第二章 分子的空间结构与性质 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

选择性必修第2册 专题 结构与性质 重点总结 chemistry is interesting chemistry is interesting 原子间的对称性 一、分子结构的对称性 分子间的对称性 （共价键形成前） 原子内的对称性 共价键 形成中 （共价键形成后） 原子s轨道（球形） 原子p轨道（哑铃形） 共价键 形成后 s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键 p-p π键 可绕轴旋转 镜面对称、不可绕轴旋转 几何对称 VSEPR模型，分子空间结构 （直线形、V形、平面三角形、四面体形、三角锥形） 对映异构（手性） 顺反异构 其他同分异构 一、分子结构的对称性 化 学 式 【VSEPR模型】 【杂化轨道】 σ键对 孤对 价对 VSEPR 空间结构 杂化类型 CH4 4 0 4 正四面体形 正四面体形 sp3杂化 NH3 3 1 4 四面体形 三角锥形 sp3杂化 H2O 2 2 4 四面体形 V形(角形) sp3杂化 一、分子结构的对称性 化 学 式 【VSEPR模型】 【杂化轨道】 σ键对 孤对 价对 VSEPR 空间结构 杂化类型 SO2 2 1 3 平面三角形 V形(角形) sp2杂化 CO3 3 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2杂化 BF3 3 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2杂化 2- 一、分子结构的对称性 化 学 式 【VSEPR模型】 【杂化轨道】 σ键对 孤对 价对 VSEPR 空间结构 杂化类型 CO2 2 0 2 直线形 直线形 sp N2 1 1 2 直线形 直线形 sp (CO等电子体) HClO (O中心) 2 2 4 四面体形 V形(角形) sp3杂化 一、分子结构的对称性 【键角】优先级1 杂化轨道方式 键角：sp杂化 ＞ sp2杂化 ＞ sp3杂化 （2025 江西高考）键角：NH4 (sp3)＜NO3 (sp2) + - 注：CO2(分子晶体sp)和SiO2(共价晶体sp3)不同，不适用等电子体原理 一、分子结构的对称性 【键角】优先级2 孤电子对数 斥力：孤-孤 ＞ 孤-成 ＞ 成-成 杂化轨道均sp3杂化 （2023 天津高考） 键角：ClO3＞ClO2 - - 一、分子结构的对称性 【键角】优先级3 共价键数量 斥力：三-三 ＞ 三-双 ＞ 双-双 ＞ 双-单 ＞ 单-单 (2025湖北二模) O C H H ∠O-C-H ＞ ∠H-C-H (＞120°) (＜120°) 大 小 一、分子结构的对称性 【键角】优先级4 电负性 成键电子离中心近，键间斥力↑ 成键电子离中心远，键间斥力↓ (2020山东高考)电负性：N＞P N H H H ·· P H H H ·· 大 小 (2026山东一模)电负性：F＞Cl O F F ·· O Cl Cl ·· 小 大 ·· ·· 二、结构与性质概览 结构决定性质 元素 原子 分子 离子(团) 晶体 电负性 电离能 金属性 非金属性 金属原子、金属键 分子间作用力 (范德华力、氢键) 离子键 共价键 共价键 过渡晶体 键长 键角 键能 形状 非金属原子、共价键 VSEPR模型 杂化轨道理论 预测 解释 包括 影响 质量、极性、分子间氢键 离子半径 价电荷 电子气、阳离子电荷、半径 配位键 极性、手性 二、结构与性质概览 固态 (1 μK~熔点) 液态 (熔点~沸点) 气态 (沸点~5000 K) 等离子态（＞5000 K） 晶态 非晶态 液晶(熔点~澄清点) 混合物 纯净物 物质 聚集 状态 准晶、可晶态(水晶)又可非晶态(玛瑙)(SiO2) 金属晶体（金属原子构成、金属键） 分子晶体（分子构成、分子间作用力） 共价晶体（原子构成、共价键） 离子晶体（离子构成、离子键） 混合型晶体（石墨，类型成分复杂） 过渡晶体（4类晶体间互相都能过渡） 世界并非二元对立 二、结构与性质概览 