第三节 分子结构与物质的性质
第一课时 共价键的极性
2.键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要的影响。
例如,羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机
共价键的极性 酸,羧基可电离出 H+而呈酸性。羧酸的酸性可
1.键的极性和分子的极性 用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧
(1)键的极性 酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关,如下
表所示。
分类 极性共价键 非极性共价键
成键原子 元素的原子 元素的原子 不同羧酸的pKa
电子对 发生偏移 不发生偏移 羧酸 pKa
成键原子 一个原子呈正电性(δ+) 丙酸( )
呈电中性 C2H5COOH 4.88
的电性 一个原子呈负电性(δ-) 乙酸(CH3COOH) 4.76
() 甲酸( )极性分子和非极性分子 HCOOH 3.75 2
氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
三氟乙酸(CF3COOH) 0.23
(3)键的极性与分子极性之间的关系
①只含非极性键的分子一定是 1.分子的极性与键的极性和分子空间结构
分子。 的关系
②含有极性键的分子,如果分子中各个键的
分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子
极性的向量和等于零,则为 分子,否则
双原子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2 等
为 分子。 分子 AB 直线(不对称) 极性 CO、HF等
③极性分子中一定有极性键,非极性分子中 ( ) CO2、CS2、直线 对称 非极性
三原子 BeCl2 等
不一定含有非极性键。例如CH 是非极性分 AB24 分子 H2O、H2S、
V形(不对称) 极性
子,只含有极性键。含有非极性键的分子不一定 SO2 等
平面三角形 BF3、BCl3、
为非极性分子,如 H2O2 是含有非极性键的极性 非极性四原子 极性键 (对称) SO3 等
AB3
分子 、 、
分子。 NH3 PCl3三角锥形 极性
NF3 等
【特别提醒】 正四面体形 CH4、
AB4 非极性
五原子 (对称) SiF4 等
键的极性只取决于成键原子的元素种类或
分子 四面体形
ABnC4-n 极性 CH2Cl2 等
电负性的差异,与其他因素无关。 (不对称)
·49·
2.分子极性的判断方法 (2)H2O2 分子中正电、负电中心是否重合
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子 H2O2 属于极性分子还是非极性分子
分子大多是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子都是极性分
子。如 HCl、HF、HBr。
(3)含有极性键的多原子分子,空间结构对
称的是非极性分子,空间结构不对称的是极性
分子。
(4)判断ABn型分子极性的经验规律: 【典例1】 用一带静电的有机玻璃棒分别靠
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该 近A、B两种纯液体流,现象如图所示,下列关于
元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等, A、B两种液体分子的极性判断正确的是 ( )
则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;
若无孤电子对,则为非极性分子。
如CS2、BF3、SO3、CH4 为非极性分子;H2S、
SO2、NH3、PCl3 为极性分子。
【深度思考】 A.A是极性分子,B是非极性分子
1.为什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱 B.A是非极性分子,B是极性分子
C.A、B都是极性分子
D.A、B都是非极性分子
变式1:X、Y两种元素可组成下列物质,这
些物质的分子肯定有极性的是 ( )
2.分子的极性与键的极性和分子空间结构 A.XY4 B.XY3 C.XY D.XY2
的关系 【典例2】 徐光宪在《分子共和国》一书中介
已知 H2O2 的分子空间结构可在二面角中 绍 了 许 多 明 星 分 子,如 H2O2、CO2、BF3、
表示,如图所示: CH3COOH等。下列说法中正确的是 ( )
A.H2O2 分子为直线形的非极性分子
B.CO2 分子为由极性共价键构成的非极性
分子
(1)分 析 H2O2 分 子 中 共 价 键 的 种 类 有 C.BF3 分子中的B原子最外层满足8电子
哪些 稳定结构
D.CH3COOH 分子中 C原子均采取sp2
杂化
变式2:二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶
工业的硫化剂,其分子结构如下图所示。常温下
·50·
S2Cl2 是一种橙黄色的液体,遇水易水解,并产生 C.非极性分子只能是双原子单质分子
能使品红溶液褪色的气体。下列说法中错误的是 D.非极性分子中一定含有非极性共价键
( ) 4.PH3 又称磷化氢,在常温下是一种无色、
有大蒜气味的气体,电石气的杂质中常含有它。
它的结构与NH3 分子结构相似。以下关于PH3
的叙述中正确的是 ( )
A.PH3 是非极性分子
B.PH3 分子中有未成键的电子对
A.S2Cl2 的结构式为Cl—S—S—Cl
C.PH3 是一种强氧化剂
B.S2Cl2 为含有极性键和非极性键的非极
D.PH3 分子中的P—H是非极性键
性分子
5.大多数有机物分子里的碳原子与碳原子
C.S2Br2 与S2Cl2 结构相似,熔、沸点:S2Br2 或碳原子与其他原子相结合的化学键是 ( )
>S2Cl2 A.只有极性键
D.S2Cl2 与 H2O 反应的化学方程式可能 B.只有非极性键
为:2S2Cl2+2H2O SO2↑+3S↓+4HCl C.有极性键或非极性键
D.有离子键
6.下列叙述中不正确的是 ( )
A.卤化氢分子中,卤族元素的非金属性越
1.判断正误,对的在括号内画“√”,错的在 强,共价键的极性越强,稳定性也越强
括号内画“×”。 B.以极性键结合的分子不一定是极性分子
(1)极性分子中不可能含有非极性键。( ) C.可确定A2B或AB2 型分子是极性分子的
(2)一般极性分子中含有极性键。 ( ) 依据是含有极性键且分子构型不对称,分子结构
(3)H2O、CO2、CH4 都是非极性分子。 为键角小于180°的非直线形结构
( ) D.非极性分子中各原子之间都以非极性键
(4)HF的沸点较高,是因为H—F的键能很 结合
大。 ( ) 7.下列说法中正确的是 ( )
2.下列各组物质中,都是由极性键形成的极 ①C2H6 分子中既含极性键又含非极性键
性分子的一组是 ( ) ②由于氨和水分子之间能形成氢键,NH3 分子
A.CH4 和Br2 B.NH3 和 H2O 极易溶于水 ③F2、Cl2、Br2、I2 熔点随相对分子
C.H2S和CCl4 D.CO2 和 HCl 质量增大而升高 ④NCl3、PCl3、CO2、CS2 分子
3.下列有关分子的叙述中正确的是 ( ) 中各原子均达到8e-稳定结构 ⑤原子序数为
A.以非极性键结合起来的双原子分子一定 34号的元素属于长周期的副族元素 ⑥由于非
是非极性分子 金属性:Cl>Br>I,所以酸性:HCl>HBr>HI
B.以极性键结合起来的分子一定是极性 A.①②⑤⑥ B.①②③④
分子 C.①②④⑤ D.③④⑤⑥
·51·
8.(1)BCl3 分子的空间结构为平面三角形,则
BCl3 分子为 (填“极性”或“非极性”,下同)
分子,其分子中的共价键类型为 键。
(2)BF3 的熔点比 BCl (填“高” 1.下列说法中正确的是 ( )3
“低”或“无法确定”)。 A.非极性分子中的原子上一定不含孤电
9.(1)可正确表示原子轨道的是 。 子对
A.2s B.2d B.
平面三角形分子一定是非极性分子
C.二氯甲烷(CHCl
C.3 D.3f 2 2
)分子的中心原子采取
px
sp3 杂化,键角均为() ( 109°28'2 写出基态镓 Ga)原子电子排布式:
D.AB 型分子的中心原子最外层满足8电
。
n
子结构,则ABn不一定是非极性分子
(3)下列物质中,只含有极性键的分子是
2.下列各组分子都属于含有极性键的非极
,既含离子键又含共价键的化合物是 性分子的是 ( )
;只存在σ键的分子是 ,同时 A.CO2、H2S B.C2H4、CH4
存在σ键和π键的分子是 。 C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl
A.N2 B.CO2 C.CH2Cl2 D.C2H4 3.下列关于粒子结构的描述中不正确的是
E.C2H6 F.CaCl2 G.NH4Cl ( )
(4)用“>”“<”或“=”填空: A.H2S和 NH3 均是价电子总数为8的极
第一电离能大小:Mg Al。 性分子
10.现有下列物质:①干冰;②氢氧化钠; B.HS-和 HCl均是含一个极性键的18电
③过氧化氢;④晶体硅;⑤过氧化钠;⑥醋酸钠; 子粒子
⑦溴化铵;⑧氖;⑨碘晶体。请用编号填写下列 C.CH2Cl2 和CCl4 均是正四面体构型的非
空白。 极性分子
(1)只含极性键的物质有 。 D.1 molD
16
2O 中 含 中 子、质 子、电 子 各
() 。 10NA(NA 代表阿伏加德罗常数)2 只含非极性键的物质有
() 下列叙述中正确的是
( )
3 只含极性键和非极性键的物质有
4.
A.以非极性键结合起来的双原子分子一定
。
是非极性分子
(4)只 含 离 子 键 和 极 性 键 的 物 质 有
B.以极性键结合起来的分子一定是极性
。
分子
(5)只含离子键和非极性键的物质有 C.非极性分子只能是双原子单质分子
。 D.非极性分子中一定含有非极性键
(6)既含离子键,又含极性键和非极性键的 5.下列叙述中不正确的是 ( )
物质有 。 A.卤化氢分子中,卤族元素的非金属性越
(7)不含化学键的物质有 。 强,共价键的极性越强,稳定性也越强
B.以极性键结合的分子不一定是极性分子
C.可确定A2B或AB2 型分子是极性分子的
·52·
依据是含有极性键且分子构型不对称,分子结构 9.双氧水是一种医用消毒杀菌剂。已知
为键角小于180°的非直线形结构 H2O2 分子的结构如图所示,H2O2 分子不是直
D.非极性分子中各原子之间都以非极性键 线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸
结合 上,书面夹角为93°52',而两个O—H键与O—O键
6.下列电子式表示的物质中,属于极性分子 的夹角均为96°52'。
的是 ( )
·· ·· ··
A.A+[··B··]- B.··B··B··
·· ·· ··
A
·· ·· 试回答:
C.A· · · · +·B· D.[A·B·A]
·· ·· ·· ··
A (1)H2O2 分子的电子式为 H
· O· O·· · ·H,
·· ··
7.下列化学反应中,既有离子键、极性键、非 结构式为: 。
极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成 (2)H2O2 分子中存在 键和
的是 ( ) 键,为 (填“极性”或“非极性”)分子。
A.2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ (3)H2O2 难溶于CS2,其原因是
B.Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓ + 。
2NH3↑ (4)H2O2 分子中氧元素的化合价为 ,
C.Cl2+H2O HClO+HCl 原因是
△ 。
D.NH4Cl+NaOH NaCl+NH3 ↑
10.有A、B、C、D四种主族元素,原子序数
+H2O
依次增大,A元素原子2p轨道上有2个未成对
8.有A、B、C、D、E五种元素,它们的原子序
电子。B元素原子的 轨道中有3个未成对电
数依次增大,且都小于20。其中D、
p
E是金属元
子,其简单气态氢化物在水中的溶解度在同族元
素;A与E属同一主族,且最外层只有1个电子,
素所形成的氢化物中最大。C的最高化合价和
其中A的原子核内没有中子,E单质与水剧烈反
最低化合价的代数和为4,其最高价氧化物中含
应并伴有一定的燃烧现象;D原子的电子层数与
C的质量分数为40%,且其核内质子数等于中子
最外层电子数相同,且次外层有8个电子;C原
数。D元素原子得一个电子填入3p轨道后,3p
子最外层电子数是次外层电子数的3倍;B原子
轨道为全充满状态。请回答下列问题:
的最外层电子数是奇数,其单质在常温下为难以 (1)AC2 分子中含有 个π键,属于
液化的气体。请推断并回答:
(填“极性”或“非极性”)分子。
(1)A~E的元素符号分别为:A 、B (2)B的简单气态氢化物的立体构型为
、C 、D 、E 。 ,B原子采用 杂化。
(2)B单质的电子式为 。 (3)写出A的常见氧化物与B的氧化物中互
(3)在这五种元素之间能组成具有共价键的三 为等电子体的一组物质: 和 。
原子分子是 ,能形成具有极性键的四原子 (4)C元素的电负性 (填“>”“<”
分子是 ,这两种分子是互相 (填 或“=”)D元素的电负性,用一个化学方程式表
“溶解”或“不溶解”),原因是 示:H2S+Cl2 2HCl+S↓。
。
·53·
第二课时 分子间的作用力
的原子之间的作用力。
(2)表示方法:氢键的通式可用X—H…Y—
表示。式 中 X 和 Y 表 示 ,“—”表
一、范德华力及其对物质性质的影响 示 ,“…”表示 。
1.范德华力 2.氢键的形成条件
(1)实质:电性作用。 (1)要有一个与电负性很强的元素X形成强
(2)大小:范德华力的作用通常比化学键的 极性键的氢原子,如 H2O中的氢原子。
键能小得多,比化学键的键能小 个数 (2)要有一个电负性很强,含有 并
量级。 带有部分电荷的原子Y,如 H2O中的氧原子。
(3)特征:范德华力没有方向性和饱和性,只 (3)X和Y的 要小,这样空间位阻
要分子周围空间允许,当气体分子凝聚时,它总 较小。
是尽可能多地吸引其他分子。 一般来说,能形成氢键的元素有 N、O、F。
() : 所以氢键一般存在于含 — 、 — 、 — 键4 影响因素 主要包括相对分子质量的大 N H H O H F
、 的物质中,或有机化合物中的醇类和羧酸类等物小 分子的空间构型以及分子中电荷分布是否均
。 质中。匀等
氢键的特征
2.范德华力对物质性质的影响
3.
