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一周强化
一、一周知识概述
1、形形色色的分子
(1)分子的立体结构
分子中的原子在三维空间中的位置关系问题。
(2)形形色色的分子
中心原子 |
代表物 |
空间构型 |
中心原子结合的原子数 |
无孤对电子 |
CO2
HCHO
CH4 |
直线形
平面三角形
正四面体形 |
2
3
4 |
有孤对电子 |
H2O
NH3 |
V字形
三角锥形 |
2
3 |
2、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
在ABn型分子中，中心原子A的周围配置的原子或原子团的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对(包括成键电子对和未成键的孤对电子)的互相排斥作用，分子的几何构型总是采取电子对排斥最小的那种结构。如BeH2分子中Be的价电子层只有两对成键的电子，这两对成键电子将倾向于远离，使彼此间排斥力达到最小，这两对成键电子只有处于Be原子核的两侧(即H︰Be︰H)，才能使它们之间的斥力最小。因此Be原子与两个H原子结合而成的BeH2应是直线形的。
3、杂化轨道理论
(1)概念：在外界条件影响下，原子内部能量接近的原子轨道重新组合的过程叫轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
如：在形成CH4分子时，由于碳原子的一个2s电子可被激发到2p空轨道，一个2s轨道和三个2p轨道杂化形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H是等同的。
(2)杂化轨道的类型
①sp1杂化
sp1杂化轨道是由一个s轨道和一个p轨道组合而成的。每个sp1杂化轨道含有 的成分。sp1杂化轨道间的夹角为180°，呈直线型。(如BeCl2)
②sp2杂化
sp2杂化轨道是由一个s轨道和2个p轨道组合而成，每个sp2杂化轨道含有 的成分。sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形。(如BF3)
③sp3杂化
sp3杂化轨道是由一个s轨道和3个p轨道组合而成，每个sp3杂化轨道含有 的成分。sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，呈正四面体形。(如CH4、CF4、CCl4等)
4、配合物理论
(1)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。配位键可用A→B形式表示，A是提供孤对电子的原子，叫做电子对给予体，B是接受电子的原子叫接受体。
(2)形成配位键的条件
形成配位键的条件：①有能够提供孤对电子的原子；②有能够接受孤对电子的空轨道。
常用的表示：A→B 。
(3)配位化合物
在物质世界中，有一大类由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和s、p轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子(如CO、NH3、H2O)或离子(如Cl-、CN-、 )通过配位键构成的物质，如六氨合钴离子[Co(NH3)6]3+、硝酸二氨合银[Ag(NH3)2]NO3和五水合
硫酸铜[Cu(H2O)5]SO4(俗称“蓝矾”)，这类物质称为配位化合物。
二、重难点知识讲解
1、价层电子对互斥理论的基本要点
(1)对于ABn型共价分子来说，其分子的几何构型主要决定于中心原子A的价层电子对的数目和类型(是成键电子对还是孤对电子)，根据电子对之间斥力最小的原则，分子的几何构型同电子对的数目和类型的关系如下所示：
中心原子A价层电子对的排列方式
A的电子对数 |
成键电子对数 |
孤电子对数 |
几何构型 |
中心原子A价层电子对的排列方式 |
分子的几何构型实例 |
2 |
2 |
0 |
直线形 |
|
|
3 |
3 |
0 |
平面三角形 |
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2 |
1 |
三角形 |
|
|
4 |
4 |
0 |
四面体 |
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3 |
1 |
四面体 |
|
NH3(三角锥) |
2 |
2 |
四面体 |
|
H2O(V形) |
6 |
6 |
0 |
八面体 |
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SF6(八面体) |
4 |
2 |
八面体 |
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XeF4(平面正方形) |
(2)如果在ABn分子中，A与B之间是通过两对电子或三对电子(即双键或叁键)结合而成的，则价层电子对互斥理论仍适用，这时可把双键或叁键作为一个电子对来看待。例如(CN)2分子，其成键情况为：
 即 ，如果把 的叁键作为一个电子对来看，则C的周围相当于2对电子对。根据价层电子对互斥理论这两组电子对将分布在C原子的两侧，因此(CN)2分子为直线形。
(3)价层电子对相互排斥作用的大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。一般规律为：
①电子对之间的夹角越小排斥力越大；
②由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云比较紧密，而孤对电子只受到中心原子的吸引，电子云较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对之间斥力大小的顺序如下：
孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子＞成键电子—成键电子；
③由于叁键、双键比单键包含的电子数目多，所以其斥力大小次序为叁键＞双键＞单键。
2、配合物的结构
配离子[Ag(NH3)2]＋是由中心离子Ag＋与配位体氨分子通过配位键结合而成的，这种配位键的本质是中心离子(或原子)提供空轨道来接受配位体上的孤电子对而形成配位键。在[Ag(NH3)2]＋配离子中，中心离子Ag＋采用sp杂化轨道接受配位体NH3中配位氮原子的孤电子对形成配键。
配离子的空间构型
配位数 |
轨道杂化类型 |
空间构型 |
结构示意图 |
实例 |
2 |
sp |
直线形 |
|
[Ag(NH3)2]＋，
[Cu(NH3)2]＋，
[Cu(CN)2]－ |
4 |
sp3 |
四面体 |
|
[ZnCl4]2－，
[FeCl4]－，
[Zn(CN)4]2－ |
4 |
dsp2
(sp2d) |
平面正方形 |
|
[Pt(NH3)2Cl2]，
[Cu(NH3)4]2＋，
[PtCl4]2－，
[Ni(CN)4]2－ |
6 |
d2sp3
(sp3d2) |
正八面体 |
|
[Fe(CN)6]4－，
[Co(NH3)6]3＋，
[Ti(H2O)6]3＋ |
三、例题解析
例1、若ABn的中心原子A上没有孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是( )
A．若n=2，则分子的立体结构为V形
B．若n=3，则分子的立体结构为三角锥形
C．若n=4，则分子的立体结构为正四面体形
D．以上说法都不正确
解析：若中心原子A上没有未用于成键的孤对电子，则根据斥力最小的原则，当n=2时，分子结构为直线形；n=3时，分子结构为平面三角形；n=4时，分子结构为正四面体形。
答案：C
点评：关键是不可忽视孤对电子对成键电子的影响。
例2、若ABn的中心原子上有一对孤对电子未能成键，当n=2时，其分子结构为________；当n=3时，其分子结构为________。
解析：若中心原子上有未成键的孤对电子，根据价层电子互斥理论，其与成键电子之间存在斥力，AB2型分子为V形(如SO2)。AB3型分子为三角锥形(如NH3)。
答案：V形 三角锥形
例3、必修课本中，我们已知苯的结构简式为 ，苯中好像有双键，应该具有烯烃的性质，实验证明苯不能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。那么苯分子中究竟存在着怎样的化学键呢？
答：根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中的原子轨道发生了sp2杂化(如s、px、py)，由此形成的三个sp2杂化轨道在同一平面内。这样每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的sp3杂化轨道上的电子配对形成σ键，于是六个碳原子组成的一个正六边形的碳环；碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成σ键。与此同时，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2p轨道(如2px)，它们均含有一个未成对电子。这六个碳原子的2p轨道相互平行，它们能以“肩并肩”的方式相互重叠，从而形成含有六个电子、属于六个原子的π键。所以，在苯分子中，六个碳原子和六个氢原子都在同一平面内，整个分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角皆为120°。正是由于苯分子所具有的这种结构特征，使得它表现出特殊的稳定性，而不像乙烯那样容易被酸性KMnO4溶液氧化或使溴的四氯化碳溶液褪色。
例4、向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，下列关于实验现象的叙述不正确的是( )
A．先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失
B．生成的沉淀为AgCl，它不溶于水，但溶于氨水，重新电离成Ag+和Cl-
C．生成的沉淀是AgCl，加入氨水后生成了可溶性的配合物Ag(NH3)2Cl
D．若向AgNO3溶液中直接滴加氨水，产生的现象也是先出现白色沉淀后又消失
解析：Ag+与NH3能发生如下反应：Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+而AgCl存在微弱的电离： ，向其中滴加氨水后会使电离平衡向右移动，最终因生成[Ag(NH3)2]Cl而溶解。
答案：B
点评：要从所学配合物的知识解释沉淀消失的原因。 - 返回 -
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