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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高三总复习, RJ ,化学,系列丛书,第十三章 第,2,讲,进入导航,系列丛书,进入导航,讲义手册,选考部分,选考部分,第十三章,物质结构与性质,第,2,讲 分子结构与性质,导 航 高 考,考 点 突 破,随 堂 演 练,自 我 诊 断,课 时 作 业,1,理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。,2,了解共价键的主要类型,键和,键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。,3,了解简单配合物的成键情况。,4,了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型,(sp,，,sp,2,，,sp,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者离子的空间结构。,考纲解读,5,了解化学键和分子间作用力的区别。,6,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。,本讲重点考查点有：,1,键和,键的特征和性质。,2,根据键长、键能、键角等参数解释和比较常见分子的性质和立体结构。,3,价层电子对互斥模型、杂化轨道理论和配合物理论。,4,极性分子和非极性分子的判断。,5,分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响。,考向分析,考点图析,一、共价键,1,共价键的分类,基础知识梳理,项目,键型,键,键,电子重叠方式,(,成键方式,),两个原子轨道沿键轴的方向，以,“,_”,的方式重叠,两个原子轨道以平行或,“,_”,的方式重叠,特征,(,电子云形状,),原子轨道重叠部分沿着键轴呈,_,对称,原子轨道重叠部分分别位于两原子核构成平面的,_,，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为,_,对称,项目键型,键,键,示意图,牢固程度,键强度较,_(,填,“,大,”,或,“,小,”,),，,_(,填,“,容易,”,或,“,不容易,”,),断裂,键强度较,_(,填,“,大,”,或,“,小,”,),，,_(,填,“,容易,”,或,“,不容易,”,),断裂,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,_,。,与共价半径、原子半径的关系,a,共价半径是指相同原子的共价键键长的,_,。,b,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。,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,N,2,，原子总数为,2,，价电子总数为,10,。,二、分子的立体结构,1,几种典型的分子,分子类型,化学式,结构式,键角,立体结构,三原子,分子,CO,2,_,_,_,H,2,O,_,105,_,四原子分子,CH,2,O,_,_,_,NH,3,_,_,五原子分子,CH,4,_,_,_,2.,价层电子对互斥模型,(1),价层电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。,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。,(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，重新分配,_,和确定,_,，形成与原轨道数目,_,的新的原子轨道，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：,sp,3,杂化：产生,4,个夹角为,10928,的相同轨道；,sp,2,杂化：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。,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,A,B,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,_,。,(3),配位化合物的组成,_,称为配离子，,_,称为配体，,NH,3,分子中的,_,原子称为配位原子；配位数是指配位原子的数目。,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。,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分子中另一个,_,很强的原子之间的作用力。,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：,OH,O,。,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。,3,溶解性,(,相似相溶原理,),(1),极性溶剂,(,如水,),易溶解,_,物质。,(2),非极性溶剂,(,如苯、汽油、四氯化碳、酒精等,),易溶解,_,物质,(Br,2,、,I,2,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，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,_,。