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1、03s第二章 分子结构与性质第2章 分子结构与性质第一节 共价键1、共价键的成键本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间电子云密度增加，体系能量降低。2、共价键类型：（1）键和键键键成键方向沿键轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称牢固程度强度大，不易断裂强度小，易断裂成键判断规律单键是键；双键有一个是键，另一个是键；三键中一个是键，另两个为键。（2）极性键和非极性键非 极 性 键极 性 键定义由同种元素的原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移由不同种元素的原子形成的共价键，共用电子对发生偏移原子吸引电子能力相同不同共用电

2、子对位置不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子一方成键原子的电性判断依据不显电性显电性举例单质分子（如H2、Cl2）和某些化合物（如Na2O2、H2O2）中含有非极性键气态氢化物，非金属氧化物、酸根和氢氧根中都含有极性键【例1】下列关于键和键的理解不正确的是（）A键一般能单独形成，而键一般不能单独形成B键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转CCH3CH3CH2=CH2CHCH中键都是CC键，所以键能都相同D碳碳双键中有一个键，一个键，碳碳叁键中有一个键，两个键【例2】键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成

3、则下列分子中的键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是（ ）AH2 BCl2 CNaCl DHF【例3】中国科技大学的科学家将C60分子组装在一单层分子膜表面，在268时冻结分子的热振荡，利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图象下列化合物分子中一定既含键又含键的是（）AN2 BCO2 CC2H6O DH2O2【练习】1.下列说法正确的是（）A共价键都具有方向性B键是镜像对称，而键是轴对称C键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成的D键 都是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的2.从电负性的角度来判断下列元素之间易形成共价键的是（）ANa和Cl BH和Cl C

4、K和F DCa和O3.下列有关键和键的说法错误的是（）A含有键的分子在反应时，键是化学反应的积极参与者B当原子形成分子时，首先形成键，可能形成键C有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键，不能形成键D在分子中，化学键可能只有键，而没有键4.下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（）SF6PCl5 PCl3CS2 NO2 N2A B C D（3）配位键：一类特殊的共价键，一个原子提供空轨道，另一个原子提供一对电子所形成的共价键。配位化合物：金属离子与配位体之间通过配位键形成的化合物。如：Cu（H2O）4SO4、Cu（NH3）4（OH）2、Ag（NH3）2OH 、Fe（SCN） 3等。配位化

5、合物的组成：3、共价键的三个键参数概念对分子的影响键长分子中两个成键原子核间距离（米）键长越短，化学键越强，形成的分子越稳定键能对于气态双原子分子AB，拆开1molA-B键所需的能量键能越大，化学键越强，越牢固，形成的分子越稳定键角键与键之间的夹角键角决定分子空间构型（1）键长、键能决定共价键的强弱和分子的稳定性，键角决定分子空间构型和分子的极性。（2）键能与反应热：反应热生成物键能总和反应物键能总和【例1】下列说法中，错误的是（）A键长越长，化学键越牢固B成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固C对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定D原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键【例

6、2】关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是（）A键角是描述分子立体结构的重要参数B键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D键角的大小与键长、键能的大小无关【例3】以下比较中，正确的是（）A.微粒半径：FO2Na+Li+B.电负性ClC，酸性：HClO4H2CO3C.分子中的键角：CH4H2OCO2D.稳定性：LiClNaClKClRbCl【例4】下列不能形成配位键的组合是（）AAg+、NH3 BBF3、NH3 CCo3+、H2O DAg+、H+【例5】通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化

7、学反应的反应热（H）化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347请回答下列问题：（1）比较下列物质的熔点高低（填“”或“”）：SiCl4 SiO2，原因是 （2）图中立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子（3）工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4（g）+2H2（g）Si（s）+4HCl（g）；1mol晶体硅中含 molSiSi键；该反应的反应热H= kJmol1 【练习】1.PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和N

8、H3相似，但PH键键能比NH键键能低下列判断错误的是（）APH3分子呈三角锥形BPH3分子是极性分子CPH3沸点低于NH3沸点，因为PH键键能低DPH3分子稳定性低于NH3分子，因为NH键键能高2.氰气的分子式为（CN）2，结构式为NCCN，性质与卤素相似，下列叙述正确的是（）A分子中四原子共直线，是非极性分子BNC键的键长大于CC键的键长C分子中含有2个键和4个键D氰气不和氢氧化钠溶液发生反应3.下列说法正确的是（ ）A含有极性键的分子一定是极性分子B键能越大，表示该分子越容易受热分解C在分子中，两个成键的原子间的距离叫做键长DHCl的键能为431.8KJ/mol，HI的键能为298.7 K

