【大纲创新设计】高考化学一轮复习 第二节 分子结构课件 新人教

1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2．了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3．了解简单配合物的成键情况。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。

第二节分子结构1．共价键 (1)本质 在原子之间形成

。 (2)基本特征 ①

性。 ②

性。共用电子对饱和方向2．共价键的类型 (1)σ键 ①分类 ②形成：原子轨道以“头碰头”方式重叠而成。 a．s­sσ键：由两个

重叠形成，如H—H。 b．s­pσ键：由一个

和一个

重叠形成，如H—Cl。s电子s电子p电子c．p­pσ键：由

重叠形成，如Cl—Cl。两个p电子“头碰头”③特征σ键的电子云具有

性。(2)π键①形成：两个原子的p电子“

”重叠形成。②特征：π键的电子云具有

性。轴对称肩并肩镜像对称3.键参数 (1)键能

原子形成

化学键释放的最低能量。键能越

，化学键越稳定。 (2)键长 形成共价键的两个原子之间的

。键长越

，共价键越稳定。 (3)键角 在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。如O===C===O键角为

；H—O—H键角为

。气态基态1mol大核间距短180°104.5°4．等电子原理

相同、

相同的分子具有相似的

，它们的许多性质

。如CO和

。升华：共价键的特性 (1)饱和性：共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，即共价键的饱和性。 原因：只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。原子总数价电子总数化学键特征相似N2(2)方向性原因：形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，形成的共价键越牢固。注意：①共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。②共价键的方向性决定了分子的立体结构。③判断共价键的极性关键是看成键原子是否相同，若是不同元素的原子则为极性键，反之则为非极性键。1．常见分子的立体结构分子类型实例结构式立体结构其他实例三原子分子CO2O===C===O直线形BeCl2H2OV形SO2、H2S四原子分子HCHO平面三角形BF3NH3三角锥形PH3五原子分子CH4CH3Cl正四面体CCl4变形四面体CH3BrABn立体结构范例n＝2直线形CO2

n＝3平面三角形BF3n＝4正四面体CCl4n＝5三角双锥PCl5n＝6八面体SF62.价层电子对互斥模型 (1)中心原子上的价电子都用于形成共价键(2)中心原子上有孤对电子的分子中心原子上的

