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1、分子结构与性质 考纲要求 1. 了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp ，sp2，sp3) 。3. 能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。4. 了解化学键和分子间作用力的区别。 5. 了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。考点一共价键1本质在原子之间形成共用电子对( 电子云的重叠 ) 。2特征具有饱和性和方向性。3分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式 键电子云“头碰头”重叠 键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对
2、不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对特别提醒(1) 只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大( 大于 1.7) 时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。(2) 同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。4键参数(1) 概念(2) 键参数对分子性质的影响键能越大，键长越短，分子越稳定。5等电子原理精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - -
3、- - -第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 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，它们的许多性质相似，如CO和 N2。深度思考1根据价键理论分析氮气分子中的成键情况？答案氮原子各自用三个p 轨道分别跟另一个氮原子形成一个 键和两个 键。2试根据下表回答问题。某些共价键的键长数据如下所示：共价键键长 (nm) CC 0.154 C=C 0.134 CC0.120 CO 0.143 C=O 0.122 NN 0.146 N=N 0.120 NN0.110 (1) 根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？(2)
4、键能是 _ 。通常，键能越 _，共价键越 _，由该键构成的分子越稳定。答案(1) 原子半径、原子间形成共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短。(2) 气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量大稳定题组一键的极性与分子极性的关系1在下列物质中： HCl、N2 、NH3 、Na2O2 、H2O2 、NH4Cl 、NaOH 、Ar、CO2 、C2H4(1) 只存在非极性键的分子是_ ；既存在非极性键又存在极性键的分子是_；只存在极性键的分子是_。(2) 不存在化学键的是_。(3) 既存在离子键又存在极性键的是_
5、；既存在离子键又存在非极性键的是_。答案(1) (2) (3) (1) 在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如 H2O2 、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。(2) 在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH 、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2 、CaC2等。题组二 键、 键的判断精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 24 页 - -
6、 - - - - - - - - 2下列说法中不正确的是( ) A 键比 键的电子云重叠程度大，形成的共价键强Bs-s 键与 s-p 键的电子云形状对称性相同C碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2 倍DN2分子中有一个 键， 2 个 键答案C 解析 键“头碰头”重叠， 键“肩并肩”重叠，“头碰头”重叠程度大，形成的共价键强； 键形成的是“轴对称”而 键形成的是“镜像对称”；在双键中一个 键，一个 键，在三键中一个 键，两个 键。3下列关于 键和 键的理解不正确的是( ) A 键能单独形成，而 键一定不能单独形成B 键可以绕键轴旋转， 键一定不能绕键轴旋转C双键中一定有一个 键，一个 键，三键中一定
7、有一个 键，两个 键D气体单质中一定存在 键，可能存在 键答案D 解析稀有气体分子中不存在化学键。快速判断 键、 键的方法(1) 通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为 键，双键中有一个 键和一个 键，三键中有一个 键和两个 键。(2) 键比 键稳定。题组三键参数的应用4结合事实判断CO和 N2相对更活泼的是_，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：_ 。CO C O C=O CO键能(kJ2mol 1) 357.7 798.9 1 071.9 N2 N N N=N NN键能(kJ2mol 1) 154.8 418.4 941.7 答案C
8、O 断开 CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ2mol1) 比断开 N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ2mol 1) 小解析由断开 CO分子的第一个化学键所需要的能量1 071.9798.9 273.0 (kJ2mol 1) 比断开 N2分子的第一个化学键所需要的能量941.7 418.4 523.3 (kJ2mol 1) 小，可知 CO相对更活泼。5下列说法中正确的是( ) A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B元素周期表中的A族( 除 H外) 和A族元素的原子间不能形成共价键C水分子可表示为HOH，分子的键角为180D H O键键能为 462.8 kJ2
9、mol1， 即 18 克 H2O分解成 H2和 O2时，消耗能量为23462.8 kJ 答案B 解析键长越长，键能越小，分子越不稳定，A项错误；共价键一般是形成于非金属元素之间，而A族是活泼金属元素，A族是活泼非金属元素，二者形成离子键，B 项正确；水精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 分子中键的夹角为104.5， C项错误；断裂2 mol HO键吸收 23462.8 kJ 能量，而不是分解成 H2和 O2
10、时消耗的能量，D项错误。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 分子的空间构型与键参数键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间构型，一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间几何构型。题组四等电子原理应用6已知 CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COS 、CO2 3、PCl3 的空间结构。答案COS 为直线形结构；CO2 3为平
11、面正三角形结构；PCl3 为三角锥形结构。解析COS与 CO2互为等电子体，其结构与CO2相似，所以其为直线形结构。CO2 3与 SO3互为等电子体， 结构相似，所以CO2 3为平面正三角形结构。PCl3 与 NF3互为等电子体，结构相似，所以PCl3 为三角锥形结构。71919 年，Langmuir 提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1) 根据上述原理，仅由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，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相
12、同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO 2 互为等电子体的分子有_、_。答案(1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3 解析(1) 仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F 组成的共价分子，如：N2与 CO均为 14 个电子， N2O与 CO2均为 22 个电子。(2) 依题意， 只要原子数相同， 各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO 2 为三原子，各原子最外层电子数之和为5632118，SO2 、O3也为三原子， 各原子最外层电子数之和为633 18。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - -
13、 - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 记忆等电子体，推测等电子体的性质(1) 常见的等电子体汇总微粒通式价电子总数立体构型CO2 、CNS 、 NO 2 、N3AX2 16e直线形CO2 3、NO 3 、SO3 AX3 24e平面三角形SO2 、O3 、NO 2AX2 18eV形SO2 4、PO3 4AX4 32e正四面体形PO3 3、SO2 3、ClO3AX3 26e三角锥形CO 、N2 AX 10e直线形CH4 、NH 4AX4 8e正四面体形(2) 根据已知的一些
14、分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构，并推测其物理性质。(BN)x 与(C2)x ，N2O与 CO2等也是等电子体；硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝 (AlP) 和砷化镓 (GaAs)也是很好的半导体材料；白锡( -Sn2) 与锑化铟是等电子体， 它们在低温下都可转变为超导体；SiCl4 、 SiO44、SO2 4的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3 杂化，都形成正四面体形立体构型。特别提醒等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。考点二分子的立体结构1价层电子对互斥理论(1) 价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最
15、低。(2) 孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。电子对数成键对数孤 电 子对数电子对立体构型分子立体构型实例键角2 2 0 直线形直线形BeCl2 1803 3 0 三角形平面正三角形BF3 1202 1 V形SnBr2 1054 4 0 正四面体形正四面体形CH4 109283 1 三角锥形NH3 1072 2 V形H2O 105特别提醒(1) 价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。(2) 价层电子对互斥理论能预测分子的
16、几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。2杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 3配位键(1) 孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2) 配位键配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。配位键的表示：常用“”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH 4 可表示为，在 NH 4 中，虽然有一个N H键形成过程与其他3 个 NH 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。(3) 配合物如Cu(NH3)4SO4 配位体有孤电子对，如H2O 、NH3 、CO 、F、
