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第4讲化学键分子结构与性质2017级教学指导意见核心素养1.了解微粒间作用(离子键、共价键、配位键、分子间作用力等)的类型、特征与实质。了解共价键的极性与类型(σ键，π键)2．能利用电负性判断成键类型、共价键的极性，能结合分子结构特点判断分子的极性、手性并据此解释分子的一些典型性质。3．了解杂化轨道理论及杂化轨道类型，能结合杂化轨道理论，价层电子互斥理论推测分子或离子的空间构型，能利用键参数(键能、键长、键角)解释简单分子的某些性质。4．了解分子间作用力(含氢键)对物质性质的影响，能列举含氢键的物质与其性质特点。1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2．变化观念与平衡思想：认识离子键、共价键的本质，能多角度、动态的分析化学键、分子的立体结构及性质并运用相关理论解决实际问题。3．证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及性质，揭示现象的本质和规律。4．科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的分子的结构、性质的问题，设计探究方案进行探究分析，面对“异常”现象敢于提出自己的见解。考点一离子键、共价键[学在课内]1.化学键（1）定义：相邻原子间强烈的相互作用。（2）分类2.离子键与共价键（1）概念①离子键：阴、阳离子通过形成的化学键。②共价键：原子间通过所形成的化学键。静电作用共用电子对(2)对比离子键共价键成键粒子成键方式得失电子形成阴、阳离子形成共用电子对成键条件活泼金属元素与活泼非金属元素一般在非金属原子之间作用力实质静电作用阴、阳离子原子成键特征无方向性、饱和性具有方向性、饱和性存在举例存在于离子化合物中，如NaCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH、NH4Cl等(1)非金属单质，如H2、O2等；(2)共价化合物，如HCl、CO2、CH4等；(3)某些离子化合物，如NaOH、Na2O2等[名师点拨]判断离子键、共价键的几种方法(1)活泼的金属与活泼的非金属形成的化学键一般为离子键，但个别情况形成共价键。此时可借助电负性差值判断：成键元素电负性差值大于1.7一般为离子键，小于1.7为共价键如电负性Al—1.5，Cl—3.0，F—4.0，故AlCl3为共价化合物，AlF3为离子化合物。(2)非金属元素的两个原子之间一定为共价键多个原子之间一般形成共价键，但个别情况形成离子键如铵盐[NH4Cl、(NH4)2SO4等]。3．离子化合物与共价化合物化合物类型定义与物质分类的关系举例离子化合物含有的化合物包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物NaCl、Na2O2、NaOH、Na2O、NH4Cl等共价化合物只含有的化合物包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3·H2O等离子键共价键[名师点拨](1)不是所有物质中都有化学键，如稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。(2)判别离子化合物、共价化合物的方法：熔融状态下导电实验—熔融状态导电的化合物为离子化合物，否则为共价化合物。由溶解所得溶液能否导电不能判别。4．共价键的类型分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键电子云“头碰头”重叠π键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对5.共价键的键参数(1)概念键能键长键角（2）键参数对分子性质的影响键能越，键长越，分子越稳定。大短稳定性立体构型6.等电子原理（1）等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。（2）等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。（3）常见的等电子体：N2与CO，CO2与N2O，O3、NO－2与SO2，CO2－3、NO－3与SO3，PO3－4、SO2－4与ClO－4，与B3N3H6（硼氮苯）等。[考在课外]教材延伸判断正误（1）化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。（）（2）所有物质中都存在化学键。（）共价键只存在共价化合物中。（）（3）非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键。（）（4）不同种非金属元素双原子间形成的共价键一定是极性键；金属元素与非金属元素原子形成的化学键可能为共价键。（）√××√√（5）ⅠA族元素与ⅦA族元素形成的化学键一定是离子键。（）（6）共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏。（）（7）固体溶于水时，一定破坏了化学键。（）（8）化学变化中有化学键的断裂，有化学键断裂的变化一定是化学变化。（）（9）加热熔化NaCl固体时无新物质生成，化学键没有被破坏。（）（10）1molKHSO4加热熔化可电离出2NA个阳离子。（）（11）H2分子中的共价键不具有方向性。（）×××√××√（12）s-sσ键与spσ键的电子云形状对称性相同。（）（13）σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。（）（14）σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。（）（15）碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。（）（16）键长等于成键两原子的半径之和。（）（17）σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键弱。（）（18）在任何情况下，都是σ键比π键强度大。（）（19）气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。（）（20）CS2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1。（）√√√××××××（21）NH4Cl中存在离子键、极性共价键和配位键。（）（22）在CH2===CHCN中含有6个σ键和3个π键。（）（23）乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键。（）（24）CH4与NH＋4互为等电子体。（）√√√√拓展应用Ⅰ.