9、J/mol，这可以说明HCl比HI分子稳定第二节 分子的空间构型1、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，许多性质是相似的，此原理称为等电子原理。（1）等电子体的判断方法：在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同；在微粒的构成上，微粒所含价电子数目相同；在微粒的结构上，微粒中原子的空间排列方式相同。（等电子的推断常用转换法，如CO2=CO+O=N2+O= N2O= N2+ N= N3或SO2=O+O2=O3=N+O2= NO2）（2）等电子原理的应用：利用等电子体的性质相似，空间构型相同，可运用来预测分子空间的构型和性质。【例1】通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离

10、子称为等电子体人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是（）ACH4和NH4+是等电子体，键角均为60BNO3和CO32是等电子体，均为平面正三角形结构CH3O+和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构DB3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道【例2】与CO32不是等电子体的是（）ASO3 BBF3 CNO3 DPCl3【练习】1.根据等电子原理判断，下列说法中错误的是（ ）AB3N3H6分子中所有原子均在同一平面上BB3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应CH3O+和NH3是等电子体，均为三角锥形DCH4和NH4+是等电子体，均为正四面体2下表

11、为周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。(1)写出上表中元素I的价层电子排布图 。元素C、D、E、F的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。(2)元素A分别与C、D、E形成最简单的常见化合物分子甲、乙和丙。下列有关叙述不正确的有（ ）A甲、乙和丙分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形B甲、乙和丙分子中，中心原子均采取sp3的杂化方式C三种分子中键角由大到小的顺序是丙乙甲D甲、乙和丙分子均为由极性键构成的极性分子(3)由元素J、C、E组成一种化学式为J(CE)的配位化合物，该物质常温下呈液态，熔点为205，沸点为103C，易溶于非极性溶剂。据此可判断：该化合物的晶体中存在的

12、作用力有（ ）A 离子键B极性键C非极性键D范德华力E氢键F配位键(1) BCl3中B原子的杂化方式为 。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。写出与BCl3结构相同的一种等电子体 (写离子)。 (2)科学家测得胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下： 胆矾的化学式用配合物的形式表示为的 胆矾中SO42-的空间构型为 2、价电子互斥理论：（1）价电子互斥理论的基本要点：ABn型分子（离子）中中心原子A周围的价电子对的几何构型，主要取决于价电子对数（n），价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小。（2）ABn型分子价层电子对的计算方法：对于主族元素，中心原子价电子数=最外

13、层电子数，配位原子按提供的价电子数计算，如：PCl5中O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6；离子的价电子对数计算 如：NH4+：；SO42- ：3、杂化轨道理论（1）杂化轨道理论的基本要点：能量相近的原子轨道才能参与杂化。杂化后的轨道一头大，一头小，电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向重叠，形成键；由于杂化后原子轨道重叠更大，形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键稳定。杂化轨道能量相同，成分相同，如：每个sp3杂化轨道占有1个s轨道、3个p轨道。杂化轨道总数等于参与杂化的原子轨道数目之和。（2）s、p杂化轨道和简单分子几何构型的关系杂化类型spsp 2s

14、p 3sp 3不等性杂化轨道夹角180 o120 o109o28中心原子位置A，BAAAAA中心原子孤对电子数000123分子几何构型直线形平面三角形正四面体形三角锥形V字形直线形实例BeCl2、Hg Cl2BF3CH4、SiCl4NH3、PH3H2O、H2SHCl（3）杂化轨道的应用范围：杂化轨道只应用于形成键或者用来容纳未参加成键的孤对电子。（4）中心原子杂化方式的判断方法：看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，则其中有2个键，用去了2个p轨道，形成的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个键，形成的是sp 2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp 3杂化。4、分子空间构型、中心原子

