归纳与整理名师教学设计1

分子结构与性质

一、分子的结构

1.共价键的分类与存在

(1)分类

电子云的①共价键σ键(头碰头、轴对称) s­p σ键s­s σ键p­p σ键

重叠方式

π键(肩并肩、镜面对称)p­pπ键

②③共用电子对

极性键(X—Y) 非极性键(X—X) 是否偏移共用电子对

双键

单键

三键

的数目

一方提供电子对④一方提供空轨道――→

配位键(特殊共价键)

(3)键参数对分子性质的影响

键长越短，键能越大，分子越稳定。

决定决定键长

键能――→分子的稳定性――→分子的性质

决定

键长

键角――→分子的空间构型

2．等电子原理

(1)概念：原子总数相同，价电子数也相同的分子具有相似的化学键特性，它们的许多性质是相近的。

(2)常见的等电子体

类型

二原子10个价电子

三原子16个价电子

三原子18个价电子

3.配合物的组成

(1)组成：一般包括配离子和其他离子

(2)配离子的组成：中心原子或离子＋配体及配位数

实例

N2

CO

NO＋

CN－

CO2

CS2

N2O

NCO－

－－NO＋2

N3

SCN

BeCl2(g) NO－2

O3

SO2

如：

说明：配离子一般为难电离的离子，在离子方程式书写时不能拆开。

例1：Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子(外围电子)排布msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

(1)R形成的单质分子式为________，含________个σ键________个π键。

(2)H2X2分子中含的键有________(填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)。

(3)Z离子与R的气态氢化物形成的配离子，其结构式为________，配位数是________，配体是________。

(4)Q、R、X、Y的气态氢化物的热稳定性大小顺序为

_______________________________(填分子式)。

(5)上述元素中能形成与R2等电子体的分子是

___________________________________。

【解析】

先推导出元素是解题的前提：①29号为Cu。②Y价电子：msnmpn中n只能取2，又为短周期，则Y可能为C或Si。③R的核外L层为奇数，说明是第二周期的Li、B、N或F。④Q、X的p轨道的电子数为2和4，则Q为C或Si、X为O或S。再从五种元素原子序数依次递增，可推出：Q为C，R为N，X为O，Y为Si。

(1)N2的结构式为N≡N,1个σ键，2个π键。

(2)H2X2的结构式为H—O—O—H。

(3)Z离子为Cu2＋，R的气态氢化物为NH3，可形成Cu(NH3)4]2＋。

(4)非金属性越强，与H形成键长越短，越稳定。

(5)N2、CO为等电子体的分子。

【答案】

(1)N2

1

2

(2)极性键和非极性键

(4)H2O>NH3>CH4>SiH4

(5)CO

二、分子的空间构型

1.杂化轨道理论

(1)规律

杂化时轨道总数不变；杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用于形成π键。

(2)类型

杂化

轨道

类型

轨道

构型

轨道

夹角

离子

构型

sp sp2

三角形

三角形

sp3

体形

正四面

体形

杂化

杂化

分子

示例

直线形

平面

120°

BF3

BCl3

CH2O 正四面

109°28′

CH4

CCl4

NH＋4

180°

平面

直线形

CO2

BeCl2

HgCl2

三角锥形

V形

NH3

H2O

H2S

2.价层电子对互斥理论

中心分子或原子离子的分子或离子

的孤分子或离子的立体构型名称

价层电电子子对数

对数

CO2

0 2 直线形

SO2

1 3 V形

H2O 2 4 V形

BF3

0 3 平面三角形

SO3

0 3 平面三角形

CH4

0 4 正四面体形

0 4 NH＋正四面体形

4

NH3

1 4 三角锥形

例2：

(2013·苏州高二质检)短周期元素A、B、C、D四种元素。A元素的原子最外层电子排布式为ms1，B元素的原子价电子排布式为ns2np2，C元素位于第二周期且原子中p轨道与s轨道电子总数相等，D元素原子的M电子层的p轨道中有3个未成对电子。

(1)若A为非金属，则A与D形成的简单化合物的分子式为________，中心原子的杂化类型为________，分子的空间构型是________。

(2)若n＝2时，则B的氢化物B2H4的结构式为_______，

B的杂化类型为____________，B2H4分子中含有的键是________(填“σ键”、“π键”或“σ键和π键”)。

(3)C和氢形成的一种阳离子，含有10个电子，其阳离子的VSEPR模型为________，离子的立体构型为________，

其离子中心原子的孤电子对数为________。

【解析】

根据C元素的第二周期和p轨道与s轨道电子总数相等可知C为O；根据D元素原子的M层p轨道中有3个未成对电子可知D为P。

(1)A为非金属且电子排布式为ms1可知A为H，H与D形成的分子式为PH3，1价层电子对数为3＋2(5－3)＝4，为sp3杂化，分子构型为三角锥形。

(2)n＝2可确定B为C，C2H4的结构式为类型为sp2杂化，含σ键和π键。

，C的杂化1(3)O与H形成10e－阳离子为H3O＋，价层电子对数为3＋2(6－1－3)＝4，该离子的VSEPR模型为正四面体，离子的构型为三角锥形，中心原子有1对孤电子对。

【答案】

(1)PH3

sp3杂化

三角锥形

(2)

(3)正四面体形

三角锥形

sp2杂化

σ键和π键

三、共价键

分子极性

分子间作用力

1.分子间作用力与共价键比较

分子间作用力

共价键

分类

范德华力

分子内氢键

分子间氢键

极性共价键、非极性共价键

作用粒子

分子或原子(稀有气体) 氢原子与氧原子、氮原子或氟原子

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

2.分子的极性

(1)分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定：

V形分子，如HO、HS、SO等空间不对称极性键――→极性分子三角锥形分子，如NH、PH等

非正四面体形分子，如CHCl、CHCl、

CHCl等222333223双原子分子，如HCl、NO、IBr等

单质分子，如Cl2、N2、P4、I2等空间对称非极性键――→非极性分子直线形分子，如CO2、CS2、C2H2等

正四面体形分子，如CH4、CCl4、CF4等(2)判断ABn型分子极性的经验规律

若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。

例3：

短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的最外层电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。

回答下列问题：

(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2

②BA4

③A2C2

④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)。

(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是__________________________。

(3)B、C两元素能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为__________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。

(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_______(填化学式)。

(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为：_______________________(填化学式)。

【解析】

由审题导引可知A：H，B：C，C：O，D：Si，E：Cl。

(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。

(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。

(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。

(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。

(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m≥1；n≥0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。

【答案】

(1)③

(2)H2O分子间形成氢键

(3)C6H6

H2O

大于

(4)SiCl4>CCl4>CH4

(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO