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1、选选修修3 3物物质质结结构构与与性性质质第第二二讲讲分分子子结结构构与与性性质质一一气气贯贯通通的的课课堂堂学学案案一卷冲关的课后练案一卷冲关的课后练案考考 点点 一一考考 点二点二考考 点点 三三考纲展示考纲展示考点关注考点关注(1)了解共价了解共价键键的主要的主要类类型：型：键键和和键键，能，能用用键长键长、键键能、能、键键角等角等说说明明简单简单分子的某分子的某些性些性质质(2)了解了解简单简单配合物的成配合物的成键键情况情况(3)了解了解杂杂化化轨轨道理道理论论及常及常见见的的杂杂化化轨轨道道类类型型(sp，sp2，sp3)，能用价，能用价电电子子对对互斥理互斥理论论或者或者杂杂化化
2、轨轨道理道理论论推推测测常常见见的的简单简单分子或分子或者离子的空者离子的空间结间结构构(4)了解化学了解化学键键与分子与分子间间作用力的区作用力的区别别(5)了解了解氢键氢键的存在的存在对对物物质质性性质质的影响，能的影响，能列列举举含含氢键氢键的物的物质质(6)理解离子理解离子键键的形成的形成(7)理解金属理解金属键键的含的含义义，能用金属，能用金属键键理理论论解解释释金属的一些物理性金属的一些物理性质质(1)键键和和键键的特征和性的特征和性质质(2)根据根据键长键长、键键能、能、键键角等角等参数解参数解释释和比和比较较常常见见分子的分子的性性质质和立体和立体结结构构(3)杂杂化化轨轨道理
3、道理论论及常及常见见的的杂杂化化轨轨道道类类型，价型，价电电子子对对互斥互斥理理论论(4)极性分子和非极性分子的极性分子和非极性分子的区区别别(5)等等电电子体、配位子体、配位键键和配合和配合物理物理论论(6)分子分子间间作用力、作用力、氢键氢键及其及其对对物物质质性性质质的影响的影响1本质本质在原子之间形成共用电子对。在原子之间形成共用电子对。2特征特征具有饱和性和方向性。具有饱和性和方向性。3分类分类分分类类依据依据类类型型形成共价形成共价键键的原的原子子轨轨道重叠方式道重叠方式键键原子原子轨轨道道“头头碰碰头头”重叠重叠键键原子原子轨轨道道“肩碰肩肩碰肩”重叠重叠形成共价形成共价键键的的
4、电电子子对对是否偏移是否偏移极性极性键键共用共用电电子子对发对发生偏移生偏移非极性非极性键键共用共用电电子子对对不不发发生偏移生偏移分分类类依据依据类类型型原子原子间间共共用用电电子子对对的数目的数目单键单键原子原子间间有一有一对对共用共用电电子子对对双双键键原子原子间间有两有两对对共用共用电电子子对对三三键键原子原子间间有三有三对对共用共用电电子子对对提供提供电电子子对对的方式的方式普通共价普通共价键键共用共用电电子子对对由双方提供由双方提供配位配位键键共用共用电电子子对对由一方提供由一方提供4键参数键参数(1)概念：概念：(2)键参数对分子性质的影响：键参数对分子性质的影响：5等电子体原理
5、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原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。键特征，具有许多相近的性质。特别提醒特别提醒(1)共价单键全为共价单键全为键，双键中有一个键，双键中有一个键和一个键和一个键，三键，三键中有一个键中有一个键和两个键和两个键。键。(2)一般一般键比键比键稳定。键稳定。(3)稀有气体分子中没有化学键。稀有气体分子中没有化学键。例例1氮及其化合物在生活、生产和科技等方面有重氮及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用。请回答下列问题。要的应用。请回答下列问题。(1)氮元素基态原子的价电子排布式为氮元素基态原子的价电子排
6、布式为_。(2)在氮气分子中，氮原子之间存在着在氮气分子中，氮原子之间存在着_个个键和键和_个个键。键。(3)氮、氧、氟是同周期相邻的三种元素，氮原子的第氮、氧、氟是同周期相邻的三种元素，氮原子的第一电离能一电离能_(填填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)氧原子的氧原子的第一电离能；第一电离能；(4)氮元素的氢化物氮元素的氢化物NH3是一种易液化的气体，该是一种易液化的气体，该气体易液化的原因是气体易液化的原因是_。解析解析(1)根据根据N元素原子结构示意图元素原子结构示意图 ，基态，基态原子的价电子排布式为原子的价电子排布式为2s22p3。(2)N2分子中含有分子中含有 NN键，其中
