高中化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)導(dǎo)學(xué)案

高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

）非金屬單質(zhì)分子中（稀有氣體除外）存在共價(jià)鍵，如。2、F2、H2、Go等。

班級姓名第______小組小組評價(jià)教師評價(jià)（2

（3）部分離子化合物中存在共價(jià)犍，，一死、

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

的NHJ中存在共價(jià)鍵，NmOa的02Z一中存在共價(jià)鍵等。

第一節(jié)共價(jià)鍵（1）

分類

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】6.

1.了解共價(jià)鍵的成因及。鍵和H鍵的形成。類型特點(diǎn)分類依據(jù)

2.掌握用電子式表示共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)和形成過程。。鍵電子云“頭碰頭”重疊原子軌道的重疊方式

【基礎(chǔ)知識】n鍵電子云“肩并肩”重疊

一.共價(jià)鍵極性鍵共用電子對發(fā)生偏移電子對是否偏移

1.概念非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移

原子間通過共用電子對所形成的相互作用。單鍵有一個(gè)共用電子對共用電子對數(shù)目

2.成鍵的粒子雙鍵有兩個(gè)共用電子對

原子，一般為非金屬原子（相同或不相同）或金屬原子與非金屬原子。三鍵有三個(gè)共用電子對

3.鍵的本質(zhì)7.共價(jià)鍵特征

原子間通過共用電子對（即電子云重疊）產(chǎn)生的強(qiáng)烈作用。

（1）飽和性：每個(gè)原子中的一個(gè)未成對電子與另一個(gè)原子中的一個(gè)未成對電子成鍵后，一般不能

【拓展】共價(jià)鍵的形成原因：①成鍵原子相互靠近，自旋方向相反的兩個(gè)電子形成共用電子對（發(fā)再與其他原子的未成對電子成鍵。

生電子云重疊），且各原子最外層電子數(shù)目一般能達(dá)到飽和（通常為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)），由不穩(wěn)定變共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系，每個(gè)原子所能形成的共價(jià)鍵總數(shù)

穩(wěn)定：②兩原子核都吸引共用電子對，使之處于平衡狀態(tài)；③原子通過共用電子對形成共價(jià)鍵后，或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的。

體系總能量降低。如氯原子核外只有1個(gè)未成對電子，兩個(gè)氯原子之間可以形成且只能形成一個(gè)共價(jià)鍵，因而氯氣的

4.鍵的形成條件化學(xué)式為而不是Cl3o

非金屬元素的原子之間形成共價(jià)健，大多數(shù)電負(fù)性之差小于1.7的金屬與非金屬原子之間形成共價(jià)鍵。（2）方向性：形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊得越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價(jià)

鍵就越牢固。因此共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成。

【注意】AI原子與F原子變?yōu)锳」'和F后形成離子鍵，AI原子與CI原子之間則形成共價(jià)健。共價(jià)鍵的方向性決定著分子的空間構(gòu)型。如HK）為角形（V形），C02為直線形，NH3為三角錐形。

5.共價(jià)鍵的存在

（1）共價(jià)化合物中一定存在共價(jià)鍵，如S02、CCh、CH,、HQ2、CS2、H2s等。

高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

二.單鍵、雙鍵和三鍵2.n鍵

1.單鍵（1）概念

兩個(gè)成鍵原子間發(fā)生原子軌道的重疊形成1對共用原子，這樣的共價(jià)犍稱為單鍵，如H-O-H.H-O-CI將原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵稱為n鍵，

等。見課木P29圖2-3o

2.雙鍵（2）特征

兩個(gè)成鍵原子間發(fā)生原子軌道的重疊形成兩對共用原子，這樣的共價(jià)鍵稱為雙鍵，如CH2=CH2、O=C=O每個(gè)n鍵的電子云由兩塊形成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子

