人教版高中化學(xué)選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 歸納與整理-“江南聯(lián)賽”一等獎

歸納與整理第一頁，共三十六頁?？季V要求1.了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義。2.能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。3.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。4.能用價(jià)層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或

離子的立體構(gòu)型。5.了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。6.了解氫鍵的含義，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)

性質(zhì)的影響。第二頁，共三十六頁?？键c(diǎn)一共價(jià)鍵第三頁，共三十六頁。1.本質(zhì)在原子之間形成

(電子云的重疊)。2.特征具有

和

。共用電子對飽和性方向性分類類型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式

鍵電子云“

”重疊

鍵電子云“

”重疊形成共價(jià)鍵的電子對是否偏移

鍵共用電子對

偏移

鍵共用電子對

偏移原子間共用電子對的數(shù)目

鍵原子間有

共用電子對

鍵原子間有

共用電子對

鍵原子間有

共用電子對σπ極性非極性單雙三頭碰頭肩并肩發(fā)生不發(fā)生一對兩對三對第四頁，共三十六頁。特別提醒(1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時(shí)，才能形成共用電子對，形成共價(jià)鍵，當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(一般大于1.7)時(shí)，不會形成共用電子對，而形成離子鍵。(2)同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為極性鍵。(3)通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目；判斷成鍵方式時(shí)，需掌握：共價(jià)單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，三鍵中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。第五頁，共三十六頁。1.在下列物質(zhì)中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是___；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是_____；只存在極性鍵的分子是_______(填序號，下同)。(2)只存在單鍵的分子是_______，存在三鍵的分子是____，只存在雙鍵的分子是___，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是___。(3)只存在σ鍵的分子是_______，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是______。(4)不存在化學(xué)鍵的是___。(5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是____；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是__。②⑤⑩①③⑨①③⑤②⑨⑩①③⑤②⑨⑩⑧⑥⑦④第六頁，共三十六頁。4.鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響①鍵能越

，鍵長越

，分子越穩(wěn)定。鍵參數(shù)

：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距

：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角

：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量鍵能鍵長鍵角大短②鍵長分子的________

鍵能分子的性質(zhì)鍵角分子的______決定決定決定穩(wěn)定性立體構(gòu)型第七頁，共三十六頁。

2.下列說法中正確的是A.分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B.共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長、鍵角均相等D.H2O分子中的共價(jià)鍵比HF分子中的共價(jià)鍵牢固第八頁，共三十六頁。5.等電子原理

相同，

相同的分子具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，它們的許多性質(zhì)

，如CO和

。常見的等電子體原子總數(shù)價(jià)電子總數(shù)相似N2微粒通式價(jià)電子總數(shù)立體構(gòu)型

AX216e－直線形AX324e－平面三角形AX218e－V形AX432e－正四面體形AX326e－三角錐形CO、N2AX10e－直線形CH4、

AX48e－正四面體形第九頁，共三十六頁?？键c(diǎn)二分子的立體構(gòu)型第十頁，共三十六頁。1.價(jià)層電子對互斥理論（難點(diǎn)）(1)價(jià)層電子對在球面上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。(2)孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實(shí)例鍵角220直線形______

_____

____

330三角形____________

____

_____

21____

_____

_____

440正四面體形__________

____

_________31________

____

_____

22____

____

______

直線形平面正三角形V形正四面體形三角錐形V形BeCl2BF3SnBr2CH4NH3H2O180°120°105°109°28′107°105°第十一頁，共三十六頁。用價(jià)層電子對互斥理論推測分子或離子立體構(gòu)型的思維程序用價(jià)層電子對互斥理論推測簡單分子(ABn型)、離子(型)立體構(gòu)型的方法解題思路——確定價(jià)層電子對數(shù)價(jià)層電子對立體構(gòu)型均分空間價(jià)層電子對盡可能遠(yuǎn)離確定孤電子對數(shù)孤電子對的排斥作用較強(qiáng)變形后的立體構(gòu)型孤電子對與成鍵電子對盡可能遠(yuǎn)離去掉孤電子對所占空間分子(離子)的立體構(gòu)型第十二頁，共三十六頁。(1)σ鍵的電子對數(shù)的確定由分子式確定σ鍵電子對數(shù)。例如，H2O中的中心原子為O，O有2對σ鍵電子對；NH3中的中心原子為N，N有3對σ鍵電子對。(2)中心原子上的孤電子對數(shù)的確定中心原子上的孤電子對數(shù)＝

(a－xb)。式中a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，對于主族元素來說，價(jià)電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)；x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8－該原子的價(jià)電子數(shù)”。例如，SO2的中心原子為S，S的價(jià)電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6)，則a＝6；與中心原子S結(jié)合的O的個(gè)數(shù)為2，則x＝2；與中心原子結(jié)合的O最多能接受的電子數(shù)為2，則b＝2。所以，SO2中的中心原子S上的孤電子對數(shù)＝×(6－2×2)＝1。第十三頁，共三十六頁。

3.下列離子的VSEPR模型與離子的空間立體構(gòu)型一致的是4.BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為___________，NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為________。平面三角形三角錐形第十四頁，共三十六頁。2.雜化軌道理論（難點(diǎn)）當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子的價(jià)電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。sp3雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

,呈

形，如

。sp雜化sp2雜化sp3雜化sp雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

形，如

。

sp2雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

，如

。

1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道180°直線H—C≡C—H1個(gè)s軌道2個(gè)p軌道120°平面三角形HCHO1個(gè)s軌道3個(gè)p軌道109°28′正四面體CH4第十五頁，共三十六頁。

5.下列分子所含原子中，既有sp3雜化，又有sp2雜化的是A.乙醛

B.丙烯腈C.甲醛

D.丙炔第十六頁，共三十六頁。3.配位鍵(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。(2)配位鍵①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供

，另一方提供

形成共價(jià)鍵。②配位鍵的表示：常用“

”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如

可表示為[

]＋，在

中，雖然有一個(gè)N—H鍵形成過程與其他3個(gè)N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。孤電子對空軌道―→第十七頁，共三十六頁。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。中心原子提供空軌道配位原子(提供孤電子對)配體內(nèi)界外界配位數(shù)[Cu(NH3)4]SO4第十八頁，共三十六頁。6.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中，與Cu2＋形成配位鍵的原子是__(填元素符號)。7.K3[Fe(C2O4)3]中化學(xué)鍵的類型有_______________________。8.丁二酮肟鎳是一種鮮紅色沉淀，可用來檢驗(yàn)Ni2＋，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。該結(jié)構(gòu)中C原子的雜化方式是_______，分子內(nèi)微粒之間存在的作用力有____(填字母)。a.離子鍵 b.共價(jià)鍵

c.配位鍵 d.氫鍵N離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵sp2、sp3

bcd第十九頁，共三十六頁?？键c(diǎn)三分子間作用力與分子的性質(zhì)第二十頁，共三十六頁。范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較

范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力，又稱分子間作用力已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力原子間通過共用電子對所形成的相互作用分類

分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵第二十一頁，共三十六頁。存在范圍分子間某些含強(qiáng)極性鍵氫化物的分子間(如HF、H2O、NH3)或含F(xiàn)、N、O及H的化合物中或其分子間雙原子或多原子的分子或共價(jià)化合物和某些離子化合物強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力

對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)；②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如熔、沸點(diǎn)F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點(diǎn)：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影響分子的穩(wěn)定性；②共價(jià)鍵鍵能越大，分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)第二十二頁，共三十六頁。9.下列事實(shí)均與氫鍵的形成有關(guān)，試分析其中氫鍵的類型。①冰的硬度比一般的分子晶體的大；②甘油的粘度大；③鄰硝基苯酚20℃時(shí)在水中的溶解度是對硝基苯酚的0.39倍；④鄰羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的15.9倍，對羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的0.44倍；⑤氨氣極易溶于水；⑥氟化氫的熔點(diǎn)高于氯化氫。屬于分子間氫鍵的是________；屬于分子內(nèi)氫鍵的是_____。①②⑤⑥③④第二十三頁，共三十六頁。2.分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負(fù)電中心____的分子正電中心和負(fù)電中心______的分子存在的共價(jià)鍵________________________________

分子內(nèi)原子排列____

_______

重合不重合非極性鍵或極性鍵對稱不對稱非極性鍵或極性鍵第二十四頁，共三十六頁。思維建模分子極性判斷的思維程序和兩種思維模型(1)思維程序第二十五頁，共三十六頁。(2)思維模型①根據(jù)鍵的類型及分子的立體構(gòu)型判斷非極性分子、極性分子的判斷，首先看鍵是否有極性，然后再看各鍵的空間排列狀況。鍵無極性，分子必?zé)o極性(O3除外)；鍵有極性，各鍵空間排列對稱，使鍵的極性相互抵消，分子無極性；鍵有極性，各鍵空間排列不對稱，不能使鍵的極性相互抵消，分子有極性。第二十六頁，共三十六頁。②根據(jù)中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵，此分子一般為非極性分子；分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵，此分子一般為極性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵，它們都是非極性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵，它們都是極性分子。第二十七頁，共三十六頁。10.①H2O2分子的電子式是_______________，結(jié)構(gòu)式是_____________。②H2O2分子是含有_____鍵和________鍵的______(填“極性”或“非極性”)分子。H—O—O—H極性非極性極性第二十八頁，共三十六頁?？寄芴嵘骄扛呖济鞔_考向第二十九頁，共三十六頁。[2018·全國卷Ⅰ，35(3)]LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是______、中心原子的雜化形式為______。LiAlH4中，存在_____（填標(biāo)號）。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵[2017·全國卷Ⅰ，35(3)]X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在離子。離子的幾何構(gòu)型為_____________，中心原子的雜化形式為________________。

正四面體

sp3

ABV形sp3第三十頁，共三十六頁。1.[2016·全國卷Ⅰ，37(2)(3)(5)]鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________。Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p--p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵第三十一頁，共三十六頁。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因：___________________________________________________________________________________________________________。GeCl4、GeBr4、GeI4