高中化學選修三-分子結構與性質

分子結構與性質

一、共價鍵

1、本質：原子間形成共用電子對

f非極性共價鍵:兩個相同的非金屬元素的原子間形成的共價鍵

分類I極性共價鍵:兩個不相同的非金屬元素的原子間形成的共價鍵

思考:用電子式表示比、HC1的形成

共價鍵特征：

①飽與性:每個原子形成共價鍵的數目就是確定的

②方向性:原子軌道沿一定方向重疊使成鍵的原子軌道最大程度地重疊

2、。鍵與n鍵

①。鍵一原子軌道沿著連線方向以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵

特點：以形成化學鍵的兩個原子核的連線為軸旋轉，。鍵電子云的圖形不變

互相靠攏電子石重疊H—H共價鍵

電子云描述氫原子形成氫分子的過程（s-s。鍵）

②“鍵一原子軌道沿著連線方向以“肩并肩”方式重疊形成的共價鍵

特點：（1）電子云為鏡像，即就是每個n鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩個

原子核構成的平面的兩側

（2）不穩定，容易斷裂

卜卜密-自

互相靠攏電子云重疊兀鍵的電子云

p~pg鍵的形成

鍵型

。鍵丸鍵

特點

成鍵方向沿軸方向“頭碰頭”平行方向“肩并肩”

電子云形狀軸對稱鏡像對稱

牢固程度強度大,不易斷裂強度較小，易斷裂

共價單鍵全就是。鍵

成鍵判斷規律共價雙鍵中一個就是。鍵，另一個就是n鍵

共價叁鍵中一個。鍵,另兩個為“鍵

N?分子中的N=N

思考:分析CH3cH3、CH2=CH2,CH三CH、CO2分子中鍵的類別與個數

3、鍵參數一鍵能、鍵長與鍵角

①鍵能:氣態基態原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量

鍵能越大,即形成化學鍵時放出的能量越多,化學鍵越穩定

應用一計算化學反應的反應熱AH=反應物鍵能總與-生成物鍵能總與

②鍵長:形成共價鍵的兩個原子之間的核間距

鍵長就是衡量共價穩定性的另一個參數

規律:鍵長越短,一般鍵能越大,共價鍵越穩定

一般地,形成的共價鍵的鍵能越大,鍵長越短,共價鍵越穩定,含有該鍵的分子越

穩定，化學性質越穩定

③鍵角：兩個共價鍵之間的夾角

鍵角就是描述分子立體結構的重要參數,分子的許多性質與鍵角有關

思考:N2、。2、R跟上的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解

4、等電子原理

等電子體:原子總數相同、價電子（最外層電子）總數相同的分子如此與CO就

是等電子體，但N?與C2H.1不就是等電子體

等電子體原理:原子總數、價電子總數相同的分子具有相似的化學鍵特征，它們的

物理性質就是相近的。例如M與CO的熔沸點、溶解性、分子解離能等都非常接

近

5、用質譜測定分子的結構

原理:不同質核比的粒子在磁場中運動軌跡不同

eg:k下列物質中能證明某化合物中一定有離子鍵的就是（）

A、可溶于水B、熔點較高

C、水溶液能導電D、熔融狀態能導電

2、下列關于化學鍵的敘述中，正確的就是（）

A、離子化合物可以含共價鍵

B、共價化合物可能含離子鍵

C、離子化合物中只含離子鍵

D、只有活潑金屬與活潑非金屬間才能形成離子鍵

3、能夠用鍵能解釋的就是（）

A、氮氣的化學性質比氧氣穩定

B、常溫常壓下，澳呈液體，碘為固體

C、稀有氣體一般很難發生化學反應

D、硝酸易揮發，硫酸難揮發

二、分子的立體結構

1、價層電子對互斥理論

對于AB“型分子,價電子對數=。鍵電子對數+中心原子的孤電子對數

1

。鍵電子對數=n,孤電子對數=2（a-nb）

a:中心原子價的價電子數

n:與中心原子結合的原子數

b:與中心原子結合的原子最多能接受的電子數（H為1,其她原子等于“8-該原子

的價電子數”）

注意:①對于復雜離子,在計算價層電子對數時,還應加上負離子的電荷數或減去

正離子的電荷數

②雙鍵、叁鍵等多重鍵作為1對電子瞧待

價

孤

。

層

對

VSEPR數

電

電分子電子對的排

子

子類型布模型立體結構實例

模型

對

對

數

數

分

價

孤對實例

子

子

電

層

數

類

對

電電子對的排布立體結構

型

子模型

對

數

o

1

三角錐形

2

思考:分析CCL、P0；、NH；、S03,SOt＞叫、H：O的立體構型

2、雜化軌道理論

①CH,的正四面體構型

sp：'雜化:碳原子的2s軌道與3個2p軌道進行雜化,得到4個相同的sp：'雜化軌道,

夾角109°28',分子的幾何構型為正四面體

2P2p正四面體形

向皿警力皿口t1tt

C的基態激發態sp3雜化態

思考:CCL的雜化類型與結構

②BF3的平面正三角形

sd雜化:硼原子的2s軌道與2個2p軌道進行雜化，得到3個相同的sp2雜化軌道,

夾角就是120°,分子的幾何構型為平面正三角形

向心空自血口

B的基態激發態雜化態

______sp'雜化______n

Q*苧°

s

p,p.pfP:

思考CH2=CH2的雜化類型與結構

③BeCL的直線型

sp雜化:被原子的2s軌道與1個2p軌道進行雜化,得到2個相同的sp雜化軌道,

夾角就是180°，分子的幾何構型為直線型

Be基態激發態卯雜化態

印雜化

C-------=>□□m

pp

°?sp

fy『risofr

sp.p>P.p.

i雜化類型與結構

雜化類型spsp2sp3

參與雜化的原子軌道1個S+1個P1個s+2個p1個s+3個p

雜化軌道數2個sp雜化軌道3個sp?雜化軌道4個sp‘雜化軌道

雜化軌道間夾角180°120"109"28’

空間構型直線正三角形正四面體

實例BeCl,CH=CHCH.CCL

2BF3,CH2=CH2b

解題技巧：

①瞧中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵,如果有1個三鍵,則其中有2個n鍵，用去

了2個p軌道,形成的就是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中有1個n鍵,形成的就

是sp?雜化;如果全部就是單鍵，則形成的就是sp，雜化

②雜化軌道數=中心原子孤對電子對數+中心原子結合的原子數

③判斷分子的VSEPR模型,根據構型與雜化類型的對應關系

代表物雜化軌道數雜化軌道類型分子結構

C020+2=2SP直線型

SP2

BF30+3=3平面三角形

CH40+4=4SP，正四面體型

S021+2=3SP?V型

NH31+3=4sp：，三角錐型

SP，型

H2O2+2=4V

注意：雜化軌道只用于形成。鍵或容納未參與成鍵的孤電子對,而n鍵都就是由

未雜化的軌道形成的

3、配合物理論

①配位鍵一共用電子對由一個原子單方向提供給另一原子共用所形成的共價鍵

形成條件:一個原子必須有孤對電子，另一原子必須有接受孤對電子的空軌道

表示方法

AB

電子對給予體電子對接受體

含有配位鍵的離子或分子:H：O、NH；

..H

H：O：H+H+-------?[H：b：H]+

②配位化合物一由金屬離子(或原子)與分子或函子以配位鍵結合形成的復雜化

合

中心原子:具有接受孤對電子的離子或原子

配體:提供孤對電子的中性分子或者離子(如乩0、NH：,、C1)

配位原子:配體中直接與中心原子鍵合的原子

內界(配罩子)

2+

[Cu(NH3h]SOt-

中配配0?~去

?位體位S

原原

、子子效U子5，

③性質與應用

a、配合物溶于水易電離為內界配離子與外界離子,而內界離子較穩定,不能電離

2t

[CU(NH3)4]S0,,=[Cu(NH3)J+SO：

b、配合物的形成會對離子的溶解度產生的影響

銀氨溶液的配制:AgNO：；+NH3?H20=AgOHI+NH,NO:!

AgOH+2NH3?H20=Ag(NH3)2OH+2H20

c、配合物的形成引起離子顏色的改變

Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+

eg:k下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的就是()

A、CO?與SO?B、CH」與NH3

C、BeCh與BF3D、CH三CH與CHLCH?

2、HQ、CH八NH3中心原子均為sp'雜化，為什么水的鍵角為105°，氨氣的為107°?

3、寫出下列分子的路易斯結構式并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預

測分子的幾何構型

①PCh②A1CL③CS2?CL0

4、對于HCN分子與HCHO分子

①寫出路易斯結構式②用VSEPR模型分析其立體結構

③分析中心原子的雜化類型④分析分子中的n鍵

5、下列分子或離子中都存在著配位鍵的就是（）

+

A、NH3>H20B、NH；、H30

C、即HC1OD、［Cu?%）1*、PC13

6、下列分子或離子中，能提供孤對電子與某些金屬離子形成配位鍵的就是（）

①HQ②限③T④CW⑤CO

A、①②B、①②③C、①②④D、①②③④⑤

三、分子的性質

1、鍵的極性與分子的極性

/非極性共價鍵

共價鍵（極性共價鍵

（非極性分子:正電中心與負電中心重合

分子（極性分子:正電中心與負電中心不重合

鍵的極性與分子的空間構型共同決定分子的極性

極性分子的判斷：

①經驗規律:對于ABn型分子，若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素原子的

最外層電子數（價電子數），則為非極性分子,否則為極性分子

②分子結構呈幾何空間對稱,則為非極性分子

思考:不。2就是否為極性分子？

2、范德華力一分子間作用力

特點:①范德華力很弱,不屬于化學鍵，比化學鍵小的多（約1-2個數量級）

②結構相似的分子,相對分子質量越大,范德華力越大;分子的極性越大,范德華

力越大

③范德華力主要影響物理性質（熔、沸點,溶解性等）；化學鍵主要影響物質的化學

性質

如氣體降溫、加壓會液化,壁虎在天花板爬行自如

3、氫鍵一除范德華力外的另一種分子間作用力NH：,、HQ、HF（最強）

氫鍵的表示A—H-B

①氫鍵的影響一熔、沸點、密度、溶解性

a、NH?H20>HF的熔、沸點反常，比VA、VIA、VHA族其她元素的氫化物的熔、

沸點高出許多

b、水凝固時體積膨脹，密度減小

C、相對分子質量相近的醇、竣酸的沸點遠高于烷燒

d、接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式H20計算的值大

②氫鍵的類型

分子內氫鍵分子間氫鍵

化學鍵分子間作用力氫鍵

范圍分子內或晶體內分子間某些分子內或分子間

作用強弱介于化學鍵與范德華力之間

性質影響主要影響化學性質主要影響物理性質主要影響的物理性質

4、溶解性

相似相溶:非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑

①如果存在氫鍵,溶解性更好如NL在H20中溶解度很大

②分子結構相似的溶解性更好如CH；iCH20H與H20混溶

③溶質與溶劑發生反應的溶解性更好如SO,能與H20反應可增加S0,溶解度

思考:低碳醇與水互溶,而高碳醇在水中的溶解度卻很小

5、手性

手性異構體一具有完全相同的組成與原子排列（即分子式相同），結構互為鏡像,

在三維空間里不能重疊

手性分子一有手性異構體的分子

手性碳原子一連有四個不同原子（原子團）的碳原子,記為*C

判斷:當分子中只有一個*C,則此分子為手性分子

6、無機含氧酸分子的酸性

R-O-H規則：無機含氧酸可以寫成（HO）,?R0n,如果成酸元素R相同，n值越大（即非羥

基氧的個數越多），R的正電性越高,導致R-O-H中的0的電子向R偏移,因而在水

分子的作用下,也就越容易電離出H；即酸性越強

應用一解釋對于同一種元素的含氧酸來說,該元素的化合價越高,其含氧酸的酸

性越強

思考:HC10、HC1O2.HC1O3>HCIOI的酸性強弱順序

eg:l>以下物質CO?、。3、P”、NHXKPH*HCN、HQ、BF：,、CH3cl

含離子鍵的物質就是

由極性鍵構成的極性分子就是

由極性鍵構成的非極性分子就是

由非極性鍵構成的極性分子就是

2、下列對極性分子與非極性分子的認識正確的就是（）

A、只含非極性鍵的分子一定就是非極性分子

B、含有極性鍵的分子一定就是極性分子

C、非極性分子一定含有非極性鍵

D、由極性鍵構成的雙原子分子一定就是極性分子

3、下列有關性質判斷正確且可以由范德華力來解釋的就是（）

A、沸點：HBr>HC1

B、沸點:CH3cH/Br<C2H50H

C、穩定性:HF>HC1

D、-OH上氫原子的活潑性:H-O-H>C2H5-O-H

4、下列現象的原因與氫鍵的存在無關的就是（）

A、鄰羥基苯甲酸的沸點比對羥基苯甲酸低

B、HC1的熔沸點比HF低

C、NFL極易溶于水

D、CH，的沸點比SiH,低

習題精選

1、下列有關化學鍵的說法不正確的就是（）

A、分子中不一定存在化學鍵

B、分子中若有共價鍵,則一定存在。鍵

C、p與p軌道既能形成。鍵又能形成n鍵

D、含n鍵的物質不如含。鍵的物質穩定

2、關于鍵長、鍵能與鍵角，下列說法不正確的就是（）

A、鍵角就是描述分子立體結構的重要參數

