2分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)

1、第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價(jià)鍵【知識(shí)點(diǎn)梳理】1化學(xué)鍵(1) 概念：相鄰的原子間強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。注意：必須是相鄰的原子間。 必須是強(qiáng)烈的相互作用，所謂“強(qiáng)烈的”是指原子間存在電子的轉(zhuǎn)移，即形成共用 電子對(duì)或得失電子。(2) 化學(xué)鍵只存在與分子內(nèi)部或晶體中的相鄰原子間及陰、陽(yáng)離子間，對(duì)由共價(jià)鍵形 成的分子來(lái)說(shuō)就是分子內(nèi)的相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間的相互作用，對(duì)由離子形成的物質(zhì)來(lái) 說(shuō)，就是陰、陽(yáng)離子間的靜電作用，這些作用是物質(zhì)能夠穩(wěn)定存在的根本原因。(3) 化學(xué)鍵類型包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。2.共價(jià)鍵(1) 概念：原子之間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用，叫做共價(jià)鍵。(2) 成鍵粒子：原子

2、。成鍵元素電負(fù)性差別較小。(3) 成鍵性質(zhì)：共用電子對(duì)對(duì)兩原子的電性作用。(4) 成鍵條件：同種非金屬原子或不同種非金屬原子之間，且成鍵的原子最外層電子 不一定達(dá)飽和狀態(tài)。(5) 共價(jià)鍵的本質(zhì)(成鍵原因)：成鍵原子相互靠近，自旋方向相反的兩個(gè)電子形成共用電子對(duì)(發(fā)生電子云重疊)，且各原子最外層電子數(shù)目一般能達(dá)到飽和(通常為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu))，由不穩(wěn)定變穩(wěn)定；原子通過(guò)共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵后，體系總能量降低。(6) 共價(jià)鍵類型包括b鍵和n鍵。(7) 共價(jià)鍵的特征：共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。 共價(jià)鍵的飽和性：a. 按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋相反 的電子 成鍵，

3、這就是共價(jià)鍵的“飽和性” 。H原子、Cl原子都只有一個(gè)未成對(duì)電子，因而只 能形成Hb、HCI、CI2分子，不能形成 f、H2Cl、Cl3等分子。b. 共價(jià)鍵的飽和決定了共價(jià)化合物的分子組成。 共價(jià)鍵的方向性：a.共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向 重疊，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核出現(xiàn)概率越多，形成的共價(jià)鍵越牢固。電子所在的原子軌道都是有一定形狀，所以要取得最大重疊，共價(jià)鍵必然有方向性。b.同分子(如HX中成鍵原子電子云(原子軌道)重疊程度越大，形成的共價(jià)鍵越牢 固，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。女口HX的穩(wěn)定性HF HCI HBr HI。(8) 共價(jià)鍵的存在范圍：

4、 非金屬單質(zhì)分子中(除稀有氣體外)，如Q、F2、H2、C60等。 非金屬形成的化合物中，如SQ、CQ、CH、H2O2、CS等。 部分離子化合物中，如 NazSQ中的SQ2-中存在共價(jià)鍵，NaQH中的QH中存在共價(jià)鍵, NHCI中NH+中存在共價(jià)鍵，等等。(9) 用電子式表示共價(jià)化合物等的形成過(guò)程。:il* 4-N： 豪+ KHo： + ：o * o:; ci: o tlCrli ft* IB 用 表示，不用 =。 ”兩端的物質(zhì)均用電子式表示。(10) 用結(jié)構(gòu)式表示共價(jià)化合物。在化學(xué)上常用一根短線表示一對(duì)共用電子，其余電子一律省去，這樣的式子叫做結(jié)構(gòu)式。如下表化學(xué)式結(jié)構(gòu)式化學(xué)式結(jié)構(gòu)式NN三NCH

