第2節(jié)化學(xué)鍵與分子間作用力

1、第2節(jié)　化學(xué)鍵與分子間作用力,考點一　共價鍵【核心自主排查】1.共價鍵的本質(zhì)與特征:(1)本質(zhì):兩原子之間形成___________。(2)特征:具有方向性和_____性。,共用電子對,飽和,2.共價鍵的分類:,頭碰頭,肩并肩,偏移,不偏移,3.鍵參數(shù):(1)定義。,(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響。,穩(wěn)定性,空間構(gòu)型,鍵能越___,鍵長越___,分子越穩(wěn)定。4.等電子原理:原子總數(shù)相同、_______________的分子

2、具有相似的化學(xué)鍵特征,具有許多相近的性質(zhì),如CO和N2。,大,短,價電子總數(shù)相同,【思維診斷】(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)σ鍵和π鍵均可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。　(　　)提示:×。σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。(2)氣體單質(zhì)中一定存在σ鍵,可能存在π鍵?！?　　)提示:×。稀有氣體為單原子分子,分子中不存在化學(xué)鍵。,(3)只有非金屬原子之間才能形成共價鍵。　(　　)提示:×

3、。有些不活潑金屬和非金屬原子間也能形成共價鍵,如AlCl3中鋁原子和氯原子間以共價鍵結(jié)合。(4)σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大,形成的共價鍵弱。　(　　)提示:×。σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大,形成的共價鍵強。,(5)H2O2分子中既有極性鍵,又有非極性鍵?！?　　)提示:√。H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,其中氧氫鍵為極性鍵,氧氧鍵為非極性鍵。(6)CH4與 互為等電子體?！?　　)提示:√。CH4與

4、 原子總數(shù)相同,價電子總數(shù)相同,互為等電子體。,【高考模擬預(yù)測】1.(2016·江蘇高考)[Zn(CN)4]2-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng):4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O====[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN,(1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為________________。(2)1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為_____mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子

5、軌道的雜化類型是_____。,(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為_________。(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,[Zn(CN)4]2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為___________________________________________。,【解析】(1)Zn為30號元素,30-18=12,其核外價層電子排布為3d104s2,失去電子時,先從4s開始,所以Zn2+的核

6、外電子排布式為[Ar]3d10。(2)HCHO的結(jié)構(gòu)式為 ,單鍵全為σ鍵,雙鍵中,只有一個為σ鍵,1 mol HCHO中存在3 molσ鍵。(3)HOCH2CN中“—CH2—”的C為sp3雜化,“—C≡N”中C為sp雜化。(4)N得一個電子與氧原子的電子數(shù)相等,所以 與H2O互為等電子體。,(5)Zn2+與CN-之間為配位鍵,配位鍵由C指向Zn。答案:(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]

7、3d10)(2)3　(3)sp3和sp(4) (5),2.(2017·惠州模擬)鋼鐵分析中常用過硫酸鹽氧化法測定鋼中錳的含量,反應(yīng)原理為2Mn2++5 +8H2O====2 +10 +16H+(1)基態(tài)錳原子的核外電子排布式為___________。,(2)上述反應(yīng)涉及的元素屬于同主族元素,其第一電離能由大到小的順序為________。(3)已知H2S2O8的結(jié)構(gòu)如圖1。①H2S2

8、O8硫原子的軌道雜化方式為________。②上述反應(yīng)中被還原的元素為________。③上述反應(yīng)每生成1 mol ,則 斷裂的共價鍵數(shù)目為________。,(4)一定條件下,水分子間可通過O—H…O氫鍵將H2O分子結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu),其中的多面體孔穴中可包容氣體小分子,形成籠形水合包合物晶體:①如圖2是一種由水分子構(gòu)成的正十二面體骨架(“o”表示水分子),其包含的氫鍵數(shù)為________。,②實驗測得冰中