有以下物质：①HF；②Cl2；③H2O；④N2；⑤C2H4。（1）只含有极性键的是。（2）只含有非极性键的是。（3）既有极性键又有非极性键的是。（4）只含有σ键的是。（5）既有σ键又有π键的是。①③②④⑤①②③④⑤Ⅱ.COCl2分子的结构式为，COCl2分子内含有________。A．4个σ键B．2个σ键、2个π键C．2个σ键、1个π键D．3个σ键、1个π键写出与CCl4互为等电子体的分子或离子有_________________________________等。DSiCl4、CBr4、SO2－4、CF4(合理即可)思维探究结合事实判断CO和N2哪一个相对较活泼？试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因是什么？COC—OC===OCO键能(kJ·mol－1)357.7798.91071.9N2N—NN===NN≡N键能(kJ·mol－1)154.8418.4941.7答案CO断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0kJ·mol－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3kJ·mol－1)小考点二分子的立体构型[学在课内]1.价层电子对互斥理论（1）理论要点①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。②孤对电子的排斥力较大，孤对电子越多，排斥力越强，键角越小。（2）①价层电子对互斥理论与分子立体构型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。其中：a是中心原子的价电子数（阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数），b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。②示例分析电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220CO2330平面三角形BF321SO2440正四面体形CH431NH322H2O直线形直线形三角形V形四面体形三角锥形V形2.杂化轨道理论（1）当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，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，形成分子的空间结构不同。（2）杂化轨道的三种类型与分子空间结构杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°BF3sp34109.5°CH4四面体形正四面体形3.配位键和配合物（1）配位键①孤电子对：分子或离子中没有与其他原子共用的电子对。②配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的。③配位键的表示方法：如A→B：A表示孤对电子的原子，B表示孤对电子的原子。（2）配位化合物①概念：由金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物。共价键提供接受②组成③形成条件。[考在课外]教材延伸判断正误（1）杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。（）（2）分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构（）（3）NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。（）（4）只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。（）（5）中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。（）√××√×（6）价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数（）（7）SO2－4中中心原子孤电子对数为0，中心原子为sp3杂化。（）（8）CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp。（）（9）氯化亚砜（SOCl2）分子的立体构型是三角锥形，中心原子（S）采取的杂化方式为sp2。（）（10）CS2为V形极性分子。（）（11）SiF4与SO2－3的中心原子均为sp3杂化。（）（12）BF3是三角锥形分子。（）√√√××√×拓展应用（1）孤电子对数杂化类型分子构型CCl4NH3H2O（2）①按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子：，三角锥形分子：，四面体形分子：。②写出SO3常见的等电子体的化学式，一价阴离子：（写出一种，下同）；二价阴离子：，它们的中心原子采用的杂化方式都是。答案(1)0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3角形或V形(2)①BF3NF3CF4②NO－3CO2－3sp2思维探究已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4＞NH3＞H2O，可能的原因是什么？答案CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小考点三分子的性质[学在课内]1.分子间作用力（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。普遍范德华力氢键（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；分子的极性越大，范德华力也越大。（5）氢键①形成：已经与的原子形成共价键的氢原子（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组成和结构相对分子质量增大电负性很强电负性很强[名师点拨]a.A、B为电负性很强的原子，一般为三种元素的原子。b.A、B可以相同，也可以不同。③特征：具有一定的性和性。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。[名师点拨]有氢键的分子间有范德华力，有范德华力的分子间有氢键。（填“一定”、“不一定”）N、O、F方向饱和分子内分子间升高一定不一定2.分子的性质（1）分子的极性。①非极性分子与极性分子的判断重合不重合②键的极性、分子立体构型与分子极性的关系类型实例键的极性立体构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形SO2极性键V形极性分子H2O