(1)氢键不是化学键,而是特殊的分子间作(1)对物质熔、沸点的影响
用力,其 键 能 比 化 学 键 ,比 范 德 华
①组成和结构相似的物质,相对分子质量越
力
, , 、 。
。
大 范德华力越大 物质的熔 沸点就越高 例如
(2)氢键具有一定的方向性和饱和性
熔、沸点:CF4X—H与Y形成分子间氢键时,氢原子只能
②组成相似且相对分子质量相近的物质,分
与一个Y原子形成氢键,3个原子总是尽可能沿
子电荷分布越不均匀,范德华力越大,其熔、沸点
直线分布,这样可使X与Y尽量远离,使两原子
就越高,如熔、沸点:CO>N2。
间电子云的排斥作用力最小,体系能量最低,形
③在同分异构体中,一般来说,支链数越多,
成的氢键最强、最稳定 (如下图)。
熔、沸点就越低,如沸点:正戊烷>异戊烷>新
戊烷。
(2)对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大,
溶解度越大。
、 4.氢键的类型二 氢键与物质性质
(1) 氢键,如水中,1.氢键的概念及表示方法 O
—H…O—。
(1)概念:氢键是由已经与电负性 (2) 氢键,如 。
的原子形成共价键的 与另一个电负性
·54·
5.氢键对物质物理性质的影响 因为冰中所有水分子通过有方向性和饱和性的
(1)对物质熔、沸点的影响:分子间存在氢键 氢键互相联结成晶体,而液态水中只有大部分水
的物质,物质的熔、沸点明显 ,如 NH3 分子以氢键结合成为(H2O)n。
>PH3;同分异构体分子间形成氢键的物质比分 (3)氢键的存在大大增强了分子间作用力,
子内形成氢键的物质熔、沸点 ,如邻羟 引起物质的熔、沸点反常。如 H2O、HF、NH3 的
基苯甲酸 对羟基苯甲酸。 沸点分别比ⅥA、ⅦA、ⅤA族其他元素的氢化物
(2)对物质溶解度的影响:溶剂和溶质之间 的沸点高出许多。
形成氢键使溶质的溶解度 ,如NH 【深度思考】3、甲
醇、甲酸等易溶于水。 1.液态苯、汽油等发生汽化时,为什么需要
(3)对物质密度的影响:氢键的存在会使某些 加热 降低氯气的温度,为什么能使氯气转化为
物质的密度反常,如水的密度比冰的密度 。 液态或固态
(4)氢键对物质电离性质的影响:如邻苯二
甲酸的电离平衡常数 Ka1比对苯二甲酸的电离
平衡常数Ka1 很多。
2.已知卤素单质的熔点、沸点数据如下表
所示:
1.化学键、范德华力、氢键的比较 单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 -219.6 -188.1
化学键 范德华力 氢键
Cl2 -101.0 -34.6
是已经与电负性
Br2 -7.2 58.78
相 邻 的 两 个 或 很大的原子形成
物 质 的 分 子 间 I2 113.5 184.4
多 个 原 子 之 间 共价键的氢原子
概念 存 在 的 微 弱 相
强 烈 的 相 互 与另一个分子中 (1)分析上表,总结卤素单质熔点、沸点有什
互作用力
作用 电负性很大的原 么变化规律
子之间的作用力
键能一般在100 一 般 只 有 2~ 一 般 不 超
大小
~600kJ·mol-1 20kJ·mol-1 过40kJ·mol-1
性质 主 要 影 响 物 质 主 要 影 响 物 质 主要影响物质的
影响 的化学性质 的物理性质 物理性质
大小 (2)怎样解释卤素单质熔点、沸点的变化
化学键>氢键>范德华力
关系 规律
2.氢键的特点及其对物质物理性质的影响
(1)氢键比化学键弱,比范德华力强,既可以
存在于分子之间,又可以存在于分子内部。
(2)氢键有饱和性、方向性。一般X—H…Y
中三原子在同一直线上。如水结冰体积膨胀,是
·55·
一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠形
象,现实中的蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上
爬行,蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原
【典例1】 下列有关范德华力的叙述中正确 因是 ( )
的是 ( )
A . 范 德 华 力 的 实 质 是 一 种 电 性 作用,所以
范德华力是一种较弱的化学键
B.范德华力与化学键的区别是作用力的强
弱不同
C.稀有气体固态时原子间不存在范德华力 A.蜘蛛脚的尖端锋利,能抓住天花板
D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不 B.蜘蛛的脚上有“胶水”,从而能使蜘蛛粘在
需要消耗能量 天花板上
变式1:下列叙述中与范德华力无关的是 C.蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范
( ) 德华力这一“黏力”使蜘蛛不致坠落
A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固 D.蜘蛛有特异功能,能抓住任何物体
B.熔、沸点高低:CH3CH3C.干冰易升华,SO2 固体不易升华
Be—Cl的夹角为180°,由此可判断BeCl2 属于
D.氯化钠的熔点较高
( )
【典例2】
下列物质的性质可用氢键来解释
由极性键形成的极性分子
的是 ( A. )
A.HF、HCl、HBr、
B.由极性键形成的非极性分子
HI的热稳定性依次减弱
、 由非极性键形成的极性分子B.F2 Cl、Br C.2 2、I2 的熔、沸点依次升高
、 — D.
由非极性键形成的非极性分子
C. OH H O—H、C2H5—OH
3.下列关于范德华力影响物质性质的叙述
中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 中,正确的是 ( )
D.CH3—O—CH3、C2H5OH 的 沸 点 依 次
A.范德华力是决定由分子构成的物质的
升高
熔、沸点高低的唯一因素
变式2:下列每组物质都能形成分子间氢键
B.范德华力与物质的性质没有必然的联系
的是 ( )
C.范德华力能够影响物质的化学性质和物
A.HClO4 和 H2SO4
B.CH3COOH和 H
理性质
2Se
C.C2H5OH和NaOH D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的
D.H2O 和 HI 一种因素2
4.下列叙述与范德华力无关的是 ( )
A.CO2 加压时形成干冰
B.通常状况下氯化氢为气体
1.人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了 C.氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高
·56·
D.氯化钾的熔点较高 D.干冰汽化时破坏了共价键
5.下列物质中不存在氢键的是 ( ) 10.下列关于范德华力的叙述中,正确的是
A.冰醋酸中醋酸分子之间 ( )
B.液态氟化氢中氟化氢分子之间 A.范德华力是化学键
C.NH3·H2O中的NH3 与 H2O分子之间 B.当分子间距离很大时,难以产生范德华力
D.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水 C.范德华力实质是一种静电引力
分子之间 D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不
6.下列现象不能用氢键知识解释的是 ( ) 需要消耗能量
A.葡萄糖易溶于水 11.(1)我国科学家最近成功合成了世界上首
B.在4℃时水的密度最大 个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代
C.硫酸是一种强酸 表)。回答下列问题:
D.水通常情况下为液态 经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,
7.下列关于范德华力的叙述中,正确的是 其局部结构如图所示。
( ) 图 中 虚 线 代 表 氢 键,其 表 示 式 为
A.范德华力的实质也是一种电性作用,所 (NH+4)N—H…Cl、 、 。
以范德华力是一种特殊的化学键
B.范德华力与化学键的区别是作用力的强
弱不同
C.任何分子间在任意情况下都会产生范德
(2)在CO2 低压合成甲醇反应(CO2+3H华力 2
D.范德华力非常微弱,故破坏分子间的范 CH3OH+H2O
)所涉及的4种物质中,沸点
德华力不需要消耗能量 从高到低的顺序为 ,原因是
8.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中,
正确的是 ( ) 。
A.范德华力是决定由分子构成的物质的
熔、沸点高低的唯一因素
B.范德华力与物质的性质没有必然的联系
C.范德华力能够影响物质的化学性质和物 1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述
理性质 中,正确的是 ( )
D.范德华力仅影响物质的部分物理性质 A.范德华力是决定由分子构成物质熔、沸
9.下列叙述中正确的是 ( ) 点高低的唯一因素
A.F2、Cl2、Br2、I2 单质的熔点依次升高,与 B.范德华力与物质的性质没有必然的联系
分子间的作用力大小有关 C.范德华力能够影响物质的化学性质和物
B.NH3 是非极性分子 理性质
C.稀有气体的化学性质比较稳定,是因为 D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的
其键能很大 一种因素
·57·
2.下列对分子及其性质的解释中,不正确的是 A.范德华力是普遍存在的一种分子间作用
( ) 力,属于电性作用
A.碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可 B.范德华力比较弱,但范德华力越强,物质
用“相似相溶”规律解释 的熔点和沸点越高
B.乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子间可形 C.氢键属于一种较强的分子间作用力,只能存
成氢键,沸点较高 在于分子间
C.H2O比 H2S稳定是由于水分子间可以 D.只含有极性键的分子不一定是极性分子
形成氢键 7.下列说法中正确的是 ( )
D.实验测定,接近100℃的水蒸气的相对 A.冰融化时,分子中 H—O键发生断裂
分子质量较大,这与水分子的相互缔合有关 B.随着电子层数的增加,卤化物CX4 分子
3.现已知 O 分子为 V形结构,O 在水中 间作用力逐渐增大,所以它们相应的熔、沸点也3 3
的溶解度和O2 比较 ( ) 逐渐升高
A.O 在水中的溶解度和O 一样大 C.由于H—O键比H—S键牢固,所以水的3 2
B.O3 在水中的溶解度比O 小 熔、沸点比 H2S高2
C.O 在水中的溶解度比O 要大 D.在由分子所构成的物质中,分子间作用3 2
D.无法比较 力越大,该物质越稳定
4.下列说法中正确的是 ( ) 8.下列说法中正确的是
( )
、 、 、 的酸性依 A.范德华力是一种分子间作用力,也是一种特A.HClO H2CO3 HNO3 HClO4
殊的化学键
次减弱 OH
B.非极性分子中,各原子间都以非极性键
B.苹 果 酸 HOOC CH CH2 COOH
结合
可形成分子间氢键和分子内氢键
C.常温常压下,卤素单质从F2→I2 由气态、
C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因 液态到固态的原因是范德华力逐渐增大
之一是可与 H2O分子形成氢键 D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由
D.以极性键结合的分子一定是极性分子 于水分子间存在氢键
5.下列说法中正确的是 ( ) 9.水分子间通过“氢键”的作用,可以形成缔
A.含有非极性键的分子一定是非极性分子 合分子(H2O)n。在冰中,每个水分子被4个水分
B.非极性分子中一定含有非极性键 子包围,形成变形的四面体,通过“氢键”相互连
F 接成庞大的冰。
C.O C O 、 O 、 B 等分 (1)1mol水分子形成的冰中有
H H F F mol“氢键”。
子的立体构型都是对称的,它们都是非极性分子 (2)水分子可电离生成两种含有相同电子数
D.形成氢键时必须含有氢原子,另外氢原 的微粒,其电离方程式为 。
子两边的原子必须具有很强的电负性、很小的原 (3)用x、y、z分别表示 H2O、H2S、H2Se的
子半径 沸点(℃),则x、y、z 的大小关系是 ,其
6.下列叙述中错误的是 ( ) 判断依据是 。
·58·
第三课时 溶解性、分子的手性
一、溶解性 1.物质溶解性的判断与比较
1.“相似相溶”规律 (1)依据“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于 溶剂,极性 非极性溶质一般易溶于非极性溶剂,难溶于
溶质一般能溶于 溶剂。如蔗糖和氨易 极性溶剂;极性溶质一般易溶于极性溶剂,难溶
溶于水,难溶于四氯化碳;而萘和碘却易溶于四 于非极性溶剂。
氯化碳,难溶于水。 (2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键
