05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)現(xiàn)代共價鍵理論綜合與提高

05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高主要內(nèi)容目錄1、VSEPR理論拓展與提高：2、雜化軌道理論拓展與提高：3、等電子體理論簡介4、分子結(jié)構(gòu)與分子的性質(zhì)之間的對應(yīng)關(guān)系（1）分子的極性（2）分子間作用力、氫鍵（3）分子的溶解性（4）無機(jī)含氧酸的酸性（5）分子的手性05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高VSEPR理論拓展與提高一、幾個相關(guān)化學(xué)用語1、中心原子——居于分子中央的原子，如：CH4中的C、NH3中的N、H2O中的O、SO2中的S2、配位原子——中心原子周圍的其它原子3、價電子（1）對主族元素而言，即指最外層電子（2）對過渡元素而言，即指特征電子一般包括(n-1)dynsx，有的還包括(n-2)fz(n-1)dynsx（3）參與形成共價鍵的價電子稱為“共用電子”；（4）未參于形成共價鍵的價電子稱為“孤電子”。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高VSEPR理論拓展與提高二、主要學(xué)術(shù)思想1、價層電子總數(shù)

=中心原子價電子數(shù)+配位原子提供的單電子數(shù)（1）以上電子不包括參與形成π鍵的價電子?。?）VIA原子做配位原子時提供的價電子數(shù)按0計！2、“價層電子對”數(shù)=(中心原子價電子數(shù)+配位原子單電子數(shù))÷2（1）“價層電子對”僅包括“σ鍵電子對”和“孤電子對”，不包括“π鍵電子對”（2）當(dāng)價電子總數(shù)成單時，最后一個單電子視做“單獨(dú)占據(jù)一個孤對電子軌道”（3）ABn型粒子中：中心原子A的“孤電子對”數(shù)=［A原子族序數(shù)-n×∣B的化合價∣±電荷數(shù)］÷205-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高VSEPR理論拓展與提高粒子中心原子的價層電子總數(shù)“價層電子對”數(shù)“孤對電子”數(shù)CO2420SO2631SO32-841NO252.5≈30.5≈1NH4+840PCl3841CO32-630SO3630SO42-840NO2-631BF3630PCl5105005-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高VSEPR理論拓展與提高二、主要學(xué)術(shù)思想3、“價層電子對”之間相互排斥、力求張角最大化（1）孤～孤>孤～共>共用電子對～共用電子對（2）孤對電子～孤對電子>孤對電子～單電子（3）叁鍵～叁鍵>…>雙鍵～雙鍵>…>單鍵～單鍵4、分子的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的“價層電子對數(shù)”來預(yù)測概括如下表：05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高IF505-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高VSEPR理論拓展與提高粒子空間構(gòu)型粒子空間構(gòu)型BF3PCl5CO2PO43-CO32-SO2SiO42-SO3NH4+SO32-NO2SO42-NO2-ClO2-NO3-ClO3-PCl3ClO4-05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高雜化軌道理論拓展與提高1、sp3d雜化：05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高雜化軌道理論拓展與提高2、sp3d2雜化：05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高雜化軌道理論拓展與提高3、dsp2雜化：05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高雜化軌道理論拓展與提高3、dsp2雜化：[Cu(H2O)4]2+[Cu(NH3)4]2+

05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高等電子體理論簡介一、內(nèi)容簡介1、等電子體：原子數(shù)相同，價電子數(shù)也相同的微粒。如：CO和N2，CH4和NH4+2、等電子體結(jié)構(gòu)相同、物理性質(zhì)相似、化學(xué)性質(zhì)不同。如：CO與N2微粒通式價電子總數(shù)形狀CO2NO2+N3-CNS-AX216e-直線形SO2O3NO2-AX218e-V字形CO32-SiO32-NO3-SO3AX324e-平面三角形PO33-SO32-ClO3-AX326e-三角錐形SO42-PO43-SiO44-AX432e-正四面體形05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高等電子體理論簡介二、典例分析1、與NO3-互為等電子體的是A．SO3

