内容正文:
章末复习
第二章 分子结构与性质
化学
1.了解共价键的形成,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。
学习目标
3.能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
4.了解化学键和分子间作用力的区别。
5.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质。
重点:
共价键类型的判断及强弱比较。共价键、范德华力和氢键对物质性质的影响。杂化轨道类型的判断及利用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对分子、离子空间结构的判断和解释。
难点:
了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
学习重难点
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一、共价键
1.概念
原子间 。
2.特征
具有 和 。
通过共用电子对所形成的相互作用
方向性
饱和性
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3.分类
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
一、共价键
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4.键参数
(1)键能
①键能:气态分子中 化学键解离成气态原子所吸收的能量。
②单位: ,如H—H的键能为436.0 kJ·mol-1,N≡N的键能为946 kJ·mol-1。
③键能为衡量共价键稳定性的一个参数:键能越大,化学键越 。
④结构相似的分子中,化学键键能越大,分子越稳定。
1 mol
kJ·mol-1
稳定
一、共价键
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4.键参数
(2)键长
①键长:构成化学键的两个原子的 。因成键时原子轨道发生重叠,键长小于成键原子的原子半径之和。
②键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
键长越短,键能越 ,共价键越 。
核间距
大
稳定
一、共价键
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(3)键角
①键角:在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角称为键角。
②键角是描述分子的 的重要参数。
③多原子分子的键角一定,表明共价键具有 性。
④常见分子的键角:CO2分子的键角为 ,为 形分子;H2O分子的键角为105°,为 形(或 形)分子;CH4分子的键角为109°28‘,为 形分子。
空间结构
方向
180°
直线
V
角
正四面体
一、共价键
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【问题思考】
1.怎样判断原子间所形成的化学键是离子键还是共价键,是极性键还是非极性键?
一般情况下,活泼金属与活泼非金属形成离子键,非金属原子间形成共价键,相同的非金属原子之间形成的共价键为非极性键,不同种原子之间形成的共价键为极性键。
一、共价键
2.所有的共价键都有方向性吗?
s轨道形成的共价键无方向性。
3.σ键和π键哪个活泼?
一般情况下,π键活泼。
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二、分子的空间结构
1.价层电子对互斥模型的两种类型
价层电子对互斥模型说明的是 的空间结构,而分子的空间结构指的是 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 ;
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的空间结构 。
理论
真实
相同
不同
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二、分子的空间结构
2.杂化轨道理论
当原子成键时,原子的价层轨道相互混杂,形成与原轨道数相等的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。
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二、分子的空间结构
3.价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子空间结构的关系
(1)杂化轨道理论
杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 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
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二、分子的空间结构
(2)价层电子对互斥模型
价层电子对数 成键电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 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 SnBr2
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
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二、分子的空间结构
【问题思考】
CH4和H2O的杂化方式是否相同?怎样理解其分子空间结构的不同?
CH4和H2O均为sp3杂化,但孤电子对数不同。
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三、分子的结构和性质
1.键的极性和分子极性
(1)极性键和非极性键
①极性键: 。
②非极性键: 的共价键。
由不同原子形成的共价键,电子对会发生偏移
电子对不发生偏移
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三、分子的结构和性质
(2)极性分子和非极性分子
①极性分子:正电中心和负电中心 的分子。
②非极性分子:正电中心和负电中心 的分子。
不重合
重合
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三、分子的结构和性质
2.范德华力及其对物质性质的影响
(1)概念
与 之间存在着的相互作用力。
(2)特点
范德华力 ,约比化学键的键能小1~2个数量级。
分子
分子
很弱
(3)影响因素
① 越大,则范德华力越大。
② 越大,则范德华力越大。
(4)对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的 性质,化学键主要影响物质的 性质。
相对分子质量
分子的极性
物理
化学
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三、分子的结构和性质
3.氢键及其对物质性质的影响
(1)概念
氢键是一种 ,它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个 的原子之间的作用力。其表示方法为 。
分子间作用力
电负性很大
X—HY—
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三、分子的结构和性质
(2)特点
①大小:介于 和 之间,不属于化学键。
②存在:氢键不仅存在于 ,有时也存在于 。
③氢键也和共价键一样具有 性和 性。
化学键
范德华力
分子间
分子内部
方向
饱和
(3)对物质性质的影响
主要表现为使物质的熔、沸点 ,对电离和溶解等产生影响。
升高
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三、分子的结构和性质
4.溶解性
(1)“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于 ,极性溶质一般能溶于 。如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性 。
非极性溶剂
极性溶剂
越好
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三、分子的结构和性质
4.溶解性
(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇能与水 ,而戊醇在水中的溶解度明显 。
互溶
减小
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三、分子的结构和性质
【问题思考】
1.由极性键形成的分子一定是极性分子吗?
不一定,甲烷分子由极性键构成,但属于非极性分子。
2.氢键是化学键吗?怎样理解氢键的强弱对分子熔、沸点的影响?
氢键不是化学键,氢键是一种分子间作用力,而分子的熔、沸点受分子间作用力影响。
四、范德华力、氢键、共价键的比较
名称 范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力,又称分子间作用力 由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键
存在范围
分子间
某些含强极性键氢化物的分子间或含F、N、O及H的化合物中或其分子间 双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物
特征(有、无方向性和饱和性)
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
有方向性、有饱和性
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四、范德华力、氢键、共价键的比较
名称 范德华力 氢键 共价键
强度比较 共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大;②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大
对于X—H…Y—,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,键能越大
成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定
对物质性质的影响
①影响物质的熔、沸点,溶解度等物理性质;②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高,如熔、沸点:F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4 分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
①影响分子的稳定性;②共价键的键能越大,分子稳定性越强
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在气相中,下列关于BeF2和SF2的说法错误的是( )
A.BeF2分子中,中心原子Be的价层电子对数等于2,σ键电子对数也等于2
B.SF2分子中,中心原子S的价层电子对数等于2,σ键电子对数等于2,没有孤 电子对
C. BeF2分子的空间结构为直线形
D. BeF2的键角大于SF2的键角
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【练习1】
B
下列说法中正确的是( )
A. PCl3分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp2杂化的结果
B. sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道组合形成的
C.中心原子采取 sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体
D. AB3型的分子空间结构必为平面三角
课堂练习
【练习2】
C
无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”是( )
A. π 键 B.非极性共价键
C.离子键 D.极性共价键
课堂练习
【练习3】
D
下列叙述中正确的是( )
A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子
B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子
C.非极性分子只能是双原子单质分子
D.非极性分子中只含有非极性键,极性分子中一定不含非极性
课堂练习
【练习4】
A
下列关于化学键的说法正确的是( )
A.构成单质分子的粒子一定含有共价键
B.不同种元素间形成的共价键一定是极性键
C.非极性键只存在于双原子单质分子里
D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键
课堂练习
【练习5】
B
课堂小结
一、共价键
二、分子的空间结构
三、分子的结构与性质
完成学案中的“素养专练”。
布置作业
谢谢大家
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