分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)

1、第3講分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)來源：中教網(wǎng)考綱要求1.了解共價鍵的形成，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp,sp2,sp3)。3.能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或離子的立體構(gòu)型。4.了解化學鍵和分子間作用力的區(qū)別。5.了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)?；镌佻F(xiàn)深度思寫學E汗字aifi"»第一天完成考點一、二的基礎(chǔ)填空及深度思考考點一共價鍵1 .本質(zhì)在原子之間形成(電子云的重疊)2 .特征具有?口3 .分類分類依據(jù)形成共價鍵的原子軌道重疊方式鍵電子云":重疊來源:

2、鍵電子云”:重疊形成共價鍵的電子對是否偏移來源：中，國教，育出，版網(wǎng)i鍵共用電子對發(fā)生共用電子對不發(fā)生鍵原子間共用電子對的數(shù)目鍵原子向后共用電子對鍵原子向后共用電子對鍵原子向后共用電子對特別提醒(1)只有兩原子的電負性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，這時形成離子鍵。來源:(2)通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為(7鍵，雙鍵中有一個(7鍵和一個冗鍵，叁鍵中有一個(T鍵和兩個冗鍵。3 3)(T鍵比冗鍵穩(wěn)定。(4)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的

3、共價鍵為極性鍵。4 .鍵參數(shù)(1)概念_w氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學犍釋放的最低能量鍵參數(shù).形成共價鍵的兩個原子之間的核間距_:在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵能越,鍵長越,分子越穩(wěn)定。刷&二健角:位,"分孑的 西二分的,性質(zhì)豈裸度思考1.在下列物質(zhì)中：HCl、N2、NH3Na2O2H2O2NH4CINaOHAr、CO2C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是;既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是;只存在極性鍵的分子是。(2)不存在化學鍵的是o(3)既存在離子鍵又存在極性鍵的是;既存在離子鍵又存在非極性鍵的是。歸納總結(jié)(1)在分子中，有的

4、只存在極性鍵，如HCl、NH31s有的只存在非極性鍵，如N2、H2等，有的既存在極性鍵又存在非極性鍵，如H2O2C2H41亨;有的不存在化學鍵，如稀有氣體分子。(2)在離子化合物中，一定存在離子鍵，有的存在極性共價鍵，如NaOHNa2SO存；有的存在非極性鍵，如Na2O2CaC邱。2 .根據(jù)價鍵理論分析氮氣分子中的成鍵情況？來源：中+國教+育出+版網(wǎng)3 .下列說法中不正確的A.b鍵比九鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強B.s-s6鍵與s-p6鍵的電子云形狀對稱性相同C.碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍D.N2分子中有一個6鍵，2個冗鍵4.某些共價鍵的鍵長數(shù)據(jù)如下表：共價鍵(nm)C-C0.

5、154C=C0.134g0.120C-O0.143來源：中教網(wǎng)C=O0.122N-N0.146N=N0.120NN0.110(1)根據(jù)表中有關(guān)數(shù)據(jù)，你能推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些？其影響的結(jié)果怎樣？(2)鍵能是通常，鍵能越,共價鍵越,由該鍵構(gòu)成的分子越穩(wěn)定?？键c二雜化軌道理論與分子的立體構(gòu)型及分子的極性1 .雜化軌道理論來源:(1)概念在外界條件的影響下，原子內(nèi)部的原子軌道重新組合的過程叫原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。特別提醒(1)雜化軌道形成的共價鍵更牢固。(2)參加雜化的原子軌道數(shù)目與雜化后生成的雜化軌道數(shù)目一般相等。分類雜化雜化軌道

6、數(shù)目雜化軌道向夾角立體構(gòu)型實例Spsp2來源:z#zs#sp32 .價層電子對互斥模型(1)價層電子對在球面上彼此相距最遠時，排斥力最小，體系的能量最低孤電子對的排斥力較大。電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例來源：中教網(wǎng)220直線形330三角形21來源:z*zs*440正四間體形3122來源:z|zs|特別提醒(1)價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對的立體構(gòu)型，不包括孤電子對。當中心原子無孤電子對時，兩者的構(gòu)型一致；當中心原子有孤電子對時，兩者的構(gòu)型不一致。(2)價層電子對互斥模型能預測分子的幾何構(gòu)型，但不能解釋分子的成鍵情況

