分子空间结构与物质的性质

1、第3讲分子空间结构与物质的性质来源：中教网考纲要求1.了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)。3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。4.了解化学键和分子间作用力的区别。5.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。基秋再现深度思写学E汗字aifi"»第一天完成考点一、二的基础填空及深度思考考点一共价键1 .本质在原子之间形成(电子云的重叠)2 .特征具有?口3 .分类分类依据形成共价键的原子轨道重叠方式键电子云":重叠来源:

2、键电子云”:重叠形成共价键的电子对是否偏移来源：中，国教，育出，版网i键共用电子对发生共用电子对不发生键原子间共用电子对的数目键原子向后共用电子对键原子向后共用电子对键原子向后共用电子对特别提醒(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。来源:(2)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为(7键，双键中有一个(7键和一个冗键，叁键中有一个(T键和两个冗键。3 3)(T键比冗键稳定。(4)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的

3、共价键为极性键。4 .键参数(1)概念_w气态基态原子形成1mol化学犍释放的最低能量键参数.形成共价键的两个原子之间的核间距_:在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角(2)键参数对分子性质的影响键能越,键长越,分子越稳定。刷&二健角:位,"分孑的 西二分的,性质岂裸度思考1.在下列物质中：HCl、N2、NH3Na2O2H2O2NH4CINaOHAr、CO2C2H4(1)只存在非极性键的分子是;既存在非极性键又存在极性键的分子是;只存在极性键的分子是。(2)不存在化学键的是o(3)既存在离子键又存在极性键的是;既存在离子键又存在非极性键的是。归纳总结(1)在分子中，有的

4、只存在极性键，如HCl、NH31s有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2C2H41亨;有的不存在化学键，如稀有气体分子。(2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOHNa2SO存；有的存在非极性键，如Na2O2CaC邱。2 .根据价键理论分析氮气分子中的成键情况？来源：中+国教+育出+版网3 .下列说法中不正确的A.b键比九键的电子云重叠程度大，形成的共价键强B.s-s6键与s-p6键的电子云形状对称性相同C.碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍D.N2分子中有一个6键，2个冗键4.某些共价键的键长数据如下表：共价键(nm)C-C0.

5、154C=C0.134g0.120C-O0.143来源：中教网C=O0.122N-N0.146N=N0.120NN0.110(1)根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？(2)键能是通常，键能越,共价键越,由该键构成的分子越稳定。考点二杂化轨道理论与分子的立体构型及分子的极性1 .杂化轨道理论来源:(1)概念在外界条件的影响下，原子内部的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。特别提醒(1)杂化轨道形成的共价键更牢固。(2)参加杂化的原子轨道数目与杂化后生成的杂化轨道数目一般相等。分类杂化杂化轨道

6、数目杂化轨道向夹角立体构型实例Spsp2来源:z#zs#sp32 .价层电子对互斥模型(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低孤电子对的排斥力较大。电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例来源：中教网220直线形330三角形21来源:z*zs*440正四间体形3122来源:z|zs|特别提醒(1)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。(2)价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况

7、，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。3 .配合物理论简介(1)配位键：一个原子提供孤对电子，一个原子提供空轨道而形成的共价键。(2)配位化合物定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配位体)以配位键结合而成的化合物。组成：如对于Ag(NH3)2OH,中心原子为Ag,配体为NH3配位数为2z深度思考5.根据价层电子对互斥理论判断：NH3分子中，中心原子上的(7键电子又t数为,孤电子对数为,价层电子对数为,中心原子的杂化方式为杂化，VSEPR勾型为,分子的立体构型为。BF3分子中，中心原子的杂化方式

8、为杂化，分子的立体构型为归纳总结判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。来源：中&教&网z&z&s&tep若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为109°28',则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角

9、为180°,则分子的中心原子发生sp杂化。6.向黄色的FeCl3溶液中加入无色的KSCN§液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)33KCl表示。(1) 该反应生成物中KCl既不是难溶物、难电离物质，也不是易挥发物质，则该反应之所以能够进行是由于生成了的Fe(SCN)3。(2)经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3+与SCN_不仅能以1：3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：若所得Fe3+和SCN"的配合物中，主要是Fe3+与SCN-以个数比1：1配合所得离子显血红色。该离子的离子符号是。若Fe3+与

