这个如何判断分子中σ键π键式不会看,兀键与σ键数目比为什么是1:9?

高考化学一轮复习  精编知识点及名题回顾  选择性必修2  结构化学部分

1.能说出微粒间作用(离子键、共价键、配位键和分子间作用力等)的主要类型、特征和实质。

2.能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别。

3.能说明典型物质的成键类型。

4.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构,能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构。

5.能从微粒的空间排布及其相互作用的角度对生产、生活、科学研究中的简单案例进行分析,举例说明物质结构研究的应用价值,如配合物在生物、化学等领域的广泛应用。

1.化学键的定义及分类

(1)定义:使离子或原子相结合的强烈的相互作用。这种作用既包括静电吸引作用,又包括静电排斥作用。

(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。

(3)用电子式表示化合物的形成过程

请写出下列微粒的电子式

3.离子化合物与共价化合物

一定含有离子键,可能含有共价键

①强碱②绝大多数盐③金属氧化物

③气态氢化物④非金属氧化物⑤极少数盐,如AlCl3

(1)不存在化学键的是①。

(2)只存在极性共价键的是②。

(3)只存在非极性共价键的是③。

(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是④。

(5)只存在离子键的是⑤。

(6)既存在离子键又存在共价键的是⑥⑦⑧。

(7)属于离子化合物的是⑤⑥⑦⑧。

4.判断离子化合物和共价化合物的三种方法

在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。

形成共价键的原子轨道重叠方式

形成共价键的电子对是否偏移

原子间共用电子对的数目

原子间有一对共用电子对

原子间有两对共用电子对

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为极性键。

有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________(填序号,下同);既有σ键,又有π键的是________;含有由两个原子的s轨道重叠形成σ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σ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σ键的是________。

*** ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ①③⑤⑥⑧⑨  ②④⑤⑥⑧⑨

(2)键参数对分子性质的影响

①键能越大,键长越短,分子越稳定。

某些共价键的键长数据如下所示:

根据表中有关数据,你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些?其影响的结果怎样?

*** 原子半径、原子间形成的共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对,原子半径越小,共价键的键长越短;原子半径相同,形成共用电子对数目越多,键长越短。

9.价层电子对互斥理论

①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。

②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。

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不同。

(2)杂化轨道与分子立体构型的关系

中心原子上的孤电子对数

*** ①0 2 直线形 直线形 sp

②0 3 平面三角形 平面三角形 sp2

③1 4 四面体形 三角锥形 sp3

④0 4 正四面体形 正四面体形 sp3

⑤1 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。

*** ①< < ②> >

解析 ①H2O与H3O+,NH3与NH4(+)的中心原子均采用sp3杂化,孤电子对数越多,斥力越大,键角越小。

②杂化不同,键角不同。

分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。

①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。

②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NH4(+)可表示为,在NH4(+)中,虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H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。

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。

“四方法”判断分子中心原子的杂化类型

(1)根据杂化轨道的立体构型判断

①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。

②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。

③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生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)根据中心原子的价层电子对数判断

如中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化,为3是sp2杂化,为2是sp杂化。

(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断 如没有π键为sp3杂化,含1个π键为sp2杂化,含2个π键为sp杂化。

(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。

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。

①形成:已经与电负性很大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大的原子之间的作用力,称为氢键。

②表示方法:A—H…B

③特征:具有一定的方向性和饱和性。

④分类:氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。

⑤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。

正电中心和负电中心重合的分子

正电中心和负电中心不重合的分子

①“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。

②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,而戊醇在水中的溶解度明显减小。

NH3极易溶于水的因素有哪些?

*** ①NH3是极性分子,易溶于极性分子H2O形成的溶剂中

②NH3与H2O之间形成分子间氢键

(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R—O—H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:HClO<HClO2<HClO3<HClO4。

*** ①第一步电离生成的氢离子抑制了第二步的电离

①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,却在三维空间里不能重叠的现象。

②手性分子:具有手性异构体的分子。

③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。

14.无机含氧酸的酸性

判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。如下表所示:

含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系

15.化学键类型的判断方法

(1)从物质构成角度判断:

(2)从物质类别角度判断:

