2019-2020年高中化学 第二章 微粒间的相互作用教案 鲁科版选修3.doc

2019-2020年高中化学 第二章 微粒间的相互作用教案 鲁科版选修3化学研究中的分类思想：分类思想是根据对象的共同点和差异点，将对象区分为不同层次的类别，把对象加以系统化，从而分类研究的思想方法。本章中通过原子间能够以不同的类型的化学键互相结合，分子间存在的相互作用，原子形成的分子为什么有不同的立体结构等的研究，很好地体现了化学研究中的分类思想。本章导读知识要点重要指数链接考题学习策略1.共价键的形成、本质及共价键的特征与类型例1、（07年 荷泽）例7、（01 上海）例 15、(04 日照)例17、(04 天津)知道共价键的主要类型，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。体验科学的魅力。2. 常见分子的立体构形及分子的性质例3、（06全国）例9、(06广州)例14、（05上海）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，发展探究物质结构的兴趣。3.离子键、配位键和金属键的形成过程及实质与特征。例8、（07年 滨州）例18、（04北京）能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；知道金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。4.分子间作用力的类型和范德华力的特点及对物质性质的影响例2、（06黄冈）例5、(04江苏)结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。5.氢键的形成条件、类型、特点以及氢键对物质性质的影响例12（06 北京）列举含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响。在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。6、化学键、共价键、离子键、金属键、分子间作用力、氢键之间的区别与联系例4、 (06临沂)例13、（05广东）学会运用结构来分析离子键、共价键、金属键、范德华力和氢键的方法。通过对键的概念、微粒间的作用的学习，掌握使知识系统化和网络化的学习方法，感受物质结构的奇妙与和谐。第一节 共价键模型 “臭氧空洞”的危害已被人类所认识人。南极上空部分区域臭氧接近消失。 “行善的臭氧”，是那些在高空大气平流层中的臭氧，它们能抵挡有害的紫外线，保护地球生物，降低我们接受日照后患皮肤癌的几率。人类呼吸的氧气是由两个氧原子构成，而臭氧都是由三个氧原子组成。同是氧原子构成的分子，其性质为什么不同呢？显然是因为其结构不同引起的。氧气和臭氧中有怎样的化学结构呢？对共价键的学习肯定能帮你理解其中的奥秘。高手支招之一：细品教材一、共价键1、化学键的定义：分子里相邻的原子之间强烈的相互作用叫化学键。分子里原子之间的相互作用，按作用的强度分类分为两种，一种是强烈的，一种是微弱的，化学键是强烈的相互作用，而不是微弱的相互作用。化学键是使原子（广义原子）相互联结形成分子（广义分子）的主要因素，化学键包括共价键、离子键、金属键三种类型。关于化学键的理解：“分子”是广义的分子，它不仅指H2、H2O、CO2、H2SO4等分子，还包括C（金刚石和石墨），Si、SiO2、NaC1、CaC12、Al、Cu等物质。“原子”也是广义的原子，它不仅指H、O、Cl、S等原子，还包括Na+、Cl等离子。2、共价键的形成及本质 （1）定义：原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键。（2）共价键形成和本质共价键形成的本质：当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配对成键，两原子核间的电子云密度增大，体系的能量降低。如：当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子云在两原子核之间出现的机会增大。 随着核间距离的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量降低，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量升高，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。如图2-1 2-1高手笔记： 自旋相反的未成对电子可配对形成共价键。成键电子的原子轨道尽可能达到最大程度的重叠。重叠越多，体系能量降低越多，所形成的共价键越定。以上称最大重叠原理。（3）共价键的形成条件形成共价键的条件：电负性相同或差值小的非金属元素原子相遇时，或同种或不同种非金属元素的原子相遇，且原子的最外电子层有未成对电子。