高中化学专题4分子空间结构与物质性质第一单元第2课时分子的极性与手性分子学案苏教版 15页

第2课时　分子的极性与手性分子[目标导航]　1.理清共价键的极性与分子极性之间的关系，学会判断分子极性的方法。2.能够根据“相似相溶规则”会分析物质在不同溶剂中溶解性的变化。3.知道手性异构体和手性分子，会判断手性碳原子。一、键的极性和分子的极性1．键的极性共价键—2．分子的极性分子—3．分子的极性对物质物理性质的影响(1)在其他条件相同时，分子的极性越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。(2)对物质溶解度的影响——相似相溶规则。由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。议一议1．写出H2O、CCl4、I2的电子式和结构式，并指出它们的空间构型，它们分子中的共价键是极性键还是非极性键，属于极性分子还是非极性分子？答案　HH　H—O—H　V形　极性键　　极性分子　　正四面体　极性键　非极性分子　I—I　直线形　非极性键　非极性分子2．为什么NH3极易溶于水，而CH4难溶于水？答案　NH3是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶规则”，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与H2O分子之间还可以形成氢键，使得NH3更易溶于水。二、手性分子1．手性异构体、手性分子具有完全相同的组成和原子排列方式的一对分子n，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。2．手性碳原子当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。连接四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子。议一议如何判断手性分子？手性碳原子的杂化类型是什么？答案　判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团，即有机物分子中是否存在手性碳原子。如，R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。手性碳原子的杂化类型是sp3。一、键的极性和分子的极性1．键的极性(1)键的极性具有方向性，由正电荷的重心指向负电荷的重心。(2)形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大，键的极性就越强。如键的极性由强到弱顺序为H—F>H—O>N—H>C—H，H—F>H—Cl>H—Br>H—I。2．分子的极性与键的极性和分子空间构型的关系分子类型键的极性分子空间构型分子极性代表分子双原子分子A2非极性键直线(对称)非极性N2等AB极性键直线(对称)极性CO、HF等三原子分子AB2直线(对称)非极性CO2、CS2、BeCl2等V形(不对称)极性H2O、H2S、SO2等四原子分子AB3平面三角形(对称)非极性BF3、BCl3、SO3等三角锥型极性NH3、PCl3、NF3等五原子分子AB4正四面体型(对称)非极性CH4、SiF4等ABnC4－n四面体型(不对称)极性CH2Cl2等3.分子极性的判断方法分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的空间构型两方面共同决定的。判断分子的极性时，可根据以下原则进行：(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如O2、H2、P4、C60。(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子，如HCl、HF、HBr。n(3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。(4)判断ABm型分子极性的经验规律：①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4、PCl5为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。例1　下列分子中，属于极性分子的是(　　)A．CO2B．BeCl2C．BBr3D．COCl2解析　根据价层电子对互斥模型可得四种分子的结构如下：O===S===O、Cl—Be—Cl、、。CO2分子中含有极性键，各键空间排列对称，为非极性分子；B、C选项中，虽然分子中都含有极性键，但各键的空间排列对称，都为非极性分子；D项，分子中正负电荷的重心不重合，为极性分子。答案　D解题反思　含极性键的多原子分子变式训练1　下列分子是极性分子的是(　　)A．PCl3B．SO3C．BF3D．CS2答案　A解析　PCl3中P的最外层有5个电子，其化合价为＋3价，中心原子的化合价的绝对值不等于原子的最外层电子数，属于极性分子，A正确；SO3中的S的最外层有6个电子，其化合价为＋6，中心原子的化合价的绝对值等于原子的最外层电子数，属于非极性分子，B错误；BF3中B的最外层有3个电子，其化合价为＋3，中心原子的化合价的绝对值等于原子的最外层电子数，属于非极性分子，C错误；CS2中C的最外层有4个电子，其化合价为＋4，中心原子的化合价的绝对值等于原子的最外层电子数，属于非极性分子，D错误。解题反思　ABm型分子二、物质的溶解性1．物质溶解性的判断与比较(1)依据“相似相溶规则”非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性溶质一般易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键n如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如：NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水形成分子间氢键。(3)依据分子结构的相似性溶质与溶剂分子结构的相似程度越大，其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。2．