等。核的平面作為鏡面，它們互為鏡像，滿足鏡面對稱；由于形成n鍵時(shí)電子云重疊程度比形成。鍵

3.三鍵時(shí)小，故又鍵沒有。鍵牢固，比較容易斷裂；口鍵不可以旋轉(zhuǎn)。

兩個(gè)成健原子間發(fā)生原子軌道的重疊形成3對共用原子，這樣的共價(jià)鍵稱為三鍵，如CHs-C-CH、【說明】兩個(gè)S電子的原子軌道不能形成貝健，只能形成。鍵。

N=N、H-C三N等。

3.。鍵和五鍵的存在規(guī)律及對分子性質(zhì)的影響（1）存在規(guī)律①兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)，其

三.o鍵和n鍵

電子云（或原子軌道）盡可能最大程度重疊，故兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)應(yīng)先形成。鍵，然后才能

1.。鍵

形成JT鍵。

（1）概念

將原子軌道沿鍵軸（兩原子核的連線）方向以“頭碰頭”方式相互重疊，導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概②。鍵和鍵的存在規(guī)律：單健為。鍵，雙鍵中含有1個(gè)。鍵和1個(gè)K鍵，三鍵中含有1個(gè)

率增大而形成的共價(jià)鍵為。鍵。。鍵的特點(diǎn)是軌道的重疊部分呈圓柱形沿鍵軸呈軸對稱分布。。健和2個(gè)n鍵。即多原子分子中一定有。鍵，可能有n鍵（稀有氣體分子中沒有共價(jià)鍵）°

（2）分類：可分為S-S0鍵、s-p0鍵、p-pa鍵。（2）對分子性質(zhì)的影響

①S-S0鍵：兩個(gè)成犍原子均提供S原子軌道形成的共價(jià)鍵。如H2中的。鍵即為S-S。鍵，見課。鍵的牢固程度較大，n鍵不如。鍵牢固，比較容易斷裂。因此含有n犍的化合物與只含有0

本P28圖2-1°鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同，通常含口鍵物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)更活潑。如乙烯的化學(xué)性質(zhì)比乙烷更活

②p?p0鍵：以CI2中p-po鍵為例，兩個(gè)氯原子（成鍵原子）分別提供1個(gè)未成對電子的3P軌道潑。

【注意】N的分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，其分子中的無鍵很難破壞（斷裂）。N分子中的無鍵比。鍵穩(wěn)

以“頭碰頭”的方式重疊所形成的共價(jià)鍵。見課本P29圖2?2o22

③S-po鍵：以HCIs-po鍵為例，氫原子提供的未成對電子的1S原子軌道和氯原子提供的未成定。

對電子的3P原子軌道重登形成共價(jià)鍵，見課本P29圖2-2?！具^關(guān)訓(xùn)練】

.下列物質(zhì)的分子中既有。鍵，又有鍵的是（）

（3）特征1H

①HCI②H0③N④HQ2⑤C2H4⑥C2H2

滿足軸對稱特征：形成。鍵的原子軌道重登程度比較大，。鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性；。鍵可以旋轉(zhuǎn)。22

A.①②③B.????C.①③⑥D(zhuǎn).③?@

高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

’2.下列常見分子中~~。鍵、兀鍵判斷正確的是()

A.CN-與N2結(jié)構(gòu)相似，CH=CHCN分子中。鍵與五鍵數(shù)目之比為1:1

2

B.CO與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子中。鍵與n犍數(shù)目之比為2:1

c.C202.……2,中含有五鍵數(shù)目為2N

222A

D.已知反應(yīng)NO(l)+2NH(I)=3N(g)+4H0(1),若該反應(yīng)中有4molN-H鍵斷裂，則形成的JI

242422

鍵數(shù)目為6NA

3.下列說法中不正確的是()

A.一般。鍵比丸鍵重登程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)

B.兩個(gè)原子之間形成共價(jià)跳時(shí)，最多有一個(gè)。鍵

C.氣體單質(zhì)中，一定有。鍵，可能有n鍵

D.N2分子中有一個(gè)。鍵，兩個(gè)丸鍵

4.下列說法正確的是()

A.只鍵是由兩個(gè)p電子“頭碰頭”重疊形成

B.。鍵是鏡面對稱，而丸鍵是軸對稱

C.乙烷分子中的鍵全為。鍵而乙烯分子中含。鍵和丸鍵

D.H2分子中含。健而CI2分子中還含n鍵

5.對。鍵的認(rèn)識不正確的是()

A.。鍵不屬于共價(jià)鍵，是另一種化學(xué)鍵

B.s-s。鍵與s-po鍵的對稱性相同

C.分子中含有共價(jià)鍵，則至少含有一個(gè)。鍵

D.含有JT鍵的化合物與只含。鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同

【問題與收獲】

15

高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

班級姓名第______小組小組評價(jià)教師評價(jià)（1）定義

第一節(jié)共價(jià)鍵（2）分子中形成共價(jià)鍵的兩原子的原子核間的平均距離。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】<2）意義

1.認(rèn)識鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念。鍵長是衡量共價(jià)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之?。鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。

2.能用鍵參數(shù)一一鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質(zhì)?！局R拓展】①鍵長的長短，常根據(jù)成鍵的原子半徑大小來判斷。如H?F、H-CI.H-Br、H-I

等氫鹵鍵，由于X的半徑從F-*I依次遞增，故氫鹵鍵越來越長，鍵能越來越小，分子越來

3.知道等電子原理，結(jié)合實(shí)例說明“等電子原理的應(yīng)用”。

【基礎(chǔ)知識】越容易分解。

四.鍵參數(shù)一鍵能、鍵長與鍵角②因成鍵時(shí)兩原子軌道發(fā)生重疊，故鍵長小于成鍵原子的原子半徑之和。

1.鍵能3.鍵角

（）定

（1）含義1

義

氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。

【注意】①應(yīng)為氣態(tài)基態(tài)原子：保證釋放的能量最低。在原子數(shù)超過兩個(gè)的分子中，兩個(gè)化學(xué)鍵之間的夾角叫作鍵角。（2）

意義

②斷裂1mol化學(xué)鍵生成氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量與該鍵的鍵能數(shù)值相等。

鍵角是描述多原子分子空間結(jié)構(gòu)的重要因素之一。

（2）表示方法

多原子分子中的鍵角是一定的，表明共價(jià)鍵有方向性。鍵角和鍵長常用來描述多原子分

1

常用EAB表示，單位為kJ-mol,通常取正值。

子的空間構(gòu)型。一般來說，已知某分子中的鍵長和鍵角的數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間

如H-H鍵的鍵能為EH.H=436kJ-mol「

構(gòu)型。

（3）鍵能的意義

例如：水分子中兩個(gè)O-H鍵之間的夾角是105°,這就決定了水分子是V形結(jié)構(gòu)；Cd分

①表示共價(jià)鍵的強(qiáng)弱。原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊程度越大，體系能量下降越

子的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,它的鍵角為180°,所以Cd分子是直線形分子。

多，釋放能量越多，形成的共價(jià)鍵鍵能越大，形成的共價(jià)犍越牢固。

五.等電子原理

②判斷分子的穩(wěn)定性。一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，其共價(jià)鍵的犍長越短，共價(jià)鍵的鍵

1.等電子原理

能越大，分子越穩(wěn)定。

（4）與化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)的關(guān)系原子總數(shù)相同、價(jià)電子數(shù)總數(shù)也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。

H=反應(yīng)物的鍵能總和一生成物的鍵能總和

2.犍長

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高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

2.等電子體

3.等電子體的判斷和應(yīng)用

滿足等電子原理的分子互稱為等電子體。（1）判斷方法

（1）如CO分子和N2分子具有相同的原子總數(shù)，相同的價(jià)電子數(shù)，是等電子體，其性質(zhì)對比原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)也相同的分子為等電子體。

如下表（2）應(yīng)用

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，并

分子N2CO

原子數(shù)22應(yīng)用于制造新材料。

分子的價(jià)電子總數(shù)1010【過關(guān)訓(xùn)練）

化學(xué)鍵2個(gè)打鍵、1個(gè)。鍵2個(gè)n健、1個(gè)。鍵1.能用鍵能大小解釋的是（）

A.N的化學(xué)性質(zhì)比。穩(wěn)定得多B.常溫常壓下，溟呈液態(tài)，碘呈固態(tài)

分子解離能/kJ-mol-1946107522

分子構(gòu)型直線直線C.稀有氣體一般很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.硝酸易揮發(fā)而磷酸難揮發(fā)

沸點(diǎn)/K77822.根據(jù)等電子體原理判斷，下列說法中錯(cuò)誤的是()

分子中所有原子均在同一平面上分子中存在雙鏈，可發(fā)生加成反應(yīng)

熔點(diǎn)/K6368A.B3N3H6B.B3N3H6

C.HQ和N口是等電子體，均為..用推形D.CH4和加是等電子體,均為正四面體形

在水中的溶解度（室溫）2.3mL1.6mL34

3.與NO-互為等電子體的是（）

（2）其他3

①硅和錯(cuò)是良好的半導(dǎo)體材料，等電子體磷化鋁（AIP）和神化像（GaAs）也是良好的半導(dǎo)A.SOaB.BF3C.CH4D.NO2

下列說法中，錯(cuò)誤的是（）

體材料。4.

②SiCI,、S。產(chǎn)、Sd2的原子數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)都相等，它們互為等電子體，中心原子都是A.鍵氏越長，化學(xué)鍵越牢固

sp3雜化，都形成正四面體立體構(gòu)型。B.成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價(jià)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

【拓展】①互為等電子體的物質(zhì)可以是分子和分子、分子和離子、離子和離子。C

原子間通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵

②等電子體具有相同的化學(xué)鍵類型和分子構(gòu)型，物理性質(zhì)相似，但其化學(xué)性質(zhì)差別較大。D.

【問題與收獲】

③等電子體的價(jià)電子數(shù)可以由其電子式或構(gòu)成微粒的原子的價(jià)電子數(shù)來判斷：電子式中的

鍵合電子數(shù)和孤電子對數(shù)的二倍之和即為價(jià)電子總數(shù)；分子中組成原子的價(jià)電子數(shù)之和或

離子中各原子的價(jià)電子數(shù)之和與離子所帶電荷相加（或相減）即得價(jià)電子總數(shù)。如NO?-的價(jià)

電子總數(shù)為5+6X2+1=180

高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

該原子的價(jià)電子數(shù)”）

班級姓名第______小組小組評價(jià)教師評價(jià)

第二節(jié)分子的立體構(gòu)型（1）對于陰（陽）離子來說，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加上（或減去）離子的電荷數(shù),x和b的計(jì)算方

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】法不變。

③中心原子的價(jià)層電子對數(shù)=。鍵電子對數(shù)+L（a-xb）

1.知道常見分子的立體結(jié)構(gòu)。

2

2.r解價(jià)層電子對互斥模型、并能根據(jù)該理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型。

二.價(jià)層電子對互斥模型

【基礎(chǔ)知識】

1.價(jià)層電子對互斥模型的概述

一.價(jià)層電子對互斥理論

該理論模型認(rèn)為，在一個(gè)共價(jià)分子或離子中，中心原子A周圍所配置的B原子的幾何構(gòu)型，主要取

1.形形色色的分子決于中心原子的價(jià)電子層中各電子對間的相互排斥作用。

（1）三原子分子

這些電子對在中心原子周圍按盡可能互相遠(yuǎn)離的位置排布，以使彼此間的排斥力最小。這就是價(jià)層

三原子分子的立體構(gòu)型有直線形（如C02分子）和V形（如H2o分子）兩種。（2）電子對互斥模型。

四原子分子

2.分子立體構(gòu)型的確定

大多數(shù)四原子分子采取平面三角形（如CHaO分子）和三角錐形（如NH分子）兩種立體構(gòu)型。（3）

3依據(jù)價(jià)層電子對互斥模型，判斷分子中中心原子的孤電子對數(shù)，再利用中心原子的成鍵電子對數(shù),

五原子分子

兩者結(jié)合，就可以確定分子較穩(wěn)定的立體構(gòu)型。舉例說明如下表：

五原子分子的可能立體構(gòu)型更多，最常見的是正四面體形（如CH4分子）。

中心原子的孤電子成鍵電子孤電子價(jià)層電子對的理分子立體構(gòu)型名分子立體結(jié)構(gòu)

