归纳与整理第二课时 公开课

分子结构与性质

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

，

－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：

离子键

共价键

金属键

原子间通过共用电子对金属阳离子与自由电子形成过程

阴阳离子间的静电作用

所形成的相互作用

间的相互作用

典型金属（含NH构成元素

4+）和典型非金非金属[来源:学科网金属

属、含氧酸根

ZXXK] 多原子非金属单质、气离子化合物，如典型金属氧化物、金属[来源:学科网实例

态氢化物、非金属氧化强碱、大多数盐

ZXXK] 物、酸等

H1

※

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

概念

分子中两个成键原子核间距离（米）

定

对于气态双原子分子AB，拆开1molA-B键键能越大，化学键越强，越牢固，形成的键能

所需的能量

键角

键与键之间的夹角

分子越稳定

键角决定分子空间构型

意义

键长越短，化学键越强，形成的分子越稳

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

键角

109°28′

正四面体

60° 平面型

三角锥型

折线型

直线型

4、共价键的极性

2 实

例

CH4、CCl4、(NH4+) 白磷：P4

苯、乙烯、SO3、BF3等

NH3

H2O CO2、CS2、CH≡CH

120°

107°18′

104°30′

180°

共用电子对偏移程度

构成元素

实例

偏移

极性键

不偏移

非极性键

不同种非金属元素

HCl、H2O、CO2、H2SO4

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：

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；

3

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。

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．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：

四、离子化合物、共价化合物的判断方法：

1、根据构成化合物的微粒间是以离子键还是共价键结合的来判断。

2、根据物质的类型判断。

4

绝大多数碱性氧化物、碱和盐都属于离子化合物。氢化物、非金属氧化物、含氧酸等都属于共价化合

物。但要注意(AlCl3)2等属于共价化合物，而NaH等属于离子化合物。

3、根据化合物的性质判断。熔化状态下能导电的是离子化合物；熔、沸点低的化合物一般是共价化合物；溶解在水中不能电离的化合物是共价化合物等等。

4、离子化合物中一定含有离子键，但也有可能含有共价键（包括极性键、非极性键或配位键）；共价化合物中一定不存在离子键，肯定含有共价键（包括极性键、非极性键或配位键）。

例3．下列关于化学键的叙述中，正确的是

A．离子化合物可以含共价键

B．共价化合物可能含离子键

C．离子化合物中只含离子键

D．共价化合物中不含离子键

解析：本题主要考察离子型化合物与共价型化合物的化学键类型。化学键之间相互关系必须搞清，同一化合物中可能含多种键，如既有共价键，又有离子键，离子的形成可能由单一原子转化而来，也可能由原子团形成，所以离子化合物中可能有共价键（极性键或非极性键）而共价化合物中不可能有离子键。所以选A、D。

例4．如何用实验证明Al2Cl6为共价型化合物而不是离子型化合物。

解析：本题考察了共价型化合物、离子型化合物的电离条件。有共价键构成的分子在熔融时不电离，离子键在熔融时可以电离。加热Al2Cl6使之熔化，然后用惰性电极做导电性实验，若发现不导电，则可由此得知：Al2Cl6为共价型化合物。

例5．下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间的作用属于同种类型的是

A．食盐和蔗糖熔化

B．钢和硫熔化

C．碘和干冰升华

D．二氧化碳和氧化钠熔化

解析：离子晶体熔化克服离子键，分子晶体熔化克服范德华力，金属晶体熔化克服金属键，某些分子晶体有升华现象，克服范德华力，所以选C，本题侧重考察各种晶体中微粒间的作用力。

例6．下列说法中正确的是

A．分子中键能越大，键越长，则分子越稳定

B．失电子难的原子获得电子的能力一定强

C．化学反应中，某元素由化合态变为游离态，该元素被还原

D．电子层结构相同的不同离子，其半径随核电荷数增多而减少

解析：A．分子中键能越大，键越短，分子越稳定；B．失电子难的原子，获得电子的能力不一定强，例如ⅣA族中的碳原子、零族的稀有气体原子，失电子难，得电子也难。C．化学反应中，元素由化合态变为游离态，可能被氧化，也可能被还原，如：CuCl2+Fe = FeCl2+Cu，则Cu2+被还原；CuBr2+Cl2 = CuCl2+Br2，

5

则Br被氧化。

答案：D。

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

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

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。

6

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)。

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

三角锥形

V形

7

杂化

杂化

分子

示例

直线形

平面

120°

BF3

BCl3

CH2O 正四面

109°28′

CH4

CCl4

NH4

NH3

H2O

H2S ＋

180°

平面

直线形

CO2

BeCl2

HgCl2

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

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________。

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

8

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。

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)。

9

(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)。

10