非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等

大多数由非金属元素组成的化合物,如:H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等

活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等

稀有气体:如Ne、Ar等

16.化学键对物质性质的影响

(1)对物理性质的影响

①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。

②NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也较高。

(2)对化学性质的影响

①N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很稳定。

②H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易***。

(3)物质熔化、溶解时化学键的变化

①离子化合物的溶解或熔化过程  离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。

②共价化合物的溶解过程

A.有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内共价键被破坏,如CO2和SO2等。

B.有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的共价键被破坏,如HCl、H2SO4等。

C.某些共价化合物溶于水后,其分子内的共价键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。

某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的共价键破坏,如Cl2、F2等。

__原子总数__相同、__价电子总数__相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征,

它们的许多性质__相似__,如CO和__N2__。

18.常见的等电子体与空间构型

19.根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体构型,并推测其物理性质。

(1)(BN)x与(C2)x,N2O与CO2等也是等电子体;(2)硅和锗是良好的半导体材料,他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料;(3)白锡(β-Sn2)与锑化铟是等电子体,它们在低温下都可转变为超导体;(4)SiCl4、SiO4(4-)、SO4(2-)的原子数目和价电子总数都相等,它们互为等电子体,都形成正四面体形。

等电子体结构相同,物理性质相近,但化学性质不同。

1.(2020·新题选粹)下列关于化学键与化合物的叙述正确的是( B )

①离子化合物中一定含有金属元素,共价化合物中一定不含有金属元素

②离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键

③共价化合物中一定含有极性共价键,一定不含非极性共价键

④由共价键形成的物质一定是共价化合物

⑤单质中一定含有化学键

A.①⑤    B.②   

C.②③    D.②④

[解析] ①离子化合物中不一定含有金属元素,如NH4NO3为离子化合物;共价化合物中可能含有金属元素,如氯化铝为共价化合物,故错误;②含离子键的一定为离子化合物,可能含共价键,如NaOH中含离子键、共价键,故正确;③共价化合物中一定含极性共价键,可能含非极性共价键,如H—O—O—H中含极性键、非极性键,故错误;④由共价键形成的物质可能为单质,如氢气,故错误;⑤单质中不一定含有化学键,如稀有气体中不含化学键,故错误。

2.(2018·北京高考)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是( D )

A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

C.①→②放出能量并形成了C—C键

D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

[解析] 由图示可知,CO2和CH4完全转化为CH3COOH,总反应的原子利用率为100%,A正确;化学反应实质是旧化学键断裂、新化学键形成,故CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂,B正确;由图示可知,状态①的能量高于状态②,故①→②放出能量并形成了C—C键,C正确;催化剂能改变反应速率,但是无法使平衡发生移动,故平衡转化率不变,D错误。

3.(2019·课标Ⅲ,9,6分)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是( B )

A.熔点:X的氧化物比Z的氧化物高

B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物

C.X与Z可形成离子化合物ZX

D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸

[解析] 由题意可推知:X、Y、Z分别为C、Mg、Si。A项,CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体,A错误;B项,C的非金属性比Si强,则C的氢化物的热稳定性大于Si的氢化物,B正确;C项,SiC是共价化合物,C错误;D项,Si单质不能溶于浓硝酸,D错误。

4.(2020·山东滨州高三检测)下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是( A )

5.(2020·山东滨州检测)在下列变化过程中,属于“破坏极性键和非极性键,

形成极性键和非极性键”过程的是( D )

[解析] A项,冰转化为水是物理变化,水蒸气转化为H2和O2,破坏极性键,形成非极性键,错误;B项,钠是金属,与氯气反应生成氯化钠形成离子键,错误;C项,氢气与氧气反应生成水,破坏非极性键,形成极性键,错误;D项,过氧化氢***形成水和氧气,破坏极性键和非极性键,形成极性键和非极性键,正确。

6.(2020·山东滨州检测)在下列变化过程中,属于“破坏极性键和非极性键,形成极性键和非极性键”

[解析] A项,冰转化为水是物理变化,水蒸气转化为H2和O2,破坏极性键,形成非极性键,错误;B项,钠是金属,与氯气反应生成氯化钠形成离子键,错误;C项,氢气与氧气反应生成水,破坏非极性键,形成极性键,错误;D项,过氧化氢***形成水和氧气,破坏极性键和非极性键,形成极性键和非极性键,正确。

7.下列现象与氢键有关的是( B )

①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶

③冰的密度比液态水的密度小④水分子高温下很稳定

A.①②③④  B.①②③

[解析] 水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。

8.(2020·云南玉溪月考)Ⅰ.(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子

的最外层均达到8电子稳定结构,原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是( B )

C.该分子中,既含极性键,又含非极性键    D.从圆球的大小分析,该分子可能为N2F4

(2)若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且该分子的相对分子质量与O2相同,则该物质的分子式为N2H4,它与P2H4常温下均为气体,但比P2H4易液化,主要原因是N2H4分子之间形成氢键,致使N2H4沸点升高,易液化。

Ⅱ.已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键,

(1)X、Z两种元素的元素符号:XH、ZO。

(2)由以上元素中两两形成的化合物中:溶于水后溶液显碱性的气态氢化物的电子式为,它的共价键属于极性(填“极性”或“非极性”)键;含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为;

含有极性共价键和非极性共价键的化合物的电子式为。

(3)由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是NH4NO3(填化学式),该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为NH4(+)+OH-△(=====)NH3↑+H2O;X与W形成的化合物与水反应时,

水是氧化剂(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)用电子式表示W与Z形成W2Z的过程:

[解析] 本题考查化学键类型、物质性质、电子式书写等。

Ⅰ.(1)根据球棍模型结合题给信息可知,X可能为第ⅴA族元素,Y可能为第ⅦA族元素,故B错误。

(2)由Y原子最外层达到2电子稳定结构可知Y为H元素,结合该分子的相对分子质量与

O2相同可知该物质的分子式为N2H4,N2H4分子之间形成氢键,使N2H4沸点升高,易液化。

Ⅱ.(1)X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大,又因Y、Z为同周期的相邻元素,则可知X、Y、Z、W分别位于第一、二、二、三周期,Y的氢化物分子中有3个共价键,则Y为N元素,Z为O元素;W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和,则W为Na元素;X、W同主族,结合上述分析可知X为H元素。

(2)由以上元素两两形成的化合物中:溶于水后溶液显碱性的气态氢化物是氨气,氨气的电子式为,氮原子和氢原子之间的共价键是极性键;含有离子键和非极性共价键的化合物为过氧化钠,过氧化钠的电子式为;含有极性共价键和非极性共价键的化合物是H2O2或N2H4,

9.下列说法中正确的是( B )

A.分子所含共价键的键长越长,键能越大,分子越稳定

B.元素周期表第ⅠA族中的金属元素和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键

C.水分子可表示为H—O—H,键角为180°

10.Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是__Ge原子半径大,原子之间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键__。

(2)下列物质中,①只含有极性键的分子是__B、C__,②既含离子键又含共价键的化合物是__G__;③只存在σ键的分子是__A、C、E___,④同时存在σ键和π键的分子是__B、D__。

(1)只存在非极性键的分子是__②__;既存在非极性键又存在极性键的分子是__⑤⑩__;

只存在极性键的分子是__①③⑨__。

(2)只存在单键的分子是__①③⑤__,存在三键的分子是__②__,只存在双键的分子是__⑨__,

既存在单键又存在双键的分子是__⑩__。

(3)只存在σ键的分子是__①③⑤__,即存在σ键又存在π键的分子是__②⑨⑩__。

(4)不存在化学键的是__⑧__。

(5)既存在离子键又存在极性键的是__⑥⑦__;既存在离子键又存在非极性键的是__④__。

14.(2020·河北衡水检测)卤素化学丰富多彩,化合物类型多,如卤化物、卤素互化物、多卤化物等;还有拟卤素形成的单质和化合物。

(1)溴元素在周期表中的位置为__第四周期第ⅦA族__,碘原子的价层电子排布图为____。

(2)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2。这是由于__HF分子间可形成氢键__。

(3)I3(+)属于多卤素阳离子,其空间构型为__V形__。中心原子的杂化轨道类型为__sp3__。

(5)拟卤素(CN)2、(SCN)2等的性质也与卤素单质性质相似,其中(CN)2组成中电负性较大的元素是__N__;写出与SCN-互为等电子体的微粒的化学式:__CO2、CS2__(写两种),

在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液生成的配离子[Cu(CN)4]2-的配位数为__4__。

[解析] (1)Br的原子序数为35,最外层有7个电子,溴元素在周期表中的位置为第四周期第ⅦA族;

碘原子的价层电子排布图为。

(2)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2。这是由于F的电负性很大,HF分子之间形成氢键。(3)I3(+)属于多卤素阳离子,成键数为2,孤对电子数为(7-1-2×1)/2=2,与水相似,则空间构型为V形,中心I的杂化轨道类型为sp3。(4)分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,则沸点为BrI>ICl>Cl2。(5)同一周期,从左到右元素的电负性变大,(CN)2组成中电负性较大的元素是N;与SCN-互为等电子体的微粒的化学式为CO2、CS2;配离子[Cu(CN)4]2-的配位数为4。

