選修三第二章分子結構與性質(zhì)

1、第二章 分子結構與性質(zhì) 第一節(jié) 共價鍵 第1課時 共價鍵（學案）學習要求：了解共價鍵的本質(zhì)、共價鍵的類型，鍵和鍵的成鍵特征，學會判斷分子中共價鍵的類型一、共價鍵1、定義：原子間通過共用電子對形成的化學鍵2. 價鍵理論鍵鍵的形成過程s-s鍵的形成：成鍵原子的s電子“頭碰頭”重疊形成s-p鍵的形成：成鍵原子的s電子與p電子“頭碰頭”重疊形成s軌道 px軌道未成對電子的原子軌道相互靠攏 原子軌道相互重疊 形成共價鍵p-p鍵的形成：成鍵原子的p電子與p電子“頭碰頭”重疊形成 px px 未成對電子的原子軌道相互靠攏 原子軌道相互重疊 形成共價鍵鍵的特征：鍵1 鍵的形成：兩個原子的p軌道以“肩并肩”重疊

2、鍵的特征：知識框架： 離子鍵 本質(zhì)：原子之間形成共用電子對（或電子云重疊） 特征：具有方向性和飽和性化學鍵 鍵電子云呈軸對稱（如s-s鍵、s-p鍵、p-p鍵） 成鍵方式 鍵電子云分布的界面關于通過鍵軸的一個平面對稱（如p-p鍵）共價鍵 共價單鍵一定是鍵 規(guī)律 共價三鍵1個鍵、2個鍵 共價雙鍵1個鍵、1個鍵 1.共價鍵類型與化學性質(zhì)的關系（1）鍵：在形成鍵時，原子軌道發(fā)生了最大程度的重疊，鍵能大，穩(wěn)定性好，且鍵的兩成鍵原子繞著鍵軸可以任意相對旋轉而鍵不被破壞。因此，鍵強度大，不易斷裂。（2）鍵：是原子軌道沿著鍵軸”肩并肩”重疊形成的。鍵重疊程度較小，其鍵能低于鍵，穩(wěn)定性較差；類外，形成鍵的兩原子

3、不能相對自由旋轉，否則鍵將被破壞。因此，鍵的穩(wěn)定性低于鍵，鍵的電子活動性較高，含有鍵的物質(zhì)化學性質(zhì)活潑，容易發(fā)生化學反應。例如，乙烯比乙烷活潑?！?】下列說法中不正確的是： （ ）A、鍵比鍵重疊程度大，形成的共價鍵強 B、兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個鍵C、氣體單質(zhì)中，一定有鍵，可能有鍵 D、N2分子中有一個鍵，2個鍵1下列關于化學鍵的說法不正確的是（ ） A化學鍵是一種作用力 B化學鍵可以是原子間作用力，也可以是離子間作用力 C化學鍵存在于分子內(nèi)部 D化學鍵存在于分子之間2對鍵的認識不正確的是（ ） A鍵不屬于共價鍵，是另一種化學鍵 BS-S鍵與S-P鍵的對稱性相同 C分子中含有共價鍵

4、，則至少含有一個鍵 D含有鍵的化合物與只含鍵的化合物的化學性質(zhì)不同3下列物質(zhì)中，屬于共價化合物的是（ ） AI2 BBaCl2 CH2SO4 DNaOH4下列化合物中，屬于離子化合物的是（ ） AKNO3 BBeCl2 CKO2 DH2O25寫出下列物質(zhì)的電子式。H2、N2、HCl、H2O1 D 22共價鍵的三個鍵參數(shù) 概念意義鍵長分子中兩個成鍵原子核間距離（米）鍵長越短，化學鍵越強，形成的分子越穩(wěn)定鍵能對于氣態(tài)雙原子分子AB，拆開1molA-B鍵所需的能量鍵能越大，化學鍵越強，越牢固，形成的分子越穩(wěn)定鍵角鍵與鍵之間的夾角鍵角決定分子空間構型 鍵長、鍵能決定共價鍵的強弱和分子的穩(wěn)定性：原子半徑