5、H-C-HNHH-N-H1 HCQQ= C= QHClH- ClHClQH C Cl3.6鍵和n鍵(1) 6 鍵 6鍵：形成共價(jià)鍵的未成對(duì)電子的原子軌道采取“頭碰頭”的重疊，這種共價(jià)鍵叫6鍵。 6鍵的類型：根據(jù)成鍵電子原子軌道的不同，6鍵可分為S - S 6鍵、S - p 6鍵、P -6鍵。a. s-s 6鍵：兩個(gè)成鍵原子均提供 s原子軌道成鍵，如 H2分子中6鍵形成過(guò)程：曲相互13電子云相互審桂形成比分子的共價(jià)農(nóng)(HH)b. s-p 6鍵：成鍵原子分別提供s軌道和p軌道形成共價(jià)鍵。如：HCI分子中6鍵的形成過(guò)程：C. P-P 6鍵：成鍵原子分別提供 P原子軌道形成共價(jià)鍵。如CI2分子中6鍵的

6、形成過(guò)程。未成對(duì)電子的電電子云相互車桂昭成的扶價(jià)鍵子云相互靠握的電子云圖橡 b鍵的特征：a.以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)的電子云圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。b.形成b鍵的原子軌道重疊程度較大，故b鍵有較強(qiáng)穩(wěn)定性。 b鍵的存在：共價(jià)鍵為b鍵，共價(jià)雙鍵和叁鍵中存在b鍵(通常含一個(gè)b鍵)。(2) n 鍵： n鍵：形成共價(jià)鍵的未成對(duì)電子的原子軌道，采取“肩并肩”式重疊，這種共價(jià)鍵叫 n鍵。 如下圖p - p n鍵的形成：崗個(gè)原子相互接近電子盂重疊 n謹(jǐn)?shù)碾娪谠?n鍵的特征：a. 每個(gè)n鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們 之間包含原子核的平面為鏡面，

7、它們互為鏡像，這種特征稱為鏡像對(duì)稱。b .形成n鍵時(shí)電子云重疊程度比b鍵小，n鍵沒(méi)有b鍵牢固。 n鍵的存在：n鍵通常存在于雙鍵或叁鍵中。(3) 價(jià)鍵軌道：b鍵、n鍵總稱價(jià)鍵軌道。(4) b鍵、n鍵存在規(guī)律：共價(jià)單鍵為b鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)b鍵、一個(gè)n鍵；共價(jià)叁鍵由一個(gè)b鍵和兩個(gè)n鍵組成。C2F6、C2H中的化學(xué)鍵：C2H6中只有b鍵；C2H4中有C - H b鍵，C= C中有一個(gè)b鍵和一個(gè)n鍵。4.鍵參數(shù)一鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角(1) 鍵能 鍵能是原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能通常取正值。單位：KJmol-1，用Ea-B表示。 鍵能越大，形成該化學(xué)鍵所放出的能量越大，所形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定

8、。(2) 鍵長(zhǎng) 鍵長(zhǎng)是形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。 鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。(3) 鍵角在原子超過(guò)2個(gè)的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。 如在CH中的鍵角為109 28二P4分子中的鍵角為60。多原子分子中的鍵角一定，表明共價(jià)鍵是有方向性的。 鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，若已知某分子中的鍵長(zhǎng)和鍵角的數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間構(gòu)型。5等電子原理(1) 原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是 相近的。此原理稱為等電子原理。滿足等電子原理的分子稱為等電子體。注意：等電子體的價(jià)電子總數(shù)相同，而組成原子

9、核外電子總數(shù)不一定相同。(2) CO分子和N2分子具有相同原子總數(shù)、相同的價(jià)電子數(shù)，是等電子分子，其性質(zhì)對(duì) 比如下：分子熔點(diǎn)/ oc沸點(diǎn)/ oc在水中的溶 解度(室溫)沿于懈離HE kJ * .dji分子的價(jià) 電子總數(shù)CO-205.05-191.492.3mL107510N2-210.00-195.811.6mL94610CO分子和N2分子的某些性質(zhì)(3)常見(jiàn)等電子體類型實(shí)例空間構(gòu)型二原子10電子的等電子體+2-2、CO NO、C2、CNI直線型三原子16電子的等電子體- + -CQ, CS, N2O, NCO, NO, Ns ,NCS, BeCb(g)直線型三原子18電子的等電子體NO-,

