共价键及分子结构知识梳理】
一、共价键
1-1共价键的实质、特征和存在
实质：原子间形成共用电子对
特征：a．共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。
b．共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。
1-2共价键的类型
σ键：s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键，特征：轴对称。
π键：p-pπ键，特征：镜像对称
【方法引领】σ键和π键的存在规律
σ键成单键；π键成双键、三键。
共价单键为σ键；共价双键中有1个σ键、1个π键；共价三键中有1个σ键、2个π键。
对于开链有机分子：σ键数＝原子总数－1；π键数＝各原子成键数之和－σ键数（环状有机分子，σ键数要根据环的数目确定）
原子形成共价分子时，首先形成σ键，两原子之间必有且只有1个σ键；σ键一般比π键牢固，π键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的π键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。如CO2分子中碳、氧原子之间以p-pσ键和p-pπ键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p π键。
【课堂练习1】
（1）下列说法不正确的是
A．乙烷分子中的6个C－H和1个C－C键都为σ键，不存在π键
B．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
C．两个原子间共价键时，最多有一个σ键
D．σ键与π键重叠程度不同，形成的共价键强度不同
（2）有机物CH2＝CH－CH2－C≡CH分子中，C－Hσ键与C－Cσ键的数目之比为；σ键与π键的数目之比为。
二、键参数——键能、键长与键角
2-1键能的意义和应用
a．判断共价键的强弱
b．判断分子的稳定性
c．判断物质的反应活性
d．通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化
【思考】
比较C－C和C＝C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反应？
2-2键长的意义和应用
键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。（键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断）
2个原子间的叁键键长＜双键键长＜单键键长
2-3键角的意义
键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。
【典例分析】碳、氮两种元素都能形成单键、双键和叁键。测得二者键能有如下规律：
3
1E N ≡N ＞21E N ＝N ＞E N －N ；
3
1E C ≡C ＜2
1E C ＝C ＜E C －C
试分析为什么氮分子不易发生加成反应，而乙烯和乙炔容易发生加成反应？
【课堂练习2】
（1）在乙烷、乙烯、乙炔、苯分子中的碳碳键键长的大小顺序是： 。
金刚石、单质硅、碳化硅都是原子间以共价键形成的物质，三种物质的共价键键长顺序为： ；键能顺序为： 。
（2－
1键 H －H Br －Br I －I Cl －Cl H －Cl H －Br H －I N ≡N N －H 键能
436
194
153
243
431
366
299
946
391
①1molH 2在2molCl 2中燃烧，放出热量为 kJ 。
②在一定条件下，1molH 2与足量的Cl 2、Br 2、I 2分别反应，放出热量由多到少的顺序是 。
A ．Cl 2＞Br 2＞I 2
B ．I 2＞Br 2＞Cl 2
③预测1molH 2在足量F 2中燃烧比在Cl 2中燃烧放热较 （填“多”或“少”）。 ④已知：N 2＋3H 22NH 3，则该反应的逆反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。
三、等电子原理
【方法引领】等电子体的判断
（1）判断思路：
微粒的组成：微粒所含原子数目相等；微粒的构成：微粒所含价电子总数相等；微粒的结构：微粒中原子的空间排列方式相同。（如果是离子，需注意离子所带的电荷）
（2）判断方法——转换法
①将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n 和减少n 的原子；
②将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加（或减少）n 的元素的带n 个单位电荷的阳离子（或阴离子）；
③将粒子中原子换成同主族元素原子 【典例分析】
与CO 2、SO 2互为等电子体的分子有：
常见等电子体
类型（价电子总数） 实例
空间构型
双原子10电子的等
电子体 N 2、CO 、NO +、C 2－
2、CN －
直线形
三原子16电子的等
电子体 CO 2、CS 2、N 2O 、NCO －
、NO ＋ 2、N －
3、
NCS －
、BeCl 2(g) 直线形 三原子18电子的等
电子体 NO －
2、SO 2、O 3
V 形 四原子24电子的等
电子体 NO － 3、CO 2－ 3、BO 3－ 3、CS 2－
3、BF 3、SO 3(g)
平面三角形 五原子32电子的等
电子体
SiF 4、CCl 4、CF 4、BF － 4、SO 2－
4
正四面体形
【思考】SiO2与CO2、SiO2－
3、CO2－
3
是否互为等电子体？
【课堂练习3】
（1）根据等电子原理，下列各组微粒结构不相似的是
A．CO和N2、B．O3和NO－
2
C．N2H4和C2H4D．CO2和N2O （2）根据等电子原理，下列分子或离子与其他选项不属于同一类的是
A．PF＋
4B．ClO－
4
C．SO2－
4
D．SiH4
【考点一】价层电子对互斥理论
1-1中心原子价层电子对计算方法：中心原子的价层电子对＝(a－x＋b)1/2式中：a——中心原子的价电子数；x——分子（或离子）的电荷；b——配位原子提供的电子数（配位原子为ⅦA时提供1e－、为ⅥA时提供0e－、为一价基团时提供1e－）中心原子σ键电子对数＝配位原子数
1-2中心原子孤电子对计算方法
用AX n E m表示只含一个中心原子的分子或离子，式中A表示中心原子，X表示配位原子，下标n表示配位原子个数；E表示中心原子上的孤电子对，下标m表示孤电子对数。
m＝(A的族价－|X的化合价|×n±离子的电荷数)1/2 阴离子用“＋”，阳离子用“－”。方法二：
以AB x为例：中心原子的价层电子对＝[a＋xb±离子电荷数(阳减阴加)]1/2
式中：a——中心原子的价电子数；x——与中心原子结合的原子数；b——配位原子提供的电子数（配位原子为ⅦA时提供1e－、为ⅥA时提供0e－、为一价基团时提供1e－）中心原子孤对电子数＝[a－xb±离子电荷数(阳减阴加)]1/2
式中：a——中心原子的价电子数；x——与中心原子结合的原子数；b——配位原子提供的电子数[配位原子氢时b＝1、为非氢原子时b＝(8－最外层电子数)]。
1-3VSEPR模型与分子立体构型的关系
