当前位置：文档之家 › 共价键及分子结构知识梳理

共价键及分子结构知识梳理

  • 格式：pdf
  • 大小：257.20 KB
  • 文档页数：6

共价键及分⼦结构知识梳理

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 ＞2

1E 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）某些化学键的键能如下表（kJ ·mol －1）

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：

2233【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。

②中⼼原⼦上有孤电⼦对的分⼦空间构型确定⽅法

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 －O109°28′；SO 2Cl 2分⼦中∠Cl －S －ClSO 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

2-2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）

【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。

（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N N

N N N

N N OH

HO N N N

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Fe4[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 ＝1D ．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

合集下载

10章共价键与分子结构习题全解答

10章共价键与分子结构习题全解答

1 第10章 共价键与分子结构习题解答

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 2 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：

共价键及分子结构知识梳理

共价键及分子结构知识梳理

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-pc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-pn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

化学化学键与分子结构知识点总结

化学化学键与分子结构知识点总结

化学化学键与分子结构知识点总结

化学中的化学键与分子结构是理解物质性质和化学反应的重要基础。下面让我们一起深入探讨这一关键领域的重要知识点。

一、化学键的类型

1、 离子键

离子键是由阴阳离子之间的静电引力形成的。通常在金属与非金属元素之间形成，例如氯化钠（NaCl）。金属原子失去电子形成阳离子，非金属原子获得电子形成阴离子，阴阳离子通过静电作用紧密结合。离子键的特点是无方向性和饱和性，离子化合物在固态时一般为晶体，具有较高的熔点和沸点，在熔融状态或水溶液中能导电。

2、 共价键

共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键。可以分为极性共价键和非极性共价键。

（1）极性共价键：共用电子对偏向电负性较大的原子，如氯化氢（HCl）中的氢氯键。

（2）非极性共价键：共用电子对在成键原子间均匀分布，如氢气（H₂）中的氢氢键。共价键具有方向性和饱和性，决定了分子的空间构型。共价化合物一般熔点、沸点较低，在熔融状态下不导电。

3、 金属键 金属键存在于金属晶体中，是由金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用形成。金属键使得金属具有良好的导电性、导热性和延展性。

二、共价键的参数

1、 键长

指两个成键原子的核间距离。键长越短，键能越大，化学键越稳定。

2、 键能

断开 1mol 化学键所吸收的能量或形成 1mol 化学键所释放的能量。键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。

3、 键角

分子中两个共价键之间的夹角。键角决定了分子的空间构型。

三、分子的空间构型

1、 价层电子对互斥理论（VSEPR）

该理论认为，分子的构型主要取决于中心原子价层电子对的数目和类型。价层电子对包括成键电子对和孤电子对。根据价层电子对的数目，可以预测分子的空间构型。

2、 杂化轨道理论

原子在形成分子时，为了增强成键能力，中心原子的若干不同类型、能量相近的原子轨道重新组合成一组新的轨道，称为杂化轨道。常见的杂化类型有 sp、sp²、sp³ 等。 （1）sp 杂化：如乙炔（C₂H₂）中的碳原子，形成直线型分子。

考点39 共价键 共价化合物-(解析版)

考点39 共价键 共价化合物-(解析版)

考点39 共价键 共价分子

【知识梳理】

一、共价键

1．共价键的形成过程 (1)氯化氢分子的形成过程

①H原子需获得1个电子达到稳定结构，Cl原子需获得1个电子达到稳定结构。

①H原子和Cl原子各提供1个电子组成一对共用电子，使两原子最外电子层都达到稳定结构并产生强烈的相互作用，从而形成了HCl分子。

(2)形象表示：

2．共价键

(1)概念：原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用称为共价键。

(2)成键三要素 ①成键微粒：原子。①成键元素：一般是同种的或不同种的非金属元素。

①成键条件：成键原子成键前最外层电子未达到饱和状态。

二、共价分子

1．共价分子：原子之间全部以共价键结合的分子叫作共价分子。

2．共价化合物 (1)概念：以共用电子对形成分子的化合物。

(2)四类常见的共价化合物 ①非金属氢化物：如NH3、H2S、H2O等。①非金属氧化物：如CO、CO2、SO2等。①酸：如H2SO4、HNO3等。①大多数有机化合物：如CH4、CH3CH2OH等。

3．碳元素位于第二周期①A族，在化学反应中碳原子既不易失去电子，也不易得到电子，通常与其他原子以共价键相结合。

碳原子的成键特点 碳原子之间的连接方式 键的个数 键的类型

每个碳原子形成4对共用电子对 碳碳单键()

碳碳双键()

碳碳三键(—C≡C—) 碳原子之间可以连成碳链或碳环

碳原子成键方式的多样性，是有机化合物种类繁多的原因之一。

从原子结构的角度分析：因为碳原子最外层有4个电子，既不易失电子，也不易得电子，所以易与其他原子以共价键相结合。碳原子最外层的4个电子，可以与其他原子分别形成4对共用电子对，达到8电子稳定结构，故易形成4个共价键。

4．稀有气体元素最外层电子数已达到该电子层的稳定结构，难得到或失去电子，不能形成双原子分子。

三、共价键和离子键的比较

共价键 离子键

成键微粒 原子 阴、阳离子

成键原因 非金属元素的原子最外层电子未达到稳定结构，原子间通过共用电子对形成共价键 活泼金属与活泼非金属化合时易发生电子得失达到稳定结构，形成离子键