2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識梳理與訓(xùn)練 第11章 第2講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識梳理與訓(xùn)練 第11章 第2講 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析） [考綱要求]　1.理解共價鍵的含義，能說明共價鍵的形成。2.了解共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等數(shù)據(jù)說明簡單分子的某些性質(zhì)(對σ鍵和π鍵之間的相對強(qiáng)弱的比較不作要求)。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的某些性質(zhì)差異。4.了解“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。5.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(對d軌道參與雜化和AB5型以上復(fù)雜分子或離子的空間構(gòu)型不作要求)。6.了解簡單配合物的成鍵情況。7.知道分子間作用力的含義，了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。8.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響(對氫鍵相對強(qiáng)弱的比較不作要求)。 考點(diǎn)一　共價鍵 1．本質(zhì) 在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。 2．特征 具有飽和性和方向性。 3．分類 分類依據(jù) 類型 形成共價鍵的原子軌道重疊方式 σ鍵 電子云“頭碰頭”重疊 π鍵 電子云“肩并肩”重疊 形成共價鍵的電子對是否偏移 極性鍵 共用電子對發(fā)生偏移 非極性鍵 共用電子對不發(fā)生偏移 原子間共用電子對的數(shù)目 單鍵 原子間有一對共用電子對 雙鍵 原子間有兩對共用電子對 三鍵 原子間有三對共用電子對 特別提醒　(1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，而形成離子鍵。 (2)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。 4．鍵參數(shù) (1)概念 (2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響 ①鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。 ② 5．等電子原理 原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相似，如CO和N2。 深度思考 1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子() (2)在任何情況下，都是σ鍵比π鍵強(qiáng)度大() (3)在所有分子中都存在化學(xué)鍵() (4)分子的穩(wěn)定性與分子間作用力的大小無關(guān)(√) (5)σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強(qiáng)(√) (6)ssσ鍵與spσ鍵的電子云形狀對稱性相同(√) (7)σ鍵能單獨(dú)形成，而π鍵一定不能單獨(dú)形成(√) (8)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)(√) (9)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() (10)鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和() (11)所有的共價鍵都有方向性() 2．試根據(jù)下表回答問題。 某些共價鍵的鍵長數(shù)據(jù)如下所示： 共價鍵 鍵長(nm) C—C 0.154 C===C 0.134 C≡C 0.120 C—O 0.143 C===O 0.122 N—N 0.146 N===N 0.120 N≡N 0.110 根據(jù)表中有關(guān)數(shù)據(jù)，你能推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些？其影響的結(jié)果怎樣？ 答案　原子半徑、原子間形成的共用電子對數(shù)目。形成相同數(shù)目的共用電子對，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短；原子半徑相同，形成共用電子對數(shù)目越多，鍵長越短。 題組一　用分類思想突破化學(xué)鍵的類別 1．在下列物質(zhì)中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4 (1)只存在非極性鍵的分子是__________；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是__________；只存在極性鍵的分子是__________。 (2)只存在單鍵的分子是__________，存在三鍵的分子是__________，只存在雙鍵的分子是__________，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是__________。 (3)只存在σ鍵的分子是__________，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是__________。 (4)不存在化學(xué)鍵的是__________。 (5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是__________；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是__________。 答案　(1)②　⑤⑩?、佗邰帷?2)①③⑤　②?、帷、? (3)①③⑤?、冖幄狻?4)⑧　(5)⑥⑦?、? 1.在分子中，有的只存在極性鍵，如HCl、NH3等，有的只存在非極性鍵，如N2、H2等，有的既存在極性鍵又存在非極性鍵，如H2O2、C2H4等；有的不存在化學(xué)鍵，如稀有氣體分子。 2．在離子化合物中，一定存在離子鍵，有的存在極性共價鍵，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非極性鍵，如Na2O2、CaC2等。 3．通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。 題組二　鍵參數(shù)的應(yīng)用 2．結(jié)合事實判斷CO和N2相對更活潑的是____________，試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋其相對更活潑的原因：____________________。 CO C—O C===O C≡O(shè) 鍵能(kJmol－1) 357.7 798.9 1071.9 N2 N—N N===N N≡N 鍵能(kJmol－1) 154.8 418.4 941.7 答案　CO　斷開CO分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量(273.0kJmol－1)比斷開N2分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量(523.3kJmol－1)小 解析　由斷開CO分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量[(1 071.9－798.9) kJmol－1＝273.0 kJmol－1]比斷開N2分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量[(941.7－418.4) kJmol－1＝523.3 kJmol－1]小，可知CO相對更活潑。 