利用价层电子对互斥理论推测出的是电子对在空间的伸展情况，即价层电子对的空间构型，称为VSEPR模型。而分子的空间构型指的则是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。因此二者可能相同也可能不同。在VSEPR模型中略去价层电子对中的孤电子对，就是分子的立体构型。
1-4价层电子对之间斥力大小顺序——孤电子对对键角的影响
（1）孤电子对-孤电子对＞孤电子对-键合电子对＞键合电子对-键合电子对
（2）叁键＞双键＞单键
（3）同种中心原子与不同种配位原子：χ弱-χ弱＞χ弱-χ强＞χ强-χ强（χ代表配位原子的电负性）
（4）同种元素原子与不同种中心原子配位，χ强＞χ弱（χ代表中心原子的电负性）【思考】CH4、NH3、H2O的中心原子VSEPR模型都是四面体形，为什么三种分子的立体构型不同，且∠HCH＝109°28′，∠HNH＝107°，∠HOH＝105°？
【方法引领】
①中心原子上无孤电子对的分子空间构型确定方法
中心原子上无孤电子对（所有价电子都用于形成共价键），其分子空间构型与VSEPR 模型一致，可以用中心原子周围的原子数来预测。
中心原子上有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与排斥，其分子空间构型与VSEPR 模型不一致。应在VSEPR 模型中略去价层电子对中的孤电子对，即得到
分子的立体构型。
【典例分析】
SO 2Cl 2和SO 2F 2都是AX 4E 0型分子。已知S 与O 之间以双键结合，S 与Cl 或S 与F 之
间以单键结合。你预测SO 2Cl 2和SO 2F 2的立体构型是 ；∠O －S －O 109°28′，∠Cl －S －Cl ∠Cl －S －O 109°28′；SO 2Cl 2分子中∠Cl －S －Cl SO 2F 2分子中∠F －S －F （选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【变式练习1】
用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型：BeCl 2 ；NH －
2__ _； SO 2－ 3 ；NO － 3 ；SnCl 2－ 6 ；ClO －
4 ；PF 3Cl 2 。 【考点二】杂化轨道 2-1轨道杂化 类型
杂化轨道 数目和名称
杂化轨道 空间伸展形状
杂化轨道 间夹角
参与杂化的 原子轨道及数目
sp sp 2 sp 3
2-2杂化轨道的应用
杂化轨道只用于形成σ键或容纳孤电子对。sp 和sp 2杂化方式中，还有未参与杂化的n p 可用于形成π键。
【方法引领】快速确定杂化轨道数目的方法：
杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋与中心原子结合的其他原子的个数（即σ键数）
2-3VSEPR 模型与中心原子杂化轨道类型的对应关系 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 VSEPR 模型 中心原子杂化轨道类型 分子的
立体构型
实例
2 2 0 直线形 sp 直线形
BeCl 2、HgCl 2、
CO 2
3 3 0 平面三
角形 sp 2
平面三角形 BF 3、BCl 3 2 1
V 形 SnCl 2、PbCl 2 4 4 0 四面体
sp 3 正四面体 CH 4、SiF 4、CCl 4
3 1 三角锥形 NH 3、NF 3、PCl 3
2 2 V 形 H 2O 、H 2S 、SCl 2
【思考】CH 2Cl 2、CH 3Cl 是否也是正四面体的空间构型？
【典例分析】
下图是科学怪杰鲍林谢世前留给世人的一个结构式。它的分子式是 ，它的所有原子是否处于同一平面上 ？该分子中sp 杂化的N 原子有 个，sp 2杂化的N 原子有 个，sp 3
杂化的N 原子有
个。
【变式练习2】
（1）指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。
分子式 杂化轨道类型
分子的几何构型
PCl 3 BCl 3
N N N N N
N N OH
HO N N N
（2）在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是 A ．sp 2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p 轨道形成π键 B ．sp 2杂化轨道形成π键，未杂化的2p 轨道形成σ键
C ．C －H 之间是sp 2杂化轨道形成σ键，C －C 之间是未杂化的2p 轨道形成形成π键
D ．C －C 之间是sp 2杂化轨道形成σ键，C －H 之间是未杂化的2p 轨道形成形成π
键
【思考】
N 和P 都是ⅤA 族元素，P 可以形成PCl 3、PCl 5两种氯化物，而N 只能形成NCl 3一种氯化物。试分析原因。 【考点三】配合物
3-1配位键的表示方法与形成条件
A →
B ，A 表示提供孤电子对的原子，B 表示提供空轨道接受孤电子对的原子。 3-2配合物的组成
3-3配合物的命名
【典例分析】
溶液中的Fe 3+除可用KSCN 溶液检验外，还可以用黄血盐K 4[Fe(CN)6]进行检验，生成一种名为普鲁士蓝的蓝色沉淀Fe 4[Fe(CN)6]3；而Fe 2+则用赤血盐K 3[Fe(CN)6]进行检验，也生成一种蓝色沉淀Fe 3[Fe(CN)6]2，这种沉淀叫做滕氏蓝。回答下列问题：
赤血盐的化学名称是 ；普鲁士蓝中的外界是 ，化
学名称是 。黄血盐不如赤血盐稳定，久置会逐渐失效，其原因是 。 【变式练习3】
m 33成1molAgCl 沉淀，则m 、n 值分别为
A ．m ＝1，n ＝5
B ．m ＝3，n ＝4
C ．m ＝5，n ＝1
D ．m ＝4，n ＝5
【思考】
NH 3易与Cu 2+形成配离子，而NF 3却不能与Cu 2+形成配离子，试分析原因。
)4]SO 4
内界 外界 配位体 配位数
第十章 共价键与分子间力 一、是非题： 1. 非极性分子中的化学键都是非极性共价键 （ ） 2. 非极性分子之间只存在色散力，极性分子之间只存在取向力 （ ） 3. 直线分子一定是非极性分子 （ ） 4. sp3杂化轨道是由1s轨道与3p轨道杂化而成（ ） 5. CHCl3分子中的C原子是以sp3不等性杂化轨道成键的，故分子的空间构型为变形四面体 （ ） 6. 氢键是有方向性和饱和性的一类化学键 （ ） 二、选择题： 1. 下列物质中既有离子键，又有共价键的是 （ ） A. NaOH B. H2O C. C2H5OH D. HF E. KCl 2. 下列分子或离子中键角最小的是 （ ） A. SO42- B. HgBr2 C. NF3 D. BF3 E. CS2 3. 下列分子中，C原子与H原子键合所用轨道为sp-s的是 （ ） A. CH4 B. C2H4 C. C2H2 D. C2H6 E. C3H8 4. 下列几组原子轨道沿x轴靠近时，由于对称性不匹配，不能有效地形成分子轨道的是 （ ） A. p y-p x B. p y-p y C. s-p x D. p x-p x E. p z-p z 5. 下列分子中，既是非极性分子又含有π键的是（ ） A. Cl2 B. C2Cl4 C. CHCl3 D. CH2Cl2 E. CH4 6. 下列各组分子间同时存在取向力、诱导力、色散力和氢键的是 （ ） A. 苯和CCl4 B. N2和N2 C. CH3F和C2H2 D. H2O和CH3OH E. O2和N2 7. 根据价电子对互斥理论，SO32-的空间构型为（ ） A. 平面三角形 B. 三角锥形 C. 正四面体形 D. “T”形 E. “V”形 8.下列化合物各自分子之间能形成最强氢键的是（ ） A. NH3 B. H2S C. HCl D. HF E. H2O 三、填充题：
