高中化学：2.2《共价键与分子的立体构型》学案(新人教版选修3)
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共价键与分子的立体构型
课标解读
课标要求 学习目标
1、 认识共价分子结构的多样性和复杂性。
2、 能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。
3、 了解分子构型与分子极性等性质的系。 1、 了解杂化轨道理论的要点。
2、 熟悉常见分子的极性，掌握分子极性与
空间构型的关系。
3、了解分子的手性以及研究手性分子的意义。
知识再现
知识点1、一些典型分子的立体构型
1、 杂化轨道理论的基本要点：
⑴原子在成键时，其价层中
的原子轨道有可能混合起来，重新组合成新的原子轨道即杂化轨道。
⑵参加杂化的原子轨道数等于 。
⑶杂化轨道形状改变，，成键时轨道可以 地重叠，使成键能力增强。
⑷不同的杂化方式导致杂化轨道的空间角度分布不同，从而决定了分子的几何构型的差异。
2、 常见的杂化轨道与分子几何构型的关系
杂化类型 参与杂化的原子轨道 杂化轨道夹角 分子的几何构型 举例
种类 数目
sp ns
np 1
1
Sp2 ns
np
Sp3 ns
np
Sp3d ns np
nd
Sp3d2 ns
np
nd
知识点2、分子构型与分子性质
1、 分子的对称性
对称性是指
。
物质的对称性因素包括对称面、对称中心及对称轴。分子的许多性质如极性、旋光性及化学反应等都与分子的对称性有关
2、 分子的极性
（1） 极性分子和非极性分子
正电荷重心和负电荷重心
的分子是极性分子；正电荷重心和负电荷重心
的分子是非极性分子
（2） 分子极性的判断
①双原子分子的极性：双原子分子的极性取决于成键原子之间的
，以极性键结合的双原子分子是 分子，以非极性键结合的分子是 分子。
②多原子分子的极性：组成分子的所有化学键均为非极性键，则分子通常为 分子。以极性键结合而形成的多原子分子，既有极性分子，又有非极性分子，分子的空间构型均匀对称的是 分子；分子的空间构型不对称或中心原子具有孤对电子或配位原子不完全相同的多原子分子为 分子。
（3）分子的极性对物质溶解性的影响： 原理。
典题解悟
例1、下列叙述中正确的是（ ）
A、以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子
B、以极性键结合起来的双原子分子一定是极性分子 C、非极性分子只存在于双原子单质分子里
D、非极性分子中，一定含有非极性共价键
[解析]对于抽象的选择题可用反例法以具体的物质判断正误。A是正确的，如H2、O2等；B错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷重心重合，就是非极性分子，如CO2、CH4等；C错误，非极性键也存在于某些共价化合物中，如H2O2、C2H4等和某些离子化合物如Na2O2中；D错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CO2、CH4等。
答案：A
变形题：下列说法正确的是（ ）
A、 含有极性键的分子一定是极性分子
B、 非极性分子中一定含有非极性键
C、 由极性键形成的双原子分子一定是极性分子
D、 键的极性与分子的极性无关
答案；C
例2、试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型
（1）CO2（直线形）（2）SiF4（正四面体）（3）BCl3（平面三角形）（4）NF3（三角锥形）（5）NO2-（V形）
[解析] （1）CO2：C以两个sp杂化轨道分别与两个O形成σ键，C上另两个未杂化的p轨道分别与两个O上的p轨道形成π键，分子构型为直线形。
（2）SiF4：Si以四个sp3杂化轨道分别与四个F形成σ键，分子构型为正四面体。
（3） BCl3：B采取sp2杂化，三个杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，分子构型为平面三角形。
（4） NF3：N采取sp3杂化，其中一个杂化轨道上有一对电子，不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个F形成σ键，由于一对孤对电子的存在，三个F不可能平均瓜分N周围的空间，而是被孤对电子排斥到一侧，形成三角锥形结构。
（5） NO2-：N采取sp2杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成σ键，另一个有一对孤对电子，未杂化的p轨道与两个O上的另一个p轨道形成π34键，形成V形分子结构。
答案：略
变形题：在分子中，与氯原子成键的磷原子采用的是（ ）
A、px、py、pz轨道 B、3个sp2杂化轨道
C、2个sp杂化轨道和1个p轨道 D、3个sp3杂化轨道
例3、下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是（ ）
A、NH3 B、Cl2 C、H2O D、CCl4
[解析]解此类题的关键是会判断键的极性和常见分子的极性。NH3分子中的N-H是极性键，分子构型是三角锥形，N位于锥顶，电荷分布不对称，是极性分子；Cl2是双原子单质分子，Cl-Cl是非极性键，故Cl2是非极性分子；H2O分子中的O-H是极性键，分子构型是V形，电荷分布不对称，是极性分子；CCl4分子中的C-Cl是极性键，分子构型是正四面体形，C位于正四面体的中心，四个Cl原子位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子。
答案：D
变形题：一种元素的最高价氧化物和气态氢化物都是由极性键构成的非极性分子，这种元素是下列中的（ ）
A、硫 B、磷 C、碳 D、氯
答案：C
夯实双基
1、下列各组分子中，都属于含有极性键的非极性分子的是（ ）
A、CO2、H2S B、C2H4、CH4 C、Cl2、C2H2 D、NH3、HCl
2、下列采取sp杂化的是（ ）
A、BeH2 B、BBr3 C、SiH4 D、PH3
3、下列关于CCl4的叙述中正确的是（ ）
A、通常情况下CCl4是无色气体 B、CCl4分子是含有极性键的非极性分子
C、CCl4在空气中易燃烧生成CO2 D、CCl4易溶于水，不能从碘水中萃取碘
4、下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是（ ） A、CH4和Br2 B、NH3和H2O
C、H2S和CCl4 D、CO2和HCl
5、下列说法正确的是（ ）
A、两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键
B、两种元素原子间形成的化学键都是极性键
C、含有极性键的分子不一定是极性分子
D、极性分子一定含有极性键
6、X、Y为两种不同的元素，下列化学式一定为极性分子的是（ ）
A、XY B、XY2 C、XY3 D、XY4
7、通常情况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是（ ）
A、分子中N-Cl键键长与CCl4分子中C-Cl键键长相等
B、分子中的所有原子均达到8电子稳定结构
C、NCl3分子是非极性分子
D、NBr3比NCl3易挥发
8、下列分子中键角最小的是（ ）
A、H2O B、CO2 C、BF3 D、CCl4
9、下列分子中的碳原子采取sp2杂化的是（ ）
A、C2H2 B、C2H4 C、C3H8 D、CO2
10、sp3杂化形成的AB4型分子的空间构型是（ ）
A、平面正方形 B、四面体 C、三角锥形 D、平面三角形
11、BF3的几何构型为平面三角形，而NF3却是三角锥形，试用杂化轨道理论加以说明。
12、在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2等分子中：
（1） 以非极性键结合的非极性分子是
（2） 以极性键相结合、具有直线型结构的非极性分子是
（3） 以极性键相结合、具有正四面体结构的非极性分子是 （4） 以极性键相结合、具有三角锥型结构的极性分子是
（5） 以极性键相结合、具有形结构的极性分子是
（6） 以极性键相结合，而且分子极性最大的是
13、写出下列分子中的键角、杂化方式、键的极性、分子极性、分子的空间构型。
（1）CH4 （2）H2O （3）NH3 （4）CO2 （5）C2H2
能力提高
1、把下列液体分别装在酸式滴管中并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏转的是（ ）
A、CCl4 B、C2H5OH C、CS2 D、CH2Cl2
2、下列关于苯分子的性质描述错误的是（ ）
A、苯分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角皆为120°
B、苯分子中的碳原子，采取sp2杂化，六个碳原子中未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”形式形成一个大л键
C、苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊类型的键
D、苯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
3、下列有机化合物中含有手性碳原子的是（ ）
A、CH3CH(CH3)2 B、CH3CH2OH C、CH2OHCH2CH3 D、CH3CHO
4、NH3、H2O等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是极性键形成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是（ ）
A、分子中不能含有氢原子
B、在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键
C、在ABn分子中每个共价键都相同
D、在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量
5、在第二周期中，气态氢化物为非极性分子的元素在（ ）
A、IIA族 B、VA族 C、IV族 D、VII族
6、下列物质易溶于水，且键的极性最强的是（ ） A、HF B、CO2 C、CCl4 D、HCl
7、若ABn的中心原子上有一对孤对电子未能成键，当n=2时，其分子结构为 ；当n=3时，其分子结构为 。
8、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。
（1） PCl3
（2） BCl3
（3） CS2
（4） CCl4
（5） Cl2O
9、碘在不同溶液中呈现紫色或棕色。一般认为溶液呈紫色的表明溶解的“碘分子”并未和溶剂发生很强的结合。
已知不同温度下，碘在石蜡油中的溶液呈紫色或棕色，请回答：温度低时溶液呈 色，温度高时，溶液呈 色。
高考聚焦
1、（2004天津）下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是（ ）
A、CH4和Br2 B、NH3和H2O
C、H2S和CCl4 D、CO2和HCl
2、（2004广东）下列化合物中所有化学键都是共价键的是（ ）