3．NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，解釋該事實的充分理由是 (　　) A．NH3分子是極性分子 B．分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，鍵角相等 C．NH3分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于107 D．NH3分子內(nèi)3個N—H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于120 答案　C 解析　A項，NH3為極性分子不能說明NH3一定為三角錐形；B項，三條N—H鍵鍵能與鍵長分別相同，鍵角相等仍有可能為正三角形；D項與事實不符。 分子的空間構(gòu)型與鍵參數(shù) 鍵長、鍵能決定了共價鍵的穩(wěn)定性，鍵長、鍵角決定了分子的空間構(gòu)型，一般來說，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長等數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間幾何構(gòu)型。 題組三　等電子原理應(yīng)用 4．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)，請推測COS、CO、PCl3的空間結(jié)構(gòu)。 答案　COS為直線形結(jié)構(gòu)；CO為平面正三角形結(jié)構(gòu)；PCl3為三角錐形結(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，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，結(jié)構(gòu)相似，所以PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)。 5． 1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。 (1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是________和________；________和 ________________________。 (2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO互為等電子體的分子有________、________。 答案　(1)N2　CO　N2O　CO2　(2)SO2　O3 解析　(1)僅由第二周期元素組成的共價分子中，即C、N、O、F組成的共價分子，如：N2與CO電子總數(shù)均為14個電子，N2O與CO2電子總數(shù)均為22個電子。 (2)依題意，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，即可互稱為等電子體，NO為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為5＋62＋1＝18，SO2、O3也為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為63＝18。 記憶等電子體，推測等電子體的性質(zhì) 1．常見的等電子體匯總 微粒 通式 價電子總數(shù) 立體構(gòu)型 CO2、CNS－、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 2．根據(jù)已知的一些分子的結(jié)構(gòu)推測另一些與它等電子的微粒的立體結(jié)構(gòu)，并推測其物理性質(zhì)。 (1)(BN)x與(C2)x，N2O與CO2等也是等電子體。 (2)硅和鍺是良好的半導(dǎo)體材料，他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導(dǎo)體材料。 (3)白錫(βSn2)與銻化銦是等電子體，它們在低溫下都可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體。 (4)SiCl4、SiO、SO的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體形立體構(gòu)型。 特別提醒　等電子體結(jié)構(gòu)相同，物理性質(zhì)相近，但化學(xué)性質(zhì)不同。 考點(diǎn)二　分子的立體結(jié)構(gòu) 1．價層電子對互斥理論 (1)價層電子對在球面上彼此相距最遠(yuǎn)時，排斥力最小，體系的能量最低。 (2)孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小，填寫下表空白內(nèi)容。 電子對數(shù) 成鍵對數(shù) 孤電子對數(shù) 電子對立體構(gòu)型 分子立體構(gòu)型 實例 鍵角 2 2 0 直線形 直線形 BeCl2 180 3 3 0 三角形 平面正三角形 BF3 120 2 1 V形 SnBr2 105 4 4 0 正四面體形 正四面體形 CH4 10928′ 3 1 三角錐形 NH3 107 2 2 V形 H2O 105 2.雜化軌道理論 當(dāng)原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，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。 3．配位鍵 (1)孤電子對 分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。 (2)配位鍵 ①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成共價鍵。 ②配位鍵的表示：常用“―→”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NH可表示為[]＋，在NH中，雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。 (3)配合物 如[Cu(NH3)4]SO4 配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 深度思考 填表，VSEPR模型和分子(離子)立體模型與中心原子雜化類型的確定。 化學(xué)式 孤電子對數(shù)(a－xb)/2 σ鍵電子對數(shù) 價層電子對數(shù) VSEPR模型名稱 分子或離子的立體模型名稱 中心原子雜化類型 ClO－ 3 1 4 四面體形 直線形 sp3 HCN 0 2 2 直線形 直線形 sp CH≡CH 直線形 sp H2S 2 2 4 四面體形 V形 sp3 SO2 1 2 3 平面三角形 V形 sp2 SO3 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 NO 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 HCHO 0 3 3 平面三角形 平面三角形 sp2 NCl3 1 3 4 四面體形 三角錐形 sp3 H3O＋ 1 3 4 四面體形 三角錐形 sp3 ClO 1 3 4 四面體形 三角錐形 sp3 CH4 0 4 4 正四面體形 正四面體形 sp3 PO 0 4 4 正四面體形 正四面體形 sp3 CH2===CH2 平面形 sp2 C6H6 平面六邊形 sp2 CH3COOH sp3，sp2 特別提醒　(1)價層電子對互斥理論說明的是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對的立體構(gòu)型，不包括孤電子對。 ①當(dāng)中心原子無孤電子對時，兩者的構(gòu)型一致； ②當(dāng)中心原子有孤電子對時，兩者的構(gòu)型不一致。 如：中心原子采取sp3雜化的，其價層電子對模型為四面體形，其分子構(gòu)型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(如NH3)，也可以為V形(如H2O)。 (2)價層電子對互斥理論能預(yù)測分子的幾何構(gòu)型，但不能解釋分子的成鍵情況，雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況，但不能預(yù)測分子的幾何構(gòu)型。兩者相結(jié)合，具有一定的互補(bǔ)性，可達(dá)到處理問題簡便、迅速、全面的效果。 (3)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時孤電子對數(shù)越多，鍵角越小。 (4)雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。 題組一　價層電子對互斥理論、雜化軌道理論的綜合考查 1．下列關(guān)于雜化軌道的敘述中，不正確的是(　　) A．分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子一定為四面體結(jié)構(gòu) B．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 C．H2SO4分子中三種原子均以雜化軌道成鍵 D．N2分子中N原子沒有雜化，分子中有1個σ鍵、2個π鍵 答案　AC 解析　H2O分子中的中心原子O為sp3雜化，H2O的空間構(gòu)型為V形；H2SO4分子中氫原子沒有發(fā)生軌道雜化。 2．原子形成化合物時，電子云間的相互作用對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會產(chǎn)生影響。請回答下列問題： (1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為______________，NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為____________。 (2)碳原子有4個價電子，在形成化合物時價電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分子中，碳原子采取sp雜化的分子是____________(寫結(jié)構(gòu)簡式，下同)，采取sp2雜化的分子是__________，采取sp3雜化的分子是____________。試寫出一種有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡式，要求同時含有三種不同雜化方式的碳原子：________________________________________________________________________。 (3)已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4>NH3>H2O，請分析可能的原因是_______________________________________________________。 (4)由于電荷的作用，陰、陽離子形成化合物時離子的電子云會發(fā)生變化，使離子鍵逐漸向共價鍵過渡。陽離子電荷數(shù)越多，陰離子半徑越大時，電子云變化越大，導(dǎo)致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知，四種鹵化銀(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的順序為_____________________________________________________。 答案　(1)平面三角形　三角錐形 (2)CH≡CH　CH2===CH2、　CH3CH3 (其他合理答案均可) (3)CH4分子中的C原子沒有孤電子對，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小 (4)AgF>AgCl>AgBr>AgI 解析　(1)BF3分子中的B原子采取sp2雜化，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；NF3分子中的N原子采取sp3雜化，其中一個雜化軌道中存在一對孤電子對，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。 (2)乙烷分子中的碳原子采取sp3雜化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2雜化，乙炔分子中的碳原子采取sp雜化，同時含有三種不同雜化方式的碳原子的有機(jī)物分子中應(yīng)該同時含有烷基(或環(huán)烷基)、碳碳雙鍵(或苯環(huán))和碳碳三鍵。 (3)H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3雜化，而在O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用最大，鍵角最??；N原子上有1對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用使鍵角縮小，但比水分子的要大；C原子上無孤電子對，鍵角最大。 　 1.“三種”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 ①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。 ②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。 ③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(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10928′，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)等電子原理結(jié)構(gòu)相似進(jìn)行推斷，如CO2是直線形分子，CNS－、NO、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。 2．用價層電子對互斥理論推測分子或離子的思維程序 用價層電子對互斥理論推測簡單分子(ABn型)、離子(AB型)空間構(gòu)型的方法 解題思路—— 分子(離子)的空間構(gòu)型 (1)σ鍵的電子對數(shù)的確定 由分子式確定σ鍵電子對數(shù)。例如，H2O中的中心原子為O，O有2對σ鍵電子對；NH3中的中心原子為N，N有3對σ鍵電子對。 (2)中心原子上的孤電子對數(shù)的確定 中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a－xb)。式中a為中心原子的價電子數(shù)，對于主族元素來說，價電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)；x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8－該原子的價電子數(shù)”。例如，SO2的中心原子為S，S的價電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6)，則a＝6；與中心原子S結(jié)合的O的個數(shù)為2，則x＝2；與中心原子結(jié)合的O最多能接受的電子數(shù)為2，則b＝2。所以，SO2中的中心原子S上的孤電子對數(shù)＝(6－22)＝1。 題組二　配位鍵、配合物理論 3．