课件3张PPT。章末优化总结 章末优化总结知识网络构建章末综合检测知识网络构建课件33张PPT。第一节 共价键学习目标
1.知道共价键的主要类型σ键和π键。
2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.结合实例说明“等电子原理”的应用。 课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第一节 共价键课前自主学案一、共价键
1.概念
原子间通过______________形成的化学键。共用电子对3.类型
(1)σ键头碰头连线不变轴对称较大(2)π键肩并肩镜像对称两原子核镜像不能断裂思考感悟
1.所有的共价键都有方向性吗?
【提示】 并不是所有的共价键都有方向性,如s-s σ键就没有方向性。二、键参数——键能、键长与键角气态基态释放稳定被打断核间距共价键越大稳定方向性立体构型思考感悟
2.试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性逐渐减弱的原因。
【提示】 卤素原子从F到I原子半径逐渐增大,分别与H原子形成共价键时,按H-F、H-Cl、H-Br、H-I,键长逐渐增长,键能逐渐减小,故分子的稳定性逐渐减弱。三、等电子原理
1.等电子原理及等电子体
等电子原理:___________相同、____________相同的分子具有相似的________________,它们的许多性质是相近的。
满足等电子原理的分子称为等电子体。原子总数价电子总数化学键特征2.等电子体实例
CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数,属于等电子体,其性质对比如下:思考感悟
3.根据所学知识和等电子原理,试举出几种等电子体。
【提示】 H2O和H2S,SO2和O3,CO2和CS2,卤素的氢化物。课堂互动讲练共价键的特征和类型1.共价键的特征
(1)饱和性
因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的,因此在共价键的形成过程中,一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后,一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了,即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的,所以共价键具有饱和性。(2)方向性
除s轨道是球形对称的外,其他的原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时,原子轨道重叠的愈多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越牢固,因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,所以共价键具有方向性。2.类型3.σ键与π键特别提醒:(1)s轨道与s轨道重叠形成σ键时,电子不是只在两核间运动,而是电子在两核间出现的概率增大。
(2)因s轨道是球形的,故s轨道和s轨道形成σ键时,无方向性。两个s轨道只能形成σ键,不能形成π键。
(3)两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键。【解析】 A项S原子的价电子构型是3s23p4,有2个未成对电子,并且分布在相互垂直的3px和3py轨道中,当与两个H原子配对成键时,形成的两个共价键间夹角接近90°,这体现了共价键的方向性,是由轨道的伸展方向决定的。B项N2分子中有三个化学键,其中有一个σ键、两个π键。C项,两个原子形成的共价键,首先有一个σ键,其余为π键。D项,σ键的重叠程度比π键大,故键能σ键大于π键。
【答案】 D【规律方法】 σ、π键存在的规律
(1)共价单键全部是σ键。
(2)共价双键中,一个是σ键,一个是π键。
(3)共价三键中,一个是σ键,两个是π键。变式训练1 关于乙醇分子的说法正确的是( )
A.分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.分子中含有1个π键解析:选C。乙醇的结构式为 共含有8个共价键,其中C—H、C—O、O—H键为极性键,共7个,C—C键为非极性键。由于全为单键,故无π键。键参数与分子性质1.一般来讲,形成共价键的两原子半径之和越小,共用电子对数越多,则共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。
如HF、HCl、HBr、HI中,分子的共用电子对数相同(1对),因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大,故共价键牢固程度H—F>H—Cl>H—Br>H—I,因此,稳定性HF>HCl>HBr>HI。
2.键长越短,往往键能越大,共价键越稳定。3.键能与键长是衡量共价键稳定性的参数,键角是描述分子立体构型的参数。一般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个分子的立体构型就确定了。如氨分子的H—N—H键角是107°,N—H键的键长是101 pm,就可以断定氨分子是三角锥形分子,如图:4.F—F键键长短,键能小的解释
氟原子的半径很小,因此其键长短,而由于键长短,两氟原子形成共价键时,原子核之间的距离很近,排斥力很大,因此键能不大,F2的稳定性差,很容易与其他物质反应。
特别提醒:(1)通过键长、键角可以判断分子的立体构型。
(2)键长不是成键两原子半径的和,而是小于其半径的和。5.键能与化学反应的能量变化关系
