归纳与整理教学设计及课堂实录

分子结构和性质

（共4课时）

【考纲解读】

1.了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。4.了解化学键和分子间作用力的区别。

5.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

教学目标

1.了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。4.了解化学键和分子间作用力的区别。

5.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

教学重点

1.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

2.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。3.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

教学难点

1.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

2.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。

【知识点梳理】

一

共价键

1．本质：在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。

2．特征：具有饱和性和方向性。

3．分类

分类依据

类型

形成共价键的原子σ键

电子云“头碰头”重叠

轨道重叠方式

π键

电子云“肩并肩”重叠

形成共价键的电子极性键

共用电子对发生偏移

对是否偏移

非极性键

共用电子对不发生偏移

原子间共用电子对单键

原子间有一对共用电子对

的数目

双键

原子间有两对共用电子对

三键

原子间有三对共用电子对

特别提醒

(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。

(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。

(3)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。

(4)σ键比π键稳定。

4．键参数

(1)概念

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。

(2)键参数对分子性质的影响

①键能越大，键长越短，分子越稳定。②

③键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间构型，一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间几何构型。

5．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，它们的许多性质相似，如CO和N2。(1)常见的等电子体汇总

微粒

价电子总数

立体构型

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因此酸性也就越强。如H2SO3可写成(HO)2SO，n＝1；H2SO4可写成(HO)2SO2，n＝2。所以H2SO4的酸性强于H2SO3。而对HNO2来说，可写成(HO)NO，n＝1；HNO3可写成(HO)NO2，n＝2。故HNO3的酸性强于HNO2。而对氯元素所形成的几种含氧酸，可分别写成(HO)Cl，n＝0；(HO)ClO，n＝1；(HO)ClO2，n＝2；(HO)ClO3，n＝3。故其酸性顺序为HClO

本章小结

一、“三种”方法判断分子中心原子的杂化类型

(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断

3①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp杂化。

2②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp杂化。

③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。

(2)根据杂化轨道之间的夹角判断

3若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp杂化；若杂化轨道之间的夹角2为120°，则分子的中心原子发生sp杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。

－＋－(3)根据等电子原理结构相似进行推断，如CO2是直线形分子，CNS、NO2、N3与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。

二、用价层电子对互斥理论推测分子或离子的思维程序

m±用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子(ABn型)空间构型的方法

解题思路——

分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。

CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。

四、范德华力、氢键、共价键的比较

范德华力

物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，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

分子内氢键、分子间氢键

共价键

原子间通过共用电子对所形成的相互作用

极性共价键、非极性共价键

概念

分类

存在范围

分子间

双原子或多某些含强极性键氢化物的分子原子的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、或共价化合O及H的化合物中或其分子间

物和某些离子化合物

三、分子极性判断的思维程序和两种思维模型

(1)思维程序

特征(有、无方向性和饱和性) 强度比较

影响强度的因素

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

①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大

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。

成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定

对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大

(2)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断

对物质性质的影响

①影响分子分子间氢键的存在，使物质的的稳定性；熔、沸点升高，在水中的溶解②共价键键度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，能越大，分HF>HCl，NH3>PH3

子稳定性越第

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强

【高考真题】

2019全国Ⅰ卷：.在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。回答下列问题：

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是____________(填标号)。

A． B． C． D．

（2）SO4的空间构型为 ▲ （用文字描述）；Cu与OH−反应能生成[Cu(OH)4]−，22+2[Cu(OH)4]−中的配位原子为 ▲ （填元素符号）。

（3）抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为 ▲ ；推测抗坏血酸在水中的溶解性： ▲ （填“难溶于水”或“易溶于水”）。

2（2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是__________、

__________。乙二胺能与Mg、Cu等金属离子形成稳定环状离子，其原因是__________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是__________(填“Mg2+”或“Cu2+”)。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物

Li2O MgO 2800 P4O6

23.8 SO2

−75.5

2+2+（4）一个Cu2O晶胞（见图2）中，Cu原子的数目为 ▲ 。

熔点/°C

1570 解释表中氧化物之间熔点差异的原因__________。

(1). A (2). sp3 (3). sp3 (4). 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位2＋键 (5). Cu (6). Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间力（分子量）P4O6＞SO2

2019全国Ⅱ卷：近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe−Sm−As−F−O组成的化合物。回答下列问题：

（1）元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______，其沸点比NH3的_______（填“高”或“低”），其判断理由是_________________________。

（2）Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为______________________。

（3）比较离子半径：F−__________O2−（填“大于”等于”或“小于”）。

(1). 三角锥形 (2). 低 (3). NH3分子间存在氢键 (4). 4s (5). 4f5 (6). 小于

2019江苏卷：

Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。

2+（1）Cu基态核外电子排布式为 ▲ 。

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