2023届高三化学二轮复习专题：分子结构与性质知识讲义

2023年高三化学二轮复习——分子结构与性质知识精讲与训练 知识梳理 1．分子空间结构与杂化轨道理论 当原子成键时，原子的价层电子轨道相互混杂，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。 杂化 类型 杂化轨 道数目 杂化轨 道夹角 空间 结构 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl2 sp2 3 120° 平面三角形 BF3 sp3 4 109°28′ 正四面体形 CH4 2.分子空间结构与价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型指的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时，两者的空间结构一致。 (2)当中心原子有孤电子对时，两者的空间结构不一致。 中心 原子 上的 价层 电子 对数 中心 原子 上的 σ键 电子 对数 中心 原子 上的 孤电 子对 数 VSEPR 模型名称 分子的空 间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 BeCl2 3 3 0 平面三 角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面 体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 3.中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断 中心原子的杂化类型和分子的空间结构有关，二者之间可以相互判断。 分子组成(A为中心原子) 中心原子的孤电子对数 中心原子的杂化方式 分子的空间结构 实例 AB2 0 sp 直线形 BeCl2 1 sp2 V形 SO2 2 sp3 V形 H2O AB3 0 sp2 平面三角形 BF3 1 sp3 三角锥形 NH3 AB4 0 sp3 正四面体形 CH4 特别提醒　(1)用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为LP—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。 (2)键角大小的判断方法 ①不同杂化类型 如键角：CH4<BF3<CO2。 ②单键、双键、三键的影响(较少考查，了解) 三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序： 三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。 如乙烯分子中H—C==C的键角是121.3°；H—C—H的键角是117.4°，均接近120°。 ③杂化类型相同，中心原子的孤电子对数越多，键角越小 如键角：CH4>NH3>H2O；NH>NH3；H3O＋>H2O。 ④杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大 键角：NH3>PH3>AsH3。 解释：N、P、As的电负性逐渐减小，中心原子的电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，成键电子对排斥力增大，键角增大。 ⑤杂化类型和孤电子对数均相同，配位原子的电负性越大，键角越小 键角：NF3<NH3。 解释：F的电负性比H大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对排斥力比NH3小，且NF3的孤电子对偏向N，孤电子对对成键电子对的排斥力较大。 对于第④、⑤种类型，可以归纳为判断中心原子的电子云密度，中心原子的电子云密度越大，则该分子的成键电子对排斥力越大，则键角越大。 4．共价键的分类(以碳原子之间成键为例) 分类依据 成键结构 σ键与π键 说明 单键 碳碳之间形成一个σ键 所有的单键都是σ键 双键 碳碳之间形成1个σ键、1个π键 、—CH==N—等双键中形成1个σ键、1个π键 三键 —C≡C— 碳碳之间形成1个σ键、2个π键 —C≡C—等三键之间形成1个σ键、2个π键 拓展 分子中大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则N：，NO：，SO2：，O3：，CO： [知识拓展]　等电子原理 等电子体具有相同的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。 等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。 确定等电子体的方法(举例)：变换过程中注意电荷改变，并伴有元素种类的改变。 序号 方法 示例 1 竖换：把同族元素(同族元素原子价电子数相同)上下交换，即可得到相应的等电子体 CO2与CS2 O3与SO2 2 横换：换相邻主族元素，这时候价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 N2与CO 3 可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子 O3与NO CH4与NH CO与CN－ 5.配合物