15.比较键角大小(填“>”“=”或“<”)。

16.(2020·江苏盐城模拟)在乙烯分子中有5个σ键、一个π键,它们分别是( A )

A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键

B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键

C.C—H之间是sp2杂化轨道形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键

D.C—C之间是sp2杂化轨道形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键

17.下列关于等电子体的说法中,正确的是( D )

A.N2与CO不属于等电子体,故它们的熔、沸点、溶解度相差较大

B.PO4(3-)与SO4(2-)不属于等电子体,故结构不相似

C.NO2(-)与O3属于等电子体,故NO2(-)为O2的同素异形体

D.苯与硼氮苯(如图)属于等电子体,故硼氮苯中含有大π键,且形成大π键的电子都由N原子提供

C中NO2(-)与O3属于等电子体,但NO2(-)与O2不是同素异形体。

18.(2020·山东潍坊检测)(1)Ge晶体具有与金刚石相似的结构,其中Ge原子的杂化方式为__sp3__,微粒之间存在的作用力是__共价键__。

(2)CS2分子中,共价键的类型有__σ键和π键__,C原子的杂化轨道类型是__sp__。写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子:__CO2、SCN-(或COS等)__。

(3)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为__sp3、sp2__。

(4)NH3分子的中心原子的杂化方式为__sp3__,分子的空间构型为__三角锥形__。

(5)在硅酸盐中,SiO4(4-)四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。

图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化方式为__sp3__。

[解析] (1)金刚石中C原子的杂化方式为sp3,微粒间作用力为共价键,运用类推法不难得出结论。(2)CS2分子的结构式为S===C===S,其共价键的类型有σ键和π键,C原子的杂化轨道类型为sp;CS2分子为三原子分子,价电子总数为16,与其具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS等,离子有SCN-等。(3)CH3CHO分子中—CH3中碳原子为sp3杂化,—CHO中碳原子为sp2杂化。(4)NH3分子呈三角锥形,分子中N原子采取sp3杂化。(5)在SiO4(4-)四面体结构中,处于四面体中心的硅原子的杂化方式为sp3。

19.(2020·太原模拟)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。

(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:

(3)按要求写出第2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:__BF3__,三角锥形分子:__NF3__,四面体形分子:__CF4__。

(4)写出SO3常见的等电子体的化学式,一价阴离子:__NO__(写出一种,下同);二价阴离子:__CO__,它们的中心原子采用的杂化方式都是__sp2__。

[解析] (1)根据价层电子对互斥理论知PO4(3-)立体构型为正四面体结构。

(2)甲的立体结构为平面三角形,则碳原子为sp2杂化,中心碳原子无孤电子对,因此价层电子对数为3,化学式为CH3(+),乙的立体结构为三角锥形,则碳原子为sp3杂化,中心碳原子有1个孤电子对,因此价层电子对数为4,化学式为CH3(-)。

(3)由第2周期非金属元素构成的中性分子,第2周期元素为中心原子,通过sp2杂化形成中性分子,是平面形分子,该类型分子有BF3;第2周期元素为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子,如果是三角锥形分子,则该分子中价层电子对数是4且含有一个孤电子对,该类型分子有NF3;如果该分子为正四面体结构,则该分子的价层电子对数是4且不含孤电子对,该类型分子有CF4。

(4)SO3的原子数为4,价电子数为24,分子中S价层电子对数为2(6+0)=3,杂化类型为sp2,分子构型为平面三角形。与SO3互为等电子体的为NO3(-)、CO3(2-)或BF3等,

所以中心原子杂化方式都是sp2。

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1、nn一、共价键1.本质:在原子之间形成共用电子对.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子轨道重叠方式σ键原子轨道“头碰头”重叠π键原子轨道“肩碰肩”重叠n分类依据类型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n4.键参数(1)概念n(2)键参数对分子性质的影响键长越短,键能越大,分子越稳定.n5.等电子体原理原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质.n二、分子的空间构型1.杂化轨道理论、价层电子对互斥模型分子构型杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180°直线