鲁科版 晶体类型 作用力 键能（作用能） 都有可能 化学键 配位键 （供电子A→B空轨道） 跨度较大 共价晶体 共价键 （供1电子A—B供1电子） 100 ~ 600 kJ/mol 离子晶体 离子键 (阴阳离子间吸引力) 分子晶体 分子间 作用力 氢键 (H和N、O、F) 不超过40 kJ/mol 范德华力 (微观万有引力) 2 ~ 20 kJ/mol 金属晶体 金属键 (金属离子 + 电子气) 跨度较大 三、分子晶体的结构与性质 鲁科版 性质 项目 作用力 影响因素 物理 雪花形状 分子间 作用力 氢键方向性 熔沸点 ①相对分子质量↑、②分子的极性↑ 则范德华力↑ 物质的熔、沸点↑ ③形成相同分子间氢键 物质的熔、沸点↑ 溶解性 ① 与溶剂（比如水）形成分子间氢键 ② 溶质与溶剂的极性相近（相似相溶） ③ 温度降低（气体分子） 溶质溶解度↑ 三、分子晶体的结构与性质 鲁科版 性质 项目 作用力 影响因素 化学 酸性 共价键 诱导效应 ① -X(X = F ,Cl ,Br ,I)吸电子基团 σ键上吸电子基强度↑ 数量↑ 更容易电离出H+ 酸性↑ pKa↓ ②烷基(-CH3、-C2H5) 推电子基团 σ键上推电子基复杂↑(碳链长、碳数多) 更难电离出H+ 酸性↓ pKa↑ 稳定性 共价键 ①元素电负性↑ 极性 ↑ 键长↓ 键能↑ 稳定性↑ ②受其他吸、推电子基影响，逻辑同酸性判断 四、共价晶体的结构与性质 性质 项目 主要矛盾 次要矛盾 物理 硬度大 共价键强度 键能 ↑ 键长 ↑ 原子半径 熔沸点高 导电性（只有晶体Si是半导体）差 溶解性小 化学 稳定性（耐腐蚀）好 四、共价晶体的结构与性质 ①同主族：金刚石(C)、晶体硅(Si)、锗(Ge) ②Si的对角线规则：硼(B) ③无机非金属材料（传统硅酸盐SiO3、SiO2； 新型陶瓷SiC、Si3N4等） 2- 哪些是共价晶体？（必修2） 除此之外，非金属元素构成基本都是分子晶体 除了分子晶体的组成是分子外，其他物质都不加【分子】 CO2分子 SiO2就是SiO2 NaCl就是NaCl Cu原子 五、离子晶体的结构与性质 性质 项目 主要矛盾 次要矛盾 物理 熔沸点：较高 离子半径↑ 变成常温下离子液体 离子键 电荷数↑、离子半径↓ 则晶格能↑、离子键↑ 硬度：较大 离子晶体 = 阳离子 + 阴离子 离子键 = 阳离子吸引阴离子的作用力 F离子 = ———— = ———— kq1q2 r2 k|q正 q负| r离子间距 2 六、金属晶体的结构与性质 性质 项目 主要矛盾 次要矛盾 物理 导电 金属键 (电子气 理论) 价电子脱落后自由移动，所有原子共用 导热 自由电子与金属原子碰撞传热 硬度 ①纯金属：电子气在原子间起润滑作用，硬度低 ②合金：掺杂原子在原子间起阻塞作用，硬度高 熔点 ①纯金属：电子气被相同的阳离子吸引，电荷均匀，金属键更强，熔点↑（同主族，r↑，熔点↑） ②合金：电子气被不同的阳离子吸引，电荷不均匀金属键更弱，熔点↓ 金属晶体 = 阳离子 + 电子 金属键 = 阳离子吸引自由电子的作用力 F金属 = ———— = ———— kq1q2 r2 k|q阳 q电| r阳离子半径 2 七、过渡晶体的结构与性质 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑ Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑ 电解 电解 电解 冰晶石 为什么不用AlCl3？ ①AlCl3是分子晶体（共价化合物）分子内共价键成分更纯粹 ②Al2O3是共价晶体（共价化合物）但含离子键成分，共价键不够纯粹，强度弱一些，容易断键 八、混合型晶体的结构与性质 性质 项目 主要矛盾 物理 （石墨） 层间容易撕离石墨烯 范德华力较弱（分子晶体） 层内能够导电，跨层不导电 类似金属键（金属晶体） 且作为晶体具有各向异性 石墨熔点较高，高于金刚石 层内共价键较强（共价晶体） sp2轨道比sp3含s成分多 石墨杂化轨道半径小， 石墨共价键长短、键能强 15 四月 2026 chemistry is interesting chemistry is interesting 感谢垂听 $