10、SCN-以个数比1：5配合，则FeCl3与KSCNt水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为。第二天完成考点二、三的基础填空及深度思考考点三分子间作用力与物质性质1概念物质分子之间存在的相互作用力，称为分子间作用力。2分类分子间作用力最常见的是和。3强弱范德华力氢键化学键。4范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，相似的物质，随着的增加，范德华力逐渐。5氢键(2) 形成来源:中。教。网z。z。s。tep已经与的原子形成共价键的(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中的原子之间的作用力，称为氢键。(3) 表示方法AH-B特

11、别提醒(1)A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。(2)A、B可以相同，也可以不同。(4) 特征具有一定的性和性。(5) 分类氢键包括氢键和氢键两种。(6) 分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点，对电离和溶解度等产生影响。6相似相溶原理7.分析下面两图，总结卤素单质和卤素碳化物的范德华力变化规律。8.判断下列说法是否正确:非极性溶质一般能溶于,极性溶质一般能溶于如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性(1)氢键是氢元素与其他元素形成的化学息度七由-150加时疗孑州*()如 yf 血 250£/机相时弁孑市量 ri Jr演成J c'J

12、深度思考(2)可燃冰(CH4-8H2O加甲烷分子与水分子间形成了氢键。()(7) 乙醇分子和水分子间只存在范德华力。()来源:中国教育出版网(8) 碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键。()(9) 水分子间既存在范德华力，又存在氢键。()(10) 氢键具有方向性和饱和性。()(7)H2和O2之间存在氢键。()(8)H2O2分子间存在氢键。()9下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。(1) 冰的硬度比一般的分子晶体的大；(2) 甘油的粘度大；(3)邻硝基苯酚20C时在水中的溶解度是对硝基苯酚的0.39倍；(4)邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸

13、的电离常数是苯甲酸的0.44倍；(5)氨气极易溶于水；(6)氟化氢的熔点高于氯化氢。考点四无机含氧酸分子的酸性1 .无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有-OH而-OH上的H原子在水分子的作用下能够变成H+而显示一定的酸性。如HNO3H2SO4勺结构式分别是o()ZIIH(一、,HOSOHXIOO02 .同一种元素的含氧酸酸性规律及原因H2SO4ttHNO3是强酸，其一OH±的H原子能够完全电离成为H+。而同样是含氧酸的H2SO3f口HNO2$是弱酸。即酸性强弱有H2SO3<H2SO4HNO2<HNO肌他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似的情况。如酸性

14、强弱HC1O<HC1O2<HC1O3<HC104f难得出：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如果把含氧酸的通式写成(HO)mRO的形式，成酸的元素R相同时，则n值越大，R的正电性越高，就会使R0-H中的0原子的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H+,因此酸性也就越强。如H2S0列写成(H0)2SQn=1;H2S04T写成(HO)2SO2n=2。所以H2S04勺酸性强于H2SO3而对HNO维说，可写成（HO）NOn=1;HNO3T写成（HO）NO2n=2。故HNO3勺酸性强于HNO2而对氯元素所形成的几种含氧酸，可分别写成（H

15、O）Cl,n=0;（HO）ClO,n=1;（HO）ClO2,n=2;（HO）ClO3,n=3。故其酸性顺序为HC1O<HC1O2<HC1O3<HC1O4X深度思考来源：中续刎z&z&s&tepA. HNO2C. HC1O310 .下列无机含氧酸分子中酸性最强的B.H2SO3D.HC1O4第三天、第四天完成规律方法及例题规律方法用价层电子对互斥理论推测简单分子（ABn型）、离子（AB型）空间构型的方法解题思路一一解题思路确定价层价层电子对吊可能远离价层电子.电子对数均分空后*对空间构型K确定孤电电子对的排斥作用较强变形后的子对数下电对与成犍电子时尽可能远

