高中化學(xué)專題4第一單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)學(xué)案蘇教版選修3

第一單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)

學(xué)習(xí)

目標(biāo)1.初步認(rèn)識(shí)分子空間構(gòu)型、鍵角、極性分子、非極性分子、手性分子等概念。

2.了解雜化軌道的類型(sp\sp\sp),并能運(yùn)用雜化軌道理論判斷分子的空間構(gòu)型。3.能

根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型。4.結(jié)合實(shí)例說明”等電子原

理”的應(yīng)用。5.認(rèn)識(shí)分子的空間構(gòu)型與極性的關(guān)系，能運(yùn)用有關(guān)理論預(yù)測分子的極性。

知識(shí)點(diǎn)1分子的空間構(gòu)型

自主腌固根基，熱身小試

基礎(chǔ)知識(shí)

1.雜化軌道理論

⑴軌道的雜化

原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合，形成與原軌道數(shù)目相等的一組新軌道的過程。

(2)雜化軌道

雜化后形成的新的能量相等、成分相同的一組原子軌道。

(3)雜化類型

①sp雜化

SP雜化軌道是由二個(gè)AS軌道和二個(gè)沖軌道組合而成的，每個(gè)SP雜化軌道都含有%

和|p軌道的成分，雜化軌道間的夾角為180。，呈直線形。

②SP,雜化

sp?雜化軌道是由二個(gè)ns軌道和兩個(gè)np軌道組合而成的，每個(gè)sp?雜化軌道都含有2s

O

和(p軌道的成分，雜化軌道間的夾角為120。，呈平面三角形。

③Sp'雜化

sp，雜化軌道是由一個(gè)ns軌道和三個(gè)np軌道組合而成的，每個(gè)sp，雜化軌道都含有Js

——4

和(P軌道的成分，雜化軌道間的夾角為109.5。，空間構(gòu)型為正四面體形。

心特別提醒

(1)在形成多原子分子時(shí)，中心原子價(jià)電子層上的某些能量相近的原子軌道發(fā)生混雜,

重新組合成一組新的軌道的過程，叫做軌道的雜化。雙原子分子中，不存在雜化過程。

(2)只有能量相近的軌道才能雜化(小，如)。

(3)雜化過程中，原子軌道總數(shù)不變，即雜化軌道的數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目相

等。

(4)雜化過程中，軌道的形狀發(fā)生變化。

2.價(jià)層電子對(duì)互斥模型

(1)分子中的價(jià)電子對(duì)(包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì))由于相互排斥作用,而趨向于盡可

能彼此遠(yuǎn)離以減小屈力，分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。電子對(duì)之間的夾角越大，排斥力

越小。

(2)AB.型分子的價(jià)電子對(duì)計(jì)算方法

對(duì)于AB,,型分子(A是中心原子，B是配位原子)，價(jià)電子對(duì)數(shù)=

中心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)X加

2

其中，中心原子的價(jià)電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)，配位原子中鹵素原子、氫原

子提供1個(gè)價(jià)電子，氧原子和硫原子按不提供價(jià)電子計(jì)算。

3.等電子原理：具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。

自羲檢測

1.判斷正誤(正確的打，錯(cuò)誤的打“義”)。

(1)雜化軌道與參與雜化的原子軌道的數(shù)目相同，但能量不同。()

(2)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同。()

(3)凡ABs型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp'雜化軌道成鍵。()

(4)只有原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都相同的分子(或離子)才是等電子體。()

(5)互為等電子體的物質(zhì)，物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)都相似。()

(6)CH4,m0、陽、HF均含10個(gè)質(zhì)子和10個(gè)電子，故為等電子體。()

(7)H2、HSHzSe互為等電子體。()

答案：⑴V(2)V(3)X(4)V(5)X(6)X(7)V

2.下列分子的空間構(gòu)型可用sp?雜化軌道來解釋的是()

①BF3②CHZ=CH2④CH三CH

⑤NH3@CH4

A.①②③B.①⑤⑥

C.②③④D.③⑤⑥

解析：選A。s￡雜化軌道形成夾角為120°的平面三角形，①BFs為平面三角形且B—F

鍵夾角為120°；②C2H4中碳原子以sj雜化，未雜化的2p軌道重疊形成五鍵；③與②相似；

④乙煥中的碳原子為sp雜化，未雜化的2P軌道重疊形成Ji鍵；⑤NHs中的氮原子為sp'雜

化；⑥CH中的碳原子為sp'雜化。

3.下列關(guān)于雜化軌道的說法錯(cuò)誤的是()