形成共价键的微粒：共价键成键的粒子是原子。原子既可以是相同相同元素的原子，也可以是不同元素的原子。同种非金属元素原子间形成非极性键，如O2,H2,N2等。不同种非金属元素原子间形成极性键，如HCl、CO2、H2SO4等。高手笔记：一般非金属元素的原子之间通过共价键结合。如非金属气态氢化物、水、酸、非金属氧化物等物质中的元素都以共价键结合。共价键存在于非金属单质、共价化合物中，也可存在于离子化合物中（例如，氢氧化钠、过氧化钠、硫酸钾等）。例1、下列有关共价键的叙述中,不正确的是( )A、某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数。B、水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和，故不能再结合其他氢原子。C、非金属元素原子之间形成的化合物也可能是离子化合物D、所有简单离子的核电荷数与其核外电子数一定不相等。解析：非金属元素的原子形成的共价键数目取决于该原子最外层的不成对电子数，一般最外层有几个不成对电子就能形成几个共价键，故A说法不正确。一个原子的未成对电子一旦与另一个自旋相反的未成对电子成键后，就不能再与第三个电子再配对成键，因此，一个原子有几个不成对电子，就会与几个自旋相反的未成对电子成键，这就是共价键的饱和性，故一个氧原子只能与两个氢原子结合生成H2O，B正确。非金属元素原子之间形成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl等铵盐。不管是阴离子还是阳离子，核内质子数与核外电子数必定存在差别。此差值就是离子所带的电荷数。答案：A（3）共价键形成的表示 电子式：a、原子的电子式： O中性原子最外层电子数未发生变化，书写时应把最外层电子都表达出来，排列形式一般要求在元素符号的上下左右四个方向，以不超过3个电子而排列开来画出。以电子对的形式表示。例如，氧原子 等。 各主族元素原子的典型电子式族典型元素的电子式b、共价化合物的电子式 共价化合物分子是由原子通过共用电子对结合而成的，书写电子式时，应把共用电子对写在两成键原子之间，然后不要忘记写上未成键电子。如果是不同键型也可用电子对的位置不同显示出来。例如： ClCl键是非极性键，共用电子对应写在两个Cl原子正中间。HCl，HCl是极性键，共用电子对应偏离H原子而偏向Cl原子。如果是多原子形成的分子，有时电子式也可粗略地显示出分子的构型来。如H2O2、NH3、HClO分子的电子式：用电子式表示化合物的形成过程共价键的形成用电子式表示时，同样是前面写出成键原子的电子式，后面写出共价型分子的电子式，中间用箭头连起来即可。如HCl ： H2 ： 高手笔记：用电子式表示化合物时，一要搞清成键原子间形成的离子键还是共价键；二是不要混淆“用电子式表示物质”和“用电子式表示分子的形成过程”。前者只要求写化合物的电子式，后者要表示出过程。例2、下列分子含有的电子数目与HF相同，且只有两个极性共价键是（ ）A、CO2 B、N2O C、H2O D、CH4解析：HF含有10个电子，CO2含有22个电子，N2O含有22个电子，H2O含有10个电子，2个O-H极性键，CH4含有10个电子，4个C-H极性键。答案：C3、键与键（1）定义：键：原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为键。键：原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为键。（2）形成：分子中键的形成时电子云示意图：（图2-2）“肩并肩”方式形成的键（图2-3）如：氮原子的价电子排布是2S22P3。根据洪特规则，氮原子中处于2P轨道的三个电子实际上分别占据2PX 、 2Py 和2PZ三个原子轨道，是三个未成对电子。当形成氮分子的氮原子相互接近时，若一个氮原子2Pz轨道上的一个电子与另一个氮原子2Pz轨道上的一个电子配对形成一个共价键，此时它们的2Px和2Py轨道会同时分别发生重叠，因此处于这两个轨道上的电子也会分别两两配对形成两个共价键，从而形成氮氮叁键：NN。仔细分析氮分子中的三个共价键，可以发现它们并不是完全等同的。当两个氮原子的2Pz轨道以“头碰头”的方式相互重叠形成键时，2Px和2Py轨道只能分别采取相互平行 “肩并肩”的方式重叠形成键。原子轨道以“头碰头”的方式比以“肩并肩”的方式重叠的程度大，电子在核间出现的概率大，形成的共价键强。高手笔记：在由两个原子形成的多个共价键中，只能有一个键，而键可以是一个或多个。例如，氮分子的NN中有一个键，两个键。原子轨道以“头碰头”的方式比以“肩并肩”的方式重叠的程度大，电子在核间出现的概率大，形成的共价键强。例3、下列物质的分子中既有键，又有键的是（ ） HCl H2O N2 H2O2 C2H4 C2H2 A、B、C、D、 解析：共价键尽可能沿着原子轨道重叠最大的方向形成，这样原子轨道重叠愈多，形成的键越牢固。