1、第二节 分子结构与性质,1了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 2了解简单配合物的成键情况。 3了解化学键和分子间作用力的区别。 4了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键物质。,1在复习必修2中“共价键极性”的基础上，进一步认识共价键的形成过程，了解共价键的本质，能用键参数来解释分子的空间结构和性质。 2能用杂化轨道理论解释分子的空间结构。 3能根据共价键的构型和分子的空间结构正确判断极性分子和非极性分子。,一、共价键 1共价键是常见化学键之一，它是指原子间通过共用电子对形成的化学键，在原子间形成_。 2判断键和键的一般规律是：共价单键是_键；而共
2、价双键中有_个键，共价三键中有_个键，其余为键。 3键参数通常包括_、_与_。 4等电子原理的概念：_相同、_相同的分子具有相似的化学键特征。,5互为等电子体的物质其_(填“物理”或“化学”，下同)性质相近，而_性质差异较大。,二、分子的立体结构 1_是用元素符号描述物质组成的式子。 2_是用短线来表示一对共用电子对的图式。 3_是省略了部分短线的结构式。 4_是在元素符号周围用小黑点表示原子最外层电子数目的式子。 5_是与元素的化学性质密切相关的最外层电子轨道上的电子。 6杂化轨道理论是一种价键理论，是_为了解释分子的立体结构提出的。,7在形成分子时，受外界条件影响，原子内部能量相近的原子轨
3、道重新组合的过程叫做_，_组合后形成的一组新的原子轨道称为_。 8一方是能够提供孤对电子的原子，另一方是能够接受孤对电子的空轨道的原子间形成的“电子对给予接受键”这种化学键叫做_。 9通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子以配位键结合形成的一类化合物称为_。,三、分子的性质 1共价键有两种：_和_。其中极性共价键指_形成的共价键，简称极性键；非极性共价键指_形成的共价键，又简称非极性键。 2分子有_分子和_分子之分。 3极性键和非极性键的判断，可归纳为：_(填“相同”或“不同”)元素原子间形成的共价键为非极性键，如AA型；_元素原子间形成的共价键为极性键，如AB型。,4氢键是除范德华力外的另
4、一种_力，它是由_原子和_原子之间的作用力。又分_和_。 5氢键和范德华力、化学键的强弱关系为_(由强到弱排列)，其中氢键_(填“属于”或“不属于”)化学键。 6通过对许多实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”规律：非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，极性溶质一般易溶于极性溶质；如果存在氢键，则溶解性_。此外，“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。,7具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互为_。手性分子指_。 答案： 一、1.共用电子对 2. 1 1 3.键能 键长 键角 4.原子总数 价电子总数 5.物理 化学 二、1化学式
5、2.结构式 3.结构简式 4.电子式 5.价电子 6.鲍林 7.杂化 杂化 杂化轨道 8.配位键 9.配合物,三、1.极性共价键 非极性共价键 不同种原子间 同种原子间 2.极性 非极性 3.相同 不同 4.分子间作用 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢 另一个分子中电负性很强的 分子内氢键 分子间氢键 5.化学键氢键范德华力 不属于 6.更大 7.手性异构体 有手性异构体的分子,1下列说法不正确的是 ( ) A键比键重叠程度大，形成的共价键强 B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键 C气体单质中，一定有键，可能有键 DN2分子中有一个键，2个键 答案：C,2(2009福建福州八中高二期末
6、)在AgNO3溶液中加入过量氨水，先有沉淀，后沉淀溶解，沉淀溶解的原因是形成了 ( ) AAgNO3 B. Ag(NH3)2 CNH3H2O DNH4NO3 答案：B,3下列说法中，错误的是 ( ) A键长越长，化学键越牢固 B成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 C对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 D原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 答案：A,4下列化学微粒的中心原子是以sp2杂化的是( ) ABCl3 BNH3 CC2H4 DBeF2 答案：AC,5与 互为等电子体的是 ( ) ASO3 BSO2 CCH4 DNO2 答案：B,6三氯化磷分子的空间构型是三角锥
7、形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，不正确的是 ( ) APCl3分子中三个共价键的键长，键角都相等 BPCl3分子中的PCl键属于极性共价键 CPCl3分子中三个共价键键能，键角均相等 DPCl3是非极性分子 答案：D,7DAN分子的两条链之间通过氢键结合。DNA分子复制前先将双链解开，则DNA分子复制将双链解开的过程可视为 ( ) A化学变化 B物理变化 C既有物理变化又有化学变化 D是一种特殊的生物变化 答案：B,8(1)向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液，下列对此现象的说法正确的是 ( ) A开始
