选修3-分子的结构与性质

选修三——分子的结构与性质 考点1：共价键 一、概念：原子间形成共用电子对，具有方向性和饱和性。 类型：单键、双键、三键（按共用电子对数目）； 极性和非极性（按共用电子对是否偏移） σ键（轴对称），π键（镜像对称） 二、键参数 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，化学键越稳定。 键长：形成共价键的两个原子的核间距，键长越短，共价键越稳定。 键角：在两个以上原子的分子中，两个共价键的夹角。

三、σ键和π键的对比

四、等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子，物理性质相似（N2和CO），化学性质不同。 常见等电子体汇总 练习 1.判断题 （1）分子中一定有化学键。（ ） （2）乙炔分子中既有极性键又有非极性键，既有σ键又有π键。（ ） （3）正四面体结构的分子键角一定是109°28′。（ ） 2.下列对HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4一组分子中共价键形成方式正确的是（ ） A.都是σ键，没有π键 B.都是π键，没有σ键 C.既有σ键，又有π键 D.除了CH4，都是σ键 3.下列分子中存在π键的（ ） A.H2 B.Cl2 C.N2 D.HCl 4.有以下物质：①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4

（1）只含有极性键的 。

（2）只含有非极性键的 。 （3）既有极性键又有非极性键的 。 （4）只含有σ键的 。 （5）既有σ键又有π键的 。

5.COCl2分子结构为，COCl2分子内含有（ ） A.4个σ键 B.2个σ键，2个π键 C.2个σ键，1个π键 D.3个σ键，1个π键 6.下列粒子不能互为等电子体的是（ ） A.CO32-和NO32- B.O3和SO2 C.CO2和NO22- D.SCN-和N3-

微粒 通式 价电子总数 立体构型 CO2、CNS－、NO＋2、N－3 AX2 16e－ 直线形 CO2－3、NO－3、SO3 AX3 24e－ 平面三角形 SO2、O3、NO－2 AX2 18e－ V形 SO2－4、PO3－4 AX4 32e－ 正四面体形 PO3－3、SO2－3、ClO－3 AX3 26e－ 三角锥形 CO、NO2 AX 10e－ 直线形 CH4、NH＋4 AX4 8e－ 正四面体形 考点2：价层电子互斥模型（VSEPR模型）、杂化轨道和分子空间构型的关系 一、价层电子互斥模型（VSEPR模型） 如何计算ABm型分子（或离子）价层电子对数： （1）先算中心原子成σ键电子数，即m值。 （2）再算中心原子孤电子对数=1/2（a-xb）， a为中心原子A的最外层电子数，若为阳离子，要减去电荷数；若为阳离子，要加上电荷数 x为m，b为成键原子B达到稳定结构所需要的电子数。 （3）价层电子对数=成σ键电子数+孤电子对数。 如何根据价层电子对数和孤电子数来判断分子空间结构

二、杂化轨道理论 如何计算分子（或离子）的杂化轨道： 先算：杂化轨道数=中心原子成σ键电子数+中心原子孤电子对数。 结果=2，为sp杂化；结果=3，为sp2杂化；结果=4，为sp3杂化。 如何根据杂化轨道类型来判断分子空间结构 杂化类型 孤电子对数 空间结构 实例 sp 0 直线型 CO2

sp2 0 平面三角形 SO3 1 V型 SO2

sp3 0 四面体 CH4 1 三角锥型 NH3 2 V型 H2O 常见有机物中的C原子杂化轨道类型 杂化类型 共价键类型 空间结构 实例 sp 1个σ键，2个π键 直线型 HC≡CH

sp2 2个σ键，1个π键 平面三角形 H2C=CH2 苯环 H2C=O

sp3 4个σ键 四面体 CH4

练习 1. 判断题： （1）氯化亚砜（SOCl2）分子空间构型为三角锥形，中心原子S采用sp2杂化。（ ） （2）CS2为V型极性分子。（ ） （3）SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化。（ ） （4）BF3是三角锥形分子。（ ） 2.在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（ ） A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C.C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D.C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 3.用价层电子对互斥理论（VSEPR）可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是（ ） A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120° C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子 4.X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为 ，中心原子的杂化类型为 。 5.经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。 ①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为 ，不同之处为 。 A. 中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价层电子对数 B. C.立体结构 D.共价键类型 ②R中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号IInm表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数(如苯分子中的大π键可表示为II66)，则N5-中的大π键应表示为____________。 ③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH4+)N-H┄Cl、____________、____________。 6. （1）CS2分子中，C原子的杂化轨道类型为 。 （2）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2的分子空间构型为 ，其中O原子的杂化轨道类型为 。 （3）乙酸分子中C原子的杂化轨道类型为 。 （4）醛基中C原子的杂化轨道类型为 。 （5）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单晶体具有金刚石型结构，其中Ge的原子杂化方式为 ，微粒之间存在的作用力为 。

考点3：配位键 定义：成键的两个原子一方提供孤电子对，一方提供空轨道而形成的共价键，是一种特殊的共价键，可以用A→B表示，A为提供孤电子对的原子，B为接受电子对的原子。 配合物组成：由中心原子（提供空轨道）和配体（提供孤电子对）组成，分为内界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4为例： 练习 1. 铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。 （1）Cu位于元素周期表第IB族。Cu2+的核外电子排布式为______________________ （2）胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)]SO4·H2O，其结构示意图如下

（3）下列说法正确的是______________（填字母）。 A. 在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化 B. 在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键 C. 胆矾是分子晶体，分子间存在氢键 D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去 （4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是 。 2. 经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3+与SCN-不仅能以1：3 的个数比配合，还可以其他个数比配合．请按要求填空： （1）若所得Fe3+和SCN-的配合物中，主要是Fe3+与SCN-以个数比1：1配合所得离子显血红色．该离子的离子符号是 。 （2）若Fe3+与SCN-以个数比1：5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为 。 3. 硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液

①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。 ②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ，提供孤电子对的成键原子是 。 ③氨的沸点 （“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是 ；氨是 分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为 。 考点4：分子的性质 一、如何判断分子的极性 1.化合价法：分子的中心原子化合价的绝对值等于其原子的价层电子，该分子为非极性分子；不等则为极性分子。 2.空间构型法：直线型、平面三角形、平面正四边形、正四面体型分子均为非极性分子；其他构型均为极性分子。 二、相似相溶原理 极性相似的分子之间溶解性更好；分子结构相似的分子间溶解性更好；两种分子之间能形成氢键，则溶解性更好。 三、手性分子：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，互为镜像但在三维空间里不能重叠（左手与右手）。手性分子结构不同，性质也不同。 判断手性C原子的方法：同一个C原子上连有四个不同的官能团。 四、无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n越大，R的正电性越高，使R-O-H中O的电子向R偏移，在水中越易电离出H+，酸性越强。 n=0为弱酸，n=1为中强酸，n=2为强酸，n=3为最强酸。 五、氢键、范德华力、共价键之间的关系 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 由已经与电负性很强（N、O、F）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形成的作用力 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 作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子、其他原子 原子 特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键＞氢键＞范德华力

影响强度因素 ①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大 ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大

对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定