其中键是原子轨道以“头碰头”的方式成键，键是原子轨道以“肩并肩”的方式成键，键比键强。当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个键，另外的原子轨道只能形成键。N2中有三个共价键；一个键，两个键；C2H4中碳碳原子之间有两个共价键：一个键，一个键 ；C2H2中碳碳原子之间有三个共价键：一个键，两个键。答案：D4、共价键的特征共价键的特征：共价键具有方向性和饱合性（1）饱合性：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，就不能再与其他原子的未成对电子配对成键，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目是一定的，这称为共价键的饱和性。例如，氯原子中只有一个未成对电子，所以两个氯原子之间可以形成一个共价键，结合成氯分子，表示为Cl-Cl；氮原子中有三个未成对单电子，两个氮原子之间能够以共价叁键结合成氮分子，表示为NN，一个氮原子也可与三个氢原子以三个共价键结合成氨分子。（2）方向性：共价键将尽可能沿着电子概率出现最大的方向形成，这就是共价键的方向性。除s轨道是球形对称的外，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，原子轨道重叠得愈多，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就愈牢固。例如，硫原子的价电子构型是3s23p4，有两个未成对电子，如果它们分布在互相垂直的3Px和3Py轨道中，那么当硫原子与氢原子结合生成硫化氢分子时，一个氢原子的1s轨道上的电子能与硫原子的3px 轨道上的电子配对成键，另一个氢原子的1s轨道上的电子只能与硫原子的3py轨道上的电子配对成键。高手笔记：共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。共价键的方向决定了分子的立体构型。例4、共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是（ ） A、共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B、共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的C、共价键的饱和性决定了分子内部的原子的数量关系D、共价键的方向性决定了分子的立体构型E、共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关F、硫化氢分子中的两个共价键的夹角与硫原子的两个未成对电子所在的原子轨道的夹角有关解析：一般的，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，这种成键的方向性也就决定了所形成分子的构型，故B、D、F正确。E是错误的。答案：E4.极性键和非极性键（1）、定义：极性键-当成键原子所属元素的电负性不同，两个原子吸引电子的能力不同，共用的电子偏向电负性大的原子一方，电子在此原子周围出现的概率相较大而使其带部分负电荷，元素电负性小的原子带部分正电荷。这种共价键叫极性共价键，简称极性键。 非极性键-当成键原子所属元素的电负性相同，两个原子吸引电子的能力相同，共用的电子不偏向其中任何一个原子，电子在每个原子周围出现的概率相等，参与成键的原子都不显电性，叫非极性共价键，简称非极性键。（2）、非极性键的形成条件：原子所属元素的电负性相同，即两个原子吸引电子的能力相同。如：H-H键、Cl- Cl键、NN键都是非极性键。非极性键可以存在于单质中，也可以存在于化合物中，如Na2O2中的0-0键，CH3CH2OH中的C-C键。（3）、极性键的形成条件：原子所属元素的电负性不同，两个原子吸引电子的能力也就不同。如：HCl分子中,CL吸引电子的能力比H强,共用电子对偏向Cl原子,偏离H原子,而使Cl一方相对显负电性,H一方相对显正电性。如H2O中的0-H键,CO2中的C=O键都是极性键。极性键不存在于单质分子中,只存在于化合物中,如NaOH中的O-H键,NH4Cl中的N-H键,CH4中的C-H键等都是极性键。高手笔记：在极性键中，根据成键原子所属元素电负性的差值不同，形成的共价键的极性强弱也有所不同。所以，极性键又有强极性键（如H-F中的极性键）和弱极性键（如H-I中的极性键）之分。当电负性差值为零时，通常形成非极性共价键；差值不为零时，形成极性共价键；而且差值越小，形成的共价键极性越弱。例5、从电负性角度来判断下列元素之间易形成共价键的是（ ）A、Na 和Cl B、Cl和H C、Na和H D、I和Br解析：电负性相同或差值小的非金属元素的原子间形成的化学键为共价键。