专题02 分子结构与性质（知识串讲+专题过关）-2022-2023学年高二化学下学期期中期末考点大串讲（人教版2019）

专题02 分子结构与性质 一、共价键 1.分类 （1）按共用电子对数分：单键、双键、三键； （2）按键极性分：极性键、非极性键（共价键极性强弱的比较：电负性差值越大，极性越强）； （3）按成键方式分：σ键、π键。 2.键参数 （1）键能和键长决定分子的稳定性 （2）键长和键角决定分子的立体构型 （3）一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。 3.σ键与π键的对比 σ键 π键 成键示意图(常见类型) 原子轨道重叠方式 “头碰头”重叠 “肩并肩”重叠 对称类型 轴对称，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。 镜面对称，因此，以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 轨道重叠程度大，键的强度较大，键越牢固 轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如σ键牢固 活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个键是σ键，另一个键是π键；共价三键中一个键是σ键，另外两个键是π键 旋转情况 以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构 以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构 存在情况 能单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中 不能单独存在，必须与σ键共存，可存在于共价双键和共价三键中 联系 只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键 实例 CH4.OH- N≡N中既含有σ键，又含有π键 【特别提醒】①一般情况下，σ键比π键牢固，但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固（例如：N2）。 ②并不是所有的分子都含有σ键，如稀有气体分子。 ③不存在s-sπ键、s-pπ键等。 ④分子中存在π键，则一定存在σ键，但若存在σ键，则不一定存在π键。 4.特征 特征 概念 作用 存在情况 饱和性 每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的 饱和性决定了分子的组成。 所有的共价键都具有饱和性 方向性 在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性 方向性决定了分子的空间结构。 并不是所有共价键都具有方向性 5．配位键 (1)孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 (2)配位键 ①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 ②配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为 在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。 6．等电子体 (1)等电子原理 原子总数相同、价电子总数相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，如CO和N2。 (2)等电子原理的应用 ①利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如SO2和O3的原子数目和价电子总数都相等，二者互为等电子体，中心原子都是sp2杂化，都是V形结构。 ②确定等电子体的方法(举例) (3)常见的等电子体归纳 微粒 通式 价电子总数 立体构型 CO2、SCN－、NO、N AX2 16e－ 直线形 CO、NO、SO3 AX3 24e－ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2 18e－ V形 SO、PO AX4 32e－ 正四面体形 PO、SO、ClO AX3 26e－ 三角锥形 CO、N2 AX 10e－ 直线形 CH4、NH AX4 8e－ 正四面体形 【特别提醒】寻找等电子体的三种方法 变换过程中注意电荷变化，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－ 二、分子的空间构型 1.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型 价层电子 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 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 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