高中化学选修三第二章分子结构与性质
一、共价键
1.共价键的本质及特征
共价键的本质是在原子之间形成共用电子对,其特征是具有饱和性和方向性。
2。共价键的类型
①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键.
②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。
③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性,后者的电子云具有镜像对称性。
3。键参数
①键能：气态基态原子形成1 ｍol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。
②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短，共价键越稳定。
③键角:在原子数超过2的分子中,两个共价键之间的夹角.
④键参数对分子性质的影响:键长越短，键能越大,分子越稳定。
４。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，它们的许多性质相近。
二、分子的空间构型
１．分子构型与杂化轨道理论
杂化轨道的要点：当原子成键时,原子的价电子轨道相互混杂,形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同,形成分子的空间形状不同。
2．分子构型与价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。
(１)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致;
(2）当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。
3。配位化合物
（１)配位键与极性键、非极性键的比较
（２)配位化合物
①定义:金属离子（或原子)与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物.
②组成:如［Ａg(ＮH３）2]OH，中心离子为Ａg+,配体为NH3,配位数为2。
三、分子的性质
１.分子间作用力的比较
2．分子的极性
（1）极性分子:正电中心和负电中心不重合的分子.
（２)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。
３。溶解性
（1）“相似相溶”规律：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。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
（2）“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
４。手性
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象.
5。无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸可写成(HO)m RO n,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HClO〈HCl Ｏ2 【习题】 第一节共价键 考查点一共价键的特征及表示方法 1．原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是?（）。 A．共价键的方向性B．共价键的饱和性C．共价键原子的大小D。共价键的稳定性 答案Ｂ 2。下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是??? （)。 Ａ.Ｈ＋［··错误!—错误!未定义书签。··］2－Ｈ+ B。Ｈ＋［··错误!··］—Ｃ.错误!未定义书签。ＨHH D．H··错误!，H·· 答案Ｄ 考查点二σ键、π键 3.下列有关σ键和π键的说法正确的是?????? （）. A.单键既有σ键也有π键 B。所有的π键都容易打开 Ｃ。σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度 D。π键比σ键重叠程度大，形成的共价键强 解析单键中只存在σ键，A项错误；N≡Ｎ很稳定,其分子中的π键不易打开,B项错误；σ键的特征便是轴对称，C项正确；σ键重叠程度比π键大，D项错误。 答案C ４．下列说法正确的是???（）。 A。π键是由两个ｐ电子“头碰头”重叠形成的 Ｂ.σ键是镜像对称，而π键是轴对称 C。乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键 D．Ｈ2分子中含σ键而Ｃl2分子中除σ键外还含有π键 解析原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩"方式相互重叠形成的共价键为π键；σ键是轴对称,而π键是镜像对称；分子中所有的单键都是σ键，双键及三键中均含有σ键和π键. 答案Ｃ 5。下列物质的分子中既有σ键又有π键的是???? （）。 ①HCl②H2Ｏ③Ｎ２④H2O2⑤C２H4⑥C2Ｈ2 A．①②③ B.③④⑤⑥Ｃ．①③⑥Ｄ．③⑤⑥ 解析含双键、三键的物质中既有σ键又有π键。 答案D 考查点三键参数 6。下列说法中错误的是?????（)。 A．原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键 Ｂ．