答案：BD二、键参数定义：像“键能”、“键长”这样一些表明化学键性质的物理量，通常称为“键参数”。高手笔记：共价键的键参数主要有键能、键长、键角和键的极性。1、键能（1）定义：在101.3kPa、298K条件下，断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A-B键的键能。（2）表示方示：EA-B（A和B分别表示成键的两个原子，可以相同，也可以不同）（3）特点：定量地表示化学键的强弱程度。键能愈大，断开时需要的能量愈多，这个化学键就愈牢固；反之，键能愈小，断开时需要的能量就愈少，这个化学键就愈不牢固。(4)可以判断分子的相对稳定性。如：EH-1=297kJmol-1，而EH-Cl=431kJmol-1，所以碘化氢分子较不稳定，易分解，氯化氢分子则较稳定，难以分解。高手笔记：键能的概念是为对比键的强度提出来的，是从能量角度来衡量共价键强度的物理量。例6、根据下表中所列键能的数据，判断下列分子中，最不稳定的是（ ）化学键H-HH-ClH-BrBr-Br键能/KJmol-1436431363193A、HCl B、HBr C、H2 D、Br2解析：分子中共价键的键能越大，键长越短，键越牢固，分子越稳定。答案：D2.键长(1)定义：两个成键原子的原子核间的距离叫做该化学键的键长。如：在氯分子中，两个氯原子的原子核间的距离（简称核间距）就是ClCl键的键长。同样，在氯化氢分子中，氢原子与氯原子的核间距，就是H-Cl键的键长。（2）特点：化学键的键长愈短，化学键愈强，键愈牢固.(3)意义：键长是影响分子空间构型的因素之一。高手笔记：同一种键在不同分子中的键长不同，通常所用的数据是一种统计平均值即平均键长作为该键的键长。例如，CC单键的键长在金刚石中为154.2pm，在乙烷中为153.3pm，在丙烷中为154pm，在环已烷中为153pm，因此将CC单键的键长定为154pm。就相同的两原子形成的键而言，单键键长双键键长叁键键长。例7、下列单质分子中，键长最长，键能最小的是（ ）AH2 BCl2 CBr2 DI2解析：决定键长的因素是原子半径的大小。本题转化为如何比较上述四种元素原子半径的大小。结合半径变化规律，四者的半径大小顺序为：IBrClH.答案：D3.键角（1）定义：在多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫做键角 。（2）意义：键角常用于描述多原子分子的空间构型。例如：二氧化碳分子中两个碳氧键（C=O）间的夹角为180，所以CO2分子是直线型；水分子中两个氢氧键（H-O）间的夹角为104.5，所以H2O分子不是直线形而是V形形。氨分子中每两个氮氢键（N-H）间的夹角均为107.3，所以NH3分子是三角锥形。例9、下列分子中键角最大的是（ ）ACH4 BNH3CH2O DCO2解析：CH4分子是正四面体结构，键角为109.5，NH3分子呈三角锥形，键角约107.3，H2O是V形分子，两个HO键的键角为104.5，CO2是直线形分子，键角为180。 答案：D键角是分子中价键与价键键轴之间的夹角，键角是反映分子空间构型的一个重要参数。键角是共价键方向性的反映。键角与分子的形状（空间构型）有密切联系。一般而言，根据分子中的键角和键长可确定分子的空间构型，键角还可以影响分子的溶解性、熔沸点等。高手支招之二：基础整理 本节在原子结构的量子力学模型的基础上，利用基态原子的核外电子排布的知识、电负性的知识，探讨共价键的形成和实质、共价键的类型、共价键的特征，并介绍键参数。通过交流与研讨来学习键和键。 方向性 （决定了）分子立体构型 本质 （决定了）特点 饱合性 （决定了）原子按一定数目结合共价键模型 极性键和非极性键（按共用电子对是否有偏移来分） 分类 键与键（按原子规道重叠方式来分） 键能 （键能的大小描述键的强弱，键能越大同，键就越强） 键参数 键长 (键长越短，键越牢固) 键角 （和化学键的方向性共同决定分子的空间构型）高手支招之三：综合探究一、键与键的比较1、键的特点是：两个原子的成键轨道沿键轴的方向以“头碰头”的方式重叠。原子轨道重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称，由于成键轨道在轴向上重叠，故成键时原子轨道发生最大程度的重叠，所以键的键能大，稳定性高（能量低）。形成键的两原子轨道沿键轴方向进行重叠，重叠部位在两原子核间，键轴处。重叠程度较大。2、键的特点是：两个原子轨道以平行或“肩并肩”方式重叠，原子轨道重叠部分对通过一个键轴的平面具有镜面反对称性，从原子轨道重叠的程度看，键轨道重叠程度要比键轨道重叠程度小，键的键能要小于键的键能，所以键的稳定性也低于键。键的电子活动性较高，它是化学反应的积极参加者。形成键的两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行重叠，所形成的键称键。重叠部位在键轴上、下方，键轴处为零。重叠程度较小。