第2章 微粒间相互作用与物质性质（知识清单）化学鲁科版选择性必修2

第2章 微粒间相互作用与物质性质 第1节 共价键模型 一、共价键的形成及特征 1．共价键的形成及本质 概念 原子间通过共用电子形成的化学键 本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用 形成元素 通常电负性相同或差值小的非金属元素原子形成共价键 表示方法 ①用一条短线表示一对共用电子所形成的共价键，如H—H ②用“===”表示原子间共用两对电子所形成的共价键，如C===C ③用“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键，如C≡C 2．共价键的特征 特征 概念 作用 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 共价键的饱和性决定着原子形成分子时互相结合的数量关系 方向性 共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。在形成共价键时，原子轨道重叠得愈多，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就愈牢固 共价键的方向性决定分子的空间构型 二、极性键和非极性键(按共用电子对是否偏移分类) 类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性 非极性键 同种元素 两原子电负性相同，共用电子对不偏移 两原子都不显电性 极性键 不同种元素 共用电子对偏向电负性较大的原子 电负性较大的原子显负电性，电负性较小的原子显正电性 三、σ键和π键 1．σ键 (1)σ键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠，这种共价键叫σ键。 (2)σ键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，σ键可分为s­s σ键、s­p σ键、p­p σ键。 ①s­s σ键：两个成键原子均提供s原子轨道形成的共价键，如H2分子中σ键的形成过程： ②s­p σ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键，如HCl分子中σ键的形成过程： ③p­p σ键：两个成键原子均提供p原子轨道形成的共价键，如Cl2分子中σ键的形成过程： (3)σ键的特征 ①以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键电子云图形不变，这种特征称为轴对称。 ②形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。 (4)σ键的存在：共价单键为σ键；共价双键和共价三键中存在σ键(通常含一个σ键)。 2．π键 (1)π键：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键。 (2)p­p π键的形成过程 (3)π键的特征 ①每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。 ②形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键牢固。 (4)π键的存在：π键通常存在于双键或三键中。 四、键参数 1．键长 (1)概念：两个成键原子的原子核间的距离。 (2)意义：键长愈短，化学键愈强，键愈牢固。 2．键角 (1)概念：在多原子分子中，两个化学键的夹角。 (2)意义：可以描述多原子分子的空间结构。 3．键能 (1)概念：在1×105Pa、298K条件下，断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量。 (2)意义：表示共价键的强弱，键能愈大，键愈牢固。 4．键参数对物质性质的影响 5．键能的应用 (1)衡量共价键的强弱：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。 (2)判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 (3)判断化学反应的能量变化 ①化学键与能量：旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量 ②焓变与键能的关系：ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和 ③反应热性质：ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应。 6．键长的应用 (1)一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。 (2)键长的比较方法 ①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。 ②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。 7．键角的应用 (1)键长和键角决定分子的空间结构。 (2)常见分子的键角及空间结构 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 O＝C＝O 180° 直线形 NH3 107° 三角锥形 H2O 105° V形(或角形) BF3 120° 平面三角形 CH4 109°28' 正四面体形 第2节 共价键与分子的空间结构 一、轨道杂化和杂化轨道 1．轨道杂化与杂化轨道 2．杂化轨道类型 (1)sp1杂化——BeCl2分子的形成 ①BeCl2分子的形成 杂化后的2个sp1杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的BeCl2分子。 ②)sp1杂化：sp1杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而得，sp1杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。 ③sp1杂化后，未参与杂化的2个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。 (2)sp2杂化——BF3分子的形成 ①BF3分子的形成 ②sp2杂化：sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而得，sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形。 ③sp2杂化后，未参与杂化的1个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C==C键的形成。 (3)sp3杂化——NH3、H2O与CH4分子的形成 ①CH4分子的空间构型 ②sp3杂化：sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而得，sp3杂化轨道的夹角为109.5°，呈正四面体构型。 ③NH3、H2O分子中N原子和O原子的杂化类型分别为sp3、sp3杂化。由于N原子和O原子分别有1对和2对孤对电子，孤对电子对成键电子对的排斥作用较强，且孤对电子数越多，排斥作用越强，使键角依次变小。 3．苯分子空间构型的解释 (1)根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中一个2s轨道和两个2p轨道都发生了sp2杂化(如2s、2px、2py杂化)，由此形成的三个sp2杂化轨道在同一平面内，还有一个未参与杂化的2p轨道(如2pz)垂直于这个平面。 (2)每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键，于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成σ键。 (3)6个碳原子上各有1个未参与杂化的垂直于碳环平面的p轨道，这6个轨道以“肩并肩”的方式形成含有6个电子、属于6个C原子的大π键。 二、杂化轨道与分子的空间构型的关系 1．判断中心原子杂化轨道类型的方法 判断依据 判断方法 根据杂化轨道的 立体构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布呈四面体形，则中心原子发生sp3杂化； ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化； ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化 根据杂化轨道之间 的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化； ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化； ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化 根据中心原子的 价电子对数判断 ①若价电子对数为2，则中心原子发生sp杂化； ②若价电子对数为3，则中心原子发生sp2杂化； ③若价电子对数为4，则中心原子发生sp3杂化 2．分子的空间结构与杂化轨道的关系(当杂化轨道全部用于形成σ键时) 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的轨道 1个s轨道和1个p轨道 1个s轨道和2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道 杂化轨道的数目 2个 3个 4个 轨道夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构 示意图 空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 三、价电子对互斥理论 1．价电子对互斥理论的基本内容：分子中的价电子对(成键电子对)和孤电子对由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。 (1)当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，就要求尽可能采取对称结构。 (2)当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同，从而影响分子的空间构型。 (3)电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小。 (4)成键电子对之间斥力由大到小顺序：叁键—叁键＞叁键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单键—单键。 (5)含孤电子对的斥力由大到小顺序：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—单键＞单键—单键。 2．价电子对互斥理论与分子的空间构型 (1)中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的空间构型 ABn 空间构型 范例 n＝2 直线形 CO2、BeCl2 n＝3 平面三角形 CH2O、BF3 n＝4 正四面体形 CH4、CCl4 n＝5 三角双锥形 PCl5 n＝6 正八面体形 SF6 (2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的空间构型：中心原子上的孤电子对占据中心原子周围的空间，与成键电子对互相排斥，使分子的空间构型发生变化，如： ①H2O为AB2型分子，氧原子上的两对孤电子对参与互相排斥，所以H2O分子的空间构型为V形而不是直线形。 ②NH3分子中氮原子上有一对孤电子对参与互相排斥，故NH3的空间构型不能为平面三角形。 ③常见分子的价电子对互斥模型和空间构型 σ键成键电子对数 孤电子对数 价电子对数目 电子对的排列方式 价电子对 空间构型 分子或离子的空间构型 实例 2 0 2 直线形 直线形 BeCl2、CO2 3 0 3 三角形 平面 三角形 BF3、BCl3 2 1 V形 PbCl2 4 0 4 四面 体形 正四面 体形 CH4、CCl4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O (1)ABm型分子中心原子价电子对数目的计算方法 ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)中价电子对数n的计算： n＝ (2)在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定 ①作为配位原子，卤素原子和H原子均提供1个电子，氧族元素的原子不提供电子。 ②作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算。 ③对于复杂离子，在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。如PO中P原子价电子数应加上3，而NH中N原子的价电子数应减去1。 ④计算电子对数时，若剩余1个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作1对电子处理。 ⑤双键、叁键等多重键作为1对电子看待。 三、等电子原理 1．概念：化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子 2．结构：等电子体具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。 3．应用举例：推断简单分子或离子的结构 (1)CS2与CO2互为等电子体，则CS2的结构式为S＝C＝S，碳原子的杂化类型为sp，分子空间结构为直线形。 (2)NO3－、CO32－、SO3与BF3互为等电子体，则它们的空间结构为三角形。 (3)PH3、AsH3、H3O+等与NH3互为等电子体，它们的空间结构为三角锥形。 (4)SO42－、PO43－、SiO44－与CCl4互为等电子体，它们的空间结构为正四面体形。 四、分子中的原子排布与对称性 1．对称分子 (1)概念：依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。 (2)性质：具有对称性。 (3)与分子性质的关系：分子的许多性质如极性、旋光性等都与分子的对称性有关。 2．手性分子 (1)旋光性：在光通过某些化合物时，光波振动的方向会旋转一定的角度的性质。 (2)手性：具有旋光性的分子本身和它们在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似但不能重叠，因而称这类分子表现出手性。 (3)手性分子：具有手性的分子叫作手性分子，存在手性异构体。 (4)不对称碳原子：对于仅通过单键连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均不相同时，这个碳原子称为不对称碳原子。 (5)手性分子应用： ①手性分子缩合制蛋白质和核酸。 ②分析药物有效成分异构体的生物活性和毒副作用。 ③药物的不对称合成。 五、分子中的电荷分布与极性 1．分子中的电荷分布 共价分子 HF N2 H2O CO2 键的极性 极性键 非极性键 极性键 极性键 整个分子电荷分布 不对称 对称 不对称 对称 正电荷与负电荷重心 不重合 重合 不重合 重合 结论 分子有极性 分子无极性 分子有极性 分子无极性 2．分子极性的实验探究 实验操作 在酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流 在另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞，并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流 现象 四氯化碳液流方向不变 水流方向发生改变 结论 四氯化碳液流与橡胶棒之间无电性作用 水流与橡胶棒之间有电性作用 解释 四氯化碳分子中无正极和负极之分 水分子中存在着带正电荷的正极和带负电荷的负极 3．极性分子和非极性分子 类别 极性分子 非极性分子 概念 分子内存在正、负两极的分子 分子内不存在正、负两极的分子 双原子分子 分子内含极性键 分子内含非极性键 多原子分子 分子内含极性键，分子空间结构不对称 分子内只含非极性键或分子空间结构对称 第3节 离子键、配位键与金属键 一、离子键 1．概念 阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键。 2．形成过程 3．形成条件 一般认为，当成键原子所属元素的电负性差值大于1.7时，原子间才有可能形成离子键。 4．实质 阴、阳离子之间的静电作用。当静电作用中同时存在的静电引力和静电斥力达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。 (1)静电引力是指阴、阳离子之间的异性电荷吸引力。 (2)静电斥力包括阴、阳离子的原子核、核外电子之间的斥力。 (3)影响静电作用的因素 根据库仑定律，阴、阳离子间的静电引力(F)与阳离子所带电荷(q＋)和阴离子所带电荷(q－)的乘积成正比，与阴、阳离子的核间距离(r)的平方成反比。 F＝k(k为比例系数) 5．特征 (1)没有方向性：离子键的实质是静电作用，离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。 (2)没有饱和性：在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的。 6．离子化合物 (1)概念：含有离子键的化合物 (2)化学键类型与物质类别的关系： ①离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。 ②简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如MgO、NaF等； ③复杂离子组成的化合物中既有离子键、又有共价键，如NH4NO3、NaOH、Na2O2、NH4Cl等。 ④共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。 (3)实验判断：熔融状态下能够导电的化合物 二、配位键 1．配位键 (1)概念：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的“电子对给予－接受”键。 (2)表示：(电子对给予体)A→B(电子对接受体) 、、、 2．配合物：通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。 3．配合物的组成：以“[Cu(NH3)4]SO4”为例 (1)中心原子或离子：提供空轨道接受孤电子对的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等 (2)配体(或配位体)：含有并提供孤电子对的分子或阴离子称为配体或配位体，如Cl－、NH3、H2O等 (3)配位原子：配体中直接同中心原子(或离子)配位的原子，配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等 (4)配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+ (5)配位数：直接与中心原子(或离子)配位的原子数目叫做中心原子(或离子)的配位数，即形成的配位键的数目。如：[Cu(NH3)4]2+中Cu2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]+中Ag＋配位数为2，[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的的阳离子(或阴离子)称为外界。如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2+，外界是SO，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2+＋SO，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+Cu2+＋4NH3 4．配合物的制备与应用 (1)配合物的形成 在盛有2 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，逐滴加入过量的浓氨水，观察到的现象是先生成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，最后变为蓝色透明溶液。反应的离子方程式是 ①Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH； ②Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 (2)制备银氨溶液 往洁净的试管中加入1mL2%硝酸银溶液，然后边振荡边逐滴滴入2%稀氨水，直到最初产生的的沉淀刚好溶解为止。①Ag＋＋NH3·H2O===AgOH＋NH ②AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O (3)[Cu(NH3)4]2＋(配离子)的形成： 氨分子中氮原子的孤对电子进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤对电子形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为(如图所示)。 (4)有些配合物显现出特征颜色，从而可用于物质的检验。Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n 5．配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3==[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 (2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。 (3)稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 三、金属键 1．金属键及实质 概念 金属中金属阳离子和“自由电子”之间存在的强的相互作用 成键微粒 金属阳离子和“自由电子” 实质 金属键本质是一种电性作用 特征 (1)金属键无饱和性和方向性 (2)金属键中的电子在整个三维空间里运动，属于整块固态金属 2.金属的物理性质 性质 解释 金属光泽 当可见光照射到金属表面上时，固态金属中的“自由电子”能够吸收所有频率的光并迅速释放，使得金属不透明并具有金属光泽。 导电性 通常情况下，金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性，但在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向运动，从而形成电流。 