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第二章 分子结构与性质

复习课

复习目标： 1、复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程；知道共价键的主要类型δ键和π键；说出δ键和π键的明显差别和一般规律。

２、认识键能、键长、键角等键参数的概念；能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质；知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”。

３、认识共价分子的多样性和复杂性；初步认识价层电子对互斥模型；能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。

４、认识杂化轨道理论的要点；进一步了解有机化合物中碳的成键特征；能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型；采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学；培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力。

５、配位键、配位化合物的概念；配位键、配位化合物的表示方法；采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学；培养学生分析、归纳、综合的能力。

６、了解极性共价键和非极性共价键；结合常见物质分子立体结构，判断极性分子和非极性分子；培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。

７、范德华力、氢键及其对物质性质的影响；能举例说明化学键和分子间作用力的区别；例举含有氢键的物质，采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学；培养学生分析、归纳、综合的能力。

８、从分子结构的角度，认识“相似相溶”规律。了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。培养学生分析、归纳、综合的能力。采用比较、讨论、归纳、总结的方法进行教学。

知识网络：

一、化学键：

相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用，通常叫做化学键。例如：水的结构式为

，H－O之间存在着强烈的相互作用，而H、H之间相互作用非常弱，没有形成化学键。

化学键类型：

1、三种化学键的比较：

- 1 -

形成过程

离子键

阴阳离子间的静电作用

典型金属（含NH4+）和典型非金属、含氧酸根

离子化合物，如典型金属氧化物、强碱、大多数盐

共价键

原子间通过共用电子对所形成的相互作用

金属键

金属阳离子与自由电子间的相互作用

金属

构成元素

非金属

多原子非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸等

实例

金属

※

配位键：配位键属于共价键，它是由一方提供孤对电子，另一方提供空轨道所形成的共价键，例如：NH4+的形成

在NH4+中，虽然有一个N－H键形成过程与其它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。

2、共价键的三个键参数

键长

键能

键角

概念

意义

键长越短，化学键越强，形成的分子分子中两个成键原子核间距离（米）

越稳定

对于气态双原子分子AB，拆开1molA-B键所需的能量

键与键之间的夹角

键能越大，化学键越强，越牢固，形成的分子越稳定

键角决定分子空间构型

键长、键能决定共价键的强弱和分子的稳定性：原子半径越小，键长越短，键能越大，分子越稳定。例如：HF、HCl、HBr、HI分子中：

X原子半径：F

H-X键键长：H-F

H-X键键能：HF>HCl>HBr>HI

H-X分子稳定性：HF>HCl>HBr>HI

3、键角决定分子空间构型，应注意掌握以下分子的键角和空间构型：

分子空间构型

正四面体

平面型

三角锥型

折线型

直线型

4、

共价键的极性：

键角

109°28′

60°

120°

107°18′

104°30′

180°

实

例

CH4、CCl4、(NH4+) 白磷：P4

苯、乙烯、SO3、BF3等

NH3

H2O CO2、CS2、CH≡CH

- 2 -

共用电子对偏移程度

构成元素

实例

极性键

偏移

不同种非金属元素

HCl、H2O、CO2、H2SO4

非极性键

不偏移

同种非金属元素

H2、N2、Cl2

判断共价键的极性可以从形成分子的非金属种类来判断。

例1、下列关于化学键的叙述正确的是：（ D ）

A、化学键存在于原子之间，也存在于分子之间。

B、两个原子之间的相互作用叫做化学键。

C、离子键是阴、阳离子之间的吸引力。

D、化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。

解析：理解化学键、离子键等基本概念是解答本题的关键。化学键不存在于分子之间，也不仅是两个原子之间的相互作用，也可能是多个原子之间的相互作用，而且是强烈的相互作用。所以A、B都不正确。C项考查的是离子键的实质，离子键是阴、阳离子间通过静电作用（包括吸引力和排斥力）所形成的化学键，故C项也不正确。正确选项为D。

二、分子间作用力:

1、分子间作用力:

把分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力，又称范德华力。分子间作用力的实质是电性引力，其主要特征有：⑴

广泛存在于分子间；⑵

只有分子间充分接近时才存在分子间的相互作用力，如固态和液态物质中；⑶

分子间作用力远远小于化学键；⑷

由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。

2、影响分子间作用力大小的因素:

⑴

组成与结构相似的物质，相对分子质量越大分子间作用力越大。

如：I2

＞Br2

＞Cl2

＞F2

；HI

＞HBr ＞HCl ；

Ar ＞Ne ＞He

⑵

分子量相近时，一般分子的空间构型越对称，极性越小，分子间作用力越小。

三、分子的极性

1、极性分子和非极性分子

非极性分子：从整个分子看，分子里电荷分布是对称的。如：

a、只由非极性键构成的同种元素的双原子分子：H2、Cl2、N2等；

b、只由极性键构成，空间构型对称的多原子分子：CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4等；

c．极性键非极性键都有的：CH2=CH2、CH≡CH、

极性分子：整个分子电荷分布不对称。例如：

⑴不同元素的双原子分子如：HCl，HF等。

⑵折线型分子，如H2O、H2S等。

⑶三角锥形分子，如NH3等。

判断是否是极性分子，可以从分子空间构型是否对称，即分子中各键的空间排列是否对称，若对称，则正负电荷重心重合，分子为非极性分子，反之，是极性分子。也可以用经验

- 3 - 。

规则。

A、NH3分子是极性分子。

B、NH3分子内三个N—H键的键长相等，键角相等。

C、NH3分子内三个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°18′。

D、NH3分子内三个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°。

解析：空间构型决定分子的极性，反过来分子的极性验证了分子的空间构型，即分子有极性说明其空间结构不对称。若NH3分子是正三角形的平面结构，则其键角应为120°，分子无极性；若NH3分子是极性分子，说明NH3分子不是正三角形的平面结构，故A正确。若键角为107°18′则接近于正四面体的109°28′，说明NH3分子应为三角锥形。答案：A、C

2、共价键的极性和分子极性的关系：

键的极性和分子的极性并非完全一致，只有极性键形成的分子不一定是极性分子，如CH4、CO2等。极性分子中也不一定不含非极性键。所以，二者不是因果关系。只含非极性键的分子是非极性分子，如H2、N2等；含极性键的分子，若分子空间构型是对称的是非极性分子，如CO2、CH4等，分子空间构型不对称的是极性分子。如H2O、NH3等。它们的关系表示如下：

例2、NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，其理由是（ A、C ）

四、等电子原理： 原理称为等电子原理。

2、等电子体的判断和利用。

判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子为等电子体。

1、原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。此运用：利用等电子体的性质相似，空间构型相同，可运用来预测分子空间的构型和性质。

例3：下列各组物质化学性质相似的是（

B、C

）

A、HF和H2O

B、NH3和PH3

C、CO和N2

D、H3O+和NH3

五、价层电子对互斥模型（VSEPR）：

基本要点：ABn型分子（离子）中中心原子A周围的价电子对的几何构型，主要取决于价电子对数（n），价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小。

1、基本概念：

对于一个ABn型的共价型分子，中心原子A周围电子对排布的几何形状，主要取决于中心原子A的价电子层中的电子对数（成键电子对数+孤对电子数），这些电子对的位置倾向于分离得尽可能远，使它们之间的斥力最小。

