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1、第二第二节节分子分子结结构与性构与性质质考考纲纲展示展示1.了了解解共共价价键键的的形形成成，能能用用键键能能、键键长长、键键角角等等说说明明简简单单分分子子的某些性的某些性质质。2.了了解解杂杂化化轨轨道道理理论论及及常常见见的的杂杂化化轨轨道道类类型型(sp、sp2、sp3)。能能用用价价层层电电子子对对互互斥斥理理论论或或者者杂杂化化轨轨道道理理论论推推测测常常见见的的简简单单分分子子或离子的空或离子的空间结间结构。构。3.了解化学了解化学键键和分子和分子间间作用力的区作用力的区别别。4.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的影响,能列能列举举含有含有氢键氢键的物的物质
2、质.教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基一、共价一、共价键键1共价共价键键的本的本质质与特征与特征共价共价键键的本的本质质是原子之是原子之间间形成形成_；共价；共价键键具有方具有方向性和向性和_性的基本特征。性的基本特征。2共价共价键键种种类类根据形成共价根据形成共价键键的原子的原子轨轨道重叠方式可分道重叠方式可分为为键键和和键键。键键强强度比度比键键强强度度_。共用共用电电子子对对饱饱和和大大1 mol180105 N2二、分子的立体构型二、分子的立体构型1价价层电层电子子对对互斥模型互斥模型对对于于ABn型分子的立体构型型分子的立体构型(1)中中心心原原子子A的的价价电电子子都都用用于于形形成
3、成共共价价键键，无无孤孤电电子子对对，则则n2时时直直线线形、形、n3时时正三角形、正三角形、n4时时_形。形。(2)中中心心原原子子A有有未未用用于于形形成成共共价价键键的的价价电电子子，有有孤孤电电子子对对，则则n2时时V形、形、n3时时_形。形。正四面体正四面体三角三角锥锥2杂杂化化轨轨道理道理论论180120中心离子中心离子配体配体三、分子的性三、分子的性质质1键键的极性和分子的极性的极性和分子的极性(1)键键的极性的极性极极性性共共价价键键是是指指由由不不同同原原子子形形成成的的共共价价键键，电电子子对对会会发发生生偏偏移移，电电负负性性较较大大的的原原子子呈呈负负电电性性，电电负负
4、性性较较小小的的原原子子呈呈正正电电性性，简简称称_键键。非非极极性性共共价价键键是是指指由由同同种种原原子子形形成成的的共共价价键键，电电子子对对不不发发生生偏移，偏移，简简称称_键键。极性极性非极性非极性(2)分子的极性分子的极性极性分子和非极性分子极性分子和非极性分子2范德范德华华力和力和氢键氢键(1)范德范德华华力力物物质质分分子子间间普普遍遍存存在在的的一一种种相相互互作作用用力力称称为为范范德德华华力力。范范德德华华力力约约比化学比化学键键的的键键能小能小12数量数量级级。结结构构相相似似的的物物质质，相相对对分分子子质质量量越越大大，范范德德华华力力越越大大；分分子子的极性越大，
5、范德的极性越大，范德华华力越大。力越大。范范德德华华力力主主要要影影响响物物质质的的物物理理性性质质，范范德德华华力力越越大大，物物质质的的熔、沸点熔、沸点_。越高越高(2)氢键氢键氢氢键键：由由已已经经与与电电负负性性很很大大的的原原子子形形成成共共价价键键的的氢氢原原子子(如如水水分分子子中中的的氢氢)与与另另一一个个电电负负性性很很大大的的原原子子(如如水水分分子子中中的的氧氧)之之间间的作用力。的作用力。分子分子间氢键间氢键：使物：使物质质的熔、沸点的熔、沸点_。氢键氢键表示方法：表示方法：XHY。卤卤族族元元素素氢氢化化物物中中存存在在氢氢键键的的是是HF，氧氧族族元元素素氢氢化化物
6、物中中存存在在氢键氢键的是的是_，氮族元素，氮族元素氢氢化物中存在化物中存在氢键氢键的是的是NH3。升高升高H2O考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析考点考点1化学化学键键与分子构型的判断与分子构型的判断1键键、键键的判断的判断(1)由由轨轨道重叠方式判断道重叠方式判断“头头碰碰头头”重叠重叠为为键键，“肩并肩肩并肩”重叠重叠为为键键。(2)由共用由共用电电子子对对数判断数判断单键为单键为键键；双；双键键或三或三键键，其中一个，其中一个为为键键，其余，其余为为键键。(3)由成由成键轨键轨道道类类型判断型判断s轨轨道形成的共价道形成的共价键键全部是全部是键键；杂杂化化轨轨道形成的共价道形成的共价键键