第二章 分子结构 一、 填空题 1、C 2+的分子轨道为_________________，键级___________________； HCl 的分子轨道为________________，键级__________ 。 2、OF， OF +， OF -三个分子中， 键级顺序为________________。 3、HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是 _________________________ 。 4、对称元素C 2与σh 组合，得到___________________；C n 次轴与垂直它的C 2组合，得到______________。 5、有一个 AB 3分子，实验测得其偶极矩为零且有一个三重轴，则此分子所属点群是_______________________。 6、判别分子有无旋光性的标准是__________。 7、既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于_________点群。 二、选择题 1、 H 2+的H ?= 21?2- a r 1 - b r 1 +R 1， 此种形式已采用了下列哪几种方法： (A) 波恩-奥本海默近似 (B) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 中心力场近似 2、对于"分子轨道"的定义，下列叙述中正确的是： (A) 分子中电子在空间运动的波函数 (B) 分子中单个电子空间运动的波函数 (C) 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)
(D) 原子轨道线性组合成的新轨道 3、含奇数个电子的分子或自由基在磁性上： (A) 一定是顺磁性 (B) 一定是反磁性 (C) 可为顺磁性或反磁性 （D ）没有磁性 4、下列分子的键长次序正确的是 (A) OF -> OF > OF + (B) OF > OF -> OF + (C) OF +> OF > OF - (D) OF - > OF +> OF 5、若以x 轴为键轴，下列何种轨道能与p y 轨道最大重叠？ (A) s (B) d xy (C) p z (D) d xz 6、Cr 与 CO 形成羰基化合物 Cr(CO)6，其分子点群为 (A) D 4h (B) T d (C) O h (D) D 6h 7、2，4，6-三硝基苯酚是平面分子，存在离域π键，它是： (A) (B) (C) (D) 1612 Π1814Π1816Π1616Π三、简答题 1、在有机化合物中，C ═O(羰基)的偶极距很大(μ=7.67×10-30C ·m)，而CO 分子的偶极距却很小，解释原因。 2、SO 42-中S —O 键长为149？pm ，比共价单键半径加和值(175？pm)短，说明原因。说明SiF 62-能稳定存在而SiCl 62-不稳定的原因。 判断 NO 和 CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？ 3、CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？ 其偶极矩的方向如何？为什么？ 4、写出N 2基态时的价层电子组态， 并解N 2的键长(109.8？pm)特别短、
《共价键和分子间作用力》作业参考解析 1. 下列说法错误的是 A. 按原子轨道重叠方式，共价键可分为σ键和π键 B. σ键构成分子的骨架，π键不能单独存在 C. 配位键既不是σ键，也不是π键 D. 双键或叁键中只有一个σ键 【C】按原子轨道的重叠方式不同，当其头碰头重叠时，形成“σ”键，当其肩并肩重叠时，形成“π”键；由于σ键重叠程度大，稳定性更高，因此可以单独存在，并构成分子的骨架，而π键重叠程度小，稳定性低，容易打开，因此不能单独存在，只能和σ键共存于双键或叁键中；σ键由于头碰头重叠，因此重叠部分对键轴呈圆柱形对称，可以自由旋转，但是π键对键轴呈镜面反对称，因此不能自由旋转；配位键是由一个成键原子提供孤对电子，另一个成键原子提供空轨道形成的，在配位键形成的过程中，两原子的原子轨道可能发生头碰头重叠而形成σ配位键，也可能发生肩并肩重叠而形成π配位键，因此C的说法是不正确的。 2. 下列说法正确的是 A. 若AB2分子为直线型，其中心原子A一定发生了sp杂化 B. HCN是直线型分子，也是非极性分子 C. H-O键能比H-S键能大，因此H2O熔沸点比H2S高 D. 氢键不属于化学键，但是具有饱和性和方向性
【D】A：一般对于AB2分子来说，如果中心原子发生了sp杂化，那么分子的空间构型是直线型的，但是AB2分子如果为直线型，中心原子A不一定发生了sp 杂化，典型的例子就是I3-离子，这个离子的中心原子I发生的是sp3d杂化，价层电子对的空间构型为三角双锥，由于中心原子上有3对孤对电子，分别位于三角双锥中间的三角平面上，因此分子的空间构型就是直线型了（这可以用夹层电子对互斥理论来解释）；B：HCN分子是直线型分子，但是根据其分子中各原子的电负性大小的情况来看，这是一个极性分子；C：体系沸点的高低主要与分子间作用力的大小有关，因此H2O熔沸点之所以比H2S高，是因为水分子之间除了范德华力作用外，还存在很强的氢键作用；D：当一个氢原子形成一个氢键后，就不能再和其它原子之间形成第二个氢键了，这体现了氢键的饱和性，同一个氢原子形成的共价键和氢键之间需以最大角度分布，这体现了氢键的方向性，不过氢键仍然属于分子间作用力，而不属于共价键作用。所以D的说法是正确的。 3. 下列关于H3O+离子的说法，正确的是 A. O发生sp2等性杂化，空间结构为平面正三角形 B. O发生sp2不等性杂化，空间结构为平面三角形 C. O发生sp3等性杂化，空间结构为正四面体型 D. O发生sp3不等性杂化，空间结构为三角锥型 【D】我们知道H2O分子中O发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后， H2O分子中有两对孤对电子。那么H3O+离子的形成可以认为是由H2O分子中的O提供一对孤对电子，H+离子提供空轨道，在两者之间形成了配位键而形成的，两者之间形成配位键时，并不会改变O原子的原子轨道杂化类型，同时O原子上仍然有1对孤对电子，因此O发生sp3不等性杂化，H3O+离子的空间结构为三角锥型。 4. 下列分子或离子中，不含有孤对电子的是
