第二章 分子结构 (1)
无机化学第六版第二章 分子结构
2.spd型杂化 能量相近的（n 1）d与ns、np轨道 或ns、np与nd轨道组合成新的dsp或spd型杂化轨
道的过程可统称为spd型杂化。
杂化类型 杂化轨道数
空间构型
dsp2
sp3d d2sp3 或sp3d2
4
5
6
正方形 三角双锥 正八面体
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30
（二）等性杂化与不等性杂化:
原子轨道的杂化可分为等性和不等性杂化两类。
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33
N原子：2s22p3 ,有3个单电子，可形成3个共价键
2p 2s
孤对电子
杂化
孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键，电子 云密集在中心原子周围，s轨道成分相对增大，其余 3个杂化轨道p成分相对增大。
产生不等性杂化的原因：参与杂化的原子轨 道中电子数目多于轨道数目，出现孤电子对。
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13
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14
例如：N2分子的形成， N：1s22s2 2pX12pY12pZ1
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15
σ键与π键的区别
1）σ键重叠程度大，键牢固，可单独存在；π 键电子云较松散，不稳定，只能与σ键共存。 2）以共价键结合的两原子间只能有一个σ键， 但可以有多个π键
单键:σ键 双键:σ+π 叁键:σ+π+π
（2）同一周期中电子层结构相同的阳离子的半径， 随离子的电荷数的增加而减小；而阴离子的半径 随离子的电荷数减小而增大。
（3）同一主族元素的离子半径自上而下随核电荷 数的增加而增大。
（4）相邻主族左上方和右下方两元素的阳离子半 径相近。
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4
（三）离子的电子组态
离子的电子层组态有以下几种： （1）2 电子组态：离子只有 2 个电子，外层电子组态 为 1s2。 （2）8 电子组态：离子的最外电子层有 8 个电子，外
高中化学第二章分子结构与性质第一节共价键课件新人教版选修3
课时1 共价键的特征与类型
刷基础
6．[陕西岐山2018高二期中]下列化合物分子中只有σ键的是( C )
A．CO2 C．H2O2
B．C2H2 D．COCl2
解析
二氧化碳分子为共价化合物，碳原子分别与两个氧原子形成2个C=O键，结构式为O=C=O，
则CO2中含有σ键和π键，A不符合题意；C2H2的结构式为H—C≡C—H，含有碳碳三键，
课时1 共价键的特征与类型
刷基础
9．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，下列对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的 是( C )
A．两者都为s－s σ 键 B．两者都为p－p σ 键 C．前者为p－p σ 键，后者为s－p σ 键 D．前者为s－s σ 键，后者为s－p σ 键
解析
H原子的核外电子排布式为1s1，F原子的核外电子排布式为1s22s22p5，形成共价键时，F为 2p电子参与成键，H为1s电子参与成键，则F2分子中形成的共价键为p－p σ键，HF分子中 形成的共价键为s－p σ键，C正确。
课时1 共价键的特征与类型
刷基础
题型2 σ键、π键的比较与判断
5．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( D )
A．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成 B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 C．双键中一定有一个σ键和一个π键，三键中一定有一个σ键和两个π键 D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键
