归纳与整理教学实录及点评

分子结构与性质 章末复习 教学设计

一、共价键和配位键

1.共价键的分类与存在

(1)分类

电子云的共用电子对共价键σ键(头碰头、轴对称)s­p σ键s­s σ键p­p σ键π键(肩并肩、镜面对称)p­pπ键重叠方式是否偏移共用电子对一方提供电子对极性键(X—Y)非极性键(X—X)双键单键三键一方提供空轨道――→配位键(特殊共价键) 的数目(2)存在

(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―

―→分子的稳定性―

―→分子的

决定

性质键能―

―→分子的空间构型键角

（3）．共价键的类型

(1)根据共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键。

(2)根据共用电子对数，共价键分为单键、双键和三键。

(3)根据原子轨道的重叠方式不同，可分为σ键(头碰头重叠)和π键(肩并肩重叠)。

(4)配位键是一种特殊的共价键。它是成键元素原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道。

【典例1】

M、N、X、Y四种主族元素在周期表里的相对位置如下图所示，已知它们的原子序数总和为46。

M

(1)M与Y形成的化合物中含________键，属__________(填“极性”或“非极性”)分子。

(2)N元素形成的单质分子中的化学键类型及数目是__________________(填“σ键”或“π键”，下同)，在化学反应中________易断裂。

(3)由N、Y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为____________________________。其中的化学键有__________________________。

(4)写出M单质与X元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

1 N

X

Y

（4）共价键的特征

(1)共价键的饱和性

①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。

②共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。

(2)共价键的方向性

①共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越大，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。

②共价键的方向性决定了分子的立体构型。

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

N2

CO

NO

CN

CO2

CS2

N2O

NCO

NO2

N3

SCN

BeCl2(g) NO2

O3

SO2

－＋－－－＋－实例

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：

2

(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_______________。

（5）共价键强弱的判断

影响共价键强弱的主要因素是键能、核间距和共用电子对的多少。判断共价键的强弱可依据下列几条：

(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有共价键的分子越稳定。如原子半径：FH—Cl>H—Br>H—I，稳定性：HF>HCl>HBr>HI。

(2)由键能判断：共价键的键能越大，表示破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。

(3)由键长判断：共价键的键长越短，破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。

【典例2】

实验测得不同物质中O—O键的键长和键能数据如下表。其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。

O—O键

数据

键长/(10－12O22

－O2

128 Y

－O2

121 Z＝494 O2

112 W＝628 ＋m) －149 X

键能/(kJ·mol1)

(1)键长与键能的关系规律是_______________________________________________。

(2)键长与电子总数的关系规律是___________________________________________。

(3)键能与电子总数的关系规律是___________________________________________。

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。

3

类型

杂化

轨道

类型

杂化

轨道

构型

杂化

轨道

夹角

分子

离子

构型

示例

sp 直线形

180°

直线形

CO2

BeCl2

HgCl2

sp2

平面

三角形

120°

平面

三角形

BF3

BCl3

CH2O

sp3

正四面

体形

109°28′

正四面

体形

CH4

CCl4

NH＋4

三角锥形

NH3

V形

H2O

H2S

4

(2)

2.价层电子对互斥理论

中心原子分子或离子

的孤电子对数

CO2

SO2

H2O BF3

SO3

CH4

NH4

NH3

＋分子或离子的价层电子对数

分子或离子的立体构型名称

0 1 2 0 0 0 0 1 2 3 4 3 3 4 4 4 直线形

V形

V形

平面三角形

平面三角形

正四面体形

正四面体形

三角锥形

例2：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________。

5

三、共价键、分子间作用力比较和分子的极性判断

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空间不对称三角锥形分子，如NH、PH等极性键――

→极性分子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。

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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)。

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