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物质结构与性质


考点三 分子的性质
1.分子间作用力 (1)概念:物质分子之间 普遍 存在的相互作用力,称为分子间作用力。 (2)分类:分子间作用力最常见的是 范德华力 和 氢键 。 (3)强弱:范德华力 < 氢键 < 化学键。 (4)范德华力 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强,物 质的熔点、沸点越高,硬度越大。一般来说, 组成和结构 相似的物质,随 着 相对分子质量 的增加,范德华力逐渐 增大 。
探究高考 明确考向
(1)(2017·全国卷Ⅲ)在 CO2 低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)所涉及的 4 种 物 质 中 , 沸 点 从 高 到 低 的 顺 序 为 _H__2O__>_C__H_3O__H_>__C_O_2_>__H_2___ , 原 因 是
_H_2_O___和___C_H__3_O__H__均___为__极___性__分__子___,__H_2_O___中__氢___键__比__甲___醇__多___C__O__2、__H__2_均___为_____
解析 在冰中,每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键,按“均摊法” 计算,相当于每个水分子有2个氢键;水分子为V形结构。
(2)已知H2O2分子的结构如图所示:H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如 在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊位置上,书页夹角为93°52′,而 两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。
(5)(2014·全国卷Ⅰ)乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是
____C__H_3_C_O__O__H__分__子__间__存__在__氢__键__________________________。
(6)(2013·江苏高考)H2O 在乙醇中的溶解度大于 H2S,其原因是 __H__2_O__分__子__与___C__H_3_C_H__2O__H___分__子__间__易__形__成__氢__键__,__H_2_S__分__子__与___ __C__H_3_C_H__2_O_H__分__子__不__能__形__成 __氢 __键 ____。
(2)分子的溶解性 ①“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。结构相似(官能团),一般能相互溶解。 ②随着溶质分子中憎水基个数的增多,溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、 乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。 ③若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度__增__大_ ④溶质与溶剂能发生反应,将增大溶质的溶解性。
(5)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质 量的增大而增大( × ) 解析 卤素氢化物中,HF分子间能形成氢键,其熔、沸点最高。 (6)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( × ) 解析 分子内氢键对物质的熔、沸点影响很小,能使物质的熔、沸点降低。 (7)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( × ) 解析 H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能,而与氢键无关。
手性分子。
(4)无机含氧酸分子的酸性 对于同一种元素的无机含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性 越强。 如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn,R 相同时,n 值越大,R 的正电性 越强,—R—O—H 中的氧原子的电子就会越向 R 偏移,在水分子的作用下,就越容易电离出 H+,酸性也 就 越强。如 H2SO3 可写成(HO)2SO,n=1;H2SO4 可写成(HO)2SO2,n=2。所以 H2SO4 的酸性强于 H2SO3。同理,酸性:HNO3>HNO2,HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
判断方法: 正电中心和负电中心是否重合
既要看键的极性,也看分子的空间构型
物理模型法:化学键的极性的向量和是否等于零(矢量方向:一
般可以由电负性弱的指向电负性强的)
化合价法(ABn 型):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。
题组二 范德华力、氢键对物质性质的影响 3.氨溶于水时,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分 子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为
A.
√B.
C.
D.