解析
键能越大，分子越稳定，则越不容易受热分解，A错误，D正确；H—H键没有方向性，B错 误；形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C错误。
课时2 共价键的键参数与等电子原理
刷基础
4．[宁夏石嘴山三中2018高三月考]下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是( B ) ①SO2 ②NH3 ③H2O ④CH4 ⑤CO2
吴国庆书后习题2[1]
![吴国庆书后习题2[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/2e53f6264b35eefdc8d33380.png)
第二章分子结构2-1画出O2﹑H2O2﹑CO2﹑CO﹑NCl3﹑SF4的路易斯结构式。
不要忘记标出孤对电子和分子的总电子数！1、解：O=O(12e-)；H-O-O-H14（e-）；C=O(10e-)；0=C=O(16e-)；Cl-N-Cl(26e-)；F–S-F(34e-)F F2-2画出硫酸根各共振体的结构式。
2、解：共13种，如：2-3键可由s-s﹑s-p和p-p原子轨道“头碰头”重叠构建而成，试讨论LiH（气体分子）﹑HCl﹑Cl2分子里的键分别属于哪一种？2-4N2分子里有几个∏键？它们的电子云在取向上存在什么关系？用图形描述之。
2-5用VSEPR模型讨论CO2﹑H2O﹑NH3﹑CO32-﹑PO3-﹑PO43-的分子模型，画出它们的立体结构，用短横代表分子的………..键骨架，标明分子构型的几何图形名称。
2-6讨论上题列举的分子（或离子）的中心原子的杂化类型。
2-7图2-13中的丙烷分子中的所有化学键都是单键（………键），因而可以自由旋转，试问：丙烷分子处在同一个平面上的原子最多可以达几个？若你不能在纸面上讨论，或不敢确认自己的结论，请用立体分子模型莱讨论（用黏土和木棍搭模型最省钱；搭模型有助于更好地掌握立体结构知识；但用模型讨论完后仍要在纸面上画图描述）。
2-8图2-13中的C10H10叫金刚烷，它的衍生物——金刚胺是抗病毒药物。
请问：金刚烷分子里有几个六元环？这些六元环都相同吗？试设想，把金刚烷分子装进一个空的立方体里，分子的次甲基（-CH2-）上的碳原子位于立方体面心位置，分子中的-CH-基团的碳原子﹑将处在什么立方体的什么位置？金刚烷中的氢原子各取什么方向？在解题或搭模型时不要忘记借用杂化轨道的概念。
2-9借助VSEPR模型﹑杂化轨道模型﹑…..键与…键大….键以及等电子体概念，讨论OF2﹑ClF3﹑SOCl2﹑XeF2﹑SF6﹑PCl5的分子结构。
2-10有一种叫做丁三烯的平面分子，请根据其名称画出路易斯结构式，标明分子的价电子数，再讨论分子中碳原子的杂化轨道﹑碳碳键的键角﹑….键或大….键的取向，用图形来解题。
无机化学 分子结构
实例
s,p
sp
2
HgCl2
s,p,p
sp2
3
BF3
重要的杂化轨道及其形状(2)
中心原子 中心原子 中心原子的 的轨道数 的杂化轨道 杂化轨道数 杂化轨道 形状 实例
s,p,p,p
sp3
4
CCl4 NH4+
s,p,p,p,d
sp3d
5
PCl5
Hale Waihona Puke （4）sp3 不等性杂化 (sp3 Uneven Hybridization)
共价键的形成条件为
◆ 键合双方各提供自旋方向相反的未成对电子（想一想自
旋方向 相同呢？） ◆ 键合双方原子轨道应尽可能最大程度地重叠
◆ 能量最低原理
价键理论基本要点
1. 电子配对原理
具有自旋相反的单电子的两个原子相互接 近时，单电子可以配对构成共价键。 如 H2： H 1s1 + H 1s1 →H-H HCl： H 1s1 + Cl 3s23p5 → H-Cl N2： N 2s22p3 + N 2s22p3 → N N
Question
写出氯酸根离子 ClO3- 的路易斯结构式.
Cl 原子的电负性小于 O 原子，意味着不存在 O－O 之间的键合. 合理的排布应该如下所示：
O Cl O O O Cl O O
ClO3-离子中价电子总数等于26(四个原子的价电子数相 加再加1), 扣除3个单键的6个电子，余下的20个电子以孤 对方式分配给四个原子, 使它们均满足八隅律的要求.