导热性 当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子与金属阳离子的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属阳离子。从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域，使整块金属达到同样的温度。 延展性 金属键没有方向性。在外力作用下，金属阳离子之间发生相对滑动时，各层金属阳离子和自由电子间仍然保持金属键的作用。 第4节 分子间作用力 一、范德华力与物质性质 1．分子间作用力 (1)概念：分子之间存在的多种相互作用统称分子间作用力。 (2)分类：最常见的分子间作用力是范德华力和氢键。 2．范德华力 (1)概念：范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 (2)实质：范德华力实质也是一种电性作用。 (3)特征： ①范德华力的作用通常比化学键的键能小得多，化学键的键能一般为100～600 kJ·mol－1，而范德华力的作用一般只有2～20 kJ·mol－1。 ②范德华力没有方向性和饱和性。 (4)影响因素： ①相对分子质量 一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 ②分子的极性 一般来说，分子的极性越大，范德华力越大。 3．范德华力对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高。例如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②组成相似且相对分子质量相近的物质，分子电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2。 ③在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 (2)对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度越大。 二、氢键与物质性质 1．概念：当氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子与另一个电负性大的Y原子间的静电作用。 2．表示：X－H…Y (1)X－H表示H原子和X原子以共价键相结合 (2)H…Y表示H原子和Y原子以氢键相结合 (3)X、Y为N、O、F中的一种 3．特征 (1)氢键的作用能比范德华力的作用能大一些，比化学键的键能小得多。 (2)氢键具有一定的方向性和饱和性。 4．氢键的存在 (1)三种气态氢化物：H2O、HF、NH3 (2)含羟基物质：含氧酸、含氧酸的酸式盐、醇、酸、酚及它们的水溶液 (3)含氨基物质：NH3、N2H4、DNA双螺旋体 5．氢键的类型 (1)分子间氢键；普遍存在 ①链状 NH3·H2O 胆矾 ②环状：分子中含多个N、O、F原子 二聚乙酸 二聚甲酸 四聚甲醇 环状碳酸氢盐 (2)分子内氢键：含多个N、O、F原子，且为邻位关系 硝酸 水杨醛 邻硝基苯酚 邻氨基苯酚 6．氢键的键长：指X和Y间的距离； 7．氢键的作用能：指X－H…Y分解为X－H和Y所需要的能量。 8．冰晶体中氢键键能的计算 (1)冰晶体中氢键的结构式 (2)1个水分子可以形成4个氢键，完全属于该水分子的氢键有2个 (3)冰的升华热＝范德华力+2mol氢键 9．氢键对物质物理性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响：分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显高，如NH3>PH3；同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点高，如邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸。 (2)对物质溶解度的影响：溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度增大，如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。 (3)对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大。水结冰体积膨胀，是因为冰中所有水分子通过有方向性和饱和性的氢键互相联结成晶体，而液态水中只有大部分水分子以氢键结合成为(H2O)n。 (4)氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1小很多。 ▁▃▅▇易错点01：σ键和π键的易错点 (1)σ键与π键的实质相同，都是由共用电子形成的化学键。 (2)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同。 (3)由于s轨道没有方向性，所以两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 (4)两个原子之间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 (5)σ键与π键的区别 键类型 σ键 π键 原子轨道重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”重叠 类型 s­s σ键、s­p σ键、p­p σ键 p­p π键 原子轨道重叠部分 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 键的存在 共价单键为σ键，共价双键、三键中含有一个σ键 共价双键、三键分别含有1个、2个π键。两原子间最多能形成2个π键 ▁▃▅▇易错点02：苯分子结构的易错点 (1)苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键，形成夹角为120°的三个sp2杂化轨道，故为正六边形的碳环。 (2)苯分子中苯环上的六个碳碳键的键长、键能均相同，不是单、双键交替形成。 (3)由分子结构决定分子性质可知，苯分子不具有烯烃分子的某些特征性质，如能使溴水、酸性KMnO4溶液退色。 ▁▃▅▇易错点03：利用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型易错点 (1)利用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型时应注意：价层电子对互斥理论模型是电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。 (2)二者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，二者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，二者的构型不一致。 ▁▃▅▇易错点04：离子键与共价键的易错点 (1)离子键与共价键的比较 键型 离子键 共价键 概念 阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键 原子间通过共用电子对形成的化学键 成键方式 通过得失电子达到稳定结构 通过形成共用电子达到稳定结构 成键微粒 阴、阳离子 原子 成键性质 静电作用 电性作用 形成条件 一般电负性相差小于1.7的元素原子之间 一般电负性相差大于1.7的元素原子之间 特征 没有饱和性和方向性 有饱和性和方向性 存在 离子化合物 绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物 表示方法 ①电子式，如 ②离子键的形成过程： ①结构式，如H－Cl ②电子式，如 ③共价键的形成过程：+→ (2)稀有气体是单原子分子，其原子已经达到稳定结构，分子内不存在化学键。 (3)活泼金属与活泼非金属间能够形成离子键，有些金属和非金属元素间能够形成共价键，如AlCl3。 (4)电负性差值大于1.7时，不一定都形成离子键，如H－F中化学键为共价键，但电负性差值为1.9。 ▁▃▅▇易错点05：离子键、共价键、金属键比较的易错点 类型 比较 　 离子键 共价键 金属键 非极性键 极性键 配位键 本质 阴、阳离子间通过静电作用形成 相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成 金属阳离子与自由电子间作用 成键条件(元素种类) 成键原子的得、失电子能力差别很大(活泼金属与活泼非金属之间) 成键原子得、失电子能力相同(同种非金属) 成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属) 成键原子一方有孤对电子(配位体)，另一方有空轨道(中心离子) 同种金属或不同种金属(合金) 特征 无方向性、饱和性 有方向性、饱和性 无方向性、和性饱 表示方式(电子式) 存在 离子化合物 单质，共价化合物，离子化合物 共价化合物，离子化合物 离子化合物 金属单质、合金 ▁▃▅▇易错点06：范德华力、氢键、共价键比较的易错点 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用 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 特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性 强度 共价键>氢键>范德华力 影响强度 的因素 ①随分子极性的增大而增大 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，作用越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔点、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共价键键能越大，分子稳定性越强 ▉方法01共价健的判断方法 【解题通法】 (1)非金属单质分子中(稀有气体除外)。如O2、F2、H2、C60等。 (2)非金属元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。 (3)某些金属与非金属元素形成的共价化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。 (4)某些离子化合物中。如Na2O2、NH4Cl等。 【典型例题】以下说法正确的是( ) A．共价化合物内部可能有极性键和非极性键 B．原子或离子间相互的吸引力叫化学键 C．非金属元素间只能形成共价键 D．金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键 【答案】A 【解析】全部由共价键形成的化合物是共价化合物，则共价化合物内部可能有极性键和非极性键，如乙酸、乙醇中，A正确；相邻原子之间强烈的相互作用是化学键，包括引力和斥力，B不正确；非金属元素间既能形成共价键，也能形成离子键，如氯化铵中含有离子键，C不正确；金属元素与非金属元素的原子间大部分形成离子键，但也可以形成共价键，如氯化铝中含有共价键，D不正确。 ▉方法02σ键与π键的判断方法 【解题通法】 【典型例题】甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下： 甲：CH2=CH-C≡C-H 乙：CH2=CH-COOH 丙：COCl2 丁：CH2=CH-CN (1)甲分子中有________个σ键，________个π键。 (2)乙分子中有________个σ键，________个π键，________(填“有”或“没有”)非极性键。 (3)丙分子中每个碳原子形成________个σ键，________个π键。 (4)丁分子中σ键与π键的数目之比为________。 【答案】(1)7 3 (2)8 2 有 (3)3 1 (4)2∶1 【解析】(1)甲分子中除5条单键全是σ键外，双键中1个是σ键，另1个是π键，三键中1个是σ键，另2个是π键。故甲分子中σ键总数为7，π键总数为3。(2)乙分子中有3个C—Hσ键，2个C—Cσ键，2个C—Oσ键，1个O—Hσ键；C==C和C==O中分别有1个π键；有C==C、C—C非极性键。(3)丙分子中C与O原子之间形成1个σ键和1个π键，C与两个Cl原子之间分别形成1个σ键。(4)丁分子中含有1个C==C键，1个C≡N键，3个C—H键和1个C—C键，故丁分子中共有6个σ键和3个π键。 ▉方法03杂化轨道类型的判断方法 【解题通法】 1．杂化轨道的类型 杂化类型 sp sp2 sp3 用于杂化的原子轨道及数目 s 1 1 1 p 1 2 3 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 CO2、C2H2 BF3、SO3 CH4、CCl4 2．常考的分子或离子结构 分子或离子的空间结构 常见分子或离子 中心原子杂化轨道类型 直线形 CO2、CS2、BeCl2、HC≡CH、HC≡N等 sp 平面三角形 BF3、BCl3、SO3、NO、CO等 sp2 正四面体形 CH4、CCl4、SiF4、ClO、SO、PO、SiO等 sp3 三角锥形 NH3、NCl3、PH3、SO、ClO等 sp3 【典型例题】下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A．CS2与C6H6 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4 【答案】B 【解析】A项，CS2：S==C==S，C原子采用sp杂化，C6H6：，C原子采用sp2杂化；B项，CH4和NH3分子中C、N原子均采用sp3杂化；C项，BeCl2分子中Be原子为sp1杂化，BF3分子中B原子为sp2杂化；D项，C2H2分子中C原子为sp1杂化，C2H4分子中C原子为sp2杂化。 ▉方法04杂化轨道数、价电子对数计算和空间结构确定方法 【解题通法】 1．确定中心原子A的杂化轨道数目 (1)对于ABm型分子，中心原子的杂化轨道数可以这样计算。 n＝2 (1)(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数) 例如： 代表物 杂化轨道数(n) 杂化轨道类型 CO2 2 (1)(4＋0)＝2 sp CH2O 2 (1)(4＋2＋0)＝3 sp2 CH4 2 (1)(4＋4)＝4 sp3 SO2 2 (1)(6＋0)＝3 sp2 NH3 2 (1)(5＋3)＝4 sp3 H2O 2 (1)(6＋2)＝4 sp3 (2)离子的杂化轨道计算 n＝2 (1)(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)。 代表物 杂化轨道数(n) 杂化轨道类型 NO3- 2 (1)(5＋1)＝3 sp2 NH4+ 2 (1)(5－1＋4)＝4 sp3 2．确定价电子对的空间结构 由于价电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能地相互远离。价电子对的空间结构与价电子对数目的关系如下表： 价电子对数目 2 3 4 5 6 价电子对结构 直线形 三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形 中心原子的价电子对数的方法如下： 【典型例题】指出下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型，并判断分子或离子的空间结构。 (1)GeCl4中Ge的杂化轨道类型为________，分子空间结构为________________。 (2)AsCl3中As的杂化轨道类型为________，分子空间结构为________________。 (3)SeO42-中Se的杂化轨道类型为________，离子空间结构为________________。 (4)BCl3中的B采用________杂化，空间结构为________________________。 (5)PH3中的P采用________杂化，空间结构为________________________。 (6)NO2-中的N采用________杂化，空间结构为________________________。 【答案】(1)sp3 正四面体形 (2)sp3 三角锥形 (3)sp3 正四面体形 (4)sp2 平面三角形 (5)sp3 三角锥形 (6)sp2 角形 【解析】(1)GeCl4：Ge的价电子对数＝4＋2 (1)×(4－4×1)＝4＋0＝4，Ge采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤电子对，故分子空间结构为正四面体形。(2)AsCl3：As的价电子对数＝3＋2 (1)×(5－3×1)＝3＋1＝4，As采用sp3杂化，因为中心原子上有1对孤电子对，故分子空间结构为三角锥形。(3)SeO42-：Se的价电子对数＝4＋2 (1)×(6＋2－4×2)＝4＋0＝4，Se采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤电子对，故离子空间结构为正四面体形。(4)BCl3：B采用sp2杂化，三个杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，没有孤电子对，分子空间结构为平面三角形。(5)PH3：P采用sp3杂化，其中一个杂化轨道上有一对电子不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个H形成σ键，由于一对孤电子对的存在，三个H不可能平均占据P周围的空间，而是被孤电子对排斥到一侧，形成三角锥形结构。(6)NO2-：N采用sp2杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成σ键，另一个杂化轨道有一对孤电子对，未杂化的p轨道与两个O上的p轨道形成π键，离子空间结构为角形。 ▉方法05等电子体的换算方法 【解题通法】 1．等电子体的换算方法 原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子 ①技巧一(竖换—同族替换) 换同族原子(同族原子价电子数相同) 以寻找NH3的等电子体为例 NH3PH3、AsH3 ②方法二(横换—左右移位) 换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 以寻找CO的等电子体为例 COCN—，CN—C22— CON2 2．常见的等电子体及空间构型 等电子类型 常见等电子体 空间构形 2原子10电子 N2、CN－、C22-、CO、NO＋ 直线形 2原子14电子 F2、O22-、Cl2 直线形 3原子16电子 CO2、N2O、CNO－、N3-、NO2+、SCN－、HgCl2、BeCl2(g) 直线形 3原子18电子 O3、SO2、NO2- V形 4原子8电子 NH3、PH3、CH3-、H3O＋ 三角锥形 4原子24电子 SO3(g)、CO32-、NO3-、PO3-、BF3 平面三角形 4原子26电子 SO32-、ClO3-、BrO3-、IO3-、XeO3 三角锥形 5原子8电子 CH4、SiH4、NH4+、PH4+、BH4- 正四面体形 5原子32电子 CCl4、SiF4、SiO44-、SO42-、ClO4-、PO43-、CF4 正四面体形 七原子48电子 SF6、PF6-、SiF62―、AlF63― 正八面体 【典型例题】下列不属于等电子体的是( ) A．NO+、C22- B．O3和SCN- C．BO33-、BF3 D．SiF4、PO43- 【答案】B 【解析】A项，NO+、C22-，原子数都是2，价电子数都是10，属于等电子体，A不符合题意；B项，O3和SCN-，原子数都是3，价电子数前者为18，后者为16，不属于等电子体，B符合题意；C项，BO33、BF3，原子数都是4，价电子数都是24，属于等电子体，C不符合题意；D项，SiF4、PO43-，原子数都是 5，价电子数都是32，属于等电子体，D不符合题意；故选B。 ▉方法06分子极性的判断方法 【解题通法】 1．根据分子的对称性判断 分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性分子，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。 2．根据键的极性判断 3．判断ABn型分子极性的经验规律 (1)化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。 (2)孤电子对法：若中心原子有孤电子对则为极性分子，否则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。 4．常见分子极性与非极性的判断 分子类型 键的极性 分子对称 分子极性 代表物 双原子分子 A2 非极性键 直线形(对称) 非极性 H2、O2、 Cl2、N2等 AB 极性键 直线形(不对称) 极性 HF、HCl、 CO、NO等 三原子分子 A2B(或AB2) 极性键 直线形(对称) 非极性 CO2、CS2等 (键角180°) 极性键 角形(不对称) 极性 H2O(键角 104．5°)、 SO2(键角 119．5°)等 四原子分子 AB3 极性键 平面三角形(对称) 非极性 BF3、BCl3等 极性键 三角锥形(不对称) 极性 NH3(键角107.3°)等 五原子分子 AB4 极性键 正四面体形(对称) 非极性 CH4、CCl4(键角109°28′)等 ABnC4－n (n<4且为整数) 极性键 四面体形(不对称) 极性 CHCl3、CH2Cl2等 【典型例题】X、Y为两种不同的元素，下列化学式一定为极性分子的是( ) A．XY B．XY2 C．XY3 D．XY4 【答案】A 【解析】A项中在XY分子中X、Y是不同的原子，吸引电子能力不同，正、负电荷中心不重合，一定是极性分子；B项中三原子在同一条直线上时就是非极性分子，如CO2；C项中四原子若在同一平面内就是非极性分子，如BF3，不在同一平面内就是极性分子，如NH3；D项中该分子无论是四面体结构还是平面结构都是对称性分子，是非极性分子。 ▉方法07化学键类型与物质类别的关系 【解题通法】 1．离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。简单离子组成的离子化合物中只有离子键。如MgO、NaCl等，复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。 2．共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。 3．中学常见物质中的化学键 (1)只有非极性键的物质：H2、O2、N2、金刚石、单晶硅、P4、S2、S4等同种非金属元素构成的单质。 (2)只有极性键的物质：HX(X＝F、Cl、Br、I)、CO、NO、CS2、BF3等两种不同元素构成的化合物。 (3)既有极性键，又有非极性键的物质：H2O2、CH2==CH2、CH≡CH、等。 (4)只有离子键的物质：CsCl、NaCl、Na2O、K2O等。 (5)既有离子键，又有非极性键的物质：Na2O2、FeS2、CaC2等。 (6)有离子键、共价键、配位键的物质：铵盐。 (7)无化学键的物质：稀有气体。 【典型例题】由下列各组的三种元素共同组成的化合物中，既可能有离子化合物，又可能有共价化合物的是( ) A．H、O、C B．Na、S、O C．H、N、O D．H、S、O 【答案】C 【解析】要形成离子键，必须形成阴、阳离子。B中三种元素可形成的Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3等，都是离子化合物；C中三种元素可形成HNO3、HNO2、NH4NO3等，既有离子化合物，又有共价化合物；A、D中三种非金属元素只能形成共价化合物。 25 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第1节 共价键模型 一、共价键的形成及特征 1．共价键的形成及本质 概念 原子间通过__________形成的化学键 本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的_______作用 形成元素 通常电负性相同或差值小的____________形成共价键 表示方法 ①用一条短线表示____________所形成的共价键，如H—H ②用“===”表示原子间共用____________所形成的共价键，如C===C ③用“≡”表示原子间共用____________所形成的共价键，如C≡C 2．共价键的特征 特征 概念 作用 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__________是一定的 共价键的饱和性决定着原子形成分子时互相结合的_______关系 方向性 共价键将尽可能沿着____________最大的方向形成，这就是共价键的方向性。在形成共价键时，原子轨道重叠得愈____，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就愈_______ 共价键的方向性决定分子的_________ 二、极性键和非极性键(按共用电子对是否偏移分类) 类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性 非极性键 _______元素 两原子电负性相同，共用电子对_______ 两原子都不显电性 极性键 _______元素 共用电子对偏向电负性_______的原子 电负性较大的原子显____电性，电负性较小的原子显____电性 三、σ键和π键 1．σ键 (1)σ键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“_______”的方式重叠，这种共价键叫σ键。 (2)σ键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，σ键可分为_______键、_______键、_______键。 ①s­s σ键：两个成键原子均提供____________形成的共价键，如H2分子中σ键的形成过程： ②s­p σ键：两个成键原子分别提供_______和_______形成的共价键，如HCl分子中σ键的形成过程： ③p­p σ键：两个成键原子均提____________形成的共价键，如Cl2分子中σ键的形成过程： (3)σ键的特征 ①以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键电子云图形不变，这种特征称为_______。 ②形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的_______性。 (4)σ键的存在：共价单键为σ键；共价双键和共价三键中存在σ键(通常含一个σ键)。 2．π键 (1)π键：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“_______”的方式重叠，这种共价键叫π键。 (2)p­p π键的形成过程 (3)π键的特征 ①每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为____________。 ②形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键_______。 (4)π键的存在：π键通常存在于双键或三键中。 四、键参数 1．键长 (1)概念：两个成键原子的_______间的距离。 (2)意义：键长愈____，化学键愈强，键愈牢固。 2．键角 (1)概念：在多原子分子中，_______化学键的夹角。 (2)意义：可以描述多原子分子的____________。 3．键能 (1)概念：在1×105Pa、298K条件下，断开_______ AB(g)分子中的化学键，使其分别生成_______A原子和_______B原子所吸收的能量。 (2)意义：表示共价键的强弱，键能愈____，键愈牢固。 4．键参数对物质性质的影响 5．键能的应用 (1)衡量共价键的强弱：键能越____，断开化学键时需要的能量越____，化学键越稳定。 (2)判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越____，分子越稳定。 (3)判断化学反应的能量变化 ①化学键与能量：旧化学键的断裂_______能量，新化学键的形成_______能量 ②焓变与键能的关系：ΔH＝_______键能总和－_______键能总和 ③反应热性质：ΔH＜0时，为_______反应；ΔH＞0时，为_______反应。 6．键长的应用 (1)一般键长越____，键能越____，共价键越稳定，分子越稳定。 (2)键长的比较方法 ①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。 ②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，_______键长＞_______键长＞_______键长。 7．键角的应用 (1)键长和键角决定分子的空间结构。 (2)常见分子的键角及空间结构 化学式 结构式 键角 空间结构 CO2 O＝C＝O 180° ____________ NH3 107° ____________ H2O 105° ____________ BF3 120° ____________ CH4 109°28' ____________ 第2节 共价键与分子的空间结构 一、轨道杂化和杂化轨道 1．轨道杂化与杂化轨道 2．杂化轨道类型 (1)sp1杂化——BeCl2分子的形成 ①BeCl2分子的形成 杂化后的2个sp1杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的BeCl2分子。 ②)sp1杂化：sp1杂化轨道是由_______轨道和_______轨道杂化而得，sp1杂化轨道间的夹角为_______，呈_______形。 ③sp1杂化后，未参与杂化的2个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。 (2)sp2杂化——BF3分子的形成 ①BF3分子的形成 ②sp2杂化：sp2杂化轨道是由__________轨道和___________轨道杂化而得，sp2杂化轨道间的夹角为_______，呈__________形。 ③sp2杂化后，未参与杂化的1个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C==C键的形成。 (3)sp3杂化——NH3、H2O与CH4分子的形成 ①CH4分子的空间构型 ②sp3杂化：sp3杂化轨道是由__________轨道和__________轨道杂化而得，sp3杂化轨道的夹角为_______，呈__________构型。 ③NH3、H2O分子中N原子和O原子的杂化类型分别为_____、_____杂化。由于N原子和O原子分别有1对和2对孤对电子，孤对电子对成键电子对的_______作用较强，且孤对电子数越多，_______作用越强，使键角依次变小。 3．苯分子空间构型的解释 (1)根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中一个____轨道和两个____轨道都发生了____杂化(如2s、2px、2py杂化)，由此形成的三个_____杂化轨道在同一平面内，还有一个未参与杂化的____轨道(如2pz)垂直于这个平面。 (2)每个碳原子的两个____杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的____杂化轨道上的电子配对形成σ键，于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个____杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成____键。 (3)6个碳原子上各有1个未参与杂化的垂直于碳环平面的p轨道，这6个轨道以“肩并肩”的方式形成含有____个电子、属于____个C原子的大π键。 二、杂化轨道与分子的空间构型的关系 1．判断中心原子杂化轨道类型的方法 判断依据 判断方法 根据杂化轨道的 立体构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布呈四面体形，则中心原子发生____杂化； ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生____杂化； ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生____杂化 根据杂化轨道之间 的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生____杂化； ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生____杂化； ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生____杂化 根据中心原子的 价电子对数判断 ①若价电子对数为2，则中心原子发生____杂化； ②若价电子对数为3，则中心原子发生____杂化； ③若价电子对数为4，则中心原子发生____杂化 2．分子的空间结构与杂化轨道的关系(当杂化轨道全部用于形成σ键时) 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的轨道 ____个s轨道和____个p轨道 ____个s轨道和____个p轨道 ____个s轨道和____个p轨道 杂化轨道的数目 ____个 ____个 ____个 轨道夹角 __________ __________ __________ 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构 示意图 空间结构 __________ __________ __________ 三、价电子对互斥理论 1．价电子对互斥理论的基本内容：分子中的价电子对(成键电子对)和孤电子对由于相互_______作用，尽可能趋向彼此远离。 (1)当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子__________，就要求尽可能采取_______结构。 (2)当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的__________，从而影响分子的空间构型。 (3)电子对之间的夹角_______，相互之间的斥力_______。 (4)成键电子对之间斥力由大到小顺序：叁键—叁键____叁键—双键____双键—双键____双键—单键____单键—单键。 (5)含孤电子对的斥力由大到小顺序：孤电子对—孤电子对____孤电子对—单键____单键—单键。 2．价电子对互斥理论与分子的空间构型 (1)中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的空间构型 ABn 空间构型 范例 n＝2 __________ CO2、BeCl2 n＝3 __________ CH2O、BF3 n＝4 __________ CH4、CCl4 n＝5 __________ PCl5 n＝6 __________ SF6 (2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的空间构型：中心原子上的__________占据中心原子周围的空间，与__________互相排斥，使分子的空间构型发生变化，如： ①H2O为AB2型分子，氧原子上的______________参与互相排斥，所以H2O分子的空间构型为V形而不是直线形。 ②NH3分子中氮原子上有一对孤电子对参与互相排斥，故NH3的空间构型不能为平面三角形。 ③常见分子的价电子对互斥模型和空间构型 σ键成键电子对数 孤电子对数 价电子对数目 电子对的排列方式 价电子对 空间构型 分子或离子的空间构型 实例 2 0 2 _________ __________ BeCl2、CO2 3 0 3 _________ __________ BF3、BCl3 2 1 __________ PbCl2 4 0 4 _________ __________ CH4、CCl4 3 1 __________ NH3 2 2 __________ H2O (1)ABm型分子中心原子价电子对数目的计算方法 ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)中价电子对数n的计算： n＝ (2)在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定 ①作为配位原子，卤素原子和H原子均提供1个电子，氧族元素的原子不提供电子。 ②作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算。 ③对于复杂离子，在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。如PO中P原子价电子数应加上3，而NH中N原子的价电子数应减去1。 ④计算电子对数时，若剩余1个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作1对电子处理。 ⑤双键、叁键等多重键作为1对电子看待。 三、等电子原理 1．概念：__________相同且__________总数相等的分子或离子 2．结构：等电子体具有相同的__________和相同的__________等结构特征。 3．应用举例：推断简单分子或离子的结构 (1)CS2与CO2互为等电子体，则CS2的结构式为__________，碳原子的杂化类型为_______，分子空间结构为_______。 (2)NO3－、CO32－、SO3与BF3互为等电子体，则它们的空间结构为__________。 (3)PH3、AsH3、H3O+等与NH3互为等电子体，它们的空间结构为__________。 (4)SO42－、PO43－、SiO44－与CCl4互为等电子体，它们的空间结构为__________。 四、分子中的原子排布与对称性 1．对称分子 (1)概念：依据对称轴的旋转或借助_______的反映能够复原的分子。 (2)性质：具有_______性。 (3)与分子性质的关系：分子的许多性质如_______、旋光性等都与分子的对称性有关。 2．手性分子 (1)旋光性：在光通过某些化合物时，光波振动的方向会旋转一定的_______的性质。 (2)手性：具有旋光性的分子本身和它们在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似但不能_______，因而称这类分子表现出手性。 (3)手性分子：具有_______的分子叫作手性分子，存在手性异构体。 (4)不对称碳原子：对于仅通过_______连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均_______时，这个碳原子称为不对称碳原子。 (5)手性分子应用： ①手性分子缩合制_______和核酸。 ②分析药物有效成分异构体的生物活性和_______作用。 ③药物的_______合成。 五、分子中的电荷分布与极性 1．分子中的电荷分布 共价分子 HF N2 H2O CO2 键的极性 __________ __________ __________ __________ 整个分子电荷分布 __________ __________ __________ __________ 正电荷与负电荷重心 __________ __________ __________ __________ 结论 分子____极性 分子____极性 分子____极性 分子____极性 2．分子极性的实验探究 实验操作 在酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流 在另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞，并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流 现象 四氯化碳液流方向不变 水流方向__________ 结论 四氯化碳液流与橡胶棒之间____电性作用 水流与橡胶棒之间有电性作用 解释 四氯化碳分子中无正极和负极之分 水分子中存在着带正电荷的正极和带负电荷的负极 3．极性分子和非极性分子 类别 极性分子 非极性分子 概念 分子内存在__________的分子 分子内不存在__________的分子 双原子分子 分子内含_______键 分子内含_______键 多原子分子 分子内含_______键，分子空间结构________ 分子内只含_______键或分子空间结构对称 第3节 离子键、配位键与金属键 一、离子键 1．概念 阴、阳离子间通过__________而形成的化学键。 2．形成过程 3．形成条件 一般认为，当成键原子所属元素的电负性差值大于_______时，原子间才有可能形成离子键。 4．实质 阴、阳离子之间的__________。当静电作用中同时存在的__________和__________达到平衡时，体系的能量_______，形成稳定的离子化合物。 (1)静电引力是指__________之间的异性电荷吸引力。 (2)静电斥力包括____________________、__________之间的斥力。 (3)影响静电作用的因素 根据库仑定律，阴、阳离子间的静电引力(F)与阳离子所带电荷(q＋)和阴离子所带电荷(q－)的乘积成正比，与阴、阳离子的__________的平方成反比。 F＝k(k为比例系数) 5．特征 (1)没有方向性：离子键的实质是静电作用，离子的电荷分布通常被看成是__________的，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向_______。 (2)没有饱和性：在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引__________的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引__________的阳离子排列在其周围，以达到_______体系能量的目的。 6．离子化合物 (1)概念：含有_______的化合物 (2)化学键类型与物质类别的关系： ①离子化合物中一定含有_______键，可能含有_______键。 ②简单离子组成的离子化合物中__________，如MgO、NaF等； ③复杂离子组成的化合物中既有_______、又有_______，如NH4NO3、NaOH、Na2O2、NH4Cl等。 ④共价化合物中只有_______，一定没有_______。 (3)实验判断：熔融状态下能够_______的化合物 二、配位键 1．配位键 (1)概念：成键原子或离子一方提供_______，另一方提供______________而形成的“电子对给予－接受”键。 (2)表示：(电子对_______)A→B(电子对_______) 、、、 2．配合物：通常把_____________ (称为中心离子或原子)与某些__________ (称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。 3．配合物的组成：以“[Cu(NH3)4]SO4”为例 (1)中心原子或离子：提供空轨道接受孤电子对的原子叫__________。中心原子一般是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等 (2)配体(或配位体)：含有并提供孤电子对的分子或阴离子称为______________，如Cl－、NH3、H2O等 (3)配位原子：配体中直接同中心原子(或离子)配位的原子，配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等 (4)配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做__________，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+ (5)配位数：直接与中心原子(或离子)配位的原子数目叫做中心原子(或离子)的配位数，即形成的配位键的数目。如：[Cu(NH3)4]2+中Cu2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]+中Ag＋配位数为2，[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数_______中心离子和配位体电荷数的代数和 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为_______，与内界发生电性匹配的的阳离子(或阴离子)称为_______。如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是__________，外界是_______，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2+＋SO，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+Cu2+＋4NH3 4．配合物的制备与应用 (1)配合物的形成 在盛有2 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，逐滴加入过量的浓氨水，观察到的现象是________________________________________，最后变为____________________。