9、氫鍵的作用能為18.8 kJ·mol-1,而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol-1,其原因可能是______。,【解析】(1)錳原子序數(shù)為25,質(zhì)子數(shù)為25,原子核外電子數(shù)為25,根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則,Mn的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2。,(2)同主族元素自上而下第一電離能減小,O、S同主族,所以第一電離能由大到小的順序為O>S。(3)①

10、H2S2O8中,硫原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對+中心原子上的孤對電子=4+ ×(6-4×1-2)=4,所以采取sp3雜化;,②該反應(yīng)中,錳元素的化合價升高(+2→+7),硫元素的化合價降低(+7→+6),所以被還原的元素為S;③由反應(yīng)可知,錳元素的化合價升高(+2→+7),硫元素的化合價降低(+7→+6),生成10 mol 轉(zhuǎn)移10 mol電子,則每生成1 mol ,轉(zhuǎn)移5 mol電

11、子, 斷裂2.5 mol(或2.5NA)O—O間非極性共價鍵。,(4)①由此結(jié)構(gòu)可知,此單元中含有水分子的個數(shù)為20,其中每個水分子形成的氫鍵屬于2個五元環(huán),故每個水分子形成氫鍵個數(shù)為 ,故總共形成氫鍵數(shù)為20× =30;②冰中氫鍵的作用能為18.8 kJ·mol-1,而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol-1,說明冰融化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵,并且液態(tài)水中存在氫鍵。,答

12、案:(1)1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)(2)O>S(3)①sp3雜化?、赟　③2.5NA(4)①30?、谝簯B(tài)水中仍然存在大量氫鍵,【加固訓(xùn)練】1.(2017·福州模擬)(1)氧元素與氟元素能形成OF2分子,該分子的空間構(gòu)型為________。(2)與 互為等電子體的分子是________,根據(jù)等電子體原理在 中氮原子軌道雜化類型是________;

13、 與N2是等電子體,1 mol 中含有的π鍵數(shù)目為________個。,(3)O3分子是否為極性分子?________(填“是”或“否”)。,【解析】(1)由價層電子對互斥理論可知,OF2分子的空間構(gòu)型為V形。(2)價電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的是等電子體,則與 互為等電子體的是CO2或CS2;CO2是含有雙鍵的直線形結(jié)構(gòu),所以根據(jù)等電子原理,在 中氮原子軌道雜化類型是sp雜化;與 互為等電子體

14、的是氮氣。氮氣含有叁鍵,而叁鍵是由1個σ鍵和2個π鍵構(gòu)成的,則1 mol 中含有的π鍵數(shù)目為2NA。,(3)根據(jù)價層電子對互斥理論分析SO2分子為V形,是極性分子,SO2分子與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似,故O3也是極性分子。答案:(1)V形　(2)CO2或CS2　sp　2NA(3)是,2.(2017·宿州模擬)(1)已知N2、CO、H2O、NH3、CO2均為高中化學(xué)常見的分子,根據(jù)要求回答有關(guān)問題:①根據(jù)N2與CO互

15、為等電子體,寫出CO分子的電子式________。②試比較兩分子中的鍵角大小:H2O________NH3(填“>”“=”或“<”)。③CO2中含有的σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為________。,(2)氫氣作為一種清潔能源,必須解決它的儲存問題,C60可用作儲氫材料。根據(jù)要求回答有關(guān)問題:①已知金剛石中的C—C鍵的鍵長為154.45 pm,C60中C—C鍵的鍵長為140～145 pm,有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點高于金剛石,

16、你認(rèn)為是否正確:________(填“正確”或“錯誤”),并闡述理由______________________。,②科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物,其晶胞如圖所示,該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。該物質(zhì)中的鉀原子和C60的個數(shù)比為________。,③繼C60后,科學(xué)家又合成了Si60、N60,Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵,且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則28 g Si60分子中

17、π鍵的數(shù)目為________?！窘馕觥?1)①N2與CO互為等電子體,互為等電子體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似,則依據(jù)氮氣的電子式可知CO分子的電子式為,②水分子中氧元素含有2對孤對電子,而氨氣分子中氮元素含有一對孤對電子,孤對電子越多,排斥力越強,因此H2O分子中的鍵角小于NH3分子中的鍵角。③單鍵都是σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,則根據(jù)二氧化碳的結(jié)構(gòu)式O=C=O可知CO2中含有的σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為2∶2=1∶1。,(2)①金剛

