高中化學選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 歸納與整理 全國一等獎

歸納與整理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空間結(jié)構(gòu)。考綱要求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)?？键c一

共價鍵考點二

分子的立體結(jié)構(gòu)探究高考明確考向練出高分考點三

分子間作用力與分子的性質(zhì)知識梳理1.共價鍵本質(zhì)在原子之間形成

(電子云的重疊)。2.特征具有

和

。共用電子對飽和性方向性3.分類分類依據(jù)類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式

鍵電子云“

”重疊

鍵電子云“

”重疊σ頭碰頭肩并肩π形成共價鍵的電子對是否偏移

鍵共用電子對

偏移

鍵共用電子對

偏移原子間共用電子對的數(shù)目

鍵原子間有

共用電子對

鍵原子間有

共用電子對

鍵原子間有

共用電子對極性發(fā)生不發(fā)生非極性單一對雙兩對三對三4.鍵參數(shù)(1)概念鍵參數(shù)

：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距

：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的

最低能量

：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價

鍵之間的夾角鍵能鍵長鍵角(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響①鍵能越

，鍵長越

，分子越穩(wěn)定。②穩(wěn)定性立體構(gòu)型大短5.等電子原理

相同，

相同的分子具有相似的化學鍵特征，它們的許多性質(zhì)

，如CO和

。原子總數(shù)價電子總數(shù)相似N2深度思考1.判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子(

)(2)在所有分子中都存在化學鍵()(3)σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強()××√(4)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成(

)(5)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)()(6)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍()(7)鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和()√√××遞進題組題組一用分類思想突破化學鍵的類別1.在下列物質(zhì)中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(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)只存在單鍵的分子是__________，存在三鍵的分子是__________，只存在雙鍵的分子是__________，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是__________。②⑤⑩①③⑨⑩①③⑤②⑨(3)只存在σ鍵的分子是__________，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是__________。(4)不存在化學鍵的是__________。(5)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__________。②⑨⑩①③⑤⑧⑥⑦④一、形形色色的分子

三原子分子立體結(jié)構(gòu)：有直線形C02

、CS2等，V形如H2O、S02等。四原子分子立體結(jié)構(gòu)：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角錐形：如氨分子等。五原子分子立體結(jié)構(gòu)：正四面體形如甲烷、P4等。

形形色色的分子二、價層電子對互斥模型一類是中心原子上的價電子都用于形成共價鍵，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測，概括如下：ABn立體結(jié)構(gòu)范例n=2直線型C02n=3平面三角形CH20n=4正四面體型CH4另一類是中心原子上有孤對電子(未用于形成共價鍵的電子對)的分子，如H2O和NH3，中心原子上的孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H20和NH3的中心原子工分別有2對和l對孤對電子，跟中心原子周圍的σ鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角錐形。1

2大多數(shù)分子是由兩個以上原子構(gòu)成的,于是就有了分子中的原子的空間關(guān)系問題,這就是所謂“①_______________”。例如,三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有直線形和V形兩種,CO2呈②_____形,而H2O呈③____形。大多數(shù)四原子分子采取平面三角形和三角錐形兩種立體結(jié)構(gòu)。例如,甲醛(CH2O)分子呈④__________形,氨分子呈⑤________形。直線V平面三角三角錐立體結(jié)構(gòu)分子的3.五原子分子的立體結(jié)構(gòu)更多,最常見的是⑥正四面體形。例如,甲烷(CH4)分子呈正四面體形。4.價層電子對互斥理論認為,分子的立體結(jié)構(gòu)是“價層電子對”⑦相互排斥的結(jié)果。價層電子對是指分子中的⑧中心原子的價電子對,包括⑨σ鍵電子對和中心原子上的⑩孤對電子。σ鍵電子對數(shù)可由分子式確定。例如,H2O中的中心原子為O,O有?2

對σ鍵電子對;NH3中的中心原子為N,N有?3

對σ鍵電子對。

正四面體相互排斥中心原子的價電子對σ鍵電子對孤對電子23而中心原子上的孤對電子對數(shù),確定方法如下:中心原子上的孤對電子對數(shù)=?

。

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)”。

價電子數(shù)與中心原子結(jié)合的原子數(shù)與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)8-該原子的價電子數(shù)例如,SO2的中心原子為S,a=?

