分子结构与性质.docx

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分子结构与性质

第二章分子结构与性质

第一节共价键

一、共价键

1.共价键的成因：

原子通过而形成的化学键称为共价键，其实质是______________________

2.共价键的特点:

（1）共价键有饱和性

因为每个原子所提供的的数目是一定的，所以在共价键的形成过程中，一个原子的未成对电子与另一个原子中未成对电子配对成键后，，一般不能与其它原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能，这称为共价键的饱和性。

显然，共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相结合的关系。

（2）共价键有方向性

在形成共价键时，愈多，电子愈大，所形成的共价键愈，因此共价键尽可能沿着，这就是共价键的方向性。

共价键的方向性决定了分子的构型。

3.共价键的键型

（1）σ键

人们把原子轨道以导致

而形成的共价键称为σ键。

（2）π键

人们把原子轨道以导致

而形成的共价键称为π键。

在由两个原子形成的多个共价键中，只能有一个键，而键可以是一个或多个。

（3）σ键和π键比较

键类型

σ键

π键

原子轨道重叠方式

原子轨道重叠部位

原子轨道重叠程度

键的强度

化学键\活泼性

二、键参数

1.键能：

2.键长：

3.键角：

在三个键参数中，键能，分子越；键长越，化学键越。

三、等电子原理：

原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，他们的许多性质是相近的，这条规律称为等电子原理，这样的分子叫做等电子体。

同步训练：

1.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是

A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2C．NH3和N2D．HNO3和NaCl

2.下列分子中存在π键的是

A．H2B．Cl2C．N2D．HCl

3.下列各说法中正确的是（）

A．分子中键能越高，键长越大，则分子越稳定

B．元素周期表中的ⅠA族（除H外）和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键

C．水分子可表示为HO—H，分子中键角为180°

D．H—O键键能为463KJ/mol，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463KJ

4．下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型共价化合物是（）

A．6和8B．16和8C．14和8D．19和17

5．下列过程中，共价键被破坏的是：

（）

A．碘晶体升华B．溴蒸气被木炭吸附C．酒精溶于水D．HCl气体溶于水

6．下列事实中，能够证明HCl是共价化合物的是（）

A．HCl易溶于水B．液态的HCl不导电

C．HCl不易分解D．HCl溶于水能电离，呈酸性

7．下列化合物中没有共价键的是（）A．PBr3B．IBrC．HBrD．NaBr

8．下列说法中，正确的是（）

A．在N2分子中，两个原子的总键能是单个键能的三倍。

B．N2分子中有一个σ键、两个π键

C．N2分子中有两个个σ键、一个π键

D．N2分子中存在一个σ键、一个π键

1．下列分子中，含有非极性键的化合物的是（）

A．H2B．CO2C．H2OD．C2H4

2．下列化合物中价键极性最小是（）

A．MgCl2B．AlCl3C．SiCl4D．PCl5

3．根据化学反应的实质是原化学键的断裂和新化学键的形成这一观点，下列变化不属于化学反应的是（）

A．白磷在260℃时可转化成红磷

B．石墨在高温高压下转化成金刚石

C．单质碘发生升华现象

D．硫晶体（S8）加热到一定温度可转变成硫蒸气（S2）

4．下列分子中键能最大的是（）

A．HFB．HClC．HBrD．HI

5．下列说法中正确的是（）

A．双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固

B．双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固

C．双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固

D．在同一分子中，σ键要比π键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同

6．CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是（）

A．CH4、NH3、H2O、HFB．HF、H2O、NH3、CH4

C．H2O、HF、CH4、NH3D．HF、H2O、CH4、NH3

7．下列物质中，含有极性键和非极性键的是（）

A．CO2B．H2OC．Br2D．H2O2

8．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是（）

A．H2B．Cl2C．Br2D．I2

9．下列分子中键角最大的是（）

A．CH4B．NH3C．H2OD．CO2

11.80年代，科学研制得一种新分子，它具有空心的类似足球状的结构，分子式为C60。

下列说法正确的是（）

A．C60是一种新型的化合物

B．C60含有极性键

C．C60和金刚石都是碳元素组成的单质D．C60的相对分子质量是700

12．水分子是H2O而不是H3O，是因为共价键具有性；水分子的键角接近900是因为共价键具有性。

13.在一定条件下，某元素的氢化物X可完全分解为两种单质：

Y和Z。

若已知：

①反应前的X与反应后生成的Z的物质的量之比

②单质Y的分子为正四面体构型。

请填写下列空白。

（1）单质Y是___________，单质Z是___________（填写名称或分子式）。

（2）Y分子中共含___________个共价键。

（3）X分解为Y和Z的化学方程式为：

______________________。

14乙烯分子中C-C之间有个σ键，个π键。

乙烯易发生加成反应是因为分子中C-C之间的一个键易断裂。

15.原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，他们的许多性质是相近的，这条规律称为等电子原理，这样的分子叫做等电子体。

