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《选修3》练习三

——分子结构与性质

【主要知识点】

1．共价键的键参数及类型

2．与分子结构有关的三种理论

(1)杂化轨道理论

基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。

(2)价层电子对互斥理论

①基本观点：分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。

②价电子对数的计算

价层电子对数＝形成σ键的电子对数＋中心原子的孤对电子对数

③价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用。

价层电子对数目

中心原子的杂电子对的空间形成σ化轨道类型

构型（VSEPR键的电孤电子对数

分子的空间模型）

子对数

构型

实例

2 sp 直线形

2 0 直线形

CO2、C2H2

3 0 三角形

BF3、SO3

3 sp2

三角形

2 1 V形

SnCl2、PbCl2

CH4 0 正四面体

4、SO24－、

CCl4、NH＋4

4 sp3

四面体

3 1 三角锥形

NH3、PH3

2 2 V形

H2O、H2S (3)等电子原理

①基本观点：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。

②实例：SO24－、PO34－为等电子体，其中心原子均采用sp3杂化，离子构型均为正四面体形。

3．分子的极性。

正电中心和负电中心重合的分子为非极性分子，不重合的为极性分子。一般的判断方法是：①只含非极性键的分子为非极性分子。②对于ABn型分子，若中心原子无孤对电子对或呈最高正价，则为非极性分子，如CO2、CH4。否则为极性分子。

4.三种作用力及对物质性质的影响

范德华力

氢键

共价键

作用粒子

分子

H与N、O、F原子(分子内、分子间) 原子

特征

无方向性、无饱和性

有方向性、有饱和性

有方向性、有饱和性

强度比较

共价键>氢键>范德华力

①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大

成键原子半径影响强度的因素

②组成和结构相似的物形成氢键元素的电负性

越小，键长越质，相对分子质量越大，短，键能越大，分子间作用力越大

共价键越稳定

①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质

分子间氢键的存在，使①影响分子的②组成和结构相似的物物质的熔沸点升高，在稳定性

对物质性质的影响

质，随相对分子质量的增水中的溶解度增大，如②共价键键能大，物质的熔沸点逐渐升熔沸点：H2O>H2S，越大，分子稳高，如F2HCl，NH3>PH3

定性越强

CF4

【知识点反馈】

1．共价键与分子的空间结构

(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

(2)CS2分子中，共价键的类型有____________，C原子的杂化轨道类型是________，写出与CS2互为等电子体的分子和离子

。

(3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物，该化合物的立体构型为________________，中心原子的杂化轨道类型为________。

(4)化合物Cl2O的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________。

(5)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。

图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。图乙中，1号C的杂化方式是____________。

(6)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物，则NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化方式是________。

(7)乙酸中C原子的杂化方式为

，1mol乙酸分子中含有σ键的数目为

。

(8)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用____________杂化，空间构型为

，和它互为等电子体的分子为

，离子为

。

(9)I＋3属于多卤素阳离子，和它互为等电子体的粒子为

，I＋3的空间构型为________，中心原子杂化类型为________。

(10)①S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是______________。

②H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)；气态SeO3分子的立体构型为________。SO42-离子的立体构型为______________。

2．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、PH3、P4、CHCl3分子中：

⑴以极性键结合的非极性分子是

；

⑵以极性键相结合，具有三角锥结构的极性分子是

；

⑶以非极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是

；

⑷以极性键相结合，具有角形结构的极性分子是

；

⑸以极性键相结合，而且分子极性最大的是

。

3．解释有关现象。

⑴F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点由小到大的顺序是

，原因是

。

⑵HF、HCl、HBr、HI的熔沸点由大到小的顺序是

，原因是

。

⑶氯气在水中的溶解度远远小于在四氯化碳中的溶解度，原因是

。

⑷氨气极易溶于水原因之一与氢键有关。用“X－H…Y”形式表示氨水中存在的所有可能的氢键，并指出哪些可能导致氨气溶解度增大：

。

⑸“氨气易液化”说明氨气的沸点在气体中比较_____（填“高”或“低”），其原因是

。

⑹甲醇极易溶于水，原因是

。

⑺HF、HCl、HBr、HI的热稳定性

（“依次增强”或“依次减弱”），从共价键参数的角度解释

。4．配位键与配位化合物

(1)K＋、Fe3＋、F－三种离子组成的化合物K3FeF6，其中化学键的类型有________________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为______，配体是______。

(2)锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为________。

(3)若BCl3与XYm通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是________。

(4)可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。

(5)Cu2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是______。

(6)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1molNH4BF4含有________mol配位键。

5．

PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大，请回答下列问题：

⑴PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，还是四面体结构

。

⑵请在下面的方框内画出这两种固体分子的几何构型图：

淡黄色固体的分子构型

黄绿色固体的分子构型

⑶淡黄色固体物质是由

分子组成，黄绿色固体物质是由

分子组成（填“极性分子”或“非极性分子”）

⑷黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，其原因是什么？

。

6．配位化学创始人维尔纳（Werner）发现，将物质的量均为1mol的CoCl3·6NH3（黄色）、CoCl3·5NH3（紫红色）、CoCl3·4NH3（绿色）和CoCl3·4NH3（紫色）四种配合物分别溶于水，加足量硝酸银溶液，产生的氯化银分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。

（1）请根据实验事实，用配合物的形式写出下列物质的化学式。

CoCl3·6NH3：______、CoCl3·5NH3：_____、CoCl3·4NH3（绿色和紫色）：_______。

（2）后两种物质相互间的关系可称为_____________________________。

（3）上述配合物中，中心离子的配位数都是________。