1、第第 54 讲讲 分子结构与性质分子结构与性质 复习目标 1.了解共价键的形成、极性、类型( 键和 键)，了解配位键的含义。2.能用键 能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、 sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。 5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并 能解释氢键对物质性质的影响。 考点一考点一 共价键及其参数共价键及其参数 1本质 在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。 2特征 具有饱和性和方向性。 3分类 分类依据 类型 形成共价键的原
2、 子轨道重叠方式 键 电子云“头碰头”重叠 键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电 子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子 对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原 子的电负性相差很大(大于 1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。 (2)同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的共价键 为极性键。 4键参数 (1)概念 (2)键参数对分子性质的影响 键能越大，键长
3、越短，分子越稳定。 5等电子原理 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(立体结构和化学键类型)及相近的性质。确定等电子体的方法(举例)： CO 把O换成前一个原子N 少了1个电子，再得1个电子 CN 把N换成前一个原子C 少了1个电子，再得1个电子 C2 2 CO 把C换成后一个原子N多1个电子 把O换成前一个原子N少1个电子 N2 变换过程中注意电荷变化，并伴有元素种类的改变 序号 方法 示例 1 竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上 下交换，即可得到相应的等电子体 CO2与 CS2 O3与 SO2 2 横换：换相邻主族元素，这时候价电
4、子发生变 化，再通过得失电子使价电子总数相等 N2与 CO 3 可以将分子变换为离子， 也可以将离子变换为 分子 O3与 NO 2 CH4与 NH 4 CO 与 CN (1)共价键的成键原子只能是非金属原子() 错因：AlCl3中是共价键。 (2)在任何情况下，都是 键比 键强度大() 错因：在 N2分子中， 键大于 键。 (3)s-s 键与 s-p 键的电子云形状对称性相同() (4) 键能单独形成，而 键一定不能单独形成() (5)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的 3 倍和 2 倍() 错因：均比 3 倍、2 倍小。 (6)所有的共价键都有方向性() 错因：s-s_ 键无方向性
5、。 1NN 键的键能为 946 kJ mol 1，NN 键的键能为 193 kJ mol1，则一个 键的平均键能 为_，说明 N2中_键比_键稳定(填“”或“”)。 答案 376.5 kJ mol 1 解析 键的平均键能为946193kJ mol 1 2 376.5 kJ mol 1，所以 N 2中 键比 键稳定。 2结合事实判断 CO 和 N2相对活泼的是_，试用下表中的键能数据解释其相对 活泼的原因：_。 CO CO C=O CO 键能/(kJ mol 1) 357.7 798.9 1 071.9 N2 NN N=N NN 键能/(kJ mol 1) 154.8 418.4 941.7 答
6、案 CO 断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ mol 1)比断开 N 2分子的第 一个化学键所需要的能量(523.3 kJ mol 1)小 解析 由断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量(1 071.9798.9) kJ mol 1273.0 kJ mol 1比断开N 2分子的第一个化学键所需要的能量(941.7418.4) kJ mol 1523.3 kJ mol1 小，可知 CO 相对活泼。 题组一 用分类思想突破化学键的类别 1在下列物质中：HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、NH4Cl、NaOH、Ar、 CO2、C2H4 (1)只存在非极性键的分子
7、是_；既存在非极性键又存在极性键的分子是_； 只存在极性键的分子是_(填序号，下同)。 (2)只存在单键的分子是_，存在三键的分子是_，只存在双键的分子是 _，既存在单键又存在双键的分子是_。 (3)只存在 键的分子是_，既存在 键又存在 键的分子是_。 (4)不存在化学键的是_。 (5)既存在离子键又存在极性键的是_；既存在离子键又存在非极性键的是_。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 2现有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2， HCN(HCN)。 只有 键的是_(填序号， 下同)； 既有 键， 又有 键的是_； 含有由两个原子的 s 轨道重
8、叠形成的 键的是_；含有由一个原子的 s 轨道与另一个 原子的 p 轨道重叠形成的 键的是_；含有由一个原子的 p 轨道与另一个原子的 p 轨 道重叠形成的 键的是_。 答案 (1)在分子中，有的只存在极性键，如 HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如 N2、H2等， 有的既存在极性键又存在非极性键，如 H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。 (2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性键，如 NaOH、Na2SO4等；有的存在非 极性键，如 Na2O2、CaC2等。 (3)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共 价单键全为 键