- 4 -

2、判断步骤：

（1）确定中心原子价电子层中的电子总数和电子对数。

（2）根据价层电子对数和孤对电子对数综合判断几何构型。

ABn

2

3

4 价层

电子对数

2

3

4 成键

电子对数

2 3 2 4 3 2 孤电子对数

0 0 1 0 1 2 价电子对空间构型

直线型

平面三角形

正四面体

四面体

四面体

中心原子杂化类型

SP SP2

SP2

SP3

SP3

SP3

分子空间构型

直线型

平面三角形

V型

正四面体

三角锥型

V型

分子

极性

非极性

非极性

极性

非极性

极性

极性

例4：下列说法正确的是（ B ）

A、CHCl3是三角锥形

B、AB2是V字型，其A可能为sp2杂化。

C、二氧化硅sp杂化，是非极性分子 D、NH4+是平面四边形结构

六、杂化轨道理论：

同一原子的能量相近的某些原子轨道重新组合成一系列能量相等的新轨道，这一过程叫“杂化”。

注意点：①经杂化后，轨道数目不变。

②杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子。

③杂化轨道通常用来解释立体结构，不用于判断立体结构。

例5：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。

(1)PCI3

(2)BCl3

(3)CS2

(4) C12O 解析：

属

例6：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？

①CO2

解析：C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子的一个P轨道形成两个σ键；

C原子剩余的两个P轨道分别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个π键。

②H2O 解析：O原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道，其中的两个分别与两个H原子的S轨道

- 5 -

形成两个σ键；

O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电子占据。

七、配合物理论：

1、定义：通常把 金属离子（或原子）与

某些分子或离子 以

配位键 结合形成的化合物称为配合物。

中心原子：配合物的中心原子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。

配位体：可以是阴离子，也可以是中性分子，配位体中直接同中心原子配合的原子叫配位原子，配位原子必须是含有孤对电子的原子。

配位数：直接同中心原子配位的原子的数目叫中心原子的配位数。

2、命名：

自右向左：配位体数（即配位体右下角的数字）——配位体名称——“合”字或“络”字——中心离子的名称——中心离子的化合价。 如：[Cu(NH3)4]2+

四氨合铜离子

3、性质：

①部分配位化合物有特殊的颜色

[Cu(H2O)4]2+

蓝

色

、[Cu(NH3)4]2+

深蓝

色、

[CuCl4]2-

黄

色

、

[Fe(SCN)]2+

血红

色

②部分配位化合物非常稳定。

A、向CuSO4(aq)中加氨水，反应现象及方程式：

现象：CuSO4溶液加入氨水先生成蓝色沉淀，而后溶解，溶液呈蓝色。

方程式：CuSO4+2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4

Cu(OH)2+2NH3•H2O=[Cu(NH3)2](OH)2+2H2O B、向AgNO3(aq)中加氨水，反应现象及方程式: 现象：先产生白色沉淀，氨水继续过量，沉淀消失，得到无色澄清的溶液。