（1）根据上述原理，仅有第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是______和_______,_______和_________。

（2）此后，等电子原理又有发展。

例如：

有短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有__________。

第二节分子的立体结构

一、形形色色的分子

多原子分子中，原子空间关系的多样阳性，造成了分子立体结构的多样性。

1.三原子分子主要有直线形和V性良种，常见的三原子分子中CO2是直线型，H2O是V型

2.四原子分子大多为平面三角形和三角锥形，如甲醛分子平面三角形、氨气为三角锥形；还有一种四种原子分子结构为正四面体形，如白磷分子。

3.五原子分子结构较为复杂，常见空间构型有正四面体形，如CH4。

4.其他多原子分子的结构是形形色色的，的立体结构决定了分子的稳定性。

二、价层电子对互斥模型

1.价层电子对互斥模型是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型。

根据这种理论，可以把分子分为两类：

一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，这种分子中，中心原子周围的原子数n决定着分子的立体结构。

一类是中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。

2.价层电子对互斥理论的基本要点

（1）在ABn型分子中，中心A的周围配置的原子或原子团的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对的互相排斥作用，分子的几何构型总是采用电子对排斥最小那种结构。

（2）分子的几何构型同电子对的数目和类型的关系如下所示：

电子对数目

电子对的空间构型

成键电子对数

孤电子对数

电子对的排列方式

分子的空间构型

实例

2

直线

2

0

3

三角形

3

0

3

1

4

四面体

4

0

3

1

2

2

5

三角双锥

5

0

4

1

3

2

2

3

6

八面体

6

0

5

1

4

2

（3）在分子中如果存在双键或三键，则双键或三键作为一贯外电子对来看

（4）价层电子对的相互排斥作用的大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。

三、杂化轨道理论

1.杂化

2.形成过程

甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个轨道和三个轨道重新组合而成的，这种杂化叫。

3.常见杂化轨道的类型

（1）sp杂化

（2）sp2杂化

（3）sp3杂化

4.S—P杂化轨道和简单分子几何构型的关系：

杂化方式

SP

SP2

SP3

SP3不等性杂化

轨道夹角

180

120

109o28’

中心原子位置

ⅡA，ⅡB

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

中心原子孤对电子数

0

0

0

1

2

3

分子几何构型

直线型

平面三角

正四面体

三角锥

V字形

直线型

实例

BeCl2

HgCl2

BF3

CH4

SiCl4

NH3

PH3

H2O

H2S

HCl

4.注意

（1）原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的

（2）只有能量相近的原子轨道才能发生杂化，如1s轨道和2p轨道由于能量相差较大，不能发生杂化。

（3）杂化轨道成键时要满足化学件间的最小排斥原理，键与键排斥力大小决定键的方向，即决定杂化轨道的夹角。

（4）杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对点，未参与杂化的p轨道可用于形成π键。

四、配合物理论

1.配位键是一种特殊的共价键，它的共用电子对是有一个原子单方面提供，另一方原子提供空轨道

2.配位化合物：

金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称为配合物。

3.配合物的组成，配合物的中心原子一般都是带正电的阳离子，过度金属离子最常见；配体可以是阴离子，也可以是中性分子；配位体中直接同中心原子或离子配位的原子叫做配位原子，配位原子必须喊有孤对电子的原子。

4.配位数：

直接同中心离子（或原子）配位的原子数目叫做中心离子（或原子）的配位数。

同步训练：

1.乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp2杂化。

形成乙烯分子时，两个碳原子各用

的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外分别与两个氢原子的的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的的未成对电子相互配对形成一个键。