7、，雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況，但不能預測分子的幾何構(gòu)型。兩者相結(jié)合，具有一定的互補性，可達到處理問題簡便、迅速、全面的效果。3 .配合物理論簡介(1)配位鍵：一個原子提供孤對電子，一個原子提供空軌道而形成的共價鍵。(2)配位化合物定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配位體)以配位鍵結(jié)合而成的化合物。組成：如對于Ag(NH3)2OH,中心原子為Ag,配體為NH3配位數(shù)為2z深度思考5.根據(jù)價層電子對互斥理論判斷：NH3分子中，中心原子上的(7鍵電子又t數(shù)為,孤電子對數(shù)為,價層電子對數(shù)為,中心原子的雜化方式為雜化，VSEPR勾型為,分子的立體構(gòu)型為。BF3分子中，中心原子的雜化方式

8、為雜化，分子的立體構(gòu)型為歸納總結(jié)判斷分子的中心原子雜化軌道類型的方法(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。來源：中&教&網(wǎng)z&z&s&tep若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28',則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角

9、為180°,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。6.向黃色的FeCl3溶液中加入無色的KSCN§液，溶液變成血紅色。該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)33KCl表示。(1) 該反應(yīng)生成物中KCl既不是難溶物、難電離物質(zhì)，也不是易揮發(fā)物質(zhì)，則該反應(yīng)之所以能夠進行是由于生成了的Fe(SCN)3。(2)經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3+與SCN_不僅能以1：3的個數(shù)比配合，還可以其他個數(shù)比配合。請按要求填空：若所得Fe3+和SCN"的配合物中，主要是Fe3+與SCN-以個數(shù)比1：1配合所得離子顯血紅色。該離子的離子符號是。若Fe3+與

10、SCN-以個數(shù)比1：5配合，則FeCl3與KSCNt水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式可以表示為。第二天完成考點二、三的基礎(chǔ)填空及深度思考考點三分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)1概念物質(zhì)分子之間存在的相互作用力，稱為分子間作用力。2分類分子間作用力最常見的是和。3強弱范德華力氫鍵化學鍵。4范德華力范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強，物質(zhì)的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說，相似的物質(zhì)，隨著的增加，范德華力逐漸。5氫鍵(2) 形成來源:中。教。網(wǎng)z。z。s。tep已經(jīng)與的原子形成共價鍵的(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中的原子之間的作用力，稱為氫鍵。(3) 表示方法AH-B特

11、別提醒(1)A、B為電負性很強的原子，一般為N、O、F三種元素。(2)A、B可以相同，也可以不同。(4) 特征具有一定的性和性。(5) 分類氫鍵包括氫鍵和氫鍵兩種。(6) 分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。6相似相溶原理7.分析下面兩圖，總結(jié)鹵素單質(zhì)和鹵素碳化物的范德華力變化規(guī)律。8.判斷下列說法是否正確:非極性溶質(zhì)一般能溶于,極性溶質(zhì)一般能溶于如果存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性(1)氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學息度七由-150加時療孑州*()如 yf 血 250£/機相時弁孑市量 ri Jr演成J c'J

12、深度思考(2)可燃冰(CH4-8H2O加甲烷分子與水分子間形成了氫鍵。()(7) 乙醇分子和水分子間只存在范德華力。()來源:中國教育出版網(wǎng)(8) 碘化氫的沸點高于氯化氫的沸點是因為碘化氫分子間存在氫鍵。()(9) 水分子間既存在范德華力，又存在氫鍵。()(10) 氫鍵具有方向性和飽和性。()(7)H2和O2之間存在氫鍵。()(8)H2O2分子間存在氫鍵。()9下列事實均與氫鍵的形成有關(guān)，試分析其中氫鍵的類型。(1) 冰的硬度比一般的分子晶體的大；(2) 甘油的粘度大；(3)鄰硝基苯酚20C時在水中的溶解度是對硝基苯酚的0.39倍；(4)鄰羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的15.9倍，對羥基苯甲酸