2.影响物质溶解性的因素 如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶质溶
(1)外界因素:主要有 、 等。 解度增大且氢键作用力越大,溶解性越好。如:
(2)氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越 NH3、HF极易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三
大,溶解性越 (填“好”或“差”)。 醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子 溶于水,就是因为它们与水形成分子间氢键。
结构相似程度越大,其溶解性越 。如乙 (3)依据分子结构的相似性
醇与水 ,而戊醇在水中的溶解度明显 溶质与溶剂分子结构的相似程度越大,其溶
减小。 解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的
(4)溶质是否与水反应:溶质与水发生反应, 溶解度越小。
溶质的溶解度会 。如SO2 与水反应生 2.手性分子的理解
成的 H2SO3 可溶于水,故SO2 的溶解度 (1)手性同分异构体(又称对映异构体、光学
。 异构体)的两个分子互为镜像关系,即分子形式
二、分子的手性 的“左撇子和右撇子”。
1.手性异构体 (2)构成生命体的有机物绝大多数为手性分
具有完全相同的 和 的一 子。两个手性分子的性质不同,且手性有机物中
对分子,如同左手与右手一样互为 ,却 必定含手性碳原子。
在三维空间里不能 ,互称手性异构体
(或对映异构体)。
2.手性分子
有 的分子叫做手性分子。 【深度思考】
OH 1.有机溶剂都是非极性溶剂吗
如乳酸(CH3 CH COOH)分子。
·59·
2.物质相互溶解的性质十分复杂,受到许多 (2)互为手性分子的物质化学性质几乎完全
因素的制约,如温度、压强等。通过对许多实验 相同,分析其原因。
的观察与研究,人们得出了一个经验性的“相似
相溶”规律。PtCl2(NH3)2 可以形成两种固体,
一种为淡黄色,在水中的溶解度较小;另一种为 OH O
黄绿色,在水中的溶解度较大。 4.有机物 CH3 CH C CH2 O C CH3
(1)淡黄色的PtCl2(NH3)2 是极性分子还是 CH2CH3
非极性分子 具有手性,其与H2 发生加成反应后,其产物还有手
性吗
(2)黄绿色的PtCl2(NH3)2 是极性分子还是
非极性分子
【典例1】 下列叙述中,利用“相似相溶”原
理不能解释的是 ( )
A . I2 微 溶 于 水 ,易 溶 于 CC l4 ;H Cl 易溶于水
(3)所有分子都符合“相似相溶”原理吗 B. 在 水 中 的 溶 解 度:C2H5OH
>CH3CH2CH2CH2CH2OH
C.不同的烃之间相互溶解
D.I2 易溶于KI溶液中
:
“ ” 。 变式1 下列叙述中
,利用“相似相溶”这一经
3.手性 指一个物体不能与其镜像相重合
验规律可说明的事实是 ( )
如我们的双手,左手与互成镜像的右手不重合。
①HCl易溶于水 ②NH3 易溶于 H2O
一个手性分子与其镜像不重合,分子的手性通常
③N2难溶于水 ④HClO4 是强酸 ⑤盐酸是强
是由不对称碳引起,即一个碳上的四个基团互不 酸 ⑥氢氟酸是弱酸 ⑦HF很稳定
相同。通常用(RS)、(DL)对其进行识别。例如: A.①②③ B.④⑤⑥ C.⑥⑦ D.④⑤
【典例2】 莽草酸的分子结构模型如图所示
(分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中手
性碳原子的个数为 ( )
(1)互为手性分子的物质是同一种物质吗
二者具有什么关系
·60·
A.1 B.2 C.3 D.4 C.手性异构体的分子组成相同
变式2:手性分子往往具有一定光学活性。 D.手性异构体的性质相同
① ② ③ 4.丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子,它
乳酸分子是手性分子,如图 CH3CHCOOH 。
存在手性异构体,如图所示:
OH
乳酸中的手性碳原子是 ( )
A.① B.② C.③ D.②③
下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和
Ⅱ)的说法中正确的是 ( )
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子
(1)卤化氢易溶于水,不易溶于四氯化碳。 B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,具有相同的分子极性
( ) C.Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子,只含有极性
(2)碘易溶于汽油,微溶于水。 ( ) 键,不含非极性键
(3)氯化钠易溶于水,也易溶于食用油。 D.Ⅰ和Ⅱ的化学键和分子的性质都相同
( ) 5.下列说法中不正确的是 ( )
(4)丁烷易溶于煤油,难溶于水。 ( ) A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,
(5)互为手性异构的分子组成相同,官能团 氢键是一种类似于共价键的化学键
不同。 ( ) B.离子键、氢键、范德华力本质上都是静电
(6)手性异构体的性质不完全相同。( ) 作用
(7)手性异构体是同分异构体的一种。 C.只有电负性很强、半径很小的原子(如F、
( ) O、N)才能形成氢键
(8)利用手性催化剂合成可得到或主要得到 D.氢键是一种分子间作用力,氢键比范德
一种手性分子。 ( ) 华力强
2.一般来说,由极性分子组成的溶质易溶于 6.在相同条件下,SO2 在水中的溶解度比
极性分子组成的溶剂,由非极性分子组成的溶质 CO2 在水中的溶解度 ( )
易溶于非极性分子组成的溶剂,这就是“相似相 A.大 B.小
溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释 C.一样 D.无法比较
的是 ( ) 7.374℃、22.1MPa以上的超临界水具有很
A.HCl易溶于水 B.I2 易溶于CCl4 强的溶解有机物的能力,并含有较多的 H+ 和
C.Cl2 可溶于水 D.NH -3 难溶于苯 OH ,由此可知超临界水 ( )
3.下列说法中不正确的是 ( ) A.显中性,pH等于7
A.互为手性异构体的分子互为镜像 B.表现出非极性溶剂的特性
B.利用手性催化剂合成可主要得到一种手 C.显酸性,pH小于7
性分子 D.表现出极性溶剂的特性
·61·
8.下列化合物在水中的溶解度,排列次序正
确的是 ( )
a.HOCH2CH2CH2OH
b.CH3CH2CH2OH 1.下列物质的性质或数据与氢键无关的是
c.CH3CH2COOCH3 ( )
d.HOCH2CH(OH)CH2OH A.氨气极易溶于水
A.d>a>b>c B.c>d>a>b B.邻羟基苯甲酸( COOH)OH 的熔点为
C.d>b>c>a D.c>d>b>a
9.将几种物质在水和四氯化碳中的溶解情 159℃,对羟基苯甲酸(HO COOH)的
况填入下表: 熔点为213℃
蔗糖 磷酸 碘 苯 C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意比
水 混溶
四氯化碳 D.HF分解时吸收的热量比 HCl分解时吸
10.已知3 氯 2 丁氨酸的结构简式为 收的热量多
HOOC CH CH CH3 ,请回答: 2.下列说法中不正确的是 ( )
NH Cl A.互为手性异构体的分子组成相同,官能2
(1)3 氯 2 丁氨酸分子中含有 个 团不同
手性碳原子。 B.手性异构体的性质不完全相同
(2)3 氯 2 丁氨酸的一对对映异构体可用 C.手性异构体是同分异构体的一种
COOH D.利用手性催化剂合成可以只得到一种或
主要只得到一种手性分子
简 单 的 投 影 式 表 示 为 H2N C H 和
3.下列对分子的性质的解释中,不正确的是
Cl C H ( )
CH3 A.水很稳定(1000℃以上才会部分分解)
COOH 是因为水分子内的共价键较强的缘故
H C N2H ,则另一对对映异构体的简单投 B.乳酸(CH3CHCOOH)分子中含有一个
H C Cl OH
CH 手性碳原子3
COOH C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可
用“相似相溶”原理解释
影式应为 H2N C H 和 。
D.甲烷可以形成甲烷水合物,是因为甲烷
H C Cl 分子与水分子之间形成了氢键
CH3 4.PtCl2(NH3)2 可以形成两种固体,一种为
淡黄色,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色,
在水中的溶解度较大。请回答下列问题:
·62·
(1)PtCl2(NH3)2 是 (填“平 出用CO2 置换CH4 的设想。已知上图中笼状结
面四边形”或“四面体形”)结构。 构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表,从物
(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的 质结构及性质的角度分析,该设想的依据是
空间结构图。
淡黄色固体 , 。
黄绿色固体 。 (2)H2O 与 CH3CH2OH 可以任意比例互
(3)淡黄色固体物质由 (填“极性分 溶,除因为它们都是极性分子外,还因为
子”或“非极性分子”,下同)组成,黄绿色固体物
质由 组成。 。
(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固 6.A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元
体的大,原因是 素,其中A、B、C的价电子排布可表示为A:asa,B:
bsbpb,C:csccp2c。D与B同主族,正在C的下一周
。 期,且E是同周期主族元素中电负性最大的元素。
5.(1)一定条件下,CH4、CO2 都能与 H2O 回答下列问题:
形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相 (1)由A、B、C、E中的任意两种元素可组成
关参数见下表。CH4 与 H2O形成的水合物晶体 多种分子,下列分子属于极性分子的是
俗称“可燃冰”。 (填序号)。
①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4
(2)C的简单氢化物的沸点比下一周期同主
族元素的简单氢化物的沸点高,其原因是
。
(3)B、C两元素都能和 A元素组成两种常
参数
分子直径/nm 分子与 H O的结合能E/kJ·mol-12 见的溶剂,其分子式分别为 、 。
分子
CH 0.436 16.40 DE4 在前者中的溶解度 (填“大于”或4
CO 0.512 29.91 “小于”)2 在后者中的溶解度。
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是 (4)BA4、BE4 和DE4 的沸点从高到低的顺序
。 为 (用化学式表示)。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提
·63·部分参考答案
第一章 原子结构与性质 二、1.概率密度分布 2.空间运动状态 90% 3.(1)一个
空间运动状态 (2)①球 大 ②哑铃 (3)1 3 5 7
第一节 原子结构 深度思考
第一课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 1.由于出现能级交错现象,K原子排满第一层和第二层后,
【知识梳理】 在排第三层时,先排满3s能级、3p能级,最后一个电子进入4s能
一、1.(1)K L M N 2.(2)s p d f s p d f
二、2.(3)特征谱线 级而不是3d能级,所以它的原子结构示意图为 。
深度思考
, 。 2.由构造原理可知,由于能级交错现象,所以在电子填充过1.在多电子原子中 离核距离不同的电子的能量是不同的
, 程中,最外层最多填满 能级和 能级。而 能级只有 个原子按电子的能量差异 可将核外电子分为不同的能层,分别用符号 s p s 1
K、L、M、N、O、P、Q表示第一、二、三、四、 、 、
轨道, 能级有 个原子轨道,根据泡利原理知, 个原子轨道最
五 六 七能层。能层越 p 3 4
, 。 多容纳 个电子,故原子最外层最多不超过 个电子。同理可分高 电子的能量越高 同一能层上的电子,能量也可能不同,按照 8 8
析次外层不超过 个电子。而 层为最外层时,最多容纳 个
能量差异又可将能层分为不同的能级,即s、p、d、f……能级。任
18 K 2
电子。
一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,
不一定一致。电子排布式的书写顺序为能层由小到大,同
即第一能层(K能层)只有1个能级(1s),第二能层(L能层)有2 3.