编号：15 第二节共价键与分子的立体结构 （第1课时） 2010年3月29日 班级__________ 姓名__________ 【学习目标】 1、理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型； 2、学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型 【学习重难点】 重点：杂化轨道类型难点：杂化轨道类型 【学案导学过程】 活动·探究原理 规律 方法 技巧（一）甲烷分子的形成及立体构型 联想质疑：1、共价键决定原子的结合方式，决定分子的空间构型吗？ 2、利用电子配对理论能解释甲烷的空间构型吗 3、为了解释甲烷的空间构型鲍林提出了什么理论？ 4、甲烷分子形成过程：C: 2s22p x12p y13p z 观察左 图你能 用语言 描述一 下甲烷 的空间 构型的 形成过 程吗？ 思考：1原子轨道为什么可以进行杂化？（提示从共价键键能大小和体系能量 变化来分析）
2、轨道杂化后在数目，形状，能量上是否发生变化？ 3、轨道杂化的结果是什么？ 4、尝试解释轨道杂化 （二）常见的SP杂化过程活动探究：SP杂化： 2、sp2杂化型 直线型 （BeCl 2 ） 交流与 讨论： 用杂化 轨道理 论分析 乙炔分 子的成 键情况 平面正 三角形 （BF3） 交流与 讨论： 用杂化 轨道理 论分析 乙烯分 子的成 键情况【当堂检测】
(A)1．在外界条件的影响下，原子内部______________________________的过程叫做轨道杂化，组合后形成的新的、____________________的一组原子轨道，叫杂化轨道。2．甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个__________轨道和三个__________轨道重新组合而成的，这种杂化叫_____________________。 3．乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp2杂化。形成乙烯分子时，两个碳原子各用__________的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外_____________分别与两个氢原子的_______________的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的__________的未成对电子相互配对形成一个__________键。 (B)4．下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（） A．H2O B．NH3 C．C2H4D．CH4 5．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（） A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
共价键及分子结构知识梳理】 一、共价键 1-1共价键的实质、特征和存在实质：原子间形成共用电子对特征：a.共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。 b共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。 1-2共价键的类型 b键：S-Sb键、S-p c键、p-p b键，特征：轴对称。 n键：p-p n键，特征：镜像对称 【方法引领】b键和n键的存在规律b键成单键；n键成双键、三键。 共价单键为b键；共价双键中有1个b键、1个n键；共价三键中有1个b键、2个n 键。 对于开链有机分子：b键数=原子总数-1 ; n键数=各原子成键数之和- b键数(环 状有机分子，b键数要根据环的数目确定) 原子形成共价分子时，首先形成b键，两原子之间必有且只有1个b键；b键一般比n 键牢固，n键是化学反应的积极参与者。 形成稳定的n键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。如 C02分子中碳、氧原子之间以p-p b键和p-p n键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p n键。 【课堂练习1】 (1)下列说法不正确的是 A .乙烷分子中的6个C —H和1个C —C键都为b键，不存在n键 B ?气体单质中，一定有b键，可能有n键 C.两个原子间共价键时，最多有一个b键 D . b键与n键重叠程度不同，形成的共价键强度不同 (2)有机物CH2= CH —CH2—C三CH分子中，C—H b键与C —C b键的数目之比为；b键与n 键的数目之比为。 二、键参数一一键能、键长与键角 2-1键能的意义和应用 a.判断共价键的强弱 b.判断分子的稳定性 c.判断物质的反应活性 d.通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化 【思考】 比较C —C和C= C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反 应？ 2-2键长的意义和应用 键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。(键长的长短可以通过成键原子半径大小 来判断) 2个原子间的叁键键长v双键键长v单键键长 2-3键角的意义 键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。 【典例分析】碳、氮两种元素都能形成单键、双键和叁键。测得二者键能有如下规律： 3 E N> 2 E N =N > E N—N； -3E C V E c= c< E C—C 试分析为什么氮分子不易发生加成反应，而乙烯和乙炔容易发生加成反应？
?1 ? 共价键与分子的空间构型 【要点梳理】 要点一、共价键的形成及其本质 1．共价键的形成 通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。那么两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。 当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。 2．共价键的本质： 共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。形成共价键的微粒是同种或不同种原子。要点二、共价分子的表示方法 1．电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或×）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。如： 2．结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1—Cl，这种式子叫结构式。 注意在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构式表示。 3．用电子式表示共价化合物的形成过程 用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“→”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。