9、，双键中有一个 键和一个 键，三键中有一个 键和两个 键。 题组二 键参数及应用 3(2019 南京期末)已知几种共价键的键能如下： 化学键 HN NN ClCl HCl 键能/kJ mol 1 390.8 946 242.7 431.8 下列说法错误的是( ) A键能：NNN=NNN BH(g)Cl(g)=HCl(g) H431.8 kJ mol 1 CHN 键能小于 HCl 键能，所以 NH3的沸点高于 HCl D2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g) H463.9 kJ mol 1 答案 C 解析 A 项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N
10、N N=NNN，正确；B 项，H(g)Cl(g)=HCl(g)的焓变为 HCl 键能的相反数，则 H 431.8 kJ mol 1，正确；C 项，NH 3的沸点高于 HCl 是由于 NH3形成分子间氢键，而 HCl 不能，键能不是主要原因，错误；D 项，根据 HE(反应物)E(生成物)，则 2NH3(g) 3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g) H6E(NH)3E(ClCl)E(NN)6E(HCl)463.9 kJ mol 1，正确。 4已知键能、键长部分数据如下表： 共价键 ClCl BrBr II HF HCl HBr HI HO 键能 (kJ mol 1) 242.7 193.7 15
11、2.7 568 431.8 366 298.7 462.8 键长(pm) 198 228 267 96 共价键 CC C=C CC CH NH N=O OO O=O 键能 (kJ mol 1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3 键长(pm) 154 133 120 109 101 (1)下列推断正确的是_(填字母，下同)。 A稳定性：HFHClHBrHI B氧化性：I2Br2Cl2 C沸点：H2ONH3 D还原性：HIHBrHClHF (2)下列有关推断正确的是_。 A同种元素形成的共价键的稳定性：三键双键单键 B同种元素形成双键键能一定小于单键的
12、 2 倍 C键长越短，键能一定越大 D氢化物的键能越大，其稳定性一定越强 (3)在 HX 分子中，键长最短的是_，最长的是_；OO 键的键长_(填 “大于”“小于”或“等于)O=O 键的键长。 答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于 解析 (1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A 项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐 渐减弱，B 项错误；由表格数据知，EHOENH，又因为 rOrN，则 H2O 的沸点比 NH3高， C 项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HIHBrHClHF，D 项正确。(2)
13、由碳碳 键的数据知 A 项正确； 由 OO 键、 O=O 键的键能知， B 项错误； CH 键的键长大于 NH 键的键长，但是 NH 键的键能反而较小，C 项错误；由 CH、NH 的键能知，CH4的键 能较大，而稳定性较弱，D 项错误。 (1)分子的空间构型与键参数 键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型。一般来说，知道了 多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的立体构型。 (2)反应热与键能：H反应物总键能生成物总键能。 题组三 等电子原理 5原子数相同、价电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质 相近。 (1)根据上述原理，仅由第二周
14、期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是_和 _；_和_。 (2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各 原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期 元素组成的物质中，与 NO 2互为等电子体的分子有_、_。 答案 (1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3 解析 (1)仅由第二周期元素组成的共价分子，即 C、N、O、F 组成的共价分子中，如：N2 与 CO 电子总数均为 14 个电子，N2O 与 CO2电子总数均为 22 个电子。 (2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子
15、体，NO 2为 三原子，各原子最外层电子数之和为 562118，SO2、O3也为三原子，各原子最外层 电子数之和为 6318。 6按要求回答下列问题 (1)CaCN2中阴离子为 CN2 2，与 CN 2 2互为等电子体的分子有 N2O 和_(填化学式)，由 此可以推知 CN2 2的立体构型名称为_。 (2)已知 ClO 2为 V 形，中心氯原子周围有四对价层电子。写出一个 ClO 2的等电子体： _。 (3)已知 CS2与 CO2分子结构相似，CS2的电子式是_。 (4)H3O 的立体构型名称为_。 (5)CO 与 N2结构相似，CO 分子内 键与 键的个数之比为_。 答案 (1)CO2 直线
