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结构化学 选修3知识点总结(人教版)全国卷适用

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在配合物中和中心离子(或原子)结合的配位原子总数,称为该中心离子(或原子)配位数。在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+配位数为4;[Fe(CO)5]中,Fe原子的配位数为5等。目前已证实的配合物中,中心离子的配位数可以从1?12,其中最常见的是4、6。

④配合物的内界和外界

从配合物整体来看,配合物可以分为内界和外界两个组成部分。内界为配合物的特征部分,是由中心离子和配体结合而成的|一个完整的、稳定的整体,即配离子。在配合物的化学式中,用方括号表示。外界由与配离子电荷相反的其它离子构成,距离配离子的中心较远。由于配合物整体呈电中性,所以,也可以根据外界离子的电荷总数来确定配离子的电荷数。

例如,K3[Fe(CN)6]和K4[Fe(CN)6]中,可由外界确定配离子所带电荷分别为-3和-4,进而可以确定二者中铁元素的化合价为+3和+2。

综上所述,关于配合物的组成,以[Cu(NH3)4]SO4和K4[Fe(CN)6]为例,图示如下:

若配合物为中性分子,如[CoCl3(NH3)3]、[Ni(CO)4]等,则没有外界。

【过关练习】

1.NaCl晶体中Na+的配位数是_____,CsCl晶体中Cs+的配位数是_____ CaF2晶体中Ca2+的配位数是_____,F的配位数是_____。

2.写出硫酸铜溶液与过量氨水反应的离子方程式______________________________________________ ______________________________________________________________所形的络合离子的结构简式 ,1mol该离子含有的σ键数_____。

3.配合物K3[Co(CN)6]中的中心离子_____、配位体_____、其配位数_____,1mol该配合物中的络合离子的σ键数_____。

答案:1.6 8 8 4

2.Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+ Cu(OH)2 +4 NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH+4H2O

16NA

3.Co3

CN- 6

12 NA

考点7﹒熔沸点比较

1. 氢键对物质性质的影响

比较VIIA族和VIA族元素氢化物的沸点,人们发现H2O和HF的沸点比相应的同族元素氢化物沸点反常的高。这说明分子间的作用力很强,以至分子间发生了缔合。这种缔合是由氢键造成的。

我们以水分子为例,加以说明。由于氧元素的电负性比氢元素的电负性大得多,因此水分子中O-H键的极性很强。共用电子对强烈的偏向于氧原子的一端,结果氧原子带部分负电荷,而氢原子带部分正电荷,几乎为裸露的质子。当两个水分子充分靠近时,带部分正电荷的氢原子与另一分子中含有孤电子对、带部分负电荷的氧原子产生相互吸引,这种特殊的分子间力称为分子间的氢键。

(1)氢键的表示

氢键通常用…表示,如X-H…Y,其中X,Y可以是同种元素的原子,也可以是不同种元素的原子。一般的,氢键中的X,Y原子-般是电负性大、半径小的F,N,O等,这样的氢键较强。氢键可分为分子内氢键和分子间氢键,图示如下:

邻硝基苯酚分子内氢键 邻羟基苯甲醛分子内氢键 碳酸氢根离子间氢键

水中的分子间氢键 冰中的分子间氢键 CuSO4·5H2O晶体内的氢键

(2)氢键的特点

氢键的具有方向性和饱和性。方向性是指,X-H…Y中,Y与X-H键形成氢键时,X-H…Y位于一条直线上,这样可以使X和Y原子相距最远,两原子斥力最小,体系稳定。饱和性是指,每一个X-H最多只能和一个Y形成氢键。氢键的这一特点,可以解释为什么冰的密度比水小。

(3)氢键对物质性质的影响 ①氢键对化合物熔沸点的影响

分子间形成氢键时,化合物的熔沸点显著升高。因此,像NH3、H2O、HF等氢化物,由于其分子间氢键的存在,要使其固体熔化或液体气化,必须给予额外的能量破坏分子间氢键,所以它们的熔沸点比同主族其他元素的氢化物都要高。

值得注意的是,能够形成分子内氢键的物质,其分子间氢键将被削弱,因此他们的熔沸点不如只形成分子间氢键的物质高。如硫酸和磷酸都是高沸点的无机酸,但硝酸由于可以形成分子内氢键,是挥发性的低沸点无机强酸。前面举例中的邻硝基苯酚和邻羟基苯甲醛,其熔点远低于它的同分异构体对硝基苯酚和对羟基苯甲醛。

②氢键对溶解度的影响

在极性溶剂里,如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键,则溶质的溶解度增大。例如HF和NH3在水中的溶解度比较大,就是这个缘故。如果溶质分子内形成氢键,则在极性溶剂里的溶解度减小。例如,对硝基苯酚中羟基,能同水分子中的氧原子缔合成氢键,促使它在水中溶解,因此溶解度大。但邻硝基苯酚的羟基,通过氢原子能与其邻位上硝基的氧原子形成分子内氢键,即不能再同水的氢原子形成氢键,因此溶解度减小。