对双原子分子来说,键能越大,断开时需要的能量越多，该化学键越不牢固 C。一般而言，化学键的键长越短，化学键越强,键越牢固 D。成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固 解析键能越大,断开时需要的能量越多,该化学键越牢固.键长越短,越牢固。 答案B 7。下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是??? （）。 A。常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态 Ｂ。硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸 C。稀有气体一般难以发生化学反应 D。空气中氮气的化学性质比氧气稳定 解析通过共价键形成的分子,其物质聚集的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键，难以发生化学反应的原因是它们的价电子层已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于Ｎ２中共价键的键能(94６ｋJ·mol—1)比Ｏ2中共价键的键能(497。３kJ·ｍol-1）大，在化学反应中难以断裂。 答案D 8.（２０11·安徽理综）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO２）3（如下图）.已知该分子中Ｎ—Ｎ—N键角都是１08.1°，下列有关N(NＯ２）3的说法正确的是（）. A。分子中N、O间形成的共价键是非极性键 B．分子中四个氮原子共平面 C。该物质既有氧化性又有还原性 D。1５。２ｇ该物质含有6。02×10２２个原子 解析Ａ项，N、O间形成的共价键是极性键,故A项错误；B项,由题意N—Ｎ—N 键角都是１０8．１°,可知分子中四个氮原子不在同一平面上，故B项错误;Ｃ项,分子中顶角上的N原子为0价，-NO2原子团中Ｎ原子为＋４价，故该物质既有氧化性又有还原性，故C项正确；D项，15。2 g该物质为０.1 mol，每分子含10个原子,故应为6．0２×102３个原子。 答案C 考查点四等电子体 9。由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中,空间结构相似的是????? （）. A.ＳO2与O3?B。CO２与NO2 C.CＳ２与NO2?? D.ＰＣl3与ＢＦ3 解析由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。B 的最外层电子数为3;C的最外层电子数为4;N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6；F、Cl的最外层电子数为7。 答案A 10。某些化学键的键能如下表所示（单位:kJ·ｍol－1）: （１）以上化学键中最稳定的是。 (２）1 mｏl H2在２mｏl Ｃl２中燃烧，放出热量为kＪ。 (3）在一定条件下，1 mol Ｈ２与足量的Cl2、Ｂr2、I2分别反应，放出的热量由多到少的顺序是。 Ａ．Cl2〉Br2>I2 B.Br２＞Cｌ2〉Ｉ2Ｃ。Br2〉I２＞Cl2 （4）１mｏl Ｈ２在足量的Ｆ２中燃烧比在Ｃl２中燃烧放热。 解析键能越高，共价键越稳定,所以由表可知Ｈ—H最稳定,由题中数据和键能与反应热的关系可知： H2(ｇ）＋Cｌ2(g）===2HCl(ｇ) ΔH＝43６.0ｋＪ·mｏl－1＋242。7 kＪ·mｏl—1－2×431.8 kJ·mｏl—1=—184.9 kJ·ｍｏｌ—１,Ｈ2(ｇ)+Ｂr2(g）===２ＨＢｒ(g) ΔH＝４3６.0 k Ｊ·mol-1+19３.７kJ·mｏｌ-1－２×366 kJ·mol-1=－102.3 kＪ·mol—1，Ｈ2（ｇ）＋I2（g）==＝2ＨI（g）ΔＨ=4３6。０kJ·mｏl－１＋15２.７kＪ·mｏl-1-2×２９8。7 kＪ·mｏl-１＝-8。7 kＪ·moｌ-1。另外根据F2、Cl2、Ｂr2、I2的活泼性也可判断与H２反应放热的相对多少。 答案（1）H—H（2)１84.9(3)A(4)多 11.现有原子序数小于２０的Ａ、B、C、Ｄ、E、Ｆ６种元素，它们的原子序数依次增 大,已知B元素是地壳中含量最多的元素；Ａ和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是Ｂ、Ｄ两元素原子核内质子数之和的错误!；C、D、Ｅ三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子数比D原子的p轨道上多一个电子；6种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和Ａ处于同一主族.回答下列问题： （１）用电子式表示C和E形成化合物的过程___＿___＿_＿＿＿______＿___＿_＿_。 （2）写出基态Ｆ原子的核外电子排布式＿＿_＿_＿__________＿___＿__＿_＿___。 (３）写出A２D的电子式,其分子中(填“含”或“不含”）σ键,（填“含”或“不含"）π键。 （４）A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有。 解析已知Ｂ元素是地壳中含量最多的元素，则B为氧元素;B和D的价电子数相同,则D为硫元素;B、D两元素原子核内质子数之和为24，其＼ｆ(1，2)为１2，A和C的价电子数相同,且Ａ和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的错误!