18、石是原子晶體,熔化時破壞共價鍵,而C60是分子晶體,熔化時破壞分子間作用力,與共價鍵的鍵能無關(guān),所以該同學(xué)的說法是錯誤的。②該晶胞中C60的分子個數(shù)是8× +1=2,而鉀原子的個數(shù)是6×2× =6,所以鉀原子和C60的個數(shù)比為6∶2=3∶1。,③在Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵,且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),說明每個硅原子形成4個共價鍵,其中一個為雙鍵,則

19、每2個硅原子之間一定存在一個Si=Si鍵,其中一個為π鍵,有 屬于該硅原子,所以在一個Si60分子中所含π鍵的數(shù)目為60× =30。,答案:(1) ?、?lt;?、?∶1(2)①錯誤　C60為分子晶體,熔化時破壞的是分子間作用力,無需破壞共價鍵,而分子間作用力較弱,所需能量較低,故C60熔點低于金剛石②3∶1?、?.5NA,考點二　分子的空間構(gòu)型 【核心自主排查】1.價層電子對互斥理論:

20、(1)理論要點。①價層電子對在空間上彼此相距越遠(yuǎn)時,排斥力越小,體系的能量越低。,②孤對電子的排斥力較大,孤對電子越多,排斥力越強,鍵角越小。,(2)價層電子對互斥理論與分子構(gòu)型。,直線形,V形,三角錐形,2.雜化軌道理論:(1)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。,(2)雜化軌道的三種類型與分子空間結(jié)構(gòu),平面三角形,正四面體

21、形,3.配位鍵和配合物:(1)配位鍵:由一個原子提供一對電子與另一個接受電子的原子形成的_______。(2)配位鍵的表示方法:如A→B:A表示_____孤對電子的原子,B表示_____孤對電子的原子。,共價鍵,提供,接受,(3)配位化合物。①組成。,②形成條件。,【思維診斷】(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤對電子?！?　　)提示:√。雜化軌道的數(shù)目應(yīng)根據(jù)σ鍵

22、和孤對電子數(shù)進行確定,與π鍵無關(guān)。,(2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)?！?　　)提示:×。像H2O和NH3分子中心原子均為sp3雜化,但分子并不是正四面體結(jié)構(gòu)。(3)NH3分子為三角錐形,氮原子發(fā)生sp2雜化。(　　)提示:×。NH3分子中氮原子為sp3雜化。,(4)只要分子構(gòu)型為平面三角形,中心原子均為sp2雜化。　(　　)提示:√。分子構(gòu)型為平面三角形,則說明分子中

23、中心原子不存在孤對電子,中心原子均為sp2雜化。,【高考命題探究】【模擬母題示例】(2017·青島模擬)為了解釋和預(yù)測分子的空間構(gòu)型,科學(xué)家提出了價層電子對互斥(VSEPR)模型。(1)利用VSEPR理論推斷 的VSEPR模型是________________。,(2)有兩種活性反應(yīng)中間體粒子,它們的粒子中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型,寫出相應(yīng)的化學(xué)式:甲:

24、______________________________;乙: ______________________________.,(3)按要求寫出第2周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式:平面三角形分子:________,三角錐形分子:__ _________,四面體形分子:________。(4)寫出SO3常見的等電子體的化學(xué)式,一價陰離子: ________(寫出一種,下同);二價陰離子:________,它們的

25、中心原子采用的雜化方式都是________。,【解析】(1) 價層電子對個數(shù)為 (5+3)=4,根據(jù)價層電子對互斥理論知 空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)甲的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,則碳原子為sp2雜化,中心碳原子無孤對電子,因此價層電子對數(shù)為3,化學(xué)式為 ,乙的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,則碳原子為sp3雜化,中心碳原子有1個孤對電子,因此價層電子對數(shù)為4,化學(xué)式為 。,(3)由第2周期非金屬元素構(gòu)成