7、全部全部为为键键。2中心原子中心原子杂杂化化类类型与分子构型的判断型与分子构型的判断(1)由由杂杂化化轨轨道数判断道数判断杂杂化化轨轨道用来形成道用来形成键键和容和容纳纳孤孤电电子子对对，所以有公式：，所以有公式：杂杂化化轨轨道数中心原子的孤道数中心原子的孤电电子子对对的的对对数中心原子的数中心原子的键键个数个数代表物代表物杂杂化化轨轨道数道数中心原子中心原子杂杂化化轨轨道道类类型型CO2022spCH2O033sp2CH4044sp3SO2123sp2NH3134sp3H2O224sp3(2)中心原子中心原子杂杂化化类类型和分子构型的相互判断型和分子构型的相互判断中心原子的中心原子的杂杂化化
8、类类型和分子构型有关型和分子构型有关,二者之二者之间间可以相互判断可以相互判断.分子分子组组成成(A为为中心中心原子原子)中心原子的中心原子的孤孤电电子子对对数数中心原子的中心原子的杂杂化方式化方式分子空分子空间间构型构型示例示例AB20sp直直线线形形CO21sp2V形形SO22sp3V形形H2OAB30sp2平面三角形平面三角形BF31sp3三角三角锥锥形形NH3AB40sp3正四面体形正四面体形CH4特特别别提醒：提醒：(1)杂杂化化轨轨道只用于形成道只用于形成键键或者用来容或者用来容纳纳孤孤电电子子对对，剩余的剩余的p轨轨道可以形成道可以形成键键，即，即杂杂化化过过程中若程中若还还有未
9、参与有未参与杂杂化的化的p轨轨道，可用于形成道，可用于形成键键。(2)组组成相似的分子中心原子的成相似的分子中心原子的杂杂化化类类型不一定相同，要看其型不一定相同，要看其键键和孤和孤电电子子对对数是否相同。数是否相同。(3)价价层层电电子子对对互斥模型互斥模型说说明的是价明的是价层电层电子子对对的空的空间间构型，而分子的空构型，而分子的空间间构型指的是成构型指的是成键电键电子子对对空空间间构型，不包括孤构型，不包括孤电电子子对对。当中当中心原子无孤心原子无孤电电子子对时对时，两者的构型一致；，两者的构型一致；当中心原子有孤当中心原子有孤电电子子对时对时，两者的构型不一致。，两者的构型不一致。例
10、例1(2)在在铜锰铜锰氧化物的催化下，氧化物的催化下，CO被氧化被氧化为为CO2，HCHO被氧化被氧化为为CO2和和H2O。根据等根据等电电子体原理，子体原理，CO分子的分子的结结构式构式为为_。H2O分子中分子中O原子原子轨轨道的道的杂杂化化类类型型为为_。1 mol CO2中含有的中含有的键键数目数目为为_。(3)向向CuSO4溶液中加入溶液中加入过过量量NaOH溶液可生成溶液可生成Cu(OH)42。不考不考虑虑空空间间构型。构型。Cu(OH)42的的结结构可用示意构可用示意图图表示表示为为_。【答案答案】(1)1s22s22p63s23p63d5(或或Ar3d5)平面三角形平面三角形(2
11、)COsp326.021023 个个(或或2 mol)(3)即即时应时应用用1(2011高考福建卷高考福建卷)氮元素可以形成多种化氮元素可以形成多种化合物。合物。回答以下回答以下问题问题：(1)基基态态氮原子的价氮原子的价电电子排布式是子排布式是_。(2)C、N、O三种元素第一三种元素第一电电离能从大到小的离能从大到小的顺顺序是序是_。(3)肼肼(N2H4)分子可分子可视为视为NH3分子中的一个分子中的一个氢氢原子被原子被NH2(氨基氨基)取代形成的另一种氮的取代形成的另一种氮的氢氢化物。化物。NH3分子的空分子的空间间构型是构型是_；N2H4分子中氮原子分子中氮原子轨轨道的道的杂杂化化类类型
12、是型是_。(4)图图1表示某种含氮有机化合物的表示某种含氮有机化合物的结结构，其分子内构，其分子内4个氮原子个氮原子分分别别位于正四面体的位于正四面体的4个个顶顶点点(见图见图2)。分子内存在空腔，能嵌。分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成入某离子或分子并形成4个个氢键氢键予以予以识别识别。下列分子或离子中，。下列分子或离子中，能被能被该该有机化合物有机化合物识别识别的是的是_(填填标标号号)。图图1图图2解解析析：(1)氮氮原原子子的的价价电电子子排排布布式式：2s22p3。(2)同同周周期期元元素素第第一一电电离离能能从从左左向向右右有有增增大大的的趋趋势势，第第A、A族族突突减减，因
13、因此此三三者者的的第第一一电电离离能能从从大大到到小小的的顺顺序序为为NOC。(3)NH3的的空空间间构构型型是是三三角角锥锥形形，N2H4分分子子可可看看作作两两个个NH3分分子子脱脱去去一一个个H2分分子子所所得得，氮氮原原子子采采用用sp3杂杂化化方方式式结结合合。1 mol N2中中含含有有2 mol 键键，4 mol NH键键断断裂裂即即有有1 mol N2H4反反应应，生生成成1.5 mol N2，则则形形成成3 mol 键键。硫硫酸酸铵铵晶晶体体是是离离子子晶晶体体，则则N2H6SO4晶晶体体也也是是离离子子晶晶体体，内内部部不不含含有有范范德德华华力力。(4)能能被被该该有有机
14、机物物识识别别即即能能嵌嵌入入空空腔腔形形成成4个个氢氢键键，则则要要求求某某分分子子或或离离子子是是正正四四面面体体结结构且能形成构且能形成氢键氢键，只有，只有c项项符合符合题题意。意。答案：答案：(1)2s22p3(2)NOC(3)三角三角锥锥形形sp33d(4)c考点考点2微粒微粒间间作用力与物作用力与物质质的性的性质质范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键作用作用微粒微粒分子或原子分子或原子(稀有气体稀有气体)氢氢原子、原子、电负电负性性强强的原子的原子原子原子强强度度比比较较共价共价键键氢键氢键范德范德华华力力影响影响强强度度的因的因素素随着分子极性和随着分子极性和相相对对分子分子质质
15、量的增量的增大而增大大而增大组组成和成和结结构相似构相似的物的物质质，相，相对对分子分子质质量越大，范德量越大，范德华华力越大力越大对对于于XHY，X、Y原子的原子的电负电负性越大，原性越大，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原子半径越小，径越小，键键长长越短，越短，键键能越大，共能越大，共价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响影响影响物影响物质质的熔沸点、溶解度的熔沸点、溶解度等物理性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，随相相对对分子分子质质量的增大，物量的增大，物质质的的熔沸点升高，如熔沸
16、点升高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4H2S，HFHCl，NH3PH3影响分子影响分子的的稳稳定性定性共价共价键键键键能越大，分能越大，分子子稳稳定性越定性越强强 (2011高高考考江江苏苏卷卷)原原子子序序数数小小于于36的的X、Y、Z、W四四种种元元素素，其其中中X是是形形成成化化合合物物种种类类最最多多的的元元素素，Y原原子子基基态态时时最最外外层层电电子子数数是是其其内内层层电电子子总总数数的的2倍倍，Z原原子子基基态态时时2p原原子子轨轨道上有道上有3个未成个未成对对的的电电子，子，W的原子序数的原子序数为为29。回答下列回答下列问题问题：(1)Y2X2分分子子中中Y原原子子
17、轨轨道道的的杂杂化化类类型型为为_，1 mol Y2X2含有含有键键的数目的数目为为_。例例2(2)化合物化合物ZX3的沸点比化合物的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是的高，其主要原因是_。(3)元素元素Y的一种氧化物与元素的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互的一种氧化物互为为等等电电子体，子体，元素元素Z的的这这种氧化物的分子式是种氧化物的分子式是_。(4)元素元素W的一种的一种氯氯化物晶体的晶胞化物晶体的晶胞结结构如构如图图所示，所示，该氯该氯化物化物的化学式是的化学式是_，它可与，它可与浓盐浓盐酸酸发发生非氧化生非氧化还还原反原反应应，生，生成配合物成配合物HnWCl3，反，反应应的化学