10、O3, SOV形四原子24電子的等電子體-2-3-NO , CO , BO ,CS3-, BF3, SO(g)平面三角形五原子32電子的等電子體-2-3-SiF4,CCl 4, BF4 , SQ , PQ四個(gè)b鍵，正四面體形七原子48電子的等電子體-2-3-SF5, PR , SiF6 , AIF6六個(gè)b鍵，正八面體(4)等電子原理的應(yīng)用 判斷一些簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。 利用等點(diǎn)字體在性質(zhì)上的相似性制造新材料。 利用等電子原理針對(duì)某物質(zhì)找等電子體。第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)【知識(shí)點(diǎn)梳理】廠構(gòu)型解釋雜化理論定義即2雜化護(hù)雜化分類J構(gòu)型判斷實(shí)驗(yàn)觀旄理論推測(cè)即雜化；直線性 雜化軌道構(gòu)型彳才雜化:干面三

11、肅球即探化：四面體形 價(jià)電干理論1形形色色的分子路易斯結(jié)構(gòu)式：是在通常的結(jié)構(gòu)式的基礎(chǔ)上將未成鍵的孤對(duì)電子表示出來(lái)。(1)三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有直線形和V形兩種立體結(jié)構(gòu)化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式路易斯結(jié)構(gòu)式鍵角CO0：0：0p=c=o=c=o180 H2OH：O：H0 /汽 |H H-Q-|h h105 （2）四原子分子多采取平面三角形和三角錐形兩種立體結(jié)構(gòu)化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式路易斯結(jié)構(gòu)式鍵角CHOH/H* 7120 NHH：N：HJH H 11107 （3）五原子分子的可能結(jié)構(gòu)很多，最常見(jiàn)的是正四面體化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式路易斯結(jié)構(gòu)式鍵角CH_HH： C ：H HAH1HCH1 H109 28/2.價(jià)層電子

12、對(duì)互斥模型（VSEPR模型從形形色色分子的路易斯結(jié)構(gòu)式可以看到，有的分子中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵；有的分子中心原子上的價(jià)電子除用于成鍵外，還有孤對(duì)電子（未用來(lái)形成共價(jià)鍵的電子對(duì)）。如:（1）分子中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵，其價(jià)電子對(duì)的互拆模型就是中心原 子周圍b鍵電子對(duì)（不包括n鍵）的互拆模型。CO不難看出，這類分子的價(jià)層電子對(duì)互拆（2）分子中心原子上的價(jià)電子除用于成鍵外，還有孤對(duì)電子，其價(jià)電子對(duì)的互拆模型 就是中心原子周圍b鍵電子對(duì)（不包括n鍵）和孤對(duì)電子間的互拆模型。如：FIX電千VSEPR模型與它們的分子結(jié)構(gòu)模型相同。3NH同樣，不難看出，將 VSEPR莫型中的孤對(duì)電子

13、去掉，即得到這些分子的立體結(jié)構(gòu)模型。綜合上述情況，可用 ABEm來(lái)表示分子的構(gòu)成。 A為中心原子，B表示中心原子 A周圍的 原子（B可以是一種元素的原子，也可以是幾種元素的原子） ，n表示原子個(gè)數(shù)，E表示中心 原子A周圍的孤對(duì)電子， m表示孤對(duì)電子數(shù)。n + mVSEPR模型范例2直線性CO、 BeCb3平面三角形CHO BFb4正四面體形CH、CCl45三角雙錐形PCl56正八面體形SFs價(jià)層電子對(duì)互拆（VSEPR模型可用來(lái)預(yù)測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)。若m = 0，即分子中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵，在中心原子周圍無(wú)孤對(duì)電子， 則VSEPR莫型就是其分子的立體結(jié)構(gòu)模型。若m工0 ,即分子中心原