，并参与

。分子的立体结构模型与其VSEPR模型不完全相同，如H2O呈

形，NH3分子呈

形。孤对电子也要占据中心原子周围空间互相排斥V三角锥3.杂化轨道理论简介 (1)sp杂化 sp杂化轨道由

和

组合而成，杂化轨道间夹角为

，呈

形，如HCCH。 (2)sp2杂化 sp2杂化轨道由

和

组合而成，杂化轨道间夹角为

，呈

，如

。1个s轨道1个p轨道180°直线1个s轨道2个p轨道120°平面三角形HCHO(3)sp3杂化sp3杂化轨道由和组合而成，杂杂化轨道间夹夹角为，呈形，如。延伸：价层电子对互斥斥模型是一种种十分简单的的理论模型，，可以用来预预测分子的结结构，在使用该该理论时应把把握住以下几几个要点：1．在AXm型分子中，，中心原子子A的周围围配置的原原子或原子子团的几何何构型，主主要决定于中心价价电子层中中电子对(包括成键键电子对和和未成键的的孤对电子子对)的互互相排斥作用，分分子的几何何构型总是是采取电子子对相互排排斥作用最最小的那种种结构。1个s轨道道3个p轨道道109°28′正四四面面体体CH42．在AXm型分子中中，A与与X之间间通过两两对或三三对电子子(即通通过双键键或三键键)组合合而成，，则价层层电子对对互斥理理论把双双键或三三键作为为一个电电子对。。3．价价层电电子对对之间间相互互排斥斥作用用大小小的一一般规规律：：孤对对—孤孤对＞孤对——键对对＞键对——键对对。1．键键的的极性性和分分子极极性(1)极性键键和非非极性性键①极性键键：电电子对对的共价价键。。②非极性性键：：的共价价键。。(2)极性性分子子和非非极性性分子子①极性分分子：：正电电中心心和负负电中中心的分子子。②非极性性分子子：正正电中中心和和负电电中心心的分子子。发生偏偏移电子对对不发发生偏偏移不重合合重合2．范范德华华力及及其对对物质质性质质的影影响(1)概念与之间存存在着着的一一种把把分子子聚集集在一一起的的作用用力。。(2)特点点范德华华力，约比比化学学键能能小1～2数量量级。。(3)影响响因素素①越大，，则范范德华华力越越大。。②越大，，则范范德华华力越越大。。(4)对物物质性性质的的影响响范德华华力主主要影影响物物质的的性质，，化学学键主主要影影响物物质的的性质。。分子分子相对分分子质质量很弱分子极极性物理化学3．氢氢键及及其对对物质质性质质的影影响(1)概念氢键是是一种种，它是是由已已经与与电负负性很很强的的原子子形成共共价键键的氢氢原子子与的原子子之间间的作作用力力。其其表示示方法为。(2)特点点①大小：：介于于和之间，约为为化学键的的分之几，不不属于化学学键。除范德华力力之外的另另一种作用用力电负性很强强A—H……B—范德华力力化学键十②存在：氢氢键不仅仅存在于于，有时也也存在于于。③氢键也和和共价键键一样具具有性和性。(3)对对物质性性质的影影响主要表现现为使物物质的熔熔、沸点点，对物质质的电离离程度和和溶解性性等物理理性质产产生影响响。方向分子间分子内饱和升高4．溶解解性(1)“相似相溶溶”的规律：：非极性性溶质一一般能溶溶于，极性溶溶质一般般能溶于于。如果存存在氢键键，则溶溶剂和溶溶质之间间的氢键键作用力力越大，，溶解性性。(2)“相似相溶溶”还适用于于分子结结构的相相似性。。如乙醇醇与水，而戊醇醇在水中中的溶解解度明显显。(3)如如果溶质质与水发发生反应应，将增增加物质质的溶解解度，如如等。非极性溶溶剂极性溶剂剂互溶减小SO2与H2O越强5．手性性(1)手性异构构：具有有完全相相同的组组成和原原子排列列的分子子，如左左手和右右手一样样互为，在三维维空间里里的现象。。(2)手手性分子子：具有有的分子。(3)手性碳碳原子：在有有机物分子中中，连有的碳原子。含含有一个手性性碳原子的分分子是手性分分子，如：。镜像不能重叠手性异构体四个不同基团团思考：无机含氧酸的酸酸性强弱有什什么规律？无机含氧酸可可写成(HO)mROn，n值越大，R的的正电性越高高，使R—O—H中O的电子子向偏移，在水分分子的作用下下容易电离出出H＋，酸性越强。如如酸性HClO<HClO2<HClO3<HClO4；HNO2<HNO3；H2SO3<H2SO4。R分子的极性是是分子中化学学键的极性的的向量和。只只含有非极性性键的分子一一般是非极性性的分子；而而含极性键的的分子，如果果分子结构是是空间对称的的，则键的极极性相互抵消消，各个键的的极性的向量量和为零，整整个分子就是是非极性分子子；反之，则则是极性分子子。其关系可可总结如下：：【例1】下列说法正确的的是()A．含有非极极性键的分子子一定是非极极性分子B．非极性分分子中一定含含有非极性键键C．由极性键键形成的双原原子分子一定定是极性分子子D．键的极性性与分子的极极性无关解析：含有非极性键键的分子不一一定是非极性性分子，如H2O2，非极性分子子中不一定含有非非极性键，如如CH4、CO2中均是非极性性分子，却都都有极性键。。分子的极性除除与键的极性性有关外，还还与分子空间间构型有关。。答案：C键的极性和分分子极性的关关系类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型X2H2、N2—非极性键非极性分子直线形XYHCl、NO—极性键极性分子直线形XY2(X2Y)CO2、CS2180°极性键非极性分子直线形SO2120°极性键极性分子V形H2O、H2S104.5°极性键极性分子V形XY3BF3120°极性键非极性分子平面三角形NH3107.3°极性键极性分子三角锥形XY4CH4、CCl4109.5°极性键非极性分子正四面体形1．