另外,像NaHCO3的溶解度小于其对应正盐Na2CO3的溶解度也是由于其阴离子可以形成离子间氢键形成二聚体。

2.范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔、沸点,溶解度等物理性质 ②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高,如F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4 无方向性、无饱和性 分子间氢键的存在,使物质的①影响分子的稳定性 熔、沸点升高,在水中的溶解度②共价键键能越大,分增大,如熔、沸点:H2O>H2S,子稳定性越强 HF>HCl,NH3>PH3 有方向性、有饱和性 共价键>氢键>范德华力 有方向性、有饱和性 特征 强度比较 3.物质熔沸点高低比较规律

(1)一般情况下,不同类型晶体的熔沸点高低规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,如:金刚石>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如:Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等)。

(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短,则键能越大,其熔沸点就越高,如:金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。

(3)形成离子晶体的阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔沸点就越高,如:MgO>NaCl>CsCl。

(4)金属晶体中金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔沸点就越高,如Al>Mg>Na。

(5)分子晶体的熔沸点比较规律:

①组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,其熔沸点就越高,如:HI>HBr>HCl; ②组成和结构不相似的分子,分子极性越大,其熔沸点就越高,如:CO>N2;

③同分异构体分子中,支链越少,其熔沸点就越高,如:正戊烷>异戊烷>新戊烷;

④同分异构体中的芳香烃及其衍生物,邻位取代物>间位取代物>对位取代物,如:邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 【过关练习】

1﹒比较下列物质熔沸点

CH4、NH3、H2O、HF:_______________________ 金刚石、晶体硅、碳化硅:_______________________ NaCl、KCl、MgO:_______________________ CO2、NaCl、Si3N4:_______________________ 2﹒

的沸点比

_______,原因是______________________________________

______________________________________________________________________________________。 3﹒冰的结构模型中,每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接,1 mol 冰中,有____mol“氢键”。 4﹒用氢键表示式写出HF水溶液中存在的所有氢键:_____________________________________。

答案:

1﹒CH4<NH3<HF<H2O 晶体硅<碳化硅<金刚石 KCl<NaCl<MgO CO2<NaCl<Si3N4 2﹒高

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。 3﹒4 2

4﹒F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O

考点8﹒等电子体

定义:所谓等电子体是指一类分子或离子,组成它们的原子数相同,而且所含的价层电子数相同,则它们互称为等电子体。

例子:10个电子的等电子体:N2和CO和NO+,HCN和C2H2;它们具有相似的结构,都有三键:氮氮三键、碳碳三键、碳氧三键、碳氮三键。

种类 5原子8价电子 3原子16价电子 3原子18价电子 4原子24价电子 4原子26价电子 5原子32价电子 CH4、NH4+ CO2、NO2+、N3、SCN O3、SO2、NO2 SO3、CO3、NO3 PO33、SO32、ClO3 PO43、SO42、ClO4 ---------实例 结构 正四面体 直线形 V形 平面三角形 三角锥 正四面体 2--记忆:等电子体的记忆必须掌握两个技巧:“上下替换”,“左右移动”。

“上下替换”:同主族的元素可以替换。例如O3的等电子体,可以把其中一个O换成同主族的S于是得到SO2;

“左右移动”:将某原子加减电子换成其他粒子再返回。例如:O3的等电子体,可以把其中的一个O换--

成N得到NO2。

C可以换成N+于是CH4和NH4+、CO2和NO2+互为等电子体;

--

O既可以换成S又可以换成N于是O3和SO2、NO2互为等电子体;

----

S可以换成O,然后O可以换成C2、N于是SO3和CO32、NO3互为等电子体; ---------

P3、S2、Cl三者互换于是PO33、SO32、ClO3互为等电子体;PO43、SO42、ClO4互为等电子体。 【考点过关】

1﹒写出下列微粒的等电子体(写三种)

(1)N2 _________________________ (2)CO2 _________________________

--

(3)ClO4_________________________ (4)NO3________________________ 2﹒写出下列微粒的空间构型

NH4+空间构型__________ CO32空间构型__________ ClO4空间构型__________ NO3空间构型__________ PO43空间构型__________ SO32空间构型__________ 答案:1﹒(1)CO C2 CN (2)CS2 N2O BeCl2

---

(3)CCl4 SO42 PO43 (4)CO32 SO3 BF3

2﹒正四面体形 平面三角形 正四面体形 平面三角形 正四面体形 三角锥形

2-

考点9﹒石墨和金刚石结构

从不同角度认识金刚石:

实物(钻石) 空间结构 结构和晶胞 晶胞 晶胞中最小单元 金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体对比:

结构化学 选修3知识点总结(人教版)全国卷适用

在配合物中和中心离子(或原子)结合的配位原子总数,称为该中心离子(或原子)配位数。在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+配位数为4;[Fe(CO)5]中,Fe原子的配位数为5等。目前已证实的配合物中,中心离子的配位数可以从1?12,其中最常见的是4、6。④配合物的内界和外界从配合物整体来看,配合物可以分为内界和外界两个组成部分。内界为配合物的特征部分,是由中心
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