1、高三化学一轮复习第3单元分子空间结构与物质性质第三单元分子空间结构与物质性质考纲定位考情播报1.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。2了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用。3了解极性分子和非极性分子及其性质的差异。4了解简单配合物的成键情况和组成结构。考点1| 分子的空间构型基础知识自查1杂化轨道理论(1)杂化图式sp3杂化(以CH4为例)sp2杂化(以BF3为例)sp杂化(以BeCl2为例)(2)分子空间构型与杂化关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2
2、180直线形BeCl2、CO2sp23120平面三角形CO、BF3、SO3sp34109.5正四面体CH4、CCl4、NH(3)规律：杂化轨道形成键和容纳孤电子对，未杂化轨道可以形成键。2.价电子对互斥模型(1)价电子对数与价电子对构型价电子对数电子对空间构型分子空间构型实例2直线形直线形CO23三角形平面三角形BF3V形SO24四面体正四面体型CH4三角锥型NH3V形H2O说明：价电子对数成键电子对数孤电子对数(2)对ABm型分子价电子对数(n)的计算n(说明：中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。)(3)价
3、电子对的几何构型与分子空间构型的关系无孤电子对，二者相同。有孤电子时，二者不同，分子构型为省略孤电子对的剩余构型。(4)价电子对之间斥力的大小顺序孤电子对与孤电子对间斥力孤电子对与成键电子对间斥力成键电子对与成键电子对斥力。即孤电子对越多，成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH4、NH3、H2O分子中键角依次减小。3等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH等。应用体验1填表物质中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子空间构型中心原子杂化类型CS2HCHONCl3
4、SOH3O提示02直线形直线形sp03平面三角形平面三角形sp214四面体形三角锥型sp304正四面体型正四面体型sp314四面体形三角锥型sp32写出与CCl4互为等电子体的分子或离子有_。提示SiCl4、CBr4、SO、CF4等考点多维探究角度1推测分子或离子的空间构型和中心原子的杂化类型1指出下列分子或离子的空间构型和中心原子的杂化类型 【导学号：37742322】(1)H2S_，CO2_，PH3_，PCl3_，BF3_，HCN_，HCHO_，SO2_，SiH4_。(2)NH_，NO_，SO_，SO_，ClO_，ClO_，SiO_。答案(1)V形、sp3直线形、sp三角锥型、sp3三角锥
5、型、sp3平面三角形、sp2直线形、sp平面三角形、sp2V形、sp2正四面体型、sp3(2)正四面体型、sp3V形、sp2正四面体型、sp3三角锥型、sp3三角锥型、sp3正四面体型、sp3平面三角形、sp22(1)(2016全国乙卷)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。(2)(2016全国甲卷)Ni(NH3)6SO4中阴离子的空间构型是_，NH3中心原子的杂化类型是_。(3)(2016全国丙卷)AsCl3分子的空间构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。(4)(2016江苏高考)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是_。解析(1)Ge单晶为金刚
6、石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为sp3，因此Ge原子的杂化方式也为sp3。微粒之间存在的作用力为共价键。(2)SO中，S原子的价层电子对数为4，成键电子对数为4，故SO的空间构型为正四面体。NH3分子中，N原子形成3个键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp3。(3)As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个AsCl键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的空间构型为三角锥型。(4)根据HOCH2CN的结构简式为可知，“CH2”中的C原子形成4个键，该碳原子采取sp3杂化；“CN”中的C原子形成
7、1个键、2个键，该碳原子采取sp杂化。答案(1)sp3共价键(2)正四面体sp3(3)三角锥型sp3(4)sp3和sp3(1)(2015江苏高考)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_。(2)(2014海南高考)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。(3)(2014江苏高考)醛基中碳原子的轨道杂化类型是_；1 mol乙醛分子中含有的键的数目为_。(4)(2014四川高考) 中碳原子的杂化轨道类型有_。(5) 中C、O、N的杂化类型分别为_、_、_。解析(1)CH3COOH中，甲基中C原子与其他原子形成4个键，故C原子采取sp3杂化；而羧基中C原子形成3个键和1个键，故C原
