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第二章

分子结构与性质

一.共价键

1.共价键的本质及特征

共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。

2.共价键的类型

①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。

②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。

③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。

3.键参数

①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。

②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。

③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。

④键参数对分子性质的影响

键长越短，键能越大，分子越稳定．

4.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，它们的许多性质相近。

二.分子的立体构型

1．分子构型与杂化轨道理论

杂化轨道的要点

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，形成分子的空间形状不同。

分子构杂化轨杂化类型

sp sp2

杂化轨道数目

2 3 杂化轨道间夹角

180°

120°

直线形

平面三角BeCl2

BF3

空间构型

实例

型

道

理论

sp3

4 109°28′

形

正四面体形

CH4

2分子构型与价层电子对互斥模型

价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。

(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；

(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。

分子构型

价层电子对互斥模型

2 3 2 3 2 4 4 3 2 3.配位化合物

（1）配位键与极性键、非极性键的比较

0 0 1 0 1 2 四面体

电子对数

成键对数

孤对电子数

电子对空间构型

直线形

三角形

分子空间构型

直线形

三角形

V形

四面体形

三角锥形

V形

BeCl2

BF3

SnBr2

CH4

NH3

H2O 实例

（2）配位化合物

①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。

＋②组成：如[Ag(NH3)2]OH，中心离子为Ag，配体为NH3，配位数为2。

三.分子的性质

1.分子间作用力的比较

概念

范德华力

物质分子之间普遍存在的一种相互作用的力，又称分子间作用力

氢键

由已经与电负性很强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的作用力

作用粒子

分子或原子(稀有气体) 氢原子，氟、氮、氧原子(分子内、分子间) 特征

强度比较

影响强度的因素

①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大

②组成和结构相似的对于A—H……B—，A、成键原子半径越小，B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大

键长越短，键能越大，共价键越稳定

无方向性、无饱和性

有方向性、有饱和性

有方向性、有饱和性

共价键＞氢键＞范德华力

原子

共价键

原子间通过共用电子对所形成的相互作用

物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大

对物质性质的影响

①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质

②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点升高，如F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4

2．分子的极性

(1)极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子．

(2)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子．

3．溶解性

(1)“相似相溶”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．若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好．

(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互

溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小．

4．手性

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

5．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HClO＜HClO2＜HClO3分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2O＞H2S，HF＞HCl，NH3＞PH3

①影响分子的稳定性

②共价键键能越大，分子稳定性越强

＜HClO4.