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1、电解原理的应用【学习目标】1、了解物质中存在的作用及强弱判断；2、学会用价键理论预测和判断分子的空间构型；3、掌握配合物的结构和组成判断；4、理解分子性质的预测和判断方法。【知识网络】【要点梳理】要点一、共价键与分子间作用力的本质及对物质性质的影响1、共价键的类型和成键方式【注意】ss键没有方向性。通常情况下键比键稳定，但N2分子中键比键稳定。2、共价键与分子间作用力的比较。【注意】氢键不是化学键（原因：氢键是分子间一种较弱的作用力）共价键影响结构特殊的物质（如原子晶体，后面将学到）的物理性质。化学键和分子间作用力都是电性作用。要点二、分子空间构型的判断杂化轨道理论、价层电子对互斥理论预测分子
2、的空间构型价层电子对互斥理论价层电子对数234成键电子对数23243孤电子对数00101电子对空间构型直线型三角形四面体形分子类型AB2AB3AB2AB4AB3分子空间构型直线形平面直角形V形正四面体形三角锥形实例BeCl2、CO2、CS2BF3、SO3、BCl3SnBr2CH4、CCl4、NH4+NH3、PCl3、PH322AB2V形H2O、H2S杂杂化类型杂化轨道杂化轨道间夹角分子空间构型实例化数目类型轨道理论spsp2sp323418012010928AB2AB3AB2AB4直线形平面三角形V形正四面体形BeCl2、CO2、CS2HCHOSO2CH4、CCl4AB3AB2三角锥形V形NH
3、3、H3O+H2O【注意】当中心原子上没有孤电子对时，杂化轨道理论和价层电子对互斥理论对分子空间构型的预测结论一致。要点三、分子的性质1、分子类型与分子极性、空间构型、共价键类型的关系分子类型AA2ABAB2A2BAB3AB3AB4空间构型直线（对称）形直线（非对称）形直线（对称）形V（不对称）形正三角（对称）形三角锥（不对称）形正四面体（对称）形键角18018012012010928键的极性非极性键极性键极性键极性键极性键极性键极性键分子极性非极性分子非极性分子极性分子非极性分子极性分子非极性分子极性分子非极性分子常见物质He、Ne、Ar等H2、O2、N2等HX、CO、NO等CO2、BeCl
4、2等H2O、H2S等BF3、SO3等NH3、PCl4等CH4、CCl4等【注意】由成键原子的类型判断键的极性，由分子空间构型的对称性判断分子的极性。极性分子中一定有极性键，可能有非极性键（H2O2）；非极性分子中不一定有非极性键（CH4）；只含非极性键的分子一定是非极性分子。“相似相溶规律”：具有相同极性或结构相似的溶质和溶剂，溶质在溶剂中的溶解性较大。2、手性碳原子、手性异构体与手性分子手性碳原子：连接四个不同原子或基团的碳原子，称为手性碳原子，常用*C表示。如。手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。
5、手性分子：含有手性异构体的分子叫做手性分子。3、无机含氧酸分子的酸性对于同一种元素的不同含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。例如：酸性HClOHClO2HClO3HClO4，H2SO3H2SO4等。将含氧酸的化学式写成(HO)mROn的形式，则n越大，含氧酸的酸性越强。要点四、配合物理论要点五、分子中的原子的价层电子（主族元素）是否达到8e结构的判断分子中的原子的价层电子(主族元素)是否达到8e结构的判断的要点：1、H原子为2e的结构。2、由电子式判断（一目了然）。3、由分子中各元素的化合价与各原子的价电子数判断：分子中原子的价层电子数=化合价+价电子数【典型例题】类型一、共价键类
6、型的判断例1、1molCO2中含有的键数目为_。【思路点拨】键数目键数目1个单键101个双键111个三键12【答案】26.021023个（或2mo1）11【解析】个CO2分子内含有2个碳氧双键，个双键中含有1个键和1个键，则1molCO2中含有2mol键。【总结升华】关于共价键的判断，首先要分析成键两原子电负性。当成键两原子电负性较大时，开成的键为离子键；当成键两种非金属原子电负性相同时，成键为非极性共价键；只有两原子电负性差别不大时才会形成极性共价键。举一反三：【变式1】关于化合物，下列叙述正确的有_。A分子间可形成氢键B分子中既有极性键又有非极性键C分子中有7个键和1个键D该分子在水中的溶
7、解度大于2丁烯【答案】BD【解析】该分子间不能形成氢键；该分子中有9个键和3个键，C项错误；该分子中含有醛基，其中的氧原子与H2O中的氢原子间可形成氢键，所以其溶解度大于2丁烯。类型二、判断分子或离子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型例2、（1）H2Se的酸性比H2S_（填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型为_，SO32离子的立体构型为_。（2）NO3的空间构型是_（用文字描述）。（3）在BF3分子中，FBF的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4的立体构型为_。【思路点拨】【答案】（1）强平面三角形三角锥形（2）平面三角形（3）120sp
8、2正四面体【解析】（1）SeO3中Se上的价层电子对数=12(632)+3=3（键电子对数为3，孤电子对数为0），SO32中S上的价层电子对数=12(6+232)+3=4（键电子对数为3，孤电子对数为1），由价层电子对互斥理论可（2）NO3中N原子上的价层电子对数=(5+132)+3=3，与NO3中键电子对数相等，说明NO3中N判断出SeO3、SO32的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。12原子上无孤电子对，因此NO3的空间构型为平面三角形。（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=12(331)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，FBF的键角是120，B原子的杂化轨道类
