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第十三章物质结构与性质(选考)第2讲分子结构与性质基础盘点一、共价键1．本质在原子之间形成。2．特征具有和。3．分类共用电子对饱和性方向性分类依据类型键电子云“”重叠形成共价键的原子轨道重叠方式键电子云“”重叠键共用电子对发生形成共价键的电子对是否偏移键共用电子对不发生键原子间有共用电子对键原子间有共用电子对原子间共用电子对的数目键原子间有共用电子对σπ头碰头肩并肩极性非极性单双三偏移偏移一对两对三对注意：(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。(2)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。(3)σ键比π键稳定。(2)键参数对分子性质的影响①键能越，键长越，分子越稳定。②大短稳定性立体构型4.（1）概念二、杂化轨道理论与分子的立体构型及分子的极性1．杂化轨道理论(1)概念在外界条件的影响下，原子内部的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。能量相近注意：①杂化轨道形成的共价键更牢固。②参加杂化的原子轨道数目与杂化后生成的杂化轨道数目一般相等。(2)分类杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例spsp2sp3234180°120°109°28′直线形平面三角形四面体形BeCl2BF3CH42.价层电子对互斥模型电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形30321三角形4031422四面体形直线形平面正三V形正四面三角锥V形BeCl2BF3SnBr2CH4NH3H2O角形体形形注意：(1)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。(2)当原子成键时，原子的价轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的立体构型不同。(3)运用价层电子对互斥模型可预测分子或离子的立体结构，但要注意判断其价层电子对数，对ABm型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为：n＝3．分子的极性中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m2重合对称不对称不重合注意：键的极性与分子极性的关系(1)以非极性键构成的双原子分子一定是非极性分子，如O2、Cl2、N2等。(2)以极性键构成的双原子分子一定是极性分子，如HCl、NO等。(3)以非极性键构成的多原子分子，通常是非极性分子，如P4、S8等。(4)以极性键构成的多原子分子，分子的极性与分子的立体构型有关。若分子立体构型是完全对称的，或分子的对称元素(对称面、对称轴)相交于一点，则是非极性分子；若分子立体构型不对称，或分子的对称元素(对称面、对称轴)相交于一线，则是极性分子。(5)对于ABn型分子，A为中心原子，若A上有未成键电子对(孤对电子)，则ABn分子是极性分子，如H2O、NH3中O、N上分别有2对、1对孤对电子；若A上无未成键电子对，则ABn分子是非极性分子，如CH4、CO2、BF3中，C、C、B上均无孤对电子。(6)多原子分子中，若中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数(最高正价)时，该分子为非极性分子。三、分子间作用力与物质性质1．概念物质分子之间存在的相互作用力，称为分子间作用力。2．分类分子间作用力最常见的是和。3．强弱范德华力氢键化学键。4．范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，相似的物质，随着的增加，范德华力逐渐。普遍范德华力氢键组成和结构相对分子质量增大5．氢键(1)形成已经与的原子形成共价键的(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中的原子之间的作用力，称为氢键。(2)表示方法A—H…B说明①A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。②A、B可以相同，也可以不同。(3)特征具有一定的性和性。电负性很强氢原子方向饱和电负性很强(4)分类氢键包括氢键和氢键两种。(5)分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点，对电离和溶解度等产生影响。6．相似相溶原理非极性溶质一般能溶于，极性溶质一般能溶于。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性。分子内分子间升高非极性溶剂极性溶剂越好考点精讲考点一常见分子的立体构型与中心原子的杂化方式注意：有机物分子中碳原子的杂化方式与碳原子的成键情况有关。一般地，若C，则杂化方式为sp3；若C，则杂化方式为sp2；若—C≡，则杂化方式为sp。例1下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．BeCl2与BF3B．CO2与SO2C．CCl4与NH3D．C2H2和C2H4解析BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化类型分别为sp、sp2；CO2分子中含有2个π键，SO2分子中杂化轨道数为3，杂化类型分别为sp、sp2；C项中杂化类型均为sp3；D项中杂化类型分别为sp、sp2。答案C规律方法判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。(3)记住常见的一些典型分子中中心原子的杂化方式。即时巩固1在乙烯分子中有5个σ键和一个π键，它们分别是()A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π键解析在乙烯分子中，每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成C—Hσ键，另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成C—Cσ键；2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个π键。答案A共价键金属键离子键非极性键极性键配位键本质阴、阳离子间通过静电作用形成相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成金属阳离子与自由电子间的作用成键条件(元素种类)成键原子的得、失电子能力差别很大(活泼金属与非金属之间)成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属)成键原子一方有孤对电子(配位体)，另一方有空轨道(中心离子)同种金属或不同种金属(合金)考点二微粒间相互作用的比较1．三种化学键的比较类型比较特征无方向性无饱和性有方向性、饱和性无方向性无饱和性表示方式(电子式)举例H··H存在离子化合物(离子晶体)单质H2，共价化合物H2O2，离子化合物Na2O2共价化合物HCl，离子化合物NaOH离子化合物NH4Cl金属单质(金属晶体)范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键存在范围分子间某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子间双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物2.范德华力、氢键、共价键的比较特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键氢键范德华力影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键越牢固成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4CI4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强例2短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2②BA4③A2C2④BE4，其中属于极性分子的是____(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，其原因是________________________。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为____________________________________________(填化学式)。(5)A、C、E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弱的顺序为________________(填化学式)。解析由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4CCl4CH4。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mROn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4HClO3HClO2HClO。答案(1)③(2)H2O分子间形成氢键(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4CCl4CH4(5)HClO4HClO3HClO2HClO即时巩固2下列各晶体熔沸点高低的比较，正确的是()A．硅金刚石碳化硅B．CsClKClNaClC．SiO2CO2HgD．H2ONH3H2规律方法在对物质性质进行解释时，是用化学键知识解释，还是用范德华力或氢键的知识解释，要根据物质的具体结构决定。解析A中都是原子晶体，由于共价键键能：C—CC—SiSi—Si，所以沸点：金刚石碳化硅硅；B中都是离子晶体，由于离子半径：Cs＋K＋Na＋，则沸点：CsClKClNaCl；C中SiO2是原子晶体，CO2常温下为气体，Hg常温下为液体，则沸点：SiO2HgCO2；D中NH3、H2O均能形成氢键，则H2沸点最低，且H2O常温下为液体，NH3为气体，D正确。答案D高考集训题组一杂化轨道理论与分子的立体构型1．[2010·山东理综，32(1)(3)]碳族元素包括C