第二章 分子结构
(Structure of Molecule) 价键理论
价层电子对互斥理论
分子轨道理论
键参数
第二章 分子结构 (1)
一、选择题1、CO分子中存在的化学键是（C ）A、Π键、ơ键B、Π键、配位健C、ơ键、Π键、配位健D、ơ键、配位健2、N2分子中存在的化学键是（ D）A、一个Π键、一个ơ键B、一个ơ键C、一个Π键、两个ơ键D、两个Π键、一个ơ键3、下列分子中，两个相邻共价键的夹角最小的是（ D ）A、BF3 B、H2S C、NH3D、H2O4、BF3分子的空间构型为（B ）A、直线型B、平面正三角形C、三角锥型D、正四面体型5、下列分子和离子中，中心原子成键轨道不是sp2杂化的是（ D ）A、NO3－B、HCHO C、BF3D、NH36、NCl3分子中，N原子与三个氯原子成键所采用的轨道是（ B ）A、两个sp轨道，一个p轨道成键B、三个sp3轨道成键C、P X、P y 、P z 轨道成键D、三个sp2轨道成键7、下列化合物中，极性最大的是（ B ）A、CS2 B、H2S C、SO3D、SnCl48、下列分子中，偶极矩不等于零的是（ C ）A、BeCl2 B、BF3C、NF3D、CO29、下列分子为极性分子的是(A )A、H2O B、CH4C、CO2 D、BF310、下列液态物质中只需克服色散力就能使之沸腾的是（ D ）A、H2O B、CO C、HF D、Xe11、极化能力最强的离子应具有的特性是（B ）A、离子电荷高、离子半径大B、离子电荷高、离子半径小C、离子电荷低、离子半径小D、离子电荷低、离子半径大12、下列各组离子中，离子的极化力最强的是（ C ）A、K＋、Li＋B、Ca2+、Mg2+C、Fe3+、Ti4＋D、Sc3＋、Y3＋13、下列物质熔点最高的是（B ）A、H2S B、H2OC、H2Se D、H2Te14、下列分子中，中心原子的杂化类型和分子的空间构型都与NH3相同的是（C ）A、H2O B、H2S C、PCl3D、SiH415、下列液态物质中，只须克服色散力就可以沸腾的是（A ）A、CS2 B、CHCl3C、HClD、H2SO416、除少数分子外，一般分子之间的作用力主要是（B ）A、氢键B、取向力C、诱导力D、色散力17、杂化轨道理论认为（B ）A、参加杂化的各原子轨道都必须提供电子。
2分子结构
规定：
(1) 作为配体，卤素原子和H 原子提供1个电子， 氧族元素的原子不提供电子； (2) 作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计 算，氧族元素的原子按提供6个电子计算； (3) 对于复杂离子，计算价层电子对数时，加 上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数；
(4) 计算电子对数时，若剩余1个电子，亦当作 1对电子处理。
1、根据已有结构信息，原子间先单键相连；
2、计算所有原子单独满足稳定结构所需的电 子数； 3、计算总价电子数（考虑离子电荷） 4、根据2、3计算差值，算出所需成键数目 5、排列组合 6、判断稳定结构
例1. OCNO——C——N
1、价电子总数：6+4+5+1=16
2、所需电子总数：3x8=24
3、所需共价键数：（24-16)/2=4
O3、NO2 、SO2
(4)SO42-、PO43• 具有相同的重原子数； • 价电子总数32； • 具有相同的结构——正四 面体
(5)PO33-、SO32- 、ClO3• 具有相同的重原子数； • 价电子总数26； • 具有相同的结构——三角 锥型分子
四、价键理论2——杂化轨道理论
杂化轨道的理论提出是为了解决分子或者离
• PCl5 是一种白色固体，加热到 160℃ 不经过液态阶段就变成蒸气，测得 180℃下的蒸气密度（折合成标准状 况）为9.3 g/L，极性为零，P-Cl键 长为 204 pm 和 211 pm 两种。继续加 热到250℃时测得压力为计算值的两 倍。 PCl5 在加压下于 148℃液化，形 成一种能导电的熔体，测得 P-Cl 的 键长为198 pm和206 pm两种。（P、 Cl相对原子质量为31.0、35.5）