9、型为sp2杂化；在BF4中心原子上的孤电子对数=(3+11241)=0，所以BF4的立体构型为正四面体。【总结升华】判断分子的立体结构，经常用到价层电子对互斥理论以及杂化轨道理论。在本题中，需要准确求算出分子或离子中的中心原子价层电子数，这是解答这一类题目的关键。然后再根据几个模型就能以解答微粒的构型。例3、石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其。平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）（1）图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。）（2）图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_（填“”或“”图甲中l号C与相邻C形成的键角。（
10、3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_（填元素符号）。（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为_，该材料的化学式为_。（该问涉及知识点将在第三章第一节学习）【答案】（1）3（2）sp3（3）O、H（4）12M3C60【解析】（1）由题图甲中l号C原子采取sp2杂化，形成平面正六边形结构可知，1号C与相邻C形成3个键。（2）题图乙中1号C原子除结合原来的三个C原子外，还与一个O形成共价键，故以sp3方式杂化，其键角小于sp2杂化时的120。（3）
11、氧化石墨烯中的H、O原子可分别与H2O形成氢键。111（4）根据“均摊法”计算。晶胞中M的个数：12+9=12；C60的个数：8+6482=4，所以其化学式可表示为M3C60。举一反三：【变式1】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为43，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是（）AW、Y、Z的电负性大小顺序一定是ZYWBW、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是WXYZCY、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体DWY2分子中盯键与百键的数目之比是21【答案】CW【解析】本题考查元素周期表、元素周期律、分子结构以及学生的分析推理能力。由题意可知：为
12、碳，X为铝，Z为氯，Y为硅、磷或硫。A项，若Y为硅，因同主族从上到下电负性依次减小，故电负性Y（硅）W（碳）；B项，原子半径大小顺序为XYZW；C项，若Y为硅，与Z形成四氯化硅，其空间构型为正四面体，正确；D项，若Y为硫，与W形成CS2，则分子中键与键的数目之比为11。举一反三：【变式2】氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为_。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为_。（2）根据等电子体原理，在NO2+中氮原子轨道杂化类型是_；1molO22+中含有的键数目为_个。（3）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和
13、铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为_。（4）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是_。AH2OBCO2CSO2DBeCl2（5）O2分子是否为极性分子？_。【答案】（1）FNOV形（2）sp2NA（3）1s22s22p63s23p63d3（4）C（5）是【解析】（1）由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素（大于氮元素的“左邻右舍”，小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。（2）根据等电子体原理，NO2+与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO2+中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O22+
14、与M（其中有一个键和两个键）互为等电子体，因此O22+中有2个键。（5）（6）可根据价层电子对互斥理论分析，SO2与O3分子的结构最相似，且都是极性分子。举一反三：【变式3】（高考组合题）（1）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm（含B、O、H三种元素）的球棍模型如图所示：在Xm中，硼原子轨道的杂化类型有_；配位键存在于原子之间（填原子的数字标号）m=_（填数字）。（2）过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=_。CO与N2结构相似，CO分子内键与键个数之比为_。（3）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu
15、(OH)42的结构可用示意图表示为_。【答案】（1）sp2、sp34，5（或5，4）2（2）412（3）【解析】（1）该离子中硼原子成键情况有两种，形成三个键的硼原子采取sp2杂化，形成四个键的硼原子采取的是sp3杂化。图中有两个硼原子分别与四个氧原子形成四个键，四个键中有一个为配位键，进而分析知4号硼原子与5号氧原子间为配位键。（2）Ni有10个价电子，即配体CO提供8个电子（或4对孤电子对），故n=4。CO与N2互为等电子体，故CO中存在三键，一个三键包含一个键、两个键。（3）Cu2+与OH以配位键结合，Cu(OH)42的结构为：类型三、分子的性质例4、氧是地壳中含量最多的元素。（1）H2
16、O分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_。的沸点比高，原因是_。（2）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用_杂化。H3O+中HOH键角比H2O中HOH键角大，原因为_。【思路点拨】掌握常见的极性分子和非极性分子；清楚氢键是一种较强的分子间作用力，影响物质的熔点、沸点和溶解性等物理性质。（【答案】1）OH键、氢键、范德华力形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大（2）sp3H2O中O原子有2对孤对电子，H3O+中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小【解析】（1）OH键为化学键，是相邻原子间强烈的相互作用，而范德华力为分子间微弱的作用力，氢键稍强于范
17、德华力，但远远弱于化学键。中存在分子间氢键。而中存在分子内氢键，导致前者沸点较高。（2）H3O+的电子式为，其中O原子采用sp3杂化，中心原子O只有一对孤对电子，而H2O分子中的O原子有两对孤对电子，从而导致H3O+中HOH键角比H2O中HOH键角大。【总结升华】A、共价键对物质性质的影响：主要影响物质的化学性质。共价键越强，分子越稳定，化学性质越不活泼。B、分子间作用力（包含范德华力及氢键）对物质性质的影响：影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质；作用力越强、熔沸点越高。C、对于同一种元素的不同含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强；将含氧酸的化学式写成(HO)mROn的形式，则n越
18、大，含氧酸的酸性越强。举一反三：【变式1】（2015成都诊断）已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2，且都含有18个电子。B、C是由两种元素的原子组成的，且分子中两种原子的个数比均为12。D元素的氢化物能刻蚀玻璃。（1）A的分子式是_，写出A原子的价电子排布式_。（2）B分子的中心原子的杂化轨道类型是_，分子空间构型是_，该分子属于_分子（填“极性”或“非极性”）。（3）C的化学式是_，分子中含有的化学键类型是_。（4）D元素氢化物的沸点比HCl的沸点高，其主要原因是_。【答案】（1）Ar3s23p6（2）sp3V形极性（3）N2H4极性键、非极性键（4）HF分子之间能形
19、成氢键【解析】（1）A是由含18个电子的原子构成的分子，则A为Ar分子，其价电子排布式为：3s23p6。（2）B是两种元素（两种元素原子个数比为12）组成的18电子分子，可以判断B为H2S，根据H2S的成键特点，可（以判断中心原子S采取sp3杂化，分子为V形结构；分子正、负电荷中心不重合，属于极性分子。3）C为两种元素（两种元素原子个数比为12）组成的18电子分子，C为N2H4。分子中含有4个NH极性键和1个NN非极性键。（4）能刻蚀玻璃的氢化物为HF，故D为F2。HF分子间存在氢键，HCl分子间无氢键，氢键的作用力较范德华力大，故HF的沸点高于HCl。举一反三：【变式2】（2015焦作模拟）
20、元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同，因此第四周期过渡元素具有和短周期元素不同的明显特征。请回答下列问题：（1）CO可以和很多过渡金属离子形成配合物，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO分子里的共价键的类型按原子轨道的重叠方向分有_。（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，但31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，其原因是_。（3）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl36H2O。为测定这两种晶体
21、的化学式，设计了如下实验：a分别取等质量的两种晶体样品配成待测溶液；b分别向待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2。3则绿色晶体配合物的化学式为_。【答案】（1）键、键（2）31Ga失去一个电子后内层各能级达到全满的稳定状态（或Zn的4s轨道全满，为稳定结构，难失电子）（3）TiCl(H2O)5Cl2H2O【解析】（1）CO与N2互为等电子体，故CO分子内存在三键：，三键中有一个是，一个是普通键，一个是配位形成的键。（2）Zn的各能级均处于全满状态，为稳定结构；而Ga的价电子排布式为4s24p1，故其第一电离能较Zn的低。（3）自由的Cl能够与AgNO3反应生成沉淀，配离子中的Cl不能形成沉淀。从形成沉淀的比例可以判断：绿色晶体中有13的Cl一形成配离子，则另外的配位体是水，其化学式为：TiCl(H2O)5Cl2H2O；紫色晶体中配位体只有水，其化学式为：Ti(H2O)6Cl3。