B．BF3

C．CH4

D．NO22、根據(jù)等電子原理，下列分子或離子與SO42-有相似結(jié)構(gòu)的是A．PCl5

B．CCl4

C．NF3

D．N205-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高等電子體理論簡介3、根據(jù)現(xiàn)代等電子理論：由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，可互稱為等電子體，它們具有相似的結(jié)構(gòu)特征。以下各組微粒結(jié)構(gòu)不相似的是（）A．CO和N2B．O3和NO2—

C．CO2和N2OD．N2H4和C2H405-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高等電子體理論簡介4、[2004·江蘇]1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。（1）根據(jù)上述原理，僅由第2周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是：_________和_________；_________和_________。（2）此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2—互為等電子體的分子有：_________、_________。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性實(shí)驗(yàn)1、在酸式滴定管中注入蒸餾水。打開活栓，讓水緩慢流下呈直線狀，用綢布摩擦有機(jī)玻璃棒，使它帶靜電后接近水流，現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)2、改用毛皮磨擦過的橡膠棒接近水流？實(shí)驗(yàn)3、在另一酸式滴定管中換CCl4作同樣實(shí)驗(yàn)？05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性1、本質(zhì)：分子中的所有電子云所形成的負(fù)電中心與分子中所有原子核所形成的正電中心是否重合2、特征：分子是否具有正負(fù)兩極3、典型示例：05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性1、本質(zhì)：分子中的所有電子云所形成的負(fù)電中心與分子中所有原子核所形成的正電中心是否重合2、特征：分子是否具有正負(fù)兩極3、典型示例：05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解讀：q+q－l負(fù)電荷q-q+l正電荷電荷引力大斥力小引力斥力05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性4、強(qiáng)弱程度：用偶極矩μ表示（可通過一定的物理學(xué)手段進(jìn)行測定）

q+為分子的正電中心、q-為分子的負(fù)電中心、l為兩個中心之間的距離μ=q?lq+q－l05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性5、鍵的極性與分子極性相互關(guān)系一般規(guī)律：（1）單原子分子都是非極性分子；（2）只以非極性鍵結(jié)合成的雙原子分子或多原子分子是非極性分子，如：O2、H2、P4、C60；（3）只以極性鍵結(jié)合成的雙原子分子是極性分子，如：HCl、HF、HBr；（4）以極性鍵結(jié)合的多原子分子：（5）極性分子中也有可能含有非極性鍵，如H2O2分子中各鍵的向量和=0分子中各鍵的向量和≠0非極性分子極性分子CO2、BF3、CH4H2O、NH3、CH3Cl05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性6、ABn型分子極性的常用判定方法（1）分子構(gòu)型分析法空間構(gòu)型有對稱中心則為非極性分子、空間構(gòu)型無對稱中心則為極性分子（2）孤對電子分析法在多原子分子中，中心原子上價電子都用于形成共價鍵（沒有孤對電子），而且周圍的原子是相同的原子，一般是非極性分子。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的極性6、ABn型分子極性的常用判定方法（3）中心價態(tài)分析法│A的化合價│＝A的族序數(shù)ABn分子為非極性分子，如：BF3CH4CCl4CO2PCl5SO3│A的化合價│≠A的族序數(shù)ABn分子為極性分子，如：CH3ClCHCl3CONH3NONO2PCl3SO205-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵折褶剛性刺毛排列微型踠狀足05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵1、分子間作用力又稱范德華力分子內(nèi)存在共價鍵——強(qiáng)分子間存在作用力——弱JohannesDiderikVanderWaals05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵2、分子間作用力近程有效當(dāng)固體熔化成液體時，f被削弱；當(dāng)液體氣化時，f被大大削弱；當(dāng)分子發(fā)生分解時，分子內(nèi)的共價鍵被破壞！05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵3、分子間作用力與M有關(guān)：f=kM1M2/l2觀察下表，發(fā)現(xiàn)規(guī)律思考：X2熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的相對高低與X-X鍵的強(qiáng)度有沒有關(guān)系？為什么？顏色和狀態(tài)相對分子質(zhì)量熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃F2淡黃綠色氣體38-219.6-188.1Cl2黃綠色氣體71-101-34.6Br2深紅棕色液體160-7.258.78I2紫黑色固體254113.5184.405-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵4、分子間作用力與分子極性、形狀有關(guān)觀察下表，發(fā)現(xiàn)規(guī)律反-2-丁烯熔點(diǎn)-105.53℃沸點(diǎn)0.88℃非極性

