归纳与整理教学设计和教学实录

章末复习提升

本质：原子之间形成共用电子对或电子云重叠特征：具有方向性和饱和性分σ键子依成键方式分分π键

结子类型构共价键结依键的极性分极性键：A—B

与非极性键：A—A构性键能用于衡量共价键质键参数键长

的稳定性，描述分子的键角空间结构

价层电子对互斥模型sp杂化分子的立体结构子杂化轨道理论sp杂化结sp杂化构分子结构与等电子体原理性配位键配合物理论质配合物

分23





分子的极性极性分子分类分非极性分子

子分范德华力结子分子表示形式：A—H…B—构性间作特性：方向性和饱和性与氢键质用力类型：分子内氢键和分子间氢键性对性质的影响：主要影响物质的物理性质质溶解性分子的手性无机含氧酸的酸性键的极性决定因素分子的立体结构

专题一

化学键与物质类别的关系

1．只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如：I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。

2．只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如：HCl、NH3、SiO2、CS2等。

3．既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、CH3CH3等。

4．只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CaCl2、K2O、NaH等。

5．既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。

6．由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl等。

7．由强极性键构成但又不是强电解质的物质，如：HF。

8．只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体SiO2、SiC等。

9．无化学键的物质：稀有气体，如氩等。

10．共价键的分类

(1)配位键是一种特殊的共价键。

(2)根据共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键。

(3)根据共用电子对数，共价键分为单键、双键、三键。

(4)根据原子轨道的重叠方式不同，可分为σ键(头碰头)和π键(肩并肩)。

典例1

有A、B、C、D四种元素，A元素是所有元素中原子半径最小的元素；B、C两种元素原子的核外电子层数相同，C元素的单质为深红棕色液体，B元素的最高价阳离子0.5 mol被还原成中性原子时，需得到6.02×1023个电子。当B元素的单质同盐酸充分反应时，放出0.02 g H2，用去B元素0.4 g；D元素的气态氢化物和最高价氧化物的水化物之间反应生成盐。

(1)各元素的名称分别为：A__氢____，B__钙____，C__溴____，D__氮____。

(2)用电子式表示A与C、B与C形成化合物的过程______、______，化学键类型分别为__共价键____、__离子键____。

(3)四种元素形成常见化合物中具有离子键、极性键、配位键的物质是__NH4Br____，电子式为______。

解析：(1)由题给条件可知，A元素是所有元素中原子半径最小的元素，只有H元素才符合此条件，故A为氢元素；由C元素形成的单质为深红棕色液体，应为溴，所以C为溴元素；又知B和C两种元素的原子核外电子层数相同，即B和C均为第四周期元素。设B元素的化合价为x，依题意有如下关系：1︰x＝0.5︰1，x＝2，所以B的化合价为＋2价，通过化学方程式可计算得出B的相对原子质量为40，由此可知B为Ca。符合条件的D元

素的气态氢化物必定为碱性气体NH3，故D元素为氮。

〔变式训练1〕

下列说法正确的是(

C

) A．仅由非金属元素组成的化合物中不可能含有离子键

B．由金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物

C．共价化合物中不可能含有离子键

D．含有金属阳离子的物质都是离子化合物

解析：NH4Cl等铵盐都是仅由非金属元素组成的化合物，其中含有离子键。NaCl、KOH等化合物由金属元素和非金属元素组成，它们都是离子化合物；AlCl3是由金属元素和非金属元素组成的，是共价化合物。金属单质都含有金属阳离子，它们不是化合物，更不是离子化合物。