26、的中性分子,第2周期元素為中心原子,通過sp2雜化形成中性分子,是平面形分子,該類型分子有BF3;第2周期元素為中心原子,通過sp3雜化形成中性分子,如果是三角錐形分子,則該分子中價層電子對數(shù)是4且含有一個孤對電子,該類型分子有NF3;如果該分子為正四面體結(jié)構(gòu),則該分子的價層,電子對數(shù)是4且不含孤對電子,該類型分子有CF4。(4)SO3的原子數(shù)為4,價電子數(shù)為24,分子中S價層電子對數(shù)為 =3,雜化類型為sp2,分

27、子構(gòu)型為平面三角形。與SO3互為等電子體的為 、 或BF3等, 、 、BF3中中心原子價層電子對數(shù)分別為 (5+1)、 (4+2)、 (3+3),均為3對,所以中心原子雜化方式都是sp2。,答案:(1)正四面體結(jié)構(gòu)(2) 　 (3)BF3　NF3　CF4(4) 　 　sp2,【模擬母題變式】(1)第3周期元素形成的含氧酸根離子中有多種與 互為等電子體,試

28、寫出兩種,并判斷中心原子的雜化方式。提示: 、 、 ,這些離子中心原子均為sp3雜化。,(2)氯原子可形成多種含氧酸根離子,其中三角錐形的是________,V形的是________,直線形的是________。提示: 　 　ClO-。氯原子可形成 、 、 、ClO-等含氧酸根離子,這幾種離子中心原子均為sp3雜化,則 為正四面體形, 為三

29、角錐形, 為V形,ClO-為直線形。,【探究歸納總結(jié)】1.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( 型)立體構(gòu)型的方法,解題思路——,(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-

30、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)=

31、 ×(6-2×2)=1。,2.“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。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sp1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

32、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sp1雜化。,(3)根據(jù)等電子原理進行判斷。如CO2是直線形分子,CNS-、 與CO2互為等電子體,所以分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用sp1雜化。(4)根據(jù)中心原子的價電子對數(shù)判斷。如中心原子的價電子對數(shù)為4,是sp3雜化,為3是sp2雜化,為2是sp

33、1雜化。,(5)根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷。如沒有π鍵為sp3雜化,含1個π鍵為sp2雜化,含2個π鍵為sp1雜化。,【高考模擬預(yù)測】1.(2017·宿州模擬)元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價電子層中的未成對電子有3個,c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族,e的最外層只有1個電子,但次外層有18個電子。回答下列問題:,(1)b、c、

34、d中第一電離能最大的是________(填元素符號),e的價層電子軌道表示式為________。(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中,分子呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化方式為________;分子中既含有極性共價鍵,又含有非極性共價鍵的化合物是________(填化學(xué)式,寫出兩種)。,(3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是________;酸根呈三角錐形結(jié)構(gòu)的酸是________(填化學(xué)式)。(

35、4)c和e形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e的化合價為________。,(5)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該化合物中,陰離子為________,陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有________,該化合物加熱時首先失去的組分是________,判斷理由是___________________________________________________

36、_。,【解析】根據(jù)“a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同”可知a為氫元素;根據(jù)“c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍”可知c為氧元素;根據(jù)“b的價電子層中的未成對電子有3個”且原子序數(shù):b<c,可知b為氮元素;根據(jù)“d與c同族”可知d為硫元素;根據(jù)“e的最外層只有1個電子,但次外層有18個電子”可知e為銅元素。,(1)同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,故第一電離能O>S;由于N的2p能級處于半充滿的較穩(wěn)定狀態(tài),故其第一電離

37、能大于O,故N、O、S三種元素中,第一電離能最大的是氮元素;Cu的價層電子軌道表示式為 。,(2)氫元素可以和氮元素形成三角錐形分子NH3,在NH3中,中心原子氮原子的雜化方式為sp3雜化;氫元素與氮元素形成的N2H4,氫元素與氧元素形成的H2O2,都是既含有極性鍵又含有非極性鍵的化合物。(3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子價層電子對數(shù)為3的是HNO2、HNO3;酸根呈三角錐形結(jié)構(gòu)的是H2SO3

38、。,(4)由圖1可知該晶體結(jié)構(gòu)中Cu的個數(shù)為4,O的個數(shù)為8× +1=2,化學(xué)式為Cu2O,其中Cu的化合價為+1價。(5)根據(jù)陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)可知陰離子是 ;陽離子為[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,存在的化學(xué)鍵有共價鍵和配位鍵;該化合物加熱時首先失去的組分是H2O;因為H2O與Cu2+形成的配位鍵比NH3與Cu2+形成的配位鍵弱。,答案:(1)N　 (2)sp3　H2O2、N2H4(3

39、)HNO2、HNO3　H2SO3(4)+1(5) 　共價鍵和配位鍵　H2O　H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱,2.(2016·丙卷)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}:　 (1)寫出基態(tài)As的核外電子排布式_____________。,(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga__________As,第一電離能Ga__________As。(填“大

40、于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為__________,其中As的雜化軌道類型為______________。(4)GaF3的熔點高于1 000℃,GaCl3的熔點為77.9℃,其原因是________________________。,(5)GaAs的熔點為1 238℃,密度為ρg·cm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為______________,Ga與As以__________鍵鍵合。Ga和As

41、的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半徑分別為rGapm和rAspm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為__________。,【解析】(1)As是33號元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同一周期從左向右,原子半徑逐漸減小,所以原子半徑:Ga>As。Ga的

42、價電子排布為4s24p1,As的價電子排布為4s24p3,As的4p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,所以第一電離能Ga<As。(3)AsCl3分子的價層電子對數(shù)=3+ =4,As的雜化方式為sp3,因為含有一對孤,電子對,所以該分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(4)GaF3為離子晶體,靠比較強的離子鍵結(jié)合,GaCl3為分子晶體,靠很弱的范德華力結(jié)合,所以GaF3的熔點高。(5)因為GaAs的熔點為1 238℃,

43、熔點很高,晶體結(jié)構(gòu)為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所以GaAs為原子晶體,其中Ga與As以共價鍵鍵合。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Ga和As的個數(shù)均是4個,所以晶胞的體積是 二者的原子,半徑分別為rGapm和rAspm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為,答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(2)大于　小于　(3)三角錐

44、形　sp3(4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體(5)原子晶體　共價,【加固訓(xùn)練】1.(2015·海南高考節(jié)選)釩(23V)是我國的豐產(chǎn)元素,廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)?；卮鹣铝袉栴}:(1)釩在元素周期表中的位置為________,其價層電子軌道表示式為________。,(2)釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。晶胞中實際擁有的陰、陽離子個數(shù)分別為_____、______。(3)V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為S

45、O3的催化劑。SO2分子中S原子價層電子對數(shù)是________對,分子的立體構(gòu)型為________;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為______________;,SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為 ________;該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長有兩類,一類鍵長約140 pm,另一類鍵長約160 pm,較短的鍵為________(填圖2中字母),該分子中含有________個σ鍵。,(4)V2O5溶

46、解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉(Na3VO4),該鹽陰離子的立體構(gòu)型為________;也可以得到偏釩酸鈉,其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu),則偏釩酸鈉的化學(xué)式為________?！窘馕觥?1)釩在元素周期表中的位置為第4周期ⅤB族,其價層電子排布式為3d34s2,價層電子軌道表示式為 。,(2)分析釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法計算,晶胞中實際擁有的陰離子數(shù)目為4×1/2

47、+2=4,陽離子個數(shù)為8×1/8+1=2。(3)SO2分子中硫原子價電子排布式為3s23p4,價層電子對數(shù)是3對,分子的立體構(gòu)型為V形;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中硫原子的雜化軌道類型為sp2雜化;SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,該結(jié)構(gòu)中硫原子形成4個鍵,該,結(jié)構(gòu)中硫原子的雜化軌道類型為sp3雜化;該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長有兩類,一類如圖中a所示,含有雙鍵的成分鍵能大,鍵長較短,另一類為配位鍵,為單鍵,鍵能較小;由題給結(jié)