16、形 (2)Cl2O(或 OF2) (3) (4)三角锥形 (5)12 7等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如 N2和 CO 为等电子体。下表 为部分元素等电子体分类、立体构型表。 等电子体类型 代表物质 立体构型名称 4 原子 24 电子等电子体 SO3 平面三角形 4 原子 26 电子等电子体 SO2 3 三角锥形 5 原子 32 电子等电子体 CCl4 正四面体形 6 原子 40 电子等电子体 PCl5 三角双锥形 7 原子 48 电子等电子体 SF6 八面体形 试回答： (1)写出下面物质分子或离子的立体构型名称： BrO 3_，CO 2 3_，ClO 4_。 (2)由第
17、二周期元素组成，与 F2互为等电子体的离子有_。 (3)SF6的立体构型如图 1 所示，请再按照图 1 的表示方法在图 2 中表示 OSF4分子中 O、S、F 原子的空间位置。已知 OSF4分子中 O、S 间为共价双键，S、F 间为共价单键。 答案 (1)三角锥形 平面三角形 正四面体形 (2)O2 2 (3) 解析 (1)BrO 3为四原子 26 电子体，与 SO 2 3互为等电子体，由表格信息可知二者的立体构型 为三角锥形；CO2 3为四原子 24 电子体，与 SO3互为等电子体，由表格信息可知二者的立体 构型为平面三角形；ClO 4为五原子 32 电子体，与 CCl4互为等电子体，由表格
18、信息可知二者 的立体构型为正四面体形。 (2)F2为双原子 14 电子体，所以在与 F 同周期元素中，与 F2互为等电子体的离子为 O2 2。 (3)SF6为七原子 48 电子体，立体构型为八面体形，OSF4为六原子 40 电子体，其立体构型为 三角双锥形。 常见等电子体及立体构型 等电子体类型 常见等电子体 立体构型 二原子 10 电子(价电子，下同) CO、N2、CN 、C2 2 直线形 二原子 14 电子 F2、O2 2、Cl2 直线形 三原子 8 电子 H2O、H2S、NH 2 V 形 三原子 16 电子 CO2、N2O、CNO 、N 3、 SCN 、HgCl 2、BeCl2(g) 直
19、线形 三原子 18 电子 O3、SO2、NO 2 V 形 四原子 8 电子 NH3、PH3、H3O 三角锥形 四原子 24 电子 SO3(g)、CO2 3、NO 3、BF3 平面三角形 四原子 26 电子 SO2 3、ClO 3、BrO 3、IO 3、XeO3 三角锥形 五原子 8 电子 CH4、SiH4、NH 4、BH 4 正四面体形 五原子 32 电子 CCl4、 SiF4、 SiO4 4、 SO 2 4、 ClO 4、 PO 3 4 正四面体形 十二原子 30 电子 C6H6、N3B3H6(俗称无机苯) 平面六边形 七原子 48 电子 AlF3 6、SiF 2 6、PF 6、SF6 八面
20、体形 考点二考点二 分子的立体构型分子的立体构型 1价层电子对互斥理论 (1)理论要点 价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。 孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。 (2)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电 子对数。 其中：a 是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b 是与中心原 子结合的原子最多能接受的电子数，x 是与中心原子结合的原子数。 (3)示例分析 价层电 子对数 键电子对数 孤 电 子 对数 电子对立体 构型名称 分子立体构 型名称 实例 2 2 0 直线形 直线形 C
21、O2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V 形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V 形 H2O 2.杂化轨道理论 (1)理论要点 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。 杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构也不同。 (2)杂化轨道与分子立体构型的关系 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 立体构型名称 实例 sp 2 180 直线形 BeCl2 sp2 3 120 平面三角形 BF3 sp3 4 109 28 四面体形 CH4 3.配位键 (1)孤电子对 分子或离子中没
22、有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 (2)配位键 配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 配位键的表示：常用“ ”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如 NH 4可表 示为，在 NH 4中，虽然有一个 NH 键形成过程与其他 3 个 NH 键形成过 程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。 (3)配合物 如Cu(NH3)4SO4 配体有孤电子对，如 H2O、NH3、CO、F 、Cl、CN等。 中心原子有空轨道，如 Fe3 、Cu2、Zn2、Ag等。 (1)分子中中心原子若通过 sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构() 错因：如 NH3、