3、键和键的特征比较键类型键键原子轨道重叠方式沿键轴方向相对重叠沿键轴方向平行重叠原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼二共价键与分子的立体构型 键角18001200109o28中心原子位置A，BAAAAA中心原子孤对电子数000123分子几何构型直线型平面三角正四面体三角锥V字形直线型实例BeCl2Hg Cl2BF3CH4SiCl4NH3PH3H2OH2SHCl高手支招之四：典题例析例1、从键能的角度来看，下列物质中与H2化合时，最难的是（ ）A、氟气 B、氮气 C、氯气 D、氧气 解析：氮气中化学键是三键，键能大，键能越大，化学键就越牢固，含有该键的分子就越稳定，越不易发生化学反应。答案：B例2、X、Y两元素的原子，当它们分别获得两个电子，形成稀有气体元素原子的电子层结构时，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W两元素的原子，当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素的原子的电子层结构时，W吸收的能量大于Z吸收的能量，则X、Y和Z、W分别形成的化合物中，最不可能是共价化合物的是（ ）A、Z2X B、Z2Y C、W2X D、W2Y解析：X比Y易得电子，Z比W易失电子，故X、Z的电负性相差最大，形成的是离子键。答案：A例3、对XOH型化合物而言，X是除去H、O外的其他元素时，下列各说法中，正确的是（ ）A、当X是活泼的金属时，它一定是强碱B、当X是得电子能力很强的元素时，XOH一定为酸C、XOH的水溶液不能导电D、XOH一定是直线形的解析：当X为活泼金属时，X-O的键极性较强，XOH易从XOH处断裂，而呈强碱性；当X为非金属性强的元素时，X吸引O的能力增强，共用电子对向X方向偏移，增强了OH的极性，易从XOH处断裂，而显酸性，如HCIO。而X没有具体指明为何种元素时，无法判断其溶液的导电性。又由于O的两个未成对电子在p轨道上，当其形成共价键时，不可能是直线形的。答案：AB例4、下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是（ ）A、I2升华B、NaCl颗粒被粉碎C、HCl溶于水得盐酸D、从NH4HCO3中闻到了刺激性气味解析：A、I2的升华是物理变化，共价键未被破坏。B、NaCl是离子化合物，其中有离子键而无分子间作用力，NaCl颗粒被粉碎的过程有离子键被破坏。C、HCl是共价型分子，分子中有共价键。HCl 溶于水形成盐酸的过程中有变化：HCl=H+Cl-，此变化中HCl 共价键被破坏。D、NH4HCO3是由和组成的离子化合物，NH4+与之间的化学键是离子键。内的有关原子之间HCO3-内的有关原子之间的化学键是共价键。从NH4HCO3中闻到刺激性气味，是因为发生了化学反应：NH3HCO3=NH3+CO2+H2O。比较NH3与、CO2与的组成可知，NH4HCO3分解的过程既有离子键被破坏，又有共价键被破坏。答案：C D 例5、有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN（HCN）；只含有极性键的是 ；只含有非极性键的是 ；既有极性键，又有非极性键的是 ；只有键的是 ；既有键，又有键的是 。含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是 ，含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是 ，含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是 。解析：根据极性键与非极性键的区别，键和键的产生条件和形成过程回答。答案：例6、下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是（ ）AH2S和Na2O2 BH2O2和CaF2CNH3和N2 DHNO3和NaCl解析：电负性相同或差值小的非金属元素的原子间形成的化学键为共价键。答案：C例7、下列各说法中正确的是 （ ）A分子中键能越高，键长越大，则分子越稳定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，分子中键角为180DHO键键能为463KJ/mol，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2463KJ解析：A错误，键能越高，键长越短，分子越稳定；B正确，元素周期表中的A族（除H外）元素的原子最外层只有一个电子，为活泼金属，在反应中易失电子，形成阳离子，A族元素的原子最外层有七个电子，为活泼非金属，在反应中易得电子，形成阴离子，所以它们之间不能形成共价键；C错误，水分子为角形，分子中键角为104.5；D错误，应改为18克H2O分解成H原子和O原子时，消耗能量为2463KJ。