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1、第二节分子结构与性质第二节分子结构与性质考纲展示考纲展示1.了了解解共共价价键键的的形形成成，能能用用键键能能、键键长长、键键角角等等说说明明简简单单分分子子的某些性质。的某些性质。2.了了解解杂杂化化轨轨道道理理论论及及常常见见的的杂杂化化轨轨道道类类型型(sp、sp2、sp3)。能能用用价价层层电电子子对对互互斥斥理理论论或或者者杂杂化化轨轨道道理理论论推推测测常常见见的的简简单单分分子子或离子的空间结构。或离子的空间结构。3.了解化学键和分子间作用力的区别。了解化学键和分子间作用力的区别。4.了解氢键的存在对物质性质的影响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能列举含有氢键
2、的物质.本节目录本节目录考考点点串串讲讲深深度度剖剖析析知知能能演演练练高高分分跨跨栏栏教教材材回回顾顾夯夯实实双双基基教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基一、共价键一、共价键1共价键的本质与特征共价键的本质与特征共价键的本质是原子之间形成共价键的本质是原子之间形成_；共价键具有方；共价键具有方向性和向性和_性的基本特征。性的基本特征。2共价键种类共价键种类根据形成共价键的原子轨道重叠方式可分为根据形成共价键的原子轨道重叠方式可分为键和键和键。键。键强键强度比度比键强度键强度_。共用电子对共用电子对饱和饱和大大1 mol180105 N2二、分子的立体构型二、分子的立体构型1价层电子对互斥模型价层
3、电子对互斥模型对于对于ABn型分子的立体构型型分子的立体构型(1)中中心心原原子子A的的价价电电子子都都用用于于形形成成共共价价键键，无无孤孤电电子子对对，则则n2时直线形、时直线形、n3时正三角形、时正三角形、n4时时_形。形。(2)中中心心原原子子A有有未未用用于于形形成成共共价价键键的的价价电电子子，有有孤孤电电子子对对，则则n2时时V形、形、n3时时_形。形。正四面体正四面体三角锥三角锥2杂化轨道理论杂化轨道理论180120中心离子中心离子配体配体三、分子的性质三、分子的性质1键的极性和分子的极性键的极性和分子的极性(1)键的极性键的极性极极性性共共价价键键是是指指由由不不同同原原子子
4、形形成成的的共共价价键键，电电子子对对会会发发生生偏偏移移，电电负负性性较较大大的的原原子子呈呈负负电电性性，电电负负性性较较小小的的原原子子呈呈正正电电性性，简称简称_键。键。非非极极性性共共价价键键是是指指由由同同种种原原子子形形成成的的共共价价键键，电电子子对对不不发发生生偏移，简称偏移，简称_键。键。极性极性非极性非极性(2)分子的极性分子的极性极性分子和非极性分子极性分子和非极性分子2范德华力和氢键范德华力和氢键(1)范德华力范德华力物物质质分分子子间间普普遍遍存存在在的的一一种种相相互互作作用用力力称称为为范范德德华华力力。范范德德华力约比化学键的键能小华力约比化学键的键能小12数
5、量级。数量级。结结构构相相似似的的物物质质，相相对对分分子子质质量量越越大大，范范德德华华力力越越大大；分分子子的极性越大，范德华力越大。的极性越大，范德华力越大。范范德德华华力力主主要要影影响响物物质质的的物物理理性性质质，范范德德华华力力越越大大，物物质质的的熔、沸点熔、沸点_。越高越高(2)氢键氢键氢氢键键：由由已已经经与与电电负负性性很很大大的的原原子子形形成成共共价价键键的的氢氢原原子子(如如水水分分子子中中的的氢氢)与与另另一一个个电电负负性性很很大大的的原原子子(如如水水分分子子中中的的氧氧)之之间的作用力。间的作用力。分子间氢键：使物质的熔、沸点分子间氢键：使物质的熔、沸点_。
6、氢键表示方法：氢键表示方法：XHY。卤卤族族元元素素氢氢化化物物中中存存在在氢氢键键的的是是HF，氧氧族族元元素素氢氢化化物物中中存存在氢键的是在氢键的是_，氮族元素氢化物中存在氢键的是，氮族元素氢化物中存在氢键的是NH3。升高升高H2O考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析考点考点1化学键与分子构型的判断化学键与分子构型的判断1键、键、键的判断键的判断(1)由轨道重叠方式判断由轨道重叠方式判断“头碰头头碰头”重叠为重叠为键，键，“肩并肩肩并肩”重叠为重叠为键。键。(2)由共用电子对数判断由共用电子对数判断单键为单键为键；双键或三键，其中一个为键；双键或三键，其中一个为键，其余为键，其余为键。键。(
7、3)由成键轨道类型判断由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部键；杂化轨道形成的共价键全部为为键。键。2中心原子杂化类型与分子构型的判断中心原子杂化类型与分子构型的判断(1)由杂化轨道数判断由杂化轨道数判断杂化轨道用来形成杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对，所以有公式：键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数中心原子的孤电子对的对数中心原子的杂化轨道数中心原子的孤电子对的对数中心原子的键个数键个数代表物代表物杂化轨道数杂化轨道数中心原子杂中心原子杂化轨道类型化轨道类型CO2022spCH2O033sp2CH4044sp3SO2123sp2NH3
8、134sp3H2O224sp3(2)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断中心原子杂化类型和分子构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子构型有关中心原子的杂化类型和分子构型有关,二者之间可以相互判断二者之间可以相互判断.分子组成分子组成(A为中心为中心原子原子)中心原子的中心原子的孤电子对数孤电子对数中心原子的中心原子的杂化方式杂化方式分子分子空空间间构型构型示例示例AB20sp直线形直线形CO21sp2V形形SO22sp3V形形H2OAB30sp2平面三角形平面三角形BF31sp3三角锥形三角锥形NH3AB40sp3正四面体形正四面体形CH4特别提醒：特别提醒：( (1) )杂化轨道只用于形成杂
9、化轨道只用于形成键或者用来容纳孤电子对，键或者用来容纳孤电子对，剩余的剩余的p轨道可以形成轨道可以形成键，即杂化过程中若还有未参与杂化的键，即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道，可用于形成轨道，可用于形成键。键。 ( (2) )组成相似的分子中心原子的杂化组成相似的分子中心原子的杂化类型不一定相同，要看其类型不一定相同，要看其键和孤电子对数是否相同。键和孤电子对数是否相同。( (3) )价层价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对
10、。当中当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。子对时，两者的构型不一致。例例1(2)在铜锰氧化物的催化下，在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为被氧化为CO2，HCHO被氧化被氧化为为CO2和和H2O。根据等电子体原理，根据等电子体原理，CO分子的结构式为分子的结构式为_。H2O分子中分子中O原子轨道的杂化类型为原子轨道的杂化类型为_。1 mol CO2中含有的中含有的键数目为键数目为_。(3)向向CuSO4溶液中加入过量溶液中加入过量NaOH溶液可生成溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型。不考虑空
11、间构型。Cu(OH)42的结构可用示意图表示为的结构可用示意图表示为_。【答案答案】(1)1s22s22p63s23p63d5(或或Ar3d5)平面三角形平面三角形(2)COsp326.021023 个个(或或2 mol)(3)即时应用即时应用1(2011高考福建卷高考福建卷)氮元素可以形成多种化氮元素可以形成多种化合物。合物。回答以下问题：回答以下问题：(1)基态氮原子的价电子排布式是基态氮原子的价电子排布式是_。(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是三种元素第一电离能从大到小的顺序是_。(3)肼肼(N2H4)分子可视为分子可视为NH3分子中的一个氢原子被分子中的一个氢原子被NH
12、2(氨基氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是分子的空间构型是_；N2H4分子中氮原子轨道的分子中氮原子轨道的杂化类型是杂化类型是_。(4)图图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子个氮原子分别位于正四面体的分别位于正四面体的4个顶点个顶点(见图见图2)。分子内存在空腔，能嵌。分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中，个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是能被该有机化合物识别的是_(填标号填标号)。图图1图图2解解析析：(1)
13、氮氮原原子子的的价价电电子子排排布布式式：2s22p3。(2)同同周周期期元元素素第第一一电电离离能能从从左左向向右右有有增增大大的的趋趋势势，第第A、A族族突突减减，因因此此三三者者的的第第一一电电离离能能从从大大到到小小的的顺顺序序为为NOC。(3)NH3的的空空间间构构型型是是三三角角锥锥形形，N2H4分分子子可可看看作作两两个个NH3分分子子脱脱去去一一个个H2分分子子所所得得，氮氮原原子子采采用用sp3杂杂化化方方式式结结合合。1 mol N2中中含含有有2 mol 键键，4 mol NH键键断断裂裂即即有有1 mol N2H4反反应应，生生成成1.5 mol N2，则则形形成成3
14、mol 键键。硫硫酸酸铵铵晶晶体体是是离离子子晶晶体体，则则N2H6SO4晶晶体体也也是是离离子子晶晶体体，内内部部不不含含有有范范德德华华力力。(4)能能被被该该有有机机物物识识别别即即能能嵌嵌入入空空腔腔形形成成4个个氢氢键键，则则要要求求某某分分子子或或离离子子是是正正四四面面体结构且能形成氢键，只有体结构且能形成氢键，只有c项符合题意。项符合题意。答案：答案：(1)2s22p3 (2)NOC(3)三角锥形三角锥形sp33d(4)c考点考点2微粒间作用力与物质的性质微粒间作用力与物质的性质范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键作用作用微粒微粒分子或原分子或原子子(稀有气体稀有气体)氢原子、
15、电负氢原子、电负性性强强的原子的原子原子原子强度强度比较比较共价键共价键氢键氢键范德华力范德华力影响影响强度强度的因的因素素随着分子极性和随着分子极性和相对分子质量的增相对分子质量的增大而增大大而增大组成和结构相似组成和结构相似的物质，相对分子的物质，相对分子质量越大，范德华质量越大，范德华力越大力越大对于对于XHY，X、Y原子的电负性越大，原原子的电负性越大，原子的半径越小，氢键键子的半径越小，氢键键能越大能越大成键原子半成键原子半径越小，键径越小，键长越短，键长越短，键能越大，共能越大，共价键越稳定价键越稳定范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键对物质对物质性质的性质的影响影响影响物质的熔沸
16、点、溶解度影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质等物理性质组成和结构相似的物质，随组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的相对分子质量的增大，物质的熔沸点升高，如熔沸点升高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4H2S，HFHCl，NH3PH3影响分子影响分子的稳定性的稳定性共价键键共价键键能越大，分能越大，分子稳定性越子稳定性越强强 (2011高高考考江江苏苏卷卷)原原子子序序数数小小于于36的的X、Y、Z、W四四种种元元素素，其其中中X是是形形成成化化合合物物种种类类最最多多的的元元素素，Y原原子子基基态态时时最最外外层层电电子子数数是是其其内内层层电电子子总总数数的的2倍倍，Z原原
17、子子基基态态时时2p原原子子轨道上有轨道上有3个未成对的电子，个未成对的电子，W的原子序数为的原子序数为29。回答下列问题：回答下列问题：(1)Y2X2分分子子中中Y原原子子轨轨道道的的杂杂化化类类型型为为_，1 mol Y2X2含有含有键的数目为键的数目为_。例例2(2)化合物化合物ZX3的沸点比化合物的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是的高，其主要原因是_。(3)元素元素Y的一种氧化物与元素的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，的一种氧化物互为等电子体，元素元素Z的这种氧化物的分子式是的这种氧化物的分子式是_。(4)元素元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的一种氯化
18、物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是的化学式是_，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为，反应的化学方程式为_。即时应用即时应用2(2013牡丹江市高三第一次模拟牡丹江市高三第一次模拟)A、B、C、D、E、F、G是前四周期的七种元素，其原子序数依次增大。是前四周期的七种元素，其原子序数依次增大。A的基态原子的基态原子中没有成对电子；中没有成对电子；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D及其同主族元素
19、的及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图氢化物沸点变化趋势如图(D的氢化物沸点最高的氢化物沸点最高)；F是地壳中含是地壳中含量最高的金属元素；量最高的金属元素；G与与F同主族。请回答下列问题：同主族。请回答下列问题：(1)写出写出F元素基态原子的核外电子排布式元素基态原子的核外电子排布式_；(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序是三种元素电负性由大到小的顺序是_(用元素符号表示用元素符号表示)；(3)有关上述元素的下列说法，正确的是有关上述元素的下列说法，正确的是_(填序号填序号)；CA3沸点高于沸点高于BA4，主要是因为前者相对分子质量较大，主要是因为前者相对分子质量较大配合物配合物N
20、i(BD)4常温下为液态，易溶于常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，、苯等有机溶剂，因此固态因此固态Ni(BD)4属于离子晶体属于离子晶体C的氢化物的中心原子采取的氢化物的中心原子采取sp2杂化杂化F单质的熔点高于单质的熔点高于E单质，是因为单质，是因为F单质的金属键较强单质的金属键较强比比G的原子序数少的原子序数少1的元素第一电离能高于的元素第一电离能高于G(4)CA3分子的立体构型为分子的立体构型为_，1 mol B2A4分子中含有分子中含有_个个键；键；(5)ED是优良的耐高温材料，其晶体结构与是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。晶体相似。ED的熔点比的熔点比NaC
21、l高，其原因是高，其原因是_。解解析析：由由题题意意，A的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s1，为为氢氢元元素素；B的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s22s22p2，为为碳碳元元素素；D在在同同族族中中氢氢化化物物沸沸点点反反常常的的高高，且且沸沸点点为为100 ，D为为氧氧元元素素；B、D之之间间的的C只只能能为为氮氮元元素素；F是是地地壳壳中中含含量量最最高高的的金金属属元元素素，为为铝铝元元素素；G与与F同主族，为镓元素；从题干中，无法得出同主族，为镓元素；从题干中，无法得出E的元素种类。的元素种类。(1)Al的基态原子的核外电子排布式为的基态原子的核外电子排布式为1s22s2
22、2p63s23p1。(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序为三种元素电负性由大到小的顺序为ONC。(3)选选、，NH3沸沸点点高高于于CH4主主要要因因为为NH3存存在在分分子子间间氢氢键键，Ni(CO)4无无阴阴离离子子的的存存在在，不不是是离离子子晶晶体体是是分分子子晶晶体体，NH3中的中心原子采取中的中心原子采取sp3杂化，杂化，是正确的。是正确的。(4)NH3为三角锥形，为三角锥形，1 mol C2H4分子中有分子中有5NA个个键。键。(5)D为为氧氧元元素素，显显2价价，则则E显显2价价，为为镁镁元元素素。MgO晶晶体体中中离离子子的的电电荷荷数数大大于于NaCl，离离子子半半径径小小，MgO离离子子键键的的键键能能比比NaCl更大，故熔点更高。更大，故熔点更高。答案：答案：(1)1s22s22p63s23p1(或或Ne3s23p1)(2)ONC(3)(4)三角锥形三角锥形5NA(或或3.011024)(5)MgO晶晶体体中中离离子子的的电电荷荷数数大大于于NaCl，离离子子半半径径小小，MgO离离子键的键能更大，熔点更高子键的键能更大，熔点更高
