1.認(rèn)識(shí)分子間存在相互作用,知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力,了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。2.結(jié)合實(shí)例了解分子具有特定的空間結(jié)構(gòu),并可運(yùn)用相關(guān)理論和模型進(jìn)行解釋和預(yù)測(cè)。知道分子的結(jié)構(gòu)可以通過波譜、晶體X射線衍射等技術(shù)進(jìn)行測(cè)定。3.知道分子可以分為極性分子和非極性分子,知道分子極性與分子中鍵的極性、分子的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。結(jié)合實(shí)例初步認(rèn)識(shí)分子的手性對(duì)其性質(zhì)的影響。
1.對(duì)本部分內(nèi)容要求考生在高考中能說明分子間作用力(含氫鍵)對(duì)物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等性質(zhì)的影響,能列舉含有氫鍵的物質(zhì)及其性質(zhì)特點(diǎn);能根據(jù)給定的信息分析常見簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu),能利用價(jià)層電子對(duì)互斥模型及雜化軌道理論解釋簡(jiǎn)單共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu);能根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鍵的極性判斷分子的極性,并據(jù)此對(duì)分子的一些典型信息及其應(yīng)用作出解釋。2.在高考試題中,一般在非選擇題中以填空或簡(jiǎn)答形式考查分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí),難度中等。
第一環(huán)節(jié)　必備知識(shí)落實(shí)
第二環(huán)節(jié)　關(guān)鍵能力形成
第三環(huán)節(jié)　核心素養(yǎng)提升
知識(shí)篩查1.分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定現(xiàn)在科學(xué)家主要利用一些現(xiàn)代儀器和方法對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行推測(cè),如紅外光譜、晶體X射線衍射等。紅外光譜的原理是當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí),分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線,再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰,通過和已有譜圖庫比對(duì),或通過量子化學(xué)計(jì)算,可以得知各吸收峰是由哪種化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的,綜合這些信息,可分析出分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息?，F(xiàn)代化學(xué)還常用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量。
2.價(jià)層電子對(duì)互斥模型(1)價(jià)層電子對(duì)互斥模型。①價(jià)層電子對(duì)互斥模型認(rèn)為,分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對(duì)”互相排斥的結(jié)果。②VSEPR的“價(jià)層電子對(duì)”是指分子中的中心原子與結(jié)合原子間的σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。多重鍵只計(jì)其中的σ鍵電子對(duì),不計(jì)π鍵電子對(duì)。
③孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算:
其中:a為中心原子的價(jià)電子數(shù),x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù),b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)。
(2)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型推測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)。①價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子空間結(jié)構(gòu):
②運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型解釋分子鍵角大小:價(jià)層電子對(duì)相互排斥,彼此互相遠(yuǎn)離,孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。如價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4的幾種分子,鍵角CH4 > NH3 > H2O。
3.雜化軌道理論雜化軌道理論是一種價(jià)鍵理論,是鮑林為了解釋分子的空間結(jié)構(gòu)提出的。其理論要點(diǎn)是:當(dāng)原子成鍵時(shí),原子的價(jià)層電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。
知識(shí)鞏固1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。(　　)(2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)。(　　)(3)NH3分子為三角錐形,N原子發(fā)生sp2雜化。(　　)(4)只要分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,中心原子均為sp2雜化。(　　)(5)中心原子是sp雜化的,其分子空間結(jié)構(gòu)不一定為直線形。(　　)(6)價(jià)層電子對(duì)互斥模型中,π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。(　　)
3.比較下列分子或離子中鍵角大小。(1)H2O　　　　H3O+,NH3　　　　 。?(2)SO3　　　　CCl4,CS2　　　　SO2。?