下列物質(zhì)中存在配位鍵的是(　　) A．H3O＋ B．[B(OH)4]－ C．CH3COO－ D．NH3 答案　AB 解析　水分子中各原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位鍵；[B(OH)4]－是3個OH－與B原子形成3個共價鍵，還有1個OH－的O與B形成配位鍵；其他項均不能形成配位鍵。 4．Ⅰ.銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。 (1)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是__________________。 (2)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu(OH)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為____________________________________________________。 (3)膽礬CuSO45H2O可寫[Cu(H2O)4]SO4H2O，其結(jié)構(gòu)示意圖如下： 下列有關(guān)膽礬的說法正確的是________。 A．所有氧原子都采取sp3雜化 B．氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵 C．Cu2＋的價電子排布式為3d84s1 D．膽礬中的水在不同溫度下會分步失去 Ⅱ.經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3＋與SCN－不僅能以1∶3的個數(shù)比配合，還可以其他個數(shù)比配合。請按要求填空： (1)若所得Fe3＋和SCN－的配合物中，主要是Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶1配合所得離子顯血紅色。該離子的離子符號是__________。 (2)若Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為____________________________________________________。 答案?、?(1)N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，在NF3中，共用電子對偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu2＋形成配位鍵 (2)或 (3)D Ⅱ.(1)[Fe(SCN)]2＋ (2)FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl 解析?、?(1)N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，所以NH3中共用電子對偏向N原子，而在NF3中，共用電子對偏向F原子，偏離N原子。 (2)Cu2＋中存在空軌道，而OH－中O原子有孤對電子，故O與Cu之間以配位鍵結(jié)合。 (3)A項，與S相連的氧原子沒有雜化；B項，氫鍵不是化學(xué)鍵；C項，Cu2＋的價電子排布式為3d9；D項，由圖可知，膽礬中有1個H2O與其他微?？繗滏I結(jié)合，易失去，有4個H2O 與Cu2＋以配位鍵結(jié)合，較難失去。 考點(diǎn)三　分子間作用力與分子的性質(zhì) 1．分子間作用力 (1)概念 物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。 (2)分類 分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。 (3)強(qiáng)弱 范德華力<氫鍵<化學(xué)鍵。 (4)范德華力 范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增加，范德華力逐漸增大。 (5)氫鍵 ①形成 已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力，稱為氫鍵。 ②表示方法 A—H…B 特別提醒　a．A、B是電負(fù)性很強(qiáng)的原子，一般為N、O、F三種元素。 b．A、B可以相同，也可以不同。 ③特征 具有一定的方向性和飽和性。 ④分類 氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。 ⑤分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響 主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。 2．分子的性質(zhì) (1)分子的極性 類型 非極性分子 極性分子 形成原因 正電中心和負(fù)電中心重合的分子 正電中心和負(fù)電中心不重合的分子 存在的共價鍵 非極性鍵或極性鍵 非極性鍵或極性鍵 分子內(nèi)原子排列 對稱 不對稱 (2)分子的溶解性 ①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。 ②隨著溶質(zhì)分子中憎水基個數(shù)的增大，溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。 (3)分子的手性 ①手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。 ②手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。 ③手性碳原子：在有機(jī)物分子中，連有四個不同基團(tuán)或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子， 如。 (4)無機(jī)含氧酸分子的酸性 無機(jī)含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強(qiáng)，如酸性：HClO氫鍵>范德華力 影響強(qiáng)度的因素 ①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大；②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大 對于A—H…B，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，鍵能越大 成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定 對物質(zhì)性質(zhì)的影響 ①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理 性質(zhì)； ②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如熔、沸點(diǎn)F2H2S，HF>HCl，NH3>PH3 ①影響分子的穩(wěn)定性；②共價鍵鍵能越大，分子的穩(wěn)定性越強(qiáng) 題組四　無機(jī)含氧酸分子的酸性 9．下列無機(jī)含氧酸分子中酸性最強(qiáng)的是(　　) A．HNO2 B．H2SO3 C．HClO3 D．HClO4 答案　D 解析　對于同一種元素的含氧酸，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)，如HO2”或“<”填空： 第一電離能 離子半徑 熔點(diǎn) 酸性 Si____S O2－____Na＋ NaCl____Si H2SO4____HClO4 答案　<　>　<　< 解析　同周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增呈增大趨勢，但s、p、d等軌道處于全空、半滿、全滿的穩(wěn)定狀態(tài)時，則出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。