内容正文:
第57讲 分子结构与性质
复习
目标
1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性。
2.知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型;知道共价键可分为极性和非极性共价键。
3.结合实例了解共价分子具有特定的立体构型,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。
4.知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。
考点一 共价键与键参数
1.共价键
(1)本质和特征
(2)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1对共有电子
双键
原子间有2对共用电子
三键
原子间有3对共有电子
2.键参数
(1)概念
(2)对分子结构和性质的影响
一般情况下,构成共价键的原子半径越小,键长越短,共价键的键能越大,分子越稳定。
(1)s轨道只能形成σ键,p轨道可形成σ键或π键( √ )
(2)任何共价键都具有饱和性和方向性( × )
(3)两个原子之间可以只形成σ键,但不能只形成π键( √ )
(4)由于O原子半径小于S原子,故O—O比S—S更牢固( √ )
(5)硅原子间难以形成双键而碳原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p π键( √ )
考向1 共价键的类型及判断
【例1】三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体,易燃、有毒,分子结构之一如图所示,下列有关P4S3的说法不正确的是( )、
A.P4S3属于共价化合物
B.分子中含有极性键和非极性键
C.稳定性:P—P>P—S
D.1 mol P4S3分子中含有9 mol σ键
C 解析:只含共价键的化合物为共价化合物,则P4S3属于共价化合物,A正确;由题图可知,分子中存在极性键(P—S)和非极性键(P—P),B正确;P原子半径大于S原子半径,则P—P的键长大于P—S,故P—S更稳定,C错误;1个P4S3分子中有6个P—S、3个P—P共价键,则1 mol P4S3分子中含有9 mol σ键,D正确。
考向2 键参数及对分子结构与性质的影响
【例2】(2022·海南卷,改编)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是( )
A.HCl的电子式为
B.Cl—Cl键的键长比I—I键长
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
D 解析:HCl是共价化合物,其电子式为,A错误;Cl原子半径小于I,则Cl—Cl键的键长比I—I键短,B错误;CH3COOH分子中含有σ键和π键,π键存在于C===O中,C错误;Cl的电负性大于I,ClCH2—的吸电子能力强于ICH2—,故ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强,D正确。
(1)多角度认识σ键和π键的形成与特征
(2)σ键和π键的存在规律
1.(原创题)汽油中含有一种分子式为C8H18的烃,在高温下裂解可得到含CH4、C2H4、C2H6和C3H6等相对分子质量较小的链状烃。下列说法中,不正确的是( )
A.CH4、C2H6分子中都只含σ键,不含π键
B.C2H4分子中含有σ键和π键的数目之比为4∶1
C.C3H6分子中含有σ键和π键的数目之比为8∶1
D.有机物分子中碳原子之间可以形成σ键,也可以形成π键
B 解析:CH4、C2H6属于烷烃,分子中都只含σ键,不含π键,A正确;C2H4的结构简式为CH2===CH2,分子中含有σ键和π键的数目之比为5∶1,B错误;C3H6的结构简式为CH3CH===CH2,分子中含有σ键和π键的数目之比为8∶1,C正确;由上述分析可知,有机物分子中碳原子之间可以形成σ键,也可以形成π键,D正确。
2.(2023·辽宁沈阳市郊联体联考)已知几种共价键的键能如下:
化学键
H—N
N≡N
Cl—Cl
H—Cl
键能/(kJ/mol)
391
946
328
431
下列说法错误的是( )
A.键能:N≡N>N===N>N—N
B.H(g)+Cl(g)===HCl(g) ΔH=-431 kJ/mol
C.H—N键能小于H—Cl键能,故NH3的沸点高于HCl
D.2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH=-202 kJ/mol
C 解析:三键键长小于双键键长小于单键键长,键长越短,键能越大,所以键能:N≡N>N===N>N—N,A正确;据H—Cl键能推知,H(g)+Cl(g)===HCl(g)的焓变ΔH=-431 kJ/mol,