答案：B例8、下列分子结构中，原子的最外层电子都能满足8电子稳定结构的是（ ） A、XeF2 B、CO2 C、PCl5 D、HClO解析：在分子形成的过程中，原子都有趋向最外电子层为8的稳定结构（稀有气体的结构）。稳定结构有8电子结构和2电子结构两种情况，但也存在能稳定存在的其他结构，如对于核电荷数更大的原子，由于周围空间更大，大于8电子结构。选项A中，氙原子已是8电子稳定结构，当它和氟原子结合时，最外层电子数必然超过8个；选项B中，碳、氧分别差4个电子和2个电子达到稳定结构，碳原子分别和两个氧原子形成碳氧双键，每个原子的最外层为8电子稳定结构；选项C中的磷原子，最外层有5个电子，分别和5个氯原子结合，形成5个共用电子对，磷原子最外层形成10电子结构；选项D所指的次氯酸，氢、氧达到稳定结构还差的电子数分别为1、1、2，所以三原子分别提供1个、1个、2个电子参与形成共用电子对，氯 、氧原子达到8电子稳定结构，而氢原子仅能达到2电子的稳定结构。本题的正确选项只能是B。答案：B 例9、下列不属于配合物或离子的是( )A.Ag(NH3)2+ B.Cu(CN)42-C.Fe(SCN)3 D.MnO4-解析：Ag(NH3)2+ 中Ag+和NH3之间存在配为键，Cu(CN)42-中Cu2+和CN-之间存在配为键，Fe(SCN)3中Fe3+和SCN-之间存在配为键。答案：D高手支招之五：思考发现 一、判断分子结构中各原子的最外层电子是否满足8电子稳定结构1、分子中含有氢元素，则氢原子不能满足最外层8电子稳定结构，但它满足K层为最外层2个电子的稳定结构。2、分子中若不含有氢元素，则按下述方法逐一进行判断;若某元素化合价绝对值与原子最外层电子数之和等于8，则该元素的原子最外层满足8电子稳定结构，否则将不满足。如CO2分子中，碳元素的化合价为+4价，碳原子最外层电子数为4，二者之和为8，则碳原子满足最外层8电子稳定结构；氧元素化合价为-2（其绝对值为2），氧原子最外层电子数为6，二者之和为8，则氧原子也满足最外层8电子稳定结构，故CO2分子中所有原子都满足最外层8电子结构。再如BF3分子中，硼元素化合价为+3，硼原子最外层电子数为3，二者之和为6，故硼原子也不满足最外层8电子稳定结构。二、共价化合物和离子化合物电子式的书写1、在共价分子中，共用电子对的书写一般要满足稳定结构的原则，要体现出共用特征，不能用方括号，不需标明所带电荷。如H2的电子式是： PCl3的电子式为： ，H2O的电子式为： ，CH4的电子式是： 。再如HClO的电子式不能写成 而应写成 。 其他常见共价单质与共价化合物的电子式：2、离子化合物电子式的表示法：每个离子都要单独书写，且把阳离子分布在阴离子周围，把阴离子分布在阳离子周围。如氯化镁的电子式不能写成 ，而应写成 。其他常见离子化合物电子式如下： NaCl： Na2S： CaCl2： 3、用电子式表示离子化合物和共价化合物的形成过程（1）离子化合物 反应前各元素必写成原子的电子式。反应后生成物中电子式应注意正负电荷静电作用。如：CaBr2的电子式不能写成 左边原子的电子式与右边生成物的电子式中间用“ ”连接。再如氯化镁的形成过程： 其中两个 也可以用系数2表示，即左边写为： ；镁的2个电子可以分开写或写成一对。但在氯化镁的电子式中不能用右下角加数字“2”表示两个 ，即写成 的形式是错误的。（2）共价型分子.如：HCl ： H2 ： Cl2 ： 高手笔记：用电子式表示物质的形成过程时，首先要弄清物质是离子化合物还是共价化合物；离子化合物要用 把阴离子括起来并标明阴、阳离子所带的电荷，而共价化合物要注意共用电子对偏向非金属性强的元素的原子一方。三、核外电子数相同的粒子小结（1）核外有10个电子的粒子： 分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+；阴离子：O2-、F-、OH-、NH2-。（2）核外有18个电子的粒子：分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2；阳离子：K+、Ca2；阴离子：S2-、Cl-、HS-等。 高手支招之六：体验成功基础强化：1、下列物质的分子中，有键的是（ ）A、Cl2 B、HClO C、N2 D、C2H6解析：在N2中，两个N原子的2pz形成一个键，2px形成一个键，两个2py也形成一个键。答案：C2、从键长的角度来判断下列共价键中键最稳定的是（ ）A、HF B、NH C、CH D、SH解析：F、N、C、S的原子半径逐渐增大，它们与氢形成的共价键的键长逐渐增长，键长越短，键能越大，共价键中键越稳定。所以共价键中键最稳定的是HF。答案：A3、下列说法中，正确的是（ ）A在N2分子中，两个原子的总键能是单个键能的三倍BN2分子中有一个键、两个键CN2分子中有两个个键、一个键DN2分子中存在一个键、一个键解析：单个键是键，N2分子中是三键，其中有一个是键、两个是键，键和键的键能不同，所以在N2分子中的三键不是单个键能的三倍。