8、子采取的是sp2杂化。(2)金刚石中C形成4个键，属于sp3杂化；石墨烯中C形成3个键且无孤电子对，属于sp2杂化。(3) 中C形成3个键，属于sp2杂化，1 mol中有键6NA。(4)分子中CH3和CH2中的C原子都采用sp3杂化，碳碳双键中的C原子采用sp2杂化。(5)根据C、N、O成键数和孤电子对数确定杂化类型。答案(1)sp3和sp2(2)sp3sp2(3)sp26NA(或6 mol)(4)sp3、sp2(5)sp2sp3sp3判断中心原子杂化轨道类型的两种方法(1)利用价层电子对数确定三种杂化类型2对sp杂化，3对sp2杂化，4对sp3杂化。(2)根据键数与孤电子对数含C有机物：2个
9、sp,3个sp2,4个sp3含N化合物：2个sp2,3个sp3含O(S)化合物：2个sp3角度2分子或粒子中键角的大小比较4比较下列分子或离子中键角大小。(1)H2O_H3O，NH3_NH。(2)H2O_H2S，NH3_PH3。(3)SO3_CCl4，CS2_SO2。解析(1)H2O与H3O，NH3与NH的中心原子均采用sp3杂化，孤电子对越多，斥力越大，键角越小。(2)H2O与H2S，NH3与PH3中键长不同，键长越长，斥力越小，键角越小。(3)杂化不同，键角不同。答案(1)(3)5(2014山东高考节选)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，
10、其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。 【导学号：37742323】(1)图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。(2)图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“”“sp2sp3。角度3等电子原理及其应用6(1)(2015全国卷)写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_。(2)根据等电子原理，仅由第2周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。(3)在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有_、_。(4)(2015江苏高考)与H2O互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)，阴离子为_。(5)(2014江苏高考)与OH互为等电子
11、体的一种分子为_(填化学式)。(6)与SO3互为等电子体的阴离子为_。(7)与N2互为等电子体的分子是_，阴离子是_，阳离子是_。答案(1)CO2、SCN(或COS等)(2)N2CON2OCO2(3)SO2O3(4)H2FNH(5)HF(6)CO或NO(7)COCN或CNO常见的等电子体汇总微粒通式价电子总数空间构型CO2、CNS、NO、NAX216直线形CO、NO、SO3AX324平面三角形SO2、O3、NOAX218V形CCl4、SO、PO、ClOAX432正四面体型PO、SO、ClOAX326三角锥型C、CO、N2、CNAX10直线形CH4、NH、SiH4AX48正四面体型NH3、PH3
12、、H3OAX38三角锥型考点2| 配合物和分子的性质基础知识自查1配位键与配位化合物(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)配位键电子对给予接受键配位键的形成：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。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NH可表示为，在NH中，虽然有一个NH键形成过程与其他3个NH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)配合物的组成如Cu(NH3)4SO4配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。2分子的性质(1)分
13、子的极性(2)分子溶解性“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。若能形成氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解度，如SO2、NO2。(3)分子的手性手性异构：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。手性分子：具有手性碳原子的分子。手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。(4)无
14、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ROH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：HClOHClO2HClO3NH，所以NH3中共用电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。(2)Cu2中存在空轨道，而OH中O原子有孤电子对，故O与Cu之间以配位键结合。(3)键的数目为：(482)NA14NA。答案(1)N、F、H三种元素的电负性：FNH，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2形成配位键(2)(3)离子键、共价键、配位键、氢键14N