A.并不是所有的原子軌道都參與雜化

B.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化

C.雜化軌道能量集中，有利于牢固成鍵

D.雜化軌道都用來成鍵

解析：選D。參與雜化的原子軌道，其能量不能相差太大，如1s與2s、2P的能量相差

太大，不能形成雜化軌道，即只有能量相近的原子軌道才能參與雜化，故A、B正確；雜化

軌道的電子云一頭大一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可使電子云的重疊程度更大，形成牢固

的化學(xué)鍵，故C項(xiàng)正確；并不是所有的雜化軌道都用來成鍵，也可以容納孤電子對(duì)（如陽3、

壓0的形成），故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.用價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測乂0和CH4的空間構(gòu)型，兩個(gè)結(jié)論都正確的是（）

A.直線形，三角錐形B.V形，三角錐形

C.直線形，正四面體形D.V形，正四面體形

解析：選D。在HzO分子中，價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,若無孤電子對(duì)存在，則其應(yīng)為正四面體

形。但中心原子0上有兩對(duì)孤電子對(duì)，而且孤電子對(duì)也要占據(jù)中心原子周圍的空間，它們相

互排斥，因此H2為V形結(jié)構(gòu)。在CH」分子中，價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,無孤電子對(duì)，所以CH4為正

四面體形。

5.下列不是等電子體的是（）

A.NzO和CO?

B.。3和N01

C.CH4和NH。

D.和NH「

解析：選D。原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。A、B、C項(xiàng)

的原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)也相同；D項(xiàng)的原子總數(shù)不相同。

核心多突破要點(diǎn)闡釋，破譯命題

重難解讀

1.三種雜化類型的比較

23

雜化類型SPSPsp

1個(gè)S軌道1個(gè)S軌道1個(gè)S軌道

參與雜化的原子軌道

1個(gè)P軌道2個(gè)p軌道3個(gè)p軌道

2個(gè)sp3個(gè)sp24個(gè)sp3

雜化軌道及數(shù)目

雜化軌道雜化軌道雜化軌道

120°\z

X109.5°

4

雜化軌道示意圖於

H

F

/b

，/'、109.5°/

分子結(jié)構(gòu)示意圖cC/

H

雜化軌道間夾角180°120°109.5°

形成分子空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體形

實(shí)例CH>CC1

BeClz、C2H2BF344

吟特別提醒

(1)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相等，中心原子雜化類型相同時(shí)，孤電子

對(duì)越多，鍵角越小；無孤電子對(duì)時(shí)，鍵角相同。

(2)雜化軌道數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。

(3)雜化軌道應(yīng)盡量占據(jù)整個(gè)空間使它們之間的排斥力最小。

(4)雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。

2.雜化類型的判斷方法

(1)根據(jù)雜化軌道數(shù)目判斷

雜化軌道只能用于形成。鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì)，而兩個(gè)原子之間只

能形成一個(gè)。鍵，故有下列關(guān)系：

雜化軌道數(shù)目=價(jià)層電子對(duì)數(shù)目=。鍵電子對(duì)數(shù)目+中心原子的孤電子對(duì)數(shù)目，再由

雜化軌道數(shù)目確定雜化類型。

雜化軌道數(shù)目234

23

雜化類型spspsp

(2)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷

①若雜化軌道在空間的分布為正四面體，則分子的中心原子發(fā)生sd雜化。

②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sj雜化。

③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。

(3)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109.5。，則分子的中心原子發(fā)生sd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sp，雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°,則分

子的中心原子發(fā)生sp雜化。

3.價(jià)電子對(duì)數(shù)與分子空間構(gòu)型的關(guān)系

價(jià)電子對(duì)雜化軌道類價(jià)電子對(duì)空間孤電子對(duì)成鍵電子對(duì)分子空間構(gòu)

實(shí)例

數(shù)型構(gòu)型數(shù)數(shù)型

2SP直線形02直線形BeCl2

03平面三角形BF

23

3SP平面三角形

12V形SnCl2

04正四面體形

CH4

3

4SP正四面體形13三角錐形NH3

22

V形H2O

吟特別提醒

(1)價(jià)電子對(duì)包括孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)，一般孤電子對(duì)離核較近。

(2)價(jià)電子對(duì)之間存在相互排斥作用，為減小斥力，相互之間盡可能遠(yuǎn)離，因此分子的

空間構(gòu)型受到影響。一般地，分子盡可能采取對(duì)稱的空間結(jié)構(gòu)以減小斥力。

(3)價(jià)電子對(duì)間斥力大小順序:孤電子對(duì)與孤電子對(duì)之間的斥力〉孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)

