形 三角錐形 正四面體形 l 變形四面體 4．原子總數(shù) 價電子總數(shù) 化學(xué)鍵特征 相似 N2 ( 二 )1 ．對

29、稱 重合 不對稱 不重合 2． (1) 非極性溶劑 極性溶劑 越強(qiáng) (2) 互溶 減小 3． (1) 鏡像 不能重疊 (2) 手性異構(gòu)體 (3) 四個不同基團(tuán) 即時訓(xùn)練 1 A 解析： 丙烯分子中 2 個碳原子是 sp2 雜化，只有一個碳原子是 sp3 雜化， B 錯誤；丙 烯分子中中間的碳原子是 sp2 雜化，所以 3 個碳原子一定不在同一直線上， D錯誤。 二、 1． (1) 配位體 中心原子 配位鍵 (2) 孤對電子 空軌道 2．檢驗金屬離子 分離物質(zhì) 定量 電鍍 金屬冶煉 超導(dǎo)材料 抗癌藥物 催化劑 即時訓(xùn)練

30、 2 C 解析： 根據(jù)結(jié)構(gòu)可知 4 個 NH3 是配體，所以 C 正確。核心歸納突破 【例 1】 B 解析： 分子的極性一般與物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，空間結(jié)構(gòu)對稱，這屬于 非極性分子，反之屬于極性分子。對于 ABn 分子，其經(jīng)驗規(guī)則是中心原子 A 的化合價的絕對 值若等于最外層電子數(shù)， 則屬于非極性分子， 反之屬于極性分子。 當(dāng)然根據(jù)分子的極性也可 以判斷它的空間結(jié)構(gòu)。 鍵的極性只與是否屬于同種非金屬有關(guān)， 而物質(zhì)的穩(wěn)定性在結(jié)構(gòu)相似 的條件下，與原子半徑有關(guān)。所以選項 A 中 CO2 屬于非極性分子；選項 C 中 HF、 HCl、

31、 HBr、 HI 的穩(wěn)定性減弱；選項 D 中的 H2O屬于 V 形結(jié)構(gòu)。 【例 2】 答案： 三角錐形、 sp3 平面三角形、 sp2 V 形、 sp 2 1 對孤對電子，是 sp3 解析： P 最外層有 5 個電子與 3 個 F 原子形成 3 個 σ 鍵后還余 雜化，三角錐形； SO：孤對電子對數(shù)為 6－23 2 ＝ 0， σ 鍵個數(shù)為 3，所以是 sp 雜化，平 3 2 面三角形； 2

32、 6－22 2，所以是 2 雜化， V 形。 SO：孤對電子對數(shù)為 2 ＝ 1， σ 鍵個數(shù)為 sp 演練鞏固提升 1． A 解析： A選項中， SO是平面三角形的分子，為非極性分子，明顯錯誤。 3 2． B 解析： 由 SiCl 4 的分子結(jié)構(gòu)與 CCl4 類似，可知 SiCl 4 也是正四面體結(jié)構(gòu)的分子晶 體，且其相對分子質(zhì)量大于 CCl4 的，故 SiCl 4 的熔沸點(diǎn)應(yīng)高于 CCl4 的，所以常溫常壓下

33、 SiCl 4 不是氣體， B 不正確。因 SiCl 4 的結(jié)構(gòu)對稱，所以 SiCl 4 是非極性分子。 3． B 解析： CHCl3 分子中 C 原子沒有孤對電子，是四面體結(jié)構(gòu)， A 錯誤； AB2 分子中 A 原子如果以 sp2 或 sp 3 雜化均是 V 形， B 正確；二氧化硅中硅以 sp3 雜化，且是原子晶體，無 6 ＋ D 。 分子， C ； NH 是正四面體 構(gòu)， 4

34、 4．C ＋ 、CS2、HCN、 PCl3 構(gòu)中價 子 數(shù)分 4 、 2 、 2 、 4 ， 解析： NH4 VSEPR模型分子 正四面體形、直 形、直 形、空 四面體形，其中前三者中心原子均參 與成 ， 立體 構(gòu)就是 VSEPR模型，PCl 3 分子中有 1 孤 子， 所以立體 構(gòu) 三角 形。 5．C 解析： 因 B(OH)3 分子中， B原子與 3 個 基相 ，其晶體具有與石墨相似的 狀 構(gòu)，由此可判斷在 B(OH)3 晶體中其 角 120， B 原子 化 型與石墨中 C 原子 化 道 型

35、相同， sp2 化； B(OH)3 分子中 基氧原子 sp3 化，有孤 子，易與其 他 B(OH)3 分子中的 原子形成 ，故 C正確。 AB 型分子中 A 原子 6． A 解析： 由 信息可以判斷若 AB 型分子是非極性分子， n n 的所有價 子都參與成 ，與相 原子 量大小、 以及是否含有 H 原子無關(guān)。 7．答案： (1)2s 22p4 (2)F ＞N＞ O (3)2 sp3

36、原子 大 (4) 分子之 形成 解析： A 的氣 化物沸點(diǎn)最高， A 的氣 化物中含有 ， A 可能是 N、O、F；B 的 最高價氧化物 水化物的酸性在同周期中最 ，所以 B 為 N， C 的 性介于 A、 B 之 ， 所以 A 為 F、C 為 O，所以 D 碳。 (3)B 和 D 形成一種超硬、耐磨、耐高溫的化合物可知符合原子晶體特征。 8．答案： (1)2s 22p3 (2)N ＞O＞ C (3) ①三角 形sp3 ②3 ③d (4)c

37、解析： 本 考 了原子核外 子排布、 化 道理 、分子 構(gòu)等知 ，同 考 了考 生的 察能力和分析推理能力。 (3) 分子中有 4 個 N— H ，故有 4 mol N—H 。斷裂 ， 2－ 有 1 mol 生反 ，生成 1.5 mol N 2， 形成 21.5 mol ＝ 3 mol π 。 SO4 中存在配 2＋ 2－ (4) 與 4 個氮原 位 、共價 ， N H 與 SO 之 存在離子 ，離子晶體中不存在范德 力。 2 6 4 子形成 4 個 ，要求被嵌入微粒能提供 4 個 原子，并 至少存在“ N?H”、“ H?O”、 “H?F”三 中的一種， 照條件知， ＋ NH 符合此要求。 4 7