高中化学选修三——分子结构与性质
分子结构与性质
一、共价键
1.本质：原子间形成共用电子对
非极性共价键：两个相同的非金属元素的原子间形成的共价键
分类 {
极性共价键：两个不相同的非金属元素的原子间形成的共价键
思考：用电子式表示H2、 HCl 的形成
共价键特征：
①饱和性：每个原子形成共价键的数目是确定的②方向性：原子轨道沿
一定方向重叠使成键的原子轨道最大程度地重叠
2.σ键和π键
①σ键 -- 原子轨道沿着连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键
特点：以形成化学键的两个原子核的连线为轴旋转，σ键电子云的图形不变
电子云描述氢原子形成氢分子的过程（s-sσ键）
②π键 -- 原子轨道沿着连线方向以“肩并肩”方式重叠形成的共价键
特点：（1）电子云为镜像，即是每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两
个原子核构成的平面的两侧
（ 2）不稳定 , 容易断裂
p-p π键的形成
键型
σ 键π 键
特点
成键方向沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”
电子云形状轴对称镜像对称
牢固程度强度大，不易断裂强度较小，易断裂
共价单键全是σ键
成键判断规律共价双键中一个是σ 键，另一个是π 键
共价叁键中一个σ 键，另两个为π 键
N2分子中的 N≡N
思考：分析 CH3CH3、CH2=CH2、CH≡ CH、CO2分子中键的类别和个数
3.键参数 -- 键能、键长与键角①键能：气态基态原子形成
1 mol 化学键释放的最低能量键能越大，即形成化学键时放
出的能量越多，化学键越稳定
应用 -- 计算化学反应的反应热H=反应物键能总和 - 生成物键能总和
②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距
键长是衡量共价稳定性的另一个参数
规律：键长越短，一般键能越大，共价键越稳定
一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分
子越稳定，化学性质越稳定
③键角：两个共价键之间的夹角
键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关
思考： N2、 O2、F2跟 H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解
4. 等电子原理
如N和CO 等电子体：原子总数相同、价电子（最外层电子）总数相同的分子
2
是等电子体，但N2和 C2 H4不是等电子体
等电子体原理：原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它
们的物理性质是相近的。例如 N2和 CO的熔沸点、溶解性、分子解离能等都非常
接近
5.用质谱测定分子的结构
原理：不同质核比的粒子在磁场中运动轨迹不同
eg：1. 下列物质中能证明某化合物中一定有离子键的是（
）
A. 可溶于水
B.熔点较高
C.水溶液能导电
D.熔融状态能导电
2. 下列关于化学键的叙述中，正确的是（）
A.离子化合物可以含共价键
B.共价化合物可能含离子键
C.离子化合物中只含离子键
D.只有活泼金属与活泼非金属间才能形成离子键
3. 能够用键能解释的是（）
A.氮气的化学性质比氧气稳定
B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体
C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发，硫酸难挥发
二、分子的立体结构
1.价层电子对互斥理论
对于 AB n型分子，价电子对数= σ键电子对数 +中心原子的孤电子对数
σ键电子对数 = n，孤电子对数 = 1（ a-nb ）
2
a：中心原子价的价电子数
n：与中心原子结合的原子数
b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（ H 为 1，其他原子等于“ 8- 该原子的价电子数”）
注意：①对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或
减去正离子的电荷数
②双键、叁键等多重键作为 1 对电子看待
思考：分析 CCl 3- + 2- +
、PO 、NH 、SO、SO 、NO、HO的立体构型
4 4 4 3 4 2 3
2.杂化轨道理论
① CH4的正四面体构型
sp3杂化：碳原子的 2s 轨道和 3 个 2p 轨道进行杂化，得到 4 个相同的 sp3杂化轨道，夹角 109° 28′，分子的几何构型为正四面体
思考： CCl4的杂化类型和结构
② BF3的平面正三角形
sp2杂化：硼原子的 2s 轨道与 2 个 2p 轨道进行杂化，得到 3 个相同的 sp2杂化轨道，夹角是 120°，分子的几何构型为平面正三角形
思考 CH2=CH2的杂化类型和结构
③BeCl2的直线型
sp 杂化：铍原子的 2s 轨道与 1 个 2p 轨道进行杂化，得到 2 个相同的 sp 杂化轨道，夹角是 180°，分子的几何构型为直线型
思考 CH≡CH的杂化类型和结构
杂化类型sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道 1 个 s + 1 个 p 1 个 s + 2 个 p 1 个 s + 3 个 p 杂化轨道数 2 个 sp 杂化轨道 3 个 sp2杂化轨道 4 个 sp3杂化轨道杂化轨道间夹角1800 1200 1090 28′空间构型直线正三角形正四面体
实例BeCl2 , CH≡CH BF3 , CH 2=CH2 CH4,CCl 4
解题技巧：
①看中心原子有没有形成双键或三键，如果有 1 个三键，则其中有 2 个π键，用去了 2 个 p 轨道，形成的是 sp 杂化；如果有 1 个双键则其中有 1 个π键，形成的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是 sp3杂化
②杂化轨道数 =中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
③判断分子的VSEPR模型，根据构型与杂化类型的对应关系
代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构
CO 0+2=2 sp 直线型
2
BF3 0+3=3 sp2 平面三角形
CH 0+4=4 sp 3 正四面体型4
SO2 1+2=3 sp2 V 型
3
1+3=4 sp 3 三角锥型NH
H2O 2+2=4 sp3 V 型
注意：杂化轨道只用于形成σ键或容纳未参与成键的孤电子对，而π键都是
由未杂化的轨道形成的
3.配合物理论
①配位键 -- 共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键
形成条件：一个原子必须有孤对电子，另一原子必须有接受孤对电子的空轨道
表示方法
A B
电子对给予体电子对接受体
++
含有配位键的离子或分子：H3O、NH4
②配位化合物 -- 由金属离子（或原子）与分子或离子以配位键结合形成的复杂
化合物
中心原子：具有接受孤对电子的离子或原子