B、鍵長的大小與成鍵原子的半徑與成鍵數目有關

C、鍵能越大,鍵長越長,共價化合物越穩定

D、鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關

3、下圖為元素周期表前4周期的一部分，下列有關R、W、X、Y、Z5種元素的敘

述中，正確的就是（）

X

WYR

Z

A、W、R元素單質分子內的化學鍵都就是非極性鍵

B、X、Z元素都能夠形成雙原子分子

C、鍵能W-H>Y-H,鍵的極性Y-H>W-H

D、鍵長X-H<W-H,鍵能X-H<W-H

4、下列不互不等電子體的就是（）

A、N0與C02B、0：；與NO,C、CH”與NH；D、0H與NH,

5、關于原子軌道的說法正確的就是（）

A、凡就是中心原子采取sp：,雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都就是正四面

B、CH」分子中的sp：'雜化軌道就是由4個H原子的1s軌道與C原子的2p軌

道混合起來而形成的

C、sp3雜化軌道就是由同一個原子中能量相近的s軌道與p軌道混合起來形

成的一組能量相近的新軌道

D、凡AB3型的共價化合物,其中中心原子A均采用s/雜化軌道成鍵

6、對S0?與CO?說法正確的就是（）

A、都就是直線形結構

B、中心原子都采取sp雜化軌道

C、S原子與C原子上都沒有孤對電子

D、SO?為V形結構，CO?為直線形結構

7、下列關于雜化軌道的敘述中，不正確的就是（）

A、分子中中心原子通過SP，雜化軌道成鍵時,該分子不一定為正四面體結構

B、雜化軌道只用于形成。鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子

C、H2SO,硫酸分子中三種原子均以雜化軌道成鍵

D、用分子中N原子沒有雜化，分子中有一個。鍵、2個口鍵

8、配合物在許多方面有著廣泛的應用，下列敘述不正確的就是（）

A、以Mg"為中心的大環配合物葉綠素能催化光合作用

B、Fe"的口卜咻配合物就是輸送0?的血紅素

C、[Ag（NH3]*就是化學鍍銀的有效成分

2t

D、向溶液中逐滴加入NH:i?乩0,可除去ZnSO,溶液中的Cu

9、PCh分子的空間構型就是三角錐形而不就是平面正三角形，下列關于PCL分子

空間構型理由的敘述，不正確的就是（）

A、PCL分子中三個共價鍵的鍵長，鍵角都相等

B、PCL分子中的P-C1鍵屬于極性共價鍵

C、PCh分子中三個共價鍵鍵能，鍵角均相等

D、PCL就是非極性分子

10、下列推論正確的（）

A、SiH”的沸點高于CH?可推測PL的沸點高于NH：i

B、NH；為正四面體結構,可推測出PH；也為正四面體結構

C、CO,晶體就是分子晶體,可推測SiO?晶體也就是分子晶體

D、C2H6就是碳鏈為直線型的非極性分子,可推測C曲也就是碳鏈為直線型的

非極性分子

11、下列事實與氫鍵有關的就是（）

A、水加熱到很高的溫度都難以分解

B、水結成冰體積膨脹,密度變小

C、CH,、SiH,、GeH,、SnH」熔點隨相對分子質量增大而升高

D、HF、HC1、HBr、HI的熱穩定性依次減弱

12、下列物質發生變化時，所克服的粒子間相互作用屬于同種類型的就是（）

A、液澳與苯分別受熱變為氣體B、干冰與氯化鐵分別受熱變為氣體

C、二氧化硅與鐵分別受熱熔化D、食鹽與葡萄糖分別溶解在水中

13、下列說法中正確的就是（）

A、無機含氧酸分子中的氧原子數越多，則其酸性也越強

B、氯化銀能溶于過量的氨水,就是因為它與氨水反應生成了一種可溶的配位

彳上合

C、分子就是否具有極性決定分子中就是否存在極性共價鍵

D、氫鍵就就是一種存在于某些特殊含氫元素的分子中的一種化學鍵

14、下列操作利用了相似相溶原理的就是()

A、用稀硝酸洗做過銀鏡反應實驗的試管

B、用稀鹽酸清洗做高鎰酸鉀分解實驗的試管

C、用氫氧化鈉溶液清洗盛過硅酸的試管

D、用四氯化碳清洗做過碘升華的燒杯

0II』CH20H

15、有機物CH3-C-O-CH-CHO含有一個手性碳原子(標有“*”的碳原子)，具有光學活

性。當發生下列化學反應時，生成新的有機物無光學活性的就是()

A、與銀氨溶液反應

B、與甲酸在一定條件下發生酯化反應

C、與金屬鈉發生反應

D、與乩發生加成反應

16、現有四種短周期元素A、B、C、D,已知:①C、D在同一周期,A、B在同一主

族;②它們可以組成化合物A￡、B2c2、D&、D2A”等;③B的陽離子與C的陰離子的

核外電子排布相同;④B￡?同A2c或DC?反應都生成氣體C2)B與A2c反應生成氣體

風&與氣體C2按體積比2：1混合后點燃能發生爆炸，其產物就是一種常溫下常

見的無色無味的液體。請回答：

(1)寫出元素符號:A、B、C、D

⑵在A￡、B￡z、DC?與DzA,中，含有離子鍵與非極性共價鍵的化合物的電子式

為；按原子軌道重疊方式,其非極性鍵的類型就是o化合物