如： 要点三、σ键与π键 原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键；原子轨道在核间连接两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫做π键。氮分子中含有一个σ键和两个π键，氮分子的结构可用结构式N≡N表示。 在有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成π键的重叠程度要比σ键的重叠程度小得多。所以碳原子与碳原子之间形成的σ键比π键牢固，在化学反应中，π键易发生断裂。 氮气分子中的三个共价键使得构成氮分子的氮原子紧紧地结合在一起，因而氮气的化学性质异常稳定。除了少数植物如豆科类具有将空气中的氮气转化为含氮的化合物的本领外，大部分植物不能直接吸收空气中的氮。因此，设法将空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物成为一个世纪以来备受关注的课题，其关键点就在于，削弱氮分子中的化学键。在合成氨工业中，人们利用高温（500℃左右）、高压（15 MPa）、并用铁的化合物作为催化剂将氢气和氮气合成为氨。 要点四、共价键的特征
第2节共价键与分子的空间构型 第1课时一些典型分子的空间构型 【教学目标】 1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型； 2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型过程与方法：【教学重点】 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型 【教学难点】 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型 【教学方法】 采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学 【教学过程】 【课题引入】 在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。 通常，不同的分子具有不同的空间构型。例如，甲烷分子呈正四面体形、氨分子呈三角锥形、苯环呈正六边形。那么，这些分子为什么具有不同的空间构型呢? 【思考】 美丽的鲜花、冰晶、蝴蝶与微观粒子的空间构型有关吗？ 【活动探究】 你能身边的材料动手制作水分子、甲烷、氨气、氯气的球棍模型吗？ 【过渡】 我们知道，共价键具有饱和性和方向性，所以原子以共价键所形成的分子具有一定的空间构型。 【板书】 一、一些典型分子的空间构型
（一）甲烷分子的形成及立体构型 【联想质疑】 研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个C—H键的键角均为l09．5o，从而形成非常规则的正四面体构型。原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。碳原子的价电子排布为2s22p2，也就是说，它只有两个未成对的2p 电子，若碳原子与氢原子结合，则应形成CH2；即使碳原子的一个2s电子受外界条件影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个未成对电子，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的正四面体结构。那么，甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢? 【过渡】 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论， 【阅读教材40页】 【板书】 1. 杂化原子轨道 在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 【思考与交流】 甲烷分子的轨道是如何形成的呢？ 形成甲烷分子时，中心原子的2s和2p x，2p y，2p z等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。 根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2杂化和sp 杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的 【板书】 2. 常见的SP杂化过程 （1）sp3杂化
共价键与分子空间构型 【课前预习区】 1、共价键：根据原子轨道重叠方式分为： ，根据共用电子对的数目分为： 根据共用电子对是否发生偏移分为： 2、共价键的键参数有__________、_________和键角。H 2O 比H 2S 的稳定性__________，原因是___________。 总结：当 时，分子的空间构型与轨道的空间构型相同 4、下列物质中心原子的杂化方式是：CH 4______ C 2H 4______ C 2H 2_______ 苯_____ 金刚石 SiO 2 石墨 5、H 2O 和H 3O +中O 的杂化类型为 ，但两分子的键角 较大，原因是： 。 【预习检测】 1．下列分子中无π键的是（ ） A.N 2 B.CO 2 C.O 2 https://www.doczj.com/doc/e218406415.html,l 4 2、下列叙述正确的是（ ） A ．C 2H 4分子中含有1个σ键和1个π键 B ．CH 4、H 2O 的中心原子均为sp 3杂化 C ．CS 2、CO 2分子都是直线型分子 D ．由于O-H 比S-H 键长短，因此H 2O 比H 2S 稳定 【课堂互动区】 一.共价键及其类型 2中的σ键、π键哪个更稳定？ 3、分析表格数据，做出比较：
HCl ______ HBr （2）晶体的熔点Br2 ___ I2（填“大于”、“小于”或“等于”） 【知识规律总结1】 （1）共价键的形成条件 共价键的分类 （2）σ键、π键的判断方法 （3）共价键参数与分子性质的关系 【变式训练1】下列不属于共价键的成键因素的是（） Ａ、共用电子对在两核间高频率出现Ｂ、共用的电子必须配对 Ｃ、成键后体系能量降低，趋于稳定Ｄ、两原子核体积大小必须适中 【变式训练2】CH4和SiH4比较，分解温度较高的是，原因是__________________， 二．原子轨道杂化与分子的空间构型 【问题探究2】列举常见典型分子、离子的空间构型： 思考并讨论： （1）怎样判断ABm型中心原子的杂化方式、分子空间构型？ （2）怎样判断常见有机物中C的杂化类型？ （3）CH4、NH3、H2O的键角逐渐减小，原因是_ 【知识规律总结2】 1.中心原子杂化方式的判断方法 对于ABm型：
大学实验化学共价键与分子间力
大学实验化学共价键与分子间力 难题解析[TOP] 例10-1试用杂化轨道理论说明乙烯分子的形成及其构型。 分析根据杂化轨道理论，形成乙烯分子时，C原子的价层电子要杂化。共价键形成时，σ键在成键两原子间能单独存在，且只存在一个； 键在成键两原子间不能单独存在，但可存在多个。乙烯分子中C原子的4个价电子分别与其它原子形成三个σ键，C、C原子间的双键中有一个是π键。三个σ键决定分子构型，因此C原子有三个原子轨道参与杂化，形成三个等性杂化轨道。 解乙烯分子C2H4中有2个C原子和4个H原子，每个基态C原子的价层电子组态为2s2 2p2，在形成乙烯分子的过程中，1个2s电子被激发到2p空轨道上，然后1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp2杂化轨道，彼此间夹角为120o。每个C原子的2个sp2杂化轨道各与1个H原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键；2个C原子间各以1个sp2杂化轨道互相重叠，形成1个σ键。由于2个C原子的这6个sp2杂化轨道处于同一平面，未参与杂化的2p z轨道则垂直于该平面，“肩并肩” 重叠形成1个π键，构成C＝C双键。 乙烯分子中6个原子在一个平面上，分子呈平面构型。 例10-2 利用价层电子对互斥理论预测- I的空间构型。 3 分析先确定中心原子的价电子对数，中心原子提供7个电子，配位提供1个电子，加上负离子的电荷数，得价层电子数的总和再除以2。然后根据价层电子对构型和孤对电子决定- I的空间构型。 3
解 -3I 中有3个I 原子，我们可将其中1个I 作为中心原子，其余2个作为配位体。中 心原子I 有7个价电子，2个配位I 原子各提供1个电子，-3I 离子的负电荷数为1，所以中 心原子的价电子对数为 (7+2+1)/2＝5 。价层电子对构型为三角双锥，因配位原子数为2，说明价层电子对中有2对成键电子对和3对孤对电子，以3对孤对电子处在三角双锥的三 角形平面上排斥能最小，所以-3I 为直线型。 例10-3 试用分子轨道理论比较CO 和N 2的成键类型和键级。 分析 异核双原子分子的原子序数和≤14时，则符合分子轨道能级图10-13（b ）的能级顺序；＞14时，则符合分子轨道能级图10-13 (a)的能级顺序。 解 CO 分子中的电子总数为14，和N 2分子中的一样多，故CO 和N 2具有完全相同的分子轨道电子排布式、成键类型和键级。 它们的分子轨道式为 ] )(σ)(π)(π)(σ)(σ)(σ)[(σ22p 22p 22p 2* 2s 22s 2*1s 21s x z y 键级＝32 410＝ 这样的分子称为等电子体，它们具有某些相近的性质。如N 2的熔点和沸点分别为63K 和77K ，CO 的熔点和沸点分别为74K 和81K 。 例10-4 下列说法是否正确？说明理由。 (1) 非极性分子中不含极性键。 (2) 直线型分子一定是非极性分子。 (3) 非金属单质的分子间只存在色散力。 (4) 对羟基苯甲醛的熔点比邻羟基苯甲醛的熔点高。 解 (1) 说法不正确。有的分子含极性键，但空间构型完全对称，键的极性可以相互抵消，因而是非极性分子。
第六章分子结构与晶体结构 教学内容： 1.掌握杂化轨道理论、 2.掌握两种类型的化学键（离子键、共价键）。 3.了解现代价键理论和分子轨道理论的初步知识，讨论分子间力和氢键对物质性质的影响。 教学时数：6学时 分子结构包括： 1.分子的化学组成。 2.分子的构型：即分子中原子的空间排布，键长，键角和几何形状等。 3.分子中原子间的化学键。 化学上把分子或晶体中相邻原子（或离子）之间强烈的相互吸引作用称为化学键。化学键可分为：离子键、共价键、金属键。 第一节共价键理论 1916年，路易斯提出共价键理论。 靠共用电子对，形成化学键，得到稳定电子层结构。 定义：原子间借用共用电子对结合的化学键叫做共价键。 对共价键的形成的认识，发展提出了现代价键理论和分子轨道理论。 1.1共价键的形成 1.1.1 氢分子共价键的形成和本质（应用量子力学） 当两个氢原子（各有一个自旋方向相反的电子）相互靠近，到一定距离时，会发生相互作用。每个H原子核不仅吸引自己本身的1s电子还吸引另一个H原子的1s电子，平衡之前，引力＞排斥力，到平衡距离d，能量最低：形成稳定的共价键。 H原子的玻尔半径：53pm，说明H2分子中两个H原子的1S轨道必然发生重叠，核间形成一个电子出现的几率密度较大的区域。这样，增强了核间电子云对两核的吸引，削弱了两核间斥力， 体系能量降低，更稳定。（核间电子在核间同时受两个核的吸引比单独时受核的吸引要小，即位能低，∴能量低）。
1.1.2 价键理论要点 ①要有自旋相反的未配对的电子 H↑+ H↓ -→ H↑↓H 表示：H:H或H-H ②电子配对后不能再配对即一个原子有几个未成对电子，只能和同数目的自旋方向相反的未成对电子成键。如：N：2s22p3，N≡N或NH3 这就是共价键的饱和性。 ③原子轨道的最大程度重叠 （重叠得越多，形成的共价键越牢固） 1.1.3 共价键的类型 ①σ键和π键（根据原子轨道重叠方式不同而分类） s-s ：σ键，如：H-H s-p ：σ键，如：H-Cl p-p ：σ键，如：Cl-Cl π键， 单键：σ键 双键：一个σ键，一个π键 叁键：一个σ键，两个π键 例：N≡N σ键的重叠程度比π键大，∴π键不如σ键牢固。 σ键π键 原子轨道重叠方式头碰头肩并肩 能单独存在不能单独存在 沿轴转180O符号不变符号变 牢固程度牢固差 含共价双键和叁键的化合物的重键容易打开，参与反应。
高二化学统一教学案 第二章第二节 一些典型分子的空间构型（第一课时） 【学习目标】 1、了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp ，sp2，sp3）； 2、能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。 【知识回顾】 ①共价键的特性： 。其中决定分子空间构型的是 。 ②常见分子的构型是： CH 4 CCl 4 NH 3 H 2O C 2H 4(乙烯) C 2H 2（乙炔） C 6H 6（苯） 【课前预习】 一、杂化与杂化轨道 1、杂化轨道理论： （1）杂化轨道 ①定义：在外界条件影响下， 叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 ②杂化轨道理论要点： a 、原 子 在 成 键 时，同一 原 子 中 能 量 的 原 子 轨 道 可 重 新 组 合 成 杂 化 轨道。 b 、参与杂化的原子轨道数 形成的杂化轨道数。 c 、杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力 。 d 、杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。影响了分子的空间构型。 甲烷分子是规则的正四面体结构，分子中四个键角均为 。 【分析】甲烷分子中心原子碳原子的杂化： CH 4分子形成时,分子中碳原子的杂化轨道是由一个2s 轨道和三个2P 轨道重新组合而成的,这种杂化称为SP 3杂化,生成的个四杂化轨道则称为sp 3杂化轨道,每两个sp 3杂化轨道之间的夹角为 。由于这四个杂化轨道的能量相同，根据 ，碳原子的价电子以自旋方向 的方式分占每个轨道。因此，当碳原子与氢原子成键时，碳原子中的每个杂化轨道的一个未成对的电子与氢原子的一个1s 电子配对形成一个共价键，具体是 键（填写“σ”或“π”），这样所形成的四个共价键是等同的，从而使甲烷分子具有正四面体构型。 如图示杂化过程：（请填充电子） 【课堂探究】 2s 2p 2s 2p sp 3 激发 杂化