答案：B4、下列分子中键能最大的是（ ）AHF BHClCHBr DHI解析：元素的电负性越大，形成化学键的键能越大。答案：A5、下列说法中正确的是 （ ）A双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固B双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固C双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固D在同一分子中，键要比键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同解析：双原子分子中两个原子间只有一个化学键，该化学键键能越大，分子越牢固，A正确；键的分子轨道重叠程度要比键要大的，D错误。答案：A6、下列分子稳定性大小比较不正确的是（ ）A、HFHI B、CH4SiH4 C、PH3H2S解析：一般说来，键长越短，键能越大，化学键就越牢固，含有该键的分子就越稳定，越不易发生化学反应。反之，亦然。答案：B7、下列分子中存在的共价键的类型完全相同的是（ ）A、CH4与NH3 B、C2H6与C2H4 C、H2与Cl2 D、Cl2与N2解析：A中存在的都是H的s轨道与C、N原子的sp3杂化轨道形成的s键，B中C2H4中还有p键，C中虽然都是s键，但是氢气是ss型s键，氯气是pp型s键，D中N2中除有pp型s键外，还有pp型p键。答案：A8、从键长的角度来判断下列共价键中键能最小的是（ ）A、HF B、NH C、CH D、SH答案：D9、下列说法中，正确的是（ ）A、分子中键的极性越强，分子越稳定B、分子中共价键的键能越大，该物质的性质越不活泼C、分子中共价键的键能越大，键越长，则分子越稳定D、若把H2S写成H3S，违背了共价键的饱和性解析：共价键的键能大小决定分子的稳定性，键能越大，分子越稳定，而硫原子最外层有6个电子，只能与2个氢原子结合成共价键。答案：D综合应用：10、X、Y两元素的原子，当它们分别获得两个电子，形成稀有气体元素原子的电子层结构时，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W两元素的原子，当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素的原子的电子层结构时，W吸收的能量大于Z吸收的能量，则X、Y和Z、W分别形成的化合物中，最不可能是共价化合物的是（ ）A、Z2X B、Z2Y C、W2X D、W2Y解析：X比Y易得电子，Z比W易失电子，故X、Z的电负性相差最大，形成的是离子键。答案：A11、X、Y两种元素能形成XY2型化合物，1molXY2含有38mol电子。若XY2为共价化合物，则其化学式为 ，结构式为 ，共价键的极性为 ，键角为 。解析：常见的XY2型化合物有SO2、NO2、CO2、CS2、BeCl2，其中含有38个电子的是CS2。答案：CS2 S=C=S 极性键 18012、已知某些共价键的键能，试回答下列问题：共价键键能/KJmol-1共价键键能/KJmol-1HH436OH467ClCl243NN945CH413HCl431（1）HH的键能为什么比ClCl的键能大？（2）已知H2O在2000时有5%的分子分解，而CH4在1000时可能完全分解为C和H2，试解释其中的原因。（3）试解释氮气为什么能在空气中稳定存在？解析：从键能大小的角度回答。答案：（1）H原子的半径比Cl原子半径小，故HH的键长比ClCl键长短，HH的键能比ClCl键能大。（2）HO比HC键能大，故H2O比CH4稳定。（3）N2存在氮氮叁键，键能大，故结构稳定。13、C、H、Cl、O、Na五种元素可互相结合，在由两种组成的化合物中，共价化合物有（写四种） 、 、 、 。在由三种组成的化合物中，共价化合物有（写四种） 、 、 、 。解析：由非金属元素形成的化合物（除铵盐外），一般都为共价化合物。答案：HCl、H2O、CH4、CO2、CO、H2O2、ClO2等其中的四种答案即可；HClO、HClO2、HClO3、HClO4、H2CO3、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等其中的四种答案即可。创新拓展：1、2003年10月17日晨6时许，载着航天英雄杨利伟的“神舟五号”飞船大内蒙古大草原成功着陆，我国首次载人航天飞行取得圆满成功。（1）运送飞船的火箭主要燃料是液态“偏二甲肼”。已知该化合物由C、N、O三种元素组成：C%（质量分数）为40%，H%为13.33%。相对分子质量为60。通过分析结构可以得知，该物质的分子中有一个N原子形成三个共价键，且不与氢原子直接相连。试写出该有机物的结构简式 。