(1)化学反应过程中,旧键断裂吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量,则反应为吸热反应,吸热反应使反应体系的能量增加,故规定反应的热量变化ΔH为“+”。
化学反应过程中,旧键断裂所吸收的总能量小于新键形成放出的总能量,则反应为放热反应,放热反应使反应体系的能量降低,故规定反应的热量变化ΔH为“-”。
(2)利用键能计算反应的热量变化(ΔH)
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。 从实验测得不同物质中氧—氧键之间的键长和键能数据如下表,其中X、Y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是( )A.成键时电子数越多,键能越大
B.键长越长,键能越小
C.成键所用的电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
【思路点拨】 解答本题要注意以下两点:
(1)键长越长键能越小。
(2)共价键的本质:自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对时,原子轨道发生重叠。【答案】 B【误区警示】 (1)键能与键长反映键的强弱程度,键长与键角用来描述分子的立体构型。
(2)对键能的概念把握不准,容易忽略键能概念中的前提条件——气态基态原子。变式训练2 (2011年黄冈高二检测)能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( )
A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C.稀有气体一般难发生化学反应
D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定解析:选D。共价分子构成物质的状态与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定是由于N2分子中形成共价键的键能(946 kJ/mol)比O2分子中共价键键能(497.3 kJ/mol)大,在化学反应中更难于断裂。课件69张PPT。第二节 分子的立体构型学习目标
1.了解共价键分子结构的多样性和复杂性。
2.认识价层电子对互斥理论、杂化轨道理论和配合物理论。
3.能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。
4.会判断简单配合物的成键情况,了解简单配合物的命名方法。
5.简单了解分子立体结构的测定办法。 课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第二节 分子的立体构型课前自主学案一、形形色色的分子
分子的立体构型:两个以上原子构成的分子中的原子的空间关系问题。
1.三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。如:180°105°直线形V形2.四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。如:120°107°平面三
角形三角锥
形3.五原子分子的可能立体构型更多,最常见的是正四面体形。如:109°28′109°28′正四面
体形正四面
体形思考感悟
1.五原子分子都是正四面体结构吗?
【提示】 不是,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,虽为四面体结构,但由于碳原子所连的四个原子不相同,四个原子电子间的排斥力不同,使四个键的键角不再相等,所以并不是正四面体结构。二、价层电子对互斥理论
1.价层电子对互斥理论(VSEPR)
分子中的价层电子对(包括____________和_________________________)由于___________作用,而趋向尽可能彼此远离以减小_______,分子尽可能采取________的立体构型。电子对之间的夹角越大,排斥力_______。σ键电子对中心原子上的孤电子对相互排斥斥力对称越小2.价层电子对的确定方法思考感悟3.VSEPR模型的用途
预测分子或离子的____________。
(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子的立体构型立体构型2直线
形平面三角
形正四面体
形34(2)中心原子上有孤电子对的分子的立体构型
对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子,中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间,并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。见下表。V形三角锥形直线形三角锥形V形三、杂化轨道理论简介
1.杂化与杂化轨道
(1)概念
①轨道的杂化
原子内部____________的原子轨道重新组合生成与原轨道数_________的一组新轨道的过程。
②杂化轨道
杂化后形成的新的_____________的一组原子轨道。能量相近相等能量相同(2)类型2342.杂化轨道类型与分子空间构型的关系180°120°109°28′直线形平面三角形正四面体形思考感悟
3.用杂化轨道理论分析NH3呈三角锥形的原因。【提示】 NH3分子中的N原子价电子排布图为 ,1个2s轨道与3个2p轨道杂化后,形成4个sp3杂化轨道,其中3个杂化轨道中是单电子,分别与3个H原子形成σ键,一个杂化轨道中是成对电子,不形成共价键。sp3杂化轨道应为正四面体构型,但由于孤电子对不形成化学键,故NH3分子为三角锥形。四、配合物理论简介
1.配位键