之間的斥力〉成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力。

4.常見的等電子體

類型實(shí)例

三原子、16個(gè)價(jià)電子的等電子體C02>CSz、N?。、NO］、N「、BeCk(g)

兩原子、10個(gè)價(jià)電子的等電子體N2、CO、NO+、C廠、CfT

三原子、18個(gè)價(jià)電子的等電子體NO2、O3、SO2

四原子、24個(gè)價(jià)電子的等電子體NO；、CO/、BF3、SO3(g)

五原子、32個(gè)價(jià)電子的等電子體SiF,、CCL、BF1、SOt>POt

5.等電子原理的應(yīng)用：等電子體的許多性質(zhì)是相近的，立體構(gòu)型是相同的。

(1)利用等電子原理可以判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型。如NH,和％。+,原子總

數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都相等，其立體構(gòu)型相同(三角錐形)；SiCL、SOf,SiOt,POf■等的原子

數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)都相等，互為等電子體，都呈正四面體形。

(2)應(yīng)用于新材料的制造。等電子體不僅有相似的立體構(gòu)型，而且有相似的性質(zhì)。如晶

體硅、楮是良好的半導(dǎo)體材料，它們的等電子體A1P、GaAs也都是良好的半導(dǎo)體材料。

(3)利用等電子原理針對(duì)某物質(zhì)找等電子體。

典題例速

HU(DBFs是平面三角形，但NF3卻是三角錐形，試用雜化軌道理論加以說明。

(2)甲烷中的碳原子是sd雜化，下列用*表示的碳原子的雜化和甲烷中的碳原子雜化方

式相同的是o

A.CH2=CH*CH2CH3

B.*CH2=CHCH3

C.CH2=*CHCH3

D.CH2=*CH2

［解析］(l)BFs中B原子以sp2雜化軌道與三個(gè)F原子的各一個(gè)2p軌道重疊形成三個(gè)

spJp的。鍵。由于三個(gè)sE雜化軌道在同一平面上，而且夾角為120。，所以BF3為平面三

角形的結(jié)構(gòu)。而NFs分子中N原子采用不等性sp'雜化，有一對(duì)孤電子對(duì)占據(jù)一個(gè)雜化軌道,

三個(gè)sp，雜化軌道與F原子的2p軌道形成三個(gè)共價(jià)鍵，由于孤電子對(duì)占據(jù)四面體的一角，

使NFs分子空間構(gòu)型成為三角錐形。

(2)當(dāng)碳原子以sp，雜化軌道成鍵時(shí)，應(yīng)形成4個(gè)。鍵，A項(xiàng)符合題意。其他選項(xiàng)中帶

星號(hào)的碳原子均形成了1個(gè)五鍵(雜化方式是sp?雜化)，不符合題意。

［答案］(DBF,中B原子采用sp?雜化軌道成鍵，沒有孤電子對(duì)，所以其分子構(gòu)型是平

面三角形；NF,中N原子采用sp，雜化軌道成鍵且雜化軌道中有1個(gè)由孤電子對(duì)占據(jù)，所以其

分子構(gòu)型是三角錐形。

(2)A

圓窗施罔

軌道雜化時(shí)，軌道的數(shù)目不變，軌道在空間的分布方向和分布情況發(fā)生改變。對(duì)于判斷

分子的雜化方式及空間構(gòu)型，一般要求熟記教材上常見的分子o

題組命練題組突破，強(qiáng)化通關(guān)

D題組一雜化軌道類型及概念判斷

1.s軌道和p軌道雜化的類型不可能有()

A.sp雜化B.sp?雜化

C.sp，雜化D.sp4雜化

解析：選D。濃軌道有三個(gè)：皿、皿、匹,,當(dāng)s軌道和p軌道雜化時(shí)只有三種類型：

①sp雜化：由一個(gè)72S軌道和一個(gè)貝)軌道組合而成；②sp,雜化：由一個(gè)〃S軌道和兩個(gè)77P

軌道組合而成；③SP，雜化：由一個(gè)AS軌道和三個(gè)如軌道組合而成。

2.下列說法正確的是()

A.PC13分子呈三角錐形，這是磷原子采取sp2雜化的結(jié)果

B.sp，雜化軌道是由任意的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜形成的4個(gè)新軌道

C.中心原子采取sp，雜化的分子，其立體構(gòu)型可能是四面體形或三角錐形或V形

D.AB3型分子的立體構(gòu)型必為平面三角形

阡_|_1義R

解析：選c。PCL分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)=-2—=4,因此PCL分子中磷原子采取sp3雜