专题二

杂化轨道理论、价层电子对互斥理论与分子立体结构的关系

1．杂化轨道类型与分子立体结构

杂化

杂化

轨道

理论

类型

sp sp2

sp3

杂化轨

道数目

2 3 4 杂化轨道

间夹角

180°

120°

109.5°

分子的立

体构型

直线形

平面三角形

四面体形

实例

BeCl2

BF3

CH4

2．价层电子对互斥理论判断共价分子结构的一般规则

中心原子的价层电子对数与分子的立体结构有密切联系，对ABm型化合物，A的价层电子对数：

A的价电子数＋B的价电子数×mn＝

2一般来讲，价电子数即为最外层电子数，但B为卤素、氢原子时，提供1个价电子；若为氧原子、硫原子时，则不提供电子；若有成单电子时，则看成电子对。

如果价层电子对中有未成键的孤电子对，则分子立体结构发生相应的变化，用价层电子对理论解释。

价层电

子对数

价层

电子

对互

斥理

论

4 3 2 成键电

子对数

2 3 2 4 3 2 孤电子

对数

0 0 1 0 1 2 VSEPR 模型

直线形

平面

三角形

四面

体形

分子的立

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

BeCl2

BF3

SnBr2

CH4

NH3

H2O 3．一些常见分子的键角和立体结构

实例

结构式

键角

分子的立体结构

CO2

CS2

CH≡CH H2O H2S O===C===O S===C===S H—C≡C—H

105°

V形(角形) <105°

180°

直线形

BF3

CH2===CH2

120°

平面形

120°

120°

NH3

107°

平面正六边形

三角锥形

P4

CH4

60°

正四面体形

109°28′

典例2

用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间构型。

(1)BeCl2

__直线形____；

(2)HCN

__直线形____；

(3)NH4

__正四面体____；

(4)H3O

__三角锥形____；

(5)H2O

__V形____；

(6)NH3

__三角锥形____。

解析：首先计算中心原子的电子对(包括σ键电子对和孤电子对)；其次依据“价层电子对互斥模型”，得到含有孤电子对的VSEPR模型；最后，略去中心原子上的孤电子对，即得到分子(或离子)的空间构型。

中心原子电子对数

成键电

子对数

孤电子

对数

总电子

对数

VSEPR 模型

分子(离子) 空间构型

＋＋

BeCl2

HCN NH4

H3O

H2O NH3

＋＋2 4 4 3 2 3 0 0 0 1 2 1 2 4 4 4 4 4 直线形

四面体形

四面体形

四面体形

四面体形

四面体形

直线形

直线形(*) 正四面体

三角锥形

V形

三角锥形

(*)特别说明：HCN分子中C与N以共价三键结合，其结构式为H—C≡N，故分子的空间构型为直线形。

〔变式训练2〕

如图所示是甲醛分子模型的示意图。根据该图和所学的化学键知识回答下列问题：

(1)甲醛分子中碳原子轨道杂化的方式是__sp杂化____，作出该判断的主要理由是__甲2醛分子为平面三角形____。

(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是(用序号填空)__②③⑦____。

①单键

②双键

③极性键

④非极性键

⑤σ键

⑥π键

⑦σ键和π键

(3)甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角__<____(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是__碳氧双键中存在π键，它对C—H键电子对的排斥作用较强____。

解析：本题考查的是杂化轨道理论、价层电子对互斥模型、分子的立体结构与成键的类型、键参数等知识的综合运用。

(1)原子杂化轨道的类型不同，分子的立体结构也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中碳原子的杂化方式是sp2。

(2)碳与氧的电负性不同，所以碳氧键是极性键。醛的分子中都含有羰基(CO)，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。

(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键电子对的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。

专题三

全面总结分子极性的判断方法

判断分子的极性，可以从正负电中心、对称性、分子的立体构型，键角、化合价、中心原子的孤电子对数、溶解牲等方面分析。

1．从正负电中心是否重合判断

正负电中心重合，为非极性分子；正负电中心不重合，为极性分子。

如SO3为平面正三角形结构，硫原子位于正三角形的中心，三个氧原子位于正三角形的三个顶点上，结构对称，正负电中心重合，因此SO3为非极性分子。

2．利用分子的对称性判断

当一个分子的对称元素(对称面、对称轴等)相交于一点时，该分子为非极性分子；当一个分子的对称元素相交于一条线时，该分子为极性分子。如甲烷分子的对称轴相交于中心碳原子上，所以甲烷分子为非极性分子。水分子、氨分子、一氧化碳分子的对称元素相交于一条线，所以这些分子为极性分子。

当中心原子指向不明时，需先预测它的结构，再判断其结构的空间对称性。如C5H12分子，若它的结构简式为C(CH3)4，把—CH3看成CH4分子中的—H，显然其为非极性分子；若它的结构为直链结构或其他带有支链的结构，则为极性分子。

3．从分子的立体构型判断

当多原子分子的结构呈直线形、平面正三角形、正四面体形时，该分子为非极性分子；否则为极性分子。如BeCl3、CO2、CS2分子呈直线形，SO3、BF3分子呈平面正三角形，CH4、CCl4、SiCl4等分子呈正四面体形，PCl5分子呈三角双锥形，它们都为非极性分子。H2O、SO2分子呈V形，NH3分子呈三角锥形，它们都为极性分子。

4．从键角判断

对多原子分子来说，当键角全部为180°、120°、109°28′时，为非极性分子；否则，为极性分子。如CO2、C2H2、BeCl2、CS2等，键角均为180°，SO3、BF3等，键角均为120°；CH4、CCl4等，键角均为109°28′。

5．从中心原子的化合价判断

不管中心原子是显正价还是显负价，只要其化合价的绝对值等于最外层电子数，该分子就为非极性分子；否则为极性分子。如CO2、CS2、BF3等，其中心原子的正化合价数值都与其最外层电子数相等，均为非极性分子；NH3分子中，H为＋1价，N为－3价，中心原子N的最外层有5个电子，N的负化合价绝对值与其最外层电子数不等，NH3为极性分子。

6．从中心原子的孤电子对判断

当多原子分子中心原子的最外层电子全部参与成键，即不存在孤电子对时，为非极性分子；否则为极性分子。如CO2分子的中心原子C，最外层电子全部用于形成共价健，不存在孤电子对，CO2为非极性分子。SO2的中心原子S，最外层电子中存在1对孤电子对，SO2为极性分子。

7．从分子在某溶剂中的溶解性判断

根据“相似相溶”，极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。通过溶剂是否有极性，就可判断出分子是否有极性。如苯易溶于四氯化碳，而难溶于水，水为极性分子，而四氯化碳为非极性分子，则苯为非极性分子。

从以上各种方法的分析不难看出，虽然各种方法都能判断分子的极性，但真正容易操作的方法还是第5种。第7种方法须做实验，然后才能进行判断。其他5种方法，需在明确分子立体构型的前提下，才能进行分析和判断。

典例3

(1)有A、B、C三种物质，每个分子中都各有14个电子，其中A的分子属于非极性分子，且只有非极性键；B的分子也属于非极性分子，但既有非极性键，又有极性键；C的分子属于极性分子。则A的电子式是__︰N⋮⋮N︰____；B的结构式是

__H—C≡C—H____；C的名称是__一氧化碳____。

(2)1,2－二氯乙烯存在两种同分异构体，

其中属于极性分子的结构式是__A____(填字母编号，下同)，属于非极性分子的结构式是__B____。

解析：(1)14个电子，且只有非极性键，只能为单质N2。14个电子，既有非极性键，又有极性键，则有两种元素，由等电子体想到C2H2，由C分子中有14个电子且属于极性分子知C为CO。

(2)正负电荷中心完全重合的为非极性分子，否则为极性分子。

〔变式训练3〕

下列说法中正确的是(

D

) A．含有非极性键的分子一定是非极性分子

B．非极性分子中一定含有非极性键

C．等分子的立体构型都是对称的，它们都是非极性分子

D．只含有极性键的分子不一定是极性分子

解析：极性分子H2O2中含有非极性键，CO2是非极性分子但它只含有极性键，A、B两项错而D项正确；H2O分子中有对称轴但其立体构型是不对称的(四面体的正电中心与负电中心不重合)，是极性分子。

分子中