2．在形成氨气分子时，氮原子的中原子轨道发生杂化，生成四个

。

生成的四个杂化轨道中，只有

个含有未成对电子，所以只能与个氢原子形成共价键。

又因为四个sp3杂化轨道有一个有一，所以，氨气分子中的键角与甲烷不同。

3.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥理论，下列说法正确的是

A.若n=2，则分子的立体结构为V形B.若n=3，则分子结构为三角椎形

C.若n=4，则分子的立体结构为正四面体形D.以上说法都不正确

4.下列各组原子序数所表示的两种元素，能形成AB2型离子化合物的是

A．6和8B．11和13C．11和16D．12和17

5.下列化合物中，即有离子键，又有极性共价键和配位键的是（）

A．硝酸B．苛性钠C．氯化铵D．三氧化硫

6.关于化学键的下列表述中，正确的是

A．离子化合物一定含共价键B．共价化合物可能含离子键

C．离子化合物中只含离子键D．共价化合物中不含离子键

7．下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（）

A．H2OB．NH3C．C2H4D．CH4

8．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为（）

A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。

B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。

C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。

D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。

9．下列分子中键角不是1200的是（）

A．C2H2B．C6H6C．BF3D．NH3

10．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）

A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键

B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键

C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键

D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键

11．苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是（）

A．分子中不存在π键B．分子中存在6电子大π键，结构稳定

C．分子是平面结构D．分子中只存在σ键

12．下列分子或离子中，含有孤对电子的是（）

A．H2OB．CH4C．SiH4D．NH4+

13．硫化氢（H2S）分子中，两个H—S键的夹角接近90°，说明H2S分子的空间构型为；二氧化碳（CO2）分子中，两个C＝O键的夹角是180°，说明CO2分子的空间构型为；甲烷（CH4）分子中，两个相邻C—H键的夹角是109°28′，说明CH4分子的空间构型为。

14.下列叙述不正确的是（）

A．活泼金属与活泼非金属化合时，能形成离子键

B．阴、阳离子通过静电引力所形成的化学键叫做离子键

C．离子所带电荷的符号和数目与原子成键时得失电子有关

D．阳离子半径比相应的原子半径小，而阴离子半径比相应的原子半径大

15..下列物质中属于离子化合物的是（）

A．Na2OB．HNO3C．HClD．NH3

16．下列化合物中所有化学键都是共价键的是（）

A．NH4ClB．NaOHC．CS2D．NaCl

17．下列化合物中，阳离子与阴离子半径之比最大的是（）

A．LiClB．NaBrC．KID．KF

18．下面几种离子化合物中，离子键极性最强的是（）

A．KClB．NaClC．AlCl3D．Na2S

19.下列物质中，含有非极性共价键的离子化合物是（）

A．Na2O2B．NaOHC．H2O2D．NH3·H2O

20．下列各组物质中，化学键的类型（离子键、共价键）相同的是（）

A．CO和MgCl2B．NH4F和NaFC．Na2O2和H2O2D．H2O和SO2

21.由配位键形成的离子[Pt（NH3）6]2+和[PtCl4]2—中，两个中心离子铂的化合价是

A．都是+8B．都是+6C．都是+4D．都是+2

22．在[Co（NH3）6]3+中，与中心离子形成形成配位键的原子是（）

A．N原子B.H原子C．Co原子D.N、H两种原子同时

23．与人体血液中血红蛋白以配位键结合的一种有毒气体是（）

A．氯气B．氮气C．一氧化碳D．甲烷

24．在NH4+离子中存在4个N-H共价键，则下列说法正确的是（）

A．四个共价键的键长完全相同

B．四个共价键的键长完全不同

C．原来的三个N-H的键长完全相同，但与由配位键形成的N-H键不同。

D．四个N-H键键长相同，但键能不同

25．已知NH3分子可与Cu2+形成配位化合物离子[Cu（NH3）4]2+，则出去硫酸铜溶液中少量硫酸可选用的试剂是（）

A．NaOHB．NH3C．BaCl2D．Cu（OH）2

26．氮化钠（Na3N）是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。

请回答下列问题：

（1）Na3N是由_________键形成的化合物。

（2）Na3N与盐酸反应生成__________种盐。

（3）Na3N与水的反应属于______________反应

27.用电子式表示NH3分子与H+通过配位键形成[NH4]+的过程。

28..锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。

但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成配合物离子[Zn（NH3）4]2+。

回答下列问题：

（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为

（用化学式表示）。

（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。

（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是。

①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水

（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式

。

试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因______________________________________________

第三节分子性质

一、键的极性与分子的性质

1.键的极性

（1）极性共价键：

（2）非极性共价键：

2.分子的极性

（1）极性分子：

（2）非极性分子“

3.极性分子与非极性分子的比较

极性分子

非极性分子

电荷分布特点

正负电中心

键的类型

举例

4.常见的极性分子和非极性分子

分子实例

空间构型

键角

键对称性

键的极性

非极性分子

Cl2、N2、O2、P4

CO2、CS2

BF3

CH4、CCl4

PCl5

极性分子

HX

H2S、H2O

NH3、PCl3

CH3Cl、CH2Cl2

三、范德华力、氢键对物质性质的影响

1.范德华力

（1）定义

（2）其大小由分子的相对分子质量的大小和分子极性的强弱决定。

当其极性相似时，相对分子质量越大，范德华力越大；相对分子质量接近的物质，分子的极性越大，范德华力越大。

（3）范德华力的大小决定物质熔沸点的高低

范德华力越大，物质熔沸点就越高；范德华力越小，物质熔沸点越低。

2.氢键

（1）存在：

已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一分子中电负性很强的原子（水分子中的氧原子）之间的作用力。

