選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)電負(fù)性鍵參數(shù)等電子體分子構(gòu)型

物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)總結(jié)1定義2符號:3規(guī)定:1定義2符號:3規(guī)定:吸引電子的能A.共價鍵B.離子鍵3.下列不是元素電負(fù)性的應(yīng)用的是A.判斷一種元素是金屬還是非金屬C.判斷化學(xué)鍵的類型Al、Si、PF、C1、BrNa、K、Cs電負(fù)性為了比較元素的原子吸引電子能力的大小，美國化學(xué)家鮑林于1932年首先提出了電負(fù)性的概念。電負(fù)性是衡量元素在化合X氟原子的電負(fù)性約為4.0,以此為標(biāo)準(zhǔn)，確定其他元素的電負(fù)性。（元素的電負(fù)性是相對值，沒有單位）4意義用于表示原子在化合物中吸引電子的能力，電負(fù)性越大，表示該原子在化合物中吸引電子的能力越強(qiáng)電負(fù)性越小，表示該原子在化合物中吸引電子的能力越弱隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性由小到大，呈現(xiàn)周期性變化。同一周期從左到右，主族元素電負(fù)性逐漸增大同一主族從上到下，元素電負(fù)性逐漸減小5元素電負(fù)性應(yīng)用（1）判斷元素為金屬元素還是非金屬元素一般認(rèn)為：X>1.8非金屬元素X<1?8金屬元素注：兩者之間沒有嚴(yán)格的界限，1.8只是經(jīng)驗(yàn)判斷不是絕對的，電負(fù)性在1.8左右元素的介于金屬與非金屬之間,可做半導(dǎo)體材料。（2）判斷元素的金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱元素的電負(fù)性越大，非金屬性也越強(qiáng)，反之，元素的電負(fù)性越小，金屬性越強(qiáng)。（3）確定化學(xué)鍵的類型一般認(rèn)為，lXA-XBI>1.7時，形成的化學(xué)鍵為離子鍵。IXA-XBI<1.7時，形成的化學(xué)鍵為共價鍵。（4）判斷化合物中元素化合價的正負(fù)。若元素A、B形成的化合物中，XA>XB，則A呈負(fù)價，B呈正價博習(xí)1]TOC\o"1-5"\h\z下列哪個系列的排列順序正好是電負(fù)性減小的順序（）KNaLiB.OClHC.AsPHD.三者都是電負(fù)性差值大的元素之間形成的化學(xué)鍵主要為（）金屬鍵（）判斷化合物中元素化合價的正負(fù)判斷化合物的溶解度比較下列各組元素電負(fù)性的大小。（由小到大）AlVSiVPBrVC1VFCsVKVNaA、B、C、D四種元素，已知A元素是自然界中含量最多的元素；B元素為金屬元素，已知它的原子核外K、L層上電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和；C元素是第3周期中電負(fù)性最小的，D元素在第3周期中電負(fù)性最

大。試推斷A、B、C、D四種元素的名稱和符號。OCaNaCl寫出上述元素兩兩化合生成的離子化合物的化學(xué)式。NapCaCI2CaONa：。NaCI[練習(xí)2]下列對電負(fù)性的理解不正確的是(D)電負(fù)性是人為規(guī)定的一個相對數(shù)值，不是絕對標(biāo)準(zhǔn)元素電負(fù)性的大小反映了元素對成鍵電子引力的大小元素的電負(fù)性越大，則元素的非金屬性越強(qiáng)元素的電負(fù)性是元素固有的性質(zhì)，與原子結(jié)構(gòu)無關(guān)下列各組元素性質(zhì)的遞變情況錯誤的是()Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.P、S、C元素最高正價依次升高C.N、0、F電負(fù)性依次增大D.Na、K、Rb金屬性逐漸增強(qiáng)已知X、Y元素同周期，且電負(fù)性X>Y,下列說法錯誤的是()原子序數(shù)Y一定小于X氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY強(qiáng)于HmX最高價含氧酸的酸性：X對應(yīng)的酸性強(qiáng)于Y的X、Y形成化合物時，X顯負(fù)價，Y顯正價X和Y是原子序數(shù)大于4的短周期元素，Xm+和Yn-兩種離子的核外電子排布相同，下列說法中正確的是A.X的原子半徑比Y小B.X和Y的核電荷數(shù)之差為m-nC.電負(fù)性X>YD.原子序數(shù)Y<X元素的性質(zhì)呈現(xiàn)周期性變化的根本原因是()原子半徑呈周期性變化B.元素的化合價呈周期性變化C.電負(fù)性呈周期性變化D.元素原子的核外電子排布呈周期性變化已知元素的電負(fù)性和元素的化合價等一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負(fù)性：元素AlBBeCClFLiMgNNaOPSSi電負(fù)性1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8已知：兩成鍵元素電負(fù)性差值大于1.7時，形在離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時，形成共價鍵。根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是同周期從左到右逐漸增大,同主族逐漸減小。判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物？⑴NaF(2)AlCl3(3)NO(4)MgOBeCl2(6)CO2(7)Mg3N2(8)SiC共價化合物。離子化合物。7不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一定數(shù)值x來表示，若x越大，其原子吸引電子的能力越強(qiáng)，

(Mg)<(N)<在所形成的分子中成為負(fù)電荷一方。(Mg)<(N)<下面是某些短周期元素的x值：元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSClx值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16（1）通過分析X值變化規(guī)律，確定N、Mg的x值范圍:（2）推測x值與原子半徑的關(guān)系是；根據(jù)短周期元素的乂值變化特點(diǎn)，體現(xiàn)了元素性質(zhì)的化規(guī)律。（3）某有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式為喝乩-§-NH?，其中$—n中，你認(rèn)為共用電子對偏向誰？（寫原子名稱）。（4）經(jīng)驗(yàn)規(guī)律告訴我們：當(dāng)成鍵的兩原子相應(yīng)元素的差值（△X），當(dāng)^x>1.7時，一般為離子鍵，當(dāng)^x<1.7時，一般為共價鍵，試推斷AlBr3中化學(xué)鍵類型是。（5）預(yù)測元素周期表中，x值最小的元素位置：（放射性元素除外）。解析：題中給出第二、第三周期元素的x值（其中缺少了氮、鎂兩種元素的x值），x值與這種原子在分子中吸收電子的能力有關(guān)?？筛鶕?jù)元素性質(zhì)的周期性變化來推測鎂和氮的x值。從表中數(shù)值可看出，同周期中元素的x值隨原子半徑的減少而增大，x值的變化體現(xiàn)了元素性質(zhì)的周期變化。用x值大小可判斷共價鍵中共用電子對偏向哪一方。對于，一2由于N的x值大于S的x值，所以其中共用電子對偏向N原子。表中查不到溴的x值，可根據(jù)元素周期律來推測，氯與溴同主族，氯的x值必定比溴的x值大，而：x（Cl）-x（Al）=3.16-1.61=1.45<1.7，而溴與鋁的x值這差必定小于1.45，所以溴化鋁肯定屬于共價化物。x值越小，元素的金屬越強(qiáng)，x值最小的元素應(yīng)位于第六周期的IA主族。答案：（1）0.93<x（Mg）<1.61，2.55<x（N）<3.44。（2）同周期（同主族）中，x值大，其原子半徑越??；周期性。（3）氮原子。（4）共價鍵。（5）第六周期IA主族。二對角線規(guī)則對角線規(guī)則：元素周期中處于對角線位置的元素電負(fù)性數(shù)值相近，性質(zhì)相似。Li]B《Bj一在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的性質(zhì)有些相似，被稱為“對角線1忒、氣「規(guī)則”。查閱資料，比較鋰和鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物，鈹和鋁的氫氧化物的酸堿性以及硼和硅又十名緯抑血對用線規(guī)則的含氧酸酸性的強(qiáng)弱，說明對角線規(guī)則，并用這些元素的電負(fù)性解釋對角線規(guī)則【例題】根據(jù)周期表對角線法則，金屬Be和Al單質(zhì)及化合物性質(zhì)相似，又知A1C13的熔沸點(diǎn)低，容易升華。試回答下列問題：（1）寫出Be和氫氧化鈉反應(yīng)生成Na2BeO2的離子方程式。（2）Be（OH）2和Mg（OH）2可以用試劑鑒別，其離子方程式為。