8、滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2 B沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)42，配位数为4 C反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变 D在Cu(NH3)42中，Cu2给出孤电子对，NH3提供空轨道,(2)配合物Ag(NH3)2OH的中心原子(或离子)是_，配位体是_，配位数是_，发生电离的电离方程式为_。 解析：(1)此过程的离子方程式为：Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH。反应后溶液中不存在任何沉淀，但Cu2转化为Cu(NH3)42，所以Cu2的浓度减小，A项正确，C项错误；,在Cu(NH3)42中，
9、NH3提供孤电子对，Cu2提供空轨道，D项错误；配合离子Cu(NH3)42的配位数为4，B项正确。 (2)Ag(NH3)2OH的中心离子是Ag，配位原子是NH3分子中的N原子，配位数是2，由于配合物的内界是以配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可以完全电离，所以电离方程式为Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH。 答案：(1)AB (2)Ag NH3 2 Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH,9已知PH3与NH3结构相似，回答下列问题： (1)PH3的电子式_，结构式_。 (2)它们的几何构型为_。 (3)中心原子采取_杂化。 (4)PH3分子中的化学键_
10、(填“有”或“无”)极性，其分子为_分子(填“极性”或“非极性”)。 (5)热稳定性：PH3_NH3(填“”、“”或“”)。,解析：解答此题时应明白NH3的空间构型，根据PH3与NH3结构相似，做出回答。,10下图中A、B、C、D四条曲线分别表示第 A、 A、 A、 A族元素的氢化物的沸点，其中表示 A族元素氢化物沸点的曲线是_；表示 A族元素氢化物沸点的曲线是_；同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是_；A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是 _。,解析：第 A、 A、 A、 A族氢化物的晶体为分子晶体，其沸点的高低取决于分
11、子间作用力(氢键和范德华力)的强弱。,分子间作用力强的沸点高、分子间作用力弱的沸点低。对于第 A、 A、 A、 A族元素的氢化物存在氢键的有NH3、H2O、HF，其他氢化物不存在氢键，故同主族元素的氢化物中，NH3、H2O、HF的沸点比其他元素氢化物的沸点要高得多。除NH3、H2O、HF在同族的氢化物中沸点反常外，其他同族元素的氢化物的相对分子质量随元素原子序数的增大而增大，分子间的作用力增强，沸点升高。由常识可知，在NH3、HF、H2O中，H2O沸点最高(通常H2O为液体，HF、NH3为气体)，故A为第 A族氢化物的沸点曲线。第 A族的元素的氢化物无氢键，沸点依元素原子序数的增大而增大，无反
12、常情况，故D是第 A族元素氢化物的沸点曲线。,答案：A D 组成和结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，故沸点依次升高 分子间存在氢键,1.共价键的特征 (1)共价键的饱和性 按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。,共价键的饱和性决定了共价分子的组成。 (2)共价键的方向性 共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越
13、大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。多原子分子的键角一定，也表明了共价键具有方向性。 共价键的方向性影响着共价分子的立体结构。,2共价键的类型 (1)按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。 (2)按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。 (3)按原子轨道的重叠方式分为键、键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。,案例精析 【例1】 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
14、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 D,下列说法中正确的是 ( ) A分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 B元素周期表中的第 A族(除H外)和第 A族元素的原子间可能形成共价键 C水分子可表示为HOH，分子中键角为180 DHO键键能为463 kJmol1，即18 g H2O分解成H2和
15、O2时，消耗能量为2463 kJ 思路点拨：本题主要考查共价键的三个键参数，要理解它们的概念及相互关系，掌握它们对键强弱的影响。,解析：D项中HO键键能为463 kJmol1，指的是气态基态氢原子和氧原子形成1 mol HO键时释放的最低能量，则拆开1 mol HO键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol HO键，断开时需吸收2463 kJ的能量形成气态氢原子和氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故D项错误；Li的电负性为1.0，I的电负性为2.5，其差值为1.51.7，所以LiI以共价键成分为主，B项正确。