7、键，其中1个个键，键，2个个键。键。(3)由于由于N的的L能层为半充满状态，故其第一电离能大于氧能层为半充满状态，故其第一电离能大于氧的第一电离能。的第一电离能。(4)由于氮原子原子半径小，电负性强，氨分子间易形成由于氮原子原子半径小，电负性强，氨分子间易形成氢键，使得氢键，使得NH3的沸点升高，易于液化。的沸点升高，易于液化。答案答案 (1)2s22p3(2)12(3)大于大于(4)氨分子间易形成氢键，使其沸点升高而易被液化氨分子间易形成氢键，使其沸点升高而易被液化11.下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是 ()A键比键比键重叠程度大，形成的共价键强键重叠程度大，形成的共价键强B两个原子
8、之间形成共价键时，最多有一个两个原子之间形成共价键时，最多有一个键键C气体单质中，一定有气体单质中，一定有键，可能有键，可能有键键DN2分子中有一个分子中有一个键，两个键，两个键键.答案：答案：C解析：解析：从原子轨道的重叠程度看，从原子轨道的重叠程度看，键轨道重叠程度比键轨道重叠程度比键重叠程度小，故键重叠程度小，故键稳定性低于键稳定性低于键，键，A项正确；根据项正确；根据电子云的形状和成键时的重叠原则，两个原子形成的共电子云的形状和成键时的重叠原则，两个原子形成的共价键最多只有一个价键最多只有一个键，可能没有键，可能没有键，也可能有键，也可能有1个或个或2个个键，键，B、D正确；稀有气体为
9、单原子分子，不存在化正确；稀有气体为单原子分子，不存在化学键，故学键，故C项错误。项错误。12.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定B元素周期表中的元素周期表中的A族族(除除H外外)和和A族元素的原子族元素的原子 间可能形成共价键间可能形成共价键C水分子可表示为水分子可表示为HOH，分子中键角为，分子中键角为180DHO键键能为键键能为463 kJmol1，即，即18 g H2O分解成分解成 H2和和O2时，消耗能量为时，消耗能量为2463 kJ答案：答案：B解析：解析：D中中HO键键能为键键能为463 kJmo
10、l1，指的是气态基态，指的是气态基态氢原子和氧原子形成氢原子和氧原子形成1 mol HO键时释放的最低能量，则键时释放的最低能量，则拆开拆开1 mol HO键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为量也为463 kJ,18 g H2O即即1 mol H2O中含中含2 mol HO键，键，断开时需吸收断开时需吸收2463 kJ的能量形成气态氢原子和氧原子，的能量形成气态氢原子和氧原子，再进一步形成再进一步形成H2和和O2时，还需释放出一部分能量，故时，还需释放出一部分能量，故D错；错；Li的电负性为的电负性为1.0，I的电负性为的电负性为2.5，其差值为，其差
11、值为1.51.7，所，所以以LiI以共价键成分为主，以共价键成分为主，B项正确。项正确。13.下列物质的分子中既有下列物质的分子中既有键，又有键，又有键的是键的是 ()HClH2ON2H2O2C2H4C2H2A BC D答案：答案：D解析：解析：单键均为单键均为键，双键和三键中各存在一个键，双键和三键中各存在一个键，其键，其余均为余均为键。键。1用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其
12、中其中a是中心原子的价电子数是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数要加上电荷数)，b是是1个与中心原子结合的原子提供的价电个与中心原子结合的原子提供的价电子数，子数，x是与中心原子结合的原子数。是与中心原子结合的原子数。(2)价层电子对互斥理论与分子构型：价层电子对互斥理论与分子构型：电电子子对对数数成成键键对对数数孤孤电电子子对对数数电电子子对对空空间间构型构型分子空分子空间间构型构型实实例例220直直线线形形直直线线形形CO2330三角形三角形三角形三角形BF321V形形SO2440四面体形四面体形正四面体形正四面体形CH431三角三角锥锥形
13、形NH322V形形H2O2用杂化轨道理论推测分子的立体构型用杂化轨道理论推测分子的立体构型杂杂化化类类型型杂杂化化轨轨道数目道数目杂杂化化轨轨道道间夹间夹角角空空间间构型构型实实例例sp2180直直线线形形BeCl2sp23120平面三角形平面三角形BF3sp3410928正四面体形正四面体形CH43.配位化合物配位化合物(1)概念：概念：由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。子以配位键结合形成的化合物。(3)组成：组成：例如例如Cu(NH3)4(OH)2答案答案CD误区误区警示警示价层电子对互斥模型说明的是价层电子
14、对的价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的成键电子对的空间构型，而分子的空间构型指的成键电子对的空间构型，不包括孤电子对，若中心原子无孤电空间构型，不包括孤电子对，若中心原子无孤电子对时，两者的构型才一致。子对时，两者的构型才一致。答案：答案：sp3三角锥形三角锥形22.用价层电子互斥理论预测用价层电子互斥理论预测H2S和和BF3的立体结构，的立体结构，两个结论都正确的是两个结论都正确的是 ()A直线形；三角锥形直线形；三角锥形 BV形；三角锥形形；三角锥形C直线形；平面三角形直线形；平面三角形 DV形；平面三角形形；平面三角形答案：答案：D解析：解析：据价电子对
15、互斥理论可知，据价电子对互斥理论可知，H2S分子中分子中S原子采用原子采用不等性不等性sp3杂化，除两对孤对电子外，对外的两个杂化杂化，除两对孤对电子外，对外的两个杂化轨道分别与一个轨道分别与一个H原子的各一个原子的各一个1s轨道重叠成键，呈轨道重叠成键，呈V形结构；形结构；BF3分子中分子中B原子采用原子采用sp2杂化，三个杂化，三个sp2杂化轨杂化轨道分别与三个道分别与三个F原子的各一个原子的各一个2p轨道重叠成键，呈平面轨道重叠成键，呈平面三角形结构。三角形结构。23.双选题双选题(2011海南高考海南高考)下列分子中，属于非极性下列分子中，属于非极性的是的是()ASO2 BBeCl2C
16、BBr3 DCOCl2答案：答案：BC解析：解析：根据价层电子对互斥理论可得四种分子的结构根据价层电子对互斥理论可得四种分子的结构如下：如下：1范德华力、氢键和共价键的比较范德华力、氢键和共价键的比较范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键概念概念物物质质分子之分子之间间普遍存在的一普遍存在的一种相互作用的种相互作用的力，又称分子力，又称分子间间作用力作用力由已由已经经与与电负电负性很性很强强的原子形成共价的原子形成共价键键的的氢氢原子与另一原子与另一个分子中个分子中电负电负性很性很强强的原子之的原子之间间的作的作用力用力原子原子间间通通过过共用共用电电子子对对所形成的相所形成的相互作用互作用范德
17、范德华华力力氢键氢键共价共价键键作用粒子作用粒子分子或原子分子或原子(稀稀有气体有气体)氢氢原子，氟、原子，氟、氮、氧原子氮、氧原子(分分子内、分子子内、分子间间)原子原子特征特征无方向性、无无方向性、无饱饱和性和性有方向性、有有方向性、有饱饱和性和性有方向性、有方向性、有有饱饱和性和性强强度比度比较较共价共价键键氢键氢键范德范德华华力力范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键影响影响强强度度的因的因素素随着分子极性和相随着分子极性和相对对分子分子质质量的增大而量的增大而增大增大组组成和成和结结构相似的构相似的物物质质，相，相对对分子分子质质量量越大，分子越大，分子间间作用力作用力越大越大对对于于
18、AHB，A、B的的电负电负性越大，性越大，B原原子的半径越小，子的半径越小，氢键键氢键键能越大能越大成成键键原子半径原子半径越小，越小，键长键长越越短，短，键键能越大，能越大，共价共价键键越越稳稳定定范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键对对物物质质性性质质的的影影响响影响物影响物质质的熔沸点、的熔沸点、溶解度等物理性溶解度等物理性质质组组成和成和结结构相似的物构相似的物质质，随相，随相对对分子分子质质量的量的增大，物增大，物质质的熔沸点升的熔沸点升高，如高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子分子间氢键间氢键的存的存在，使物在，使物质质的熔的熔沸点升高，在水沸点升高，在水中的溶解
19、度增大，中的溶解度增大，如熔沸点：如熔沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3影响分影响分子的子的稳稳定定性性共价共价键键键键能越大，能越大，分子分子稳稳定定性越性越强强2分子的极性分子的极性(1)极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。(2)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。3溶解性溶解性(1)“相似相溶相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，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
20、键作用力越大，溶解性越好。溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。(2)“相似相溶相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互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。溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。4手性手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。5无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素，如果成酸元素R相同，则相同，则n值越大，值越大，R的正电性越
21、高，使的正电性越高，使ROH中中O的电子向的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越强。，酸性越强。如如HClOHClO2HClO3HClO4。例例3短周期的短周期的5种非金属元素，其中种非金属元素，其中A、B、C的最外层电的最外层电子排布可表示为：子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与与B同主族，同主族，E在在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。的元素。回答下列问题：回答下列问题：(1)由由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，四种元素中的两种元素可形成多种
22、分子，下列分子下列分子BC2BA4A2C2BE4，其中属于极性，其中属于极性分子的是分子的是_(填序号填序号)。(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是原因是_。(3)B、C两元素能和两元素能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子元素组成两种常见的溶剂，其分子式分别为式分别为_、_。DE4在前者中的溶解性在前者中的溶解性_(填填“大于大于”或或“小于小于”)在后者中的溶解性。在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和和DE4的沸点从高到低的顺序为的沸点从高到低的顺序为_(填化学式填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如
23、三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为：弱的顺序为：_(填化学式填化学式)。解析解析由审题导引可知：由审题导引可知：A：H，B：C，C：O，D：Si，E：Cl。(1)、分别为分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。为极性分子，其他为非极性分子。(2)C的氢化物为的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。高的重要原因。(3)B、A两元素组成苯，两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常两元素组成水，
24、两者都为常见的溶剂，见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA4、BE4、DE4分别为分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为强，故它们的沸点顺序为SiCl4CCl4CH4。(5)这四种酸分别为这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m1；n0)，n值越大，值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为H
25、ClO4HClO3HClO2HClO。答案答案(1)(2)H2O分子间形成氢键分子间形成氢键(3)C6H6H2O大于大于(4)SiCl4CCl4CH4(5)HClO4HClO3HClO2HClO归归纳纳拓拓展展(1)非极性键形成非极性分子。非极性键形成非极性分子。(2)极性键形成的双原子分子是极性分子。极性键形成的双原子分子是极性分子。(3)极性键形成的多原子分子中，若正电荷中心和负极性键形成的多原子分子中，若正电荷中心和负 电荷中心重合则形成非极性分子，若不重合则形电荷中心重合则形成非极性分子，若不重合则形 成极性分子。成极性分子。(4)对于对于ABn形分子，中心原子形分子，中心原子A的价电
