人教版高中化学选修3：物质结构与性质 归纳与整理-“江南联赛”一等奖

归纳与整理第一页，共三十六页。考纲要求1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.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。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举含有氢键的物质，并能解释氢键对物质

性质的影响。第二页，共三十六页。考点一共价键第三页，共三十六页。1.本质在原子之间形成

(电子云的重叠)。2.特征具有

和

。共用电子对饱和性方向性分类类型形成共价键的原子轨道重叠方式

键电子云“

”重叠

键电子云“

”重叠形成共价键的电子对是否偏移

键共用电子对

偏移

键共用电子对

偏移原子间共用电子对的数目

键原子间有

共用电子对

键原子间有

共用电子对

键原子间有

共用电子对σπ极性非极性单双三头碰头肩并肩发生不发生一对两对三对第四页，共三十六页。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(一般大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。(2)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共价键为极性键。(3)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σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。第五页，共三十六页。1.在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(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_______(填序号，下同)。(2)只存在单键的分子是_______，存在三键的分子是____，只存在双键的分子是___，既存在单键又存在双键的分子是___。(3)只存在σ键的分子是_______，既存在σ键又存在π键的分子是______。(4)不存在化学键的是___。(5)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__。②⑤⑩①③⑨①③⑤②⑨⑩①③⑤②⑨⑩⑧⑥⑦④第六页，共三十六页。4.键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响①键能越

，键长越

，分子越稳定。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

：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量键能键长键角大短②键长分子的________

键能分子的性质键角分子的______决定决定决定稳定性立体构型第七页，共三十六页。

2.下列说法中正确的是A.分子的结构是由键角决定的B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等D.H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固第八页，共三十六页。5.等电子原理

相同，

相同的分子具有相似的化学结构，它们的许多性质

，如CO和

。常见的等电子体原子总数价电子总数相似N2微粒通式价电子总数立体构型

AX216e－直线形AX324e－平面三角形AX218e－V形AX432e－正四面体形AX326e－三角锥形CO、N2AX10e－直线形CH4、

AX48e－正四面体形第九页，共三十六页。考点二分子的立体构型第十页，共三十六页。1.价层电子对互斥理论（难点）(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。(2)孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。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键角220直线形______

_____

____

330三角形____________

____

_____

21____

_____

_____

440正四面体形__________

____

_________31________

____

_____

22____

____

______

直线形平面正三角形V形正四面体形三角锥形V形BeCl2BF3SnBr2CH4NH3H2O180°120°105°109°28′107°105°第十一页，共三十六页。用价层电子对互斥理论推测分子或离子立体构型的思维程序用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子(型)立体构型的方法解题思路——确定价层电子对数价层电子对立体构型均分空间价层电子对尽可能远离确定孤电子对数孤电子对的排斥作用较强变形后的立体构型孤电子对与成键电子对尽可能远离去掉孤电子对所占空间分子(离子)的立体构型第十二页，共三十六页。(1)σ键的电子对数的确定由分子式确定σ键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对σ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＝

(a－xb)。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O的个数为2，则x＝2；与中心原子结合的O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＝×(6－2×2)＝1。第十三页，共三十六页。

3.下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是4.BF3分子的立体结构为___________，NF3分子的立体结构为________。平面三角形三角锥形第十四页，共三十六页。2.杂化轨道理论（难点）当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。sp3杂化轨道由

和

组合而成，杂化轨道间夹角为

,呈

形，如

。sp杂化sp2杂化sp3杂化sp杂化轨道由

和

组合而成，杂化轨道间夹角为

，呈

形，如

。

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H—C≡C—H1个s轨道2个p轨道120°平面三角形HCHO1个s轨道3个p轨道109°28′正四面体CH4第十五页，共三十六页。

5.下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是A.乙醛

B.丙烯腈C.甲醛

D.丙炔第十六页，共三十六页。3.配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键①配位键的形成：成键原子一方提供

，另一方提供

形成共价键。②配位键的表示：常用“

”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如

可表示为[

]＋，在

中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。孤电子对空轨道―→第十七页，共三十六页。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。中心原子提供空轨道配位原子(提供孤电子对)配体内界外界配位数[Cu(NH3)4]SO4第十八页，共三十六页。6.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中，与Cu2＋形成配位键的原子是__(填元素符号)。7.K3[Fe(C2O4)3]中化学键的类型有_______________________。8.丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀，可用来检验Ni2＋，其分子结构如图所示。该结构中C原子的杂化方式是_______，分子内微粒之间存在的作用力有____(填字母)。a.离子键 b.共价键

c.配位键 d.氢键N离子键、共价键、配位键sp2、sp3

bcd第十九页，共三十六页。考点三分子间作用力与分子的性质第二十页，共三十六页。范德华力、氢键、共价键的比较

范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的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、分子间氢键极性共价键、非极性共价键第二十一页，共三十六页。存在范围分子间某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子间双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物强度比较共价键>氢键>范德华力

对物质性质的影响①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影响分子的稳定性；②共价键键能越大，分子的稳定性越强第二十二页，共三十六页。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20℃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。属于分子间氢键的是________；属于分子内氢键的是_____。①②⑤⑥③④第二十三页，共三十六页。2.分子的性质(1)分子的极性类型非极性分子极性分子形成原因正电中心和负电中心____的分子正电中心和负电中心______的分子存在的共价键________________________________

分子内原子排列____

_______

重合不重合非极性键或极性键对称不对称非极性键或极性键第二十四页，共三十六页。思维建模分子极性判断的思维程序和两种思维模型(1)思维程序第二十五页，共三十六页。(2)思维模型①根据键的类型及分子的立体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(O3除外)；键有极性，各键空间排列对称，使键的极性相互抵消，分子无极性；键有极性，各键空间排列不对称，不能使键的极性相互抵消，分子有极性。第二十六页，共三十六页。②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。CH4、BF3、CO2等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H2O、NH3、NF3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。第二十七页，共三十六页。10.①H2O2分子的电子式是_______________，结构式是_____________。②H2O2分子是含有_____键和________键的______(填“极性”或“非极性”)分子。H—O—O—H极性非极性极性第二十八页，共三十六页。考能提升探究高考明确考向第二十九页，共三十六页。[2018·全国卷Ⅰ，35(3)]LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。LiAlH4中，存在_____（填标号）。A．离子键B．σ键C．π键D．氢键[2017·全国卷Ⅰ，35(3)]X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为________________。

正四面体

sp3

ABV形sp3第三十页，共三十六页。1.[2016·全国卷Ⅰ，37(2)(3)(5)]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________。Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键第三十一页，共三十六页。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：___________________________________________________________________________________________________________。GeCl4、GeBr4、GeI4