反应的离子方程式是 ①Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH； ②Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 (2)制备银氨溶液 往洁净的试管中加入1mL2%硝酸银溶液，然后边振荡边逐滴滴入2%稀氨水，直到最初产生的的沉淀刚好溶解为止。①Ag＋＋NH3·H2O===AgOH＋NH ②AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O (3)[Cu(NH3)4]2＋(配离子)的形成： 氨分子中氮原子的__________进入Cu2＋的_______，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的___________形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为(如图所示)。 (4)有些配合物显现出特征颜色，从而可用于物质的检验。Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子，这种配离子的颜色是_______色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n 5．配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3==[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 (2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。 (3)稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越_______。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 三、金属键 1．金属键及实质 概念 金属中金属阳离子和“__________”之间存在的强的相互作用 成键微粒 金属阳离子和“__________” 实质 金属键本质是一种电性作用 特征 (1)金属键无_______性和_______性 (2)金属键中的电子在整个__________里运动，属于整块固态金属 2.金属的物理性质 性质 解释 金属光泽 当可见光照射到金属表面上时，固态金属中的“自由电子”能够_______所有频率的光并迅速_______，使得金属不透明并具有金属光泽。 导电性 通常情况下，金属内部自由电子的运动______________的方向性，但在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生_______运动，从而形成电流。 导热性 当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的_______增加，运动速率_______，自由电子与金属阳离子的碰撞频率________，自由电子把能量传给金属阳离子。从而把能量从温度____的区域传到温度____的区域，使整块金属达到同样的温度。 延展性 金属键没有方向性。在外力作用下，金属阳离子之间发生__________时，各层金属阳离子和自由电子间仍然保持________的作用。 第4节 分子间作用力 一、范德华力与物质性质 1．分子间作用力 (1)概念：分子之间存在的多种__________统称分子间作用力。 (2)分类：最常见的分子间作用力是__________和________。 2．范德华力 (1)概念：范德华力是________之间普遍存在的一种相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 (2)实质：范德华力实质也是一种__________。 (3)特征： ①范德华力的作用通常比化学键的键能小得多，化学键的键能一般为_______________kJ·mol－1，而范德华力的作用一般只有________________ kJ·mol－1。 ②范德华力没有________和________。 (4)影响因素： ①相对分子质量 一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐________。 ②分子的极性 一般来说，分子的极性越大，范德华力________。 3．范德华力对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力________，物质的熔、沸点就________。例如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②组成相似且相对分子质量相近的物质，分子电荷分布越不均匀，范德华力________，其熔、沸点就________，如熔、沸点：CO>N2。 ③在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点就________，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 (2)对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度________。 二、氢键与物质性质 1．概念：当氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子与另一个电负性大的Y原子间的________作用。 2．表示：X－H…Y (1)X－H表示H原子和X原子以________相结合 (2)H…Y表示H原子和Y原子以________相结合 (3)X、Y为__________中的一种 3．特征 (1)氢键的作用能比范德华力的作用能____一些，比化学键的键能____得多。 (2)氢键具有一定的________性和________性。 4．氢键的存在 (1)三种气态氢化物：________、________、________ (2)含________物质：含氧酸、含氧酸的酸式盐、醇、酸、酚及它们的水溶液 (3)含________物质：NH3、N2H4、DNA双螺旋体 5．氢键的类型 (1)分子间氢键；普遍存在 ①链状 NH3·H2O 胆矾 ②环状：分子中含多个N、O、F原子 二聚乙酸 二聚甲酸 四聚甲醇 环状碳酸氢盐 (2)分子内氢键：含多个N、O、F原子，且为________关系 硝酸 水杨醛 邻硝基苯酚 邻氨基苯酚 6．氢键的键长：指X和Y间的________； 7．氢键的作用能：指X－H…Y分解为__________和____所需要的能量。 8．冰晶体中氢键键能的计算 (1)冰晶体中氢键的结构式 (2)1个水分子可以形成____个氢键，完全属于该水分子的氢键有____个 (3)冰的升华热＝__________ +__________ 9．氢键对物质物理性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响：分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显____，如NH3____PH3；同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点____，如邻羟基苯甲酸____对羟基苯甲酸。 (2)对物质溶解度的影响：溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度________，如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。 (3)对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度____。水结冰体积膨胀，是因为冰中所有水分子通过有方向性和饱和性的氢键互相联结成晶体，而液态水中只有大部分水分子以氢键结合成为(H2O)n。 (4)氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1____很多。 ▁▃▅▇易错点01：σ键和π键的易错点 (1)σ键与π键的实质相同，都是由共用电子形成的化学键。 (2)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同。 (3)由于s轨道没有方向性，所以两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 (4)两个原子之间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 (5)σ键与π键的区别 键类型 σ键 π键 原子轨道重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”重叠 类型 s­s σ键、s­p σ键、p­p σ键 p­p π键 原子轨道重叠部分 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 键的存在 共价单键为σ键，共价双键、三键中含有一个σ键 共价双键、三键分别含有1个、2个π键。两原子间最多能形成2个π键 ▁▃▅▇易错点02：苯分子结构的易错点 (1)苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键，形成夹角为120°的三个sp2杂化轨道，故为正六边形的碳环。 (2)苯分子中苯环上的六个碳碳键的键长、键能均相同，不是单、双键交替形成。 (3)由分子结构决定分子性质可知，苯分子不具有烯烃分子的某些特征性质，如能使溴水、酸性KMnO4溶液退色。 ▁▃▅▇易错点03：利用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型易错点 (1)利用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型时应注意：价层电子对互斥理论模型是电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。 (2)二者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，二者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，二者的构型不一致。 ▁▃▅▇易错点04：离子键与共价键的易错点 (1)离子键与共价键的比较 键型 离子键 共价键 概念 阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键 原子间通过共用电子对形成的化学键 成键方式 通过得失电子达到稳定结构 通过形成共用电子达到稳定结构 成键微粒 阴、阳离子 原子 成键性质 静电作用 电性作用 形成条件 一般电负性相差小于1.7的元素原子之间 一般电负性相差大于1.7的元素原子之间 特征 没有饱和性和方向性 有饱和性和方向性 存在 离子化合物 绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物 表示方法 ①电子式，如 ②离子键的形成过程： ①结构式，如H－Cl ②电子式，如 ③共价键的形成过程：+→ (2)稀有气体是单原子分子，其原子已经达到稳定结构，分子内不存在化学键。 (3)活泼金属与活泼非金属间能够形成离子键，有些金属和非金属元素间能够形成共价键，如AlCl3。 (4)电负性差值大于1.7时，不一定都形成离子键，如H－F中化学键为共价键，但电负性差值为1.9。 ▁▃▅▇易错点05：离子键、共价键、金属键比较的易错点 类型 比较 　 离子键 共价键 金属键 非极性键 极性键 配位键 本质 阴、阳离子间通过静电作用形成 相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成 金属阳离子与自由电子间作用 成键条件(元素种类) 成键原子的得、失电子能力差别很大(活泼金属与活泼非金属之间) 成键原子得、失电子能力相同(同种非金属) 成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属) 成键原子一方有孤对电子(配位体)，另一方有空轨道(中心离子) 同种金属或不同种金属(合金) 特征 无方向性、饱和性 有方向性、饱和性 无方向性、和性饱 表示方式(电子式) 存在 离子化合物 单质，共价化合物，离子化合物 共价化合物，离子化合物 离子化合物 金属单质、合金 ▁▃▅▇易错点06：范德华力、氢键、共价键比较的易错点 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用 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 特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性 强度 共价键>氢键>范德华力 影响强度 的因素 ①随分子极性的增大而增大 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，作用越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔点、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共价键键能越大，分子稳定性越强 ▉方法01共价健的判断方法 【解题通法】 (1)非金属单质分子中(稀有气体除外)。如O2、F2、H2、C60等。 (2)非金属元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。 (3)某些金属与非金属元素形成的共价化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。 (4)某些离子化合物中。如Na2O2、NH4Cl等。 【典型例题】以下说法正确的是( ) A．共价化合物内部可能有极性键和非极性键 B．原子或离子间相互的吸引力叫化学键 C．非金属元素间只能形成共价键 D．金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键 ▉方法02σ键与π键的判断方法 【解题通法】 【典型例题】甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下： 甲：CH2=CH-C≡C-H 乙：CH2=CH-COOH 丙：COCl2 丁：CH2=CH-CN (1)甲分子中有________个σ键，________个π键。 (2)乙分子中有________个σ键，________个π键，________(填“有”或“没有”)非极性键。 (3)丙分子中每个碳原子形成________个σ键，________个π键。 (4)丁分子中σ键与π键的数目之比为________。 ▉方法03杂化轨道类型的判断方法 【解题通法】 1．杂化轨道的类型 杂化类型 sp sp2 sp3 用于杂化的原子轨道及数目 s 1 1 1 p 1 2 3 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 CO2、C2H2 BF3、SO3 CH4、CCl4 2．常考的分子或离子结构 分子或离子的空间结构 常见分子或离子 中心原子杂化轨道类型 直线形 CO2、CS2、BeCl2、HC≡CH、HC≡N等 sp 平面三角形 BF3、BCl3、SO3、NO、CO等 sp2 正四面体形 CH4、CCl4、SiF4、ClO、SO、PO、SiO等 sp3 三角锥形 NH3、NCl3、PH3、SO、ClO等 sp3 【典型例题】下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A．CS2与C6H6 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4 ▉方法04杂化轨道数、价电子对数计算和空间结构确定方法 【解题通法】 1．确定中心原子A的杂化轨道数目 (1)对于ABm型分子，中心原子的杂化轨道数可以这样计算。 n＝2 (1)(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数) 例如： 代表物 杂化轨道数(n) 杂化轨道类型 CO2 2 (1)(4＋0)＝2 sp CH2O 2 (1)(4＋2＋0)＝3 sp2 CH4 2 (1)(4＋4)＝4 sp3 SO2 2 (1)(6＋0)＝3 sp2 NH3 2 (1)(5＋3)＝4 sp3 H2O 2 (1)(6＋2)＝4 sp3 (2)离子的杂化轨道计算 n＝2 (1)(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)。 代表物 杂化轨道数(n) 杂化轨道类型 NO3- 2 (1)(5＋1)＝3 sp2 NH4+ 2 (1)(5－1＋4)＝4 sp3 2．确定价电子对的空间结构 由于价电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能地相互远离。价电子对的空间结构与价电子对数目的关系如下表： 价电子对数目 2 3 4 5 6 价电子对结构 直线形 三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形 中心原子的价电子对数的方法如下： 【典型例题】指出下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型，并判断分子或离子的空间结构。 (1)GeCl4中Ge的杂化轨道类型为________，分子空间结构为________________。 (2)AsCl3中As的杂化轨道类型为________，分子空间结构为________________。 (3)SeO42-中Se的杂化轨道类型为________，离子空间结构为________________。 (4)BCl3中的B采用________杂化，空间结构为________________________。 (5)PH3中的P采用________杂化，空间结构为________________________。 (6)NO2-中的N采用________杂化，空间结构为________________________。 ▉方法05等电子体的换算方法 【解题通法】 1．等电子体的换算方法 原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子 ①技巧一(竖换—同族替换) 换同族原子(同族原子价电子数相同) 以寻找NH3的等电子体为例 NH3PH3、AsH3 ②方法二(横换—左右移位) 换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 以寻找CO的等电子体为例 COCN—，CN—C22— CON2 2．常见的等电子体及空间构型 等电子类型 常见等电子体 空间构形 2原子10电子 N2、CN－、C22-、CO、NO＋ 直线形 2原子14电子 F2、O22-、Cl2 直线形 3原子16电子 CO2、N2O、CNO－、N3-、NO2+、SCN－、HgCl2、BeCl2(g) 直线形 3原子18电子 O3、SO2、NO2- V形 4原子8电子 NH3、PH3、CH3-、H3O＋ 三角锥形 4原子24电子 SO3(g)、CO32-、NO3-、PO3-、BF3 平面三角形 4原子26电子 SO32-、ClO3-、BrO3-、IO3-、XeO3 三角锥形 5原子8电子 CH4、SiH4、NH4+、PH4+、BH4- 正四面体形 5原子32电子 CCl4、SiF4、SiO44-、SO42-、ClO4-、PO43-、CF4 正四面体形 七原子48电子 SF6、PF6-、SiF62―、AlF63― 正八面体 【典型例题】下列不属于等电子体的是( ) A．NO+、C22- B．O3和SCN- C．BO33-、BF3 D．SiF4、PO43- ▉方法06分子极性的判断方法 【解题通法】 1．根据分子的对称性判断 分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性分子，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。 2．根据键的极性判断 3．判断ABn型分子极性的经验规律 (1)化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。 (2)孤电子对法：若中心原子有孤电子对则为极性分子，否则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。 4．常见分子极性与非极性的判断 分子类型 键的极性 分子对称 分子极性 代表物 双原子分子 A2 非极性键 直线形(对称) 非极性 H2、O2、 Cl2、N2等 AB 极性键 直线形(不对称) 极性 HF、HCl、 CO、NO等 三原子分子 A2B(或AB2) 极性键 直线形(对称) 非极性 CO2、CS2等 (键角180°) 极性键 角形(不对称) 极性 H2O(键角 104．5°)、 SO2(键角 119．5°)等 四原子分子 AB3 极性键 平面三角形(对称) 非极性 BF3、BCl3等 极性键 三角锥形(不对称) 极性 NH3(键角107.3°)等 五原子分子 AB4 极性键 正四面体形(对称) 非极性 CH4、CCl4(键角109°28′)等 ABnC4－n (n<4且为整数) 极性键 四面体形(不对称) 极性 CHCl3、CH2Cl2等 【典型例题】X、Y为两种不同的元素，下列化学式一定为极性分子的是( ) A．XY B．XY2 C．XY3 D．XY4 ▉方法07化学键类型与物质类别的关系 【解题通法】 1．离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。简单离子组成的离子化合物中只有离子键。如MgO、NaCl等，复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。 2．共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。 3．中学常见物质中的化学键 (1)只有非极性键的物质：H2、O2、N2、金刚石、单晶硅、P4、S2、S4等同种非金属元素构成的单质。 (2)只有极性键的物质：HX(X＝F、Cl、Br、I)、CO、NO、CS2、BF3等两种不同元素构成的化合物。 (3)既有极性键，又有非极性键的物质：H2O2、CH2==CH2、CH≡CH、等。 (4)只有离子键的物质：CsCl、NaCl、Na2O、K2O等。 (5)既有离子键，又有非极性键的物质：Na2O2、FeS2、CaC2等。 (6)有离子键、共价键、配位键的物质：铵盐。 (7)无化学键的物质：稀有气体。 【典型例题】由下列各组的三种元素共同组成的化合物中，既可能有离子化合物，又可能有共价化合物的是( ) A．H、O、C B．Na、S、O C．H、N、O D．H、S、O 24 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $