典型分子的空间构型探讨
逍遥学能 2016-03-11 13:26
这里主要讲述典型分子的空间构型,分子和键的极性关系以及酸的元数如何确定问题。在竞赛中此类问题出现渐多。
【内容综述】
这里主要讲述典型分子的空间构型、分子的极性与键的极性的关系以及酸的元数如何确定的问题。常见的分子的空间构型有四面体型(CH4、CCl4、P4等)、三角锥型(NH3、PH3等)、直线型(CO2、C2H2等)、平面型(C2H4、BF3、C6H6等),掌握其结构对推断复杂分子的结构非常重要。极性键构成的双原子分子一定为极性分子,多原子分子大多为极性分子,但也有非极性分子,主要取决于分子组成和结构的对称性,即分子中的正电荷重心与负电荷重心重合为非极性分子。酸的元数并非依据酸中氢原子的个数,而是根据其结构式来确定。这些内容的考察近几年来在高考和竞赛中难度和数量都有所增加,应引起我们的充分重视。
【要点讲解】
分子的极性与键的极性
例1.PtCl2(NH3)2为平面正方形结构,它可以形成两种固体:一种为淡黄色,在水中的溶解度小;另一种为黄绿色,在水中的溶解度大。请画出这两种分子的几何图形。注明其相应颜色。
H2O分子是极性分子,根据相似相溶原理,在水中溶解度小的淡黄色固体为非极性分子,其分子的对称性好,其结构为。另一种为黄绿色在水中的溶解度大的为极性分子,其分子的对称性差,其结构为
二、酸的元数如何确定
例2.已知磷酸分子 中的三个氢原子都可以跟重水中的D原子发生氢交换。又知亚磷酸(H3PO3)也可以与重水中的D原子发生氢交换,但亚磷酸一氢钠(Na2HPO3)却不能。由此推断亚磷酸的结构式。并判断亚磷酸属于几元酸,它有哪些正盐哪些酸式盐?
磷酸作为三元酸,结构中的三个-OH中的H原子都可以跟重水中的D原子发生氢交换,亚磷酸也可以,说明亚磷酸中有-OH,亚磷酸一氢钠不能,推断其结构中已经无-OH。由此推断亚磷酸中只有两个-OH,根据P原子成键规律,不难得出亚磷酸的结构式
由此可见,H3PO3分子中虽有三个H原子,但只有两个-OH,只有-OH中的H原子才能电离出来显酸性,故H3PO3属于二元酸。二元酸应有两种盐一种正盐一种酸式盐,即亚磷酸二氢钠(NaH2PO3)酸式盐和亚磷酸一氢钠(Na2HPO3)正盐。
小结:酸的元数由酸中-OH的个数来确定。只知分子式不知结构式无法确定酸的元数。而酸所对应的酸酐则是酸中的-OH脱水的产物,对于只有一个-OH的一元酸来说则是进行分子间脱水才能得到相应的酸酐,例如:乙酸CH3COOH的酸酐为
三、如何判断原子的共线与共面
例4:在分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是:
A 12个 B 14个 C 18个 D 20个
根据简单分子空间结构可推测此分子结构为:
(&H表示在此平面上的H原子;^H表示在此平面下的H原子)。由此可见,处于同一平面上的原子共有20个。此题要注意思维的全面性,不能忽略位于分子两端的 -CH3中的三个氢原子中有一个H可与其余的18个原子共面。
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