( ), ( ) ( 、 ), 一能层上的能级按s、p、d、f……的顺序排列,其顺序是电子离核个能级 2s和2p 第三能层 M能层 有3个能级 3s3p和3d
( ) ( 、 、 、 ), 。 的远近顺序;构造原理中电子进入能级的顺序为先填入能量最低第四能层 N能层 有4个能级 4s4p4d4f 以此类推
, 。 的能级,再填入能量较高的能级,电子排布式是按能级能量的顺2.①能层也就是电子层 只是说法不同 ②不同能层的同种
序书写的。
能级最多容纳的电子数相同,但电子具有的能量不同。
【 】 4.从基态与激发态的概念分析,因任何原子核外电子都有基态典例精解
【 】 : , 与激发态,所以任何原子核外都存在所有不同的能级。当氢原子从典例1 D 解析 同一原子中能层序数越大 形状相同的
, , 、、 。 基态吸收能量后,其电子可以跃迁到原子轨道中电子的能量越高 离核越远 ABC项错误 2s
能级上,出现2s1 的情况。
【 】 : , 5.(1)典例2 A 解析 在电流作用下 基态氖原子的电子吸收 EK()
能量跃迁到较高能级,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不 2E1s()
会发出红色的光;而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的 3E2p激发态乃至基态时,将释放能量,从而产生红光,故A项正确。 6.4s
变式1.C 7.不是
,构造原理是根据光谱事实总结的一般规律,适用于
变式2.B 绝大多数原子。
【当堂训练】 8.构造原理中的电子排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺
1.D 2.C 3.B 4.D 5.B 6.D 7.B 8.A 9.D 序,有如下关系:ns<(n-2)f<(n-1)d10.A 11.C 12.(1)Be、N、Ne (2)Na、Mg (3)Be、M
【
g 典例精解
】
【课后巩固】 【典例1】 B 解析:3s
1→3p1、1s1→2s1、3d6→4p6 都为由较
1.A 2.B 3.A 4.A 低能态跃迁到较高能态,吸收能量。
5.(1)C Na (2)N M 【g 典例2
】 A 解析:s能级的原子轨道的形状都是球形的,
6.(1)O N (2)3 (3)2 (4)3NO +H O 2HNO 且能层序数越大
,轨道半径也越大,电子能量越高,A正确;电子
2 2 3
+NO 云是用小点的疏密来表示空间电子出现的概率密度大小的一种
图形,B错误;“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因
7.(1)2 2s和2p Fe (2)2N2H4+N2O4 而被形象地称作电子云”,但电子云不是实际存在的,C错误;第
一能层没有p能级,D错误。
点燃
3N2+4H2O 变式1.A
第二课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 变式2.D
【知识梳理】 【当堂训练】
一、1.光谱学 2p、3s、3p 构造原理 2.该能级的电子数 1.B 2.D 3.C 4.A 5.D 6.A 7.B 8.B 9.D
1s22s22p63s1 左 3d14s2 10.A
·111·
11.1s22s22p63s23p4 S 【课后巩固】
12.(1)电子排布式中各能级先按能层顺序排列,各能层中按 1.B 2.C 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B
能量由低到高排列。 8.(1)N
(2)不一定,如钠的外围电子排布为3s1,简化的电子排布式
(2)[ 4 6 10为 Ne]3s1;溴简化的电子排布式为[Ar]3d104s24p5,外围电子排
布式为4s24p5。 (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
(3)不一定,主族元素外围电子就是最外层电子;过渡元素次 (4)Cu [Ar]3d104s1
外层d电子,镧系元素、锕系元素的倒数第三层f电子也可能参加 9.①⑤⑥ ②④ ③ ⑦
反应,也是外围电子。
第二节 原子结构与元素的性质
13.(1)
①13 ②3 5 (2)①1s22s22p63s23p6 ②1s22s22p2
【课后巩固】 第一课时 原子结构与元素周期表
1.C 2.B 3.D 4.D 5.B 6.C 【知识梳理】
7.(1)Ar (2)S2- (3)K+ (4)Cl- 一、1.
8.(1)CO2 SO2 SiO2 CS2(答案合理即可) (2)氟 氯 碱金属 原子序数 周期 基态原子的电子排布式
(3)2s2 3s2 4s2 3d64s2 3d104s1 3d104s2 2s22p2(任写5 锂 3 2 1s
22s1 或[He]2s1
个合理即可) 钠 11 3 1s22s22p63s1 或[Ne]3s1
第三课时 泡利原理、洪特规则和能量最低原理 钾 19 4 1s
22s22p63s23p64s1 或[Ar]4s1
【知识梳理】 1s22s22p63s23p63d104s24p65s1 或铷 37 5
1.(1)顺时针 逆时针 (2)2 相反 [Kr]5s
1
2 2 6 2 6 10 2 6 10 2 6
2.(1)原子轨道 电子对 1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p6s
1
铯 55 6
3.(1)平行 (2)1s22s22p63s23p63d54s1 或[Xe]6s
1
深度思考 2.
1.泡利原理:在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而 稀有气体 原子序数 周期 基态原子的电子排布式
且它们的自旋相反;洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨
氦 2 1 1s2
道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋
2 2 6
平行。 氖 10 2 1s2s2p
2.①②③⑤违背了洪特规则,当电子排布在同一能级的不同 氩 18 3 1s22s22p63s23p6
轨道时,原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行。 氪 36 4 1s22s22p63s23p63d104s24p6
④违背了泡利原理,一个原子轨道最多只容纳2个电子,而且这2 氙 54 5 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
个电子的自旋相反。
1s22s2【 】 2p
63s23p63d104s24p64d10典例精解 氡 86 6
【 】 : 4f
145s25p65d106s26 6典例1 ①⑤⑥ ②④ ③ ⑦ 解析 根据核外电子排 p
布规律知,②错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道,而不是 3.(1)碱金属 稀有气体 碱金属 稀有气体 (2)元素的
3p轨道,应为1s22s22p6;③没有遵循洪特规则;⑦违反泡利原理。 原子核外电子排布
【典例2】 C 解析:本题考查的是核外电子排布的基本原 二、1.(1)电子层数 递增
理。要使各原子能量处于最低状态(即基态),核外电子必须遵循
三大原理进行排布。A项中2s轨道没有排满电子就排在了2p
轨道上,显然能量不是最低的;B项中2p轨道上的电子排布不符
合洪特规则,三个电子各占一个p轨道且自旋状态相同时,能量
最低;C项中2p3 为半充满状态,能量最低;D项中2p轨道未排满
就排3s轨道,能量不是最低的。
变式1.D (2)18 8、9、10
变式2.D 2.(1)最后增入电子
【当堂训练】 深度思考
1.A 2.C 3.D 4.B 5.D 6.B 7.B 8.B 9.D 1.周期序数=电子层数=能层数。
10.D 2.主族序数=主族元素的最外层电子数=主族元素的价电
11.(1)4 13 (2)4 1s22s22p63s23p63d5 (3)3d10 子数;稀有气体的价电子排布为1s2 或ns2np6。
·112·
3.因其价 电 子 排 布 为4d55s1,故 应 位 于 元 素 周 期 表 中 的
轨道表示式为 ,是硫元素;②的核外电子排布式为
d区。
4.可划分为s区、p区、d区、ds区、f区;d区、ds区、f区全是 [Ne]3s23p6,是 氩 元 素;③的 最 外 层 电 子 的 轨 道 表 示 式 是
金属元素;s区唯一的一种非金属元素是氢。 ,是磷元素;④的核电荷数是13,是铝元素。同周
【典例精解】
【典例1】 B 解析:除He外,0族元素原子的价电子排布均 期从左到右,主族元素的第一电离能有增大的趋势,但P具有3p
为ns2np6,不是主族元素;基态原子的p能级上有5个电子,即价 轨道半充满的较稳定结构,其第一电离能大于S的,所以四种元
电子排布为ns2np5,该元素一定处于第ⅦA族;原子的价电子排 素的第一电离能由大到小的顺序是Ar、P、S、Al。
布为(n-1)d6~8ns2 的元素处于第Ⅷ族,并非第ⅢB~ⅦB族;基 【典例3】 (1)元素的电负性随着原子序数的递增呈周期性
态原子的N能层上只有1个电子的元素,除主族元素外,还有 的变化(或同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大) (2)F
Cu、Cr等过渡金属元素。 Na 离子
【典例2】 D 解 析:该 元 素 基 态 原 子 的 价 电 子 排 布 为 解析:(1)把题表中给出的14种元素的电负性按原子序数由
(n-1)dansb,该元素为过渡金属元素,该元素可能位于周期表中 小到大的顺序整理如下:
的d区或ds区。若该元素处于第ⅢB~ⅦB族,原子的价电子数 元素 Li Be B C N O F NaMgAl Si P S Cl
等于族序数,则族序数为a+b,否则不存在这一关系。 原子
变式1.D 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17序数
变式2.B
电负
【当堂训练】 1.01.52.02.53.03.54.00.91.21.51.82.12.53.0
性
1.B 2.A 3.D 4.C 5.A 6.C 7.C 8.B
经过上述整理后可以看出:3~9号元素,元素的电负性由小
( ) 1s 2s 29.C 或 碳 p Al或 Cl
↓↑ ↓↑ ↑ ↑ 到大;11~17号元素,元素的电负性也是由小到大。所以元素的
4s24 3 第四周期ⅤA族 电负性同原子半径一样随着原子序数的递增呈周期性的变化(或p p
【课后巩固】 同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大)。
()
1.C 2.C 3.A 4.C 5.C 6.B 7.B 2 根据上述规律不难得出
,短周期主族元素中,电负性最大
的元素为F,电负性最小的元素为 Na,二者形成的化合物———
8.(1)C (2)①1s22s22p63s1
1s 2s
②< ③
↑↓ ↑↓ NaF为典型的离子化合物。
变式1.C
2p 3 p 哑 铃 ④Al(OH) + 3+↑ ↑ ↑ 3
+3H Al 变式2.B
变式
+3H2O 3.A
【当堂训练】
第二课时 元素周期律
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× 2.B
【知识梳理】