5、越小，鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。例如HF、HCl、HBr、HI分子中：X原子半徑：FClBrI H-X鍵鍵長：H-FH-ClH-BrHClHBrHI H-X分子穩(wěn)定性：HFHClHBrHI3、鍵角決定分子空間構型，應注意掌握以下分子的鍵角和空間構型：分子空間構型鍵角實 例正四面體10928CH4、CCl4、(NH4+)60白磷：P4平面型120苯、乙烯、SO3、BF3等三角錐型10718NH3折線型10430H2O直線型180CO2、CS2、CHCH下列分子中，兩核間距最大，鍵能最小的是（） 2 Br Cl I2下列說法中，錯誤的是（）鍵長越長，化學鍵越牢固 成鍵原子間原子軌道重疊越多，

6、共價鍵越牢固對雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩(wěn)定原子間通過共用電子對所形成的化學鍵叫共價鍵能夠用鍵能解釋的是（） 氮氣的化學性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定 常溫常壓下，溴呈液體，碘為固體 稀有氣體一般很難發(fā)生化學反應 硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)與NO3互為等電子體的是（） SO3 BF3 CH3 NO2根據(jù)等電子原理，下列分子或離子與有相似結構的是（）ll由表可知的鍵能為436KJ/mol它所表示的意義是如果要使mol分解為mol原子，你認為是吸收能量還是放出能量？能量數(shù)值當兩個原子形成共價鍵時，原子軌道重疊的程度越大，共價鍵的鍵能，兩原子核間的平均距離鍵長7根據(jù)課本中有關鍵能的數(shù)據(jù)，計算下列反應中的

7、能量變化： （1）N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）；H= （2）2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；H= 每mol氣態(tài)原子形成mol釋放出k能量吸收能量k越大越短 7-90.8KJ/mol -481.9 KJ/mol第二章 第二節(jié)分子的立體構型二、價層電子對互斥模型1.理論模型：分子中的價電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)，由于相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間構型。2.價電子對之間的斥力(1)電子對之間的夾角越小，排斥力越大。(2)由于成鍵電子對受兩個原子核的吸引，所以電子云比較緊縮，而孤對電子只受到中心原子的吸引，電子云比較“肥大”，對鄰近

8、電子對的斥力較大，所以電子對之間斥力大小順序如下：孤電子對孤電子對孤電子對成鍵電子成鍵電子成鍵電子(3)由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子數(shù)多，所以其斥力大小次序為三鍵雙鍵單鍵。3.價層電子對互斥模型的兩種類型價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的空間構型，而分子的空間構型指的是成鍵電子對空間構型，不包括孤對電子。(1)當中心原子無孤對電子時，兩者的構型一致；(2)當中心原子有孤對電子時，兩者的構型不一致。4.用價層電子對互斥理論推斷分子或離子的空間構型具體步驟：(1)確定中心原子A價層電子對數(shù)目 中心原子A的價電子數(shù)與配體X提供共用的電子數(shù)之和的一半，即中心原子A價層電子對數(shù)目。計算時注意：氧族

9、元素原子作為配位原子時，可認為不提供電子，但作中心原子時可認為它提供所有的6個價電子。 如果討論的是離子，則應加上或減去與離子電荷相應的電子數(shù)。如PO中P原子價層電數(shù)應加上3，而NH中N原子的價層電子數(shù)應減去1。如果價層電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)電子，可把這個單電子當作電子對看待。(2)確定價層電子對的空間構型 由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠離。價層電子對的空間構型與價層電子對數(shù)目的關系：價層電子對數(shù)目23456價層電子對構型直線形三角形四面體三角雙錐八面體(3)分子空間構型確定根據(jù)分子中成鍵電子對數(shù)和孤對電子數(shù)，可以確定相應的較穩(wěn)定的分子幾何構型。5.價電子對數(shù)計算方法對于A

10、Bm型分子(A為中心原子，B為配位原子)，分子的價電子對數(shù)可以通過下式確定：n其中，中心原子的價電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)，配位原子中鹵素原子、氫原子提供1個價電子，氧原子和硫原子按不提供價電子計算。先根據(jù)價電子對數(shù)判斷分子的VSEPR模型，再根據(jù)中心原子是否有孤對電子判斷分子的立體結構模型。練習1、下列物質(zhì)中，分子的立體結構與水分子相似的是 （ ）A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl42、下列分子的立體結構，其中屬于直線型分子的是 （ ） A.H2O B、CO2 C、C2H2 D、P43、下列分子中，各原子均處于同一平面上的是 （ ） A、NH3 B、CCl4 C、H2O