第10章共价键与分子结构 1.写出下列物质的Lewis结构式并说明每个原子如何达到八电子结构：HF，H2Se， H2C2O4(草酸)，CH3OCH3(甲醚)，H2CO3，HClO，H2SO4，H3PO4。 解： ，，，， ，，。 上述分子中的原子除H原子外，其他原子通过所形成的共价键共有电子和价电子层孤对电子共同构成8电子结构。 2、用杂化轨道理论说明下列化合物由基态原子形成分子的过程（图示法）并判断分子的空间构型和分子极性：HgCl2，BF3，SiCl4，CO2，COCl2，NCl3，H2S，PCl5。 解： ①HgCl2 HgCl2分子的中心原子为Hg原子。基态时Hg原子的价电子构型为6s2。当Hg 原子与Cl原子相遇形成HgCl2时，Hg的6s轨道中的1个电子激发到1个6p轨道，然后6s轨道和该6p轨道采用sp杂化形成2个等同的sp杂化轨道： 并分别与两个Cl原子的3p单电子轨道重叠形成2个Hg-Cl σ键。HgCl2分子构型是直线形，为非极性分子。 ②BF3 BF3分子的中心原子是B原子。基态时B原子的价电子构型为2s22p1。当B原子与F原子相遇形成BF3分子时，B原子2s轨道中的1个电子激发到1个空的2p 轨道，然后采用sp2杂化形成3个等同的sp2杂化轨道： 并分别与3个F原子2p单电子轨道重叠形成3个B-F σ键。BF3分子构型是平面三角形，为非极性分子。 ③SiCl4 Si原子为SiCl4的中心原子，基态时价电子构型为3s23p2，当Si原子与Cl原子相遇形成SiCl4分子时，Si原子3s轨道的1个电子激发到一个空的3p轨道，然后
采用sp3杂化形成4个等同的sp3杂化轨道： 并分别与4个Cl原子3p单电子轨道重叠形成4个Si-Cl σ键。SiCl4分子构型是正四面体，为非极性分子。 ④CO2 C原子为CO2的中心原子。基态时C原子价电子构型为2s22p2，当C原子与O 原子相遇形成CO2分子时，C原子2s轨道的1个电子激发到一个空的2p轨道，然后采用sp杂化形成2个等同的sp杂化轨道： 并分别与2个O原子的2p单电子轨道重叠形成2个σ键，两个O原子的一个2p 单电子轨道与C原子未参与杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键。CO2分子构型是直线形，为非极性分子。 ⑤COCl2 C原子为COCl2的中心原子。基态时C原子价电子构型为2s22p2，当C原子与O 原子、Cl原子相遇形成COCl2分子时，C原子2s轨道的1个电子激发到一个空的2p轨道，然后采用sp2杂化形成3个sp2杂化轨道： 其中2个sp2杂化轨道分别与2个Cl原子的3p单电子轨道重叠形成2个C-Clσ键，另一个sp2杂化轨道和O原子的2p单电子轨道形成C-Oσ键，O原子另一个2p单电子轨道与C原子未参加杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键。COCl2分子构型是三角形，为极性分子。 ⑥NCl3 N原子为NCl3的中心原子。基态时N原子价电子构型为2s22p3, 当N原子与Cl 原子相遇形成NCl3分子时，N原子采取sp3杂化形成4个sp3杂化轨道： 其中3个sp3杂化轨道分别与3个Cl原子的3p单电子轨道重叠形成3个C-Clσ键，另一个sp3轨道被孤对电子占据。NCl3分子构型是三角锥，为极性分子。 ⑦H2S S原子为H2S的中心原子。基态时S原子价电子构型为3s23p4, 当S原子与H 原子相遇形成H2S分子时，S原子采取sp3杂化形成4个sp3杂化轨道： 其中2个sp3杂化轨道分别与2个H原子的1s单电子轨道重叠形成2个H-Sσ键，另外2个sp3杂化轨道被孤对电子占据。H2S分子构型是V形，为极性分子。
共价键与分子的空间构型第四课时教学设计 一、教材来源 《普通高中课程标准实验教科书（鲁科版）》化学（选修3）第二章第2节共价键与分子的空间构型，本节共分4课时： 第一课时：甲烷分子的空间构型 第二课时：苯分子的空间构型 第三课时：分子的对称性 第四课时：分子的极性 本节探讨第四课时 二、教法和学法（教学策略） 实验探究、小组合作、交流研讨、引导分析、讲练结合、分析归纳、对比 三、设计思路 本节课通过实验引入，引导学生观察实验现象，讨论其本质原因，进而引出极性分子、非极性分子的概念。在“双原子分子的极性”的教学中，教师应引导学生 讨论分析H 2、Cl 2 、HCl等分子的极性，初步学会判断正、负电荷重心，通过进行适 当的练习，通过练习引导他们总结双原子分子的极性与分子内化学键的极性的关 系。在“多原子分子的极性”的教学中，以CO 2、H 2 O为例，组织学生讨论两分子的 极性，使他们在活动中体会如何判断多原子分子的正、负电荷重心，进而引导他们得出多原子分子的极性与化学键的极性及分子的空间构型都有关系的结论。 四、教学资源（实验仪器、多媒体等） 实验用品：乙醇、浓硫酸、碎瓷片、酸性高锰酸钾溶液、溴水； 实验仪器：铁架台、酒精灯、试管、导管、滴管、石棉网，铁夹，铁圈、火柴、试管架多媒体课件：三维动画展示 彩色分子比例模型以及球棍模型的组件 五、教学过程 本着先学后教、以学定教的教学理念，尽可能的使用导学案，注重呈现新课标要求的学生自主、交流、合作、探究等教学环节。
结构简式:CH2=CH
六、板书设计 乙烯的性质 一、物理性质 二、乙烯的结构特征 分子式C2H4 电子式： 结构式：结构简式：CH2＝CH2
第十章共价键与分子结构（4学时） 教学重点：1.共价键的形成、特点； 2.了解物质的性质与分子结构和键参数的关系； 教学难点：1.价层电子对互斥理论; 2.杂化轨道理论。 分子结构研究的内容包括： （1）分子或晶体中直接相邻的原子或离子之间的化学键的类型及性质； （2）分子或晶体中原子或离子的排布（空间构型）； （3）分子与分子之间存在的相互作用力（范德华力）； （4）分子的结构与物质的物理、化学性质的关系等。 第一节现代价键理论 离子键理论虽能很好地说明离子型化合物的生成和性质，但对于由相同原 子结合形成的单质分子，例：H 2、Cl 2 、N 2 等的形成，或由性质相近的非金属原 子形成的化合物分子，例HCl、H 2 O等。其原子间的结合力和性质却不能以离 子键理论说明。因为在这类分子的形成过程中原子间并无明显的电子得失，不可能由静电引力把组成分子的原子结合在一起。共价键理论就是说明这类化学键的形成、特点及结合力的本质的理论。 1916年美国化学家路易斯为了说明分子的形成，提出了经典的价键理论。他认为分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构，但该结构不是靠电子转移，而是通过原子间共用一对或若干对电子来实现的。这种分子中原子间通过共用电子对结合形成的化学键称为共价键。例： 该理论优点：解释了相同原子或性质相近的不同原子组成的分子。例Cl 2 HCl， . 但也存在一些问题：如 1、由经典静电理论，同性电荷应该相斥，而二个电子皆带负电荷，为何不相斥，反而互相配对。 2、不能说明共价键的方向性。 3、有些化合物分子，中心原子最外层电子数虽少于8（如BF 3 ）或多 于8（PCl 5 ）也能稳定存在。 为解决以上问题，最终由鲍林在前人基础上，提出了现代价键理论，简称VB法（电子配对法）。