答案:(1)解析:(1)H2O與H3O+,NH3與 的中心原子均采用sp3雜化,孤電子對(duì)數(shù)越多,斥力越大,鍵角越小。(2)雜化類型不同,鍵角不同。
知識(shí)篩查1.共價(jià)鍵的極性及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)鍵的極性與分子的極性:①共價(jià)鍵有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵,由共價(jià)鍵構(gòu)成的分子也有極性分子和非極性分子之分。在極性分子中,正電中心和負(fù)電中心不重合,使分子的某一部分呈現(xiàn)正電性,另一部分呈現(xiàn)負(fù)電性;非極性分子的正電中心和負(fù)電中心重合。
②分子的極性與鍵的極性、分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系:
(2)鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響。鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)有重要影響。羧酸是一大類含羧基的有機(jī)酸,其酸性可用 pKa 的大小來衡量, pKa 越小,酸性越強(qiáng)。①羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。三氟乙酸(pKa=0.23)的酸性大于三氯乙酸(pKa=0.65),是由于氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F—C的極性大于Cl—C的極性,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基極性更大,更易電離出氫離子。所以羧酸酸性從大到小的順序?yàn)槿纫宜?二氯乙酸>氯乙酸。②烴基越長(zhǎng)使羧酸中的羥基極性越小,羧酸的酸性越弱。隨著烴基加長(zhǎng),酸性的差異越來越小。所以羧酸酸性從大到小的順序?yàn)榧姿?乙酸>丙酸。
2.分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響分子間作用力是物質(zhì)分子間普遍存在的作用力,包括范德華力和氫鍵。(1)范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。①范德華力:降溫加壓時(shí),氣體會(huì)液化,降溫時(shí)液體會(huì)凝固,這些事實(shí)表明,分子之間存在著相互作用力,范德華是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家,因而把這類分子間作用力稱為范德華力。范德華力很弱,比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。②影響范德華力的因素:相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大;分子的極性越大,范德華力越大。③范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:范德華力主要影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),通常范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越高。
(2)氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。
(3)溶解性。①從分子結(jié)構(gòu)的角度,物質(zhì)的相互溶解存在“相似相溶”的規(guī)律。“相似相溶”規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。②如果存在氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。相反,無氫鍵相互作用的溶質(zhì)在有氫鍵的水中溶解度就比較小。③“相似相溶”規(guī)律還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。例如乙醇中的—OH與水分子中的—OH相近,因而乙醇能與水互溶;而戊醇中的烴基較大,其中的—OH與水分子中的—OH的相似因素小得多,因而它在水中的溶解度明顯減小。
3.分子的手性(1)手性異構(gòu)(對(duì)映異構(gòu)):具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子,如同左手和右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。(2)手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子。(3)手性碳原子:在有機(jī)化合物分子中,連有4個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子。如 中標(biāo)“*”的碳原子為手性碳原子。
知識(shí)鞏固1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)以極性共價(jià)鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子。(　　)(2)非極性分子中,一定含有非極性共價(jià)鍵。(　　)(3)氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學(xué)鍵。(　　)(4)乙醇分子和水分子間只存在范德華力。(　　)(5)碘化氫的沸點(diǎn)高于氯化氫的沸點(diǎn)是因?yàn)榈饣瘹浞肿娱g存在氫鍵。(　)(6)水分子間既存在范德華力,又存在氫鍵。(　　)(7)氫鍵具有方向性和飽和性。(　　)(8)H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵。(　　)(9)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點(diǎn)均隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大。(　　)
2.下列關(guān)于粒子的描述不正確的是(　　)。A.H2S和NH3均是價(jià)電子總數(shù)為8的極性分子B.HS-和HCl均是含一個(gè)極性共價(jià)鍵的18電子粒子C.CH2Cl2和CCl4均是四面體結(jié)構(gòu)的非極性分子D.NCl3是含極性共價(jià)鍵的極性分子
解析:CH2Cl2不是正四面體結(jié)構(gòu),為極性分子。
3.下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是(　　)。①H2O的熔、沸點(diǎn)比第ⅥA族其他元素氫化物的熔、沸點(diǎn)高②分子中C原子個(gè)數(shù)小于4的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態(tài)水的密度小④尿素( )的熔、沸點(diǎn)比醋酸的高⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)低⑥水分子在高溫下也很穩(wěn)定A.①②③④⑤⑥B.①②③④⑤C.①②③④D.⑤⑥
解析:①因第ⅥA族元素中,O的非金屬性最強(qiáng),H2O分子之間存在氫鍵,則H2O的熔、沸點(diǎn)比第ⅥA族其他元素氫化物的高,故①符合題意;②分子中C原子個(gè)數(shù)小于4的醇、羧酸與水分子之間能形成氫鍵,則可以和水以任意比互溶,故②符合題意;③冰中存在氫鍵,其體積變大,則相同質(zhì)量時(shí)冰的密度比液態(tài)水的密度小,故③符合題意;④尿素分子間可以形成的氫鍵比醋酸分子間形成的氫鍵多,尿素的熔、沸點(diǎn)比醋酸的高,故④符合題意;⑤對(duì)羥基苯甲酸易形成分子間氫鍵,而鄰羥基苯甲酸易形成分子內(nèi)氫鍵,所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低,故⑤符合題意;⑥水分子高溫下也很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),而與氫鍵無關(guān),故⑥不符合題意。
4.實(shí)驗(yàn)測(cè)得BeCl2為共價(jià)化合物,兩個(gè)Be—Cl間的夾角為180°,由此可判斷BeCl2屬于(　　)。A.由極性共價(jià)鍵形成的極性分子B.由極性共價(jià)鍵形成的非極性分子C.由非極性共價(jià)鍵形成的極性分子D.由非極性共價(jià)鍵形成的非極性分子
解析:BeCl2中Be—Cl為極性共價(jià)鍵,兩個(gè)Be—Cl間的夾角為180°,說明分子是對(duì)稱的,正電中心與負(fù)電中心重合,BeCl2分子屬于非極性分子,即BeCl2分子是由極性共價(jià)鍵形成的非極性分子。
第二步:確定價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)。由于價(jià)層電子對(duì)之間的相互排斥作用,它們趨向于盡可能地相互遠(yuǎn)離,這樣已知價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目,就可以確定價(jià)層電子對(duì)互質(zhì)模型(VSEPR模型)。第三步:分子或離子空間結(jié)構(gòu)的確定。價(jià)層電子對(duì)有成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)之分,價(jià)層電子對(duì)的總數(shù)減去成鍵電子對(duì)數(shù),得孤電子對(duì)數(shù)。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì),便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。
2.判斷分子或離子中心原子雜化類型的方法(1)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷。若雜化軌道之間的夾角為109.5°,則分子或離子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120°,則分子或離子的中心原子發(fā)生sp2雜化;若雜化軌道之間的夾角為180°,則分子或離子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷。如中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化;價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,是sp2雜化;價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,是sp雜化。(3)根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷。如沒有π鍵為sp3雜化,含一個(gè)π鍵為sp2雜化,含兩個(gè)π鍵為sp雜化。
問題引領(lǐng)VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)有何關(guān)系?如何用VSEPR模型判斷分子的空間結(jié)構(gòu)?中心原子的雜化類型與分子的VSEPR模型有何關(guān)系?點(diǎn)撥(1)價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu),而分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu),不包括孤電子對(duì)。(2)略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì),便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。①當(dāng)中心原子上無孤電子對(duì)時(shí),兩者的空間結(jié)構(gòu)一致;②當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí),兩者的空間結(jié)構(gòu)不一致。如價(jià)層電子對(duì)互斥模型為四面體形,其分子空間結(jié)構(gòu)可以為四面體形(如CH4),也可以為三角錐形(如NH3),也可以為V形(如H2O)。
(3)中心原子的雜化類型與分子的VSEPR模型的關(guān)系。
訓(xùn)練突破1.下列離子的VSEPR模型與其空間結(jié)構(gòu)一致的是(　　)。
2.用VSEPR模型預(yù)測(cè)下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu),其中正確的是(　　)。A.CH4與CH2Cl2均為正四面體形B.BeCl2與SO2為直線形C.BF3與PCl3為三角錐形
3.用VSEPR模型預(yù)測(cè)下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu),其中不正確的是(　　)。A. 為正四面體形B.CS2為直線形C.HCN為折線形(V形)D.NCl3為三角錐形
4.氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學(xué)試劑,可以作為氯化劑和脫水劑。下列關(guān)于氯化亞砜分子的空間結(jié)構(gòu)和中心原子(S)采取的雜化方式的說法正確的是(　　)。A.三角錐形、sp3B.平面三角形、sp3C.平面三角形、sp2D.三角錐形、sp2
整合建構(gòu)1.分子的極性由共價(jià)鍵的極性和分子的空間結(jié)構(gòu)兩方面共同決定
2.判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律(1)若中心原子A無孤電子對(duì),則為非極性分子;有孤電子對(duì),則為極性分子。(2)中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素所在的主族序數(shù),則為非極性分子;否則,為極性分子。如BCl3、CO2是非極性分子,SO2、NF3是極性分子。3.鍵的極性對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)也有影響鍵的極性對(duì)有機(jī)酸酸性強(qiáng)弱的影響等。
問題引領(lǐng)(1)分子的極性和鍵的極性有何關(guān)系?(2)如何判斷有機(jī)酸的酸性強(qiáng)弱?
