第2讲 分子结构与性质 (2)

第2讲分子结构与性质

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1.化学键与分子结构：(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；(2)了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义；(3)能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)；(5)能用价层电子对互斥理论或杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。

2.分子间作用力与物质的性质：(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响；(2)了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。

一、“两大理论”与微粒构型

1.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断

分子(A为中心原子) 中心原子孤

电子对数

中心原子

杂化方式

分子构型示例

AB20 sp 直线形BeCl2

1 sp2V形SO2

2 sp3V形H2O

AB30 sp2平面三角形BF3

1 sp3三角锥形NH3

AB40 sp3正四面体形CH4

2.等电子原理

(1)等电子体特征

原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质相似，化学性质不同。

(2)常见等电子体

粒子通式价电子总数立体构型

CO2、SCN－、NO＋2、N－3AX216e－直线形

CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形

SO2、O3、NO－2AX218e－V形

SO2－4、PO3－4AX432e－正四面体形

PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形

CO、N2AX 10e－直线形

CH4、NH＋4AX48e－正四面体形

二、分子结构与性质

1.共价键

(1)共价键的类型

①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。

②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。

③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键。

(2)键参数

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，化学键越稳定。

②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。

③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。

④键参数对分子性质的影响

键长越短，键能越大，分子越稳定。

(3)σ键、π键的判断

①由轨道重叠方式判断

“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。

②由共用电子对数判断

单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。

③由成键轨道类型判断

s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。

2.配位键与配合物

(1)配位键

①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键；

②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，

如NH＋4可表示为，在NH＋4中，虽然有一个N—H键形成的过程与其他3个N—H键形成的过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。

(2)配合物

如[Cu(NH3)4]SO4

配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。

3.分子性质

(1)分子构型与分子极性的关系

(2)溶解性

①“相似相溶”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，若存在氢键，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，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

(3)无机含氧酸分子的酸性

无机含氧酸可写成(HO)m RO n，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO

4.范德华力、氢键、共价键的比较

角度一“两大理论”与微粒构型

1.(1)[2019·课标全国Ⅰ，35(2)]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是________、________。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是____________________________

______________________________________________________，

其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。

(2)[2019·课标全国Ⅱ，35(1)]元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________，其沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是______________________________________________________

______________________________________________________。

答案(1)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2＋(2)三角锥形低NH3分子间存在氢键

2.[2018·全国Ⅰ，35(3)]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________。LiAlH4中存在________(填标号)。

A.离子键

B.σ键

C.π键

D.氢键

答案正四面体sp3AB

3.[2018·全国Ⅱ，35(2)(4)](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，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S 原子的杂化轨道类型为________。

解析(1)价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对