16、 答案：B,1.价层电子对互斥模型的两种类型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的排斥的作用对分子空间构型的影响，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。 (1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致。 (2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。 2价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子空间构型的关系,案例精析 【例2】 用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是 ( ) A直线形，三角锥形 BV形；三角锥形 C直线形；平面三角形 DV形；平面三角形 解析 在H2S中，价电子对数为4，若无孤电子对存在，则其应为正四面体构形。但中心原子S上有两
17、对孤电子对，而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间，它们相互排斥，因此H2S为V形结构。在BF3中，价电子对数为3，其中心原子B上无孤电子对，因此BF3应为平面三角形。,答案 D 点评 价层电子对互斥理论的基本要点是：分子中的价电子对由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。关键是不可忽视孤对电子对成键电子的影响。,指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。,解析：(1)PCl3中P原子为ps3杂化，与NH3、NCl3中的N原子相似，分子构型为三角锥形。(2)BCl3与BF3相似，B原子为sp2杂化，分子构型为平面三角形。(3)CS2和CO2相似，C原子为sp杂化，分子
18、构型为直线形。 答案：,1.键的极性的判断 (1)电负性差法：两原子电负性差为零，则为非极性键，两原子电负性差大于零，则为极性键。 (2)组成元素法：AA为非极性键，AB为极性键。 2分子极性的判断 (1)根据所含共价键类型及分子的空间构型判断 由非极性键形成的AA型分子一定是非极性分子，如H2。 由极性键形成的AB型分子一定是极性分子，如HCl。,由极性键形成的AB2型分子，除直线形结构BAB(如CO2)为非极性分子外，其他均为极性分子 由极性键形成的AB3型分子，除平面正三角形结构 (如BCl3)为非极性分子外，其他均为极性分子。 由极性键形成的AB4型分子，除正四面体形(如CH4)及平面
19、正四边形结构为非极性分子外，其他均为极性分子。,(2)据中心原子最外层电子是否全部成键判断 中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子，如CO2、BF3、CH4等；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子，如H2O、NH3等。,案例精析 【例3】 下列叙述中正确的是 ( ) A以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子 B以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C非极性分子只能是双原子单质分子 D非极性分子中，一定含有非极性共价键 思路点拨 本题主要考查键的极性与分子极性的关系，要求全面、准确理解二者的区别和相互关系。
20、当抽象的判断题中出现“一定”、“可能”、“不一定”、“不可能”等时，可用例证法来判断正误。,解析 A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子构型对称、正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，非极性分子也可能是某些由极性键构成的结构对称的化合物，如CH4、CO2等；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。 答案 A,下列叙述中不正确的是 ( ) A卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强 B以极性键结合的分子，一定是极性分子 C判断A2B或AB2型分子是否是极性分
21、子的依据是，具有极性键且分子构型不对称、键角小于180的非直线型结构 D非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合,解析：A：对比HF、HCl、HBr、HI分子中HX极性键强弱，卤素中非金属性越强、键的极性越强是对的。B：以极性键结合的双原子分子，一定是极性分子，但以极性键结合成的多原子分子，也可能是非极性分子。如CO2分子中，两个C=O键(极性键)是对称排列的，两键的极性互相抵消，所以CO2是非极性分子。C：A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是否是极性分子的根据是必有极性键且电荷分布不对称。CO2、CS2为直线型，键角180，电荷分布对称为非极性分子。D：多原子分子
22、，其电荷分布对称，这样的非极性分子中可以含有极性键。 答案：BD,特别提示 有氢键的物质分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。 一个氢原子只能形成一个氢键，这是氢键的饱和性。 分子内氢键基本上不影响物质的物理性质。,案例精析 【例4】 氧族元素的氢化物的沸点如下表：,下列关于氧族元素氢化物的沸点高低的分析和推断中，正确的是 ( ) A氧族元素氢化物沸点高低与范德华力的大小无关 B范德华力一定随相对分子质量的增大而减小 C水分子间存在氢键这一特殊的分子间作用力 D水分子间存在共价键，加热时较难断裂 解析 氢键是由电负性比较强的O、N、F等与H之间形成的一种介于范德华力与化学键之间
23、的一种作用力，一些物质(如H2O、HF、NH3)，由于分子间存在氢键使得它们的熔、沸点高于同系列的氢化物。 答案 C,点评 范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，它们都比化学键弱。范德华力的存在较为普遍。,下列关于范德华力的叙述中，正确的是( ) A范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键 B范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题 C任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 答案：B,【例1】 已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶
24、体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子，B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为21，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示),(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_。 (2)B的氢化物分子的空间构型是_，其中心原子采取_杂化。 (3)写出化合物AC2的电子式_；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为_。 (4)E的核外电子排布式_，ECl3形成的配合物的化
25、学式为_。 (5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应反化学方程式是_。,解析 由DC构成离子晶体可知D为金属元素，D离子化合价为2价，可能为A族Mg或Cu；C元素阴离子为2价则C处于A族；由AC2可知A呈4价可能为C或Si；由：“B、C氢化物沸点比它们相邻周期相同主族元素氢化物的沸点高”可确定C为氧元素，A就为碳元素，B为氮元素，D为镁元素，E原子序数为24，为Cr元素，形成配合物Cr(NH3)4(H2O)2Cl3。,答案 (1)CON (2)三角锥形 sp3(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1) Cr(NH3)4(H
26、2O)2Cl3 (5)4Mg10NHO3=4Mg(NO3)2NH4NO33H2O,(2008全国高考题)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种，Q的低价氧化物与X的单质分子的电子总数相等，R与Q同族，Y和Z的离子与Ar原子的电子结构相同且Y的原子序数小于Z。 (1)Q的最高价氧化物，其固态属于_晶体，俗名叫_； (2)R的氢化物分子的空间构型是_，属于_分子(填“极性”或“非极性”)；它与X形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料，其化学式是_；,(3)X的常见氢化物的空间构型是_，它的另一氢化物X2H4是火箭燃料的成分，其电子式是_； (4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是_和_；Q与
27、Y形成的分子的电子式是_，属于_分子(填“极性”或“非极性”)。,解析：由题干(3)“X2H4是火箭燃料”确定X为N(氮元素)，据Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等确定Q为C(碳元素)，由“R与Q同族”确定R为Si，据(4)和“Y与Z的离子与小于Z”确定Y为S，Z为Cl。 答案：(1)分子 干冰,(2009山东莱阳一中5月)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。,(1)T3的核外电子排布式是_。 (2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。 (3)下列有关上述元素的说法中，正确的是_(填序号)。 G单质的熔点高于J单质是因为G单质的金属键较
28、强 J比X活泼，所以J可以在溶液中置换出X 将J2M2溶于水要破坏离子键和共价键,RE3沸点高于QE4主要是因为前者相对分子质量较大 一个Q2E4分子中含有五个键和一个键,综上所述，正确的选项为。(4)EQ9R即HC9N，由题给信息可推出其结构只能为HCCCCCCCCCN。 (4)加拿大天文台在太空发现了EQ9R，已知分子中所有原子均形成8电子或2电子稳定结构，是直线形分子，不存在配位键。写出其结构式：_。 (5)G与R单质直接化合生成一种离子化合物C3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中G原子构成平面六边形，每个六边形的中心有一个R原子，层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子
29、应该是_(填G或R的元素符号)。,解析：(1)T元素位于周期表中第四周期第8纵行，应为Fe，因此Fe3的核外电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5。(2)由表可知Q、R、M分别为C、N、O三种元素，同一周期电离能从左向右，有增大的趋势，但因N原子的2p轨道为半充满状态，比O原子稳定故第一电离能比O大，因此第一电离能大小顺序为NOC。(3)同样由表中位置可确定E、G、J、X分别为H、Li、Na、Cu。Li与Na为金属晶体，金属晶体的熔沸点高低取决于金属键的强弱，因Li半径小于Na，金属键强，故其熔点高于Na；,Na的金属性尽管比Cu强，但Na不能从盐溶液中置换出Cu；Na2O2溶于水发生反应2Na2O22H2O=4NaOHO2，因此离子键和共价键均被破坏；NH3的沸点高于CH4，是因为NH3之间存在比范德华力更强的氢键的缘故；C2H4的结构为分子内单键均为键，双键中有一个键，一个键，因此一个分子内含有五个键和一个键，,(5)由Li3N晶体结构可看出在一个六边形内含有Li原子个数为：62，而N原子则为1个，因此夹杂在层与层之间的原子应为Li。 答案：(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2)NOC (3) (4)HCCCCCCCCCN (5)Li,请同学们认真完成课后强化作业,
