1、第三单元分子空间结构与物质性质考纲定位要点网络1.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。2能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。3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。4了解极性分子和非极性分子及其性质的差异。5了解简单配合物的成键情况和组成结构。 分子的空间构型1杂化轨道理论(1)杂化图式sp3杂化(以CH4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sp2180直线形BeCl2、CO2sp23120平面三角形CO、BF3、SO3sp34109.5正四面体CH4、CCl4、NH(
2、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
3、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。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CS2HCHONCl3SOH3O答案02直线形直线形sp03平面三角形平面三角形sp214四面体三角锥sp304正四面体正四面体sp314四面体三角锥sp3命
4、题点1分子或离子的空间构型和杂化方式类型1(2019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，有时也能用于推测键角大小，下列判断正确的是()ASO2、CS2、HI都是直线形的分子BBF3键角为120，SnBr2键角大于120CCH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子DPCl3、NH3、PCl5都是三角锥型的分子CA项，SO2为V形；B项，SnBr2为sp2杂化，中心原子有一对孤电子对，键角小于120；D项，PCl5不是三角锥型。2指出下列分子或离子的空间构型和中心原子的杂化类型(1)H2S_，CO2_，PH3_，PCl3_，BF3_，HCN_，HCHO_
5、，SO2_，SiH4_。(2)NH_，NO_，SO_，ClO_，ClO_，SiO_。答案(1)V形、sp3直线形、sp三角锥型、sp3三角锥型、sp3平面三角形、sp2直线形、sp平面三角型、sp2V形、sp2正四面体型、sp3(2)正四面体型、sp3V形、sp2三角锥型、sp3三角锥型、sp3正四面体型、sp3平面三角形、sp23分子中碳的杂化类型有_，氧的杂化类型有_。答案sp、sp2、sp3sp34乙醇中碳的杂化类型为_，乙醛中碳的杂化类型为_，乙酸中碳的杂化类型为_。答案sp3sp3与sp2sp3与sp2“五方法”判断中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间分布构型直线形sp，平面三
6、角形sp2，四面体形sp3。(2)根据杂化轨道间的夹角10928sp3，120sp2，180sp。(3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于一个中心粒子XY)2对sp杂化，3对sp2杂化，4对sp3杂化。(4)根据键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)含C有机物：2个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。(5)根据等电子原理如CO2是直线形分子，CNS、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。命题点2键角比较5比较下列分子或离子中的键角大小(1)比较大小BF3_NCl3，H2O_CS2。H2O_NH
7、3_CH4，SO3_SO。H2O_H2S，NCl3_PCl3。NF3_NCl3，PCl3_PBr3。(2)在分子中，键角HCO_(填“”“”或“”)HCH。答案(1)(2)键角比较的三种思维模板(1)杂化类型不同spsp2sp3。(2) (3)在同一分子中，键电子斥力大，键角大。命题点3等电子原理及其应用6(1)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)与H2O互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)，阴离子为_。(5)
8、与OH互为等电子体的一种分子为_(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_。(8)与CO等电子体的离子为_，分子为_。(9)与SO等电子体的离子为_，分子为_。答案(1)CO2、SCN(或COS等)(2)N2CON2OCO2(3)SO2O3(4)H2FNH(5)HF(6)CO(或NO)(7)COCN(或C)NO(8)NOSO3(9)PO、ClOCCl4常见的等电子体粒子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、Cl
9、OAX432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、H3OAX38三角锥型 配合物和分子的性质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配位
10、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。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：具有手性异构体的分子。手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同的原子或基团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性
11、分子，如。(4)无机含氧酸分子的酸性(了解)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中共用电子对偏向氮原子，而在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子。(2)Cu2存在空轨道，而NH3中N有孤电子对，故N与Cu2之间以配位键结合。答案(1)N、F、H三种元素的电负性：FNH，在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2形成配位键(2)有蓝色沉淀生成，然后蓝色沉淀逐渐溶解，最终形成深蓝色溶液C
12、u22NH3H2O=Cu(OH)22NH，Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O3配位化学创始人维尔纳发现，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。上述配合物中，中心离子的配位数均为6。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)：_。解析由题意知，四种络合物中的自由Cl分别为3、2、1、
13、1，则它们的化学式分别为Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl。答案Co(NH3)6Cl3Co(NH3)5ClCl2Co(NH3)4Cl2Cl命题点2分子的某些性质(极性、溶解性、酸性、手性等)4(2019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)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_(填“”“”或“”)HIO4。依据是_。答案(1)sp3极性(2)Mg2，Cu2的配位数比Mg2大，故
14、乙二胺与Cu2形成的配合物更稳定。(3)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl6；每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键，还可以提供空轨道与另1个Cl原子提供的孤对电子形成配位键，结构式可表示为l或；由结构式可知，Fe的配位数为4。答案(1)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2(2)三角锥型低NH3分子间存在氢键(3) 42(1)(2018全国卷，节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中，存在_(填标号)。A离子键B键C键D氢键(2)(2018全国卷，节选)根据价层电子对
15、互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。(3)(2018全国卷，节选)ZnF2具有较高的熔点(872 )，其化学键类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。解析(1)AlH4中Al采用sp3杂化，呈
16、正四面体构型。四氢铝锂中存在离子键、配位键和共价键，配位键也是键。(2)价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对数为2，孤电子对数为2，故价层电子对数为4(或价层电子对数为4)，同理，SO2中S的价层电子对数为3，SO3中S的价层电子对数为3，H2S中S的价层电子对数不同于SO2、SO3。气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的空间构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有键和键两种。固态SO3为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故原子的杂化轨道类型为sp3。(3)根据ZnF2晶体的熔点较高可知，ZnF2为离子晶体，含有离子键，而ZnCl2
17、、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小，故能够溶解在有机溶剂中。CO中碳原子的价层电子对数为3，中心碳原子采取sp2杂化，故CO的空间构型为平面三角形。答案(1)正四面体sp3AB(2)H2S平面三角2sp3(3)离子键ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小平面三角形sp23(2017全国卷，T35(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。(1)从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号)A中心原子的杂化轨道类型B中心原子的价层电子对数C立体结构D共价键类型(2)R中阴离子N中的键总数为_
18、个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N中的大键应表示为_。(3)图中虚线代表氢键，其表示式为(NH)NHCl、_、_。解析(1)R中两种阳离子分别为H3O和NH。A选项，两种阳离子中心原子的杂化轨道类型均为sp3，所以两者相同；B选项，H3O中心原子的价层电子对数为(631)/24，NH中心原子的价层电子对数为(541)/24，所以两者相同；C选项，H3O和NH的立体结构分别为三角锥型和正四面体型，所以两者不同；D选项，H3O和NH均含有极性共价键和配位键，所以两者相同。(2)由题给图示可知，N与N之间形成5个NN键，因此有5个键。N中有5个氮原子参与形成大键，每个N原子与其他2个N原子形成共价键，每个N原子还可以提供1个电子参与大键的形成，加上得到的1个电子，共有6个电子参与形成大键，因此N中的大键可表示为。(3)根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况，因此氢键的表示式为(NH)NHCl、(H3O)OHN(N)、(NH)NHN(N)。答案(1)ABDC(2)5(3)(H3O)OHN(N)(NH)NHN(N)