高中化学选修三-分子结构与性质

分子结构与性质

一、共价键

1、本质：原子间形成共用电子对

f非极性共价键:两个相同的非金属元素的原子间形成的共价键

分类I极性共价键:两个不相同的非金属元素的原子间形成的共价键

思考:用电子式表示比、HC1的形成

共价键特征：

①饱与性:每个原子形成共价键的数目就是确定的

②方向性:原子轨道沿一定方向重叠使成键的原子轨道最大程度地重叠

2、。键与n键

①。键一原子轨道沿着连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键

特点：以形成化学键的两个原子核的连线为轴旋转，。键电子云的图形不变

互相靠拢电子石重叠H—H共价键

电子云描述氢原子形成氢分子的过程（s-s。键）

②“键一原子轨道沿着连线方向以“肩并肩”方式重叠形成的共价键

特点：（1）电子云为镜像，即就是每个n键的电子云由两块组成，分别位于由两个

原子核构成的平面的两侧

（2）不稳定，容易断裂

卜卜密-自

互相靠拢电子云重叠兀键的电子云

p~pg键的形成

键型

。键丸键

特点

成键方向沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”

电子云形状轴对称镜像对称

牢固程度强度大,不易断裂强度较小，易断裂

共价单键全就是。键

成键判断规律共价双键中一个就是。键，另一个就是n键

共价叁键中一个。键,另两个为“键

N?分子中的N=N

思考:分析CH3cH3、CH2=CH2,CH三CH、CO2分子中键的类别与个数

3、键参数一键能、键长与键角

①键能:气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量

键能越大,即形成化学键时放出的能量越多,化学键越稳定

应用一计算化学反应的反应热AH=反应物键能总与-生成物键能总与

②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距

键长就是衡量共价稳定性的另一个参数

规律:键长越短,一般键能越大,共价键越稳定

一般地,形成的共价键的键能越大,键长越短,共价键越稳定,含有该键的分子越

稳定，化学性质越稳定

③键角：两个共价键之间的夹角

键角就是描述分子立体结构的重要参数,分子的许多性质与键角有关

思考:N2、。2、R跟上的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解

4、等电子原理

等电子体:原子总数相同、价电子（最外层电子）总数相同的分子如此与CO就

是等电子体，但N?与C2H.1不就是等电子体

等电子体原理:原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的

物理性质就是相近的。例如M与CO的熔沸点、溶解性、分子解离能等都非常接

近

5、用质谱测定分子的结构

原理:不同质核比的粒子在磁场中运动轨迹不同

eg:k下列物质中能证明某化合物中一定有离子键的就是（）

A、可溶于水B、熔点较高

C、水溶液能导电D、熔融状态能导电

2、下列关于化学键的叙述中，正确的就是（）

A、离子化合物可以含共价键

B、共价化合物可能含离子键

C、离子化合物中只含离子键

D、只有活泼金属与活泼非金属间才能形成离子键

3、能够用键能解释的就是（）

A、氮气的化学性质比氧气稳定

B、常温常压下，澳呈液体，碘为固体

C、稀有气体一般很难发生化学反应

D、硝酸易挥发，硫酸难挥发

二、分子的立体结构

1、价层电子对互斥理论

对于AB“型分子,价电子对数=。键电子对数+中心原子的孤电子对数

1

。键电子对数=n,孤电子对数=2（a-nb）

a:中心原子价的价电子数

n:与中心原子结合的原子数

b:与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（H为1,其她原子等于“8-该原子

的价电子数”）

注意:①对于复杂离子,在计算价层电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去

正离子的电荷数

②双键、叁键等多重键作为1对电子瞧待

价

孤

。

层

对

VSEPR数

电

电分子电子对的排

子

子类型布模型立体结构实例

模型

对

对

数

数

分

价

孤对实例

子

子

电

层

数

类

对

电电子对的排布立体结构

型

子模型

对

数

o

1

三角锥形

2

思考:分析CCL、P0；、NH；、S03,SOt＞叫、H：O的立体构型

2、杂化轨道理论

①CH,的正四面体构型

sp：'杂化:碳原子的2s轨道与3个2p轨道进行杂化,得到4个相同的sp：'杂化轨道,

夹角109°28',分子的几何构型为正四面体

2P2p正四面体形

向皿警力皿口t1tt

C的基态激发态sp3杂化态

思考:CCL的杂化类型与结构

②BF3的平面正三角形

sd杂化:硼原子的2s轨道与2个2p轨道进行杂化，得到3个相同的sp2杂化轨道,

夹角就是120°,分子的几何构型为平面正三角形

向心空自血口

B的基态激发态杂化态

______sp'杂化______n

Q*苧°

s

p,p.pfP:

