内容正文:
第38讲 分子结构与性质
1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键),了解配位键的含义。
2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。
4.能用价层电子对互斥理论或杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。
5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
6.了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。
共价键、键参数
1.共价键
(1)本质与特征。
本质—两原子之间形成共用电子对
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特征—具有方向性和饱和性
(2)类型。
化学键类型的判断
(1)只有两原子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键,当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时,不会形成共用电子对,而形成离子键。
(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键,不同种元素原子间形成的共价键为极性键。
(3)原子形成共价键时优先形成σ键,成键原子半径越大,越难形成π键,如Si等难形成双键。
(4)大π键:在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成π键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,或共轭大π键,简称大π键。大π键是3个或3个以上原子彼此平行的p轨道从侧面相互重叠形成的π键。
2.键参数
(1)概念。
(2)键参数对分子性质的影响。
键能越大,键长越短,分子越稳定,如稳定性:HF>HCl>HBr>HI。
(1)共价键的成键原子可以都是非金属原子,也可以是金属原子与非金属原子,如Al—Cl、Be—Cl等。
(2)并不是所有的共价键都有方向性,如s-s σ键没有方向性。
3.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。
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的原子总数和价电子总数都相等,两者互为等电子体,中心原子都是sp2杂化,都是V形结构。
[理解辨析] 判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)分子中一定含有化学键。( × )
提示:稀有气体是单原子分子,不含有化学键。
(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。( × )
提示:AlCl3是由金属原子与非金属原子构成的化合物,其化学键类型是共价键。
(3)s-s σ键与s-p σ键的电子云图像都是轴对称。( √ )
(4)乙炔分子中既有非极性键又有极性键,既有σ键又有π键。( √ )
提示:乙炔分子中的碳碳三键是非极性键,碳氢键是极性键,碳碳三键中有一个σ键、两个π键。
(5)σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成。( √ )
提示:s轨道、杂化轨道参与形成的共价键全部为σ键;p轨道和p轨道可以形成σ键,也可以形成π键(优先形成σ键,从第二个共价键开始只能形成 π键)。
(6)HF与NH3都是10电子分子,互为等电子体。( × )
提示:等电子体需满足两个条件,即①原子总数相同;②价电子总数相同。HF与NH3原子总数不相同。
(7)正四面体结构的分子的键角一定是109°28′。( × )
提示:具有正四面体结构的分子,只有顶点与体中心连线的键角才是109°28′,而白磷分子(P4)是正四面体结构,但是键角是60°。
共价键的类型及判断
1.在下列化学反应中,所断裂的共价键中,仅仅断裂 σ键 的是( C )
A.N2+3H22NH3
B.2C2H2+5O22H2O+4CO2
C.Cl2+H22HCl
D.C2H4+H2C2H6
解析:N2的结构式为N≡N,分子中含1个σ键和2个π键,反应中还有π键断裂,A项不符合题意;C2H2的结构简式为CH≡CH,分子中含1个σ键和2个π键,反应中还有π键断裂,B项不符合题意;C2H4的结构简式为,分子中含 1个 σ键和1个π键,反应中还有π键断裂,D项不符合题意。
2.有下列物质:
①HCl ②N2 ③NH3 ④Na2O2 ⑤H2O2 ⑥NH4Cl ⑦NaOH ⑧Ar ⑨CO2 ⑩C2H4
(1)只存在非极性键的分子是 (填序号,下同);既存在非极性键又存在极性键的分子是 ;只存在极性键的分子是 。
(2)只存在单键的分子是 ;存在三键的分子是 ;只存在双键的分子是 ;既存在单键又存在双键的分子是 。
(3)只存在σ键的分子是 ;既存在σ键又存在π键的分子是 。
(4)不存在化学键的是 。
(5)既存在离子键又存在极性键的是 ;既存在离子键又存在非极性键的是 。
答案:(1)② ⑤⑩ ①③⑨
(2)①③⑤ ② ⑨ ⑩
(3)①③⑤ ②⑨⑩
(4)⑧
(5)⑥