14、子周圍有孤對(duì)電子，則將VSEPR莫型中的孤對(duì)電子去掉， 即得到這些分子的立體結(jié)構(gòu)模型。M電子如H20的VSEPF模型為去掉兩隊(duì)孤對(duì)電子得其分子的立體結(jié)構(gòu)模型為NH的VSEPR模型為孔對(duì)電千去掉孤對(duì)電子得其分子的立體結(jié)構(gòu)模型為3 雜化軌道理論(1)雜化與雜化軌道： 軌道的雜化：原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合生成一組新軌道的過(guò)程。 雜化軌道：雜化后形成的新的能量相同的一組原子軌道，叫雜化原子軌道。 形成甲烷分子時(shí)碳原子中 sp3雜化四化軌道的形成過(guò)程：在形成CH4分子時(shí)，由于碳原子的一個(gè)2s電子可被激發(fā)到2p空軌道，一個(gè)2s軌道和33三個(gè)2p軌道雜化形成四個(gè)能量相等的sp雜化軌道。四個(gè)sp雜化

15、軌道分別與四個(gè) H原子的1s軌道重疊成鍵形成 CH分子，所以四個(gè) C - H是等同的。可表示為：ttt2sun o 2p 2sC原子的雜化軌道(2) 雜化軌道的類型： sp雜化：sp雜化軌道是由一個(gè) ns軌道和一個(gè)np軌道組合而成。每個(gè)sp雜化軌道含 有1/2s和1/2p軌道的成分。sp雜化軌道間的家教為 180,呈直線行(如 BeCL)。 sp2雜化：sp2雜化軌道由一個(gè) ns軌道和2個(gè)np軌道組合而成，每個(gè) sp2雜化軌道含有1/3s和2/3p的成分，sp2雜化軌道間的夾角為 120，呈平面三角形(如BF0。 sp3雜化：sp3雜化軌道是由一個(gè) ns軌道和3個(gè)np軌道組合而成。每個(gè) sp3

16、雜化軌道 含有1/4s和3/4p的成分，sp3雜化軌道的夾角為109.5 ,呈空間正四面體形(如 CH、CR、 CC14等)。(3) 常見(jiàn)的雜化軌道類型類型參與雜化的軌道雜化軌道的 構(gòu)型雜化軌道 的夾角中心原子雜化實(shí)例sp3雜化軌道1個(gè)s軌道和3個(gè) p軌道109 28/CH、NH+、NH、H2O2-3-CCI4、SQ、CIO4、PQsp2雜化軌道1個(gè)s軌道和2個(gè) p軌道120CH=CH、HCHO SO、-2-BF?、BCI3、NO、COsp雜化軌道1個(gè)s軌道和1個(gè) p軌道180*180CH= CH BeCO、CQ汪意:D原子軌道雜化后原子軌道總數(shù)不變。雜化軌道只用于形成6鍵或者容納未參加成鍵的

17、弧對(duì)電子。 未參加成鍵的p軌道，可用于形成n鍵。 能級(jí)相近的原子軌道才形成雜化軌道。4 配合物理論簡(jiǎn)介(1) 四水合銅離子a.教材中實(shí)驗(yàn) 2 1中，NaCI、&SQ、KBr的水溶液呈無(wú)色， CuSQ CuCl22H2O CuBd 的水溶液呈天藍(lán)色。呈天藍(lán)色的物質(zhì)是四合合銅離子Cu(H 20)42+b .四水合銅離子的結(jié)構(gòu)式:平0h2o(2) 配位鍵電子對(duì)給予一接受鍵叫配位鍵。其本質(zhì)是共價(jià)鍵，兩個(gè)原子成鍵的共用電子對(duì)是由單方 提供，雙方共用的。形成配位鍵的兩原子中必須是其中一個(gè)原子有空軌道如Cu(H2O)42+中，ClT有空軌道，作為電子接受體(簡(jiǎn)稱受體)；另一個(gè)原子有孤對(duì)電子如Cu(H2O)4

18、2+中，0 有孤對(duì)電子，作為電子給予體(簡(jiǎn)稱給體)。(3) 配位化合物通常把金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物 稱為配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物。在四水合銅離子(Cu(H 20)42+)中，Cu2+中心原子， H0是配體。即有空軌道的離子是 中心離子，有孤對(duì)電子的原子、分子或離子是配體。內(nèi)畀撲畀配宜毀(4) 四氨合銅離子a. 教材中實(shí)驗(yàn)2 2CuS04 ( aq )天藍(lán)色沉淀簧也葆藍(lán)色透明稱融建採(cǎi)藍(lán)色胡悴(Cn(M)JSOa有關(guān)高子方科式！Cu2* +- H30 CufOHJj+2NR；Cu(OHj +4NH3 =b. 四氨合銅離子的結(jié)構(gòu)在Cu(NHs) 42+中

19、，NH的N原子給出孤對(duì)電子對(duì)，Cu2+接受電子對(duì)，以配位鍵形成了2+2+Cu(NHs) 4 。Cu(NHs) 4的結(jié)構(gòu)式可表 NH,i2+示為HjN-Cu-NHj ，其中Cu是中心離子，NH是配體。(5) 硫氰合鐵離子矗(炊)旦士也紅色溝液Fe(SCN)r + jSFe,# +6SCN_= Fe(SCNi_FX* +SCN-硫氰合鐵離子中Fe是中心離子，SCN是配體，其配位數(shù)可為16。此反映可用來(lái)鑒定Fe3+。(6) 過(guò)渡金屬離子易形成配合物2+2+2+3上述討論的Cu(H2O)4、Cu(NH3)4、Fe(SCN) 、Fe(SCN) 6-中的中心離子均為過(guò) 渡金屬離子。這是由于過(guò)渡金屬離子與多

20、種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，能形成較強(qiáng)的配位鍵， 所以過(guò)渡金屬離子易形成配合物。但這不是說(shuō)主族元素的金屬離子不能形成配合物，如冰晶石(NasAIFM中的AIF63-就是由主族元素的 Al 3+做中心離子形成的配合離子。第三節(jié)分子的性質(zhì)【知識(shí)點(diǎn)梳理】分干的極性分子的性質(zhì)氫鍵及其廠物質(zhì)性質(zhì)的爲(wèi)響溶解性爭(zhēng)性無(wú)機(jī)含氧醱的酸性1 鍵的極性和分子的極性(1) 鍵的極性：極性鍵：a. 在不同原子間所形成的共價(jià)鍵，由于不同原子的電負(fù)性不同，共用電子對(duì)發(fā)生偏移，這樣的共價(jià)鍵是極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱極性鍵。b. 成鍵原子中電負(fù)性大的原子帶負(fù)電性(3),電負(fù)性小的原子帶正電性(3 +)。女口: 非極性鍵：在相同原子間所形成的

21、共價(jià)鍵，由于相同原子的電負(fù)性相同，則共用電子對(duì)不發(fā)生偏移，這樣的共價(jià)鍵就是非極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱非極性鍵。如：N2中的N N鍵、P4分子中的P P鍵。(2) 分子的極性： 可以認(rèn)為，分子中正電荷的作用集中于一點(diǎn)，是正電中心；負(fù)電荷的作用幾種于一點(diǎn)，是負(fù)電中心。如果正電中心與負(fù)電中心不重合，使分子的一部分呈正電性(3+),另一部分呈負(fù)電性(3 )這樣的分子就是極性分子。如果正電中心與負(fù)電中心重合，這樣的分子就是非極性分子。 分子的極性與鍵的極性的關(guān)系a. 只含非極性鍵的分子一定是非極性分子，如2、P4、CI2等大部分非金屬單質(zhì)b. 分子中的極性鍵對(duì)稱， 即分子中極性鍵的向量和為 0,是非極性分子，女口： CH、PCI5、 SiCI 4。c. 分子中的極性鍵不對(duì)稱，即分子中極性鍵的向量和不為0，是極性分子，如：CHCI、 NH、PCI3等。分