2、形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′正四面体形CH4n分子构型价层电子对互斥模型电子对数成键对数孤对电子数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形三角形BF321V形SnBr2440四面体四面体形CH431三角锥形NH322V形H2On2.配位化合物(1)配位键与极性键、非极性键的比较共价键非极性键极性键配位键本质相邻原子间通过共用电子对(原子轨道的重叠)所形成的相互作用成键条件(元素种类)成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)成键原子得、失电子能力差别较小(一般指不同种非金属)成键原子一方有孤电子对(配位体),另一方有空轨道(中心离子)n共价键非极性键极性键配位键特征有方向性和饱和性表示方法H—HH—Cl存在单质H2,共价

3、化合物H2O2,离子化合物Na2O2等共价化合物HCl,离子化合物NaOH等离子化合物NH4Cl等n(2)配位化合物①定义:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物.②组成:如[Ag(NH3)2]OH,中心离子为Ag+,配体为NH3,配位数为2.n三、分子的性质1.分子间作用力的比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用的力,又称分子间作用力由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用作用粒子分子或原子(稀有气体)氢原子,氟、氮、氧原子(分子内、分子间)原子n范德华力氢键共价键特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键>氢键>范德华力

4、影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大对于A—H……B—,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定n范德华力氢键共价键对物质性质的影响①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔沸点升高,如F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4分子间氢键的存在,使物质的熔沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大,分子稳定性越强n2.分子的极性(1)极性分子:正电中心和负电中心不重合的分子.(2)非极性分子:正电中心和负电中心重合的分子

5、.n3.溶解性(1)“相似相溶”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.若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好.(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小.4.手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠的现象.n5.无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,使R—O—H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HClO<HClO2<HClO3<HClO4.nn[例1](2009·上海高考)海洋是资源的宝库,蕴藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等.(1)在光照条件下,氯气

6、和氢气反应过程如下:①Cl2―→Cl+Cl②Cl+H2―→HCl+H③H+Cl2―→HCl+Cl……反应②中形成的化合物的电子式为____________;反应③中被破坏的化学键属于________键(填“极性”或“非极性”).n(2)在短周期主族元素中,氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是________(用元素符号表示).与氯元素同周期且金属性最强的元素位于周期表的第________周期________族.(3)卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律.下列有关说法正确的是________.a.卤化银的颜色按AgCl、AgBr、AgI的顺序依次加深b.卤化氢的键长按H—F、H—Cl、H—Br、H—I的顺序依次减小nc.卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次

7、减弱d.卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易n(4)卤素单质的键能大小如下图.由图推断:n①非金属性强的卤素,其单质分子的化学键__________断裂(填“容易”或“不容易”或“不一定容易”).②卤素单质键能大小与键长的关系为:________________________________________________________________________.n[名师精析](1)HCl是共价化合物,是通过共用电子对而形成的;Cl2分子中的两个氯原子对共用电子对的吸引力一样大,故为非极性键.(2)在短周期主族元素中,与氯元素相邻的元素是硫元素和氟元素,根据元素周期律原子半径由大到小的顺序为S>Cl>F.n(3)a项,AgCl为白色、Ag

8、Br为浅***、AgI为***,故颜色依次加深,正确;b项,卤化氢的键长随着卤素原子半径的增大而增大,b项错误;c项,卤素单质的氧化性越强则对应的阴离子的还原性越弱,氧化性:F2>Cl2>Br2>I2,则还原性I->Br->Cl->F-,c项错误;d项,非金属性越强与H2化合越容易,d项错误.(4)由图象可知,F2的非金属性最强,但所含化学键的键能比Cl2、Br2的都低,易断裂,Br2的非金属性相对弱一些,但键能较大,不容易断裂;在共价键中,共价键的键长越大,键能越小.n[***](1)H 非极性(2)S、Cl、F 三 ⅠA(3)a(4)①不一定容易 ②除F2外,键长增大,键能减小n(1)并不是所有的分子中都含有共价键,如单原子的稀有气体分子中无共价键.(2

9、)两原子间形成的共价键中,单键为σ键,双键中有一个π键和一个σ键,三键中有二个π键和一个σ键.n1.下列物质的分子中既有σ键,又有π键的是()①HCl②H2O③N2④H2O=⑤C2H4⑥C2H2A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥n***:D解析:各物质的结构式可表示为:H—Cl、H—O—H、N≡N、H—O—O—H、、H—C≡C—H,有双键和三键的均有π键.nn***:B解析:D中H—O键键能为463kJ·mol-1,指的是气态基态氢原子和氧原子形成1molH—O键时释放的最低能量,则拆开1molH—O键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为463kJ,18gH2O即1molH2O中含2molH—O键,断开时需吸收2×463kJ的能量形成气态氢原子和氧原子,再进一步形成H2和O2