,5,无机含氧酸分子的酸性,无机含氧酸可写成,(,HO),m,RO,n,，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_HClO,2,_HClO,3,_HClO,4,。,答案：,一、,1.,头碰头肩并肩圆柱形两侧镜像大不容易小容易,2,(1),气态基态,1 mol,正值,kJmol,1,释放的能量稳定,(2),共价键核间距大稳定一半小于,(3)2,夹角立体结构,3,原子总数价电子总数,二、,1.O=C=O,180,直线形,V,形约,120,平面三角形,107,三角锥形,10928,正四面体形,2,分子或离子的立体构型价层电子对相互排斥,3,能量电子位置相同相同,4.,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,Ag(NH,3,),2,NH,3,N,三、,1.,重合不重合,2.,大大电负性很强共价键电负性,AH,B,分子内氢键分子间氢键共价键范德华力,3,极性非极性,4.,组成原子排列不能重叠手性分子,5,大高强,1,共价键的特征,(1),饱和性,因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数是一定的，所以共价键具有饱和性。,考点一,共价键,(2),方向性,除,s,轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点，在形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在两核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。,2,共价键的分类,(1),极性键和非极性键,极性键,非极性键,概念,不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移,同种元素原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移,原子吸引电子能力,不同,相同,共用电子对,偏向吸引电子能力强的原子,不偏向任何一方,成键原子电性,显电性,电中性,形成条件,由不同种非金属元素,(,或某些金属与非金属元素,),组成,由同种非金属元素组成,(2) ,键与,键,键,键,重叠方式,原子轨道,“,头碰头,”,方式重叠成键，重叠程度大,原子轨道,“,肩并肩,”,方式,(,侧面,),重叠成键,轨道重叠图解,特征,绕轴转动不破坏键。有,s,s,、,s,p,、,p,p,等类型,轨道侧面不能转动，由,p,电子和,p,电子形成,存在,存在于一切共价键中，可以单独存在，也可跟,键共同存在,跟,键同时存在，如碳碳双键、碳碳三键中有,键、,键,键,键,存在,存在于一切共价键中，可以单独存在，也可跟,键共同存在,跟,键同时存在，如碳碳双键、碳碳三键中有,键、,键,实例,氢气、氯气、甲烷、卤化氢等分子中,氧气、氮气、乙烯、乙炔等分子中,强度,有机化合物中,键比,键牢固，,键易发生断裂。乙烯、乙炔等发生加成反应时其中的,键断裂，,键不变,3.,键参数,键能、键长、键角,概念,意义,键能,气态基态原子形成,1 mol,化学键释放的最低能量,键能越大，化学键越强、越牢固，形成的分子越稳定,键长,形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短，化学键越强，形成的分子越稳定,键角,两个共价键之间的夹角,键角决定分子空间构型,键长、键能决定共价键的强弱和分子的稳定性：原子半径越小，键长越短，键能越大，分子越稳定。例如,HF,、,HCl,、,HBr,、,HI,分子中：,X,原子半径：,F,Cl,BrI,HX,键键长：,HFH,Cl,HBrH,Cl,HBrHI,HX,分子稳定性：,HF,HCl,HBr,HI,4,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，它们的许多性质相近。,例,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,D,HO,键键能为,463,kJmol,1,，即,18gH,2,O,分解成,H,2,和,O,2,时，消耗能量为,2,463 kJ,解析,本题主要考查共价键的三个键参数，要理解它们的概念及相互关系，掌握它们对键强弱的影响。,D,项中,HO,键键能为,463,kJmol,1,，指的是气态基态氢原子和氧原子形成,1,molH,O,键时释放的最低能量，则拆开,1 mol HO,键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为,463 kJ,18g H,2,O,即,1 mol H,2,O,中含,2,molH,O,键，断开时需吸收,2,463 kJ,的能量形成气态氢原子和氧原子，再进一步形成,H,2,和,O,2,时，还需释放出一部分能量，故,D,项错误；,Li,的电负性为,1.0,，,I,的电负性为,2.5,，其差值为,1.5AsH,3,PH,3,，因为,NH,3,中含有氢键，,AsH,3,相对分子质量大于,PH,3,。,SiH,4,、,PH,3,和,H,2,S,的电子数均为,18,。结构分别为正四面体形、三角锥形和,V,形。,答案,(1),原子晶体,(2)NO,2,和,N,2,O,4,(3)As,2,S,5,(4),NH,3,AsH,3,PH,3,NH,3,分子间存在氢键，所以沸点最高。相对分子质量,AsH,3,大于,PH,3,，分子间作用力,AsH,3,大于,PH,3,，故,AsH,3,沸点高于,PH,3,SiH,4,、正四面体，,PH,3,、三角锥，,H,2,S,、,V,形,2,用价层电子对互斥理论预测,H,2,S,和,BF,3,的立体结构，两个结论都正确的是,(,),A,直线形；三角锥形,B,V,形；三角锥形,C,直线形；平面三角形,D,V,形；平面三角形,变式训练,答案,D,解析,价层电子对互斥理论的基本要点是：分子中的价电子对由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。关键是不可忽视孤对电子对成键电子的影响。,在,H,2,S,中，价电子对数为,4,，若无孤电子对存在，则其应为正四面体构形。但中心原子,S,上有两对孤电子对，而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间，它们相互排斥，因此,H,2,S,为,V,形结构。在,BF,3,中，价电子对数为,3,，其中心原子,B,上无孤电子对，因此,BF,3,应为平面三角形。,1,范德华力、氢键及共价键的比较,考点三,范德华力、氢键对物质性质的影响,范德华力,氢键,共价键,概念,分子之间普遍存在的一种相互作用力,由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一电负性很强的原子之间形成的作用力,原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用,分类,分子内氢键、分子间氢键,极性共价键、非极性共价键,范德华力,氢键,共价键,作用微粒,分子或原子,(,稀有气体,),氢原子、原子,原子,特征,无方向性、无饱和性,有方向性、有饱和性,有方向性、有饱和性,强度比较,共价键,氢键,范德华力,影响强度的因素,随着分子极性和相对分子质量的增大而增大,组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大,对于,AH,B,，,A,、,B,的电负性越大，,B,原子的半径越小，键能越大,成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定,范德华力,氢键,共价键,对物质性质的影响,影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质,组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如,F,2,Cl,2,Br,2,I,2,，,CF,4,CCl,4,H,2,S,，,HF,HCl,，,NH,3,PH,3,影响分子的稳定性,共价键键能越大，分子稳定性越强,2.,分子的极性,(1),分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定：,(2),判断,AB,n,型分子极性的经验规律,若中心原子,A,的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。,3,溶解性,(1),“,相似相溶,”,的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。,(2),“,相似相溶,”,还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶,(C,2,H,5,OH,和,H,2,O,有氢键作用，且两者的羟基相近,),，而戊醇在水中的溶解度明显减小,(,戊醇中烃基较大，二者羟基相似因素小,),。,4,手性,具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。,5,无机含氧酸分子的酸性,无机含氧酸可写成,(,HO),m,RO,n,，如果成酸元素,R,相同，则,n,值越大,R,的正电性越高,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,酸性越强，如酸性,HClO,HClO,2,HClO,3,HClO,4,。,例,3,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,H,2,O,H,2,S,H,2,Se,H,2,Te,100,60.75,41.5,1.8,解析,范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，它们都比化学键弱。范德华力的存在较为普遍。,氢键是由电负性比较强的,O,、,N,、,F,等与,H,之间形成的一种介于范德华力与化学键之间的一种作用力，一些物质,(,如,H,2,O,、,HF,、,NH,3,),，由于分子间存在氢键使得它们的熔、沸点高于同系列的氢化物。,答案,C,3,(,双选,),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,1,2,个数量级,D,范德华力和化学键一样，主要影响物质的化学性质,变式训练,答案,AC,解析,分子晶体中普遍存在范德华力，范德华力比化学键能小,1,2,个数量级，主要影响物质的物理性质；化学键主要影响物质的化学性质；稀有气体中不存在共价键，但其晶体中却存在范德华力。,1,在,HCl,、,Cl,2,、,H,2,O,、,NH,3,、,CH,4,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,CH,4,外，都是,键,答案,A,2,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,3,下列分子中，中心原子是,sp,杂化的是,(,),A,BeCl,2,B,H,2,O,C,CH,4,D,BF,3,答案,A,解析,BeCl,2,直线形，,Be,原子发生,sp,杂化，,BF,3,中,B,原子发生,sp,2,杂化，平面三角形。