15、A2(2016全国甲卷)在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)。解析Ni(NH3)62中，由于Ni2具有空轨道，而NH3中N原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。由于NH3分子间可形成氢键，故NH3的沸点高于PH3。NH3分子中，N原子形成3个键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp3，空间构型为三角锥型。由于空间结构不对称，NH3属于极性分子。答案配位键、N高于、NH3分子间可形成氢键、极性3(2017昭通模拟)配位化学创始人维尔纳发
16、现，取CoCl36NH3(黄色)、CoCl35NH3(紫红色)、CoCl34NH3(绿色)和CoCl34NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为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它们的化学式。CoCl36NH3：_，CoCl35NH3：_，CoCl34NH3(绿色和紫色)：_。(2)CoCl34NH3(绿色)和CoCl34NH3(紫色)的组成相同而颜色不同的原因是_。(3)上述配合物中，中心离子的配位数都是_。解析沉淀量为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol，可知四种配合物
17、中能电离出来的Cl即外界Cl分别有3、2、1、1个，故它们的化学式分别Co(NH3)6Cl3，Co(NH3)5ClCl2，Co(NH3)4Cl2Cl。答案(1)Co(NH3)6Cl3Co(NH3)5ClCl2Co(NH3)4Cl2Cl(2)它们互为同分异构体(3)6角度2分子的某些性质(极性、溶解性、酸性、手性等)4下列说法不正确的是() 【导学号：37742324】AHClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强B苹果酸含有1个手性碳原子CHCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O分子均形成氢键D以极性键结合的分子不一定是极性分子CHCl与H2O不能形成氢键。5(2
18、017开封模拟)(1)如图所示是H2O2的空间构型，H2O2分子中每个氧原子都是_杂化，H2O2为_(填“极性”或“非极性”)分子。(2)H2S和H2O2的主要物理性质如表所示：熔点/K沸点/K水中的溶解度(标准状况)H2S1872022.6H2O2272423以任意比互溶H2S和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因是_。(3)已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H5IO6()和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：H5IO6_HIO4。(填“”“”或“”)解析(1)H2O2的空间不对称，正、负电荷中心不重合，为极性分子。(2)H2O2分子间易形成氢
19、键又能与H2O分子间形成氢键，故H2O2沸点较高，易溶于水。(3)HIO4比H5IO6非羟基氧多，酸性强。答案(1)sp3极性(2)H2O2分子间存在氢键，溶于水后也可与H2O形成氢键(3)(1)共价键的极性与分子极性的关系 (2)判断ABn型分子极性的经验规律若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。如SO2为极性分子，SO3为非极性分子。课堂小结反馈达标11全新理念探究高考明确考向1一组判断，展示高考易误点(1)(2015浙江高考)关于下列分子的说法请判断正误A既有键又有键()BOH键的极性强于CH键的极性()C是非极性分子()D该物质的分子
20、之间不能形成氢键，但它可以与水分子形成氢键()E1 mol 该分子有27NA个键()F该分子易溶于水()G该分子中碳原子的杂化类型有sp、sp2、sp3三种杂化方式()H分子中的氧原子采取sp3杂化()(2) 为手性分子。 ()(3)H2O、NH3、CH4中的中心原子均采用sp3杂化，键角相同。 ()(4)乙醇比乙醛的沸点高的原因是乙醇的相对分子质量较大。 ()(5)同主族从上到下，气态氢化物的沸点依次升高。 ()(6)BCl3与NCl3均为三角锥型，为极性分子。 ()提示(1)ABCDEFGH(2)(3)(4)(5)(6)2一题串知，覆盖高考考什么 2014全国卷 周期表前四周期的元素a、b
21、、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)b2中含有_个键_个键，b2H4的结构式为_。考查共价键类型与特征(2)b、c、d的简单气态氢化物的空间构型为_、_、_，其中心原子的杂化方式为_、_、_。考查价层电子对互斥理论和杂化轨道类型(3)a和其他元素形成的二元化合物分子中既含极性键又含非极性键的化合物有_(写出两种化学式)。考查共价键的分类(4)d元素能形成两种典型的含氧酸，其酸性大小如何？_(填分子式)。考查含氧酸的酸性(5)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸
