归纳与整理课时教案

第二章 分子结构与性质归纳整理

【本章知识要求】

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、sp、sp)。

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。

一、共价键

1．本质

共价键的本质是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．类型

分类依据

形成共价键的原子轨道重叠方式

形成共价键的非极性电子对是否偏移

键

单键

原子间共用电双键

子对的数目

三键

特别提醒

(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通过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。

4．键参数

(1)概念

1 23类型

σ键

π键

极性键

电子云“头碰头”重叠

电子云“肩并肩”重叠

共用电子对发生偏移

共用电子对不发生偏移

原子间有一对共用电子对

原子间有两对共用电子对

原子间有三对共用电子对

(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

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。

二、分子的立体构型

1．价层电子对互斥理论

(1)理论要点

①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。

②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

(2)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系

电子对成键对数

孤电子对数

数

2 3 2 4 4 3 2 2.杂化轨道理论

(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过1 2 体形

三角锥形

V形

NH3

H2O 107°

105°

1 0 四面

2 3 0 0 三角形

V形

正四面体形

SnBr2

CH4

28′

105°

109°立体构型

直线形

直线形

BeCl2

180°

120°

电子对

分子立体构型

实例

键角

平面正三角形

BF3

2

程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。

(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系

杂化

杂化轨

杂化轨道间夹角

类型

道数目

sp sp

sp

32分子立体构型

直线形

平面三角形

四面体形

实例

BeCl2

BF3

CH4

2 3 4 180°

120°

109°28′

(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型

杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：

杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。

代表物

CO2

CH2O CH4

SO2

NH3

H2O 杂化轨道数

0＋2＝2 0＋3＝3 0＋4＝4 1＋2＝3 1＋3＝4 2＋2＝4 中心原子杂化轨道类型

sp sp

sp

sp

sp

sp

33232(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断：

分子组成(A为中心原子) 中心原子的孤电子对中心原子的杂化方式

数

0 AB2

1 2 0 AB3

1 AB4

三、分子的性质

1．分子间作用力

(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。

3 分子立体构型

直线形

V形

V形

平面三角形

三角锥形

正四面体形

示例

BeCl2

SO2

H2O BF3

NH3

CH4

sp sp

sp

sp

sp

sp

332320

(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。

(3)强弱：范德华力<氢键<化学键。

(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大，分子的极性越大，范德华力也越大。

(5)氢键

①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。

②表示方法：A—H…B 说明 a．A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。b.A、B可以相同，也可以不同。

③特征：具有一定的方向性和饱和性。

④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。

⑤分子间氢键对物质性质的影响

主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。

2．分子的性质

(1)分子的极性

类型

形成原因

存在的共价键

分子内原子排列

非极性分子

极性分子

正电中心和负电中心重合的分子

正电中心和负电中心不重合的分子

非极性键或极性键

对称

非极性键或极性键

不对称

(2)分子的溶解性

相似相溶原理：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。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。

(3)无机含氧酸分子的酸性

无机含氧酸的通式可写成(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，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。

4 ＋

【练习】

1、NH3分子的立体构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是( ) A．NH3分子是极性分子

B．分子内3个N—H键的键长相等，键角相等

C．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°

D．NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°

2、已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·mol，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝b kJ·mol，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol。下列叙述正确的是( ) A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能

B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH

C．Cl—Cl键的键能为(b-a＋5.6 c)/4 kJ·mol

D．P—P键的键能为(5a-3b＋12c)/8 kJ·mol

3、用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( ) A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子

B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°

C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子

D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子

4、原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：

(1)BF3分子的立体结构为________，NF3分子的立体结构为________。

(2)碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是________(写结构简式，下同)，采取sp杂化的分子是________，采用sp杂化的分子是________。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子：__________________________。

(3)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4＞NH3＞H2O，请分析可能23-1-1-1-1-1-1

5

的原因是________。

(4)由于电荷的作用，阴、阳离子形成化合物时离子的电子云会发生变化，使离子键逐渐向共价键过渡。阳离子电荷数越多，阴离子半径越大时，电子云变化越大，导致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知，四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的顺序为________________________。

【教学反思】

本课例学习有一个特点是，知识点非常细，但是又有系统化，所以归纳整理的时候也尽可能拿下这个特点，利用板块学习方法进行归纳整理，摈弃一般的“走过场”，知识框图梳理，配合采用“问题式”学习方式，在教学实施过程中，教师通过问题导向为学生提供理论和方法上的引导，学生作为解决问题的主体，将注意力聚焦到问题上，去发现、分析探究、讨论并解决问题。能够说得出来的知识才是知识，表述出来的过程其实是对学生有很大的锻炼，不仅仅停留在沉默看图，自以为“我理解”了的程度，避免过后遇到题目出现“我上课听懂了，做题就不会”。从课堂反馈和收上来的学案评价结果表面，重难点基本得到突破，有较好的学习效果。教师在教学语言组织上还需要更加下功夫斟酌。

6