15、杂化类型和分子极性的关系分子（离子）中心原子价电子对杂化类型VSEPR模型分子空间构型键角分子的极性CO22sp直线直线形180 o非SO23sp 2平面三角V字形极H2O、OF2、4sp 3平面三角V字形极HCN2sp直线直线形180 o极NH34sp 3正四面体三角锥形107 o18极BF3、SO33sp 2平面三角平面三角形120 o非H3O+4sp 3正四面体三角锥形107 o18CH4、CCl44sp 3正四面体正四面体形109o28非NH4+4sp 3正四面体正四面体形109o28非HCHO、COCl23sp 2平面三角平面三角形极【例1】以NA表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的

16、是（）A1 mol NH3分子中含有3NA个键和4NA个sp3杂化轨道B1 mol CO2分子中含有2NA个键和2NA个sp杂化轨道C1 mol C2H2分子中含有2NA个键、2NA个键D1 mol C2H4分子中含有4NA个键、2NA个键【例2】下列说法中正确的是（）APCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果Bsp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体DAB3型的分子立体构型必为平面三角形【例3】【例3】1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念电负性（用X表示也是元素的一种重要

17、性质，下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：元素HLiBeBCNOF电负性2.11.01.52.02.53.03.54.0元素NaMgAlSiPSClK电负性0.91.51.72.33.00.8请仔细分析，回答下列有关问题：预测元素周期表中，X值最小的元素位置和名称： （放射性元素除外）根据表中的所给数据分析，同周期内的不同元素X的值变化的规律是 通过分析X值变化规律，确定P、Mg 的X值范围： X（P） ， X（Mg） 经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键试推断AlCl3、Al2O3中形成的

18、化学键的类型分别为 （填离子键或共价键）根据所学分子的立体构型和杂化方式来填写下列表格微粒BeCl2H2SNH3CO32BF3中心原子杂化方式微粒的空间构型【练习】1.下表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：（答案中涉及字母均用具体元素符号作答）（1）I的元素符号为 ，K的元素名称为 ，J在周期表中的位置是 ；（2）写出基态时J元素原子的电子排布式 ，N元素原子的简化电子排布式 （3）ABGH的原子半径大小顺序是 ； ABCD的第一电离能大小顺序是 ；ABCD的电负性大小顺序是 ABGH的最高价氧化物的水化物酸性强弱顺序是 ；（4）AC32的中心原子的杂化轨道

19、类型是 ，微粒的空间构型是 ；BD3中心原子的杂化轨道类型是 ；分子的空间构型是 ；（5）根据等电子原理，指出B2C与AC2，AC与B2互为等电子体，那么A2B分子中的键数目为 ，键数目为 ，AC分子中的键数目为 ，键数目为 ；（6）在L3J（AB）6中中心离子是 ，配体是 ，配位数是 2.K4Fe（CN）6强热可发生反应：3K4Fe（CN）62 （CN）2+12KCN+N2+Fe3C+C（1）K4Fe（CN）6中Fe2+的配位数为 （填数字）；Fe2+基态核外电子排布式为（2）（CN）2分子中碳原子杂化轨道类型为 ；1mol（CN）2分子中含有键的数目为（3）O22+与CN互为等电子体，则O

20、22+的电子式为（4）Fe3C的晶胞结构中碳原子的配位数为6，碳原子与紧邻的铁原子组成的空间构型为第三节 分子的性质1、分子间作用力（范德华力和氢键）（1）分子间作用力和化学键的比较化学键分子间作用力概念相邻原子间强烈的相互作用分子间微弱的相互作用范围分子内或某些晶体内分子间能量键能一般为120800kJmol1约几到几十 kJmol1性质影响主要影响物质的化学性质（稳定性）主要影响物质的物理性质（熔沸点）（2）范德华力与氢键的比较范德华力氢键概念物质分子间存在的微弱相互作用分子间（内）电负性较大的成键原子通过H原子而形成的静电作用存在范围分子间分子中含有与H原子相结合的原子半径小、电负性大、

21、有孤对电子的F、O、N原子强度比较比化学键弱得多比化学键弱得多，比范德华力稍强影响因素随分子极性和相对分子质量的增大而增大性质影响随范德华力的增大，物质的熔沸点升高、溶解度增大分子间氢键使物质熔沸点升高硬度增大、水中溶解度增大；分子内氢键使物质熔沸点降低、硬度减小【例1】你认为下列说法正确的是（）A氢键存在于分子之间，也存在于分子之内B对于分子，其范德华力只随着相对分子质量的增大而增大CNH3极易溶于水而CH4难溶于水的原因只是NH3是极性分子，CH4是非极性分子D冰熔化时只破坏分子间作用力【例2】如图中每条折线表示周期表AA中的某一族元素氢化物的沸点变化每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表

