高中化学_分子的结构与性质

分子的结构与性质

【知识动脉】

知识框架

厂产生原因：共价键的方向性

r sp3

决定因素：杂化轨道方式[sp2

分子的空间构型sp

空间构型的判断：VSEPF理论

空间构型决定性质[等电子原理Q Y手性分子

'配合物

一、杂化轨道理论

1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新

的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。

思考：甲烷分子的轨道是如何形成的呢？

形成甲烷分子时，中心原子的2s和2p x, 2p y，2p z等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于S轨道，也不同于p轨道。

根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2杂化和sp杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。

思考：

思考：怎样判断有几个轨道参与了杂化？

［讨论总结］:三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为______ 。的直线型杂化轨道，SF2杂化轨道为___________ °

的平面三角形，SF3杂化轨道为__________ ° _____ '的正四面体构型。

小结：HCN中C原子以sp杂化，CHO中C原子以sp杂化；HCN中含有2个（T键和2n键；CHO中含有3^ 键和1个n 键

【例1】（09江苏卷21 A部分）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气（主要成分为

CO CO、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为____ 。甲醛分子的空间构型是 _______ ; 1mol甲醛分子中（T键的数目为_______ 。

2

解析与评价：甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp杂化；分子的空间构型为平面

型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢S键，1mol碳氧S键，故含有S键的数目为3N A

答案：sp2平面型3N A

【变式训练1】（09宁夏卷38）［化学一选修物质结构与性质］（15分）

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物XY3, Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：

（1）_______________________________________________________________ X与Z可形成化合物XZ>,该化合物的空间构型为；

2、价层电子对互斥模型

把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO、CHO CH等分子中的C原

子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下：

另一类是中心原子上有孤对电子.（未用于形成共价键的电子对）的分子。如

H2O和NH中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型, NH分子呈三角锥型。

练习2

3. 等电子原理

等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒，如：CO和N2, CH4和NH+;等电子体具有相似的化学键特征，性质相似。

练习3、（09江苏卷21 A）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气（主要成分为CO CO、H2等）与Ha混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

（1 ）根据等电子原理，写出CO分子结构式______________________ 。

【例2】（09全国卷I 29部分）（15分）已知周期表中，元素Q R、W Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸，W的氯化物分子呈正四面体结构，W与Q形成高温陶瓷。这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式）_________ ，其原因

是________________ ;电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_____________________________________ ;

解析与评价：本题可结合问题作答。W勺氯化物为正四体型，则应为SiCl 4或CC14,又W与Q形成高温

陶瓷，故可推断W为Si。显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH> AsH3 > PH,因为前者中含有氢键后两者构型相同，分子间作用力不同。②SiH4、PH和H2S的电子数均为18。，结构分别为正四面体，三角锥和V 形。

答案：①NH> AsH > PH,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同；②电子数相同的有SiH4、PH和HS结构分别为正四面体，三角锥和V形。

二、分子的极性

一般说来，同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移，是_______________________ 。而由不同原子形成的共价键，

电子对会发生偏移，是 _____________ 。

提出问题：

（1）共价键有极性和非极性；分子是否也有极性和非极性？

（2）由非极性键形成的分子中，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布？是否重合？

（3）由极性键形成的分子中，怎样找正电荷的中心和负电荷的中心？讨论交流：

利用教科书提供的例子，以小组合作学习的形式借助图示以及数学或物理中学习过的向量合成方法，讨论、研究判断分子极性的方法。

总结归纳：

（1 ）由极性键形成的双原子、多原子分子，其正电中心和负电中心重合，所以都是非极性分子。如：。

（2）含极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。

当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子。如：______________________ 。当分子中各个键的

极性向量和不等于零时，是极性分子。如：。