11、 D、CH2O4、下列分子的結構中，原子的最外層電子不都滿足8電子穩(wěn)定結構的是（ ） A、CO2 B、PCl3 C、CCl4 D、NO25、下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤對電子的是 （ ） A、XeO4 B、BeCl2 C、CH4 D、PCl37、為了解釋和預測分子的空間構型，科學家在歸納了許多已知的分子空間構型的基礎上，提出了一種十分簡單的理論模型價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是 ；另一類是 。BF3和NF3都是四個原子的分子，BF3的中心原子是 ，NF3的中心原子是 ；BF3分子的立體構型是平面三角形，而NF3分子的立體構型是三角錐形的原因是 。7、用價層電子對互斥

12、模型推測下列分子或離子的空間構型。 BeCl2 ；SCl2 ；SO32- ；SF6 參考答案：1、D 2、BC 3、CD 3、D 3、D 7、中心原子上的價電子都用于形成共價鍵 中心原子上有孤對電子 B N BF3分子中B原子的3個價電子都與F原子形成共價鍵，而NF3分子中N原子的3個價電子與F原子形成共價鍵，還有一對為成鍵的電子對，占據(jù)了N原子周圍的空間，參與相互排斥，形成三角錐形 7、直線形 V形 三角錐 正八面體三、雜化軌道理論的簡述1.雜化軌道理論認為：在形成分子時，通常存在激發(fā)、雜化、軌道重疊等過程。但應注意，原子軌道的雜化，只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā)生雜

13、化的。同時只有能量相近的原子軌道(如2s,2p等)才能發(fā)生雜化，而1s軌道與2p軌道由于能量相差較大，它是不能發(fā)生雜化的。2.雜化軌道成鍵時，要滿足化學鍵間最小排斥原理，鍵與鍵間排斥力大小決定于鍵的方向，即決定于雜化軌道間的夾角。由于鍵角越大化學鍵之間的排斥力越小，對sp雜化來說，當鍵角為180時，其排斥力最小，所以sp雜化軌道成鍵時分子呈直線形；對sp2雜化來說，當鍵角為120時，其排斥力最小，所以sp2雜化軌道成鍵時，分子呈平面三角形。由于雜化軌道類型不同，雜化軌道夾角也不相同，其成鍵時鍵角也就不相同，故雜化軌道的類型與分子的空間構型有關。3.雜化軌道的數(shù)目與組成雜化軌道的各原子軌道的數(shù)目

14、相等。四、ABm型雜化類型的判斷1.公式: 電子對數(shù)n(中心原子的價電子數(shù)配位原子的成鍵電子數(shù)電荷數(shù))2.根據(jù)n值判斷雜化類型一般有如下規(guī)律：當n2，sp雜化；n3，sp2雜化；n4， sp3雜化。例如：SO2n(60)3sp2雜化 NOn(51)3sp2雜化 NH3n(53)4 sp3雜化 注意 當上述公式中電荷數(shù)為正值時取“”，電荷數(shù)為負值時取“”。 當配位原子為氧原子或硫原子時，成鍵電子數(shù)為零。判斷分子或離子中心原子的雜化類型的一般方法：1.對于主族元素來說，中心原子的雜化軌道數(shù)=價層電子數(shù)=鍵電子對數(shù)（中心原子結合的電子數(shù)）+孤電子對數(shù)規(guī)律：當中心原子的價層電子對數(shù)為4時，其雜化類型為

15、SP3雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為3時，其雜化類型為SP2雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為2時，其雜化類型為SP雜化。2.通過看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵來判斷中心原子的雜化類型。規(guī)律：如果有1個三鍵或兩個雙鍵，則其中有2個鍵，用去2個P軌道，形成的是SP雜化；如果有1個雙鍵則其中必有1個鍵，用去1個P軌道，形成的是SP2雜化；如果全部是單鍵，則形成SP3雜化。1、下列分子中心原子是sp2雜化的是（ ） A PBr3 B CH4 C BF3 D H2O2、關于原子軌道的說法正確的是（ ） A 凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都是正四面體 B CH4分子中的sp3雜化軌道