16、家空间构型J去掉孤电产时所占空间，分子（离于）的空间构型1.6键的电子对数的确定由分子式确定6键电子对数。例如，H2O中的中心原子为Q。有2对(T键电子对；NH3中的中心原子为N,N有3对6键电子对。2中心原子上的孤电子对数的确定中心原子上的孤电子对数=(axb)。式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数；x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8该原子的价电子数”。例如，SO2的中心原子为S,S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6),则a=6;与中心原子S结合的。的个数为2,则x=2;与中心原子结合的

17、。最多能接受的电子数为2,则b=2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数=X(62X2)=1。对阳离子来说，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，x和b的计算方法不变。对阴离子来说，a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)，x和b的计算方法也不变。例如，NH中N的孤电子对数=x(514X1)=0；CO中C的孤电子对数=x(4+23X2)=0。【例1】判断PC13、NHCO的空间构型，说明中心原子的杂化情况。【例2】按下列要求写出第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式及中心原子的杂化方式，电子对立体构型。1平面三角形分子：分子式，杂化方式是来源:中_国教_育出_版网，电子对立体构

18、型三角锥形分子：分子式,杂化方式是,电子对立体构型。2正四面体形分子：分子式,杂化方式是,电子对立体构型。规律方法等电子原理的应用1 .常见的等电子体汇总微粒通式价电子总数立体构型CO2CNS-、NONAX216e直线形CONOSO3康源:AX324e-平向二角形SO203NOAX218eV形SOPOAX432e-正四间体形POSOClOAX326e-三角锥形CON2来源:中教网AX10e-直线形CH4NHAX48e正四间体形2 .根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构，并推测其物理性质。（1）（BN）x与（C2）x,N20tCO冷也是等电子体；（2）硅和错是良好的半导体材

19、料，他们的等电子体磷化铝（AlP）和神化钱（GaAs）也是很好的半导体材料；（3）白锡（B-Sn2）与睇化钿是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；（4）SiCl4、SiO、SO的原子数目和价电子总数都相等，它彳门互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体形立体构型。【例3】已知C02*直线形结构，SO刻平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COSCOPC13的空间结构。【例4】1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。（1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是?

20、口;?口来源:中教网（2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有思维模型分子极性的判断方法1 .极性分子和非极性分子I结构对称多帆子分子品质一注独电耨童心里仆t双配千介于比奇物E贝电荷重心不敢小一钝料不对你极性分子2 .根据键的类型及分子的空间构型判断非极性分子、极性分子的判断，首先看键是否有极性，然后再看各键的空间排列状况。键无极性，分子必无极性；键有极性，各键空间排列均匀，使键的极性相互抵消，分子无极性；键有极性，各键空间排列不

21、均匀，不能使键的极性相互抵消，分子有极性。共价键的极性与分子极性的关系可总结如下:.双嘘子分i,如HCkNO,I的等V电珏产.帆即或H卷.普一:体俳形分F.机INHnPHj等案正四面:体形分子.如CHCU隼质分子,incv匕、l等冤肥心，111cn.fh等正叫i»体肥分子.圳?H.，CCL.匚匕等t平面而三的脂分子，血邮l93.根据中心原子最外层电子是否全部成键判断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；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。CH4BF3CO反分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。而H2ONH3NF3

22、等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。【例5】NH盼子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，能充分说明此种现象的理由NH3是极性分子分子内3个N-H键的键长相等，3个键角都等于107°18'分子内3个N-H键的键长相等、键角相等NH3分子内3个N-H键的键长相等，3个键角都等于120°A.B.C.D.【例6】判断PC13、CC14、CS2SO2分子的极性。来源:z,zs,范德华力、氢键、共价键的比较完成下列表格范德华力氢键共价键概念“质分子之1日晋遍存在的一种相互作（力，又称分子间作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子问氢键来源：中。国教。育极性共价键、非极性出。版网共价键存在范围双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物特征（有、无方向性和饱和性）强度比较影响强度的因素对于AH-B,AB的电负性越大，B原子的半径越小，键能越人对物质性质的影响影响物质的熔、沸点、溶解度等物“性质组成和结构相似的物质，随，目对分子质量的增