注意的问题(1)“相似相溶规则”是从分子结构的角度，通过实验的观察和研究而得出的关于物质溶解性的经验规律，也有不符合此规律的例外情况，如CO、NO等极性分子难溶于水。(2)“相似相溶规则”可以解释一些物质在某些溶剂中溶解的情况。例2　PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，还是四面体结构______________________。(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间构型图：淡黄色固体__________，黄绿色固体____________。(3)淡黄色固体物质由__________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由__________组成。(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是___________________________________________________________________________________________________。解析　(1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面正方形结构，若为四面体结构则无同分异构体。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为①　　②。由于淡黄色固体在水中的溶解度较小，因此其分子无极性，其结构为①，则黄绿色固体为极性分子，其结构为②。(3)根据“相似相溶规则”可知：黄绿色固体是由极性分子构成的，故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。答案　(1)平面正方形结构(2)　　n(3)非极性分子　极性分子(4)黄绿色固体是由极性分子构成的，而淡黄色固体是由非极性分子构成的，根据“相似相溶规则”可知前者在水中的溶解度大于后者解题反思　物质在水溶液中溶解能力大小比较的思路(1)是否符合“相似相溶规则”；(2)是否与水形成氢键；(3)是否与水发生反应；(4)溶质的结构与水分子结构相似程度的大小。变式训练2　碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为(　　)A．CCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大B．CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子答案　D解析　根据“相似相溶规则”：极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，所以碘单质在水溶液中溶解度很小，在CCl4中溶解度很大。解题反思　利用“相似相溶规则”判断分子的极性根据“相似相溶规则”，极性溶质一般能溶于极性溶剂，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂。通过溶剂是否有极性，就可判断出溶质分子是否有极性。如苯易溶于四氯化碳，而难溶于水，水为极性分子，而四氯化碳为非极性分子，则苯为非极性分子。三、手性分子1．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，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。2．手性分子含手性碳原子的分子称手性分子。例3　某链烃B的分子式为C7H10，在B的各种结构(不考虑结构)中，含有手性碳原子且与足量H2发生加成反应后仍具有光学活性的有机物有五种，已知其中两种结构简式为n写出另外三种的结构简式并标出分子中的手性碳原子。答案　解析　链烃C7H10与足量H2发生加成反应生成烷烃C7H16，若它具有光学活性，必须有1个碳原子连接4个不同的原子或基团。变式训练3　有机物具有手性，发生下列反应后，仍为手性分子的是(　　)①与H2发生加成反应　②与乙酸发生酯化反应　③发生水解反应　④发生消去反应A．①②B．②③C．①④D．②④答案　B解析　原有机物中与—OH相连的碳原子为手性碳原子，与H2加成后，该碳原子连有两个乙基，不再具有手性；与乙酸发生酯化反应后，该碳原子所连四个取代基不同，仍具有手性；发生水解反应后，该碳原子所连四个取代基也不同，仍具有手性；当发生消去反应时，原手性碳原子生成双键后不再具有手性。故选B。解题反思　含双键或叁键的碳原子不可能是手性碳原子。1．下列叙述中不正确的是(　　)A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强B．以极性键结合的分子，一定是极性分子C．判断A2B或AB2型分子为极性分子必须具有极性键且空间构型不对称D．非极性分子中，各原子间可能既有极性键又有非极性键答案　B解析　在HF、HCl、HBr、HI分子中，卤素的非金属性越强，H—X键的极性越强；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合的多原子分子也可能是非极性分子，如nCO2是非极性分子；A2B型分子如H2O、H2S等，AB2型分子如SO2等，判断其是极性分子的根据是必有极性键，且空间构型不对称。2．下列说法正确的是(　　)A．HOCH2CH(OH)CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子B．NH和CH4的空间构型相似C．BF3与都是平面三角形分子D．CO2和H2O都是直线形分子答案　B解析　手性分子是化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子，连有四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子，HOCH2CH(OH)CH2OH不是手性分子，A项错误；NH和CH4的空间构型都是正四面体，B项正确；BF3是平面三角形，苯是平面结构，C项错误；CO2是直线形分子，而H2O是V形分子，D项错误。3．下列化合物中含有手性碳原子的是(　　)A．CCl2F2B．C．CH3CH2OHD．