(1)概念:_____________由一个原子_________提供而另一个原子提供空轨道而形成的共价键,即“电子对给予-接受键”,是一类特殊的____________。
(2)表示
配位键可以用A→B来表示,其中A是________孤电子对的原子,叫做给予体;B是_________电子对的原子,叫做接受体。孤电子对单方面共价键提供接受2.配位化合物
(1)概念:___________________与某些分子或离子(称为________)以___________结合形成的化合物,简称配合物。金属离子(或原子)配体配位键(2)配合物的形成举例蓝色沉淀溶解深蓝色晶体变红思考感悟
4.配制银氨溶液时,向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,为什么?课堂互动讲练用价层电子对互斥理论确定分子或离子立体构型的方法2.确定价层电子对的立体构型
由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离。于是价层电子对的立体构型与价层电子对数目的关系如下表:这样已知价层电子对的数目,就可以确定它们的立体构型。3.分子立体构型的确定
价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,价层电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型,如下表所示:特别提醒:利用上表判断分子立体构型时注意:
(1)如果在价层电子对中出现孤电子对时,价层电子对立体构型还与下列斥力顺序有关:孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对。因此价层电子对立体构型为三角形和四面体形时,孤电子对的存在会改变成键电子对的分布空间。所以H2O分子的键角应小于109°28′。(2)对于分子中有双键、三键等多重键时,使用价层电子对理论判断其分子构型时,双键的两对电子和三键的三对电子只能作为一对电子来处理,或者说在确定中心原子的价层电子对总数时不包括π电子。【思路点拨】 解答本题需注意以下两点:
(1)确定每个结构中成键电子及孤电子对。
(2)根据VSEPR模型判断分子或离子的立体构型。【解析】 根据各分子的电子式和结构式,分析中心原子的孤电子对数,依据中心原子连接的原子数和孤电子对数,确定VSEPR模型和分子的立体构型。【答案】 直线形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形 三角锥形
【误区警示】 使用价层电子对互斥理论判断分子立体构型时需注意:
价层电子对互斥构型是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对),当中心原子上无孤电子对时,两者的构型一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的构型不一致。变式训练1 若ABn分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,根据价层电子对互斥理论,下列说法正确的是( )
A.若n=2,则分子的立体构型为V形
B.若n=3,则分子的立体构型为三角锥形
C.若n=4,则分子的立体构型为正四面体形
D.以上说法都不正确解析:选C。若中心原子A上没有未成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的立体构型为直线形;n=3时,分子的立体构型为平面三角形;当n=4时,分子的立体构型为正四面体形。分子立体构型和杂化轨道类型的关系1.杂化类型的判断
因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对,而两个原子之间只能形成一个σ键,故有下列关系:
杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数,再由杂化轨道数判断杂化类型。例如:2.共价键全部为σ键的分子构型与杂化类型3.含σ键和π键的分子构型和杂化类型特别提醒:(1)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,中心原子杂化类型相同时孤电子对越多,键角越小。例如,NH3中的氮原子与CH4中的碳原子均为sp3杂化,但键角分别为107°和109°28′。
(2)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。
(3)杂化轨道也符合价层电子对互斥模型,应尽量占据整个空间,使它们之间的排斥力最小。 元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。
(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置。
(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式________;该分子的中心原子以________杂化,分子构型为______________。(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式__________________________________;
该分子的中心原子以________杂化,分子构型为______________。
(4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种,其水溶液均呈酸性,试分别写出其分子式________、____________,并比较酸性强弱:__________________。两种酸的阴离子分别为________和________,立体构型分别为________和________。
