最新【步步高】新课标高考化学一轮复习+第十二章+第2讲+分子结构与性质教案含解析名师优秀教案.doc
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1、【步步高】新课标2015届高考化学一轮复习 第十二章 第2讲 分子结构与性质教案含解析第2讲 分子结构与性质 考纲要求 1.了解共价键的形成,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。2.23了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp、sp)。3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。4.了解化学键和分子间作用力的区别。5.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质。 考点一 共价键 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 键 电子云“头碰头”重叠 形成共价键的原子轨
2、道重叠方式 键 电子云“肩并肩”重叠 极性键 共用电子对发生偏移 形成共价键的电子对是否偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 单键 原子间有一对共用电子对 原子间共用电子双键 原子间有两对共用电子对 对的数目 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这时形成离子键。 (2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键不同种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,键长越短,分子越稳定。 1 ? 5.等电子原理 原子总数相同,价
3、电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质相似,如CO和N。 2深度思考 1.判断正误正确的划“?”错误的划“” (1)共价键的成键原子只能是非金属原子 () (2)在任何情况下都是键比键强度大 () (3)在所有分子中都存在化学键 () (4)H分子中的共价键不具有方向性 (?) 2(5)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关 (?) (6)键比键的电子云重叠程度大形成的共价键强 (?) (7)s?s 键与s?p 键的电子云形状对称性相同 (?) (8)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍 () (9)键能单独形成而键一定不能单独形成 (?) (10)键可以绕键轴旋转键一定不能绕键轴
4、旋转 (?) 2.根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。 答案 氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键。 3.试根据下表回答问题。 某些共价键的键长数据如下所示: 共价键 键长(nm) CC 0.154 C=C 0.134 C?C 0.120 CO 0.143 C=O 0.122 NN 0.146 N=N 0.120 N?N 0.110 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, 答案 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。 2 题组一
5、 用分类思想突破化学键的类别 1.在下列物质中:?HCl、?N、?NH、?NaO、?HO、?NHCl、?NaOH、?Ar、?CO、23222242?CH 24(1)只存在非极性键的分子是_;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_。 (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)? ?
6、(1)在分子中有的只存在极性键如HCl、NH等有的只存在非极性键如N、H等322有的既存在极性键又存在非极性键如HO、CH等,有的不存在化学键如稀有气体2224分子。 (2)在离子化合物中一定存在离子键有的存在极性共价键如NaOH、NaSO等,有的24存在非极性键如NaO、CaC等。 222(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 键参数的应用 2.结合事实判断CO和N相对更活泼的是_,试用下表中的键能数据解释其相2对更活泼的原因:_。 C?O CO CO C=O ,1键能(kJ?mol)
7、 357.7 798.9 1 071.9 N NN N=N N?N 2,1键能(kJ?mol) 154.8 418.4 941.7 ,1答案 CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ?mol)比断开N分子的2,1第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ?mol)小 3 ,1解析 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1 071.9,798.9) kJ?mol,273.0 ,11kJ?mol比断开N分子的第一个化学键所需要的能量(941.7,418.4) kJ?mol,523.3 2,1kJ?mol小可知CO相对更活泼。 3.NH 分子的空间构型是三角锥形,而不是正三
8、角形的平面结构,解释该事实的充分理由是 3( ) A.NH分子是极性分子 3B.分子内3个NH键的键长相等,键角相等 C.NH分子内3个NH键的键长相等,3个键角都等于107? 3D.NH分子内3个NH键的键长相等,3个键角都等于120? 3答案 C 解析 A选项NH为极性分子不能说明NH一定为三角锥形,B项三条NH键键能33与键长分别相同键角相等仍有可能为正三角形,D选项与事实不符。 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 空间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空间几何构型。 题组三 等电子原理应用 4.已知CO为直线形结
9、构,SO为平面正三角形结构,NF为三角锥形结构,请推测COS、233,2CO、PCl的空间结构。 33,2答案 COS为直线形结构;CO为平面正三角形结构;PCl为三角锥形结构。 33,2解析 COS与CO互为等电子体其结构与CO相似所以其为直线形结构,CO与SO2233,2互为等电子体结构相似所以CO为平面正三角形结构,PCl与NF互为等电子体333结构相似所以PCl为三角锥形结构。 35.1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、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,仅由第二周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是_和_
10、;_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4 ,周期元素组成的物质中,与NO互为等电子体的分子有_、_。 2答案 (1)N CO NO CO (2)SO O 22223解析 (1)仅由第二周期元素组成的共价分子中即C、N、O、F组成的共价分子如:N与CO电子总数均为14个电子NO与CO电子总数均为22个电子。 222,(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体NO2、O也为三原子各原子最为三原子各原子最外层电子数之和为5,62,1,18S
11、O23外层电子数之和为63,18。 记忆等电子体,推测等电子体的性质 (1)常见的等电子体汇总 微粒 通式 价电子总数 立体构型 ,,,CO、CNS、NO、N 直线形 16eAX 2232,2CO、NO、SO AX 24e 平面三角形 3333,SO、O、NO V形 18eAX 2322,23SO、PO AX 32e 正四面体形 444,32PO、SO、ClO 三角锥形 26eAX 3333,CO、N 10e 直线形 AX 2,,CH、NH AX 8e 正四面体形 444(2)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结构并推测其物理性质。 ?(BN)与(C)NO与CO等也是等电
12、子体,?硅和锗是良好的半导体材料他们的等x2x22电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料,?白锡(-Sn)与锑化铟是等电2,42子体它们在低温下都可转变为超导体,?SiCl、SiO、SO的原子数目和价电子总数4443都相等它们互为等电子体中心原子都是sp杂化都形成正四面体形立体构型。 特别提醒 等电子体结构相同物理性质相近但化学性质不同。 考点二 分子的立体结构 1.价层电子对互斥理论 (1)价层电子对在球面上彼此相距最远时,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。 5 电子成键对电子对立体孤电子对数 分子立体构型
13、实例 键角 对数 数 构型 2 2 0 直线形 直线形 BeCl 180? 2平面正三角形 3 0 BF 120? 3三角形 3 2 1 V形 SnBr 105? 2109?2正四面体形 4 0 CH 48 4 正四面体形 三角锥形 3 1 NH 107? 32 2 V形 HO 105? 22.杂化轨道理论 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。 3.配位键 (1)孤电子对 分子或离子中没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
14、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可4,表示为,在NH中,虽然有一个NH键形成过程与其他3个NH键形成过4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(NH)SO 3446 ,配位体有孤电子对,如HO、NH、CO、F、Cl、CN等。 23,322中心原子有空轨道,如Fe、Cu、Zn、Ag等。 深度思考 填表VSEPR模型和分子(离子)立体模型的确定 键价层分子或离子VSEPR模型中心原子孤电子对数(a,化学式 电子电子的立体模型名称 杂化类型 xb)/2 对数 对数 名称 ,3ClO 四面体形 直线形 3 1
15、4 sp 直线形 直线形 HCN 0 2 2 sp CH?CH 直线形 sp 3四面体形 V形 HS 2 2 4 sp 22SO 1 2 3 平面三角形 V形 sp 22平面三角形 平面三角形 SO 0 3 3 sp 3,2NO 平面三角形 平面三角形 0 3 3 sp 32HCHO 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp 3四面体形 三角锥形 NCl 1 3 4 sp 3,3HO 四面体形 三角锥形 1 3 4 sp 3,3ClO 1 3 4 四面体形 三角锥形 sp 33正四面体形 正四面体形 CH 0 4 4 sp 4,33PO 0 4 4 正四面体形 正四面体形 sp 42平面形 C
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