答案　D解析　根据手性碳原子的定义可知，手性碳原子是一个碳原子上连接4个不同的原子或基团，只有D中物质的分子含有连接了4个不同原子和基团的碳原子。4．在H2O、NH3、CS2、CH4、N2中：(1)以非极性键结合的非极性分子是________；(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________；(3)以极性键相结合，具有三角锥型结构的极性分子是________；(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________；(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________。答案　(1)N2　(2)CS2　(3)NH3　(4)CH4　(5)H2O5．双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如右图所示：H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为93°52′，而两个O—Hn键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答下列问题：(1)下列关于H2O2的说法中正确的是________。a．分子中有极性键b．分子中有非极性键c．氧原子的轨道发生sp2杂化d．分子是非极性分子(2)H2O2分子间易形成氢键，该氢键的表示式是____________________________。(3)H2O2难溶于CS2，主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)H2O2易溶于水，主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。(5)H2O2分子中氧元素的化合价为________________，原因是________________________________________________________________________。答案　(1)ab　(2)H—O…H　(3)因为H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶规则”可知H2O2难溶于CS2　(4)H2O2易与H2O分子间形成氢键且H2O和H2O2均为极性分子　(5)－1　因为O—O键为非极性键，O—H键为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显－1价解析　(1)在H2O2中H—O键为极性键，O—O键为非极性键；根据H2O2的空间构型可知，H2O2为极性分子；O原子价电子对数为＝4，O原子为sp3杂化。(2)H2O2中含有H—O键，故分子间能形成氢键，表示为H—O…H。(3)H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶规则”知H2O2难溶于CS2。(4)H2O2和H2O分子均为极性分子，且H2O2与H2O分子之间易形成氢键，因此H2O2易溶于水。(5)只有共用电子对发生偏移才能决定元素在化合物中的化合价。[基础过关]一、键的极性与分子的极性1．下列物质中，由极性键构成的非极性分子是(　　)A．氯仿B．干冰C．石炭酸D．白磷n答案　B解析　A项，氯仿是极性键形成的极性分子，故A错误；B项，干冰是直线形，分子对称，是极性键形成的非极性分子，故B正确；C项，石炭酸是非极性键形成的非极性分子，故C错误；D项，白磷是正四面体结构，非极键形成的非极性分子，故D错误；故选B项。2．可确定乙二醇分子是否有极性的实验是(　　)A．测定沸点B．测静电对液流影响C．测定蒸气密度D．测标准状况下气体摩尔体积答案　B解析　极性分子的正电荷重心与负电荷重心不重合，极性分子虽然整体不带电，但每一个乙醇分子都有带电的极性端，也可以理解为部分区域带电，所以它在电场作用下，会定向运动，所以测静电对液流影响，可以判断分子是否有极性；而测定沸点、测定蒸气密度、测标准状况下气体摩尔体积等均不能判断分子极性；故选B。二、极性分子与非极性分子的判断3．已知CO2、BF3、CH4、SO3都是非极性分子，NH3、H2S、H2O、SO2都是极性分子，由此可推知ABn型分子是非极性分子的经验规律是(　　)A．分子中不能含有氢原子B．在ABn分子中A原子没有孤对电子(或A原子最外层电子均已成键)C．在ABn分子中每个共价键的键长和键能都相等D．分子中所有原子均在同一平面内答案　B解析　CO2、CH4、BF3中所有电子都参与形成了共价键，都不含孤电子对，分子都是对称结构，为非极性分子。HF、H2O、NH3都含有孤电子对，分子都是不对称结构，为极性分子。ABn分子的极性取决于分子的空间构型是否对称，而对称性与分子是否含有孤电子对有关，与其他因素无关。4．NF3分子中的中心原子采取sp3杂化，下列有关叙述正确的是(　　)A．NF3分子的空间构型为三角锥型B．NF3分子的空间构型为平面三角形C．NF3分子的N—F键夹角与CH4分子中的C—H键的夹角相等D．NF3分子是非极性分子答案　A解析　N原子以sp3杂化形成4个杂化轨道，其中1个轨道已填入孤电子对，另外3个则与F原子的p电子形成共价键，所以NF3为三角锥型，由于孤电子对对成键电子对的排斥作用，nN—F键的键角小于CH4分子中的键角。5．下列叙述正确的是(　　)A．NO、N2O、NO2、NH3都是非极性分子B．CO2、SO3、BCl3、NF5都是非极性分子C．H2O、NH3是极性分子，HCl、CH4是非极性分子D．PCl5、NCl3、SO3、BF3、CCl4都是非极性分子答案　B解析　根据ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，若不相等则为极性分子，可判断：A项中中心原子N原子价电子数为5，四种化合物中没有一种氮元素的化合价为＋5，故A项错误；B项中心原子C、S、B、N的化合价等于其价电子数，CO2、SO3、BCl3、NF5均为非极性分子，故B项正确；HCl是极性分子，故C项错误；NCl3分子中N原子化合价与其价电子数不等，故D项错误。三、溶解性6．含硫单质的水可防治皮肤病，而硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，要增大硫在水中的分散程度，可将硫先放入溶剂R中，再将所得液体分散在水中，则R可以是(　　)A．