（2）氢键是一种特殊的分子间作用力。

（3）范德华力与分子间作用力比较

范德华力

氢键

定义

分子间普遍存在的作用力

作用微粒

强弱

对物质性质的影响

三、溶解性

1.影响物质溶解性因素

（1）影响固体溶解度的因素主要是温度

（2）影响气体溶解度的主要因素是压强和温度

2.相似相溶规律

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。

3.如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。

4.溶质与水发生反应时可增大其溶解度，（如：

SO2与H2O生成H2SO3，NH3与H2O生成NH3H2O等）

四、手性

1.定义：

2.具有手性关系的分子互称为手性异构体，又叫做对映异构体、光学异构体

五、无机含氧酸的酸性

同步训练：

1．用带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流发生偏转的是（）

A．苯B．二硫化碳C．溴水D．四氯化碳

2．下列物质中，以极性键结合的非极性分子是（）

A．H2SB．CO2C．SO2D．H2O

3．下列分子中，键的极性最强的是（）

A．PH3B．H2SC．HClD．HI

4．下列物质中不含非极性共价键的是（）

①Na2O2②CCl4③FeS2④NH4Cl⑤H—O—O—H⑥Ca（OH）2

A．①②③④B．④⑤⑥C．②④⑥D．②③⑤

5．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分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大

B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子

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

6．下列含有极性键的非极性分子是（）

（1）CCl4

（2）NH3（3）CH4

（4）CO2（5）N2（6）H2S

（7）SO2（8）CS2（9）H2O（10）HF

A．

（2）（3）（4）（5）（8）B．

（1）（3）（4）（5）（8）

C．

（1）（3）（4）（8）D．以上均不对

7.关于氢键，下列说法正确的是

A．每一个水分子内含有两个氢键B．冰、水和水蒸气中都存在氢键

C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的

D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致

8.干冰熔点很低是由于（）

A．CO2是极性分子B．C=O键的键能小

C．CO2化学性质不活泼D．CO2分子间的作用力较弱

9.下列叙述中正确的是（）

A．同主族金属元素的原子半径越大熔点越高B．稀有气体原子序数越大沸点越低

C．分子间作用力越弱的分子其沸点越低D．同周期元素的原子半径越小越易失去电子

10.NCl3是一种淡黄色油状液体，测定其分子具有三角锥形结构，下列对NCl3的有关描述正确的是（）

A．它是一种非极性分子B．分子中存在非极性共价键

C．NCl3比PCl3难挥发D．已知NBr3对光很敏感，则NCl3也可能具有光敏性

11.干冰气化时，下列所述内容发生变化的是（）

A．分子内共价键B．分子间的作用力增大

C．分子间的距离D．分子内共价键的键长

12.下列物质的沸点排列顺序不正确的是（）

A．H2O>H2Te>H2Se>H2S；B．Cs>Rb>K>Na>LiC．I2>Br2>Cl2>F2D．GeH4>SiH4>CH4

13.水具有反常高的沸点，主要是因为分子间存在（）

A．氢键B.共价键C．离子键D.新型化学键

14.下列化合物中存在氢键的是

A．H2OB．H2SC．HBrD．CH4

15.在HCl、HBr、HI、HF中，沸点最低的是（）

A．HFB.HClC．HBrD.HI

16.下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是（）

A．食盐和蔗糖熔化B．钠和硫熔化C．碘和干冰升华D．干冰和氧化钠熔化

17.邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低的原因是（）

A．邻羟基苯甲醛不形成氢键，而对羟基苯甲醛能够形成氢键。

B．邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键。

C．对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛体积小，分子更紧凑。

D．对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛对称性高

18.在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大，由此可知，苯酚与硝基苯在水中溶解度（）

A．前者大B．后者大

C．两者都是极性分子，都易溶于水D．两者都是有机物，都难溶于水

19.下列说法中不正确的是（）

A．氢键是一种类似与共价键的化学键。

B．离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用。

C．只有电负性很强、半径很小的原子才能形成氢键。

D．氢键是一种分子间作用力。

20.A、B、C均为短周期元素，可形成A2C和BC2两种化合物。

A、B、C的原子序数依次递增，A原子的K层的电子数目只有一个，B位于A的下一周期，它的最外层电子数比K层多2个，而C原子核外的最外层电子数比次外层电子数少2个。

它们的元