高中化学选修三第二章分子结构与性质导学案

高二化学选修三第二章分子结构与性质

）非金属单质分子中（稀有气体除外）存在共价键，如。2、F2、H2、Go等。

班级姓名第______小组小组评价教师评价（2

（3）部分离子化合物中存在共价犍，，一死、

第二章分子结构与性质

的NHJ中存在共价键，NmOa的02Z一中存在共价键等。

第一节共价键（1）

分类

【学习目标】6.

1.了解共价键的成因及。键和H键的形成。类型特点分类依据

2.掌握用电子式表示共价键的结构和形成过程。。键电子云“头碰头”重叠原子轨道的重叠方式

【基础知识】n键电子云“肩并肩”重叠

一.共价键极性键共用电子对发生偏移电子对是否偏移

1.概念非极性键共用电子对不发生偏移

原子间通过共用电子对所形成的相互作用。单键有一个共用电子对共用电子对数目

2.成键的粒子双键有两个共用电子对

原子，一般为非金属原子（相同或不相同）或金属原子与非金属原子。三键有三个共用电子对

3.键的本质7.共价键特征

原子间通过共用电子对（即电子云重叠）产生的强烈作用。

（1）饱和性：每个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子成键后，一般不能

【拓展】共价键的形成原因：①成键原子相互靠近，自旋方向相反的两个电子形成共用电子对（发再与其他原子的未成对电子成键。

生电子云重叠），且各原子最外层电子数目一般能达到饱和（通常为8电子稳定结构），由不稳定变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，每个原子所能形成的共价键总数

稳定：②两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态；③原子通过共用电子对形成共价键后，或以单键连接的原子数目是一定的。

体系总能量降低。如氯原子核外只有1个未成对电子，两个氯原子之间可以形成且只能形成一个共价键，因而氯气的

4.键的形成条件化学式为而不是Cl3o

非金属元素的原子之间形成共价健，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。（2）方向性：形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价

键就越牢固。因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。

【注意】AI原子与F原子变为A」'和F后形成离子键，AI原子与CI原子之间则形成共价健。共价键的方向性决定着分子的空间构型。如HK）为角形（V形），C02为直线形，NH3为三角锥形。

5.共价键的存在

（1）共价化合物中一定存在共价键，如S02、CCh、CH,、HQ2、CS2、H2s等。

高二化学选修三第二章分子结构与性质

二.单键、双键和三键2.n键

1.单键（1）概念

两个成键原子间发生原子轨道的重叠形成1对共用原子，这样的共价犍称为单键，如H-O-H.H-O-CI将原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为n键，

等。见课木P29图2-3o

2.双键（2）特征

两个成键原子间发生原子轨道的重叠形成两对共用原子，这样的共价键称为双键，如CH2=CH2、O=C=O每个n键的电子云由两块形成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子

等。核的平面作为镜面，它们互为镜像，满足镜面对称；由于形成n键时电子云重叠程度比形成。键

3.三键时小，故又键没有。键牢固，比较容易断裂；口键不可以旋转。

两个成健原子间发生原子轨道的重叠形成3对共用原子，这样的共价键称为三键，如CHs-C-CH、【说明】两个S电子的原子轨道不能形成贝健，只能形成。键。

N=N、H-C三N等。

3.。键和五键的存在规律及对分子性质的影响（1）存在规律①两个原子形成共价键时，其

三.o键和n键

电子云（或原子轨道）尽可能最大程度重叠，故两个原子形成共价键时应先形成。键，然后才能

1.。键

形成JT键。

（1）概念

将原子轨道沿键轴（两原子核的连线）方向以“头碰头”方式相互重叠，导致电子在核间出现的概②。键和键的存在规律：单健为。键，双键中含有1个。键和1个K键，三键中含有1个

率增大而形成的共价键为。键。。键的特点是轨道的重叠部分呈圆柱形沿键轴呈轴对称分布。。健和2个n键。即多原子分子中一定有。键，可能有n键（稀有气体分子中没有共价键）°

（2）分类：可分为S-S0键、s-p0键、p-pa键。（2）对分子性质的影响

①S-S0键：两个成犍原子均提供S原子轨道形成的共价键。如H2中的。键即为S-S。键，见课。键的牢固程度较大，n键不如。键牢固，比较容易断裂。因此含有n犍的化合物与只含有0

本P28图2-1°键的化合物的化学性质不同，通常含口键物质的化学性质更活泼。如乙烯的化学性质比乙烷更活

②p・p0键：以CI2中p-po键为例，两个氯原子（成键原子）分别提供1个未成对电子的3P轨道泼。

【注意】N的分子结构非常稳定，其分子中的无键很难破坏（断裂）。N分子中的无键比。键稳

以“头碰头”的方式重叠所形成的共价键。见课本P29图2・2o22

③S-po键：以HCIs-po键为例，氢原子提供的未成对电子的1S原子轨道和氯原子提供的未成定。

对电子的3P原子轨道重登形成共价键，见课本P29图2-2。【过关训练】

.下列物质的分子中既有。键，又有键的是（）

（3）特征1H

①HCI②H0③N④HQ2⑤C2H4⑥C2H2

满足轴对称特征：形成。键的原子轨道重登程度比较大，。键有较强的稳定性；。键可以旋转。22

A.①②③B.®®®®C.①③⑥D.③©@

高二化学选修三第二章分子结构与性质

’2.下列常见分子中~~。键、兀键判断正确的是()

A.CN-与N2结构相似，CH=CHCN分子中。键与五键数目之比为1:1

2

B.CO与N2结构相似，CO分子中。键与n犍数目之比为2:1

c.C202.……2,中含有五键数目为2N

222A

D.已知反应NO(l)+2NH(I)=3N(g)+4H0(1),若该反应中有4molN-H键断裂，则形成的JI

242422

键数目为6NA

3.下列说法中不正确的是()

A.一般。键比丸键重登程度大，形成的共价键强

B.两个原子之间形成共价跳时，最多有一个。键

C.气体单质中，一定有。键，可能有n键

D.N2分子中有一个。键，两个丸键

4.下列说法正确的是()

A.只键是由两个p电子“头碰头”重叠形成

B.。键是镜面对称，而丸键是轴对称

C.乙烷分子中的键全为。键而乙烯分子中含。键和丸键

D.H2分子中含。健而CI2分子中还含n键

5.对。键的认识不正确的是()

A.。键不属于共价键，是另一种化学键

B.s-s。键与s-po键的对称性相同

C.分子中含有共价键，则至少含有一个。键

D.含有JT键的化合物与只含。键的化合物的化学性质不同

【问题与收获】

15

高二化学选修三第二章分子结构与性质

班级姓名第______小组小组评价教师评价（1）定义

第一节共价键（2）分子中形成共价键的两原子的原子核间的平均距离。

【学习目标】<2）意义

1.认识键能、键长、键角等键参数的概念。键长是衡量共价键稳定性的参数之•。键长越短，键能越大，共价键越稳定。

2.能用键参数一一键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。【知识拓展】①键长的长短，常根据成键的原子半径大小来判断。如H・F、H-CI.H-Br、H-I

等氢卤键，由于X的半径从F-*I依次递增，故氢卤键越来越长，键能越来越小，分子越来

3.知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”。

【基础知识】越容易分解。

四.键参数一键能、键长与键角②因成键时两原子轨道发生重叠，故键长小于成键原子的原子半径之和。

1.键能3.键角

（）定

（1）含义1

义

气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。

【注意】①应为气态基态原子：保证释放的能量最低。在原子数超过两个的分子中，两个化学键之间的夹角叫作键角。（2）

意义

②断裂1mol化学键生成气态原子时吸收的能量与该键的键能数值相等。

键角是描述多原子分子空间结构的重要因素之一。

（2）表示方法

多原子分子中的键角是一定的，表明共价键有方向性。键角和键长常用来描述多原子分

1

常用EAB表示，单位为kJ-mol,通常取正值。

子的空间构型。一般来说，已知某分子中的键长和键角的数据，就可确定该分子的空间

如H-H键的键能为EH.H=436kJ-mol「

构型。

（3）键能的意义

例如：水分子中两个O-H键之间的夹角是105°,这就决定了水分子是V形结构；Cd分

①表示共价键的强弱。原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，体系能量下降越

子的结构式为O=C=O,它的键角为180°,所以Cd分子是直线形分子。

多，释放能量越多，形成的共价键键能越大，形成的共价犍越牢固。

五.等电子原理

②判断分子的稳定性。一般来说，结构相似的分子，其共价键的犍长越短，共价键的键

1.等电子原理

能越大，分子越稳定。

（4）与化学反应中的热效应的关系原子总数相同、价电子数总数也相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相

近的，此原理称为等电子原理。

H=反应物的键能总和一生成物的键能总和

2.犍长

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2.等电子体

3.等电子体的判断和应用

满足等电子原理的分子互称为等电子体。（1）判断方法

（1）如CO分子和N2分子具有相同的原子总数，相同的价电子数，是等电子体，其性质对比原子总数相同、价电子总数也相同的分子为等电子体。

如下表（2）应用

等电子体的许多性质相似、空间构型相同，故可用来预测分子的一些性质和空间构型，并

分子N2CO

原子数22应用于制造新材料。

分子的价电子总数1010【过关训练）

化学键2个打键、1个。键2个n健、1个。键1.能用键能大小解释的是（）

A.N的化学性质比。稳定得多B.常温常压下，溟呈液态，碘呈固态

分子解离能/kJ-mol-1946107522

分子构型直线直线C.稀有气体一般很难发生化学反应D.硝酸易挥发而磷酸难挥发

沸点/K77822.根据等电子体原理判断，下列说法中错误的是()

分子中所有原子均在同一平面上分子中存在双链，可发生加成反应

熔点/K6368A.B3N3H6B.B3N3H6

C.HQ和N口是等电子体，均为..用推形D.CH4和加是等电子体,均为正四面体形

在水中的溶解度（室温）2.3mL1.6mL34

3.与NO-互为等电子体的是（）

（2）其他3

①硅和错是良好的半导体材料，等电子体磷化铝（AIP）和神化像（GaAs）也是良好的半导A.SOaB.BF3C.CH4D.NO2

下列说法中，错误的是（）

体材料。4.

②SiCI,、S。产、Sd2的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是A.键氏越长，化学键越牢固

sp3杂化，都形成正四面体立体构型。B.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固

.对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定

【拓展】①互为等电子体的物质可以是分子和分子、分子和离子、离子和离子。C

原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键

②等电子体具有相同的化学键类型和分子构型，物理性质相似，但其化学性质差别较大。D.

【问题与收获】

③等电子体的价电子数可以由其电子式或构成微粒的原子的价电子数来判断：电子式中的

键合电子数和孤电子对数的二倍之和即为价电子总数；分子中组成原子的价电子数之和或

离子中各原子的价电子数之和与离子所带电荷相加（或相减）即得价电子总数。如NO?-的价

电子总数为5+6X2+1=180

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该原子的价电子数”）

班级姓名第______小组小组评价教师评价

第二节分子的立体构型（1）对于阴（阳）离子来说，a为中心原子的价电子数加上（或减去）离子的电荷数,x和b的计算方

【学习目标】法不变。

③中心原子的价层电子对数=。键电子对数+L（a-xb）

1.知道常见分子的立体结构。

2

2.r解价层电子对互斥模型、并能根据该理论判断简单分子或离子的构型。

二.价层电子对互斥模型

【基础知识】

1.价层电子对互斥模型的概述

一.价层电子对互斥理论

该理论模型认为，在一个共价分子或离子中，中心原子A周围所配置的B原子的几何构型，主要取

1.形形色色的分子决于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用。

（1）三原子分子

这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布，以使彼此间的排斥力最小。这就是价层

三原子分子的立体构型有直线形（如C02分子）和V形（如H2o分子）两种。（2）电子对互斥模型。

四原子分子

2.分子立体构型的确定

大多数四原子分子采取平面三角形（如CHaO分子）和三角锥形（如NH分子）两种立体构型。（3）

3依据价层电子对互斥模型，判断分子中中心原子的孤电子对数，再利用中心原子的成键电子对数,

五原子分子

两者结合，就可以确定分子较稳定的立体构型。举例说明如下表：

五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四面体形（如CH4分子）。

中心原子的孤电子成键电子孤电子价层电子对的理分子立体构型名分子立体结构

2.价层电子对互斥理论对数与成键电子对对数对数想几何构型称的实例

（1）理论要点

数之和

价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分

220直线形直线形co2

子中的中心原子上的电子对，包括。键电子对和中心原子上的孤电子对。330平面三角形平面正三角形BF、BCI

33

（2）价层电子对数的计算

21平面三角形V形S02

①。键电子对数由分子式确定：分子中有n个。键，就有n对。键电子对。

40四面体形正四面体形CFL、CCI4

②中心原子上的孤电子对数由公式确定：

43

中心原子上的孤电子对=!（a-xb）o一-缶/IJWtK1U

22四面体形V形H2O

2

（式中：a为中心原子的价电子数，对主族元素来讲，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-

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【过关训练］

1.下列分子中心原子的价层电子对数是3的是（）

A.H2。B.BF3C.CH4D.NH3

2.下列分子的中心原子，带有一对孤对电子的是()

A.PCIB.BeCIC.CHD.H0

3242

3.下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是（）

A.CO2B.PCI3C.CCI4D.NO2

4.下列物质中，分子的立体构型与水分子相似的是()

A.COB.HSC.PCID.SiCI

2234

5.下列分子的VSEPR模型与分子立体结构模型一致的是()

A.NHB.CCIC.H0D.HS

3422

6.用价层电子对互斥模型推测下列分子的空间构型：

(1)HS(2)NH(3)BF(4)CHCI(5)SiF

22334

答案

(1)H2s为V形

（2）N。为V形

（3）BF3为平面正三角形

（4）CHCk为四而体

（5）SiF’为正四面体

【问题与收获】

19

高二化学选修三第二章分子结构与性质

班级姓名第小组小组评价教师评价【规律】①原子轨道发生杂化后，杂化轨道的形状和空间伸展方向均发生了变化。

J-----------?-----------------也---？-----------i----------------?

第二节分子的立体结构（2）②在形成分子时，杂化轨道只能用于形成。键或容纳未参与成犍的孤电子对。

3.杂化轨道类型

【学习目标】

因为杂化轨道只能用于形成«键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个。键，故有

1.认识杂化轨道理论的要点。

下列关系：杂化轨道数=中心原子孤电子对数十中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类

2.进一步了解有机化合物中碳的成键特征。

型。

3.能根据杂化轨道理论判断荷单分子或离子的构型。

（1）sp杂化：由1个ns轨道和1个np轨道杂化得到2个夹角为180°的直线形杂化轨道。例如

【基础知识】CO中的碳原子、HC三N中的碳原子、BeF中的被原子等均采

取sp杂化。

三.杂化轨道2