高中化学 第2章 化学键与分子间作用力 第2节 共价键与分子的空间构型(第4课时)分子的空间构型与分

化学键与分子的空间构型化学键是化学中的一个重要概念，它是描述原子之间结合的力。

在化学键的形成中，电子在原子之间转移、共享或重排，从而形成化学键。

通过化学键，原子可以组合成分子，并且这些分子的三维空间构型对它们在化学反应中的性质和活性起着至关重要的影响。

分子的空间构型是指分子中原子的空间排列方式。

原子之间的化学键的性质决定了分子的空间构型。

例如，共价键是由共享电子形成的一种连接形式。

共价键的键长和键角对分子的结构起着重要作用。

不同键长和键角会导致分子的不同构型。

例如，氨分子（NH3）和水分子（H2O）中的键角不同，从而使得氨分子呈现三角锥形构型，而水分子呈现微弯的构型。

除了共价键，离子键也是分子空间构型的一个重要因素。

离子键是由原子之间的电荷吸引力形成的。

正离子和负离子通过电荷吸引力相互结合形成离子键。

离子键的键能较高，使得离子在晶体中排列有序。

这种有序排列决定了离子晶体的空间构型。

例如，氯化钠晶体中，钠离子和氯离子以菱形密堆积的方式排列，形成立方晶系的构型。

另一种常见的化学键类型是金属键。

在金属中，金属原子之间通过顺滑的电子云相互结合形成金属键。

由于金属键的性质，金属具有良好的导电性和导热性。

金属键的强度和金属原子之间的排列方式决定了金属的物理性质和力学性质。

例如，钢中的铁原子通过金属键排列有序，形成具有高强度和韧性的晶格结构。

还有一种特殊的化学键类型是氢键。

氢键是由氢原子与较电负的原子（如氮、氧、氟）之间的电荷吸引力形成的键。

氢键通常较强，但比共价键和离子键弱。

氢键在生物体系中起着重要的作用。

例如，DNA分子的螺旋结构就是由氢键稳定的，这使得DNA能够保存遗传信息。

化学键的性质和分子的空间构型是相互关联的。

化学键的类型和强度决定了分子的整体结构。

分子的空间构型会影响分子的性质和反应性质。

例如，如果一个分子具有线性构型，那么它的极性可能较强，从而影响溶解度和反应性。

此外，分子的空间构型还与分子之间的相互作用有关，从而影响化学反应的速率和选择性。

第2课时价电子对互斥理论等电子原理课标解读重点难点1.了解杂化轨道的三种类型(sp3、sp2、sp)。

2.初步认识分子的空间构型。

3.能运用杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断分子的空间构型。

4.结合实例说明“等电子原理”的应用。

1.判断分子中心原子的杂化轨道类型。

(重点)2.用价层电子对互斥理论及杂化轨道理论推断分子的空间构型。

(难点)课前自主导学一、杂化轨道理论与分子空间构型1.sp3杂化与CH4分子的空间构型(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道， 2s轨道和 2p轨道“混合”，形成的4个sp3杂化轨道。

图示为：(2)sp3杂化轨道的空间指向碳原子的4个sp3杂化轨道指向，每个轨道上都有一个未成对电子。

(3)共价键的形成碳原子的4个轨道分别与4个H原子的轨道重叠形成4个相同的σ键。

(4)CH4分子的空间构型CH4分子为空间结构，分子中C—H键之间的夹角都是。

2．sp2杂化与BF3分子的空间构型(1)sp2杂化轨道的形成硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。

1个2s轨道和 2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的 sp2杂化轨道。

图示为：(2)sp2杂化轨道的空间指向硼原子的3个sp2杂化轨道指向，3个sp2杂化轨道间的夹角为。

(3)共价键的形成硼原子的3个轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。

(4)BF3分子的空间构型BF3分子的空间构型为，键角为。

3．sp杂化与BeCl2分子的空间构型(1)杂化轨道的形成Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的个sp杂化轨道。

图示为：(2)sp杂化轨道的空间指向两个sp杂化轨道呈，其夹角为。

(3)共价键的形成Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个轨道重叠形成相同的σ键。

思考交流：1．任意不同的原子轨道都可以杂化吗？二、价层电子对互斥模型1.理论分子中的价电子对(包括电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取的空间构型。

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1．了解典型的分子空间构型，能够制作典型分子的空间模型。

2．了解杂化轨道理论，掌握常见的杂化轨道类型。

(重点)3．能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。

(难点)教材整理1轨道杂化和杂化轨道1.2．甲烷中碳原子的杂化类型。

(1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。

(×)(2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。

(√)(3)杂化轨道用于形成π键。

(×)(4)杂化轨道能量相同。

(√)教材整理2杂化轨道的类型1个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道？【提示】不能。

轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。

1个s 轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。

[合作·探究][探究背景]NH3、CH4两分子中，N、C原子都采用sp3杂化，NH3分子空间构型是三角锥形，CH4分子是正四面体形。

[探究问题]1．形成sp3杂化的原子轨道是哪些？杂化轨道夹角是多少？【提示】2s和2p原子轨道，109.5°。

2．两分子空间构型不同的原因是什么？【提示】形成的4个sp3杂化轨道中，NH3分子中只有三个轨道中的未成对电子与H原子的1s电子成键。

另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不参加成键，但对成键电子对有较强的排斥作用，使三个N—H键角变小，成为三角锥形。

而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键，轨道夹角＝共价键键角＝109.5°，为正四面体形。

[核心·突破]1．杂化轨道的特点(1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。

(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。

(3)杂化前后轨道数目不变。

(4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。

(5)只有能量相近的轨道才能杂化(n s、n p)。

2．分子空间构型的确定题组1轨道杂化和杂化轨道1．下列有关杂化轨道的说法不正确的是()A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新轨道B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原则C．CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109.5°【解析】轨道数目杂化前后一定相等。

第2章化学键与分子结构第2章化学键与分子结构习题一、思考题1.什么叫共价键的饱和性和方向性？为什么共价键具有饱和性和方向性，而离子键无饱和性和方向性？2.举例说明什么是σ键，什么是π键？它们有哪些不同？3.价键理论和分子轨道理论的基本要点是什么？4.s、p原子轨道主要形成哪几种类型的杂化轨道？中心原子利用上述杂化轨道成键时，其分子构型如何？5.实验测定BF3为平面三角形，而[BF4]－为正四面体形。

试用杂化轨道的概念说明在BF3和[BF4]－中硼的杂化轨道类型有何不同？6.试用分子轨道表示式写出O2+的电子构型。

7.分子间力有几种？各种力产生的原因是什么？试举例说明极性分子之间、极性分子和非极性分子之间以及非极性分子之间的分子间力。

在大多数分子中以哪一种分子间力为主？8.何为极性分子和非极性分子？分子的极性与化学键的极性有何联系？9.分子间力的大小对物质的物理性质有何影响？10.什么叫做氢键？哪些分子间易形成氢键？形成氢键对物质的性质有哪些影响？11.氢键与化学键有何区别？与一般分子间力有何区别？12.下列各化合物中分子间有氢键的有哪几种？C2H6，NH3，C2H5OH，H3BO3，CH4。

13.写出下列物质的晶体类型：SO2，SiC，HF，KCl，MgO。

14.晶体有几种类型？确定晶体类型的主要因素是什么？各种类型晶体的性质有何不同？15.根据下列物质的性质，判断它们是属于何种类型的晶体。

（1）CaCO3晶体的硬度高，在1173K时尚未熔融就已分解。

（2）B的硬度极高，熔点为2573K，导电性很差。

（3）SnCl4熔点为240K，沸点为387K16.要使BaF2，F2，Ba，Si晶体熔融，需分别克服何种作用力？二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）1.共价键的重叠类型有σ键π键两种。

（）2.NH3和BF3都是4原子分子，所以二者空间构型相同。

（）3.He2的分子轨道表示式为（σ1s)2（σ1s*)2。

绝密★启用前鲁科版高二化学选修三章末测试题：第2章化学键与分子间作用力本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题3.0分,共45分)1.用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的正四面体结构，下列说法不正确的是 ( )A． C原子的四个杂化轨道的能量一样B． C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C． C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道D． C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据2.物质的下列性质或数据与氢键无关的是()A．甲酸蒸气的密度在373 K时为1.335 g/L，在297 K时为2.5 g/LB．C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶D． HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多3.下列关于氯化钠晶体结构的说法中正确的是()A．氯化钠晶体中，阴、阳离子的配位数相等B．氯化钠的晶体结构中，每1个Na＋仅结合1个Cl－C．氯化钠的晶胞中的质点代表一个NaClD．氯化钠晶体中存在单个的NaCl分子4.金属具有的通性是①具有良好的导电性②具有良好的传热性③具有延展性④都具有较高的熔点⑤通常状况下都是固体⑥都具有很大的硬度A．①②③B．②④⑥C．④⑤⑥D．①③⑤5.N—H键键能的含义是()A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B．把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量D．形成约1个N—H键所放出的能量6.下列电子式书写正确的是()7.共价键的断裂有均裂和异裂两种方式，即均裂：A B―→A，异裂：A B―→A＋＋[B]－。

下列化学反应中发生共价键均裂的是()A． 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑B． 2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑C． Na2CO3＋H2O NaHCO3＋NaOHD． CH3COOH＋C2H5OH H2O＋CH3COOC2H58.NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，其充分的理由是（）A． NH3分子是极性分子B．分子内3个N—H键的键长相等，键角相等C． NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107.3°D． NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°9.下列物质中含有非极性键的共价化合物是()A． HClB． Na2O2C． C2H2D． CH410.下列描述中正确的是（）A． CS2为V形的极性分子B． ClO3-的空间构型为平面三角形C． SF6中有6对完全相同的成键电子对D． SiF4和SO32-的中心原子前者为sp3杂化，后者为sp2杂化11.根据π键的成键特征判断C＝C的键能是C—C键能的()A． 2倍B．大于2倍C．小于2倍D．无法确定12.下列氯元素含氧酸酸性最强的是（）A． HClOB． HClO2C． HClO3D． HClO413.下列各项说法中不正确的是（）A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D． N2分子中有一个σ键，2个π键14.有关甲醛分子的说法正确的是 ()①C原子采取sp杂化②甲醛分子为三角锥型结构③C原子采取sp2杂化④甲醛分子为平面三角形结构A．①②B．②③C．③④D．①④15.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ()A． CO2与SO2B． CH4与NH3C． BeCl2与BF3D． C2H4与C2H2第Ⅱ卷二、非选择题(共5小题,每小题11.0分,共55分)16.下图中A，B，C，D四条曲线分别表示ⅣA，VA，ⅥA，ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线________，表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线________；同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是_______________________。