1、第二章 分子的结构与性质,2012-02-15,高中化学选修（三）,单元复习课,第一课时：基础知识,1知道共价键的主要类型：键和键。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 2认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况。 3了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。 4结合实例说明“等电子原理”的应用。,5结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。 6举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。 7列举含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质 的影响。,1在复习必修2中“共价键极性”的基础上，进一步认识共价键的形成过程，了解共价键的
2、本质，能用键参数来解释分子的空间结构和性质。 2能用杂化轨道理论解释分子的空间结构。 3能根据共价键的构型和分子的空间结构正确判断极性分子和非极性分子。,一、共价键 1共价键的分类,头碰头,轴形,肩并肩,两侧,镜像,大,不容易,小,容易,2.键参数键能、键长、键角 (1)键能 概念：键能是 原子形成 化学键释放的最低能量，通常取 。单位是 。 与键强度的关系：键能是共价键强度的一种标度，键能越大，即形成化学键时 越多，化学键越 。 (2)键长 概念：键长是形成 的两个原子之间的 。 与键强度的关系：键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。一般，键长越短，键能越 ，表明共价键越 。,气态基态,1 m
3、ol,正值,kJmol1,释放的能量,稳定,共价键,核间距,大,稳定,与原子半径的关系 键长不是成键两原子半径的和，而是 其半径和。 (3)键角：在原子数超过 的分子中，两个相邻共价键之间的 称为键角。键角是描述分子 的重要参数。,2,小于,夹角,立体结构,3等电子原理 相同、 相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。此原理称为等电子原理，如CO和N2，原子总数为2，价电子总数为10。,原子总数,价电子总数,二、分子的立体结构 1几种典型的分子,O=C=O,180,直线形,V形,约120,107,10928,平面三角形,三角锥形,正四面体形,2.价层电子对互斥模型 (1)价层电
4、子对互斥模型可用来预测 。 (2)价层电子对互斥模型认为，多原子分子之所以具有一定的立体结构，是由于 的结果。,分子或离子的立体构型,价层电子对相互排斥,价层电子对数目： 2 3 4 VSEPR模型：,直线形,平面三角形,正四面体,价层电子对数,=键个数+中心原子上的孤对电子对个数,(2)杂化：在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子几个能量相近的不同类型的原子轨道发生重新组合， 形成与原轨道数目相同的一组新的原子轨道，这种轨道重新组合的过程称为杂化。 (3)杂化轨道：杂化后形成的能量 的新轨道称为杂化轨道。 (4)通常的杂化类型有：sp3杂化：产生4个夹角为10928的相同轨道；sp2杂
5、化：产生三个夹角为120的平面三角形杂化轨道；sp杂化：产生两个夹角为180的直线形杂化轨道。,相同,3杂化轨道理论 (1)杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。,（5） 判断分子或离子中心原子的杂化类型的方法：,1.对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数= 价层电子数=键电子对数（中心原子结合的原 子数）+孤电子对数 规律：当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化 类型为SP3杂化，当中心原子的价层电子对数为3 时，其杂化类型为SP2杂化，当中心原子的价层电 子对数为2时，其杂化类型为SP杂化。,2.通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。 规律：
6、如果有1个三键或两个双键，则其中有2个键，用去2个P轨道，形成的是SP杂化；如果有1个双键则其中必有1个键，用去1个P轨道，形成的是SP2杂化；如果全部是单键，则形成SP3杂化。,4配合物理论 (1)配位键 配位键是一种特殊的共价键。 表示方法：配位键可以用AB来表示，其中A是提供孤对电子的原子，叫做给予体；B是具有空轨道、接受电子的原子，叫做接受体。 (2)配位化合物的概念 通常把 与某些 (称为配体)以 键结合形成的化合物称为配位化合物，简称 。,过渡金属的原子或离子,含有孤对电子的分子或离子,配位,配合物,(3)配位化合物的组成 称为配离子， 称为配体，NH3分子中的 原子称为配位原子；
7、配位数是指配位原子的数目。为。,NH3,氮,2,三、分子的性质 1键的极性和分子的极性 (1)极性分子和非极性分子的概念 极性分子：分子中正电中心和负电中心 ，使分子的某一个部分呈正电性()，另一部分呈负电性()，这样的分子称为极性分子。 非极性分子：分子中正电中心和负电中心 ，这样的分子称为非极性分子。,重合,不重合,(2)键的极性与分子极性的关系,2两种分子间作用力范德华力与氢键 (1)范德华力 范德华力是分子间普遍存在的作用力，它比化学键弱得多。 相对分子质量越 、范德华力越大；分子的极性越 ，范德华力也越大。 (2)氢键 概念：氢键是由已经与 的原子形成 的氢原子与另一个分子中或同一个
8、分子中另一个 很强的原子之间的作用力。,大,大,电负性很强,共价键,电负性,表示方法：氢键通常用 表示，其中A、B为N、O、F，“”表示共价键，“”表示形成的氢键，例如，水中的氢键表示为：OHO。 氢键的类型 氢键可分为 和 两大类。 氢键的强弱 氢键的大小介于 和 之间。,AHB,分子内氢键,分子间氢键,共价键,范德华力,3溶解性(相似相溶原理) (1)极性溶剂(如水)易溶解极性物质。 (2)非极性溶剂(如苯、汽油、四氯化碳、酒精等)易溶解非极性物质(Br2、I2等)。 (3)含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基(OH)能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。 4手性 具有完全相同的 和 的一对分子
9、，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里 ，互称手性异构体，有手性异构体的分子叫 。,组成,原子排列,不能重叠,手性分子,5无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越 ，R的正电性越 ，使ROH中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越 ，如HClO HClO2 HClO3 HClO4。,大,强,高,第二章 分子的结构与性质,2012-02-16,高中化学选修（三）,单元复习课,第二课时：考点分析,考点一 共价键的特征及类型 例1关于乙醇分子的说法正确的是 ( ) A分子中共含有8个极性键 B分子中不含非极性键 C分子中只含键 D分子
10、中含有1个键,C,共价键的特征 (1)共价键的饱和性 按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。 共价键的饱和性决定了共价分子的组成。,(2)共价键的方向性 共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。多原子分子的键角一定，也表明了共价
11、键具有方向性。 共价键的方向性影响着共价分子的立体结构。,1下列说法中正确的是 ( ) A分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 B元素周期表中的第A族(除H外)和第A族元素的原子间可能形成共价键 C水分子可表示为HOH，分子中键角为180 DHO键键能为463 kJmol1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2463 kJ,B,2在HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4这一组分子中，对共价键形成方式分析正确的是 ( ) A都是键，没有键 B都是键，没有键 C既有键，又有键 D除CH4外，都是键 答案A,3下列说法中正确的是 ( ) A双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定 B双原子
12、分子中化学键键长越长，分子越稳定 C双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定 D在双键中，键的键能要小于键的键能 答案A,考点二 分子的立体结构 例2用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是 ( ) A直线形；三角锥形 BV形；三角锥形 C直线形；平面三角形 DV形；平面三角形,D,1价层电子对互斥模型的两种类型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的排斥作用对分子空间构型的影响，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。 (1)当中心原子无孤对原子时，两者的构型一致。 (2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。,2价层电子对互斥模型、杂化轨道理
13、论与分子空间构型的关系,1指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。,解析学习中要掌握典型实例，还要掌握类比的方法，灵活地迁移应用，起到举一反三的效果，这样才能较好地掌握杂化轨道理论，并能用来解决各种实际问题。 (1)PCl3中P原子为sp3杂化，与NH3、NCl3中的N原子相似，分子构型为三角锥形。(2)BCl3与BF3相似，B原子为sp2杂化，分子构型为平面三角形。(3)CS2和CO2相似，C原子为sp杂化，分子构型为直线形。 答案,2.若ABn的中心原子A上没有孤对电子，运用价层电子对互斥理论，下列说法正确的是 ( ) A若n2，则分子的立体结构为V型 B若n
14、3，则分子的立体结构为三角锥形 C若n4，则分子的立体结构为正四面体形 D以上说法都不正确 答案C,3下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) ACO2和SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H4与C2H2 答案B,考点三 极性分子和非极性分子 例3下列叙述中正确的是 ( ) A离子化合物中不可能存在非极性键 B非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键 C非极性分子中一定含有非极性键 D不同非金属元素原子之间形成的化学键都是极性键,D,1键的极性的判断 (1)电负性差法：两原子电负性差为零，则为非极性键，两原子电负性差大于零，则为极性键。 (2)组成元素法：AA为非极
15、性键，AB为极性键。 2分子极性的判断 (1)根据所含共价键类型及分子的空间构型判断 由非极性键形成的AA型分子一定是非极性分子，如H2。 由极性键形成的AB型分子一定是极性分子，如HCl。,由极性键形成的AB2型分子，直线形结构BAB(如CO2)为非极性分子，其他均为极性分子。 由极性键形成的AB3型分子，平面正三角形结构 (如BCl3)为非极性分子，其他均为极性分子。 由极性键形成的AB4型分子，正四面体形(如CH4)及平面正四边形结构为非极性分子。,(2)据中心原子最外层电子是否全部成键判断 中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子
16、，如CO2、BF3、CH4等；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，有孤对电子，此分子一般为极性分子，如H2O、NH3等。,1NH3、H2S等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是极性键形成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是 ( ) A分子不能含有氢原子 B在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键 C在ABn分子中每个共价键都相同 D在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量 解析物质的极性与化学键的关系。 答案B,2下列说法正确的是 ( ) A含有非极性键的分子一定是非极性分子 B非极性分子中一定含有非极性键 C由极性键形成的双原子分子一定是
17、极性分子 D键的极性与分子的极性无关 解析举出反例，如H2O2、CH4等，分子的极性还与空间构型有关。 答案C,3A、B、C都是短周期元素。B、C的离子核外电子排布相同，组成B2C型离子化合物。A、B元素的化合价相同，A、C元素组成的化合物中A占11.11%，在标准状况下0.04 mol B元素的单质与水完全反应放出448 mL H2。 (1)写出各元素的符号：A_，B_，C_。 (2)写出A元素组成的单质的电子式：_，属_分子。(填“极性”或“非极性”) (3)写出A和C化合物的形成过程(用电子式表示)_，属于_分子；该分子中，中心原子进行的是_杂化。,(4)A、C还可以形成另一种化合物，是
18、一种氧化剂，水溶液有弱酸性，试写出电子式_。分子中的化学键有_共价键和_共价键，是_分子(填“极性”或“非极性”)。,考点四 范德华力、氢键对物质性质的影响 例4氧族元素的氢化物的沸点如下表：,下列关于氧族元素氢化物的沸点高低的分析和推断中，正确的是 ( ) A氧族元素氢化物沸点高低与范德华力的大小无关 B范德华力一定随相对分子质量的增大而减小 C水分子间存在氢键这一特殊的分子间作用力 D水分子间存在共价键，加热时较难断裂,C,范德华力、氢键及共价键的比较,1下列叙述正确的是 ( ) A分子晶体中普遍存在范德华力 B所有分子晶体中都存在共价键 C范德华力通常比较弱，约比化学键能小12个数量级
19、D范德华力和化学键一样，主要影响物质的化学性质,AC,2下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是( ) A乙醇与乙醛,DH2O与H2Te,答案B,3下列说法不正确的是 ( ) A分子间作用力是分子间相互作用力的总称 B分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度、硬度等也都有影响 C分子间作用力与氢键可同时存在于分子之间 D氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在于含H及F、O、N元素的化合物之间 答案D,例 A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。请填空：
20、(1)在B的单质分子中存在_个键，_个键。 (2)已知B的气态氢化物容易与H结合，B原子与H间形成的键叫_，形成的离子立体构型为_，其中B原子采取的杂化方式是_。,(3)在A、B、C、D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中，沸点最低的是_(写分子式)，其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是：_。 (4)A的氢化物易溶于水，而D的氢化物难溶于水，原因是_。,答案(1)2 1 (2)配位键 正四面体形 sp3杂化 (3)CH4 CH4分子间只有范德华力没有氢键，而NH3、H2O、HF分子间还存在氢键 (4)HF和H2O均为极性分子，且存在氢键。 CH4为非极性分子,1下列说法中不正确的是 ( )
21、A键比键重叠程度大，形成的共价键强 B两个原子之间形成共价键时，只有一个键 C气体单质中，一定有键，可能有键 DN2分子中有一个键，2个键 答案C,2下列分子中，既含有键又含有键的是 ( ) ACH4 BHCl CCH2=CH2 DF2 答案C,3下列物质中不存在氢键的是 ( ) A冰醋酸中醋酸分子之间 B液态氟化氢中氟化氢分子之间 C一水合氨分子中的氨分子与水分之间 D可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子之间 答案D,4下列现象与氢键有关的是 ( ) NH3的熔、沸点比第A族其他元素氢化物的熔、沸点高 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
22、的高 邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低 水分子在较高温度下也很稳定 A B C D,答案B,5按要求完成下列问题： (1)写出基态Fe的电子排布式和Mg2的轨道表示式_、_。 (2)指出配合物K3Co(CN)6中的中心离子、配位体及其配位数：_、_、_。 (3)判断BCl3分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂化轨道类型及分子中共价键的键角为_、_、_。,(4)若Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构，请画出Pt(NH3)2Cl2可能的结构简式_、_。 (5)下列分子中若有手性分子，请用“*”标出其手性碳原子。,答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2 (2
23、)Co3 CN 6 (3)平面正三角形 sp2 120 (4) (5),6(2008江苏)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为21，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示),(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺
24、序为 _。 (2)B的氢化物分子的空间构型是_，其中心原子采取_杂化。 (3)写出化合物AC2的电子式_；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为_。 (4)E的核外电子排布式是_，ECl3与B、C的氢化物形成的配合物的化学式为_。 (5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是_。,解析由题意知，A、B、C、D、E分别为：C、N、O、Mg、Cr，CrCl3与NH3和H2O形成的配合物为Cr(NH3)4(H2O)2Cl3。 本题是有关电子排布、配合物、电离能等问题的考查，注意电子排布中的特殊情况：d轨道、s轨道的全充满、半充满
25、情况，如：24CrAr3d54s1,29CuAr3d104s1。,答案(1)CON (2)三角锥形 sp3 (4)1s22s22p63s23p63d54s1 (或Ar3d54s1) Cr(NH3)4(H2O)2Cl3 (5)4Mg10HNO3= 4Mg(NO3)2NH4NO33H2O,7、C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。 (1)写出Si的基态原子核外电子排布式_。 从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_。 (2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为_，微粒间存在的作用力是_。 (3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为_(填元素符号)
26、。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是_。,(4)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键和键。SiO2中Si与O原子间不形成上述键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述键_。,解析(1)C、Si和O的电负性大小顺序为：OCSi。(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是sp3。(3)SiC电子总数是20个，则氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大，熔点高。(4)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键。,答案(1)1s22s22p63s23p2 OCSi (2)sp3 共价键 (3)Mg Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大 (4)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键,
