(全国通用版)2020版高考化学大一轮复习 第十一章 物质结构与性质 第2讲 分子结构与性质学案

2019年

D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确；由O—O键、O==O键的键能知，B项错误；C—H键的键长大于N—H键的键长，但是N—H键的键能反而较小，C项错误；由C—H、N—H的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。

答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于 题组三 等电子原理的应用

5．原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________。

(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有________、________。

解析 (1)仅由第二周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子中，如：N2与CO电子总数均为14个电子，N2O与CO2电子总数均为22个电子。

(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO2为三原子，各原子最外层电子数之和为5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。 答案 (1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3 【归纳总结】

记忆等电子体，推测等电子体的性质 (1)常见的等电子体汇总

微粒 CO2、CNS、NO2、N3 CO3、NO3、SO3 SO2、O3、NO2 SO4、PO4 PO3、SO3、ClO3 CO、N2 CH4、NH4 ＋3－2－－2－3－－2－－－＋－－

－

通式 AX2 AX3 AX2 AX4 AX3 AX AX4 价电子总数 16e 24e 18e 32e 26e 10e 8e －－－－－－－立体构型 直线形 平面三角形 V形 正四面体形 三角锥形 直线形 正四面体形 (2)根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体构型，并推测其物理性质。

①(BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体；②硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料；③白锡(βSn2)与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；④SiCl4、SiO4、SO4的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，都形成正四面体形；⑤CO2、COS均

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为直线形结构；SO3、CO3为平面正三角形结构；NF3、PCl3均为三角锥形结构。 特别提醒 等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。

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考点二 分子的立体结构

(频数：★★☆ 难度：★★☆)

1．价层电子对互斥理论 (1)理论要点

①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。 ②孤对电子的排斥力较大，孤对电子越多，排斥力越强，键角越小。 (2)价层电子对互斥理论与分子构型。

价电子 成键数 对数 2 3 2 4 4 3 2 2.杂化轨道理论

(1)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)杂化轨道的三种类型与分子空间结构

杂化类型 sp sp sp 3.配位键和配合物

(1)配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。

(2)配位键的表示方法：如A→B：A表示提供孤对电子的原子，B表示接受孤对电子的原子。

32电子对空 孤对电子数 间构型 2 3 0 0 三角形 1 0 1 2 四面体形 直线形 分子空 实例 间构型 直线形 三角形 V形 正四面体形 三角锥形 V形 CO2 BF3 SO2 CH4 NH3 H2O 杂化轨道数目 2 3 4 杂化轨道间夹角 180° 120° 109.5° 空间构型 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 BeCl2 BF3 CH4 2019年

(3)配位化合物 ①组成。

②形成条件。

1．基础知识判断正误

(1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子。( )

(2)分子中中心原子若通过sp杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构。( ) (3)NH3分子为三角锥形，氮原子发生sp杂化。( )

(4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp杂化。( )

解析 (1)杂化轨道的数目应根据σ键和孤对电子数进行确定，与π键无关。(2)像H2O和NH3分子中心原子均为sp杂化，但分子并不是正四面体结构。(3)NH3分子中氮原子为sp杂化。(4)分子构型为平面三角形，则说明分子中中心原子不存在孤对电子，中心原子均为sp杂化。 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ 2．(RJ选修3·P576改编)填表

CCl4 NH3 H2O 3

3

2

3

3

2

2

3

孤电子对数 3

杂化类型 分子构型 答案 0 sp 正四面体 1 sp 三角锥形 2 sp 角形或V形

3．(溯源题)(1)[2016·全国卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。

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(2)[2016·全国卷Ⅰ，37(5)]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________。

(3)(2015·课标Ⅰ，37节选)CS2分子中C原子的杂化轨道类型是________，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________。

(4)(2014·课标Ⅰ，37节选)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________。

答案 (1)三角锥形 sp (2)sp 共价键 (3)sp CO2、SCN等 (4)sp、sp

探源：本高考题组源于教材RJ选修3 P41表2－6，是对价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的考查。

题组一 价层电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用

1．(2018·衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( ) A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120° C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子

解析 A．SO2是V形分子；CS2、HI是直线形的分子，错误；B.BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。 答案 C

2．(2017·青岛模拟)为了解释和预测分子的空间构型，科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。 (1)利用VSEPR理论推断PO4的VSEPR模型是________。

(2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：

3－

－

3

2

3

3

甲：__________________________________________________；

乙：

__________________________________________________。