3.D 4.D 5.C 6.C 7.C 8.A 9.B 10.C
1.(1)增大 减小 (2)①越小 ②电子层数 越大
11.(1)F (2)CN>O>F
2.(1)①气态 一个 气态基态 ②a.最小 最大 增大
··
· ·
b.变小 (3)H· N·H H N H HNO3 NH4NO3··
3.(1)①化学键 ②不同 吸引力 越大 ③4.0 1.0 H H
(2)①变大 ②变小 (4)1s22s22p63s23p63d54s1 或 [Ar]3d54s1 3d54s1
(3)①小于 大于 1.8 3d 4s
【 】 典例精解 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
【典例1】 C 解析:由于同一周期中,随着原子序数的增 (5)p d 2
大,元素原子半径逐渐减小,故ⅦA族元素的原子半径不一定比 (6)二 ⅣA
上一周期ⅠA族元素的原子半径大,如r(Li)>r(S)>r(Cl);对 【课后巩固】
于核外电子排布相同的单核离子和原子,半径是不同的,它们的 1.A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.D 7.D
半径随核电荷数的增加而减小;质子数相同的不同单核粒子,阴 8.(1)①M 9 ②H>B>Li (2)①< ②Mg
离子半径>原子半径>阳离子半径;在元素周期表中,随着原子 9.(1)520 496 419
序数的递增,原子半径呈现周期性变化,只是在同一主族中原子 (2)随着原子序数的增大,第一电离能逐渐变小 金属越活
序数越大,原子半径越大。 泼,其第一电离能越小
【典例2】 C 解析:根据题意分析可知,①的最外层电子的 (3)大于419小于738
·113·
10.(1)0.8 1.2 (2)Na H H I 变式2.C
(3)Al Si 电负性值相近 Be(OH)+2H+ Be2+2 + 【当堂训练】
2H2O、Be(OH)2+2OH- BeO2-2 +2H2O 1.C 2.A 3.A 4.C 5.B 6.(1)× (2)× (3)×
11.气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+,能量 (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)√ (9)√ (10)√
较低,所以Cu的第二电离能相对较大(或气态Zn失去一个电子 (11)√ (12)√ (13)×
··
变成结构为[Ar]3d104s1 的Zn+,易再失去一个电子,所以Zn的 7.N和 H原子的电子式分别为·N·和 H·,N原子最外层
·
第二电离能相对较小)
有3个未成对电子,H原子有1个未成对电子,形成共价键时每
12.(1)小 大 (2)3 (3)1 (4)Mg(OH)2 个N原子只需与3个 H原子分别形成3对共用电子对即可达到
稳定状态,共价键达到饱和,从而决定了分子中 H原子个数。
第一章测试卷 8.2.1 0.9 1.0 离子 共价
1.C 2.B 3.A 4.C 5.A 6.B 7.A 8.D 9.D 9.(1)D、E (2)C (3)A、B、C、F (4)F
10.C 11.C 12.B 13.C 14.B 15.C 【课后巩固】
16.(1)①3d14s2 ②3d24s2 ③[Ar]3d34s2 1.D 2.B 3.B 4.D 5.A 6.C 7.A 8.D
3d 4s 9.
④ (2)尊重客观事实,注重理论
↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ① ② ③ ④ ⑤
适用范围,掌握特例 (3)五种元素的最高正化合价数值等于各 化学键 s-s s-p p-p pz-pz py-py
元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和 类型 σ键 σ键 σ键 π键 π键
能量交错使得d电子也参与了化学反应
举例 H2 HCl Cl2 N2 N2
17.(1)①33 ②4 8 ③1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p6 ③1s22s22p63s23p6 10.(1)①②③⑥⑦ (2)④⑤⑧ (3)②④⑤ (4)⑥
④1s22s22p63s23p63d8 ⑤1s22s22p63s23p63d104s24p2 (5)①③⑦⑧ (6)②④⑤⑦⑧
⑥1s22s22p63s23p63d5 第二课时 键参数———键能、键长与键角
18.(1)Si或S Fe (2)1s22s22p2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 【知识梳理】
1s 2s 2p 1.(1)气态分子 气态原子 kJ·mol-1 298.15K、101kPa
↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ (2)①吸收863.6kJ ②H—F H—I ③减小 减弱 难
1s 2s 2p 3s 3p 易
点燃
(3)3Fe+2O2 Fe3O4 2.(1)核间距 原子半径 原子半径 (2)大 稳定 (3)③
19.(1)M 哑 铃(纺 锤) (2)D C (3)[Ar]3d5 或 ①
1s22s22p63s23p63d5 (4)大于 小于 (5)铜失去的是全充满的 3.(1)多原子 方向性
3d10电子,镍失去的是4s1 电子 【典例精解】
20.(1)①↑↓↑↓↑↓ ↑ ↑ ②K F (2)GeCl C 【典例1】 B 解析:分子的结构是由键角、键长共同决定的,4
3p A项错误;由于F、Cl、Br、I的原子半径不同,故C—X(X=F、Cl、
第二章 分子结构与性质 Br、I)的键长不相等,C项错误;H2O分子中两个O—H的键角为
105°,D项错误。
第一节 共价键 【典例2】 A 解析:原子结合成分子时释放的能量越多,表
第一课时 共价键 示形成的共价键越牢固,含有该键的分子越稳定,分子的稳定性
【知识梳理】 与物质的物理性质无关,故A正确。
1.共用电子对 变式1.B
3.(1)连线 不变 轴对称 (2)镜像 镜面对称 不能 变式2.CO 断裂CO分子的第一个化学键所需的能量比断
牢固 断裂 (3)σ σ π σ π 开N2 分子的第一个化学键所需的能量小
【典例精解】 【当堂训练】
【典例1】 D 解析:共价单键为σ键,双键中含1个σ键和1 1.C 2.C 3.D 4.C 5.D
个π键,三键中含1个σ键和2个π键,故CH2 CH—C≡N分 6.COS为直线形结构;CO2-3 为平面正三角形结构;PCl3 为
子中含6个σ键和3个π键。 三角锥形结构。
【典例2】 B 解析:分子中存在三键的就有一个σ键又含两 7.(1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3
个π键。 8.(1)H -2S NH2 (2)CO2-、BF 、SiO2-3 3 3 、SO3 等(答案合
变式1.C 理即可) (3)[·C N·· ·]- 或[··C C· 2-·] (4)N2 CO
·114·
CN- 1 2 【典例精解】
【课后巩固】 【典例1】 C 解析:若中心原子 A上没有未用于成键的孤
1.D 2.B 3.B 4.B 5.B 电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的空间结构为
6.(1)184.9 (2)A 多 直线形;当n=3时,分子的空间结构为平面三角形;当n=4时,
7.原子半径、原子间形成的共用电子对数目。形成相同数目 分子的空间结构为正四面体形。
的共用电子对,原子半径越小,共价键的键长越短;原子半径相同, 【典例2】 B 解析:A.红外光谱是用于鉴定有机物中所含
形成共用电子对数目越多,键长越短。 的各种官能团的,双键、三键、羟基、羧基羰基,等等,故A错误;B.
第二节 分子的空间结构 质谱仪其实是把有机物打成很多小块,会有很多不同的分子量出
现,其中最大的那个就是该有机物的分子量,故B正确;C.核磁共第一课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构
振氢谱是检验不同环境的 H的数量。有多少种不同的 H,就有
价层电子对互斥模型
多少个峰,各个峰的高度大致上能显示各种 H的数量比例,故C
【知识梳理】
错误;D.紫外光谱是为了了解未知物的初步的化学结构,从光谱
一、1.化学 2.晶体X射线衍射 3.(1)振动频率 化学键
信息中得到该物质的基团或者化学键产生的吸收情况,初步判断
二、
该物质的结构信息,故D错误;故选B。
分子 空间 空间填 球棍 变式1.A
化学式 结构式 键角
类型 结构 充模型 模型 变式2.C
【当堂训练】
三原 CO2 直线形 O C O 180° 1.(1)× (2)√ (3)× 2.B 3.C 4.C 5.D 6.B
子分 O 7.C 8.A
子 H2O V形 105°H H 9.(1)①4 ②2 ③3 ④4 (2)①2 ②0 ③0 ④1
H 10.
平面
CH2O H C 120° 中心原子上的 分子或离子的
四原 三角形 分子或离子 σ键电子对数
H 孤电子对数 空间结构名称
子分
子 三角 N H2Se· 2 2 V形
NH3 107°
锥形 H H H BCl3
· 3 0 平面三角形
PCl3
五原子 四面 · 3 1 三角锥形
CH4 109°28'
分子 体形 SO2
· 2 1 V形
SO2-
、 4 正四面体形 三 1.排斥 · 4 0
2.(1)σ电子对 中心原子上的孤电子对 【课后巩固】
(2)①2 3 ②a.原子的最外层电子数 中心原子的价电 1.D 2.D 3.C 4.C 5.C 6.C 7.C
子数 离子的电荷数 中心原子的价电子数 离子的电荷数(绝 8.(1)V形 (2)平面三角形 (3)三角锥形 (4)直线形
对值) (5)V形 (6)正四面体形
深度思考 9.(1)
1.(1)BCl3 的价层电子对数有3对,价层电子对空间结构为
n+m 2 4
平面三角形,分子空间结构为平面三角形。
() 理想模型 直线形 正四面体形2NF3 的价层电子对为4对,价层电子对空间结构为四面
VSEPR
体形,分子空间结构为三角锥形。 价层电子对之间的理想键角 180° 109°28'
(3)价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致, (2)CO2 属AX2E0,n+m=2,故为直线形
分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对 (3)
(未用于形成共价键的电子对)。二者是否一致取决于中心原子
分子或离子 SnCl2 CCl ClO-4 4
上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,二者的空间结构
立体构型 形 正四面体形 正四面体形
一致;当中心原子上有孤电子对时,二者的空间结构不一致。 V
2.不是。由于N—N—N键角都是108.1°,所以四个氮原子
围成的空间不是正四面体而是三角锥形。
·115·
第二课时 杂化轨道理论简介 【课后巩固】
【知识梳理】 1.C 2.A 3.B 4.D 5.A 6.B 7.D 8.C 9.B
1.2s 2p sp3 sp3 3.(1)1 3 正四面体形 (2)1 2 10.B
120° 平面三角形 (3)1 1 180° 直线形 11.(1)sp2 (2)sp3 (3)V形(或角形) sp3 sp2 (4)sp3
深度思考 12.