CS2B．酒精C．CCl4D．盐酸答案　B解析　硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，要增大硫在水中的分散程度，可将硫先放入溶剂R中，再将所得液体分散在水中，则S应该易溶于R中且和水互溶，CS2、CCl4和水不互溶，S难溶于稀盐酸，所以CS2、CCl4和盐酸都不符合条件，S微溶于酒精且酒精和水互溶，所以R可以是酒精，故选B。7．根据“相似相溶规则”，你认为下列物质在水中溶解度较大的是(　　)A．乙烯B．二氧化碳C．二氧化硫D．氢气答案　C解析　水分子为极性分子，水是极性溶剂，C2H4、CO2、H2三种分子均为非极性分子，SO2是极性分子，根据“相似相溶规则”可知C项正确。8．二甘醇可作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性贤衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是(　　)A．符合通式CnH2nO3B．分子间能形成氢键C．分子间不存在范德华力D．能溶于水，不溶于乙醇答案　B解析　二甘醇的分子式为C4H10O3，符合通式CnH2n＋2O3。二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键，也存在范德华力。由“相似相溶规则”可知，二甘醇能溶于水和乙醇。n四、手性碳原子和手性分子9．下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　②2丁醇③④丙三醇A．只有①B．①和②C．①②③D．①②③④答案　C解析　先写出各物质的结构简式：①、②③④①、②、③中存在手性碳原子(用*标记的)，而④中中间的碳原子连有两个相同的—CH2OH，不是手性碳原子，故选C。10．如下图中两分子的关系是(　　)A．互为同分异构体B．是同一种物质C．是手性分子D．互为同系物答案　B解析　本题很容易看成镜面对称结构而选择手性分子，但根据手性分子的判断方法，根本找不到手性碳原子，所以不是手性分子；分子相同，构型相同，是同一种物质。[能力提升]11．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答下列问题：(1)X元素的原子基态时电子排布式为____________，Y元素原子的外围轨道表示式为________________。(2)若X、Y两元素电负性分别为1.8和3.0，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物的空间结构为________型，中心原子的轨道杂化类型为________，分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是________。n(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：________(填化学式)的沸点高，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)共价键(3)正四面体　sp3杂化　非极性分子(4)范德华力(5)GeCl4　组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高解析　依题意，X为第4周期第ⅣA族元素Ge，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，则Y是氯，Y元素原子的外围轨道表示式为。XY4中X与Y形成的是共价键，空间构型为正四面体型，中心原子为sp3杂化，为非极性分子，微粒间的作用力是范德华力。12．已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第2周期，P在第3周期。NH3分子呈三角锥型，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107.3°。(1)PH3分子与NH3分子的空间构型关系是________(填“相同”、“相似”或“不相似”)，P—H键________(填“有”或“无”，下同)极性，PH3分子________极性。(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是________。(3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________(填字母，下同)。A．键的极性N—H比P—H强B．分子的极性NH3比PH3强C．相对分子质量PH3比NH3大D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力(4)NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述正确的是________。a．该分子呈平面三角形b．该分子为非极性分子c．它的沸点比PCl3的低d．因N—Cl键的键能大，所以NCl3沸点高答案　(1)相似　有　有　(2)NH3　(3)D　(4)cn解析　(1)N原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子的结构也相似，P—H键为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键。(2)由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律知，N比P的非金属性强。由元素的非金属性与氢化物之间的热稳定性关系知，NH3比PH3的热稳定性强。(3)“易液化”属于物质的物理性质，NH3与PH3都是通过共价键形成的分子，物理性质与化学键无关。按照范德华力与物质的物理性质的关系分析，应该是PH3比NH3的沸点高，PH3比NH3易液化。但由于NH3存在分子间氢键，故NH3比PH3易液化。(4)NCl3中N原子的价电子对数为＝4，孤电子对数为1，所以该分子为三角锥型，由于3个N—Cl极性键的排列不对称，所以该分子为极性分子。NCl3与PCl3的组成和结构相似，相对分子质量NCl3小于PCl3，沸点NCl3低于PCl3。NCl3的沸点与N—Cl键的键能无关。13．如图是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：(1)请写出H的单质与二氧化碳反应的方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。(2)D的气态氢化物的价层电子对互斥模型为______，其中心原子的杂化类型为________。(3)G、H和I的第一电离能数值由大到小的顺序为________________(用元素符号作答)。(4)由A、C、D形成的ACD分子中，含有______个σ键，______个π键。(5)要证明太阳上是否含有R元素，可采用的方法是______________。(6)元素M的化合物(MO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应。请回答下列问题：①与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有______(填元素符号)。②MO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断MO2Cl2是______(填“极性”或“非极性”)分子。答案　(1)2Mg＋CO22MgO＋C　(2)四面体型　sp3　(3)Mg＞Al＞Na　(4)2　2(5)对太阳光进行光谱分析　(6)①K、Cu　②非极性解析　根据元素在周期表中的位置知，从A—R分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Cr、Fe、He元素，(1)H单质是镁，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和C，方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。(2)D的气态氢化物是氨气，氨气分子中N原子价层电子对个数是4n且含有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论知价层电子对互斥模型为四面体，N原子杂化方式为sp3。(3)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能Mg＞Al＞Na。(4)由A、C、D形成的ACD分子中为HCN，其结构式为H—C≡N，共价单键为σ键、共价叁键中含有一个σ键、两个π键，所以该分子中含有两个σ键、两个π键。(5)采用光谱分析可以确定元素，所以可以采用光谱分析确定He元素；(6)①M是Cr元素，其原子最外层有1个电子，所以与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有K、Cu。②非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂，溶质都是非极性分子，所以MO2Cl2是非极性分子。[拓展探究]14．回答下列问题：(1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。①下列因素与NH3的水溶性没有关系的是________。(填字母，下同)a．NH3和H2O都是极性分子b．NH3在水中易形成氢键c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－d．NH3是一种易液化的气体②NH3溶于水时，大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质推知NH3·H2O的结构式为________。a.b.c.d.(2)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有__________(填序号)，CS2分子的空间构型是__________。CO2与CS2相比，________的熔点较高。(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体构型。Ni(CO)4n易溶于下列________(填字母)。a．水　b．CCl4　c．C6H6(苯)　d．NiSO4溶液(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因________________________________________________。(5)下列分子中若有手性分子，请用“*”标出其手性碳原子；若无手性分子，此小题不必作答。a．　　b．c．　d．CH3CHClCH2CHO答案　(1)①d　②b　(2)①③　直线形　CS2　(3)bc　(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与H2O分子间形成氢键，而CH4、HCOOCH3与水分子间难形成氢键(5)　解析　(1)①NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，另外还有其他原因，NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子之间的作用。②从氢键的形成原理上讲，a、b都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥型，易于提供孤电子对，所以，以b方式结合空间位阻最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH＋OH－，可知答案为b。(2)苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。CS2、CO2分子的空间构型都是直线形，根据结构相似，相对分子质量越大范德华力越大，熔、沸点越高，故CS2的熔点高于CO2。(3)由常温下Ni(CO)4易挥发，可知Ni(CO)4为共价化合物分子，由于Ni(CO)4为正四面体构型，所以Ni(CO)4为非极性分子，根据“相似相溶规则”，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(4)由有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。(5)手性碳原子必须是连有4个不同的原子或基团。