23、H2O 中心原子均为 sp3杂化，但分子构型均不是正四面体结构。 (2)中心原子是 sp 杂化的，其分子构型一定为直线形() (3)价层电子对互斥理论中， 键电子对数不计入中心原子的价层电子对数() (4)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大() 错因：孤电子对越多，孤电子对的排斥作用越强，键角越小。 1(1)填表 序号 物质 中心原 子上的 孤电子 对数 价层 电子 对数 VSEPR 模型名称 分子或离子的 立体构型名称 中心原子 杂化类型 CS2 HCHO NCl3 SO2 4 H3O 答案 0 2 直线形 直线形 sp 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2 1 4 四面体形
24、 三角锥形 sp3 0 4 正四面体形 正四面体形 sp3 1 4 四面体形 三角锥形 sp3 (2)比较下列分子或离子中键角大小。 H2O_H3O ，NH 3_NH 4。 SO3_CCl4，CS2_SO2。 答案 解析 H2O 与 H3O ，NH 3与 NH 4的中心原子均采用 sp 3杂化，孤电子对数越多，排斥力越 大，键角越小。 杂化不同，键角不同。 2NH3分子中HNH 键角为 107 ，而配离子Zn(NH3)62 中HNH 的键角为 109 28，配 离子Zn(NH3)62 HNH 键角变大的原因是_。 答案 NH3分子中 N 原子的孤电子对进入 Zn2 的空轨道形成配离子后，原孤电
25、子对对 NH 键的成键电子对的排斥作用变为成键电子对之间的排斥，排斥作用减弱 题组一 价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的理解应用 1根据价层电子对互斥理论填空： (1)OF2分子中，中心原子上的 键电子对数为_，孤电子对数为_，价层电子对 数为_，中心原子的杂化方式为_杂化，VSEPR 模型为_，分子的 立体构型为_。 (2)BF3分子中，中心原子上的 键电子对数为_，孤电子对数为_，价层电子 对数为_，中心原子的杂化方式为_杂化，VSEPR 模型为_，分子 的立体构型为_。 答案 (1)2 2 4 sp3 四面体形 V 形 (2)3 0 3 sp2 平面三角形 平面三角形 解析 (1)O 原
26、子最外层有 6 个电子，F 原子最外层有 7 个电子。OF2分子中， O 和 F 之间形 成单键，中心原子为 O 原子，与 2 个 F 原子形成 键，故 键电子对数为 2，孤电子对数为 (62)22 22，价层电子对数为 键电子对数与孤电子对数之和，即 224，中心 原子的杂化方式为 sp3杂化，VSEPR 模型为四面体形，分子的立体构型为 V 形。 (2)B 的最外层有 3 个电子，F 的最外层有 7 个电子。BF3分子中，中心原子上的 键电子对 数为 3，孤电子对数为 0，价层电子对数为 3，中心原子的杂化方式为 sp2杂化，VSEPR 模型 为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形。 2
27、为了解释和预测分子的立体构型，科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。 (1)利用 VSEPR 理论推断 PO3 4的 VSEPR 模型是_。 (2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有 1 个碳原子和 3 个氢原子。请依据下面 给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式： 甲：_； 乙：_。 (3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式： 平面三角形分子： _， 三角锥形分子：_，四面体形分子：_。 (4)写出 SO3常见的等电子体的化学式，一价阴离子：_(写出一种，下同)；二价阴离 子：_，它们的中心原子采用的杂化方式都是_。 答案 (1)正四面体形 (2)CH
28、 3 CH 3 (3)BF3 NF3 CF4 (4)NO 3 CO 2 3 sp 2 3BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，请写 出单体、二聚体和多聚体中 Be 的杂化轨道类型： (1)ClBeCl：_； (2)：_； (3)：_。 答案 (1)sp 杂化 (2)sp2杂化 (3)sp3杂化 “五方法”判断分子中中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的立体构型判断 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生 sp3杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生 sp2杂化。 若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分
29、子的中心原子发生 sp 杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为 109 28，则分子的中心原子发生 sp3杂化；若杂化轨道之间的夹 角为 120 ，则分子的中心原子发生 sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为 180 ，则分子的中心 原子发生 sp 杂化。 (3)根据等电子原理进行判断 如 CO2是直形线分子，CNS 、N 3与 CO2互为等电子体，所以其分子构型均为直线形，中心 原子均采用 sp 杂化。 (4)根据中心原子的价电子对数判断 如中心原子的价电子对数为 4，是 sp3杂化，为 3 是 sp2杂化，为 2，则是 sp 杂化。 (5)根据分子或离子中有无 键及
30、键数目判断 如没有 键为 sp3杂化，含 1 个 键为 sp2杂化，含 2 个 键为 sp 杂化。 题组二 配合物理论的理解应用 4 (1)配位化学创始人维尔纳发现， 取 CoCl3 6NH3(黄色)、 CoCl3 5NH3(紫红色)、 CoCl3 4NH3(绿 色)和 CoCl3 4NH3(紫色)四种化合物各 1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生 氯化银，沉淀的量分别为 3 mol、2 mol、1 mol 和 1 mol。 请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 CoCl3 6NH3_，CoCl3 4NH3(绿色和紫色)_。 上述配合物中，中心离子的配位数都是_。 (
31、2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的 KSCN 溶液，溶液变成血红色，该反应在有的教材中 用方程式 FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl 表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3 与 SCN 不仅能以 13 的个数比配合，还可以以其他个数比配合，请按要求填空： Fe3 与 SCN反应时，Fe3提供_，SCN提供_，二者通过配位键结合。 所得 Fe3 与 SCN的配合物中，主要是 Fe3与 SCN以个数比 11 配合所得离子显红色， 含该离子的配合物的化学式是_。 答案 (1)Co(NH3)6Cl3 Co(NH3)4Cl2Cl 6 (2)空轨道 孤电子对 Fe(SCN)Cl2
32、 解析 (1)每个 CoCl3 6NH3分子中有 3 个 Cl 为外界离子，配体为 6 个 NH 3，化学式为 Co(NH3)6Cl3； 每个 CoCl3 4NH3(绿色和紫色)分子中有 1 个 Cl 为外界离子， 配体为 4 个 NH 3 和 2 个 Cl ，化学式均为Co(NH 3)4Cl2Cl。 这几种配合物的化学式分别是Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl，其配位 数都是 6。 (2)Fe3 与 SCN反应生成的配合物中，Fe3提供空轨道，SCN提供孤电子对，二者通过配 位键结合。 Fe3 与 SCN以个数比 11 配合所得离子为Fe(SCN)
33、2，故 FeCl 3与 KSCN 在水溶液中反 应生成Fe(SCN)Cl2与 KCl。 5.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸 铜可用作杀菌剂。 (1)向 CuSO4溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成Cu(OH)42 。不考虑立体构型，Cu(OH) 4 2 结构可用示意图表示为_。 (2)胆矾 CuSO4 5H2O 可写为Cu(H2O)4SO4 H2O，其结构示意图如下： 下列有关胆矾的说法正确的是_(填字母)。 A所有氧原子都采取 sp3杂化 B氧原子存在配位键和氢键两种化学键 CCu2 的价电子排布式为 3d84s1 D胆矾中的水在不同温度下会分步
34、失去 .经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3 与 SCN不仅能以 13 的个数比配合，还可以以其 他个数比配合。 若 Fe3 与 SCN以个数比 15 配合，则 FeCl 3与 KSCN 在水溶液中发生反应的化学方程式可 以表示为_。 答案 .(1) (2)D .FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl 解析 .(2)A 项，与 S 相连的氧原子没有杂化；B 项，氢键不是化学键；C 项，Cu2 的价电 子排布式为 3d9；D 项，由图可知，胆矾中有 1 个 H2O 与其他微粒靠氢键结合，易失去，有 4 个 H2O 与 Cu2 以配位键结合，较难失去。 考点三考点三 分子间作用
35、力与分子的性质分子间作用力与分子的性质 1分子间作用力 (1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱：范德华力氢键化学键。 (4)范德华力 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点 越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力 逐渐增大。 (5)氢键 形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一 个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。 表示方法：AHB 特征：具有一定的方向性和饱和性。 分类
36、：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。 分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。 2分子的性质 (1)分子的极性 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电荷中心和负电荷中 心重合的分子 正电荷中心和负电荷中心 不重合的分子 存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键 分子内原子排列 对称 不对称 (2)分子的溶解性 “相似相溶”的规律： 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂， 极性溶质一般能溶于极性溶剂。 若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。 随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小，如甲醇、乙醇和水以任意 比互溶
37、，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 (3)无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素 R 相同，则 n 值越大，R 的正电性越高， 使 ROH 中 O 的电子向 R 偏移，在水分子的作用下越易电离出 H ，酸性越强，如酸性： HClOHClO2HClO3HClO4。 (4)分子的手性 手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像， 在三维空间里不能重叠的现象。 手性分子：具有手性异构体的分子。 手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分 子是手性分子， 如。 (1)可燃冰(CH4 nH2O，6n8