16、是由4個H原子的1s 軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的 C sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s 軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道 D 凡AB3型的共價化合物，其中中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵3、用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結構，下列說法不正確的是（ ） A、C原子的四個雜化軌道的能量一樣 B、C原子的sp3雜化軌道之間夾角一樣 C、C原子的4個價電子分別占據(jù)4個sp3雜化軌道 D、C原子有1個sp3雜化軌道由孤對電子占據(jù)4、下列對sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結論正確的是（ ） A sp雜化軌道的夾角最大 B sp2雜

17、化軌道的夾角最大 C sp3雜化軌道的夾角最大 D sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角相等5、乙烯分子中含有4個CH和1個C=C雙鍵，6個原子在同一平面上。下列關于乙烯分子的成鍵情況分析正確的是（ ） A 每個C原子的2s軌道與2p軌道雜化，形成兩個sp雜化軌道 B 每個C原子的1個2s軌道與2個2p軌道雜化，形成3個sp2雜化軌道 C 每個C原子的2s軌道與3個2p軌道雜化，形成4個sp3雜化軌道 D 每個C原子的3個價電子占據(jù)3個雜化軌道，1個價電子占據(jù)1個2p軌道6、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO 4-中Cl都是以sp3雜化軌道與O原子成鍵的，試推測下列微粒的立體結構微粒C

18、lO-ClO2-ClO3-ClO4-立體結構7、根據(jù)雜化軌道理論，請預測下列分子或離子的幾何構型：CO2 ， CO32- H2S ， PH3 8、為什么H2O分子的鍵角既不是90也不是10928而是104.5？15 C C D A BD 6、直線；V型；三角錐形；正四面體7、sp雜化，直線； sp2雜化， 三角形； sp3雜化，V型； sp3雜化，三角錐形8、因為H2O分子中中心原子不是單純用2p軌道與H原子軌道成鍵，所以鍵角不是90；O原子在成鍵的同時進行了sp3雜化,用其中2個含未成對電子的雜化軌道與2個H原子的1s軌道成鍵，2個含孤對電子的雜化軌道對成鍵電子對的排斥的結果使鍵角不是109

19、28，而是104.5。五、配合物配合物理論簡介1、配位鍵：定義：成鍵的兩個原子一方提供孤對電子，一方提供空軌道而形成的共價鍵形成條件： 如：NH4+、【注意】表示方法：可用AB表示 配合物理論簡介1、配位鍵：定義：成鍵的兩個原子一方提供孤對電子，一方提供空軌道而形成的共價鍵形成條件： 如：NH4+、【注意】表示方法：可用AB表示【練習】請表示出NH4+中配位鍵的表示方法【討論】在NH3BF3中，何種元素的原子提供孤對電子，何種元素的原子接受孤對電子？寫出NH3BF3的結構式2、配位化合物：把金屬離子（或原子）與某些分子或離子（稱為配體）以配位鍵結合形成的化合物，簡稱配合物配合物種類已超過數(shù)百萬

20、；配位鍵的強度有大有小，因而有的配合物很穩(wěn)定，有的不穩(wěn)定；許多過渡元素金屬離子對多種配體具有很強的結合力，因而過渡金屬配合物遠比主族金屬的配合物多3、配合物的組成內(nèi)界配離子 外界Cu(H2O)4 SO4中心原子 配位體 配位數(shù)【講解】中心原子：也稱配位體的形成體，一般是帶正電荷的陽離子，主要是過渡金屬的陽離子，但也有中性原子。如：Ni(CO)5、Fe(CO)5中的Ni和Fe都是中性原子【現(xiàn)象】先形成藍色沉淀，后沉淀溶解，形成深藍色溶液【反應原理】Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4+Cu(OH)2 + 4NH3= Cu(NH3)42+2OH【講解】在Cu(NH3)42+里，NH3分

