2024年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）第37讲 分子结构与性质（讲）-（原卷版）

第37讲分子结构与性质目录第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆第三部分：典型例题剖析高频考点1 考查共价键类型的判断及应用高频考点2 考查分子(离子)立体结构的判断高频考点3 考查配合物的结构和性质高频考点4 考查分子间作用力与分子的性质正文第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆知识点一共价键及其参数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子轨道重叠方式σ键电子云“头碰头”重叠π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4.共价键类型的判断(1)σ键与π键①依据强度判断:σ键的强度较大,较稳定;π键活泼,比较容易断裂。②共价单键都是σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,共价叁键中含有1个σ键、2个π键。(2)极性键与非极性键看形成共价键的两原子,不同种元素的原子之间形成的是极性共价键,同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。【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。(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σ键，共价双键中有一个σ键和一个π键，共价三键中有一个σ键和两个π键。5.键参数(1)概念(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。②【归纳总结】比较键角大小的三种思维模型(1)杂化轨道类型不同：sp＞sp2＞sp3。(2)(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。知识点二分子的立体构型一、分子的立体构型1.价层电子对互斥理论先确定中心原子上的价层电子对数,得到含有孤电子对的VSEPR模型,再根据存在孤电子对的情况最后确定分子的立体构型。(1)理论要点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)判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法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)价层电子对互斥理论与分子构型价层电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形直线形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O2.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实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面体形CH4(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有关系式：杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)＝中心原子的价层电子对数(4)分子(ABn型)、离子(ABeq\o\al(m±,n)型)的空间结构分析示例实例价层电子对数(即杂化轨道数)σ键电子对数孤电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型分子或离子的空间结构BeCl2220sp直线形直线形CO2直线形直线形BF3330sp2平面三角形平面三角形SO221V形CH4440sp3四面体形正四面体形NH331三角锥形H2O22V形COeq\o\al(2－,3)330sp2平面三角形平面三角形NHeq\o\al(＋,4)440sp3四面体形正四面体形【归纳总结】判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法(1)根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断如(ABm型)中心原子的价层电子对数为4，中心原子的杂化轨道类型为sp3；价层电子对数为3，中心原子的杂化轨道类型为sp2；价层电子对数为2，中心原子的杂化轨道类型为sp。(2)根据等电子原理进行判断如CO2是直线形分子，SCN－、Neq\o\al(－,3)与CO2是等电子体，所以分子的空间结构均为直线形，结构式类似，中心原子均采用sp杂化。(3)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断没有π键的为sp3杂化，如CH4中的C原子；含1个π键的为sp2杂化，如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子；含2个π键的为sp杂化，如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。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①配位键定义：由一个原子提供孤电子对与另一个接受孤电子对的原子形成的共价键。配位键属于σ键。②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。③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NHeq\o\al(＋,4)可表示为，在NHeq\o\al(＋,4)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。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4(4)配位键的形成条件：①配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。(5)配合物的形成对性质的影响①溶解性：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物等可溶于含过量的氯离子、溴离子、碘离子和氨的溶液中，形成可溶的配合物。如：②颜色：当简单离子形成配合物时，颜色往往会发生变化。如黄色的铁离子溶液与硫氰酸根配合，就形成血红色的溶液。③稳定性：配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当配合物的中心原子或离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。4.等电子原理(1)含义：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。(2)特点：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。(3)确定等电子体的方法同主族代换或同周期相邻元素替换，交换过程中注意电荷变化。(4)常见的等电子体汇总知识点三、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①范德华力约比化学键的键能小1～2个数量级。②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。③一般来说，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①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。②表示方法：A—H…B③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。(6)分子间作用力(范德华力)与氢键的比较范德华力氢键存在分子间普遍存在已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间特征无方向性、无饱和性具有一定的方向性和饱和性强度共价键＞氢键＞范德华力影响其强度的因素①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大；②分子的极性越大，范德华力越大对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大对物质性质的影响范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点等。范德华力越大，物质的熔、沸点越高分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低，对电离、溶解度等产生影响2.分子的性质(1)分子的极性①非极性分子与极性分子的比较类型非极性分子极性分子形成原因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非极性分子与分子极性的判断③键的极性、分子空间构型与分子极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面正三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子④多原子分子极性的判断方法A.孤对电子法:如为ABn型，若中心原子A中没有孤对电子，为非极性分子，中心原子A中有孤对电子，则为极性分子。B.几何对称法:如为ABn型，如果各极性键在平面内或空间均匀排列，呈中心对称或呈正多边形、正多面体分布，该分子一定是非极性分子，反之为极性分子。通常有以下几种情况：线型对称，如CO2等（键角180°）；正三角形分子，如BF3（键角120°）；正四面体型分子，如CCl4、CH4（键角109°28′）。以上几类均为非极性分子，而NH3分子为三角锥型（键角107°18′），H2O分子为V型（键角104.5°）等均为极性分子。C.中心原子化合价法: 如为ABn型，若中心原子A的化合价的绝对值等于A的主族序数，则为非极性分子；若中心原子A的化合价的绝对值不等于A的主族序数，则为极性分子；D.如为AxBYCZ这种类型的多原子分子绝大部分是极性分子。(2)分子的溶解性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。②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。③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。(3)分子的手性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，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。(4)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。第三部分：典型例题剖析高频考点1 考查共价键类型的判断及应用例1．（2022·全国·高三专题练习）回答下列问题(1)下列分子中，只含有键的是___________(填序号，下同)，既含有键又含有键的是___________。①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩(2)在①乙烷(、②乙烯()、③乙炔()分子中碳碳键键长大小顺序是___________(用序号表示)。【归纳总结】(1)σ键、π键的判断：单键只有一个σ键；双键是一个σ键一个π键；三键是一个σ键两个π键。(2