38、)中甲烷分子与水分子间形成了氢键() 错因：可燃冰中水分子间存在氢键，但 CH4与 H2O 之间不存在氢键。 (2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力() 错因：乙醇分子、水分子中都有OH，符合形成氢键的条件。 (3)氢键具有方向性和饱和性() (4)H2O2分子间存在氢键() (5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高() 错因：分子内氢键能使物质的熔、沸点降低。 (6)H2O 比 H2S 稳定是因为水分子间存在氢键() 错因：H2O 比 H2S 稳定是因为 OH 键键能大于 SH 键键能，而与氢键无关。 1NH3极易溶于水的原因有哪些？ 答案 NH3是极性分子，易溶于极性分子 H2O 形成的
39、溶剂中； NH3与 H2O 之间形成分子间氢键； NH3可与水反应。 2按要求回答下列问题： (1)HCHO 分子的立体构型为_形，它与 H2加成后，加成产物的熔、沸点比 CH4的熔、 沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)_。 答案 平面三角 加成产物 CH3OH 分子之间能形成氢键 (2)S 位于周期表中第_族，该族元素氢化物中，H2Te 比 H2S 沸点高的原因是 _， H2O 比 H2Te 沸点高的原因是_。 答案 A 两者均为分子晶体且结构相似，H2Te 相对分子质量比 H2S 大，分子间作用力更 强 两者均为分子晶体，H2O 分子之间存在氢键 3 H2SeO3的K1和K2分
40、别为2.710 3和2.5108， H 2SeO4第一步几乎完全电离， K2为1.210 2，请根据结构与性质的关系解释： (1)H2SeO3和 H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：_。 (2)H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因：_。 答案 (1)第一步电离产生的 H 抑制第二步电离，第一步电离后生成的负离子较难再进一步 电离出带正电荷的氢离子 (2)H2SeO3和 H2SeO4可表示为(HO)2SeO 和(HO)2SeO2，H2SeO3中的 Se 为4 价，而 H2SeO4 中的 Se 为6 价，正电性更高，导致 SeOH 中 O 的电子更向 Se 偏移，在水分子作用下 越
41、易电离出 H 题组一 共价键的极性和分子极性 1下列叙述正确的是( ) ANH3是极性分子，N 原子处在 3 个 H 原子所组成的三角形的中心 BCCl4是非极性分子，C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的正方形的中心 CH2O 是极性分子，O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线的中央 DCO2是非极性分子，C 原子不处在 2 个 O 原子所连成的直线的中央 答案 C 解析 NH3是极性分子，N 原子处在三角锥形的顶点，3 个 H 原子处于锥底，A 错误；CCl4 是非极性分子，4 个 Cl 原子构成的是正四面体结构，C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的四面 体的中心，B 错误；H
42、2O 是极性分子，是 V 形分子，O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线 的中央，C 正确；CO2是非极性分子，三个原子在一条直线上，C 原子处在 2 个 O 原子所连 成的直线的中央。 2 福州大学王心晨课题组以氨基氰(CH2N2)为原料制得类石墨相氮化碳(g-C3N4)， 其单层结构 如图所示。 氨基氰(CH2N2)分子中碳、氮原子均满足 8 电子稳定结构，则该分子的结构式为_；该 分子为_(填“极性”或“非极性”)分子。 答案 极性 3如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。 (1)写出过氧化氢分子的电子式：_。 (2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是_(填序号)。 分
43、子中有极性键 分子中有非极性键 氧原子的轨道发生了 sp2杂化 OO 共价 键是 p-p 键 分子是非极性分子 (3)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是_； 过氧化氢易溶于水，主要原因是_。 答案 (1) (2) (3)H2O2分子是极性分子， CS2分子是非极性分子 H2O2 分子与 H2O 分子之间形成氢键 解析 在 HOOH 分子中，HO 键是极性键，OO 键是非极性键。由于 H2O2分子具 有图中所示的空间结构，所以 H2O2分子是极性分子。借助 H2O 分子中氧原子发生的原子轨 道杂化可知， H2O2分子中氧原子的原子轨道杂化方式是 sp3， 所以 OO 共价键不是 p-p 键。 HOOH 分子中的 OH 键决定了 H2O2分子之间存在氢键。 H2O2分子是极性分子， CS2 分子是非极性分子，H2O2分子和 CS2分子之间不能形成氢键，且 H2O2和 CS2不发生化学反 应，所以过氧化氢难溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理解释。H2O2分子和 H2O 分子中 都含有 OH 键，所以 H2O2分子与 H2O 分子之间可形成氢键，氢键的形成能增大物质的溶 解度。 题组二 范德华力、氢键对物质性质的影响 4按要求回答下列问题 (1)H2O 在乙醇中的溶解度大于 H2S，其原因是_。 (2)关于化合物，下列叙述正确的是_(
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