⑵选出电子对之间的最小夹角，分析对比图中 的各种排斥作用的种类和数目；
第二章 共价键理论和分子结构1
第二章共价键理论和分子结构两个或多个原子之所以能结合在一起形成稳定的分子（或晶体），是因为原子之间存在着某种强烈的相互作用，即化学键。
因此，化学所关心的就是化学键。
典型的化学键可归纳为共价键、离子键和金属键等三种，广义的化学键还包括范德华力（Van der Waals）和氢键。
其中，较主要的是共价键，因绝大多数分子，尤其是种类繁多的有机分子都含有共价键。
研究共价键的理论主要有价键（Valence bond，即VB）理论和分子轨道（Molecular orbital，即MO）理论，两者都是在20世纪30年代通过量子力学对H2分子的近似处理方法发展起来，其中，价键理论很重视化学图像，而MO理论中的分子轨道更具普遍的数学形式，因此，两者各有所长，有些概念和理念已相互采用。
又因MO理论能解释价键理论不能解释的一些实验现象，且较易程序化，故随着计算机的发展，已成为当今研究化学键理论的主流方法。
本章着重讨论MO理论及其在分子结构中的应用。
§2.1 价键理论要点价键理论强调电子配对，其要点如下：（1）原子A和原子B各有一未成对电子，且自旋相反，则可配对形成共价键。
若A和B原子各有两个或三个未成对电子，则可两两配对形成共价双键和共价三键。
若A原子有两个未成对电子而B原子只有一个，则A原子和两个B原子形成AB2型分子。
（2）两个原子的未成对电子配对后，就不能和第三个原子的单电子配对，即共价键具有饱和性。
（3）两个原子间的电子云重叠越多，所形成的共价键越稳定，这就是电子云的最大重叠原理，表明共价键具有方向性。
尽管价键理论可解释共价键的饱和性和方向性，但还是有些实验现象不能自然地解释。
如O原子的基组态为1s22s22p4，有两个未成对电子，当O原子结合形成O2后，O2分子中应不再有未成对电子，但磁化率测定结果表明O2是顺磁性的，即其分子中有单电子存在。
又如，C 原子的基组态为1s 22s 22p 2，也有两个未成对电子，与O 原子应形成双键，但按照CO 分子的键长及键能数据与有机物中的C -O 单键和C=O 双键比较结果（见表1），CO 中C 与O 应该是以叁键相结合。
分子结构
饱和性 一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋 相反的电子配对成键 ，这便是共价键的“饱和 性”。而每个原子的未成对电子数是一定的，所 以形成共用电子对的数目也就一定。 例如，H原子的未成对电子和另一H原子的电 子配对后形成H2 分子，H2 不能再与第三个原子配 对了，所以不可能有H3分子。N原子有三个未成对 电子，则只能形成叁键结合成分子。Be原子中没 有未成对电子学，则不能形成Be2。所以按照价键 理论，未成对的电子数，就是原子的化合价，它 应等于形成共价键的数目。
五、离子的极化 一离子使另一离子的正、负电荷重心发生 相对位移的作用叫离子的极化。 影响因素：半径、电荷、电子构型 可影响：溶解度、熔点、颜色
第二节 共价键论
1916年美国化学家路易斯(G N Lewis，1875~1946)提 出了共价学说，建立了经典的共价键理论。原子间 可共用一对或几对电子，以形成稳定的分子。这是 早期的共价键理论 。
二、 杂化轨道理论
根据价键理论，共价键是成键原子通过电子配对 形成的。例如H2O分子的空间构型，根据价键 理论两个H―O键的夹角应该是90°,但实测结 果是104.5°。
1） 杂化轨道理论要点
* 在原子间相互作用形成分子的过程中，同一原子中
能量相近的不同类型的原子轨道(即波函数)可以相 互叠加，重新组成同等数目、能量完全相等且成键 能力更强的新的原子轨道，这些新的原子轨道称为 杂化轨道(hybrid orbital)。杂化轨道的形成过程 称为杂化(hybridization)。 *定义——同一原子中能量相近的原子轨道组合成新 的轨道的过程。
三个sp2杂化轨道
（3）sp3杂化
sp3 杂化是由一个 ns原子轨道和三个 np原子轨 道参与杂化的过程。CH4 中碳原子的杂化就 属此种杂化。 碳原子：2s22p2，碳原子也经历激发、杂化过 程，形成了4个sp3杂化轨道：每一个sp3杂化 轨道都含有1/4的s成分和3/4的p成分，轨道 之间的夹角为109.5°。
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一、选择题1、CO分子中存在的化学键是（C ）A、Π键、ơ键B、Π键、配位健C、ơ键、Π键、配位健D、ơ键、配位健2、N2分子中存在的化学键是（ D）A、一个Π键、一个ơ键B、一个ơ键C、一个Π键、两个ơ键D、两个Π键、一个ơ键3、下列分子中，两个相邻共价键的夹角最小的是（ D ）A、BF3 B、H2S C、NH3D、H2O4、BF3分子的空间构型为（B ）A、直线型B、平面正三角形C、三角锥型D、正四面体型5、下列分子和离子中，中心原子成键轨道不是sp2杂化的是（ D ）A、NO3－B、HCHO C、BF3D、NH36、NCl3分子中，N原子与三个氯原子成键所采用的轨道是（ B ）A、两个sp轨道，一个p轨道成键B、三个sp3轨道成键C、P X、P y 、P z 轨道成键D、三个sp2轨道成键7、下列化合物中，极性最大的是（ B ）A、CS2 B、H2S C、SO3D、SnCl48、下列分子中，偶极矩不等于零的是（ C ）A、BeCl2 B、BF3C、NF3D、CO29、下列分子为极性分子的是(A )A、H2O B、CH4C、CO2 D、BF310、下列液态物质中只需克服色散力就能使之沸腾的是（ D ）A、H2O B、CO C、HF D、Xe11、极化能力最强的离子应具有的特性是（B ）A、离子电荷高、离子半径大B、离子电荷高、离子半径小C、离子电荷低、离子半径小D、离子电荷低、离子半径大12、下列各组离子中，离子的极化力最强的是（ C ）A、K＋、Li＋B、Ca2+、Mg2+C、Fe3+、Ti4＋D、Sc3＋、Y3＋13、下列物质熔点最高的是（B ）A、H2S B、H2OC、H2Se D、H2Te14、下列分子中，中心原子的杂化类型和分子的空间构型都与NH3相同的是（C ）A、H2O B、H2S C、PCl3D、SiH415、下列液态物质中，只须克服色散力就可以沸腾的是（A ）A、CS2 B、CHCl3C、HClD、H2SO416、除少数分子外，一般分子之间的作用力主要是（B ）A、氢键B、取向力C、诱导力D、色散力17、杂化轨道理论认为（B ）A、参加杂化的各原子轨道都必须提供电子。
B、原子轨道杂化后生成成键能力更强的杂化轨道。
C、只有能量相同的原子轨道才能进行杂化。
D、原子轨道杂化后先形成分子轨道，然后再形成化学键。
18、下列物质熔点变化顺序中，不正确的是（ B ）A、NaF> NaCl > NaBr > NaIB、NaCl< MgCl2< AlCl3<SiCl4C、LiF> NaCl >KBr > CsID、Al2O3>MgO> CaO> BaO19、下列分子或离子中，具有反磁性的是（D）A、O2 B、O2－ C、O2＋ D、O22－20、按分子轨道理论，下列稳定性排列正确的是（C ）A、O2 > O2＋> O22－B、O2＋> O2> O22－C、O22－> O2> O2＋ D、O2＋> O22－> O221、几何形状是平面三角形的分子或离子是（ D ）A、SO32－ B、SnCl3－ C、CH3－ D、NO3－22、下列各组物质中，沸点高低次序不正确的是（）A、HF>NH3 B、S2（g）>O2C、NH3>PH3D、SiH4>PH323、下列分子中，中心原子采取不等性sp3杂化的是（）A、BF3 B、 CO2C、CH4D、 PH324、下列各组分子，既存在取向力、诱导力和色散力，又存在氢键的是（）A、N2-H2B、O2-CO C、CH3Cl-H2O D、C2H5OH-H2O25、下列分子中，离域π键类型为П33的是（）A 、O 3B 、SO 3C 、NO 2D 、HNO 326、IF 5的空间构型是（ ）A 、三角双锥B 、平面三角形C 、四方锥D 、变形四面体 27、下列分子中，含有极性键的非极性分子是（ ） A 、P 4 B 、BF 3 C 、ICl D 、PCl 328、下列物质中，既有离子键又有共价键的是 （ ） A 、KCl B 、CO C 、Na 2SO 4 D 、NH 4＋ 29、下列化合物，既存在离子键和共价键，又存在配位键的是（ ） A 、NH 4F B 、NaOH C 、H 2S D 、BaCl 230、下列化学键中极性最强的是（ ） A 、H-O B 、N-H C 、H-F D 、S-H 31、根据分子轨道理论，O 2的最高占有轨道是（ ）A 、p 2πB 、*2p πC 、*2p σ D 、p 2σ32、下列物质熔点高低顺序正确的是 （ ）A 、He > KrB 、Na < RbC 、HF < HClD 、MgO > CaO 33、根据价层电子对互斥理论，SO 3的空间构型是（ ）A 、三角锥形B 、T 型C 、四面体D 、平面三角形 34、下列分子或离子中，没有孤对电子的是（ ） A 、H 2O B 、H 2S C 、NH 4+ D 、PCl 3 35、下列分子或离子中，为CO 等电体的是（ ） A 、N 2 B 、NO - C 、O 2+ D 、F 236、OF 2分子的中心原子采取的杂化轨道是 （ ）A 、s p 2B 、s p 3C 、s pD 、d s p 2 37、下列分子中属于极性分子的是 （ ）A 、SiCl 4( g )B 、SnCl 2( g )C 、CO 2D 、BF 3 38、在单质碘的四氯化碳溶液中，溶质和溶剂分子之间存在着 （ ） A 、取向力 B 、诱导力 C 、色散力 D 、诱导力和色散力 39、下列分子或离子中，呈反磁性的是 （ ）A 、B 2 B 、O 2C 、COD 、NO40、如果正离子的电子层结构类型相同，在下述情况中极化能力较大的是 （ ）A、离子的电荷多，半径大B、离子的电荷多，半径小C、离子的电荷少，半径大D、离子的电荷少，半径小41、下列离子中，变形性最大的是（）A、CO－23 B、SO－24C、ClO－4D、MnO－442、按离子的电子构型分类，Li＋属于（）A、9～17电子型B、2电子型C、8电子型D、18电子型43、下列离子半径大小次序中错误的是（）A、Mg2＋<Ca2＋B、Fe2＋>Fe3＋C、Cs＋>Ba2＋D、F－>O2－44、CH3OCH3和HF分子之间存在的作用力有（）A、取向力、诱导力、色散力、氢键B、取向力、诱导力、色散力C、诱导力、色散力D、色散力45、乙醇和醋酸易溶于水而碘和二硫化碳难溶于水的根本原因是（）A、分子量不同B、有无氢键C、分子的极性不同D、分子间力不同46、AgCl 在水中的溶解度大于AgI ，其主要原因是（）A、AgCl 的晶格能比 AgI 的大B、Cl 的电负性比 I 的大C、AgI 的正负离子间相互极化作用比 AgCl 的大D、Cl 的电离能比 I 的大47、下列具有最高熔点的化合物是（）A、NaBrB、PBr3 C、AlBr3D、MgBr2E、SO248、下列哪种化合物中有最强的共价键（）A、MgCl2 B、BeCl2C、CaCl2D、SrCl2E、BaCl249、按照AgF 、AgCl 、AgBr 、AgI 的顺序，下列性质变化的叙述正确的是（）A、颜色变深B、溶解度变小C、离子键递变到共价键D、A 、B 、C 都是50、下列各组物种中，都含有两个П43键的是（）A、N2O ，CO2，N3－ B、N2O ，NO2，N3－C、N2O ，CO2，NO2D、NO2，CO2，N3－51、下列化合物中，按沸点由高到低顺序排列正确的是 （ ）① ② ③A 、③②①B 、②③①C 、①②③D 、③①② 52、对化合物在水中的溶解度，下列判断中正确的是 （ ） A 、AgF > HF B 、CaF 2 > CaCl 2C 、HgCl 2 > HgI 2D 、LiF > NaCl53、下列各组离子中，离子的变形性最大的是 （ ） A 、I －、S 2－ B 、F －、Br － C 、Cl －、O 2－ D 、N －、H － 54、下列氟化物中，在水中溶解度最小的是 （ ） A 、LiF B 、NaF C 、KF D 、CsFOHCHO OHCHOOHCHO。