下列各组组分子中都属属于含极性键键的非极性分分子的是()A．CO2、H2SB．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2D．NH3、HCl解析：此题考查键的的极性和分子子的极性。A中CO2结构式为O===C===O，H2S为，，所所以都含极性性键，但H2S是极性分子子；B中C2H4为，，CH4为，，都含含极性键，且且都属于非极极性分子；C中Cl2不含极性键，，D中NH3、HCl为极极性分子，都都不符合题意意。答案：B多原子分子(离子)立体体结构的判断断规律化学式中心原子孤对电子对数杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CH404sp3正四面体形C2H403sp2平面三角形BF303sp2平面三角形CH2O03sp2平面三角形C2H202sp直线形CO202sp直线形NH314sp3三角锥形NH04sp3正四面体H2O24sp3V形H3O＋14sp3三角锥形(1)一般来来说，一个分分子有几个轨轨道参与杂化化就会形成几几个能量相同同的杂化轨道道，就形成几几个共价键，，形成对应的的一般分子构构型，但如果果分子中存在在孤对电子或或在一定场效效应作用下，，分子构成会会发生变化，，如NH3、H2O等。另外，，具有相同价价电子数和相相同原子数的的分子或离子子具有相同的的结构特征。。(2)如果价价层电子对中中有未成键的的孤对电子，，则几何构型型发生相应的的变化，用价价层电子对理理论解释。【例2】(2010··原创创)下列分子子和离离子中中中心心原子子价层层电子子对几几何构构型为为四面面体且且分子子或离离子空空间构构型为为V形形的是是()A．．B．．PH3C．．H3O＋D．．OF2解析析：：中心心原原子子价价层层电电子子对对构构型型为为四四面面体体，，所所以以应应该该是是sp3杂化化，，V形形结结构构只只有有3个个原原子子组组成成，，所所以以答答案案D对对。。A选选项项三三角角锥锥形形的的NH3结合合一一个个H＋变为四面面体。PH3为三角锥锥形。C项H2O为V形形，H2O结合一一个H＋变为三角角锥形结结构。答案：D(1)价价层电子子对理论论、杂化化轨道理理论与分分子间的的空间构构型关系系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例分子构型杂化轨道理论sp2180°直线BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面体形CH4dsp2490°，180°平面正方形CuCl价层电子对互斥理论电子对数成键对数孤对电子对数电子对空间构形分子空间构形实例220直线直线BeCl2330三角形正三角形BF321V形SnBr2440四面体正四面体CH431三角锥NH322V形H2O(2)确确定中心心原子A价层电电子对数数目中心原子A的价电子子数与配位位体X提供供共用的电电子数之和和的一半，，就是中心心原子A价价层电子对对的数目。。即：n＝例如BF3分子，B原原子有3个个价电子，，三个F原原子各提供供一个电子子，共6个个电子，所所以B原子子价层电子子对数为3。即BF3价层电子对对数＝(3＋1×3)÷2＝3BeF2价层电子对对数＝(2＋1×2)÷2＝＝2CO2价层电子对对数＝(4＋0×2)÷2＝＝2SO3价层电子对对数＝(6＋0×2)÷2＝＝3NO2价层电子对数＝(5+0×2)÷2＝2.5→3价层电子对对数＝(5＋1×4－1)÷÷2＝4价层电子对对数＝(5＋0×4＋3)÷÷2＝42．用价层电子子对互斥理理论判断SO3的分子构型型为()A．正四面体B．V形C．三角锥形D．平面三角形形解析：SO3中的S原子子的价电子子全部用于于形成了共共价键，S周围有3个氧原子子，故选D。答案：D1．范德华华力(分子子间作用力力)一般来说，，组成和结结构相似的的物质，相相对分子质质量越大则则范德华力力越强，该该物质的熔熔、沸点就就越高。当当液体汽化化时要克服服分子间的的引力，固固体熔化为为液体时也也要克服分分子间的引引力，所以以分子间的的作用力是是决定物质质的沸点、、熔点、汽汽化热、溶溶解度等性性质的主要要因素。2．氢键———较强的的分子间作作用力某些氢化物物分子之间间存在着氢氢键如H2O、NH3、HF，分分子之间由由于存在着着比范德华华力稍强的的相互作用用，而在同同族氢化物物中沸点反反常显得特特别高。氢氢键比化学学键弱得多多，比范德德华力稍强强。氢键对对某些物质质的性质产产生较明显显的影响，，如水结冰冰时体积膨膨胀、密度度减小是由由于氢键的的缘故。氨氨极易溶于于水、极易易液化也是是由于氢键键所造成的的。【例3】下列物质的的变化，破破坏的主要要是范德华华力的是()A．碘单质的升升华B．NaCl溶于水C．将水加热变变为气态D．NH4Cl受热分解解析：碘的升华，，只是状态态发生了变变化，破坏坏的是范德德华力，没没有破坏化化学键；NaCl溶溶于水，会会破坏离子子键；水由由液态变为为气态，主主要是氢键键而非范德德华力；NH4Cl受受热热分分解解，，破破坏坏的的是是化化学学键键(包包括括共共价价键键和和离离子子键键)。。答案案：：A1．．氢氢键键、、化化学学键键与与范范德德华华力力的的比比较较化学键氢键范德华力概念相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用某些物质的分子间(或分子内)氢核与非金属原子的静电吸引作用物质的分子间存在的微弱的相互作用范围分子内或某些晶体内分子间(分子内)分子间能量键能一般为100kJ/mol～600kJ/mol在40kJ/mol以下约几个至数十个kJ/mol性质影响主要影响物质的化学性质主要影响物质的物理性质(熔点、沸点、密度等)主要影响物质的物理性质2.形形成成氢氢键键的的条条件件分子子中中必必须须有有一一个个与与电电负负性性极极大大的的元元素素原原子子形形成成强强极极性性键键的的氢氢原原子子；；分分子子中中必必须须有有带带孤孤电电子子对对，，电电负负性性大大，，而而且且半半径径小小的的原原子子。。3．．氢氢键键的的特特点点氢键键基基本本上上还还是是静静电电作作用用；；有有饱饱和和性性和和方方向向性性；；X比比Y电电负负性性越越大大，，半半径径越越小小，，所所形形成成的的氢氢键键越越稳稳定定。。3．．下下列列物物质质的的熔熔、、沸沸点点高高低低顺顺序序不不正正确确的的是是()A．．F2＜Cl2＜Br2＜I2B．．CF4＞CCl4＞CBr4＞CI4C．．HCl＜HBr＜HI＜HFD．．CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4解析析：：物质质的的熔熔、、沸沸点点高高低低由由分分子子间间作作用用力力大大小小决决定定。。分分子子间间作作用用力力越越大大，，熔熔、、沸沸点点越越高高；；反反之之越越低低；；而而相相对对分分子子质质量量和和分分子子的的极极性性越越大大，，分分子子间间作作用用力力就就越越大大，，物物质质的的熔熔、、沸沸点点就就越越高高。。A中中卤卤素素单单质质随随相相对对分分子子量量的的增增大大，，分分子子间间作作用用力力逐逐渐渐增增大大，，熔熔、、沸沸点点升升高高，，故故A正正确确同同理理，，D也也正正确确。。故故B恰恰好好相相反反，，故故B错错误误。。C中中虽虽然然四四种种物物质质的的相相对对分分子子质质量量增增大大，，但但是是，，在在HF分分子子中中存存在在氢氢键键，，故故HF的的熔熔、、沸沸点点是是最最高高的的。。答案案：：B【例例1】】下列推推断断正正确确的的是是()A．．BF3是三三角角锥锥形形分分子子B．．的的电电子子式式：：，，离离子子呈呈平平面面形形结结构构C．．CH4分子子中中的的4个个C——H键键都都是是氢氢原原子子的的1s轨轨道道与与碳碳原原子子的的p轨轨道道形形成成的的s­­pσσ键键D．CH4分子中的的碳原子子以4个个sp3杂化轨道道分别与与4个氢氢原子的的1s轨轨道重叠叠，形成成4个个C—Hσ键键解析：BF3中B原子子采用sp2杂化方式式，故应应为平面面三角形形。中中N原子采采用sp3杂化方式式，且孤孤对电子子与H＋形成配位位键，故故应为正正四面体体形。CH4分子中的的4个C—H键键都是氢氢原子的的1s轨轨道与碳碳原子sp3杂化后的的4个杂杂化轨道道形成的的σ键。。答案：D高分策略略本题考查查了常见见分子或或离子的的立体结结构，需需要用到到有关判判定理论论，包括括杂化轨轨道理论论和价层层电子对对互斥理理论。这这两种判判定方法法的核心心点是中中心原子子与周围围原子共共用电子子之间的的关系，，讨论计计算时要要格外注注意。【例2】】(15分分)已知周期表表中，元元素Q、、R、W、Y与元素素X相邻邻。Y的的最高化化合价氧氧化物的的水化物物是强酸酸。回答答下列问问题：(1)W与Q可可以形成成一种高高温结构构陶瓷材材料。W的氯化化物分子子呈正四四面体结结构，W的氧化化物的晶晶体类型型是________；(2)Q的具有有相同化化合价且且可以相相互转变变的氧化化物是________；(3)R和Y形形成的二二元化合合物中，，R呈现现最高化化合价的的化合物物的化学学式是_____________________________________________________________；(4)这这5种元元素的氢氢化物分分子中，，①立体结构构类型相相同的氢氢化物的的沸点从从高到低低排列次次序是(填化学学式)_____________________________________________________，其原因是是___________________________________________________________；；②电子总数数相同的的氢化物物的化学学式和立立体结构构分别是是_________________________________________________________________；；(5)W和Q所所形成的的结构陶陶瓷材料料的一种种合成方方法如下下：W的的氯化物物与Q的的氢化物物加热反反应，生生成化合合物W(QH2)4和HCl气气体；；W(QH2)4在高温温下分分解生生成Q的氢氢化物物和该该陶瓷瓷材料料。上上述相相关反反应的的化学学方程程式(各物物质用用化学学式表表示)是_________________________________________1．回回答第第(2)问问时，，未明明题目目要求求，答答非所所问。。2.回回答答第(3)问时时未能能正确确推出出R和和Y两两元素素，且且不熟熟悉主主族元元素的的元素素符号号。3.回回答答第(4)问①①时未未注意意到““立体体结构构类型型相同同的氢氢化物物”这这一信