（2）有的火箭推进器中盛有液态肼（N2H4）和液态双氧水，当它们混合反应时，产生氮气中水蒸气，并放出大量热。这个反应除释放大量热和迅速放出大量气体外，还有一个优点是 。（3）火箭推进剂有两大类，一类是氧化剂、还原剂为不同的两种物质，另一类是氧化剂、还原剂为相同的物质，称为单组分推进剂。下列物质适合作为单组分推进剂的是 。A、汽油 B、发烟硝酸 C、硝基甲烷（4）如果宇航员想在神州五号飞船运行的飞行仓中享受烛光晚餐，点燃蜡烛后，下列各种现象中可能发生的是 。A、点燃后很快熄灭 B、火焰呈球形 C、火焰呈直形（5）为使宇航员有良好的生存环境，宇宙飞船中装有盛有NaO2颗粒的供氧装置，如用KO2（超氧化钾）代替Na2O2，能达到同样的目的。试写出KO2与CO2反应的方程式 。若从飞船携带物品宜轻便考虑，这两种物质中哪种更好？请用计算结果加以说明。解析：（1）偏二甲肼中C原子为6040%12=2，H原子为6013.33%1=8,N原子为6046.67%14=2。该有机物的分子式为C2H8N2。根据题意可 CH3知结构简式为 CH3 NNH2。（2）产物无污染。（3）硝基甲烷中的硝基是氧化性基团，甲基是还原性基团。（4）因为在失重条件下，蜡烛熔化后不能向上蒸发，产生的CO2 不能挥发，故火焰为球形，很快熄灭。（5）由反应2Na2O2+2CO2=2NaCO3+O2，4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2可知，产生3molO2所需要的Na2O2为468g、KO2为284g，质量之比为1：0.6,故选KO2答案：（1）CH3 CH3 N NH2。（2）产物无污染 （3）C （4）AB（5）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2 KO2教材习题解析与答案1、 解析：化学键的牢固程度与键长的关系是键长越短，化学键越牢固。答案：D2、 BC 3、 H2中键是两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠形成，HCl中键是由一个原了的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠形成。Cl2中键是由一个原子的p轨道和别一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠形成。4、 氯原子中只有一具未成对电子，氢原子中也有一个未成对电子，所以只能形成一对共用电子，即形成一个共价键，结合成HCl分子。5、 键能KJmoL-1 键长 nm Cl2 243 0.199 Br2 193 0.228 I2 151 0.266根据数据和所学规律可知：氯气最稳定，I2 最不稳定。6、 两个氢原子的能量随着距离减小先降低后升高。当距离为0、074nm时，体系能量最低，当距离继续减小时，体系能量又升高。7、 CO2 直线型 无极性 极性共价键H2O V型 有极性 极性共价键NH3 三角锥形 有极性 极性共价键 点击STS21世纪的四大化学难题之一到了21世纪，数学界、物理学界和生物学界都相继提出了各自领域的重大难题或奋斗目标。但在化学界，一直没有人明确提出哪些是化学要解决的世纪难题。 近年来，在世界范围内出现了淡化化学的思潮。那么化学界果真提不出重大难题吗？有人对这一问题，提出21世纪的四大化学难题供大家一起探讨。 如何建立精确有效而又普遍适用的化学反应的含时多体量子理论和统计理论？ 化学是研究化学变化的科学，所以化学反应理论和定律是化学的第一根本规律。应该说，目前的一些理论方法对描述复杂化学体系还有困难。 如何确立结构和性能的定量关系？ 就是21世纪的四大难题之一。 这里“结构”和“性能”是广义的，前者包含构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等，后者包含物理、化学和功能性质以及生物和生理活性等。这是21世纪化学的第二个重大理论难题。 要优先研究的课题有：(1)分子和分子间的非共价键的相互作用的本质和规律。(2)超分子结构的类型，生成和调控的规律。(3)给体-受体作用原理。(4)进一步完善原子价和化学键理论，特别是无机化学中的共价问题。(5)生物大分子的一级结构如何决定高级结构？高级结构又如何决定生物和生理活性？(6)分子自由基的稳定性和结构的关系。(7)掺杂晶体的结构和性能的关系。(8)各种维数的空腔结构和复杂分子体系的构筑原理和规律。(9)如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料？(10)如何使宏观材料达到微观化学键的强度？例如“金属胡须”的抗拉强度比通常的金属丝大一个量级，但还远未达到金属-金属键的强度，所以增加金属材料强度的潜力是很大的。以上各方面是化学的第二根本问题，其迫切性可能比第一问题更大，因为它是解决分子设计和实用问题的关键。