21、子的N原子給出孤電子對，Cu2+接受電子對，以配位鍵形成了Cu(NH3)42+：NH3 2+H3NCuNH3NH3 四氨和銅離子 （平面正方形）4.配合物的電離配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界的配體離子和分子通常不能電離。如Co(NH3)5ClCl2=Co(NH3)5Cl22Cl，有三分之一的氯不能電離。硫酸四氨合銅練習1、銨根離子中存在的化學鍵類型按離子鍵、共價鍵和配位鍵分類，應含有（ ） A、離子鍵和共價鍵 B、離子鍵和配位鍵 C、配位鍵和共價鍵 D、離子鍵2、下列屬于配合物的是（ ） A、NH4Cl B、Na2CO3.10H2O C、CuSO4. 5H2O D、Co(NH

22、3)6Cl33、下列分子或離子中，能提供孤對電子與某些金屬離子形成配位鍵的是 （ ） H2O NH3 F CN CO A、 B、 C、 D、4、配合物在許多方面有著廣泛的應用。下列敘述不正確的是 （ ） A、以Mg2+為中心的大環(huán)配合物葉綠素能催化光合作用 B、Fe2+的卟啉配合物是輸送O2的血紅素。 C、Ag（NH3）2+是化學鍍銀的有效成分。 D、向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸鋅溶液中的Cu2+。 5下列微粒：H3O+NH4+CH3COO- NH3CH4中含有配位鍵的是（ ） A、 B、 C、 D、 第2節(jié) 分子的性質(zhì)一般說來，同種原子形成的共價鍵中的電子對不發(fā)生偏移，是非極性鍵。而由不

23、同原子形成的共價鍵，電子對會發(fā)生偏移，是極性鍵。(1)由極性鍵形成的雙原子、多原子分子，其正電中心和負電中心重合，所以都是非極性分子。如：H2、N2、C60、P4。(2)含極性鍵的分子有沒有極性，必須依據(jù)分子中極性鍵的極性向量和是否等于零而定。當分子中各個鍵的極性的向量和等于零時，是非極性分子。如：CO2、BF3、CCl4。當分子中各個鍵的極性向量和不等于零時，是極性分子。如：HCl、NH3、H2O。分子共價鍵的極性分子中正負電荷中心結論舉例同核雙原子分子非極性鍵重合非極性分子H2、N2、O2異核雙原子分子極性鍵不重合極性分子CO、HF、HCl異核多原子分子分子中各鍵的向量和為零重合非極性分子

24、CO2、BF3、CH4分子中各鍵的向量和不為零不重合極性分子H2O、NH3、CH3Cl1、下列說法中不正確的是 （ ） A、共價化合物中不可能含有離子鍵 B、有共價鍵的化合物，不一定是共價化合物 C、離子化合物中可能存在共價鍵 D、原子以極性鍵結合的分子，肯定是極性分子2、以極性鍵結合的多原子分子，分子是否有極性取決于分子的空間構型。下列分子屬極性分子的是（ ） A、 H2O B、 CO2 C、 BCl3 D、 NH33、下列各分子中所有原子都滿足最外層8電子穩(wěn)定結構且共用電子對發(fā)生偏移的是（ ） A、BeCl2 B、PCl3 C、PCl5 D、N24、分子有極性分子和非極性分子之分。下列對極

25、性分子和非極性分子的認識正確的是（ ） A、只含非極性鍵的分子一定是非極性分子 B、含有極性鍵的分子一定是極性分子 C、非極性分子一定含有非極性鍵 D、極性分子一定含有極性鍵5、請指出表中分子的空間構型，判斷其中哪些屬于極性分子，哪些屬于非極性分子，并與同學討論你的判斷方法。分子空間構型分子有無極性分子空間構型分子有無極性O2HFCO2H2OBF3NH3CCl46、二氯乙烯的同分異構體有非極性分子和極性分子兩種，其中屬于極性分子的結構簡式是 ；屬于非極性分子的結構簡式是 。參考答案：1、D 2、AD 3、B 4、AD 分子空間構型分子有無極性分子空間構型分子有無極性O2直線型無極性HF直線型有極性CO2直線型無極性H2OV形有極性BF3平面