(5)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是________(写分子式),分子构型为V形的是______(写分子式)。②依据成键电子对和孤电子对数目判断分子构型【答案】 (1)X:第二周期,ⅥA族;Y:第三周期,ⅥA族。
(2)SO2 sp2 V形
(3)SO3 sp2 平面三角形
(4)H2SO3 H2SO4 H2SO4>H2SO3 SO SO 三角锥形 正四面体形
(5)H2O2 H2O【规律方法】 判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法
(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形,则分子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子发生sp杂化。变式训练2 (2011年秦皇岛高二检测)氨气分子的立体构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为( )
A.两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同,NH3为sp2型杂化,而CH4是sp3型杂化
B.NH3分子中N原子形成3个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
D.氨气分子是4原子化合物,甲烷为5原子化合物
解析:选C。NH3和CH4都是sp3杂化,故A、B错误
,跟分子中原子个数无关,故D错误。配位键与配位化合物1.配位键与非极性键、极性键的区别与联系特别提醒:(1)不是所有的配合物都具有颜色。如[Ag(NH3)2]OH 溶液无色,而Fe(SCN)3溶液呈红色。(2)过渡金属原子或离子都有接受孤电子对的空轨道,对多种配体具有较强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。2.配合物的组成一般中心原子(或离子)的配位数为2、4、6。3.形成配合物的条件
(1)配体有孤电子对;(2)中心原子有空轨道。
4.配合物的稳定性
配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强,配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。
5.配合物形成时的性质改变
(1)颜色的改变,如Fe(SCN)3的形成;
(2)溶解度的改变,如AgCl→[Ag(NH3)2]+。 气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,分子中原子间成键关系如图所示。请将图中你认为是配位键的斜线加上箭头。【解析】 解答本题要善于挖掘、提炼题目所给的有用信息,弄清配位键的概念及形成条件。
Cl原子最外层有7个电子,Al原子最外层有3个电子,上图中每个键代表1对共用电子对,据此可判断氯化铝(Al2Cl6)中与两个铝形成共价键的氯原子中,有一个键是配位键,氯原子提供电子对,铝原子提供空轨道。配位键的箭头指向提供空轨道的一方。【答案】 【规律方法】 要想准确解答此类题目,需要掌握好配位键的形成条件: 一种原子有空轨道,另一种原子有孤电子对。因此正确分析原子的最外层电子排布和成键情况是解答该类题目的关键。变式训练3 下列现象与形成配合物无关的是
( )
A.向FeCl3中滴入KSCN溶液,溶液呈红色
B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O,溶液呈绿色,再加水,溶液呈蓝色
C.Cu与浓HNO3反应后,溶液呈绿色;Cu与稀HNO3反应后,溶液呈蓝色
D.向FeCl3中滴加氨水产生红褐色沉淀解析:选D。Fe3+与SCN-形成配合物Fe(SCN)3,显红色;Cu2+在水溶液中形成配离子[Cu(H2O)2]2+显绿色,[Cu(H2O)4]2+显蓝色,故A、B、C项均与形成配合物有关。D项中,FeCl3与氨水反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀,与形成配合物无关。课件52张PPT。第三节 分子的性质学习目标
1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。
2.知道范德华力、氢键对物质性质的影响。
3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。
4.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。
5.了解无机含氧酸分子酸性强弱的原因。 课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第三节 分子的性质课前自主学案一、键的极性和分子的极性
1.键的极性不同发生偏移同种不发生偏移2.分子的极性不重合不为零重合等于零3.键的极性与分子极性的关系
(1)只含有非极性键的分子一定是_____________分子。
(2)含极性键的分子,如果分子结构是空间对称的
,则为__________分子,否则是________分子。非极性非极性极性思考感悟
1.CH4分子中共价键的类型和分子类型分别是什么?【提示】 CH4分子的结构式为: 分子中有4个C—H键,C—H键为极性键。但由于其立体构型为正四面体形,高度对称,故为非极性分子。二、范德华力及其对物质性质的影响分子相
互作用力弱越大相似越大物理化学越高2.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似,但状态却为气、液、固的原因是什么?