(1)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。 中心原
/
s轨道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化轨道能量
价电 成键 孤电 杂化轨道
子杂化 轨道 分子空
相同。 物质 子对 电子 子对 电子对空 键角轨道类 夹角 间构型
( 数 对数 数 间构型2)不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s 型
与3p不在同一能级,能量相差较大。 CO2 2 2 0 sp 直线形 180° 直线形 180°
(3)NH3 分子中 N原子的价电子排布式为2s22p3。1个2s
平面 平面
轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3 杂化轨道,其中3个杂 BF3 3 3 0 sp2 120° 120°
三角形 三角形
化轨道中各有1个未成对电子,分别与 H原子的1s轨道形成共
价键,另1个杂化轨道中是成对电子,不与 H 原子形成共价键, 正四面 正四CH4 4 4 0 sp3 109°28' 109°28'
sp3 杂化轨道为正四面体形,但由于孤电子对的排斥作用,使3个
体形 面体形
N—H的键角变小,成为三角锥形的空间结构。H2O分子中 O 正四面 原子的价电子排布式为2s22p4。1个2s轨道和3个2p轨道经杂 体形 109°28'
化后形成4个sp3 杂化轨道,其中2个杂化轨道中各有1个未成 正四面 < 三角
NH3 4 3 1 sp3 107.3°
对电子,分别与 H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道是 体形 109°28' 锥形
成对电子,不与 H原子形成共价键,sp3 杂化轨道为正四面体形, 正四面 < 三角
3
但由于2对孤电子对的排斥作用,使2个 O—H 的键角变得更 PCl3 4 3 1 sp 100.1°体形 109°28' 锥形
小,成为V形的空间结构。
13.(1)3∶1 sp2 (2)sp3 (3)sp3 NH+ CH (4)sp24 4
(4)CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3 杂化,中心原子的
<
孤电子对数依次为0个、1个、2个。由于孤电子对对共用电子对
14.(1)V形 sp3 (2)sp sp3 (3)sp2 和sp3 9mol
的排斥作用使键角变小,孤电子对数越多排斥作用越大,键角越
小。比较键角时,先看中心原子杂化类型,杂化类型不同时:一般 第三节 分子结构与物质的性质
键角按sp、sp2、sp3 顺序依次减小;杂化类型相同时,中心原子孤 第一课时 共价键的极性
电子对数越多,键角越小。 【知识梳理】
【典例精解】 1.(1)不同 同种 (2)不重合 极性 不等于零 重合
【典例1】 D 解析:参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太 等于零 (3)①非极性 ②非极性 极性
大,如1s与2s、2p的能量相差太大,不能形成杂化轨道,即只有能量 深度思考
相近的原子轨道才能参与杂化,故A、B正确;杂化轨道的电子云一头 1.烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中
大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云的重叠程度更大,形成 的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱。所以,甲酸的酸性大于乙
牢固的化学键,故C项正确;并不是所有的杂化轨道都成键,也可以 酸的,乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长,酸性的差异越
容纳孤电子对(如NH3、H2O的形成),故D项错误。 来越小。
【典例2】 B 解析:乙炔中每个碳原子价层电子对数是2且 2.(1)H2O2 分子中 H—O为极性共价键,O—O为非极性共
不含孤电子对,所以碳原子采用sp杂化,A正确,B错误;每个碳 价键。
原子中两个未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键,C正确;两个 (2)不重合。H2O2 属于极性分子。
碳原子之间形成1个σ键和2个π键,D正确。 【典例精解】
变式1.D 【典例1】 B 解析:有机玻璃棒带电,靠近纯液体流后B液
变式2.A 体流发生偏离,说明液体B有极性,故A是非极性分子,B是极性
【当堂训练】 分子。
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× 2.D 3.D 4.C 5.B 【典例2】 B 解析:H2O2 分子的空间构型不是直线形,A
6.C 7.A 8.C 9.C 项错误;CO2 分子中3个原子在同一直线上,两个O原子在C原
10.直线形 V形 三角锥形 正四面体形 子的两侧,故该分子为由极性共价键构成的非极性分子,B项正
11.(1)三角锥形 sp3 (2)sp (3)sp3、sp2 确;BF3 分子中B原子最外层只有6个电子,所以最外层不满足8
电子稳定结构,C项错误;CH3COOH分子中甲基C原子采取sp3
·116·
杂化,羧基C原子采取sp2 杂化,D项错误。 弱是由于H—X键能依次减小;F2、Cl2、Br2、I2 的相对分子质量依
变式1.C 次增大,分子间的范德华力也依次增大,所以其熔、沸点也依次增
变式2.B 大; OH 、H—O—H、C2H5—OH中—OH 上氢原子的活
【当堂训练】
泼性依次减弱,与 O—H 的极性有关;CH3—O—CH3 的沸点比
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× 2.B 3.A 4.B 5.C
C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间
6.D 7.B
作用力。
8.(1)非极性 极性 (2)低 变式1.D
9.(1)AC (2)1s22s22p63s23p63d104s24p1 (3)BC G CE 变式2.A
ABD (4)> 【当堂训练】
10.(1)① (2)④⑨ (3)③ (4)②⑦ (5)⑤ (6)⑥ 1.C 2.B 3.D 4.D 5.D 6.C 7.B 8.D 9.A
(7)⑧ 10.B
【课后巩固】
11.(1)(H +3O )O—H…N(N-5 ) (NH+4 )N—H…N(N-5 )
1.D 2.B 3.C 4.A 5.D 6.C 7.A (2)H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH均为极性
8.(1)H N O Al K (2)· ··N N· (3)H2O NH3 分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2 与 H2 均为非极性分子,CO2 分
溶解 二者都是极性分子,相似相溶 子量较大、范德华力较大
9.(1)H—O—O—H (2)极性 非极性 极性 (3)H2O2 【课后巩固】
为极性分子,CS2 为非极性分子,根据“相似相溶”规律可知 H2O2 1.D 2.C 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B 8.C 9.(1)2
难溶于CS2 (4)-1 O—O键为非极性键,O—H键为极性键, (2)2H O H O++OH-2 3 (3)x>z>y H2O分子间可以
共用电子对偏向氧 形成氢 键;H2Se的 相 对 分 子 质 量 大 于 H2S,故 沸 点:H2O>
10.(1)2 非极性 (2)三角锥形 sp3 (3)CO2 N2O H2Se>H2S,即x>z>y
(4)< 第三课时 溶解性、分子的手性
【知识梳理】
第二课时 分子间的作用力 一、1.非极性 极性 2.(1)温度 压强 (2)好 (3)大
【知识梳理】 互溶 (4)增大 增大
一、1.(2)1~2 二、1.组成 原子排列 镜像 叠合 2.手性异构体
二、1.(1)很大 氢原子 很大 (2)N、O、F 共价键 形 深度思考
成的氢键 2.(2)孤电子对 (3)原子半径 3.(1)弱 强 1.有机溶剂大多数是非极性溶剂,如CCl4、C6H6 等,但也有
4.(1)分子间 (2)分子内 5.(1)高 高 < (2)增大 (3)大 少数的极性溶剂,如酒精。
(4)小 2.(1)淡黄色的PtCl2(NH3)2 在水中溶解度小,根据相似相
深度思考 溶规律,应为非极性分子。
1.液态苯、汽油等发生汽化是物理变化,需要吸收能量克服 (2)黄绿色的PtCl2(NH3)2 在水中溶解度较大,应为极性
其分子间的相互作用力。降低氯气的温度时,氯气分子的平均动 分子。
能逐渐减小。随着温度降低,当分子靠自身的动能不足以克服分 (3)“相似相溶”规律是从分子结构的角度,通过对实验的观
子间相互作用力时,分子就会凝聚在一起,形成液体或固体。 察和研究而得出的关于物质溶解的经验规律,也会有不符合此规
2.(1)卤素单质的熔点、沸点随着相对分子质量的增大而 律的例外情况。如CO、NO等极性分子难溶于水。
升高。 3.(1)不是同一种物质,二者互为同分异构体。
(2)由分子构成的物质的熔点、沸点取决于分子间作用力的 (2)物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几
大小,随着相对分子质量的增大,它们分子间的作用力逐渐增大, 乎完全相同,所以其化学性质几乎完全相同。
熔点、沸点逐渐升高。 4.原有机物中与—OH 相连的碳原子为手性碳原子,与 H2
【典例精解】 加成后,该碳原子连有两个乙基,不再具有手性。
【典例1】 B 解析:范德华力是分子与分子之间的一种相 【典例精解】
互作用,其实质与化学键类似,也是一种电性作用,但二者的区别 【典例1】 D 解析:I2、CCl4 都为非极性分子,而 HCl和水
是作用力的强弱不同,化学键必须是强烈的相互作用(100~600 分子都为极性分子,符合“相似相溶”原理,A正确;B项中有相同
kJ·mol-1),范德华力只有2~20kJ·mol-1,故范德华力不是化 的官能团-OH,B符合“相似相溶”原理;烃类有相似的分子结
学键;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量;范德华 构,符合“相似相溶”原理,C正确;I2 易溶于KI溶液中是因为I2+
力普遍存在于分子之间,稀有气体固态时存在范德华力。 I- I-3 ,生成易溶于水的I-3 ,D不符合要求。
【典例2】 D 解析:HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减 【典例2】 C 解析:由图中的分子结构模型可以看出莽草
·117·
COOH B>Li (5)sp2、sp3 1∶9 (6)大于 Zn核外电子排布为全满
稳定结构,较难失电子酸的结构简式为 ,
故连有羟基的三个碳原子都
20.(1)sp3 杂化 (2)O>S>Se (3)34 3s23p63d10
HO OH
OH (4)强 平面三角形 (5)Fe3+的3d5 半满状态更稳定
是手性碳原子。 21.(1)V形 sp3 (2)sp2 和sp3 9NA (3)①正四面体形
变式1.A ②配位键 N ③高于 NH 33 分子间存在氢键 极性 sp
变式2.B 第三章 晶体结构与性质【当堂训练】
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
(8)√ 2.C 3.D 4.B 5.A 6.A 7.B 8.A 一课时 物质的聚集状态与晶体的常识
9. 【知识梳理】
蔗糖 磷酸 碘 苯 一、2.气态 液态 固态
二、1.有 周期性有序 没有 无序
水 易溶 易溶 难溶 难溶
2.(1)①自发地 多面体 ②生长的速率 ③微观空间 周
四氯化碳 难溶 难溶 易溶 易溶
期性有序 (3)熔点 (4)有序性
COOH 3.(1)熔融态 (2)气态 (3)溶质
10.(1)2 (2) H C NH 三、1.基本单元2 2.平行六面 无隙并置 (1)间隙