4.按要求回答下列问题: (1)HCHO分子的立体构型为_平__面__三__角__形,它与H2加成后,加成产物的熔、 沸 点 比 CH4 的 熔 、 沸 点 高 , 其 主 要 原 因 是 ( 须 指 明 加 成 产 物 是 何 物 质)_加__成__产__物__C__H_3_O_H__分__子__之__间__能__形__成__氢__键___。 (2)S位于周期表中第__Ⅵ__A_族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是 ___两__者__均__为__分__子__晶__体__且__结_构__相__似__,__H__2T_e_相__对__分__子__质__量__比__H_2_S_大__,__分_子__间__作__用_ ___力__更__强_____, H2O比H2Te沸点高的原因是__两__者__均__为__分__子__晶__体__,__H_2_O_分__子__之__间__存__在__氢__键_____。
第十二章、物质结构与性质
第38讲 分子结构与性质
考纲要求
KAOGANGYAOQIU
1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键),了解配位键的含义。 2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。
4.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 的立体构型。 5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 6.了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质 性质的影响。
学习目标:
1、知道影响范德华力的因素,会比较范德华力的大小,从而 比较分子的熔沸点。 2、了解氢键的含义,能找出物质中存在的氢键并正确表示出 来,能解释氢键对物质性质的影响,如熔沸点、溶解度、电 离度、水和冰的密度、水的相对分子质量测定响熔沸点的因素,能比较物质熔沸点高低 5、会判断手性碳原子的存在 6、会比较无机含氧酸酸性强弱并能解释原因
试回答: ①H2O2分子的电子式是_____________,结构式是_H__—__O__—__O_—__H____。 解析 由H2O2的立体构型图可知,H2O2是极性分子,分子内既有极性键,又 有非极性键,而CS2为非极性分子,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于CS2。
②H2O2分子是含有_极__性____键和_非__极__性___键的__极__性____(填“极性”或“非极 性”)分子。 ③H2O2难溶于CS2,简要说明理由:H__2O__2_为__极__性__分__子__,__而__C_S_2_为__非__极__性__溶__剂__, 根__据__“__相__似__相__溶__”__规__律__,__H__2_O_2_难__溶__于__C_S_2__。 ④H2O2 中 氧 元 素 的 化 合 价 是-_1_价____ , 简 要 说 明 原 因 _因__O__—__O_键__为__非__极__性__键__,__而__O__—__H_键__为__极__性__键__,__共__用__电__子__对__偏__向__氧__,__故__氧__。 为-1价
D.PH3分子中P—H键是非极性键
解析 A项,正负电荷中心不重合的分子为极性分子,正负电荷中心重合的分子
为非极性分子;
B项,PH3分子中有1个未成键的孤电子对; C项,根据P元素的化合价分析,错误;
D项,同种非金属元素之间存在非极性键,不同种非金属元素之间存在极性键。
2.(2018·广东省茂名高三联考)已知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物,试 根据有关信息完成下列问题: (1)水是维持生命活动所必需的一种物质。 ①1 mol冰中有__2_mol氢键。 ②用球棍模型表示的水分子结构是__B__。
解题探究 JIETITANJIU
题组一 共价键的极性与分子极性的判断
1.(2019·河南省实验中学模拟)膦又称磷化氢,化学式为PH3,在常温下是一种无
色有大蒜臭味的有毒气体,它的分子呈三角锥形。以下关于PH3的叙述中正确的是
A.PH3是非极性分子
√B.PH3中有未成键电子对
C.PH3是一种强氧化剂
辨析易错易混·正误判断
(1)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键( × ) 解析 可燃冰中水分子间存在氢键,但CH4与H2O之间不存在氢键。 (2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力( × ) 解析 乙醇分子、水分子中都有—OH,符合形成氢键的条件。 (3)氢键具有方向性和饱和性( √ ) (4)H2O2分子间存在氢键( √ ) 解析 H2O2分子中的H几乎成为“裸露”的质子,与水分子一样,H2O2分子 间也存在氢键。
冰的结构
冰中1个水分子周围有4个水分子
液态水中的氢键
沸点/℃ 100 75 50 25 0 -25 -50 -75 -100 -125 -150
H2O
HF
NH3
H2S
H2Se
HCl PH3
AsH3 HBr
×GeH4
× SiH4
× CH4
2
3
4
一些氢化物的沸点
H2Te SbH3
HI
×SnH4
5 周期
2.分子的性质
(1)分子的极性
类型 形成原因 存在的共价键 分子内原子排列
非极性分子 正电中心和负电 中心 重合 的分子 _非__极__性__键__或__极__性__键___
_对__称__
极性分子 正电中心和负电中 心 不重合 的分子 _非__极__性__键__或__极__性__键___
不__对__称___
相对分子质量相同或相近时,分子的( 极性)越大,范德华力越( 大)
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