思考CH2=CH2的杂化类型与结构

③BeCL的直线型

sp杂化:被原子的2s轨道与1个2p轨道进行杂化,得到2个相同的sp杂化轨道,

夹角就是180°，分子的几何构型为直线型

Be基态激发态卯杂化态

印杂化

C-------=>□□m

pp

°™sp

fy『risofr

sp.p>P.p.

i杂化类型与结构

杂化类型spsp2sp3

参与杂化的原子轨道1个S+1个P1个s+2个p1个s+3个p

杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp?杂化轨道4个sp‘杂化轨道

杂化轨道间夹角180°120"109"28’

空间构型直线正三角形正四面体

实例BeCl,CH=CHCH.CCL

2BF3,CH2=CH2b

解题技巧：

①瞧中心原子有没有形成双键或三键,如果有1个三键,则其中有2个n键，用去

了2个p轨道,形成的就是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个n键,形成的就

是sp?杂化;如果全部就是单键，则形成的就是sp，杂化

②杂化轨道数=中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数

③判断分子的VSEPR模型,根据构型与杂化类型的对应关系

代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构

C020+2=2SP直线型

SP2

BF30+3=3平面三角形

CH40+4=4SP，正四面体型

S021+2=3SP?V型

NH31+3=4sp：，三角锥型

SP，型

H2O2+2=4V

注意：杂化轨道只用于形成。键或容纳未参与成键的孤电子对,而n键都就是由

未杂化的轨道形成的

3、配合物理论

①配位键一共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键

形成条件:一个原子必须有孤对电子，另一原子必须有接受孤对电子的空轨道

表示方法

AB

电子对给予体电子对接受体

含有配位键的离子或分子:H：O、NH；

..H

H：O：H+H+-------►[H：b：H]+

②配位化合物一由金属离子(或原子)与分子或函子以配位键结合形成的复杂化

合

中心原子:具有接受孤对电子的离子或原子

配体:提供孤对电子的中性分子或者离子(如乩0、NH：,、C1)

配位原子:配体中直接与中心原子键合的原子

内界(配罩子)

2+

[Cu(NH3h]SOt-

中配配0?~去

❷位体位S

原原

、子子效U子5，

③性质与应用

a、配合物溶于水易电离为内界配离子与外界离子,而内界离子较稳定,不能电离

2t

[CU(NH3)4]S0,,=[Cu(NH3)J+SO：

b、配合物的形成会对离子的溶解度产生的影响

银氨溶液的配制:AgNO：；+NH3・H20=AgOHI+NH,NO:!

AgOH+2NH3•H20=Ag(NH3)2OH+2H20

c、配合物的形成引起离子颜色的改变

Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+

eg:k下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的就是()

A、CO?与SO?B、CH」与NH3

C、BeCh与BF3D、CH三CH与CHLCH?

2、HQ、CH八NH3中心原子均为sp'杂化，为什么水的键角为105°，氨气的为107°?

3、写出下列分子的路易斯结构式并指出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

①PCh②A1CL③CS2©CL0

4、对于HCN分子与HCHO分子

①写出路易斯结构式②用VSEPR模型分析其立体结构

③分析中心原子的杂化类型④分析分子中的n键

5、下列分子或离子中都存在着配位键的就是（）

+

A、NH3>H20B、NH；、H30

C、即HC1OD、［Cu®%）1*、PC13

6、下列分子或离子中，能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的就是（）

①HQ②限③T④CW⑤CO

A、①②B、①②③C、①②④D、①②③④⑤

三、分子的性质

1、键的极性与分子的极性

/非极性共价键

共价键（极性共价键

（非极性分子:正电中心与负电中心重合

分子（极性分子:正电中心与负电中心不重合

键的极性与分子的空间构型共同决定分子的极性

极性分子的判断：

①经验规律:对于ABn型分子，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素原子的

最外层电子数（价电子数），则为非极性分子,否则为极性分子

②分子结构呈几何空间对称,则为非极性分子

思考:不。2就是否为极性分子？

2、范德华力一分子间作用力

特点:①范德华力很弱,不属于化学键，比化学键小的多（约1-2个数量级）

②结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华

力越大

③范德华力主要影响物理性质（熔、沸点,溶解性等）；化学键主要影响物质的化学

性质

如气体降温、加压会液化,壁虎在天花板爬行自如

3、氢键一除范德华力外的另一种分子间作用力NH：,、HQ、HF（最强）

氢键的表示A—H-B

①氢键的影响一熔、沸点、密度、溶解性

a、NH„H20>HF的熔、沸点反常，比VA、VIA、VHA族其她元素的氢化物的熔、

沸点高出许多

b、水凝固时体积膨胀，密度减小

C、相对分子质量相近的醇、竣酸的沸点远高于烷烧

d、接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H20计算的值大

②氢键的类型

分子内氢键分子间氢键

化学键分子间作用力氢键

范围分子内或晶体内分子间某些分子内或分子间

作用强弱介于化学键与范德华力之间

性质影响主要影响化学性质主要影响物理性质主要影响的物理性质

4、溶解性

相似相溶:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂

①如果存在氢键,溶解性更好如NL在H20中溶解度很大

②分子结构相似的溶解性更好如CH；iCH20H与H20混溶

③溶质与溶剂发生反应的溶解性更好如SO,能与H20反应可增加S0,溶解度

思考:低碳醇与水互溶,而高碳醇在水中的溶解度却很小

5、手性

手性异构体一具有完全相同的组成与原子排列（即分子式相同），结构互为镜像,

在三维空间里不能重叠

手性分子一有手性异构体的分子

手性碳原子一连有四个不同原子（原子团）的碳原子,记为*C

判断:当分子中只有一个*C,则此分子为手性分子

6、无机含氧酸分子的酸性

R-O-H规则：无机含氧酸可以写成（HO）,„R0n,如果成酸元素R相同，n值越大（即非羟

基氧的个数越多），R的正电性越高,导致R-O-H中的0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；即酸性越强

应用一解释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

思考:HC10、HC1O2.HC1O3>HCIOI的酸性强弱顺序

eg:l>以下物质CO?、。3、P”、NHXKPH*HCN、HQ、BF：,、CH3cl

含离子键的物质就是

由极性键构成的极性分子就是

由极性键构成的非极性分子就是

由非极性键构成的极性分子就是

2、下列对极性分子与非极性分子的认识正确的就是（）

A、只含非极性键的分子一定就是非极性分子

B、含有极性键的分子一定就是极性分子

C、非极性分子一定含有非极性键

D、由极性键构成的双原子分子一定就是极性分子

3、下列有关性质判断正确且可以由范德华力来解释的就是（）

A、沸点：HBr>HC1

B、沸点:CH3cH/Br<C2H50H

C、稳定性:HF>HC1

D、-OH上氢原子的活泼性:H-O-H>C2H5-O-H

4、下列现象的原因与氢键的存在无关的就是（）

A、邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸低

B、HC1的熔沸点比HF低

C、NFL极易溶于水

D、CH，的沸点比SiH,低

习题精选

1、下列有关化学键的说法不正确的就是（）

A、分子中不一定存在化学键

B、分子中若有共价键,则一定存在。键

C、p与p轨道既能形成。键又能形成n键

D、含n键的物质不如含。键的物质稳定

2、关于键长、键能与键角，下列说法不正确的就是（）

A、键角就是描述分子立体结构的重要参数

B、键长的大小与成键原子的半径与成键数目有关

C、键能越大,键长越长,共价化合物越稳定

D、键角的大小与键长、键能的大小无关

3、下图为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z5种元素的叙

述中，正确的就是（）

X

WYR

Z

A、W、R元素单质分子内的化学键都就是非极性键

B、X、Z元素都能够形成双原子分子

C、键能W-H>Y-H,键的极性Y-H>W-H

D、键长X-H<W-H,键能X-H<W-H

4、下列不互不等电子体的就是（）

A、N0与C02B、0：；与NO,C、CH”与NH；D、0H与NH,

5、关于原子轨道的说法正确的就是（）

A、凡就是中心原子采取sp：,杂化轨道成键的分子其几何构型都就是正四面

B、CH」分子中的sp：'杂化轨道就是由4个H原子的1s轨道与C原子的2p轨

道混合起来而形成的

C、sp3杂化轨道就是由同一个原子中能量相近的s轨道与p轨道混合起来形

成的一组能量相近的新轨道

D、凡AB3型的共价化合物,其中中心原子A均采用s/杂化轨道成键

6、对S0?与CO?说法正确的就是（）

A、都就是直线形结构

B、中心原子都采取sp杂化轨道

C、S原子与C原子上都没有孤对电子

D、SO?为V形结构，CO?为直线形结构

7、下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的就是（）

A、分子中中心原子通过SP，杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构

B、杂化轨道只用于形成。键或用于容纳未参与成键的孤电子

C、H2SO,硫酸分子中三种原子均以杂化轨道成键

D、用分子中N原子没有杂化，分子中有一个。键、2个口键

8、配合物在许多方面有着广泛的应用，下列叙述不正确的就是（）

A、以Mg"为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用

B、Fe"的口卜咻配合物就是输送0?的血红素

C、[Ag（NH3]*就是化学镀银的有效成分

2t

D、向溶液中逐滴加入NH:i•乩0,可除去ZnSO,溶液中的Cu

9、PCh分子的空间构型就是三角锥形而不就是平面正三角形，下列关于PCL分子

空间构型理由的叙述，不正确的就是（）

A、PCL分子中三个共价键的键长，键角都相等

B、PCL分子中的P-C1键属于极性共价键

C、PCh分子中三个共价键键能，键角均相等

D、PCL就是非极性分子

10、下列推论正确的（）

A、SiH”的沸点高于CH„可推测PL的沸点高于NH：i

B、NH；为正四面体结构,可推测出PH；也为正四面体结构

C、CO,晶体就是分子晶体,可推测SiO?晶体也就是分子晶体

D、C2H6就是碳链为直线型的非极性分子,可推测C曲也就是碳链为直线型的

非极性分子

11、下列事实与氢键有关的就是（）

A、水加热到很高的温度都难以分解

B、水结成冰体积膨胀,密度变小

C、CH,、SiH,、GeH,、SnH」熔点随相对分子质量增大而升高

D、HF、HC1、HBr、HI的热稳定性依次减弱

12、下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的就是（）

A、液澳与苯分别受热变为气体B、干冰与氯化铁分别受热变为气体

C、二氧化硅与铁分别受热熔化D、食盐与葡萄糖分别溶解在水中

13、下列说法中正确的就是（）

A、无机含氧酸分子中的氧原子数越多，则其酸性也越强

B、氯化银能溶于过量的氨水,就是因为它与氨水反应生成了一种可溶的配位

彳上合

C、分子就是否具有极性决定分子中就是否存在极性共价键

D、氢键就就是一种存在于某些特殊含氢元素的分子中的一种化学键

14、下列操作利用了相似相溶原理的就是()

A、用稀硝酸洗做过银镜反应实验的试管

B、用稀盐酸清洗做高镒酸钾分解实验的试管

C、用氢氧化钠溶液清洗盛过硅酸的试管

D、用四氯化碳清洗做过碘升华的烧杯

0II』CH20H

15、有机物CH3-C-O-CH-CHO含有一个手性碳原子(标有“*”的碳原子)，具有光学活

性。当发生下列化学反应时，生成新的有机物无光学活性的就是()

A、与银氨溶液反应

B、与甲酸在一定条件下发生酯化反应

C、与金属钠发生反应

D、与乩发生加成反应

16、现有四种短周期元素A、B、C、D,已知:①C、D在同一周期,A、B在同一主

族;②它们可以组成化合物A£、B2c2、D&、D2A”等;③B的阳离子与C的阴离子的

核外电子排布相同;④B£?同A2c或DC?反应都生成气体C2)B与A2c反应生成气体

风&与气体C2按体积比2：1混合后点燃能发生爆炸，其产物就是一种常温下常

见的无色无味的液体。请回答：

(1)写出元素符号:A、B、C、D

⑵在A£、B£z、DC?与DzA,中，含有离子键与非极性共价键的化合物的电子式

为；按原子轨道重叠方式,其非极性键的类型就是o化合物