(2)平行 相同 (3)原子种类Cl C H
个数 几何排列 3.(1)①8
1 1
CH3 ②4 ③两 8×8+6×2
(2)2 2 8 8
【课后巩固】 四、1.X射线衍射仪 分立的斑点 明锐的衍射峰
1.D 2.A 3.D 深度思考
NH3 Cl 1.(1)最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。根
4.(1)平面四边形 (2)Cl Pt Cl H3N Pt Cl 据结构图可知,Ⅰ中粒子呈周期性有序排列,为晶体;Ⅱ中粒子排
NH NH 列不规则,为非晶体。3 3
(3)非极性分子 极性分子 (4)黄绿色固体是由极性分子构成 (2)加热晶体Ⅰ,温度达到熔点时晶体Ⅰ开始熔化,在全部熔化以
的,而淡黄色固体是由非极性分子构成的,根据“相似相溶”原理 前,继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高,
可知,前者在水中的溶解度大于后者 所以晶体有固定的熔点。加热非晶体Ⅱ时,温度升高到某一程度后
5.(1)①氢键、范德华力 ②CO 的分子直径小于笼状空腔 非晶体Ⅱ开始软化,流动性增强,最后变为液体。从软化到完全熔2
直径,且与 H O的结合能大于CH 化,中间经过较大的温度范围,所以非晶体无固定的熔点。2 4
(2)H O与CHCH OH之间可以形成氢键 2.不一定,如有的晶胞呈六棱柱形。由晶胞构成的晶体,其2 3 2
6.(1)③ (2)H2O分子间存在氢键 (3)CH H O 大 化学式不表示一个分子中原子的数目,只表示每个晶胞中各类原6 6 2
于 (4)SiCl>CCl>CH 子的最简整数比。4 4 4
第二章测试卷 13.(1)甲晶体中,体心X为1,顶角Y为6× ,所以8 N(X)∶
1.B 2.B 3.C 4.D 5.C 6.C 7.C 8.A 9.A
N(Y)
6
=1∶ =4∶3。
10.A 11.A 12.B 13.B 14.B 15.D 16.D 8
17.(1)1s22s22p63s23p63d10{或 [Ar]3d10} (2)3NA (2)
1
乙晶体中,体心A为1,顶角B为8× =1,所以N(A)∶
(3)sp3 sp (4)NH-2 (5)①④②⑤③
8
() 。
18.(1)①s-sσ H2 ②s-pσ HCl ③p-pσ Cl
N B =1∶1
2
④ 1pz-pzπ N2 ⑤py-pyπ N2 (2)8 2 4 有 (3)丙晶体中,C离子个数为12×4+1=4
,D离子个数为8
·· ·· ·· ·· ··
(3)Cl ·2:·Cl · ··+·Cl· →· Cl· ·· Cl·,NH3:3H×+· N · → 1 1
·· ·· ·· ·· ·· × +6× =4。
·· ·· ·· · ·· 8 2
H· · · ·× N×H,H2S:2H×+·S· →H× S×H,CO2:·C·+2·O·
·· ·· ·· · ·· (4)被6个六棱柱共用。
H 【典例精解】
·· ··
→O· · · ·· ·C· · O
·· ·· 【典例1】 B 解析:选项A,将饱和CuSO4 溶液降温可析出
19.(1)离子键、共价键 (2)平面三角形 sp2 CO2-3 胆矾,胆矾属于晶体。选项B,宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度
(3)[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O 3d54s1 (4)正四面体形 H> 较小,可以根据有无划痕来鉴别。选项C,非晶体没有固定熔点。
·118·
选项 D,晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些 【当堂训练】
差异。 1.B 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C 7.B 8.A
【典例2】 (1)6 (2)3∶1∶1 解析:(1)由晶胞结构可知, 9.(1)12 (2)①>③>② 10.1.56g·cm-3
在每个Ti的上、下、左、右、前、后各有1个等距离的Ti,与它距离 【课后巩固】
最近且相等的Ti有6个。(2)Ca位于晶胞的体心,为一个晶胞独 1.D 2.A 3.A 4.C 5.C 6.D 7.A 8.C 9.B
占; 1Ti位于晶胞的顶点,则一个晶胞含有8× =1个Ti;O位于 10.A 11.A 12.B8 13.(1)V形(或角形) 孤电子对 (2)8 碳原子与氧原子
1
晶胞的棱上,则一个晶胞含有12× =3个O。故氧、钙、钛的粒 都为sp3 杂化,且氢键和共价键都具有方向性和饱和性(每个水4
分子与相邻的4个水分子形成氢键) (3)冰熔化为液态水时只
子个数之比为3∶1∶1。
是破坏了一部分氢键,也说明液态水中仍存在氢键
变式1.B
14.(1)CO2 分子间作用力较弱,克服分子间作用力要吸热 变式2.B
【 () ()当堂训练】 21.56 3CS2 CO2
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√ 2.D 3.B 4.B 5.D 第二课时 共价晶体
6.D 7.A 8.B 9.C 10.CDF 【知识梳理】
11.(1)CuCl (2)2 BN (3)CoTiO 6 12 1.(1)原子 共价键 空间立体网状 (2)很高 很大 越3
【课后巩固】 小 越短 越大 越高
1.D 2.D 3.D 4.D 5.C 6.A 7.B 8.A 9.C 2.(1)109°28' 有限 松散 紧密堆积 (2)交替 1∶1
10.A 11.B (3)二氧化硅 4 4 2 2 硅氧四面体 Si—O 1∶2 单个
12.(1)非晶硅 晶体硅 (2)B (3)B 分子 巨型分子
a+b+3c 【典例精解】
13.(1)6 8 6 (2)3∶1∶1 CaTiO3 (3)602d3 【典例1】 D 解析:由题图可知每个硅原子与四个氧原子
第二节 分子晶体与共价晶体 相连,而每个氧原子与两个硅原子相连,在晶体中Si原子与 O原
第一课时 分子晶体 子的个数比为1∶2,“SiO2”仅表示石英的组成,不存在单个的
【知识梳理】 SiO2 分子,故D错误。
、 【 】 : 、一 1.分子 分子间作用力 共价键 2.(1)范德华力 分 典例2 C 解析 A B项属于无氢键存在的分子结构相
子密堆积 ()氢键 似的情况,相对分子质量大的熔点、 ; 12 2 4 沸点高 C选项属于分子结构
3.(1)非金属氢化物 (2)非金属单质 (3)非金属氧化物 相似的情况,但存在氢键的熔点、沸点高;D项属于相对分子质量
(4)酸 (5)有机物 相同,但分子结构不同的情况,支链多的熔点、沸点低。
4.(1)①氢键 范德华力 ②氢键 四面体中心 四面体顶 变式1.D
角 4 (2)①升华 ②12 (3)(从左到右,从上到下)范德华力 变式2.B
1个分子周围紧邻12个分子 范德华力、氢键 1个分子周围 【当堂训练】
紧邻4个分子 1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
二、1.较低 较小 2.(1)越大 越高 越低 反常升高 2.B 3.D 4.C 5.D 6.A 7.C 8.D 9.B
() 2 ①√ ②√ ③√ ④√ 3.不能 全部或部分电离 () () () 3π10.13 2 212 4 38
【典例精解】 16
×100%
【典例1】 D 解析:A、
【 】
C中 HF和
课后巩固
H2O分子间含有氢键,
1.C 2.B 3.B 4.C 5.B 6.D 7.(1)3s2沸点反常;对结构相似的物质,B中沸点随相对分子质量的增加 3p
4 14
而增大;D中沸点依次降低。 (2)2Al+2OH
-+2H2O 2AlO-2 +3H2↑ (3)H2S HCl
【典例2】 (1)2 (2)H O+H O H O++OH- (3)x (4)SiO2 CO2 形成的晶体属于分子晶体,SiO2 属于共价晶体2 2 3
>z>y 水分子间存在氢键,故沸点最高;HSe比 HS的相对 () 4×40g
·mol-1
2 2 8.1 共价晶体 12 ( -10 )3 23 -1
分子质量大,范德华力大, a×10 cm ×6.02×10 mol故 H2Se的沸点高于 H2S的沸点
3
解析:(1)每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,故每个 () 3 22424 正四面体形 4× ρ·NA
水分子形成的氢键数为2。
(3)由于水分子之间存在氢键,故水的沸点最高;而H2S的沸 第三节 金属晶体与离子晶体
点低于 H2Se,则需用范德华力解释。 第一课时 金属键与金属晶体
变式1.C 【知识梳理】
变式2.B 一、1.原子 自由电子 2.金属阳离子 自由电子 3.金
·119·
属单质 合金 4.价电子 所有金属原子 1∶2 8 4 (3)离子键的纯粹程度 3.(1)硬度 (2)较高
二、1.自由电子 2.相对滑动 排列方式 电子气 (3)熔融态 水溶液
深度思考 深度思考
(1)不一定。如金属晶体中只有阳离子和自由电子,没有阴 1.含金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,金属晶体也含有
离子,但有阴离子时,一定有阳离子。 金属 阳 离 子。离 子 晶 体 不 一 定 含 有 金 属 元 素,如 NH4Cl、
(2)金属离子半径的大小及所带电荷的多少。提示:由于金 NH4NO3 等铵盐。由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定
属键是产生在自由电子(带负电)和金属阳离子(带正电)之间的 是离子晶体,如AlCl3 是分子晶体。
电性作用,所以金属阳离子电荷越多,半径越小,则金属键越强。 2.离子晶体的熔点不一定低于共价晶体,如 MgO是离子晶
由于堆积方式影响空间利用率,所以它也是金属键强弱的影响因 体,SiO2 是共价晶体,MgO的熔点高于SiO2 的熔点。离子晶体
素之一。 中除含有离子键外,还有可能含有共价键、配位键。
【典例精解】 3.NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都是6,CsCl晶体中阴、
【典例1】 C 解析:金属的导电是因为在外加电场的作用 阳离子的配位数都是8;CaF 2+ -2 晶体中,Ca 的配位数为8,F 的配
下,电子发生定向运动实现的,而金属阳离子并没有运动,因此① 位数为4;决定离子晶体结构的因素:
错误;金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作
几何因素 晶体中正负离子的半径比
用,并非仅存在静电吸引作用,因此②错误;一般情况下,金属阳
离子所带电荷越多,半径越小,金属键越强,金属单质的熔、沸点 电荷因素 晶体中正负离子的电荷比
越高,硬度越大,Na+、Mg2+、Al3+ 三种离子的离子半径依次减 键性因素 离子键的纯粹程度
小、离子所带电荷依次增多,金属键越来越强,因此③正确;金属 【典例精解】
键的特征:一是没有方向性和饱和性,二是所有电子在三维空间 【典例1】 A 解析:NaCl为面心立方结构,每个晶胞中
运动,属于整个金属,因此④正确。
+ 1 1 1
【 】 : , Na 个数为12×4+1=4
,Cl- 的个数为8× +6× =4,则
典例2 A 解析 金属一般具有银白色的金属光泽 与金 8 2
属键密切相关。由于金属原子以最紧密堆积状态排列,内部存在 1mol氯化钠晶体中有4NA 个 Na+、4N -A 个Cl ,不存在分子,A
自由电子,所以当光辐射到它的表面上时,自由电子可以吸收所 项错误、D项正确;由NaCl晶胞结构可知,Na+ 在棱心和体心时,
有频率的光,然后很快释放出各种频率的光,这就使得绝大多数 顶点和面心为Cl-,则每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个,B
金属呈现银灰色以至银白色光泽,故 A 项错误;B、C、D项均 项正确;醋酸钠中存在碳碳非极性键,C项正确。
正确。 【典例2】 D 解析:离子键强弱与离子所带电荷数成正比,
变式1.C 与离子半径成反比;晶格能与离子所带电荷数成正比,与离子半