（3）BeC12是（填離子或共價）化合物，推測BeC12水溶液在常溫下的pH5（填“大于“等于”“小于”）。（4）Li和Mg根據(jù)對角線法則，性質(zhì)也相似，Li在空氣中燃燒，主要產(chǎn)物的化學(xué)式為，同時還有少量的生成。三鍵參數(shù)與等電子體（一）、鍵參數(shù)鍵能⑴定義：鍵能是指形成mol化學(xué)鍵釋放的能量。⑵鍵能與共價鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：化學(xué)鍵的鍵能越大，化學(xué)，越不容易。鍵長⑴定義：鍵長是指形成共價鍵的兩個原子之間白，因此決定化學(xué)鍵的鍵長，越小，共價鍵的鍵長越短。⑵鍵長與共價鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：共價鍵的鍵長越短，往往鍵能，這表明共價鍵，反之亦然。鍵角定義：是指，在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具性，因此鍵角決定著共價分子的（二）、等電子原理等電子原理是指相同、相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)（主要是物理性質(zhì)）是的。僅第二周期元素組成的共價分子中，為等電子體的是：、。答案：（一）、1.（1）氣態(tài)基態(tài)原子1最低⑵越穩(wěn)定被打斷或斷裂2.（1）核間距原子半徑原子半徑⑵越大越穩(wěn)定兩個共價鍵之間的夾角方向空間構(gòu)型（二）、1.原子總數(shù)價電子總數(shù)相近2.N2和COC°2和N2。［點(diǎn)撥］電負(fù)性大的雙原子分子，鍵長短的鍵能一定大嗎？提示：電負(fù)性大的雙原子分子，鍵長短的鍵能不一定大。例如，F(xiàn)2分子中F原子的半徑很小，因此其鍵長短，而兩F原子形成共價鍵時核間距離很小，排斥力很大，故其鍵能不大。因此F2的穩(wěn)定性差，性質(zhì)活潑。鍵能⑴定義：鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。⑵單位:鍵能的單位是kJ-mol-1，如H-H鍵的鍵能是436.0kJ-mol-1，表示形成1molH-H鍵釋放的最低能量為436.0kJ。⑶意義①表示共價鍵的強(qiáng)弱。原子形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，體系能量降低越多，釋放出的能量越多，形成的共價鍵的鍵能越大，意味著共價鍵越穩(wěn)定。②表示分子的穩(wěn)定性，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。例如:化學(xué)鍵H—FH—ClH—BrH—I鍵能(kJ?mol-i)568431.8366298.7說明:根據(jù)鍵能可以求出反應(yīng)熱，即曲=反應(yīng)物的鍵能總和一生成物的鍵能總和。若4HV0，說明反應(yīng)放熱，體系的能量降低；反之，說明反應(yīng)吸熱，體系的能量增加。鍵長（1）定義：鍵長是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。相同原子的共價鍵鍵長的一半稱為共價半徑。如圖所示為=2與Cl2中F-F鍵和Cl-Cl鍵的鍵長和共價半徑。⑵意義：一般來說，鍵長越短，鍵能就越大，鍵就越穩(wěn)定，分子就越牢固，受熱時就越難分解。⑶影響因素：影響共價鍵長短的因素是成鍵原子的半徑。原子半徑越小，鍵長越短。例如，H-H鍵的鍵長為0.74x10-10m，Cl-Cl鍵的鍵長為1.98x10-10m。鍵角⑴定義：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角。多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。（2）鍵角對分子性質(zhì)的影響：鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。一般來說，如果知道單個分子的鍵角和鍵長的數(shù)據(jù)，就可以確定該分子的幾何構(gòu)型（分子在空間呈現(xiàn)的幾何形狀）及其他一些性質(zhì)。

co2-直線形CHco2-直線形CH4-正四面體形圖61HiO,NH&CH#,COz分了的幾何構(gòu)型【例1】能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來解釋的是()稀有氣體一般難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定二氧化碳是一種直線形分子硝酸是揮發(fā)性的酸，而硫酸是不揮發(fā)性的酸［解析］稀有氣體是單原子分子，不存在化學(xué)鍵，難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是由于它們的價電子已形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定是由于氮分子中形成的共價鍵的鍵能(946kJ-mol-1)比氧分子中形成的共價鍵的鍵能(497.3kJ-mol-i)大，在化學(xué)反應(yīng)中難于斷裂；二氧化碳是一種直線形分子是由于其共價鍵的方向性；酸的揮發(fā)性屬于物理性質(zhì)，與化學(xué)鍵無關(guān)。［答案］B［點(diǎn)評］根據(jù)鍵能和鍵長的大小可以判斷化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，鍵角可以判斷分子的立體結(jié)構(gòu)?！纠?】已知H2的化學(xué)鍵鍵能為436kJ?mol-i，C12的化學(xué)鍵鍵能為243kJ?mol-i、HCl的化學(xué)鍵鍵能為431kJ-mo1-i，通過計算回答氫氣和氯氣生成氯化氫是吸熱還是放熱反應(yīng)？［解析］化學(xué)鍵斷裂時吸收能量、化學(xué)鍵形成時放出能量，根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成的能量大小，判斷化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。［答案］焓變與化學(xué)鍵的關(guān)系如下：AH=反應(yīng)物的鍵能總和一生成物的鍵能總和，△H=(436kJ?molT+243kJ?molT)-2x431kJ?molT=-183kJ?molT，由于AH<0所以是放熱反應(yīng)。［點(diǎn)評］掌握好化學(xué)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)焓變之間的關(guān)系，是解決此類問題的關(guān)鍵?！纠?】能說明BF3分子中的4個原子處于同一平面的理由是()A.3個B-F的鍵能相同B.3個B-F的鍵長相同C.3個B-F的鍵角均為120°D.3個B-F的鍵均為o鍵［解析］當(dāng)3個B-F的鍵角均為120°，BF3分子的4個原子處于同一個平面內(nèi)，且構(gòu)成平面三角形。其他幾個選項(xiàng)雖然能正確描述BF3分子的結(jié)構(gòu)，但無法說明其分子在空間的結(jié)構(gòu)。［答案］C［點(diǎn)評］鍵能和鍵長是共價鍵穩(wěn)定性的重要參數(shù)，鍵角是分子在空間立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，要學(xué)會根據(jù)這些參數(shù)分析判斷分子的結(jié)構(gòu)。變式探究1已知?dú)浞肿拥逆I能436kJ/mol，氧分子的鍵能493kJ/mol，氯分子的鍵能247kJ/mol，氮分子的鍵能946kJ/mol，則下列敘述正確的是()1A.N-N鍵能為3x946=315.3kJ/mol氮分子中的共價鍵比氫分子中共價鍵鍵長短氧分子中氧原子是以共價單鍵結(jié)合的氮分子比氯分子穩(wěn)定［解析］(1)N*中三鍵并不是三個一樣的鍵，所以A不正確。(2)N擊鍵能比H-H鍵能大，但由于H原子的原子半徑小，所以，N擊鍵長長，H-H鍵長短。⑶氧分子中氧原子間不是單鍵，其成鍵情況較復(fù)雜，所以C不正確。⑷鍵能越大，分子越穩(wěn)定，所以，D正確。［答案］D變式探究2下表是實(shí)驗(yàn)測得的不同物質(zhì)中O—O鍵之間的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)。^^^^—o鍵數(shù)據(jù)O21molH21molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量kJ。在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的是。A.Cl>Br>IB.I>Br>Cl222222預(yù)測1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中放熱。［解析］(1)1molH2在2molCl2中燃燒參加反應(yīng)的H2和Cl2都是1mol，生成HCl2mol。釋放出的熱量為：431kJ-mol-1X2mol-436kJ-mol-1X1mol-243kJ-mol-1X1mol=183kJ0(2)由于鍵能^Cl-Cl>^Br-Br>^I-I，故H2在Cl2中燃燒放出熱量最多，H2在I2中燃燒放出熱量最少。因原子半徑FVCl，可推測鍵能甘廣；二，故H2在F2b燃燒放出熱量更多。［答案］⑴183(2)A⑶多O2-O2O2+鍵長/1(M2m149128121112鍵能/kbmol-1xya=494b=628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律是()成鍵時，電子數(shù)越多鍵能越大鍵長越短，鍵能越大成鍵所用電子數(shù)越少，鍵能越大成鍵時電子對越偏移，鍵能越大［解析］觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這幾種不同物質(zhì)中的化學(xué)鍵都是O-O鍵，因此不存在成鍵時電子的多少問題，也不存在電子對偏移的問題。但是O2與02+比較，鍵能大的對應(yīng)的鍵長短，按此分析O22-的鍵長比O2-的鍵長長，所以鍵能應(yīng)該小。若按照此規(guī)律，鍵長由短到長的順序應(yīng)為O2+VO2VO2-VO22-，鍵能應(yīng)為b>a>y>x，與題意吻合，所以答案為B。［答案］B變式探究3下列說法中正確的是()分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定CF4、CCI4、CB「4、CI4中C—X鍵的'J鍵長、鍵角均相寺H2O分子中兩個O-H鍵的鍵角為180°［答案］B變式探究4某些化學(xué)鍵的鍵能如下表(kJ-mol-i)鍵H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br鍵能436193151243431299356［點(diǎn)撥］共價鍵強(qiáng)弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。如原子半徑：FVClVBrVI,則共價鍵的牢固程度：H-F>H-Cl>H-Br>H-I,穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI0(2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子內(nèi)舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué)鍵的生成。化學(xué)反應(yīng)過程有能量變化：反應(yīng)物和生成物中化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。⑶放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：舊鍵斷裂消耗的總能量小于新鍵形成放出的總熱量。吸熱反應(yīng)：舊鍵斷裂消耗的總能量大于新鍵形成放出的總熱量。反應(yīng)熱/H)與鍵能的關(guān)系：△H=反應(yīng)物的鍵能總和一生成物的鍵能總和注：AH<0時，為放熱反應(yīng)；叫>0時，為吸熱反應(yīng)。二等電子原理等電子原理的定義：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的，此原理稱為等電子原理。等電子體：滿足等電子原理的分子稱為等電子體。說明：可將等電子原理擴(kuò)大到離子，應(yīng)用更為廣泛。應(yīng)用等電子原理的前提是原子總數(shù)必須相同，其次是價電子總數(shù)相同。對主族元素來說，必須是最外層電子數(shù)相同而不是總電子數(shù)相同，如CO2、CS2是等電子體，而CH4和NH3不是等電子體0等電子原理的應(yīng)用利用等電子原理，針對某物質(zhì)找等電子體。等電子體的許多性質(zhì)相似、空間構(gòu)型相同，故可用來預(yù)測分子的一些性質(zhì)和空間構(gòu)型。利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料。4.常見等電子體(推廣到離子)類型實(shí)例空間結(jié)構(gòu)雙原子10電子的等電子體N2、CO、NO+、C22-、CN-直線形三原子16電子的等電子體CO2、CS2、N2O、NO2+、N3-BeCl(g)2直線形三原子18電子的等電子體NO2-、O3、SO2V形四原子24電子的等電子體NO3-、CO3IBO33-、BF3、SO3(g)平面三角形五原子32電子的等電子體叫、Cd”BF4-SO42-PO43-正四面體形七原子48電子的等電子體SF6PF6SiF62-AIF63-正八面體形【例4】1919年langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、最外層電子總數(shù)相同的分子，互稱為等