（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 11.2 教材基礎(chǔ)（2）分子的結(jié)構(gòu)學(xué)案（含解析）

（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 11.2 教材基礎(chǔ)（2）分子的結(jié)構(gòu)學(xué)案（含解析） 1．本質(zhì)和特征 共價(jià)鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(duì)，其特征是具有飽和性和方向性。 2．分類 分類依據(jù) 類型 形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式 鍵 電子云“頭碰頭”重疊 鍵 電子云“肩并肩”重疊 形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否偏移 極性鍵 共用電子對(duì)發(fā)生偏移 非極性鍵 共用電子對(duì)不發(fā)生偏移 原子間共用電子對(duì)的數(shù)目 鍵 原子間有一對(duì)共用電子對(duì) 鍵 原子間有兩對(duì)共用電子對(duì) 鍵 原子間有三對(duì)共用電子對(duì) 3．σ鍵和π鍵判斷的一般規(guī)律 共價(jià)單鍵是σ鍵，共價(jià)雙鍵中含有個(gè)σ鍵，個(gè)π鍵；共價(jià)三鍵中含有個(gè)σ鍵，個(gè)π鍵。 4．鍵參數(shù) (1)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響 (2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系 鍵能越，鍵長(zhǎng)越，分子越穩(wěn)定。 5．等電子原理 (1)含義：原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子(即等電子體)具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近，如CO和N2。 (2)常見(jiàn)的等電子體歸納 微粒 通式 價(jià)電子總數(shù) 立體構(gòu)型 CO2、SCN－、NO、N AX2 16e－ 直線形 CO、NO、SO3 AX3 24e－ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2 18e－ V形 SO、PO AX4 32e－ 正四面體形 PO、SO、ClO AX3 26e－ 三角錐形 CO、N2 AX 10e－ 直線形 CH4、NH AX4 8e－ 正四面體形 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子(×) (2)鍵長(zhǎng)等于成鍵兩原子的半徑之和(×) (3)乙炔分子中既有非極性鍵又有極性鍵，既有σ鍵又有π鍵(√) (4)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)(√) (5)在任何情況下，都是σ鍵比π鍵強(qiáng)度大(×) (6)s­s σ鍵與s­p σ鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同(√) (7)分子間作用力越大，分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)(×) (8)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍(×) 2．有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(HCN)。只有σ鍵的是________________(填序號(hào)，下同)；既有σ鍵，又有π鍵的是__________；含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是________；含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________；含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是_________________________________________________。 答案：①②③⑥⑦⑧?、堍茛帷、摺、佗邰茛蔻啖帷? ②④⑤⑥⑧⑨ 3．已知CO2為直線形結(jié)構(gòu)，SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，請(qǐng)推測(cè)COS、CO、PCl3的空間結(jié)構(gòu)：________、________、________。 解析：COS與CO2互為等電子體，其結(jié)構(gòu)與CO2相似，所以其為直線形結(jié)構(gòu)；CO與SO3互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，所以CO為平面正三角形結(jié)構(gòu)；PCl3與NF3互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，所以PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)。 答案：直線形　平面正三角形　三角錐形 知識(shí)點(diǎn)二　分子的立體構(gòu)型 1．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型 (1)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。 其中：a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽(yáng)離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。 (2)價(jià)層電子對(duì)互斥理論與分子構(gòu)型 價(jià)層電 子對(duì)數(shù) σ鍵電 子對(duì)數(shù) 孤電子 對(duì)數(shù) 價(jià)層電子對(duì) 立體構(gòu)型 分子立 體構(gòu)型 實(shí)例 2 2 0 直線形 直線形 CO2 3 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面體形 正四面體形 CH4 3 1 三角錐形 NH3 2 2 V形 H2O 2．雜化軌道理論 (1)雜化軌道理論概述 當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子的價(jià)電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。 (2)雜化軌道三種類型 (3)“五方法”判斷分子中心原子的雜化類型 ①根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷 空間構(gòu)型 雜化類型 若雜化軌道在空間的分布為正四面體形 分子的中心原子發(fā)生sp3雜化 若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形 分子的中心原子發(fā)生sp2雜化 若雜化軌道在空間的分布呈直線形 分子的中心原子發(fā)生sp雜化 ②根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷 若雜化軌道之間的夾角為109.5°，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。 ③根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷 如CO2是直線形分子，CNS－、N與CO2是等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。 ④根據(jù)中心原子的電子對(duì)數(shù)判斷 如中心原子的電子對(duì)數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。 ⑤根據(jù)分子或離子中有無(wú)π鍵及π鍵數(shù)目判斷 如沒(méi)有π鍵為sp3雜化，含一個(gè)π鍵為sp2雜化，含二個(gè)π鍵為sp雜化。 3．配位鍵和配合物 (1)孤電子對(duì)：分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)。 (2)配位鍵 ①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。 ②配位鍵的表示：常用“―→”來(lái)表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子。 (3)配位化合物：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物，如[Cu(NH3)4]SO4。 配體有孤電子對(duì)，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子(或離子)有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化(×) (2)只要分子構(gòu)型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化(√) (3)分子中中心原子通過(guò)sp3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(×) (4)中心原子是sp雜化的，其分子構(gòu)型不一定為直線形(×) (5)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)(√) (6)價(jià)層電子對(duì)互斥理論中，π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)(√) (7)N2分子中N原子沒(méi)有雜化，分子中有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵(√) (8)配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體和配位數(shù)分別為Cu2＋、NH3、4(√) 2．(1)(2016·全國(guó)卷Ⅲ)AsCl3分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，其中As的雜化軌道類型為_(kāi)_______。 (2)(2017·全國(guó)卷Ⅰ)X­射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構(gòu)型為_(kāi)_______，中心原子的雜化形式為_(kāi)_______。 (3)(2017·全國(guó)卷Ⅲ)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_(kāi)_______和________。 (4)(2018·全國(guó)卷Ⅰ)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是________、中心原子的雜化形式為_(kāi)_______。LiAlH4中，存在_______(填標(biāo)號(hào))。 A．離子鍵　　　　　　　 　B．σ鍵 C．π鍵 D．氫鍵 (5)(2018·全國(guó)卷Ⅲ)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為_(kāi)_______，C原子的雜化形式為_(kāi)_______。 解析：(1)As原子的價(jià)電子排布式為4s24p3，最外層有5個(gè)電子，則AsCl3分子中As原子形成3個(gè)As—Cl鍵，且含有1對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子，則As的雜化軌道類型為sp3雜化，AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(2)I中I原子為中心原子，則其孤電子對(duì)數(shù)為×(7－1－2)＝2，且其形成了2個(gè)σ鍵，中心原子采取sp3雜化，I空間構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)。(3)CO2中C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，故為sp雜化；CH3OH分子中C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，故為sp3雜化。(4)LiAlH4的陰離子為AlH，AlH中Al的雜化軌道數(shù)為＝4，Al采取sp3雜化，為正四面體構(gòu)型。LiAlH4是離子化合物，存在離子鍵，H和Al間形成的是共價(jià)單鍵，為σ鍵。(5)C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)n＝(4＋3×0＋2)/2＝3，因此C原子為sp2雜化，CO的空間構(gòu)型為平面三角形。 答案：(1)三角錐形　sp3　(2)V形　sp3　(3)sp　sp3　(4)正四面體　sp3　AB　(5)平面三角形　sp2