2.價(jià)層電子對互斥理論對數(shù)與成鍵電子對對數(shù)對數(shù)想幾何構(gòu)型稱的實(shí)例

（1）理論要點(diǎn)

數(shù)之和

價(jià)層電子對互斥理論認(rèn)為，分子的立體構(gòu)型是“價(jià)層電子對”相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對是指分

220直線形直線形co2

子中的中心原子上的電子對，包括。鍵電子對和中心原子上的孤電子對。330平面三角形平面正三角形BF、BCI

33

（2）價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算

21平面三角形V形S02

①。鍵電子對數(shù)由分子式確定：分子中有n個(gè)。鍵，就有n對。鍵電子對。

40四面體形正四面體形CFL、CCI4

②中心原子上的孤電子對數(shù)由公式確定：

43

中心原子上的孤電子對=!（a-xb）o一-缶/IJWtK1U

22四面體形V形H2O

2

（式中：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，對主族元素來講，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-

高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

【過關(guān)訓(xùn)練］

1.下列分子中心原子的價(jià)層電子對數(shù)是3的是（）

A.H2。B.BF3C.CH4D.NH3

2.下列分子的中心原子，帶有一對孤對電子的是()

A.PCIB.BeCIC.CHD.H0

3242

3.下列分子的結(jié)構(gòu)中，原子的最外層電子不都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是（）

A.CO2B.PCI3C.CCI4D.NO2

4.下列物質(zhì)中，分子的立體構(gòu)型與水分子相似的是()

A.COB.HSC.PCID.SiCI

2234

5.下列分子的VSEPR模型與分子立體結(jié)構(gòu)模型一致的是()

A.NHB.CCIC.H0D.HS

3422

6.用價(jià)層電子對互斥模型推測下列分子的空間構(gòu)型：

(1)HS(2)NH(3)BF(4)CHCI(5)SiF

22334

答案

(1)H2s為V形

（2）N。為V形

（3）BF3為平面正三角形

（4）CHCk為四而體

（5）SiF’為正四面體

【問題與收獲】

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高二化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

班級姓名第小組小組評價(jià)教師評價(jià)【規(guī)律】①原子軌道發(fā)生雜化后，雜化軌道的形狀和空間伸展方向均發(fā)生了變化。

J-----------?-----------------也---？-----------i----------------?

第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)（2）②在形成分子時(shí)，雜化軌道只能用于形成。鍵或容納未參與成犍的孤電子對。

3.雜化軌道類型

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

因?yàn)殡s化軌道只能用于形成?鍵或者用來容納孤電子對，而兩個(gè)原子之間只能形成一個(gè)。鍵，故有

1.認(rèn)識雜化軌道理論的要點(diǎn)。

下列關(guān)系：雜化軌道數(shù)=中心原子孤電子對數(shù)十中心原子結(jié)合的原子數(shù)，再由雜化軌道數(shù)判斷雜化類

2.進(jìn)一步了解有機(jī)化合物中碳的成鍵特征。

型。

3.能根據(jù)雜化軌道理論判斷荷單分子或離子的構(gòu)型。

（1）sp雜化：由1個(gè)ns軌道和1個(gè)np軌道雜化得到2個(gè)夾角為180°的直線形雜化軌道。例如

【基礎(chǔ)知識】CO中的碳原子、HC三N中的碳原子、BeF中的被原子等均采

取sp雜化。

三.雜化軌道2