化，A項(xiàng)錯(cuò)誤。sp，雜化軌道是原子最外電子層上的s軌道和3個(gè)p軌道混雜形成的4個(gè)新

軌道，B項(xiàng)錯(cuò)誤。一般采取sd雜化的分子，其立體構(gòu)型呈四面體形，但如果有雜化軌道被

中心原子上的孤電子對(duì)占據(jù)，則分子的立體構(gòu)型會(huì)發(fā)生變化，如N%、PCL分子呈三角錐形,

出0分子呈V形，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.有關(guān)雜化軌道的說法不正確的是()

A.雜化前后的軌道數(shù)目不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變

B.sp'、sp\sp雜化軌道間的夾角分別為109.5°、120°、180°

C.四面體形、三角錐形、V形分子的結(jié)構(gòu)可以用sp，雜化軌道解釋

D.雜化軌道可用來形成n鍵

解析：選D。雜化軌道用于形成。鍵或容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。

D題絹二雜化軌道與分子構(gòu)型

4.根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論及原子的雜化軌道理論判斷PFs分子的立體構(gòu)型和中心原

子的雜化方式分別為()

A.直線形sp雜化

B.平面三角形sp°雜化

C.三角錐形sp?雜化

D.三角錐形sd雜化

解析：選D。判斷分子的雜化方式要根據(jù)中心原子的孤電子對(duì)數(shù)以及與中心原子相連的

原子個(gè)數(shù)。在PFs分子中P原子的孤電子對(duì)數(shù)為1,與其相連的原子數(shù)為3,所以根據(jù)價(jià)層

電子對(duì)互斥理論判斷分子構(gòu)型為三角錐形，進(jìn)而可推知中心原子的雜化方式為sd雜化，類

似可。

5.氯化亞碉(SOCb)是一種很重要的化學(xué)試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關(guān)于氯

化亞械分子的幾何構(gòu)型和中心原子(S)采取雜化方式的說法正確的是()

A.三角錐形、sp3

B.V形、sp2

C.平面三角形、sp2

D.三角錐形、sp2

解析：選A。S0CL分子中S原子的雜化軌道數(shù)為1+3=4,S原子采取sp。雜化，由于

孤電子對(duì)占據(jù)一個(gè)雜化軌道，分子構(gòu)型為三角錐形。

6.如圖是甲醛分子的模型。根據(jù)該圖和所學(xué)化學(xué)鍵知識(shí)回答下列問題：

甲醛分子的比例模型甲醛分子的球棍模型

(1)甲醛分子中碳原子的雜化方式是______________________________________

作出該判斷的主要理由是

⑵下列是對(duì)甲醛分子中碳氧鍵的判斷，其中正確的是（填序號(hào)）。

①單鍵②雙鍵③。鍵④”鍵⑤。鍵和m鍵

⑶甲醛分子中C-H鍵與C-H鍵之間的夾角（填“=或

<”）120°,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是

解析：（1）原子的雜化軌道類型不同，分子的立體構(gòu)型也不同。由圖可知，甲醛分子為

平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sd雜化。

（2）醛類分子中都含有C=0鍵，所以甲醛分子中的碳氧鍵是雙鍵。一般來說，雙鍵是

。鍵和Jt鍵的組合。

（3）由于碳氧雙鍵中存在口鍵，它對(duì)C—H鍵的排斥作用較強(qiáng)，所以甲醛分子中C-H

鍵與C—H鍵之間的夾角小于120°o

答案：（Dsp,雜化甲醛分子的立體構(gòu)型為平面三角形

（2）②⑤（3）<碳氧雙鍵中存在“鍵，它對(duì)C—H鍵的排斥作用較強(qiáng)

D題組三等電子原理、等電子體

7.下列各對(duì)粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是（）

A.CS2與NO?B.CO?與

C.SO?與0?D.PCL與BFs

解析：選B。A選項(xiàng)中CS?的價(jià)電子總數(shù)為16,NO?的價(jià)電子總數(shù)為17,故二者不屬于等

電子體；B選項(xiàng)中CO?和N20的價(jià)電子總數(shù)均為16,且均為三原子分子，二者互為等電子體，

因此具有相似的空間結(jié)構(gòu)；C選項(xiàng)中SO2和原子數(shù)目不同，價(jià)電子總數(shù)也不同，故二者不

屬于等電子體；D選項(xiàng)中PCL的價(jià)電子總數(shù)為26,BFs的價(jià)電子總數(shù)為24,故二者不屬于等

電子體。

8.（1）根據(jù)等電子原理判斷，下列說法中錯(cuò)誤的是o

A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上

B.B3N3H6分子中存在雙鍵，可發(fā)生加成反應(yīng)

C.和NL互為等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)

D.C也和NH?；榈入娮芋w，均為正四面體結(jié)構(gòu)

（2）下列微粒組是等電子體的是。

A.和NOZB.Na+和

C.SOT和P0『D.NO和O2

解析：（1）等電子原理是指具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相似的結(jié)

構(gòu)特征。苯是BsN3H6的等電子體，因此，它們的結(jié)構(gòu)相似。苯分子中所有的原子均在同一平

面上，苯分子中不存在雙鍵，存在大”鍵，B錯(cuò)誤。L。+和NL互為等電子體，NK為三角

錐形結(jié)構(gòu)，則上0+也是三角錐形結(jié)構(gòu)。CH,和NH：互為等電子體，CK是正四面體結(jié)構(gòu)，所以

NH?也是正四面體結(jié)構(gòu)。

(2)204的原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都是N02的2倍；N0的價(jià)電子總數(shù)是11,的價(jià)電子

總數(shù)是12,故A、D不正確；Na卡的價(jià)電子數(shù)是10,C「的價(jià)電子數(shù)是18,故B不正確。

答案：(1)B(2)C

知識(shí)點(diǎn)2分子的極性手性分子

腌固根基，熱身小試

基^^知識(shí).

一、分子的極性

1.鍵的極性與非極性：兩種非金屬元素之間形成化學(xué)鍵，如果兩種元素相同，則形成

非極性鍵,若兩者不同，則形成極性鍵。

2.(1)極性分子：正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重合的分子稱為極性分子。

(2)非極性分子：正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子稱為非極性分子。

3.“相似相溶規(guī)則”：一般情況下，由極性分子構(gòu)成的物質(zhì)易溶于極性溶劑，由非極

性分子構(gòu)成的物質(zhì)易溶于韭極性溶劑。

二、手性分子

1.手性異構(gòu)體：具有完全相同的組成和原子排列方式的分子，如左手和右手一樣互為

鏡像,在三維空間里不能重疊,這對(duì)分子互稱手性異構(gòu)體。

2.手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。

3.手性碳原子：在有機(jī)物分子中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子。

直我:檢測

1.判斷正誤(正確的打，錯(cuò)誤的打“X”)。

(1)極性分子中不可能含有非極性鍵。()

(2)離子化合物中不可能含有非極性鍵。()

(3)非極性分子中不可能含有極性鍵。()

(4)一般極性分子中含有極性鍵。()

(5)上0、CO?、CH&都是非極性分子。()

答案：⑴X(2)X(3)X(4)V(5)X

2.下列各組物質(zhì)中，都是由極性鍵形成極性分子的一組是()

A.CH&和BnB.N&和H2O

C.H?S和CCLD.C0?和HC1

解析：選析CH”、CC析C0?都是由極性鍵形成的非極性分子，NHs、HQ、HzS、HC1都是

由極性鍵形成的極性分子，Br?是由非極性鍵形成的非極性分子o

CH3—CH—COOH

3.乳酸(I)是人體生理活動(dòng)中無氧呼吸時(shí)的一種代謝產(chǎn)物，它

OH

(填“存在”或“不存在”)手性異構(gòu)體。若存在，請(qǐng)用“*”標(biāo)出分子中的手性碳

原子：(若不存在，則此空不用填寫)。乳酸分子中碳原子的雜化

方式為?

CH3—*CH--COOH23

答案：存在|sp、sp

OH

要點(diǎn)闡釋，破譯命題

重難解讀

1.判斷分子極性的一般思路

|鍵有無極性,共同非極性分子卜黑共價(jià)鍵

J電荷

形成的

分子

?分子立體構(gòu)型Fa極性分子卜?德

2.判斷AB”型分子極性的方法

(1)化合價(jià)法：AB”型分子中，中心原子的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該原子的價(jià)電子數(shù)時(shí)，該

分子為非極性分子，此時(shí)分子的空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱；若中心原子的化合價(jià)的絕對(duì)值不等于其價(jià)電

子數(shù)，則分子的空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，該分子為極性分子。具體實(shí)例如下:

分子

BF3C02S03(g)H20NH3S02

中心原子的化合價(jià)的

346234

絕對(duì)值

中心原子的價(jià)電子數(shù)346656

分子極性非極性非極性非極性極性極性極性

(2)根據(jù)鍵的極性、分子立體構(gòu)型判斷

類型實(shí)例鍵的極性立體構(gòu)型分子極性

非極性鍵直線形非極性分子

x2H2>N2

XYHCKNO極性鍵直線形極性分子

CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子

極性鍵形極性分子

XY2(X2Y)S02V

H2O、H2S極性鍵V形極性分子

BF3極性鍵平面三角形非極性分子

XY3

NH3極性鍵三角錐形極性分子

極性鍵正四面體形非極性分子

XY4O、CCL

3.手性分子的判斷方法

(1)觀察實(shí)物與其鏡像能否重疊，如果不能重疊，說明是手性分子。如圖:

CH2cH3CH2cH3

(2)觀察是否有手性碳原子

有機(jī)物具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1個(gè)碳原子所連接的4個(gè)原子或

基團(tuán)各不相同，那么該碳原子稱為手性碳原子，用*C來表示。

*

CH2C

例

如

I—c“°中含有1個(gè)手性碳原子。

OHO

4.手性分子的應(yīng)用

(1)手性碳原子與手性分子的判斷：手性碳原子必須是飽和碳原子，且飽和碳原子所連

接的四個(gè)原子或原子團(tuán)必須不同。含有手性碳原子的分子叫手性分子。

(2)具有手性關(guān)系的分子互稱為手性異構(gòu)體，又叫對(duì)映異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體。

(3)手性分子的主要用途

①生產(chǎn)手性藥物。人工合成的手性藥物百分之八十以上是手性異構(gòu)體各半的消旋藥，它

像一把雙刃劍，一手可治病，另一手卻可能致病。因此，目前的手性制藥要求必須把手性異

構(gòu)體分離開，出售藥品中只含能治病的那種手性異構(gòu)體。

②生產(chǎn)手性催化劑。手性催化劑是只催化或主要催化一種手性分子的合成，不得到或基

本上得不到它的手性異構(gòu)體分子。

典題例逆

M3下列敘述中正確的是()

A.NHs、CO、CO?都是極性分子

B.CH&、CCL都是含有極性鍵的非極性分子

C.HF、HCKHBr、HI的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)

D.CSz、壓0、C2H2都是直線形分子

［解析］CO,是非極性分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤。非金屬性：F>Cl>Br>I,元素的非金屬性越

強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，故HF、HCKHBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤。由價(jià)層電

子對(duì)互斥理論可知，H?0分子的立體構(gòu)型為V形，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

［答案］B

阻回國囹

(1)非金屬單質(zhì)中，是V形分子，為空間不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故為極性分子(非金屬單質(zhì)中

的特例)。

⑵可從

J__0

\o\

分子立體結(jié)構(gòu)是否對(duì)稱來判斷復(fù)雜的多原子分子是極性分子還是非極性分子。如H-C

三N為直線形分子，為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，屬于極性分子；又如HzOz的結(jié)構(gòu)式為H—0—0—H,其立

體結(jié)構(gòu)如圖所示，它不是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，屬于極性分子。

①PL的分子構(gòu)型為三角錐形；②BeCk的分子構(gòu)型為直線形；③CH4的分子構(gòu)型為正四

面體形；④CO?的分子構(gòu)型為直線形；⑤BF,的分子構(gòu)型為平面正三角形；⑥NFs的分子構(gòu)型

為三角錐形。下面對(duì)分子極性的判斷正確的是（）

A.①⑥為極性分子，②③④⑤為非極性分子

B.只有④為非極性分子，其余為極性分子

C.只有②⑤為極性分子，其余為非極性分子

D.只有①③為非極性分子，其余為極性分子

解析：選A。C02分子為直線形，鍵的極性可抵消，為非極性分子。CH4分子為正四面

體形，鍵的極性也可抵消，為非極性分子。NF3中由于N原子的孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排

斥作用，使電子不能均勻分布，為極性分子，同理，PH,也為極性分子。BeCk分子構(gòu)型為

直線形，鍵的極性可抵消，為非極性分子。BFs分子構(gòu)型為平面正三角形，鍵的極性可抵消，

為非極性分子。

聞?lì)}組突破，強(qiáng)化通關(guān)

D題組一鍵的極性與分子的極性

1.下列有關(guān)分子的敘述中正確的是（）

A.以非極性鍵結(jié)合起來的雙原子分子一定是非極性分子

B.以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子

C.非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子

D.非極性分子中一定含有非極性共價(jià)鍵

解析：選A。對(duì)于抽象的選擇題可用舉反例法以具體的物質(zhì)判斷正誤。A項(xiàng)正確，如0八

壓、沖等；B項(xiàng)錯(cuò)誤，以極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是極性分子，若分子的空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱,

正電荷重心和負(fù)電荷重心重合，就是非極性分子，如CH&、CO?、CCL、CSZ等；C項(xiàng)錯(cuò)誤，非

極性分子不一定是雙原子單質(zhì)分子，如CH、D項(xiàng)錯(cuò)誤，非極性分子中不一定含有非極性鍵,

如CH、CO?等。

2.下列物質(zhì)中既有極性鍵，又有非極性鍵的非極性分子是（）

A.二氧化硫B.四氯化碳

C.雙氧水D.乙烯

解析：選D。SO?只含極性鍵，是極性分子；四氯化碳是只含極性鍵的非極性分子；H2O2

是既含極性鍵(0-H)又含非極性鍵(0-0)的極性分子；乙烯是既含極性鍵(C-H)又含非極性

鍵(C=C)的非極性分子。

3.PL又稱磷化氫，在常溫下是一種無色、有大蒜氣味的氣體，電石氣的雜質(zhì)中常含有

它。它的結(jié)構(gòu)與NHs分子結(jié)構(gòu)相似。以下關(guān)于PL的敘述中正確的是()

A.PHs是非極性分子

B.PL分子中有未成鍵的電子對(duì)

C.PL是一種強(qiáng)氧化劑

D.PH3分子中的P—H鍵是非極性鍵

解析：選B°PL與N%分子的結(jié)構(gòu)相似，因此在P原子的最外層有一對(duì)孤電子對(duì)未成鍵。

P—H鍵是由不同種原子形成的共價(jià)鍵，屬于極性鍵。根據(jù)PHs的分子結(jié)構(gòu)可知該分子的正電

荷重心和負(fù)電荷重心不重合，故分子有極性。PHs中P呈一3價(jià)，具有很強(qiáng)的還原性。

口題組二手性分子

4.下列有機(jī)物分子具有手性異構(gòu)體的是()

A.CH4B.CH3cH20H

CH3CHOH

c.1D.CH3COOH

Cl

解析：選C。存在手性異構(gòu)體的分子中一定存在至少1個(gè)連接4個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳

H

原子。因此4個(gè)選項(xiàng)中只有C項(xiàng)中存在手性異構(gòu)體，Cl*COH中標(biāo)有“*”的碳原子

cH3

是手性碳原子，其余選項(xiàng)中碳原子均不是手性碳原子。

5.下列有機(jī)物分子中屬于手性分子的是()

?CH3CH2CH(0H)C00H②2-丁醇

CH,

③UNy—④丙三醇

OH

A.只有①B.①和②

D.①②③④

解析：選C。寫出各分子的結(jié)構(gòu)簡式:

**

①CH3cH2—CH—COOH、②CH3—CH—CH2cH3、

OHOH

可知①②③中含手性碳原子(用

CH3,@CH2-CHCH2OH；

OHOH

標(biāo)記），而④中不含手性碳原子，故①②③屬于手性分子。

6.下列分子中含有3個(gè)手性碳原子的是（）

CI1

A.CH3—CH2—CH2—C=CH2

CIl

B.CH3—CH—（^C—CH2—CH3

BIrBIr

C.CH3—CH—CH—CH=CH2

C2H5ClBr

III

D.CH3—CH—CH—CH—CH3

解析：選D。A選項(xiàng)中無手性碳原子，B、C、D中含有的手性碳原子（帶*者）分別為

C1

I

B選項(xiàng)：CH3—*C—C^C—CH2—CH3;