22、的是（）AH2S BHCl CPH3 DSiH4【练习】1.沸腾时只需克服范德华力的液体物质是（）A水 B酒精 C氨水 DCH3Cl2.下列现象与氢键有关的是（）NH3的熔、沸点比第A族相邻元素的氢化物高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液态水的密度小尿素的熔、沸点比醋酸的高邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低NH3分子加热难分解A B C D2、极性分子和非极性分子（1）极性分子和非极性分子非极性分子：从整个分子看，分子里电荷的分布是对称的。如：只由非极性键构成的同种元素的双原子分子：H2、Cl2、N2等；只由极性键构成，空间构型对称的多原子分子：CO2、CS2、BF3、CH

23、4、CCl4等；极性键非极性键都有的：CH2=CH2、CHCH、。极性分子：整个分子电荷分布不对称。如：不同元素的双原子分子如：HCl，HF等。折线型分子，如H2O、H2S等。三角锥形分子如NH3等。（2）共价键的极性和分子极性的关系：两者研究对象不同，键的极性研究的是原子，而分子的极性研究的是分子本身；两者研究的方向不同，键的极性研究的是共用电子对的偏离与偏向，而分子的极性研究的是分子中电荷分布是否均匀。非极性分子中，可能含有极性键，也可能含有非极性键，如二氧化碳、甲烷、四氯化碳、三氟化硼等只含有极性键，非金属单质F2、N2、P4、S8等只含有非极性键，C2H6、C2H4、C2H2等既含有极

24、性键又含有非极性键；极性分子中，一定含有极性键，可能含有非极性键，如HCl、H2S、H22等。（3）分子极性的判断方法单原子分子：分子中不存在化学键，故没有极性分子或非极性分子之说，如He、Ne等。双原子分子：若含极性键，就是极性分子，如HCl、HBr等；若含非极性键，就是非极性分子，如O2、I2等。以极性键结合的多原子分子，主要由分子中各键在空间的排列位置决定分子的极性。若分子中的电荷分布均匀，即排列位置对称，则为非极性分子，如BF3、CH4等。若分子中的电荷分布不均匀，即排列位置不对称，则为极性分子，如NH3、SO2等。根据ABn的中心原子A的最外层价电子是否全部参与形成了同样的共价键。（

25、或A是否达最高价）（4）相似相溶原理相似相溶原理：极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。相似相溶原理的适用范围：“相似相溶”中“相似”指的是分子的极性相似。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。【例1】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（）ACCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大BCCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子CCCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素DCCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子【例2】以极性键结合的多

26、原子分子，分子是否有极性取决于分子的空间构型下列分子属极性分子的是（）ASO3 BCO2 CNH3 DBCl3【例3】PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但PH键键能比NH键键能低下列判断错误的是（）APH3分子呈三角锥形BPH3分子是极性分子CPH3沸点低于NH3沸点，因为PH键键能低DPH3分子稳定性低于NH3分子，因为NH键键能高【练习】1.氰气的分子式为（CN）2，结构式为NCCN，性质与卤素相似，下列叙述正确的是（）A分子中四原子共直线，是非极性分子BNC键的键长大于CC键的键长C分子中含有2个键和4个键D氰气不和氢氧化钠溶液发生反应2.常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分

27、子结构如图所示少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液下列关于S2Cl2的说法错误的是（ ） A为非极性分子B分子中既含有极性键又含有非极性键C与S2Br2结构相似，熔沸点S2Br2S2Cl2D与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2+3S+4HCl3.下列各组物质中，都是由极性键构成为极性分子的一组的（ ）ACH4和H2O BCO2和HCl CNH3和H2S DHCN和BF33、有机物分子的手性和无机含氧酸的酸性（1）手性分子手性分子：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体（又称对映异构体、光学异构体）。含有手性异构体的分子叫做手性分子。手性分子的判断方法：判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子，饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同。（2）无机含氧酸分子的酸性酸的元数=酸中羟基上的氢原子数，不一定等于酸中的氢原子数（有的酸中有些氢原子不是连在氧原子上）含氧酸可表示为：（HO）mROn,酸的强度与