Si、S元素基態(tài)原子的價電子排布式分別為3s23p2、3s23p4，其中3p軌道均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此Si的第一電離能小于S。O2－與Na＋的核外電子排布相同，其電子排布式均為1s22s22p6，離子核外電子排布相同時，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，因此O2－的離子半徑大于Na＋。NaCl為離子晶體，Si為原子晶體，因此Si的熔點(diǎn)高于NaCl。一般來說，元素的非金屬性越強(qiáng)，該元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，Cl元素的非金屬性強(qiáng)于S元素，則HClO4的酸性強(qiáng)于H2SO4。 6．(xx海南，2)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的說法錯誤的是(　　) A．熱穩(wěn)定性：HCl＞HI B．原子半徑：Na＞Mg C．酸性：H2SO3＞H2SO4 D．結(jié)合質(zhì)子能力：S2－＞Cl－ 答案　C 解析　A項，同主族自上而下，元素非金屬性減弱，非金屬性越強(qiáng)氫化物越穩(wěn)定，故穩(wěn)定性HCl＞HI，正確；B項，同周期從左到右，元素原子半徑逐漸減小，所以原子半徑：Na＞Mg，正確；C項，H2SO3屬于中強(qiáng)酸，H2SO4屬于強(qiáng)酸，故酸性：H2SO4＞H2SO3，錯誤；D項，酸性越弱，酸越難電離，對應(yīng)的酸根離子越易結(jié)合氫離子，因為HCl強(qiáng)于H2S，所以結(jié)合質(zhì)子能力：S2－＞Cl－，正確。 7．[xx福建理綜，31(3)②][H3O]＋[BFHOFF]－中陽離子的空間構(gòu)型為________，陰離子的中心原子軌道采用________雜化。 答案　三角錐形　sp3 8．[xx山東理綜，32(3)]BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為________和________。 答案　sp2雜化　sp3雜化 9．[xx新課標(biāo)全國卷Ⅰ，37(5)]碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實： 化學(xué)鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 鍵能/ (kJmol－1) 356 413 336 226 318 452 ①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是______________________。 ②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________。 答案　①C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成 ②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵 10．[xx山東理綜，32(4)]若BCl3與XYn通過B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物，則該配合物中提供孤對電子的原子是________________。 答案　X 解析　由于在BCl3中B原子無孤電子對，但有空軌道，所以提供孤電子對的原子是X。 11．[xx安徽理綜，25(2)]已知X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3，Y是地殼中含量最高的元素，則XY2由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需克服的微粒間作用力是________；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，寫出其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質(zhì)名稱______。 答案　分子間作用力　乙酸(其他合理答案均可) 解析　X為C或Si，Y為O，結(jié)合XY2能由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，X應(yīng)為C，由C、H、O所形成的多種分子中，自身分子間能形成氫鍵的有乙酸、甲酸、甲醛等。 12．[xx福建理綜，31(3)(4)](3)BF3與一定量的水形成(H2O)2BF3晶體Q，Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R： 晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及____________(填序號)。 a．離子鍵　b．共價鍵　c．配位鍵　d．金屬鍵 e．氫鍵　　f．范德華力 (4)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.110－10；水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷，相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________Ka(苯酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是_____________________________。 答案　(3)ad (4)＜　中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋ 練出高分 一、單項選擇題 1．下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律，與共價鍵鍵能大小有關(guān)的是(　　) A．F2、Cl2、Br2、I2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高 B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱 C．H2O熔沸點(diǎn)高于H2S，HF熔沸點(diǎn)高于HCl D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低 答案　B 解析　A項，鹵素單質(zhì)均為分子，其熔沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，與共價鍵無關(guān)，錯誤；B項，鹵化氫分子越穩(wěn)定，說明分子內(nèi)的共價鍵越強(qiáng)，正確；C項，H2O分子間能形成氫鍵，HF分子間也能形成氫鍵，所以它們的熔沸點(diǎn)比同主族的其他氫化物的熔沸點(diǎn)都要高，與分子內(nèi)的共價鍵無關(guān)，錯誤；D項，鹵化鈉均為離子晶體，晶體內(nèi)不存在共價鍵，只有離子鍵，從NaF→NaI，晶體中陰陽離子核間距逐漸增大，離子鍵逐漸減弱，晶體熔沸點(diǎn)逐漸減小，錯誤。 2．中科院國家納米科學(xué)中心2013年11月22日宣布，該中心科研人員在國際上首次“拍”到氫鍵的“照片”，實現(xiàn)了氫鍵的實空間成像，為“氫鍵的本質(zhì)”這一化學(xué)界爭論了80多年的問題提供了直觀證據(jù)。這不僅將人類對微觀世界的認(rèn)識向前推進(jìn)了一大步，也為在分子、原子尺度上的研究提供了更精確的方法。下列說法中正確的是(　　) A．正是氫鍵的存在，冰能浮在水面上 B．氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的化學(xué)鍵之一 C．由于氫鍵的存在，沸點(diǎn)：HCl>HBr>HI>HF D．由于氫鍵的存在，水分子中氫氧鍵