13、的電離常數(shù)是苯甲酸的0.44倍；(5)氨氣極易溶于水；(6)氟化氫的熔點高于氯化氫。考點四無機含氧酸分子的酸性1 .無機含氧酸分子之所以能顯示酸性，是因為其分子中含有-OH而-OH上的H原子在水分子的作用下能夠變成H+而顯示一定的酸性。如HNO3H2SO4勺結(jié)構(gòu)式分別是o()ZIIH(一、,HOSOHXIOO02 .同一種元素的含氧酸酸性規(guī)律及原因H2SO4ttHNO3是強酸，其一OH±的H原子能夠完全電離成為H+。而同樣是含氧酸的H2SO3f口HNO2$是弱酸。即酸性強弱有H2SO3<H2SO4HNO2<HNO肌他的有變價的非金屬元素所形成的含氧酸也有類似的情況。如酸性

14、強弱HC1O<HC1O2<HC1O3<HC104f難得出：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。如果把含氧酸的通式寫成(HO)mRO的形式，成酸的元素R相同時，則n值越大，R的正電性越高，就會使R0-H中的0原子的電子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H+,因此酸性也就越強。如H2S0列寫成(H0)2SQn=1;H2S04T寫成(HO)2SO2n=2。所以H2S04勺酸性強于H2SO3而對HNO維說，可寫成（HO）NOn=1;HNO3T寫成（HO）NO2n=2。故HNO3勺酸性強于HNO2而對氯元素所形成的幾種含氧酸，可分別寫成（H

15、O）Cl,n=0;（HO）ClO,n=1;（HO）ClO2,n=2;（HO）ClO3,n=3。故其酸性順序為HC1O<HC1O2<HC1O3<HC1O4X深度思考來源：中續(xù)刎z&z&s&tepA. HNO2C. HC1O310 .下列無機含氧酸分子中酸性最強的B.H2SO3D.HC1O4第三天、第四天完成規(guī)律方法及例題規(guī)律方法用價層電子對互斥理論推測簡單分子（ABn型）、離子（AB型）空間構(gòu)型的方法解題思路一一解題思路確定價層價層電子對吊可能遠離價層電子.電子對數(shù)均分空后*對空間構(gòu)型K確定孤電電子對的排斥作用較強變形后的子對數(shù)下電對與成犍電子時盡可能遠

16、家空間構(gòu)型J去掉孤電產(chǎn)時所占空間，分子（離于）的空間構(gòu)型1.6鍵的電子對數(shù)的確定由分子式確定6鍵電子對數(shù)。例如，H2O中的中心原子為Q。有2對(T鍵電子對；NH3中的中心原子為N,N有3對6鍵電子對。2中心原子上的孤電子對數(shù)的確定中心原子上的孤電子對數(shù)=(axb)。式中a為中心原子的價電子數(shù)，對于主族元素來說，價電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)；x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8該原子的價電子數(shù)”。例如，SO2的中心原子為S,S的價電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6),則a=6;與中心原子S結(jié)合的。的個數(shù)為2,則x=2;與中心原子結(jié)合的

17、。最多能接受的電子數(shù)為2,則b=2。所以，SO2中的中心原子S上的孤電子對數(shù)=X(62X2)=1。對陽離子來說，a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)，x和b的計算方法不變。對陰離子來說，a為中心原子的價電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)(絕對值)，x和b的計算方法也不變。例如，NH中N的孤電子對數(shù)=x(514X1)=0；CO中C的孤電子對數(shù)=x(4+23X2)=0。【例1】判斷PC13、NHCO的空間構(gòu)型，說明中心原子的雜化情況?！纠?】按下列要求寫出第2周期非金屬元素組成的中性分子的化學式及中心原子的雜化方式，電子對立體構(gòu)型。1平面三角形分子：分子式，雜化方式是來源:中_國教_育出_版網(wǎng)，電子對立體構(gòu)

18、型三角錐形分子：分子式,雜化方式是,電子對立體構(gòu)型。2正四面體形分子：分子式,雜化方式是,電子對立體構(gòu)型。規(guī)律方法等電子原理的應(yīng)用1 .常見的等電子體匯總微粒通式價電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2CNS-、NONAX216e直線形CONOSO3康源:AX324e-平向二角形SO203NOAX218eV形SOPOAX432e-正四間體形POSOClOAX326e-三角錐形CON2來源:中教網(wǎng)AX10e-直線形CH4NHAX48e正四間體形2 .根據(jù)已知的一些分子結(jié)構(gòu)推測另一些與它等電子的微粒的立體結(jié)構(gòu)，并推測其物理性質(zhì)。（1）（BN）x與（C2）x,N20tCO冷也是等電子體；（2）硅和錯是良好的半導體材

19、料，他們的等電子體磷化鋁（AlP）和神化錢（GaAs）也是很好的半導體材料；（3）白錫（B-Sn2）與睇化鈿是等電子體，它們在低溫下都可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w；（4）SiCl4、SiO、SO的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都相等，它彳門互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體形立體構(gòu)型?！纠?】已知C02*直線形結(jié)構(gòu)，SO刻平面正三角形結(jié)構(gòu)，NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，請推測COSCOPC13的空間結(jié)構(gòu)。【例4】1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。（1）根據(jù)上述原理，僅由第2周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是?

20、口;?口來源:中教網(wǎng)（2）此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO互為等電子體的分子有思維模型分子極性的判斷方法1 .極性分子和非極性分子I結(jié)構(gòu)對稱多帆子分子品質(zhì)一注獨電耨童心里仆t雙配千介于比奇物E貝電荷重心不敢小一鈍料不對你極性分子2 .根據(jù)鍵的類型及分子的空間構(gòu)型判斷非極性分子、極性分子的判斷，首先看鍵是否有極性，然后再看各鍵的空間排列狀況。鍵無極性，分子必無極性；鍵有極性，各鍵空間排列均勻，使鍵的極性相互抵消，分子無極性；鍵有極性，各鍵空間排列不

21、均勻，不能使鍵的極性相互抵消，分子有極性。共價鍵的極性與分子極性的關(guān)系可總結(jié)如下:.雙噓子分i,如HCkNO,I的等V電玨產(chǎn).帆即或H卷.普一:體俳形分F.機INHnPHj等案正四面:體形分子.如CHCU隼質(zhì)分子,incv匕、l等冤肥心，111cn.fh等正叫i»體肥分子.圳?H.，CCL.匚匕等t平面而三的脂分子，血郵l93.根據(jù)中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵，此分子一般為非極性分子；分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵，此分子一般為極性分子。CH4BF3CO反分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵，它們都是非極性分子。而H2ONH3NF3

22、等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵，它們都是極性分子?！纠?】NH盼子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，能充分說明此種現(xiàn)象的理由NH3是極性分子分子內(nèi)3個N-H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于107°18'分子內(nèi)3個N-H鍵的鍵長相等、鍵角相等NH3分子內(nèi)3個N-H鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于120°A.B.C.D.【例6】判斷PC13、CC14、CS2SO2分子的極性。來源:z,zs,范德華力、氫鍵、共價鍵的比較完成下列表格范德華力氫鍵共價鍵概念“質(zhì)分子之1日晉遍存在的一種相互作（力，又稱分子間作用力原子間通過共用電子對所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子問氫鍵來源：中。國教。育極性共價鍵、非極性出。版網(wǎng)共價鍵存在范圍雙原子或多原子的分子或共價化合物和某些離子化合物特征（有、無方向性和飽和性）強度比較影響強度的因素對于AH-B,AB的電負性越大，B原子的半徑越小，鍵能越人對物質(zhì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔、沸點、溶解度等物“性質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨，目對分子質(zhì)量的增