方程式：AgNO3 + NH3•H2O = AgOH↓+ NH4NO3

AgOH + 2NH3•H2O = [Ag(NH3)2]OH + 2H2O 4、存在：

中心离子：多为过渡金属离子

常见配体：NH3、H2O、CO、CN-、SCN-、CO、Cl-、F-等有孤对电子的原子或原子团。

八、影响物质溶解的因素：

（1）内因：相似相溶原理

（2）外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。

（3）其他因素：

A、如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好。如：NH3

B、溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2 例7：下列物质不溶于水的是（ D ）

A、氨气 B、氯化钠 C、乙醇

D、BF3

九、手性：

1、基本概念

一对分子组成和原子排列完全 相同，

在三维空间里不能

重叠 ，互称为手性异构体。

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2、手性碳原子的判断：

同一个C原子连接4个不同的原子或原子团，为手性碳原子

3、手性分子的判断

①一般来说，分子中有手性碳原子即为手性分子；

②绝大多数物质中，如果分子结构有对称面或对称中心，不是手性分子。

例8：下列化合物中含3个“手性碳原子”的是(

C

) OHClH∣∣∣A、OHC—CH—CH2OH

B、OHC—CH—C—Cl

∣BrOHClHCH3∣∣∣∣C、HOOC—CH—C—C—Cl

D、CH3—CH—C－CH3

∣∣∣∣BrBrCH3十、无机酸的酸性：

1、无机含氧酸的酸性：

经验规律：将酸改写成(HO)mROn的形式，n值越大，即非羟基氧原子数越多，酸性越强。

规律:同主族,从上向下，非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱；

同周期,从左至右，非金属性增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强；

同一元素，不同价态的元素含氧酸酸性高价大于低价。

2、无氧酸的变化规律

同主族,从上向下，非金属性减弱，氢化物酸性增强；

同周期,从左至右，非金属性增强，氢化物酸性增强。

例：H3PO3

二元酸，分子结构是

H3PO4

三元酸，分子结构是 【课堂练习】

1、下列固体：（1）干冰，（2）石英，（3）白磷，（4）固态四氯化碳，（5）过氧化钠，由具有极性键的非极性分子构成的一组是（ C ）

A、（2）（3）（5）

B、（2）（3）

C、（1）（4）

D、（1）（3）（4）（5）

2、三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形。下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是（ CD ）

A、PCl3分子中三个共价键的键长、键角均相等。

B、PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键。

C、PCl3分子中三个共价键的键长、键角均相等，且属于极性分子。

D、PCl3分子中P—Cl键的三个键角都是100°1′，键长相等。

3、下列叙述正确的是（ C ）

A、含有极性键的分子一定是极性分子。

- 7 -

B、非极性分子中一定含有非极性键。

C、共价键产生极性的根本原因是成键原子的原子核吸引共用电子对能力不同。

D、含有共价键的晶体一定是原子晶体。

4、下列叙述中正确的是（ BD ）

A、只含离子键的化合物才是离子晶体。

B、(NH4)2SO4晶体是含有离子建、共价键和配位建的晶体。

C、由于I—I键的键能比F—F、Cl—Cl、Br—Br的键能都小，因此在卤素单质中I2的熔点.沸点最低。

D、在分子晶体中一定不存在离子键，而在离子晶体中可能存在共价键。

5、氰气分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相近。下列叙述不正确的是(CD)

A、在一定条件下可与烯烃加成

B、分子中C—C大于C≡N的键长

C、不和氢氧化钠溶液发生反应

D、氰化钠、氰化银都易溶于水

6、已知磷酸分子的结构如右图所示，分子中的三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换。又知次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠(NaH2PO2)却不再能跟D2O发生氢交换。由此可推断出

H3PO2的分子结构是（ B ）

7、三氟化氮（NF3）是一种无色无味的气体，它是氨（NH3）和氟（F2）在一定条件下直接反应得到：4NH3+3F2=NF3+3NH4F 。下列有关NF3的叙述正确的是（ D ）

A、NF3是离子化合物

B、NF3的还原性比NH3强

C、NF3的氧化性比F2强

D、NF3中的N呈+3价

8、下列实验事实中，能用键能大小来解释的是（ B ）

①稀有气体一般较难发生化学反应

②金刚石比晶体硅的熔点高

③氮气比氯气的化学性质稳定

④通常情况下，溴是液态，碘是固态

A、①②

B、②③

C、①④

D、①②③④

9、1999年曾经报导合成和分离了含高能量的正离子N5+的化合物N5AsF6，下列叙述错误的是

（ C ）

A

N5+共有34个核外电子

B

N5+中氮-氮原子间以共用电子对结合

C

化合物N5AsF6中As的化合价为+1 D

化合物N5AsF6中F的化合价为-1

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10、某期刊封面上有如下一个分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或叁键。不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种：（ C ）

A、卤代羧酸

D、醇钠 ●代表原子序数子实（原子实是剩余的部分），共价键的最外层

示例：

学式。

参考练习答案：

1.C

2.C.D

3.C

4.B.D

5.CD

6.B

7.D

8.B

9.C

10.C

11.A. NH3

B. HCN

C. BF3

D. CO(NH2)2

【作业】P57

复习题

1----10

11、下列结构图中，从 1 到 10 的元素的原原子除去最外层电子后小黑点代表未用于形成电子，短线代表价键。

根据各图表示的结构特点，写出该分子的化B、酯 C、氨基酸

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