點(diǎn)撥 (1)一般說來,對(duì)于雙原子分子和全由非極性共價(jià)鍵形成的多原子分子,分子的極性與鍵的極性是一致的,對(duì)于由極性共價(jià)鍵形成的多原子分子,分子的極性還與分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),具有對(duì)稱的空間結(jié)構(gòu)(如正四面體形、正三角形、直線形等)的分子屬于非極性分子,具有不對(duì)稱的空間結(jié)構(gòu)(如三角錐形、V形等)的分子屬于極性分子。(2)有機(jī)酸的酸性強(qiáng)弱可以根據(jù)pKa的大小來衡量。pKa=-lg Ka ,pKa越小,酸性越強(qiáng)。也可以通過分析有機(jī)酸的分子組成和結(jié)構(gòu)來判斷。如與有機(jī)酸羧基(—COOH)相連的基團(tuán)極性越大,有機(jī)酸酸性越強(qiáng);有機(jī)酸中烴基越長(zhǎng),羧酸酸性越弱。
訓(xùn)練突破1. 下列說法正確的是(　　)。A.含有非極性共價(jià)鍵的分子一定是非極性分子B.非極性分子中一定含有非極性共價(jià)鍵C.由極性共價(jià)鍵形成的雙原子分子一定是極性分子D.分子的極性與鍵的極性無關(guān)
解析:含有非極性共價(jià)鍵的分子不一定是非極性分子,如H2O2;非極性分子中不一定含有非極性共價(jià)鍵,如CH4、CO2均是非極性分子,卻不含非極性共價(jià)鍵;分子的極性不僅與鍵的極性有關(guān),還與分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。
2.下列敘述正確的是(　　)。A.NH3、CO、CO2都是極性分子B.CH4、CCl4都是含有極性共價(jià)鍵的非極性分子C.HCl、H2S、NH3分子中的中心原子的雜化方式分別是sp、sp2、sp3D.CS2、H2O、C2H2都是直線形分子
解析:A項(xiàng)中CO2屬于非極性分子。C項(xiàng),H2S、NH3中的中心原子S、N均采取sp3方式雜化。D項(xiàng),H2O分子中的O原子上的孤電子對(duì)數(shù)為2,H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形。
3.(雙選)下列關(guān)于粒子結(jié)構(gòu)的描述錯(cuò)誤的是(　　)。A.C2H2、BeCl2都是直線形分子B.CCl4和CHCl3均是四面體形的非極性分子C.H2S和NH3均是由極性共價(jià)鍵構(gòu)成的極性分子D.HCl和HS-均是含有一個(gè)極性共價(jià)鍵的極性分子
解析:CCl4為正四面體形,屬于非極性分子;由于C—H的鍵長(zhǎng)小于C—Cl的鍵長(zhǎng),故CHCl3的空間結(jié)構(gòu)是四面體形,因而屬于極性分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤。HS-不是分子,是陰離子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(雙選)通常狀況下,NCl3是一種油狀液體,其分子的空間結(jié)構(gòu)與氨分子相似,下列對(duì)NCl3的有關(guān)敘述正確的是(　　)。A.NCl3分子中N—Cl的鍵長(zhǎng)比CCl4分子中C—Cl的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)B.NCl3分子是非極性分子C.NCl3分子中的所有原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.NBr3與NCl3分子的空間結(jié)構(gòu)相似
解析:C的原子半徑大于N的原子半徑,所以CCl4中C—Cl的鍵長(zhǎng)比NCl3中N—Cl的鍵長(zhǎng)長(zhǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。NCl3分子的空間結(jié)構(gòu)與氨分子相似,都是三角錐形結(jié)構(gòu),氨分子是極性分子,所以NCl3分子也是極性分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤。NCl3分子中N原子最外層電子數(shù)為5+3=8,NCl3分子中Cl原子最外層電子數(shù)為7+1=8,所以N原子和Cl原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),C項(xiàng)正確。NBr3與NCl3分子的空間結(jié)構(gòu)都是三角錐形結(jié)構(gòu),D項(xiàng)正確。