变式2.C 径成反比,所以离子晶体的晶格能越大,离子键越强,A项正确;
【当堂训练】 阳离子的半径越大,其表面积越大,与阴离子接触面积越大,吸引
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√ 2.B 3.B 4.B 5.C 的阴离子越多,B项正确;离子晶体的晶格能与离子半径成反比,
6.C 与离子所带电荷数成正比,C项正确;晶格能是气态离子形成
7.(1)分子晶体 (2)共价晶体 (3)分子晶体 (4)金属 1mol离子晶体时释放的能量,或者是将1mol离子晶体转化为
晶体 气态离子所吸收的能量,D项错误。
8.(1)自由电子 自由移动的离子 (2)C 变式1.C
【课后巩固】 变式2.C
1.D 2.D 3.B 4.D 5.A 6.A 7.B 8.A 9.B 【当堂训练】
10.C 1.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
11.4.7×10-23 4.23×10-22 6.01×1023mol-1 (8)× (9)× (10)√ 2.C 3.B 4.A 5.C 6.A 7.C
12.(1)1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 8.B 9.C
O O O 10.(1)D 4 原子 (2)E 2 (3)A 12 (4)C 离子 8
1s 2s 2
p (2)6 Cr (3)A (5)B 分子 12 (6)石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰
↑↓ ↑↓ ↑ ↑
O O 【课后巩固】
第二课时 离子晶体 1.D 2.D 3.B 4.C 5.A 6.D 7.A 8.C
【知识梳理】 ( 3d9.1) CuO 两物质均为离子化
1.阳离子 阴离子 离子键 2.异电性离子的数目 几何 ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
2
电荷 键性 (1)晶体中正、负离子的半径比 (2)正、负离子 合物,且离子所带电荷数相同,而 O2- 的半径小于S2-,Cu2O的
的电荷比 6 6 化学式 8 8 电荷 个数 配位数 2∶1 晶格 能 大 (2)Ca2+ [··C C· 2-·] 面 心 立 方 最 密 8
·120·
3
() 2 272
2.(1)
3FeC 2× d·N ×10
10
A A B C
第三课时 过渡晶体与混合型晶体
晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
【知识梳理】
( ) 、 、
1.(1)分子 共价 金属 离子 (2)②Na2O Al2O3
实例化学式 NH4 2SNH4HS Si O2 O3 Na
SiO 2.(2)①平面六元并环 ②范德华力 (3)混合晶体 (2)H++S2-2 HS-(或 H++HS- H2S↑) (3)2C
(4)很高 易 +SiO2 2CO↑+Si
深度思考 3.(1)共价 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间形成氢
1.由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠,p轨道中的电 键 (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体,且r(Na+)子可在整个碳原子平面中运动,所以石墨具有导电性。 2.不一样,金刚石中的“棍”表示的是C—C共价键,而干冰中 越小,熔点越高 4.(1)B (2)分子 30 (3)1.204×1024 6
的“棍”表示分子间作用力,分子晶体中多数含有化学键(如CO2 (4)2
中的C O键),少数则无(如稀有气体形成的晶体)。 第四节 配合物与超分子
3.(1)立方晶胞中,顶点、棱边、面心依次被8、4、2个晶胞
一课时 配合物与超分子
共用。
【知识梳理】
(2)六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、
一、1.(1)孤电子对 空轨道 2.(1)配位键 (2)
4、2个晶胞共用。
【典例精解】 实验操作 实验现象 有关离子方程式
【典例1】 D 解析:题干中所列举的6种钾石墨不是有机 滴加氨水后,试
高分子化合物,A项错误;钾石墨中碳原子的杂化方式是sp2 杂 管中首先出现蓝
Cu2++2NH3·H2O
化,B 项 错 误;图 中 外 围 的 六 个 钾 原 子 连 起 来,如 图 色沉淀,氨水过
Cu(OH)2↓+
量后沉淀逐渐溶
2NH+4 、Cu(OH)2+
解,滴加乙醇后
,得到的六边形中含24个碳,而顶点每个 K只有 4NH [Cu(NH)]2+3 34
析出深蓝色晶体
-
[Cu( )]
+2OH
NH3 4 SO4
1 ·
属于这个六边形,中心的K完全属于该六边形,即含K的数目 H2O3
1
为6× +1=3,它所表示的是C8K,C项错误;最近的两个K原3
Fe3+ +3SCN-
子之间的距离为石墨中C—C键键长的2 3倍,故D正确。 溶液变血红色
Fe(SCN)3
【典例2】 B 石墨属于混合型晶体,A项错误;SiO2 属于过
渡晶体,但一般按共价晶体来处理,B项正确;大多数含有离子键
的晶体不是典型的离子晶体,而是过渡晶体,C项错误;Na2O晶
体中离子键的百分数为62%,D项错误。
白色的
变式1.A AgCl
沉
AgCl+ 2NH3
淀消失,得到澄
变式2.A [Ag(NH3)2]Cl
【 】 清的无色溶液当堂训练
1.C 2.C 3.C 4.C 5.B 6.C 7.D
8.分 子 共价 分子 离子 9.AE 孤电子对 空轨道 共用氮原子提供的孤电子对
【课后巩固】 é NH ù2+3
1.Ⅰ.(1)四氯化硅 分子晶体 (2)锑 金属晶体 (3)氖 ê ê ↓
ú
ú
分子晶体 (4)硼 共 价 晶 体 (5)石 墨 混 合 型 晶 体 ê H3N→Cu←NH3ú
ê ú
Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤ ê ↑ ú
(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用 ê NH ú3
力(或范德华力)越强,熔化所需的能量越多,故熔点:Si60>N60> (3)①提供空轨道接受孤电子对 ②提供孤电子对 直接同
C60;而破坏分子需断开化学键,元素电负性越强其形成的化学键 中心原子配位 ③配位键 6
越稳定,断键时所需能量越多,故破坏分子需要的能量多少顺序 二、1.分子 分子间相互作用 2.(3)分子识别 自组装
为N60>C60>Si60
·121·
深度思考 【当堂训练】
1.因为氨水呈弱碱性,滴入 AgNO3 溶液中,会形成 AgOH 1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× 2.D 3.C 4.A 5.D
白 色 沉 淀,继 续 滴 加 氨 水 时,NH3 分 子 与 Ag+ 形 成 6.C 7.A 8.A 9.C 10.A
[Ag(NH3)2]+配合离子,配合离子很稳定,会使 AgOH 逐渐溶 11.(1)配位键 N (2)3CaF +Al
3+
2 3Ca2++AlF3-6
解,反应过程如下:Ag+ +NH3·H2O AgOH↓+NH+4 , (3)O
AgOH+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++OH-+2H2O。 【课后巩固】
2.(1)相同。NH+ 可看成 NH 分子结合1个 H+ 后形成 1.B 2.B 3.B 4.D 5.B 6.B 7.A4 3
的,在NH 中中心原子氮采取s3 杂化,孤电子对占据一个轨道, 8.
(1)洪特规则 平面三角形p
三角锥形 (2)①K ②Li+
3
, 半径比 的空腔小很多,不易与空腔内 原子的孤电子对作用3个未成键电子占据另3个杂化轨道 分别结合3个 H原子形成 Y O
, , , 形成稳定结构 四面体形 冠醚可溶于烯烃,进入3个σ键 由于孤电子对的排斥 所以空间结构为三角锥形 键角 ③ⅰ. < ⅱ.
冠醚中的 + 因静电作用将 - 带 入 烯 烃 中,增 大 烯 烃 与
压缩至107°。但当有 H+时,N原子的孤电子对会进入 H+ 的空 K MnO4
, +, , MnO
-
4 接触机会,提升氧化效果轨道 以配位键形成NH4 这样 N原子就不再存在孤电子对 键
(
, + , — 9.1
)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (2)K (3)离子键、角恢复至109°28' 故 NH4 为正四面体形 4个 N H 键完全一
共价键、配位键 (4)sp2, 7NA致 配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。
(2)[Cu(NH )]SO 中含有的化学键有离子键、共价键和配 第三章测试卷3 4 4
位键。 1.C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.B 7.A 8.B 9.B
(3)N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,NH3·BF3 的 10.C 11.A 12.B
2 2 4 2 2 2
H F 13.(1)1s2s2p 1s2s2p (2)CO2 分子 极性 非极
性 正四面体形 (3)SiO2 原子 高结构式可表示为 H N→B F 。
14.(1)② (2)①③ ③ sp3 (3)⑤⑦
H F H
【典例精解】 ·· ··(4)[H· N·· ·H]+[··Cl· -·]
·· ··
【典例1】 (1)16NA (2)C 解析:(1)[Zn(NH3)4]Cl2 中 H
[Zn(NH3)4]2+与Cl-形成离子键,而1个[Zn(NH3)4]2+ 中含有 15.(1) 或 [Ne]
4个N→Zn键(配位键)和12个N—H键,共16个σ键,故1mol
(2)3d84s2 (3)⑩ (4)金属 面心立方最密
该配合物中含有16molσ键,即16NA。
堆积 12 (5)Al3+ (7)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1 电子
该配合物中氮原子提供孤电子对,所以 NH3 是配体,故B错误;
()
[Zn(NH -3)4]Cl2 中外界是Cl ,
8 MgNi3C
内界是[Zn(NH )]2+3 4 ,故C正
16.(1)①< ②分子 (2)①直线 2 (3)①2s22p6 3
确;该配合物中,
②sp
锌离子提供空轨道,氮原子提供孤电子对,所以
杂化 乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键
Zn2+和NH3 以配位键结合,属于特殊共价键,不属于离子键,故
③EF
D错误。
17.(1)3d24s2 (2)O>N>C>H (3)分子晶体 配位键
【典例2】 A 解析:A项,a中N原子有3对σ键电子对,含
M 30
有1个孤电子对,b中N原子有4对σ键电子对,没有孤电子对, (4)①3 ②BC ③LaNi5 N ·a3×10A
则a、b中N原子均采取sp3 杂化,正确;B项,b为配离子,Ca2+的 18.(1)第二周期 第 VA 族 (2)2NA 或1.204×1024
配位数为6,错误;C项,a不是配合物,错误;D项,钙离子与 N、O (3)sp2杂化 (4)1s22s22p63s13p23d63d104s1 或[Ar]3d104s1
之间形成配位键,其他原子之间形成共价键,不含离子键,错误。 3
4×62
变式1.B Cu2O (5) ρ×NA
变式2.(1)acd (2)[CoBr(NH3)5]SO4 点燃19.(1)Co Ⅷ 3d54s1 (2)2Fe+3Cl2 2FeCl3
[Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀 (3)1∶2 (4)+3 6 配位键、共价键 sp3、sp2
20.(1)3.03×10-10m (2)正八面体 (3)0.88 (4)Ni0.64Ni0.24O
·122·
