归纳与整理名师教学视频（文字实录）

分子结构与性质

考纲要求

1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。

一、共价键

1．本质

在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。

2．特征

具有饱和性和方向性。

3．分类

分类依据

形成共价键的原子轨道重叠方式

σ键

π键

极性键

非极性键

单键

原子间共用电子对的数目

双键

三键

特别提醒

(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。

(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。

类型

电子云“头碰头”重叠

电子云“肩并肩”重叠

共用电子对发生偏移

共用电子对不发生偏移

原子间有一对共用电子对

原子间有两对共用电子对

原子间有三对共用电子对

形成共价键的电子对是否偏移

二．键参数

1.概念

2.键参数对分子性质的影响

①键能越大，键长越短，分子越稳定。

②

三．等电子原理

原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH4等。

(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(×) (2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(×) (3)在所有分子中都存在化学键(×) (4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(√) (5)s-s σ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同(√) (6)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(√) (7)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(√) (8)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(×) (9)键长等于成键两原子的半径之和(×) (10)所有的共价键都有方向性(×)

1．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。

答案

①②③⑥⑦⑧

④⑤⑨

⑦

①③⑤⑥⑧⑨ ②④⑤⑥⑧⑨

2．写出与CCl4互为等电子体的分子或离子有____________________等。

答案

SiCl4、CBr4、SO24、CF4(合理即可) －＋四．价层电子对互斥理论

1.理论要点

①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。

②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

2.用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子

对数。

其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。

3.示例分析

电子对数

2 3 σ键电子对数

2 3 2 4 4 3 2 孤电子对数

0 0 1 0 1 2 四面体形

电子对立体构型

直线形

三角形

分子立体构型

直线形

平面三角形

V形

正四面体形

三角锥形

V形

实例

CO2

BF3

SO2

CH4

NH3

H2O 五.杂化轨道理论

1.理论要点

当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。

2.杂化轨道与分子立体构型的关系

杂化类型

sp sp2

sp3

杂化轨道数目

2 3 4 杂化轨道间夹角

180°

120°

109°28′

立体构型

直线形

平面三角形

四面体形

实例

BeCl2

BF3

CH4

六.配位化合物理论

1.孤电子对

分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。

2.配位键

①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。

②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH4可表＋示为，在NH4中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成＋过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。

3.配合物

如[Cu(NH3)4]SO4

配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。

中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。

＋＋＋＋－－－

(1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(√) (2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(×) (3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化(×) (4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(√) (5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形(×) (6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(√) 七.非极性键和极性键

八.极性分子和非极性分子

类型

形成原因

存在的共价键

分子内原子排列

非极性分子

正电中心和负电中心重合的分子

非极性键或极性键

对称

极性分子

正电中心和负电中心不重合的分子

非极性键或极性键

不对称

九.范德华力及氢键对物质性质的影响

1．分子间作用力

(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。

(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。

(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键。

(4)范德华力

范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。

(5)氢键

①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。

②表示方法：A—H…B ③特征：具有一定的方向性和饱和性。

④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。

⑤分子间氢键对物质性质的影响

主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。

十.分子的溶解性

1.“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。

2.随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

十一.分子的手性

1.手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。

2.手性分子：具有手性异构体的分子。

3.手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。

十二.无机含氧酸分子的酸性

无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越强，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。

(1)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(

) (2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(

) (3)氢键具有方向性和饱和性(

) (4)H2O2分子间存在氢键(

) (5)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大(

) (6)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(

) (7)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×

(6)×

(7)×

解析

(1)可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键。

＋

(2)乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氢键的条件。

(4)H2O2分子中的H几乎成为“裸露”的质子，与水分子一样，H2O2分子间也存在氢键。

(5)卤素氢化物中，HF分子间能形成氢键，其熔、沸点最高。

(6)分子内氢键对物质的熔、沸点影响很小，能使物质的熔、沸点降低。

(7)H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。

下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。

①冰的硬度比一般的分子晶体的大；

②甘油的粘度大；

③邻硝基苯酚20 ℃时在水中的溶解度是对硝基苯酚的0.39 倍；

④邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；

⑤氨气极易溶于水；

⑥氟化氢的熔点高于氯化氢。

属于分子间氢键的是________；属于分子内氢键的是________。

答案

①②⑤⑥

③④

解析

分子内氢键除必须具备形成氢键的条件外，还必须具备特定的条件：形成平面环(五元或六元环最为稳定)、形成的环中没有任何扭曲等。氢键的形成使物质在熔沸点、电离度、溶解度等方面表现出一些特殊性质。由于分子间氢键的作用，形成的“缔合分子”增大了分子间作用力，使得物质的熔沸点升高(如水)、溶解度增大(如氨)、电离度降低(如氢氟酸为弱酸)等；由于分子内的氢键作用，形成具有“环状结构”的物质，减小了分子间的作用力，使物质的熔沸点降低、溶解度减小等。