6;與中心原子S結(jié)合的O的個數(shù)為2,則x=?2

;與中心原子結(jié)合的O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上的孤對電子對數(shù)為

1。

對于陽離子來說,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。對于陰離子來說,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。6221減去離子的電荷數(shù)加上離子的電荷數(shù)常見分子的空間構(gòu)型主要有哪些?12如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它的價電子數(shù)?直線形、V形、平面三角形、三角錐形、四面體形等。主族元素價電子數(shù)=族序數(shù)。不一定,只有孤電子對數(shù)為0時,分子的立體構(gòu)型與VSEPR模型才一致。3一個分子的VSEPR模型與分子的真實空間構(gòu)型一定相同嗎?

H2O分子與CO2分子、NH3分子與BF3分子,它們分子中的原子個數(shù)相同,為何立體結(jié)構(gòu)不同?4H2O和NH3中心原子上的孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間,并參與相互排斥。因而H2O分子呈V形,NH3分子呈三角錐形。而CO2和BF3中心原子上無孤對電子,分子的立體結(jié)構(gòu)與VSEPR模型相同,分別為直線形和平面三角形。形形色色的分子探究1：在你熟悉的下列分子立體結(jié)構(gòu)中,對鍵角描述正確的是(

)。A.H2O分子呈V形,兩個O—H鍵的鍵角是90°B.CH4分子呈正四面體形,兩個C—H鍵的鍵角是109°28'C.甲醛分子呈平面正三角形,鍵角是120°D.NH3分子呈三角錐形,兩個N—H鍵的鍵角是109°28'B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)型實例鍵角220直線形330三角形21440正四面體形3122直線形BeCl2180°平面正三角形BF3120°V形SnBr2105°正四面體形CH4109°28′三角錐形NH3107°V形H2O105°C下列物質(zhì)中,分子的立體結(jié)構(gòu)與氨分子相似的是(

)。A.CO2

B.H2S

C.PCl3

D.SiCl41組成相似的分子空間結(jié)構(gòu)是否一定相似?2價層電子對互斥理論適用于什么類型的分子?3分子形狀是否嚴格遵循價電子對互斥的理想角度?不一定;如BF3呈平面三角形,而NF3呈三角錐形。判斷ABm型分子(即單中心分子)空間構(gòu)型。不一定,因為不同原子形成的化學鍵、孤對電子間的排斥力不同。1DA2下列分子中的中心原子(下方加“·”的原子為中心原子)的價層電子對數(shù)正確的是(

)。A.CH4

4

B.CO2

1C.BF3

2 D.SO3

2下列分子的空間構(gòu)型不能用VSEPR理論推測的是(

)。A.NH3 B.CO2 C.H2O D.P2O53D4

直線形V形三角錐形正四面體形2.雜化軌道理論當原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。sp雜化sp雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

形，如

。1個s軌道1個p軌道180°直線H—C≡C—Hsp2雜化sp3雜化sp2雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

，如

。sp3雜化軌道由

和

組合而成，雜化軌道間夾角為

，呈

形，如

。1個s軌道2個p軌道120°平面三角形HCHO1個s軌道3個p軌道109°28′正四面體CH4深度思考填表，VSEPR模型和分子(離子)立體模型與中心原子雜化類型的確定?；瘜W式孤電子對數(shù)(a－xb)/2σ鍵電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子或離子的立體模型名稱中心原子雜化類型ClO－HCNCH≡CH314四面體形直線形sp3022直線形直線形sp直線形spH2SSO2SO3NOHCHO224四面體形V形sp3123平面三角形V形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2NCl3H3O＋ClOCH4PO134四面體形三角錐形sp3134四面體形三角錐形sp3134四面體形三角錐形sp3044正四面體形正四面體形sp3044正四面體形正四面體形sp3CH2==CH2

C6H6

CH3COOH

平面形sp2平面六邊形sp2sp3，sp2(2)碳原子有4個價電子，在形成化合物時價電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分子中，碳原子采取sp雜化的分子是____________(寫結(jié)構(gòu)簡式，下同)，采取sp2雜化的分子是__________，采取sp3雜化的分子是____________。試寫出一種有機物分子的結(jié)構(gòu)簡式，要求同時含有三種不同雜化方式的碳原子：___________________________________________。共價鍵的極性與分子極性的關(guān)系可總結(jié)如下：知識梳理1.分子間作用力(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。普遍范德華力氫鍵<<(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

。組成和結(jié)構(gòu)相對分子質(zhì)量增大(5)氫鍵①形成已經(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。②表示方法A—H…B氫原子電負性很強電負性很強規(guī)律方法范德華力、氫鍵、共價鍵的比較

范德華力氫鍵共價鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互