【提示】 Cl2、Br2、I2的组成和结构相似,由于相对分子质量逐渐增大,所以范德华力逐渐增大,故熔、沸点升高,状态由气体变为液体、固体。三、氢键及其对物质性质的影响
1.概念
氢键是由已经与_________很强的原子(如N、F、O)形成共价键的_________与另一个分子中或同一分子中__________很强的原子之间的作用力。
2.表示方法
氢键通常用A—H…B—表示,其中A、B为____、_____、____中的一种,“—”表示_________,“…”表示形成的________。电负性氢原子电负性NOF共价键氢键强方向饱和分子间分子内3.特征
(1)氢键不属于化学键,是一种分子间作用力,比化学键的键能小1~2个数量级,但比范德华力_______。
(2)具有一定的_________性和________性。
4.类型
(1)___________氢键,如水中:O—H…O—;
(2)___________氢键,如 。5.氢键对物质性质的影响
(1)当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将_________。
(2)当形成分子内氢键时,物质的熔、沸点将_________。
(3)氢键也影响物质的电离、_______等过程。升高下降溶解6.氢键与水分子的性质
(1)水结冰时,体积膨胀,密度________。
(2)接近沸点时形成“缔合分子”,水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量_________。减小大思考感悟
3.(1)H2S与H2O组成和结构相似,且H2S的相对分子质量大于H2O,但是H2S为气体,水却为液体,为什么?
(2)冰浮在水面上的原因是什么?
【提示】 (1)水分子间形成氢键,增大了水分子间的作用力,使水的熔、沸点比H2S的熔、沸点高。
(2)由于水结成冰时,水分子大范围地以氢键互相联结,形成疏松的晶体,造成体积膨胀,密度减小。四、溶解性
1.“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于_________溶剂,极性溶质一般能溶于_______溶剂。非极性极性2.影响物质溶解性的因素温度压强相似相溶氢键增大氢键思考感悟
4.CH3OH能与水以任意比互溶而戊醇在水中的溶解度却较小,原因是什么?
【提示】 CH3OH中的—OH与H2O中的—OH相近,甲醇能与H2O互溶,而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大,其中的—OH跟水分子中的—OH相似的因素小得多,因而戊醇在水中的溶解度明显减小。五、手性
1.手性异构体
具有完全相同的_______和____________的一对分子,如同左手与右手一样互为_______,却在三维空间里不能________,互称手性异构体。组成原子排列镜像重叠手性异构体2.手性分子
有_____________的分子叫做手性分子。如乳酸
( )分子。六、无机含氧酸分子的酸性
1.对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价_______,其含氧酸的酸性_________。
2.含氧酸的通式可写成(HO)mROn,若成酸元素R相同,则n值越大,酸性_______。越高越强越强课堂互动讲练分子极性的判断1.化合价法
ABm型分子中,中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时,该分子为非极性分子,此时分子的空间结构对称;若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数,则分子的空间结构不对称,其分子为极性分子,具体实例如下:2.根据所含键的类型及分子的立体构型判断3.根据中心原子最外层电子是否全部成键判断
中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键,此分子一般为非极性分子;分子中的中心原子最外层电子若未全部成键,此分子一般为极性分子。
CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键,它们都是非极性分子。
H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键,它们都是极性分子。特别提醒:(1)极性分子中一定有极性键,非极性分子中不一定只有非极性键。例如CH4是非极性分子,只有极性键。
(2)含有非极性键的分子不一定为非极性分子,如H2O2是含有非极性键的极性分子。 请指出表中分子的立体构型,判断其中哪些属于极性分子,哪些属于非极性分子。【思路点拨】 解答本题要注意以下两点:
(1)根据中心原子的杂化类型,判断分子的立体构型。
(2)结合分子立体构型判断分子的极性。
【解析】 由于O2、CO2、BF3、CCl4均为对称结构,所以它们均为非极性分子。HF、H2O、NH3、PCl3空间结构不对称,均为极性分子。【答案】变式训练1 下列叙述中正确的是( )
A.以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子
B.以极性键结合的分子一定是极性分子
C.非极性分子只能是双原子单质分子
D.非极性分子中,一定含有非极性共价键解析:选A。A是正确的,如O2、H2、N2等;B错误,以极性键结合的分子不一定是极性分子,若分子构型对称,正负电荷中心重合,就是非极性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C错误,非极性分子也可能是某些结构对称的含极性键的化合物,如CH4、CO2等;D错误,非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、CO2等。范德华力、氢键及共价键的比较特别提醒:(1)有氢键的分子间也有范德华力,但有范德华力的分子间不一定有氢键。