18、方程式的化学方程式为为_。即即时应时应用用2(2013牡丹江市高三第一次模牡丹江市高三第一次模拟拟)A、B、C、D、E、F、G是前四周期的七种元素，其原子序数依次增大。是前四周期的七种元素，其原子序数依次增大。A的基的基态态原子原子中没有成中没有成对电对电子；子；B的基的基态态原子中原子中电电子占据三种能量不同的原子占据三种能量不同的原子子轨轨道，且每种道，且每种轨轨道中的道中的电电子子总总数相同；数相同；D及其同主族元素的及其同主族元素的氢氢化物沸点化物沸点变变化化趋势趋势如如图图(D的的氢氢化物沸点最高化物沸点最高)；F是地壳中含是地壳中含量最高的金属元素；量最高的金属元素；G与与F同主族
19、。同主族。请请回答下列回答下列问题问题：(1)写出写出F元素基元素基态态原子的核外原子的核外电电子排布式子排布式_；(2)B、C、D三种元素三种元素电负电负性由大到小的性由大到小的顺顺序是序是_(用元素符号表示用元素符号表示)；(3)有关上述元素的下列有关上述元素的下列说说法，正确的是法，正确的是_(填序号填序号)；CA3沸点高于沸点高于BA4，主要是因，主要是因为为前者相前者相对对分子分子质质量量较较大大配合物配合物Ni(BD)4常温下常温下为为液液态态，易溶于，易溶于CCl4、苯等有机溶、苯等有机溶剂剂，因此固因此固态态Ni(BD)4属于离子晶体属于离子晶体C的的氢氢化物的中心原子采取化物
20、的中心原子采取sp2杂杂化化F单质单质的熔点高于的熔点高于E单质单质，是因，是因为为F单质单质的金属的金属键较键较强强比比G的原子序数少的原子序数少1的元素第一的元素第一电电离能高于离能高于G(4)CA3分子的立体构型分子的立体构型为为_，1 mol B2A4分子中含有分子中含有_个个键键；(5)ED是是优优良的耐高温材料，其晶体良的耐高温材料，其晶体结结构与构与NaCl晶体相似。晶体相似。ED的熔点比的熔点比NaCl高，其原因是高，其原因是_。解解析析：由由题题意意，A的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s1，为为氢氢元元素素；B的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s22s22p2，为为
21、碳碳元元素素；D在在同同族族中中氢氢化化物物沸沸点点反反常常的的高高，且且沸沸点点为为100，D为为氧氧元元素素；B、D之之间间的的C只只能能为为氮氮元元素素；F是是地地壳壳中中含含量量最最高高的的金金属属元元素素，为为铝铝元元素素；G与与F同主族，同主族，为镓为镓元素；从元素；从题题干中，无法得出干中，无法得出E的元素种的元素种类类。(1)Al的基的基态态原子的核外原子的核外电电子排布式子排布式为为1s22s22p63s23p1。(2)B、C、D三种元素三种元素电负电负性由大到小的性由大到小的顺顺序序为为ONC。(3)选选、，NH3沸沸点点高高于于CH4主主要要因因为为NH3存存在在分分子子
22、间间氢氢键键，Ni(CO)4无无阴阴离离子子的的存存在在，不不是是离离子子晶晶体体是是分分子子晶晶体体，NH3中的中心原子采取中的中心原子采取sp3杂杂化，化，是正确的。是正确的。(4)NH3为为三角三角锥锥形，形，1 mol C2H4分子中有分子中有5NA个个键键。(5)D为为氧氧元元素素，显显2价价，则则E显显2价价，为为镁镁元元素素。MgO晶晶体体中中离离子子的的电电荷荷数数大大于于NaCl，离离子子半半径径小小，MgO离离子子键键的的键键能能比比NaCl更大，故熔点更高。更大，故熔点更高。答案：答案：(1)1s22s22p63s23p1(或或Ne3s23p1)(2)ONC(3)(4)三角三角锥锥形形5NA(或或3.011024)(5)MgO晶晶体体中中离离子子的的电电荷荷数数大大于于NaCl，离离子子半半径径小小，MgO离离子子键键的的键键能更大，熔点更高能更大，熔点更高