26、子数等于化的价电子数等于化 合价数值时，为非极性分子，如合价数值时，为非极性分子，如CO2、SO3等。等。31.下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是是 ()AH2O BCl2CNH3 DCCl4答案：答案：D解析：解析：H2O分子中分子中OH键为极性键，两个键为极性键，两个OH键之间键之间的夹角约为的夹角约为105，整个分子的电荷分布不对称，是极性，整个分子的电荷分布不对称，是极性分子。分子。Cl2是双原子单质分子，是双原子单质分子，ClCl键是非极性键，键是非极性键，是含非极性键的非极性分子。是含非极性键的非极性分子。NH3分子中分子中NH键是极
27、键是极性键，分子构型是三角锥形，性键，分子构型是三角锥形，N原子位于顶端，电荷分原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子。布不对称，是极性分子。CCl4分子中分子中CCl键是极性键，键是极性键，分子构型呈正四面体形，分子构型呈正四面体形，C原子位于正四面体中心，四原子位于正四面体中心，四个个Cl原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子。是非极性分子。32.下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A离子化合物中不可能存在非极性键离子化合物中不可能存在非极性键B非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键非极性分子中不可能既含极性键又含非
28、极性键C非极性分子中一定含有非极性键非极性分子中一定含有非极性键D不同非金属元素原子之间形成的化学键都是极性键不同非金属元素原子之间形成的化学键都是极性键答案：答案：D解析：解析：A项离子化合物中可能存在非极性键，如项离子化合物中可能存在非极性键，如Na2O2是是离子化合物，其中离子化合物，其中OO键是非极性键，故键是非极性键，故A错误。错误。B项非项非极性分子中，可能既含非极性键又含极性键，如乙烯分极性分子中，可能既含非极性键又含极性键，如乙烯分子中，子中，CH键是极性键，键是极性键，C=C键是非极性键。键是非极性键。C项由项由极性键组成的多原子分子，只要分子结构对称就是非极极性键组成的多原
29、子分子，只要分子结构对称就是非极性分子，如性分子，如CO2(O=C=O)是非极性分子，分子中所是非极性分子，分子中所有化学键都是极性键，故有化学键都是极性键，故C也是错误的。也是错误的。D项叙述正确，项叙述正确，因为不同非金属原子吸引电子的能力不同，它们之间的因为不同非金属原子吸引电子的能力不同，它们之间的共用电子对必偏向其中一方而形成极性共价键。共用电子对必偏向其中一方而形成极性共价键。33.双选题双选题下列说法中错误的是下列说法中错误的是 ()A卤化氢中，以卤化氢中，以HF沸点最高，是由于沸点最高，是由于HF分子间存分子间存在氢键在氢键B邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、邻羟基苯甲
30、醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低沸点低CH2O的沸点比的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键的沸点高，是由于水中氢键键能大能大D氢键氢键XHY的三个原子总在一条直线上的三个原子总在一条直线上解析：解析：本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在。本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在。因因HF存在氢键，所以沸点存在氢键，所以沸点HFHBrHCl，A正确；邻羟正确；邻羟基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高，点高，B正
31、确；据正确；据F原子半径小于原子半径小于O原子半径，可知原子半径，可知(HF)n中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，但由于一中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，但由于一个个HF分子只能与两个相邻的分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键，而一个分子形成氢键，而一个H2O分子可与四个相邻的分子可与四个相邻的H2O分子形成氢键，故水的沸点分子形成氢键，故水的沸点比比HF的沸点高，的沸点高，C项不正确；氢键有方向性，但氢键的项不正确；氢键有方向性，但氢键的形成不像共价键对方向的要求那么高，故形成不像共价键对方向的要求那么高，故XHY不一不一定总在一条直线上，定总在一条直线上，D不正确。不正确。答案：答案：CD点点 击击 下下 图图 进进 入入同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全