知识讲解 分子结构与性质全章复习与巩固 基础

《分子结构与性质》全章复习与巩固编稿：宋杰审稿:张灿丽【学习目标】1、了解物质中存在的作用及强弱判断；2、学会用价键理论预测和判断分子的空间构型；3、掌握配合物的结构和组成判断；4、理解分子性质的预测和判断方法。

【知识络】【要点梳理】要点一、共价键与分子间作用力的本质及对物质性质的影响1、共价键的类型和成键方式【注意】①s—sσ键没有方向性。

②通常情况下σ键比π键稳定，但N2分子中π键比σ键稳定。

2、共价键与分子间作用力的比较【注意】①氢键不是化学键（原因：氢键是分子间一种较弱的作用力）。

②共价键影响结构特殊的物质（如原子晶体，后面将学到）的物理性质。

③化学键和分子间作用力都是电性作用。

要点二、分子空间构型的判断【注意】当中心原子上没有孤电子对时，杂化轨道理论和价层电子对互斥理论对分子空间构型的预测结论一致。

要点三、分子的性质1、分子类型与分子极性、空间构型、共价键类型的关系222AB3正三角（对称）形 120°极性键非极性分子 BF3、SO3等AB3三角锥（不对称）形＜120°极性键极性分子 NH3、PCl4等AB4正四面体（对称）形 109°28′极性键非极性分子 CH4、CCl4等【注意】①由成键原子的类型判断键的极性，由分子空间构型的对称性判断分子的极性。

②极性分子中一定有极性键，可能有非极性键（H2O2）；非极性分子中不一定有非极性键（CH4）；只含非极性键的分子一定是非极性分子。

③“相似相溶规律”：具有相同极性或结构相似的溶质和溶剂，溶质在溶剂中的溶解性较大。

2、手性碳原子、手性异构体与手性分子①手性碳原子：连接四个不同原子或基团的碳原子，称为手性碳原子，常用*C表示。

如。

②手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。

③手性分子：含有手性异构体的分子叫做手性分子。

3、无机含氧酸分子的酸性对于同一种元素的不同含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。

例如：酸性HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，H2SO3＜H2SO4等。

将含氧酸的化学式写成(HO)m RO n的形式，则n越大，含氧酸的酸性越强。

要点四、配合物理论【典型例题】类型一、共价键类型的判断例1、1 mol CO2中含有的σ键数目为________。

【思路点拨】1个单键 1个双键 1个三键σ键数目 1 1 1 π键数目 012【答案】2×6.02×1023个（或2 mo1）【解析】1个CO2分子内含有2个碳氧双键，1个双键中含有1个σ键和1个π键，则1 mol CO2中含有2 molσ键。

【总结升华】关于共价键的判断，首先要分析成键两原子电负性。

当成键两原子电负性较大时，开成的键为离子键；当成键两种非金属原子电负性相同时，成键为非极性共价键；只有两原子电负性差别不大时才会形成极性共价键。

举一反三：【变式1】 CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。

以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应：下列有关三聚氰酸的说法正确的是（）A．分子式为C3H6N3O3B．分子中既含极性键，又含非极性键C．属于共价化合物D．生成该物质的上述反应为中和反应【答案】C【解析】三聚氰酸的分子式应为C3H3N3O3，A项错误；三聚氰酸分子中只含有极性共价键，属于共价化合物，则B项错误，C项正确；中和反应是酸和碱反应生成盐和水的反应，题中反应不符合此概念，D项错误。

类型二、判断分子或离子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型例2、（1）H2Se的酸性比H2S________（填“强”或“弱”）。

气态SeO3分子的立体构型为________，SO32－离子的立体构型为________。

（2）NO3－的空间构型是________（用文字描述）。

（3）在BF3分子中，F—B—F的键角是______，B原子的杂化轨道类型为______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体构型为________。

【思路点拨】【答案】（1）强平面三角形三角锥形（2）平面三角形（3）120° sp2正四面体【解析】（1）SeO3中Se上的价层电子对数=12(6－3×2)+3=3（σ键电子对数为3，孤电子对数为0），SO32－中S上的价层电子对数=12(6+2－3×2)+3=4（σ键电子对数为3，孤电子对数为1），由价层电子对互斥理论可判断出SeO3、SO32－的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。

（2）NO3－中N原子上的价层电子对数=12(5+1－3×2)+3=3，与NO3－中σ键电子对数相等，说明NO3－中N原子上无孤电子对，因此NO3－的空间构型为平面三角形。

（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=12(3－3×1)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，F—B—F的键角是120°，B原子的杂化轨道类型为sp2杂化；在BF4－中心原子上的孤电子对数=12(3+1－4×1)=0，所以BF4－的立体构型为正四面体。

【总结升华】判断分子的立体结构，经常用到价层电子对互斥理论以及杂化轨道理论。

在本题中，需要准确求算出分子或离子中的中心原子价层电子数，这是解答这一类题目的关键。

然后再根据几个模型就能以解答微粒的构型。

举一反三：【变式1】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4∶3，Z原子比X原子的核外电子数多4。

下列说法正确的是（）A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z＞Y＞WB．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W＞X＞Y＞Z C．Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体D．WY2分子中盯键与百键的数目之比是2∶1 【答案】C【解析】本题考查元素周期表、元素周期律、分子结构以及学生的分析推理能力。

由题意可知：W为碳，X为铝，Z为氯，Y为硅、磷或硫。

A项，若Y为硅，因同主族从上到下电负性依次减小，故电负性Y（硅）＜W（碳）；B项，原子半径大小顺序为X ＞Y＞Z＞W；C项，若Y为硅，与Z形成四氯化硅，其空间构型为正四面体，正确；D 项，若Y为硫，与W形成CS2，则分子中σ键与π键的数目之比为1∶1。

【变式2】氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。

（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________。

氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为________。

（2）根据等电子体原理，在NO2+中氮原子轨道杂化类型是________；1 mol O22+中含有的π键数目为________个。

（3）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。

Cr3+基态核外电子排布式为________。

（4）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________。

A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2（5）O2分子是否为极性分子？________。

【答案】（1）F＞N＞O V形（2）sp 2N A（3）1s22s22p63s23p63d3（4）C （5）是【解析】（1）由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素（大于氮元素的“左邻右舍”），小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。

（2）根据等电子体原理，NO2+与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO2+中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O22+与M（其中有一个σ键和两个π键）互为等电子体，因此O22+中有2个π键。

（5）（6）可根据价层电子对互斥理论分析，SO2与O3分子的结构最相似，且都是极性分子。

类型三、分子的性质例3、氧是地壳中含量最多的元素。

（1）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________。

的沸点比高，原因是________。

（2）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用________杂化。

H3O+中H—O—H 键角比H2O中H—O—H键角大，原因为________。

【思路点拨】掌握常见的极性分子和非极性分子；清楚氢键是一种较强的分子间作用力，影响物质的熔点、沸点和溶解性等物理性质。

【答案】（1）O—H键、氢键、范德华力形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大（2）sp3 H2O中O原子有2对孤对电子，H3O+中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小【解析】（1）O—H键为化学键，是相邻原子间强烈的相互作用，而范德华力为分子间微弱的作用力，氢键稍强于范德华力，但远远弱于化学键。

中存在分子间氢键。

而中存在分子内氢键，导致前者沸点较高。

（2）H3O+的电子式为，其中O原子采用sp3杂化，中心原子O只有一对孤对电子，而H2O分子中的O原子有两对孤对电子，从而导致H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。

【总结升华】A、共价键对物质性质的影响：主要影响物质的化学性质。

共价键越强，分子越稳定，化学性质越不活泼。

B、分子间作用力（包含范德华力及氢键）对物质性质的影响：影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质；作用力越强、熔沸点越高。

C、对于同一种元素的不同含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强；将含氧酸的化学式写成(HO)m RO n的形式，则n越大，含氧酸的酸性越强。

举一反三：【变式1】（2016 开封期末）下列现象不能用“相似相溶”解释的是（）A．氯化氢易溶于水 B．氯气易溶于NaOH溶液C．碘易溶于CCl4 D．碘难溶于水【答案】B【解析】A．氯化氢和水分子均是极性分子，根据相似相溶原理：极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂可以判断，故A错误；B．氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液，不符合相似相溶原理，故B正确；C．碘和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理知，碘易溶于四氯化碳，故C错误；D．碘是非极性的分子，水是极性分子，非极性的分子难溶于极性分子组成的溶剂，故D错误。

故选B。

【变式2】H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，如为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：________。

②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：________。

【答案】①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。