順-2-丁烯熔點(diǎn)-139℃沸點(diǎn)3.7℃極性05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏I觀察下表，發(fā)現(xiàn)規(guī)律05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏I氫鍵的鍵長：按A—H…B的長度計氫鍵的鍵能：約20kJ·mol-1（大約是普通分子間作用力的十倍）05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏I氫鍵的存在非常廣泛但主要在F、-OH、-NH2、:C=O、:N-H之間形成05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏INH3·H2O分子冰雪中的(H2O)n分子05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏I

2010江蘇高考題2D選項(xiàng)05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏I

05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子間作用力、氫鍵5、特殊的分子間作用力——?dú)滏I

核苷核苷酸05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性［實(shí)驗(yàn)1］在50mL分液漏斗中配制少量碘水，直到飽和。把5mL～6mL碘水注入20mL分液漏斗中，再加入1mL四氯化碳，振蕩，［思考1］現(xiàn)象？原理？［實(shí)驗(yàn)2］用HCl氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)；將水換成CCl4能做成功噴泉實(shí)驗(yàn)嗎?［思考2］上述現(xiàn)象有何不同?為什么?05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性1、相似相溶：非極性溶質(zhì)一般易溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑?！跋嗨啤笔侵溉苜|(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)上相似；“相溶”是指溶質(zhì)與溶劑彼此互溶。如：蔗糖和氨易溶于水，難溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，難溶于水。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性例題分析1：PtCl2(NH3)2為平面正方形結(jié)構(gòu)，它可以形成兩種固體：一種為淡黃色，有抗癌活性，在水中溶解度??；另一種為黃綠色，無抗癌活性，在水中溶解度較大，請在以下空格中畫出這兩種固體分子的幾何構(gòu)型圖：黃色固體的分子構(gòu)型

黃綠色固體的分子構(gòu)型

黃綠色固體在水中的溶解度比淡黃色固體大的原因是

。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性2、親水基、疏水基：與水易形成氫鍵的有機(jī)官能團(tuán)，如-OH、-CHO、-COOH、-NH2屬于親水基；難與水易形成氫鍵的有機(jī)官能團(tuán)，如-R、-X、-COOR屬于疏水基；分子中親水基越多，越易溶于水，難溶于非極性或極性較小的有機(jī)溶劑（低級醇、醛、羧酸、胺易溶于水或可溶于水）；疏水基越多、越大，越難溶于水，易溶于非極性或極性較小的有機(jī)溶劑（烴、鹵代烴、酯都不溶于水或難溶于水）。當(dāng)分子中同時存在兩類基團(tuán)時，其溶解性取決于兩者影響的相對大小，大體上有“一親拖三碳”的規(guī)律。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性例如維生素分為兩大類：脂溶性維生素，如維生素A（左圖）水溶性維生素，如維生素C（右圖）05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性例題分析2：CH3CH2Br不溶于H2O、CH3CH2Br與CH3CH2OH混溶、H2O與CH3CH2OH混溶，如果將CH3CH2Br、H2O和CH3CH2OH三者混合在一起，充分振蕩，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象與記錄結(jié)論①5mL水+5mL乙醇混合，振蕩。形成均一、穩(wěn)定溶液，混合液的體積約為9.8mL。水、乙醇、溴乙烷三者混合，充分振蕩后，水、乙醇的混合液與溴乙烷分層。②5mL溴乙烷+5mL乙醇混合，振蕩。形成均一、穩(wěn)定溶液，混合液的體積約為9.8mL。③5mL水+5mL乙醇混合，振蕩后再加溴乙烷，振蕩。振蕩過程中形成乳白色的乳濁液，靜置后澄清分為兩層，上層液體約為9.8mL，下層液體約為4.8mL。④5mL溴乙烷+5mL乙醇混合，振蕩后再加水，振蕩。振蕩過程中形成乳白色的乳濁液，靜置后澄清分為兩層，上層液體約為9.7mL，下層液體約為4.8mL。05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性例題分析2：CH3CH2Br不溶于H2O、CH3CH2Br與CH3CH2OH混溶、H2O與CH3CH2OH混溶，如果將CH3CH2Br、H2O和CH3CH2OH三者混合在一起，充分振蕩，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的解釋：由于水分子與乙醇分子之間的氫鍵作用力大于溴乙烷分子與乙醇分子和水分子之間的分子間作用力，所以，水、乙醇、溴乙烷三者混合，充分振蕩后，水、乙醇混溶，水、乙醇的混合液與溴乙烷分層。應(yīng)用：溴乙烷中溶有少量乙醇，如何除去？05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—分子的溶解性3、氫鍵：分析下列兩種分子在水中溶解度的相對大小并說明理由分子內(nèi)氫鍵降低物質(zhì)的水溶性分子間氫鍵增強(qiáng)物質(zhì)的水溶性05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—無機(jī)含氧酸的酸性4、無機(jī)含氧酸的酸性（1）氧化物的水化物的結(jié)構(gòu)氫氧化鋁電離的本質(zhì)是Na+[:O:H]-::[H:O]-Mg2+[:O:H]-::::H—O—Al—O—H—O—HH—O—Al—O—H—O—H43Al3++H-O-Al-O-HH-O--O-H-05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—無機(jī)含氧酸的酸性4、無機(jī)含氧酸的酸性（1）氧化物的水化物的結(jié)構(gòu)其通式為：(HO)mROnO稱為羥基氧、O稱為非羥基氧H-O-Si-O-HH-O--O-HH-O-P-O-HH-O-=OH-O-S-O-HO==OH-O-Cl→OO←→OH-O-C-O-H=OH-O-N→O=O05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—無機(jī)含氧酸的酸性4、無機(jī)含氧酸的酸性（2）酸性強(qiáng)弱從實(shí)驗(yàn)上看就是相對較強(qiáng)的酸與相對較弱的酸的鹽反應(yīng)生成相對強(qiáng)酸的鹽與相對弱酸：即：HA+MA’=HA’+MA（3）影響含氧酸酸性相對強(qiáng)弱的因素主要有：A.中心原子的非金屬性/吸引電子的能力從理論上看最高正價氧化物的水化物的酸性一般與對應(yīng)元素的非金屬性/吸引電子的能力成正比。如：HNO3>H3PO4>H3AsO4

H2SO3＞H2SeO3＞H2TeO3

但是，有例外情況（見下頁）05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—無機(jī)含氧酸的酸性4、無機(jī)含氧酸的酸性①O、F無對應(yīng)的最高正價；②硒酸酸性比硫酸強(qiáng)（而一般來說同主族元素?zé)o氧酸從上到下逐漸減弱）B.中心原子的化合價（嚴(yán)格地講是其有效核電荷）同種元素作中心原子，R的化合價越高，酸性越強(qiáng)。HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO；H2SO4>H2SO3C.中心原子的半徑相同化合價的不同種元素作中心原子，R的半徑越小，酸性越強(qiáng)。如:酸性HClO3＞HBrO3＞HIO3

05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—無機(jī)含氧酸的酸性4、無機(jī)含氧酸的酸性D.酸分子中的非羥基氧原子數(shù)美國化學(xué)家鮑林從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:含氧酸分子中的非羥基氧原子數(shù)越多，酸性越強(qiáng)。分子式結(jié)構(gòu)簡式非羥基氧原子數(shù)n酸性強(qiáng)弱HClO4(HO)ClO33很強(qiáng)酸H2SO4(HO)2SO22強(qiáng)酸HClO3(HO)ClO22強(qiáng)酸H2SO3(HO)2SO1中強(qiáng)酸H3PO4(HO)3PO1中強(qiáng)酸HNO2(HO)NO1中強(qiáng)酸H3BO3(HO)3B0弱酸HClO(HO)Cl0弱酸05-現(xiàn)代價鍵理論綜合與提高分子的性質(zhì)—無機(jī)含氧酸的酸性4、無機(jī)含氧酸的酸性D.酸分子中的非羥基氧原子數(shù)“例外分析”HNO2、H3PO4、H2CO3分子中的非羥基氧原子數(shù)均為1，但HNO2、H3PO4為中強(qiáng)酸，而H2CO3為弱酸，為什么？是否是鮑林規(guī)則有誤？不是！這是因?yàn)镃O2+H2O