(2)氢键与范德华力主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学性质。【解析】 分子间作用力是分子间相互作用力的总称,A正确;范德华力是分子与分子间的相互作用力,而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力,它们可以同时存在于分子之间,C正确;分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外,对物质的溶解度等也有影响,B正确;氢键不是化学键,化学键是原子与原子间强烈的相互作用,D错误。
【答案】 D【误区警示】 (1)分子间作用力不等价于范德华力,对某些分子来说分子间作用力包括范德华力和氢键。
(2)氢键不是化学键。变式训练2 二甘醇可用于溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式是
HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是( )
A.符合通式CnH2nO3
B.分子间能形成氢键
C.分子间不存在范德华力
D.能溶于水,不溶于乙醇解析:选B。二甘醇的分子式为C4H10O3,它符合通式CnH2n+2O3。二甘醇分子之间能形成O—H…O—氢键,也存在范德华力。由“相似相溶”规律可知,二甘醇能溶于水和乙醇。故正确答案为B。分子间作用力对物质性质的影响1.范德华力对物质性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响
一般说来,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点:I2>Br2>Cl2>F2,Rn>Xe>Kr>Ar>Ne>He。(2)对物质溶解性的影响
如:在273 K、101 kPa时,氧气在水中的溶解度(0.049 cm3·L-1)比氮气在水中的溶解度(0.024 cm3·L-1)大,就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。
(3)相似相溶规律
极性分子一般能溶于极性溶剂中(如HCl易溶于水中),非极性分子一般能溶于非极性溶剂中(如I2易溶于CCl4中,白磷溶于CS2中)。2.氢键对物质性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响
①某些氢化物分子存在氢键,如H2O、NH3、HF等
,会使同族氢化物沸点反常,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②当氢键存在于分子内时,它对物质性质的影响与分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟基苯甲醛的氢键存在于分子内部,对羟基苯甲醛存在分子间氢键,因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。(2)对物质密度的影响
氢键的存在,会使物质的密度出现反常,如液态水变为冰,密度会变小。
(3)对物质溶解度的影响
溶剂和溶质之间存在氢键,溶解性好,溶质分子不能与水分子形成氢键,在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水,甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶,就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。
(4)氢键对物质结构的影响
氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构,如冰晶体的孔穴结构等。特别提醒:判断物质的性质受何种作用力影响,首先要弄清该性质是物理性质还是化学性质,然后找出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析物质性质的变化规律。如键能越大,键长越短,键能越强,化学性质越稳定;相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。 下图中A、B、C、D四条曲线表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线________,表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线________;同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高,其原因是________________________________________________________________________。
曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点,其原因是________________________________________________________________________。【解析】 H2O与H2O分子之间有四个氢键,故沸点最高,故A为ⅥA族氢化物沸点曲线,ⅣA族的氢化物都为非极性分子,沸点较低,第二周期元素的氢化物间也不存在氢键,故选D。由于同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物间不存在氢键,且结构相似,所以它们沸点与范德华力有关,而范德华力与相对分子质量有关,故随着相对分子质量的增大,沸点随之升高。曲线中第二周期元素的气态氢化物沸点显著高于第三周期元素气态氢化物,原因是第二周期元素氢化物分子间存在氢键。
【答案】 A D 结构相似,相对分子质量增大,范德华力增大,沸点升高 分子间存在氢键变式训练3 下列现象与化学键有关的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高
B.H2O的沸点远高于H2S的沸点
C.H2O在高温下也难分解
D.干冰汽化解析:选C。在A项中,卤素单质分子间存在着分子间作用力,且相对分子质量越大,分子间作用力越强,单质的熔点也就越高。D项,在干冰中,CO2分子间通过范德华力结合在一起,在汽化时需要克服范德华力,而CO2分子内的化学键并没有断裂。B项中由于H2O分子间存在氢键,使分子间作用力增强,所以H2O的沸点要比H2S的高。只有C项中由于H—O键键能很大,在较高温度时也难打开,所以H2O分子很稳定,与共价键有关。故正确答案为C。