,H,2,O,中的,O,和,CH,4,中的,C,都发生,sp,3,杂化。,4,下列分子中不存在,键的是,(,),A,C,2,H,2,B,C,2,H,4,C,CH,4,D,C,6,H,6,答案,C,解析,C,2,H,2,中一个,键和,2,个,键,；,C,2,H,4,中是一个,键和一个,键,；,C,6,H,6,中是大,键。,5,下列说法中不正确的是,(,),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，最多有一个,键,C,气体单质中，一定有,键，可能有,键,D,N,2,分子中有一个,键，,2,个,键,答案,C,解析,从原子轨道重叠程度看，,键轨道重叠程度比,键重叠程度小，故,键稳定性低于,键。在单质分子中存在,键,(,如,Cl,2,、,H,2,),、,键,(N,2,中存在,键和,键,),，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。,答案,D,7,元素,X,和,Y,属于同一主族。负二价的元素,X,和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中,X,的质量分数为,88.9%,；元素,X,和元素,Y,可以形成两种化合物，在这两种化合物中，,X,的质量分数分别为,50%,和,60%,。,(1),确定,X,、,Y,两种元素在周期表中的位置,_,_,。,(2),在,X,和,Y,两种元素形成的化合物中，写出,X,质量分数为,50%,的化合物的化学式,_,；该分子中中心原子以,_,杂化，是,_,分子，分子构型为,_,。写出,X,的质量分数为,60%,的化合物的化学式,_,；该分子中中心原子以,_,杂化，是,_,分子，分子构型,_,。,答案,(1)X,：第二周期第,A,族；,Y,：第三周期第,A,族,(2)SO,2,sp,2,极性,V,形,SO,3,sp,2,非极性平面三角形,解析,根据氢化物的化学式,H,2,X,且通常状况下为液体，,X,的质量分数为,88.9%,可推知，,X,的相对原子质量为,16,，则,X,为,O,，进而推出,Y,为,S,，其形成的两种化合物分别为,SO,2,、,SO,3,，根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。,8,四种常见元素的性质或结构信息如下表，试根据信息回答有关问题：,元素,性质结构信息,A,原子核外有两个电子层，最外层有,3,个未成对的电子,B,原子的,M,层有,1,对成对的,p,电子,C,原子核外电子排布为,Ar3d,10,4s,x,，有,1,、,2,两种常见化合价,D,有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂,(1),写出,B,原子的电子排布式,_,。,(2)A,元素的氢化物的沸点比同族相邻元素氢化物沸点,_(,填,“,高,”,或,“,低,”,),，其原因是,_,。,(3)D,元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点,_(,填,“,高,”,或,“,低,”,),，其原因是,_,。,(4),往,C,元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量,A,元素的氢化物水溶液，可生成的配合物的化学式为,_,。简要描述该配合物中化学键的成键情况,_,。,(5),“”,表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，,“”,表示氢原子，小黑点,“,”,表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。,则在以上分子中，中心原子采用,sp,3,杂化形成化学键的是,_(,填写序号,),；在,的分子中有,_,个,键和,_,个,键。,答案,(1)1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,(2),高因为,A,的氢化物分子间存在氢键,(3),低晶体类型不同,(4)Cu(NH,3,),4,SO,4,中心原子与配位体之间以配位键相结合，内界与外界之间以离子键相结合,(5),3,2,解析,(1),元素,B,原子的,M,层,1,对成对的,p,电子，则,M,层的,p,轨道有,4,个电子，其电子排布式为：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,。,(2)A,元素由其性质或结构信息可知是,N,元素，其氢化物的分子间存在氢键，故沸点比同主族相邻元素氢化物的高。,(3),元素有两种常见氧化物，其中一种常用作冶金工业还原剂，则,D,是,C,元素，,CO,2,是分子晶体，,SiO,2,是原子晶体，故,CO,2,熔点低。,(4)C,元素是,Cu,，,CuSO,4,与过量氨水可生成配合物：,Cu(NH,3,),4,SO,4,，中心原子与配位体之间是配位键，内界与外界之间是离子键。,(5),是,NH,3,，,是,CH,CH,，,是,CH,4,，,是,H,2,S,或,H,2,O,，中心原子采用,sp,3,杂化的是,，在,CH,CH,分子中有,3,个,键和,2,个,键。,
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