H

BrH

II

C選項(xiàng)：CH3—*C—*C—CH=CH2；

HBr

C

H3

——

CH2

I

*C

選項(xiàng)：-

DCHQ———

HI

故正確選項(xiàng)為Do

重難易錯(cuò)提煉

L雜化軌道理論是為了解釋分子的立體構(gòu)型提出的一種價(jià)鍵理論。常見的雜化類型有sp雜

化、SP。雜化、SP，雜化。

2.價(jià)電子對(duì)數(shù)為2、3、4時(shí)，中心原子分別采取sp、sp\sp，雜化。

3.sp雜化得到夾角為180°的直線形雜化軌道，sp?雜化得到三個(gè)夾角為120°的平面三角

形雜化軌道，sd雜化得到4個(gè)夾角為109.5。的四面體形雜化軌道。

課后達(dá)標(biāo)檢測

［基礎(chǔ)鞏固］

1.下列現(xiàn)象中，不能用“相似相溶規(guī)則”解釋的是（）

A.酒精與水以任意比互溶

B.用純堿洗滌油脂

C.氨易溶于水

D.用苯將澳水中的澳萃取出來

解析：選B。酒精與水均為極性分子，且二者之間能形成氫鍵，酒精易溶于水，A正確；

用純堿洗滌油脂利用的是水解原理，B錯(cuò)誤；NH；,與比0均是極性分子，相似相溶，且二者還

能形成氫鍵，增大了其溶解性，C正確；苯與Bn均為非極性分子，互相溶解，D正確。

2.下列有關(guān)苯分子中的化學(xué)鍵描述正確的是（）

A.每個(gè)碳原子的一個(gè)sp?雜化軌道參與形成大Ji鍵

B.每個(gè)碳原子的未參加雜化的2P軌道形成大Ji鍵

C.碳原子的3個(gè)sp2雜化軌道與其他碳原子形成2個(gè)。鍵和1個(gè)m鍵

D.碳原子的未參加雜化的2p軌道與其他碳原子的2p軌道形成。鍵

解析：選B。雜化軌道只能形成。鍵，而不能形成n鍵。每個(gè)碳原子的兩個(gè)sp2雜化

軌道上的電子分別與鄰近的兩個(gè)碳原子的sd雜化軌道上的電子配對(duì)形成。鍵；每個(gè)碳原

子的另一個(gè)sd雜化軌道上的電子分別與一個(gè)氫原子的1s電子配對(duì)形成。鍵；未參與雜化

的2p軌道形成大IT鍵。

3.下列物質(zhì)中，既有極性鍵，又有非極性鍵的非極性分子是（）

A.二硫化碳B.甲烷

C.一氯乙烷D.乙快

解析：選D。A、B、D三項(xiàng)分子均為非極性分子，但A、B兩項(xiàng)分子中不含有非極性鍵。

4.下列關(guān)于SO?與CO?的說法正確的是（）

A.都是直線形結(jié)構(gòu)

B.中心原子都采取sp雜化

C.硫原子和碳原子上都沒有孤電子對(duì)

D.SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO?為直線形結(jié)構(gòu)

解析：選D。CO?中碳原子是sp雜化，是直線形結(jié)構(gòu)，SO2中硫原子是sp，雜化，是V形

結(jié)構(gòu)，有一對(duì)孤電子對(duì)。

5.下列分子中，不含手性碳原子的是（）

0

A.CH3CHOHB.CH3C—0—R

Br

CH3

C.H—C—OHD.CH3cHe1CH2cH0

CHO

解析：選B。如果一個(gè)碳原子連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)，這樣的碳原子叫手性碳原子,

B選項(xiàng)中的物質(zhì)不含這樣的碳原子。

6.關(guān)于結(jié)構(gòu)如圖所示的有機(jī)物的敘述中正確的是（）

OH

I

CH

/\

HCC—CH2OH

IIII-

HCCH

\/

CH

I

0H

A.1mol此有機(jī)物與足量Na發(fā)生反應(yīng)，生成3mol壓

B.分子中有3個(gè)手性碳原子

C.分子中sp\雜化的原子個(gè)數(shù)比為1：1

D.1mol此有機(jī)物與足量壓發(fā)生加成反應(yīng)，有2moi“鍵斷裂

解析：選D。1mol此有機(jī)物含3mol—OH,與足量鈉反應(yīng)生成1.5mol壓；該分子

中只有六元環(huán)中兩個(gè)連羥基的碳原子為手性碳原子；連有雙鍵的4個(gè)碳原子為sd雜化，其

余3個(gè)碳原子及3個(gè)氧原子為sd雜化；與出加成時(shí)碳碳雙鍵中的“鍵斷裂。

7.陽3、上0、CH,三分子中鍵角的大小順序正確的是（）

A.NH3>H2O>CH4B.CH4>NH3>H20

C.H20>CH4>NH3D.H20>NH3>CH4

解析：選B。NH3,HzO、CH,分子的價(jià)層電子對(duì)模型均為正四面體形，價(jià)電子對(duì)間的夾角

按理應(yīng)為109.5°,由于NH3分子有一對(duì)孤電子對(duì)，壓0分子有兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)

成鍵電子對(duì)有較大的斥力，使成鍵電子對(duì)之間的夾角減小。所以三個(gè)分子的鍵角從大到小的

順序是CH4>NH3>H20?

8.下列說法不正確的是（）

A.HCHO分子中的C原子有兩個(gè)未參與雜化的2P軌道形成Ji鍵

B.分子的鍵角不是90°

C.SiH4是正四面體形分