鲁科版 (2019)选择性必修2微项目 甲醛的危害与去除——利用电负性分析与预测物质性质教学课件ppt

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【基础回扣】1.化学键的比较
2.杂化轨道类型的判断方法(1)根据分子的空间构型判断根据杂化轨道理论,中心原子轨道采取一定的杂化方式后,其空间构型和键角如下:由于常考的分子或离子构型多为直线形、平面三角形、角形、正四面体形、三角锥形等,故可按图索骥、简单判断。
注意:常见的C2H4、C6H6为平面形分子,键角为120°,可推断其碳原子的杂化轨道类型为sp2。
(2)根据价电子对互斥理论判断根据价电子对互斥理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型,其关系如下表。
运用该理论的关键是准确计算中心原子的价电子对数,其计算方法如下:
注意:对于阳离子,a=中心原子价电子数-离子电荷数;对于阴离子,a=中心原子价电子数+|离子电荷数|。
(3)应用等电子原理判断等电子体具有相同的结构特征,一般来说,等电子体的中心原子的杂化类型相同。对于结构模糊或复杂的分子、离子,可将其转化成熟悉的等电子体,然后进行判断。常见的等电子体往往是同族不同元素或同周期相近元素构成的微粒。
(4)根据共价键类型判断从杂化轨道理论可知,原子之间成键时,未杂化轨道形成π键,杂化轨道形成σ键。对于能够明确结构式的分子、离子,可直接用下式判断其中心原子的杂化轨道类型:杂化轨道数n=中心原子的σ键数+中心原子的孤电子对数(双键、三键中只有一个σ键,其余均为π键)。
①SiF4分子中硅原子杂化轨道类型分析:基态硅原子有4个价电子,与4个氟原子恰好形成4个σ键,无未成键电子,n=4,则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。②基态碳原子有4个价电子,在HCHO分子中,碳原子与2个氢原子形成2个σ键,与氧原子形成C＝O键,C＝O键中有1个σ键、1个π键,碳原子无未成键电子, n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。
(5)应用取代法判断以中学常见的、熟悉的基础物质分子为原型,用其他原子或原子团取代原型分子中的部分原子或原子团,得到的新分子的中心原子与原型分子对应的中心原子的杂化轨道类型相同。如:①CH3CH＝CH2分子中碳原子的杂化轨道类型判断,可看做乙烯基取代了甲烷分子中的一个氢原子,则甲基碳原子采用sp3杂化,也可看做甲基取代了乙烯分子中的一个氢原子,故两个不饱和碳原子均采用sp2杂化。
②(CH3)3N可看做三个甲基取代了NH3分子中的三个氢原子,所以其分子中氮原子采用sp3杂化。③H2O2可看做羟基取代了H2O分子中的一个氢原子,故H2O2中氧原子应采用sp3杂化。④B(OH)3可看做三个羟基取代了BF3中的氟原子,可知B(OH)3中硼原子采用sp2杂化。
1.(1)说明下列分子是由哪些轨道或杂化轨道重叠成键的。①ICl　②NI3　③CH3Cl　④CS2答案:①ICl中,Cl原子以一个3p轨道,I原子以一个5p轨道重叠组成一个共价键。②NI3中N原子的2s和2p轨道采取sp3杂化,形成四个sp3杂化轨道,除一对孤电子对所占的一个杂化轨道外,其余三个杂化轨道分别与三个I原子的各一个5p轨道重叠成键。
③CH3Cl中C原子的2s和2p轨道采取sp3杂化,形成四个sp3杂化轨道,其中的三个杂化轨道与三个H原子的1s轨道重叠形成三个共价键,另一个杂化轨道与Cl原子的含单电子的3p轨道重叠形成一个共价键。④CS2中,C原子的一个2s轨道与一个2p轨道实行sp杂化,形成两个成分相同、能量相等的sp杂化轨道,再分别与两个S原子中各一个含单电子的3p轨道重叠,形成σ键;C原子余下的两个2p轨道(各含一个电子)再分别与一个S原子(共两个)中的另一个3p轨道重叠形成π键。因此,每一对C＝S组合间含有一个σ键和一个π键,为双键结构。
(2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子立体构型是什么?中心原子的杂化方式为?答案:正四面体　sp3
(3)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子立体构型为?C原子的杂化方式为?答案:平面三角形　sp2
2.苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。 苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成如图2所示的结构,则其在水中的溶解度会增大还是减小?原因是什么?
答案:增大　苏丹红Ⅰ形成分子内氢键,而修饰后的分子可形成分子间氢键,与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度
3.20世纪60年代,美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含氧酸的化学式为HnROm,其中(m-n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m-n)的关系如下表:
试简要回答下列问题:(1)按此规则判断,H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序是怎样的?(2)H3PO3和H3AsO3的形式一样,但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸, H3AsO3为弱酸,则H3PO3和H3AsO3的分子结构分别是?(3)按此规则判断碳酸应属于上表中的哪类酸?与通常认为的碳酸的强度是否一致?其可能的原因是什么?
答案:(1)H3AsO4