5.下列有機(jī)酸中酸性最強(qiáng)的是(　　)。A.乙酸B.氯乙酸C.二氯乙酸D.三氯乙酸
解析:C—Cl的極性大于C—H,因此極性Cl3C—>Cl2HC—>ClH2C—>H3C—,故三氯乙酸中羧基中的羥基極性最大,最容易電離出氫離子,酸性更強(qiáng)。
問題引領(lǐng)(1)共價(jià)鍵和分子間作用力對(duì)分子的性質(zhì)各有何影響?(2)如何利用氫鍵或分子間作用力解釋分子的性質(zhì)?點(diǎn)撥(1)共價(jià)鍵存在于分子內(nèi)部,決定分子的化學(xué)性質(zhì),如穩(wěn)定性,而分子間作用力存在于分子之間,影響分子的物理性質(zhì),如溶解性、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等。所以,當(dāng)分子參加化學(xué)變化時(shí)一定會(huì)破壞分子間作用力和共價(jià)鍵,當(dāng)分子參加物理變化時(shí)只破壞分子間作用力,不破壞共價(jià)鍵。(2)如果解釋分子的物理性質(zhì)的規(guī)律和通性,一般考慮范德華力的作用,如果解釋分子具有的物理性質(zhì)的特性,一般考慮氫鍵的作用。
訓(xùn)練突破1.下列說法正確的是(　　)。A.分子間作用力的作用能與化學(xué)鍵的鍵能大小相當(dāng)B.分子間作用力的作用能遠(yuǎn)大于化學(xué)鍵的鍵能,是一種很強(qiáng)的作用力C.分子間作用力主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)D.物質(zhì)中相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用稱為化學(xué)鍵,而分子之間也存在相互作用,稱為分子間作用力
解析:分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。分子間作用力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),如熔、沸點(diǎn)和溶解性,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.相同條件下,下列化合物在水中的溶解度排列順序正確的是(　　)。(OH)CH2OHA.d>a>b>cB.c>d>a>bC.d>b>c>aD.c>d>b>a
解析:分子中碳原子數(shù)相同,含有羥基數(shù)目越多,與水分子形成的氫鍵越多,則溶解度越大。所以溶解度大小順序?yàn)閐>a>b>c。
3.根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,溴、碘單質(zhì)在四氯化碳中比在水中溶解度大的原因是(　　)。A.溴、碘單質(zhì)和四氯化碳中都含有鹵素B.溴、碘是單質(zhì),四氯化碳是化合物C.Br2、I2是非極性分子,CCl4也是非極性分子,而水是極性分子D.溴、碘可以在CCl4中形成氫鍵
解析:Br2、I2是非極性分子,易溶于非極性分子組成的溶劑,CCl4是非極性溶劑,水是極性溶劑,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知,Br2、I2在水中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大。
【例題】 (1)(2020全國Ⅰ改編)磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　,其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為　　　、雜化軌道類型為　 　　。?(2)(2020全國Ⅱ節(jié)選)Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如下表所示,TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物,自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高,原因是?? 　。?
(3)(2020浙江卷節(jié)選)常溫下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)(2020山東卷改編)Sn為第ⅣA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體,SnCl4空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　　　　　。NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椤　　　　　　　　　?填化學(xué)式,下同),還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椤　　　　　　　　　?鍵角由大到小的順序?yàn)椤　　　　　　　　　　?【核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析】本題考查“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng),考查考生利用分子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋有關(guān)性質(zhì)。要求能正確運(yùn)用VSEPR模型分析解釋分子的空間結(jié)構(gòu)并能正確判斷分子中鍵角大小,能根據(jù)分子空間結(jié)構(gòu)判斷中心原子的雜化類型,并能通過分析分子間作用力(范德華力和氫鍵)解釋物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低及溶解性等性質(zhì)。
答案:(1)正四面體形　4　sp3(2)TiF4為離子化合物,熔點(diǎn)高,其他三種均為共價(jià)化合物,隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增大,熔點(diǎn)逐漸升高(只要能答出Ti與F形成離子鍵,其他三種為共價(jià)鍵,然后說明分子間作用力越大,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高即可)(3)乙醇與水之間形成氫鍵,而氯乙烷與水之間沒有氫鍵(意思正確即得分)(4)正四面體形(其他表述方法不得分)　NH3、AsH3、PH3(三種物質(zhì)之間用“>”連接正確也得分)　AsH3、PH3、NH3(三種物質(zhì)之間用“>”連接正確也可得分)　NH3、PH3、AsH3(三種物質(zhì)之間用“>”連接正確也可得分)
(2019全國Ⅲ改編)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?；卮鹣铝袉栴}:(1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是　　　　　,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋　　　　　(填“平行”或“相反”)。?(2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸氣狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為　　　　　　　　　　,其中Fe的配位數(shù)為　　　　　。(3)苯胺( )的晶體類型是　　　　。苯胺與甲苯( )的相對(duì)分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9 ℃)、沸點(diǎn)(184.4 ℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0 ℃)、沸點(diǎn)(110.6 ℃),原因是　　　　　　　　　　　　。
(4)NH4H2PO4中,電負(fù)性最高的元素是　　　　;P的　　　　雜化軌道與O的2p軌道形成　　　　鍵。?(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡(jiǎn)單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示:這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為　　　　　(用n代表P原子數(shù))。
答案:(1)Mg　相反　(2)　 4(3)分子晶體　苯胺分子之間可以形成氫鍵(4)O　sp3　σ　(5)(PnO3n+1)(n+2)-解析:(1)根據(jù)元素周期律可知,與Li元素處于“對(duì)角線”位置的元素為Mg,兩者的化學(xué)性質(zhì)相似?；鶓B(tài)Mg原子的M層電子排布式為3s2,根據(jù)泡利原理可知,這兩個(gè)電子的自旋狀態(tài)相反。(2)根據(jù)信息可知,雙聚分子為Fe2Cl6,其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為 。Fe與周圍4個(gè)Cl成鍵,即Fe的配位數(shù)為4。
(3)苯胺是由分子構(gòu)成的物質(zhì),其晶體屬于分子晶體。由于苯胺分子中的氮原子可與相鄰苯胺分子中氨基上的氫原子間形成氫鍵,而甲苯分子間只存在分子間作用力,導(dǎo)致苯胺的熔、沸點(diǎn)高于甲苯的熔、沸點(diǎn)。(4)根據(jù)元素周期律可知,H、N、P、O四種元素的電負(fù)性大小順序?yàn)?O>N>P>H。由于磷酸分子的結(jié)構(gòu) 可推知NH4H2PO4中的P的雜化類型為sp3雜化,磷原子與氧原子形成的是σ鍵。
認(rèn)真閱讀下列材料,然后回答下列問題。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制并開發(fā)的,有多顆北斗衛(wèi)星是被長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道的。已知某運(yùn)送衛(wèi)星的火箭所需燃料除液態(tài)過氧化氫外,還有另一種液態(tài)氮?dú)浠衔铩Ｒ阎摶衔镏袣湓氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%,相對(duì)分子質(zhì)量為32,結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)該分子結(jié)構(gòu)中只有單鍵。(1)該氮?dú)浠衔锏碾娮邮綖椤　　　　　　　　?其中氮原子采取　　　　雜化方式,該分子是　　　　(填“極性”或“非極性”)分子。?
(2)若該物質(zhì)與液態(tài)過氧化氫恰好完全反應(yīng),產(chǎn)生兩種無毒又不污染環(huán)境的物質(zhì),在該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物中既含有極性共價(jià)鍵又含有非極性共價(jià)鍵的是　　　　　　　,只含有非極性共價(jià)鍵的是　　　　,只含有極性共價(jià)鍵的是　　　 　。?(3)NH3分子中的氮原子上孤電子對(duì)數(shù)為1,能發(fā)生反應(yīng):NH3+HCl══ NH4Cl。試寫出將上述氮?dú)浠衔锿ㄈ胱懔葵}酸時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)“笑氣”(N2O)是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一。有關(guān)理論認(rèn)為N2O與CO2分子具有相似的結(jié)構(gòu)(包括電子式);又已知N2O分子中氧原子只與一個(gè)氮原子相連,則N2O的電子式可表示為　　　　　　　,由此可知它　　　　(填“含有”或“不含”)非極性共價(jià)鍵。?

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