10、时,还需释放出一部分能量,故D错;Li的电负性为1.0,I的电负性为2.5,其差值为1.5<1.7,故可形成共价键,B项正确.nn[***]CDn(1)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤电子对.①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致.nn3.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是()A.PCl3中P原子sp3杂化,为三角锥形B.BCl3中B原子sp2杂化,为平面三角形C.CS2中C原子sp杂化,为直线形D.H2S分子中,S为sp杂化,为直线形.n***:D解析:H2S分子中,S原子周围有两对孤对电子,S为sp3杂化,H2S为V形分子.nn***:Dn[例

13、,其中H2O2为极性分子,其他为非极性分子.(2)C的氢化物为H2O,H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因.(3)B、A两元素组成苯,C、A两元素组成水,两者都为常见的溶剂,SiCl4为非极性分子,易溶于非极性溶剂苯中.n(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4,三者结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4.(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4,含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m≥1;n≥0),n值越大,酸性越强,故其酸性由强到弱的顺序为:HClO4>HClO3>HClO2>HClO.n[***](1)③(2)H2O分子间形成氢键(3)C

14、6H6H2O大于(4)SiCl4>CCl4>CH4(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClOn键的极性和分子极性的关系(1)非极性键形成非极性分子.(2)极性键形成的分子中,若正电荷中心与负电荷中心不重合,形成极性分子,两中心重合则形成非极性分子.对于ABn形分子,中心原子A的价电子数等于化合价数时,ABn为非极性分子.n5.下列分子中,属于含有极性键的非极性分子的是()A.H2OB.Cl2C.NH3D.CCl4n解析:H2O分子中O—H键为极性键,两个O—H键之间的夹角约为105°,整个分子电荷分布不对称,是极性分子.Cl2是双原子单质分子,Cl—Cl键是非极性键,属含非极性键的非极性分子.NH3分子中N—H键是极性键,分子构型是三角锥形,N原子

15、位于顶端,电荷分布不对称,是极性分子.CCl4分子中C—Cl键是极性键,分子构型呈正四面体形,C原子位于正四面体中心,四个Cl原子分别位于正四面体的四个顶点,电荷分布对称,是非极性分子.***:Dn6.下列现象中,不能用“相似相溶”原理解释的是()A.酒精与水以任意比互溶B.用纯碱洗涤油脂C.氨易溶于水D.用苯将溴水中的溴萃取出来n解析:酒精、水均为极性分子,A正确;用纯碱洗涤油脂利用的是水解原理,B错误;NH3与H2O均是极性分子,相似相溶,且二者还能形成氢键,增大了氨在水中的溶解性,C正确;苯与Br2均为非极性分子,互相溶解,D正确.***:Bn点击下图进入“针对训练测与评”

无机化学练习题(含***)

第1章原子结构与元素周期系

1-1 试讨论,为什么有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位?

分子***为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol,求引起溴分子解离1-2 Br

需要吸收的最低能量子的波长与频率。

1-3 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm,问:它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁?

1-4 周期系中哪一个元素的电负性最大?哪一个元素的电负性最小?周期系从左到右和从上到下元素的电负性变化呈现什么规律?为什么?

1-5 什么叫惰性电子对效应?它对元素的性质有何影响?

1-6 当氢原子的一个电子从第二能级层跃迁至第一能级层时发射出光子的波长是121.6nm;当电子从第三能级层跃迁至第二能级层时,发射出光子的波长是656.3nm。问哪一个光子的能量大?

1-7 有A,B,C,D四种元素。其中A为第四周期元素,与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。B为第四周期d区元素,最高氧化数为7。C和B是同周期元素,具有相同的最高氧化数。D为所有元素中电负性第二大元素。给出四种元素的元素符号,并按电负性由大到小排列之。

1-8有A,B,C,D,E,F元素,试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号,给出各元系的价电子构型。

(1)A,B,C为同一周期活泼金属元素,原子半径满足A>B>C,已知C有3个电子层。

(2)D,E为非金属元素,与氢结合生成HD和HE。室温下D的单质为液体,E 的单质为固体。

(3)F为金属元素,它有4个电子层并且有6个单电子。

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