未定义书签。，则A为氢元素,C为钠元素；Ｃ、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数,且E原子的p轨道上电子数比Ｄ原子的ｐ轨道上多一个电子,则Ｅ为氯元素;6种元素的基态原子中,F原子的电子层数最多且和A处于同一主族，则F为钾元素。 答案（1） （2）1s22s2２p63s2３ｐ64s１(３)H··错误!··H含不含（4)离子键、共价键 1２．下表中的数据是破坏１ｍoｌ物质中的化学键所消耗的能量（kＪ）： 根据上述数据回答（1）～（5）题. （1）下列物质本身具有的能量最低的是????()。 A.H2B。Cl2C。Br2D。Ｉ2 （２）下列氢化物中，最稳定的是?（)。 A.HCl Ｂ。HBr C。HI (3）X2＋Ｈ２＝＝=2HX(Ｘ代表Cl、Ｂｒ、I）的反应是吸热反应还是放热反应？ __＿_＿＿___＿＿__＿＿____＿_＿_＿_＿___＿___＿__＿_＿____＿____＿＿＿__＿_＿________。 （4)相同条件下，Ｘ2（X代表Cl、Bｒ、I）分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是。 （５）若无上表中的数据，你能正确回答出问题（4）吗？依据是什么? _______＿＿_＿＿______＿___＿＿__＿_＿____＿_＿____＿＿____＿_＿_＿__＿___＿____＿___。 解析破坏 1 mｏl 物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成 1 mol 该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本具有的能量越低,分子越稳定。（1)生成1mol H2时放出的能量最多,为４３6kJ; (２）在氢化物中，生成 1 ｍol ＨCl 时放出的能量最多,生成的H２能量最低； (3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：183 kJ、103kJ 和9kJ。 答案（1)Ａ(2)A(3）放热反应（4)Cl2（5）能，元素的非金属性越强,生成的氢化物越稳定,反应放出的能量就越多 第二节分子的立体构型 考查点一形形色色的分子 1.下列分子的立体构型是正四面体形的是???（）。 Ａ。CＨ4? B.NH３C．H２O D．C2H４ 解析氨分子是三角锥形,水是Ｖ形，乙烯是平面形。 答案Ａ 2.下列分子结构图中,●代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。（示例:） 根据各图表示的结构特点,写出该分子的化学式: A,B ,C，D。 解析将分子结构图中的每条短线转化成两个小黑点,计算出每个原子的最外层电子数，进而推出元素名称。 答案ＮH3ＨCＮCO（ＮH2）2ＢF3 考查点二价层电子对互斥理论 3.用价层电子对互斥理论判断SＯ3的分子构型为????（)。 A。正四面体形??Ｂ。V形 C。三角锥形?D．平面三角形 解析SＯ3中的Ｓ原子孤电子对数＝错误!未定义书签。（6-３×2）＝０，只有３对σ键电子对，故选D. 答案Ｄ 4。根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是（）。 A.ＰＣｌ３??Ｂ．H3O＋? C.HCHＯD。PH3 解析PＣl3分子中Ｐ原子的成键电子对数为３,孤对电子对数为1,其电子对的空间构型为四面体形，分子的空间构型为三角锥形；同理，H3O＋和ＰH３分子的成键电子对数和孤对电子对数分别为3和1,分子的空间构型为三角锥形；HCHO分子的中心原子中 的价电子都用来形成共价键,中心原子周围的原子数为3，空间构型为平面三角形。 答案Ｃ 考查点三杂化轨道理论 5．在分子中,羰基碳原子与甲基碳原子成键时采取的杂化方式分别为( ). A。ｓp2杂化；sｐ2杂化?B.sp3杂化；sp３杂化 C。sp2杂化；sp３杂化D。sｐ杂化；sp３杂化 解析羰基上的碳原子共形成3个σ键,为ｓｐ２杂化，两侧甲基中的碳原子共形成4个σ键,为sp３杂化。 答案Ｃ ６。原子轨道的杂化不但出现在分子中,原子团中同样存在原子轨道的杂化.在ＳＯ４2-中S原子的杂化方式为?? ( )。 A。sp ??B。sp2Ｃ．sp3?D。无法判断 解析在ＳＯ42－中S原子的孤对电子数为0,与其相连的原子数为4,所以根据理论可推知中心原子的杂化方式为ｓp3杂化,空间构型为正四面体形,类似于CH4。 答案C 考查点四配合物理论 7.向下列配合物的水溶液中加入AｇＮＯ3溶液不能生成AｇCl沉淀的是( )。 A。[Cｏ（ＮH3）4Cl2]Cl ?B。［Co（ＮH3）３Ｃl3] C。［Co（NH3）6］Cl3Ｄ．[Co（NH３）5Ｃl］Cl2 解析配合物的内界与外界由离子键结合，只要外界存在Cｌ－,加入AｇＮＯ3溶液即有ＡgCl沉淀产生。对于B项配合物分子［Co（NH3）３Cl3]，Co3＋、NH３、Cl-全处于内界，很难电离，不存在Cl-,所以不生成ＡｇＣl沉淀。 答案B 8．下列物质：①H3O＋②［B（OH)４]－③CH3CＯO－④NH3⑤ＣH４中存在配位键的是(） A。①②??Ｂ.①③C。④⑤D．②④ 解析水分子中各原子已达到稳定结构,H３O+是Ｈ+和H2Ｏ中的Ｏ形成配位键,［B（ＯH）４］-是3个ＯＨ-与B原子形成３个共价键,还有1个ＯH—的O与B形成配位键，而其他的均不能形成配位键。
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