48、構(gòu)分析該分子中含有12個σ鍵。(4)釩酸鈉(Na3VO4)中陰離子的立體構(gòu)型為正四面體形;由圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)知偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3。,答案:(1)第4周期ⅤB族　 (2)4　2(3)3　V形　sp2雜化　sp3雜化　a　12(4)正四面體形　NaVO3,2.(2017·青島模擬)在元素周期表中,除稀有氣體外幾乎所有元素都能與氫形成氫化物。氫化物晶體的結(jié)構(gòu)有共價型和離子型之分。(1)氨氣是共價型

49、氫化物。工業(yè)常用氨氣和醋酸二氨合銅{[Cu(NH3)2]Ac(醋酸根CH3COO-簡寫為Ac-)}的混合液來吸收一氧化碳。反應(yīng)方程式為[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac。,①請寫出基態(tài)銅原子的電子排布式:________。②氨水溶液中各元素原子的電負(fù)性從大到小排列順序為________。③醋酸分子中的兩個碳原子,甲基(—CH3)碳原子和羧基(—COOH)碳原子的雜化方式分別是______

50、__。④生成物[Cu(NH3)3CO]Ac中所含化學(xué)鍵類型有_______。a.離子鍵　　b.配位鍵c.σ鍵d.π鍵,(2)某離子型氫化物化學(xué)式為XY2,晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,其中6個Y原子用阿拉伯?dāng)?shù)字1～6標(biāo)注。,①已知1、2、3、4號Y原子在晶胞上、下面上,則5、6號Y原子均在晶胞________(填“側(cè)面”或“內(nèi)部”)。②XY2晶體、硅烷晶體和固態(tài)氨3種氫化物熔沸點高低順序正確的是________。a.XY2晶體>

51、;硅烷晶體>固態(tài)氨b.XY2晶體>固態(tài)氨>硅烷晶體c.固態(tài)氨>硅烷晶體>XY2晶體d.硅烷晶體>固態(tài)氨>XY2晶體,【解析】(1)①銅原子序數(shù)為29,則其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。②氨水溶液中含有N、O、H三種元素,非金屬性越強,電負(fù)性越大。電負(fù)性最大的是O,原子的電負(fù)性從大到小排列順序是O>N>H。,③醋酸

52、分子中甲基(—CH3)碳原子和羧基(—COOH)碳原子的雜化方式分別是sp3、sp2。④生成物[Cu(NH3)3CO]Ac中含有離子鍵、配位鍵、共價鍵,從共價鍵類型看含有σ鍵和π鍵。(2)①晶胞中含有X個數(shù):8× +1=2,則含有Y 4個,1、2、3、4號Y原子在晶胞上、下面上,占有2個,因此5、6號Y原子均在晶胞內(nèi)部。,②XY2晶體、硅烷晶體和固態(tài)氨3種氫化物中,XY2為離子晶體熔沸點最高,硅烷晶體和固態(tài)氨對

53、比,由于氨氣分子之間存在氫鍵,故熔沸點固態(tài)氨高于硅烷晶體,選擇b。,答案:(1)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)②O>N>H　③sp3、sp2④abcd(2)①內(nèi)部　②b,考點三　分子間作用力與分子的性質(zhì) 【核心自主排查】1.分子間作用力:(1)概念。物質(zhì)分子之間_____存在的相互作用力,稱為分子間作用力。,普遍,(2)分類。分子間作用力最常見的是________

54、_和_____。(3)強弱。范德華力__氫鍵__化學(xué)鍵(填“>”“<”或“=”)。,范德華力,氫鍵,<,<,(4)范德華力。①含義:物質(zhì)分子間普遍存在的一種相互作用力稱為范德華力。范德華力約比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。,②對性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強,物質(zhì)的熔點、沸點越高,硬度越大。一般來說,___________相似的物質(zhì),隨著_________

55、_____的增加,范德華力逐漸_____。,組成和結(jié)構(gòu),相對分子,質(zhì)量,增大,(5)氫鍵。①形成已經(jīng)與___________的原子形成共價鍵的_______(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中___________的原子之間的作用力,稱為氫鍵。,電負(fù)性很強,氫原子,電負(fù)性很強,②表示方法A—H…B③特征具有一定的_____性和_____性。,方向,飽和,④分類氫鍵包括_______氫鍵和_______氫鍵兩種。

56、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_____,對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。,分子內(nèi),分子間,升高,2.分子的性質(zhì):(1)分子的極性。①非極性分子與極性分子的判斷,②鍵的極性、分子空間構(gòu)型與分子極性的關(guān)系,極性分子,非極性分子,極性分子,極性分子,非極性分子,(2)溶解性。①“相似相溶”的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于____________,極性溶質(zhì)一般能溶于_________。若能形成氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間

57、的氫鍵作用力越大,溶解性越好。②“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近),而戊醇在水中的溶解度明顯減小。,非極性,溶劑,極性溶劑,(3)手性:具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手與右手一樣_________,卻在三維空間里不能重疊,互稱手性異構(gòu)體,具有手性異構(gòu)體的分子叫手性分子。,互為鏡像,(4)無機含氧酸分子的酸性:對于同一種元素的無機含氧酸來說,該元素的化合價

58、越高,其含氧酸的酸性越___。如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn,R相同時,n值越大,酸性越___。如酸性:H2SO4>H2SO3,HNO3>HNO2,HClO4 >HClO3>HClO2>HClO。,強,強,【思維診斷】(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)以極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是極性分子。(　　)提示:√。像CH4分子以極性鍵結(jié)合,但為非極性分子。,(2)非極性分子中,

59、一定含有非極性共價鍵?！?　　)提示:×。像CO2、CH4等分子屬于非極性分子,但不含非極性共價鍵。,(3)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大。 (　　)提示:×。鹵素單質(zhì)、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大,但鹵化氫中由于HF分子間存在氫鍵,因此在鹵化氫中HF的熔、沸點最高。,(4)乙醇分子和水分子間只存在范德華力。　(　　)提示:

60、×。乙醇分子和水分子間既有范德華力又有氫鍵。(5)碘化氫的沸點高于氯化氫的沸點是因為碘化氫分子間存在氫鍵。　(　　)提示:×。碘化氫的沸點高于氯化氫的沸點是因為碘化氫分子間的范德華力強,碘化氫分子間不存在氫鍵。,(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵。　(　　)提示:×。H2O比H2S穩(wěn)定是因為氧氫鍵比硫氫鍵鍵長短,鍵能大,共價鍵更強。,【高考命題探究】【模擬母題示例】(2017·

61、煙臺模擬)請回答下列問題:(1)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝,并有保護神經(jīng)系統(tǒng)的作用,該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示:,以下關(guān)于維生素B1的說法正確的是________。a.只含σ鍵和π鍵b.既有共價鍵又有離子鍵c.該物質(zhì)的熔點可能高于NaCld.既含有極性鍵又含有非極性鍵(2)維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間的作用力有________。,a.離子鍵、共價鍵b.離子鍵、氫鍵、共價鍵c.氫鍵、范德華力d.離子鍵、

62、氫鍵、范德華力(3)維生素B1燃燒可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物質(zhì),這些物質(zhì)中屬于非極性分子的化合物有________。氨氣極易溶于水,其原因是_________。,(4)液氨常被用作制冷劑,若不斷地升高溫度,實現(xiàn)“液氨 氨氣 氮氣和氫氣 氮原子和氫原子“的變化,在變化的各階段被破壞的粒子間的相互作用是①________;②極性鍵;③________。,【解析】(1)由結(jié)構(gòu)簡式知,維生素

63、B1中含有Cl-及另一種有機離子,存在離子鍵,其他原子之間形成共價鍵,故a錯誤、b正確;與氯化鈉晶體相比,維生素B1中的陽離子比Na+半徑大,晶格能小,熔點不可能高于NaCl,故c錯誤;維生素B1中碳碳鍵為非極性鍵,氮氫鍵、氧氫鍵、碳?xì)滏I等為極性鍵,故d正確。,(2)晶體溶于水的過程會電離出Cl-等,故需要克服離子鍵,維生素B1分子間存在氫鍵、范德華力,故d正確。(3)N2為單質(zhì),另外五種化合物中屬于非極性分子的是CO2。NH3極易溶

64、于水,是因為NH3和水均為極性分子,NH3溶于水后,NH3與水之間可形成氫鍵,NH3可與水反應(yīng)。(4)液氨汽化破壞了分子間作用力,包括氫鍵和范德華力;氨氣分解生成N2和H2,破壞了氮氫極性鍵;N2、H2生成氮原子和氫原子,破壞了非極性鍵。,答案:(1)bd　(2)d　(3)CO2　氨氣分子為極性分子,易溶于極性溶劑水中,氨氣分子與水分子間易形成氫鍵,氨氣可與水反應(yīng)(4)氫鍵、范德華力　非極性鍵,【高考模擬預(yù)測】(2017·

65、;南陽模擬)硼(B)及其化合物在化學(xué)中有重要的地位。請回答下列問題:(1)Ga與B同主族,Ga的基態(tài)原子核外電子排布式為___ _____,B與同周期相鄰兩元素第一電離能由大到小的順序是________。,(2)硼酸(H3BO3)是白色片狀晶體(層狀結(jié)構(gòu)如圖1),有滑膩感,在冷水中溶解度很小,加熱時溶解度增大。①硼酸中硼原子的雜化軌道類型為________。②硼酸晶體中存在的作用力有范德華力和__________________

66、__、________。③加熱時,硼酸的溶解度增大,主要原因是_________。,④硼酸與水作用時,硼原子與水電離產(chǎn)生的OH-以配位鍵結(jié)合形成Y-,導(dǎo)致溶液中c(H+)>c(OH-),Y-中的配位鍵可以表示為________。(3)硼酸與氫氧化鈉反應(yīng)后,將溶液蒸發(fā)結(jié)晶,可以得到硼砂。硼砂陰離子Xm-(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖2所示,Xm-內(nèi)部________(填“有”或“沒有”)配位鍵,判斷的理由是_______

67、___________________。,【解析】(1)Ga與B同主族,處于第4周期ⅢA族,核外電子數(shù)為5+8+18=31,根據(jù)核外電子在原子軌道上的排布順序知其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1,同周期從,左到右第一電離能增大,但是第ⅡA和第ⅢA族、第ⅤA和第ⅥA族反常,故第一電離能:C>Be>B。(2)①由圖可知,硼原子形成3個B—Oσ鍵,沒有

68、孤對電子,硼原子雜化軌道數(shù)目為3,硼原子采取sp2雜化方式;②由硼酸晶體結(jié)構(gòu)可知,層內(nèi)分子中O與B、H之間形成共價鍵,分子間H、O之間形成氫鍵,層與層之間為范德華力;,③加熱破壞了硼酸分子之間的氫鍵,硼酸分子與水分子之間形成氫鍵,加熱時,硼酸的溶解度增大;④硼酸中硼原子屬于缺電子原子,在水溶液中可以結(jié)合水電離出的氫氧根, 硼酸與水作用,B(OH)3+H2O [ ]-+H+,Y-中的配位鍵可以表示為[

69、 ]-,氧元素提供孤對電子給硼元素(O→B)。,(3)硼原子最外層只有三個價電子,4號B形成4個鍵,則硼原子為sp3雜化;B一般是形成3個鍵,4號B形成4個鍵,其中1個鍵很可能就是配位鍵,配位鍵存在4號與5號之間。,答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)　 C>Be>B(2)①sp2 ②共價鍵　氫鍵③加熱破壞了硼酸分子之間的氫鍵,硼酸分子與水分子