分子结构与性质
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1 分子结构与性质
一、共价键
1.本质：共价键的本质是在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
2.特征：具有饱和性和方向性。
3.类型
4.键参数
键长、键能、键角
5.等电子原理
(1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。
(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。
常见的等电子体：N2与CO，CO2与N2O，O3、NO－2与SO2，CO2－3、NO－3与SO3，PO3－4、SO2－4与ClO－4，与B3N3H6(硼氮苯)等。
如何写等电子体，如CO2
高考题型归纳（1）----电子式书写
电子式书写：
若是正常电子式，正常写（按2电子和8电子稳定结构首先判断每个原子需要形成几对共用电子对，再判断原子排列顺序），如CO2 H2O2 HSCN (CN)2 (SCN)2
不正常的，找等电子体，如CO（可以先写出其等电子体N2的电子式或结构式，二者肯定一样）
若说构型、键合形式一样，其实就是等电子体
二、分子的立体结构
1.价层电子对互斥理论
(1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。
②孤电子对的排斥力比成键电子对大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。 2 (2)价层电子对互斥理论与分子构型。
价电子
对数 成键
数 孤电子
对数 电子对空
间构型 分子空
间构型 实例
2 2 0 直线形 直线形 CO2
3 3 0 三角形 三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 4 0
四面体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。
2.杂化轨道理论
(1)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，形成分子的空间结构不同。
(2)杂化轨道的三种类型与分子空间结构
杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 空间构型 实例
sp 2 180° 直线形 BeCl2
sp2 3 120° 平面三角形 BF3
sp3 4 109.5° 正四面体形 CH4
中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(NH3)，也可以为Ⅴ形(H2O)。
3.配位键和配合物
(1)配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。
(2)配位键的表示方法：如A→B：A表示提供孤对电子的原子，B表示接受孤对电子的原子。
(3)配位化合物
①组成
②形成条件。
高考题型归纳（2）----判断构型和杂化方式（价层电子对）
判断价层电子对是几加几，然后注意是问VSEPR构型还是粒子空间构型
高考题型归纳（3）----文字解释成键原因及键角大小
成键原因：如为何C能形成双键，而Ge很难
键角大小比较：CH4、NH3 、H2O（依次减小） H2O、 H2S（H2O>H2S） 3 高考题型归纳（4）----配位键
1.判断有无配位键，如氮原子旁边一个双键，两个单键，或者三个单键
一般出现单电子，要么用大∏键解释（有大∏键一般会告诉你有），要么用配位键解释，金属和非金属原子之间若是共价键，通常含有配位键。
2.判断配位键中谁给出孤电子对
例题：NH3BF3 BN晶胞中B和N的配位数均为4 （前者是N，后者是N）
3.画出配位键 →
4.强弱判断 例题：加热[Cu(NH3)2(H2O)2]2+ （加热时先失去H2O，再失去NH3） 在两种配体中，提供孤电子对的分别是N和O，因为O的电负性更强，所以O更不愿意提供电子给人家共用，所以形成的配位键更弱，更容易被破坏。
5.解释有关性质 例题：H3BO3是一元弱酸
6.各种键的数目判断 例题：Fe(CO)4中有8个σ键和8个π键（CO的结构和N2一样，是个三键，CO和Fe之间是一个配位键（单键））
练习：
1.按要求完成以下试题
(1)(2018·课标全国Ⅰ)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________。
答案 正四面体 sp3
(2)(2018·课标全国Ⅱ)①根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_____________________________。
②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
答案 ①H2S
②平面三角 sp3
(3) (2018·课标全国Ⅲ)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为________，C原子的杂化形式为________。
答案 平面三角形 sp2
(4)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I＋3离子。I＋3离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________。
答案 V形 sp3
(5)经X射线衍射测得化合物R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]的晶体结构，其局部结构如图所示。
从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填标号)
A.中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价层电子对数
C.立体结构 D.共价键类型
答案 ABD C 4 (6)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。
答案 sp sp3
(7)①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。
②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。
答案 ①正四面体形 ②配位键 N
(8)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________。
答案 sp3
(9)AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。
答案 三角锥形 sp3
(10)CS2分子中C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。
答案 sp CO2、SCN－等
2.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是_____________________________________________________________________。
(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为_________________________________。
答案 (1)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键
(2)
三、分子间作用力与分子的性质
1.分子间作用力
(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
(3)强弱：范德华力
(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大；分子的极性越大，范德华力也越大。
(5)氢键
①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B
③特征：具有一定的方向性和饱和性。
④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响
主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。 5 2.分子的性质
(1)分子的极性
非极性分子与极性分子的判断
(2)溶解性
①“相似相溶”的规律：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。若能形成氢键，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(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
高考题型归纳（5）----氢键
熔沸点、水溶性、浓硫酸粘性、酸性比较
注意：文字描述时说清楚是分子间还是分子内氢键，是谁和谁形成的分子间氢键
氢键的表示
例题：水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的
Ka2____________________________苯酚
()的 Ka(填“>”“ =”或“<”)，其原因是______________。
答案：＜ 中形成分子内氢键，使其更难电离出 H+
高考题型归纳（6）----分子的极性
高考题型归纳（7）----判断复杂粒子里有哪些键
例题1：硼酸(H3BO3)是层状结构晶体(如图甲所示)，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。
①硼酸晶体中存在的作用力有__(填字母)。
a.σ键极 b.π键 c.氢键 d.范德华力 答案：acd
例题2：BF3 与一定量水形成(H2O)2·BF3 晶体 Q，Q 在一定条件下可转化为 R：