共价键与分子的空间构型（提高） 编稿：房鑫审稿：张灿丽 【学习目标】 1、认识共价键的主要类型σ键和π键；会用电子式表示共价键的形成；理解共价键的形成条件及其本质。 2、认识键能、键长、键角等概念，能用它们说明简单分子的某些性质；认识等电子原理，了解其应用。 3、认识共价分子立体结构的多样性和复杂性。 4、认识杂化轨道理论的要点，进一步了解有机化合物中碳的成键特征，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型，培养分析、归纳、综合的能力和空间想象能力。 5、了解分子的对称性和分子的极性。 【要点梳理】 要点一、共价键的形成及其本质 1．共价键的形成 通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。那么两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。 当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会 增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力 使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。能量（主要指势能） 随核间距的变化如图中曲线a所示。 2．共价键的本质： 共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。形成共价键的微粒是同种或不同种原子。 要点二、共价分子的表示方法 1．电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或×）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。如： 2．结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1—Cl，这种式子叫结构式。 注意在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构式表示。 3．用电子式表示共价化合物的形成过程 用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“→”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。如：
第二章 化学键与分子结构 一、单项选择题（每小题1分） 1. σ型分子轨道的特点是（ ） ① 能量最低 ② 其分布关于键轴呈圆柱形对称 ③ 无节面 ④ 由s 原子轨道组成 2. F 2+，F 2，F 2- 的键级顺序为（ ） ① F 2+ > F 2 > F 2- ② F 2+ < F 2 < F 2- ③ F 2 > F 2- > F 2+ ④ F 2 < F 2- < F 2+ 3. 呋喃的分子图为 0.36 ，关于它的反应活性，下列说法正确的是（ ） ① 自由基易在3位发生反应 ② 亲核基团易在1位发生反应 ③ 亲核基团易在3位发生反应 ④ 亲电试剂易在3位发生反应 4. 以下哪个分子的π电子离域能最大（ ） ① 环丙稀自由基 ② 环丁二烯 ③ 环戊二烯负离子 ④ 苯分子 5. 属于下列点群的分子哪个为非极性分子（ ） ① D 6h ② C s ③ C 3v ④ C ∞v 6. 分子轨道的含义是（ ） ① 分子空间运动的轨迹 ② 描述分子电子运动的轨迹 ③ 描述分子空间轨道运动的状态函数 ④ 描述分子中单个电子空间运动的状态函数 7. π型分子轨道的特点是（ ） ① 分布关于键轴呈圆柱形对称 ② 有一个含键轴的节面 ③ 无节面 ④ 由p 原子轨道组成 8. F 2+，F 2，F 2- 的键长顺序为（ ） ① F 2+ > F 2 > F 2- ② F 2+ < F 2 < F 2- ③ F 2 > F 2- > F 2+ ④ F 2 < F 2- < F 2+ 9.CO 分子的一个成键轨道O C c c φφψ21+=，且|c 1|>|c 2|，此分子轨道中电子将有较大的几率出现在（ ） ① C 核附近 ② O 核附近 ③ CO 两核连线中点 ④ CO 两核之间 10.属于下列分子点群的分子哪个偶极矩不为零（ ） ① T d ② D n ③ D 4h ④ C ∞v 11.杂化轨道是由（ ） ① 同一原子的原子轨道线性组合得到的 ② 两个原子中原子轨道的线性组合而得到的
170℃四、化学键理论与分子几何构型 1.NO的生物活性已引起科学家高度重视，它与O2－反应，生成A。在生理pH条件下，A 的t1/2= 1～2秒。 (1)写出A的可能的Lewis结构式，标出形式电荷。判断它们的稳定性。 (2)A与水中的CO2迅速一对一地结合，试写出此物种可能的路易斯结构式，表示出形 式电荷，判断其稳定性。 (3)含Cu+的酶可把NO2－转化为NO，写出此反应方程式。 (4)在固定器皿中，把NO压缩到100atm，发现气体压强迅速降至略小于原压强的2/3， 写出反应方程式，并解释为什么最后的气体总压略小于原压的2/3。 2.试画出N5+离子的Lewis所有可能结构式，标出形式电荷，讨论各自稳定性，写出各氮 原子之间的键级。你认为N5+的性质如何？它应在什么溶剂中制得。 3.在地球的电离层中，可能存在下列离子：ArCl+、OF+、NO+、PS+、SCl+。请你预测哪一 种离子最稳定？哪一种离子最不稳定？说明理由。 4.硼与氮形成类似苯的化合物，俗称无机苯。它是无色液体，具有芳香性。 (1)写出其分子式，画出其结构式并标出形式电荷。 (2)写出无机苯与HCl发生加成反应的方程式 (3)无机苯的三甲基取代物遇水会发生水解反应，试判断各种取代物的水解方程式，并 以此判断取代物可能的结构式。 (4)硼氮化合物可形成二元固体聚合物，指出这种聚合物的可能结构，并说明是否具有 导电性。 (5)画出Ca2(B5O9)Cl·2H2O中聚硼阴离子单元的结构示意图，指明阴离子单元的电荷 与硼的哪种结构式有关。 5.用VSEPR理论判断下列物种的中心原子采取何种杂化类型，指出可能的几何构型。 (1)IF3(2)ClO3－(3)AsCl3(CF3)2(4)SnCl2(5)TeCl4(6)GaF63－ 6.试从结构及化学键角度回答下列问题：一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸等分子 (1)画出各分子的立体构型，并标明各原子间成键情况（σ、π、Πm n ） (2)估计分子中碳—氧键的键长变化规律 7.近期报导了用二聚三甲基铝[Al(CH3)3]2(A)和2, 6—二异丙基苯胺(B)为原料，通过两 步反应，得到一种环铝氮烷的衍生物(D)： 第一步：A + 2B === C + 2CH4 第二步：□C □D + □CH4（□中填入适当系数） 请回答下列问题： (1)分别写出两步反应配平的化学方程式（A、B、C、D要用结构简式表示 (2)写出D的结构式 (3)设在第一步反应中，A与过量B完全反应，产物中的甲烷又全部挥发，对反应后的 混合物进行元素分析，得到其质量分数如下： C (碳)：73.71% ，N (氮)：6.34% 试求混合物中B和C的质量分数（%） （已知相对原子量：Al：26.98、C：12.01、N：14.01、H：1.01） 8．四氨合铜(II)离子在微酸性条件下，与二氧化硫反应生成一种沉淀物(A)，该沉淀物中Cu:N:S（原子个数比）=1:1:1，结构分析证实：存在一种正四面体和一种三角锥型的分