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1高中化学选修三第二章分子结构与性质一、共价键1.共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。2.共价键的类型①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。3.键参数①键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。④键参数对分子性质的影响：键长越短，键能越大，分子越稳定。4.等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。二、分子的空间构型1．分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点：当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。分子构型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构型实例sp2180°直线型BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28’正四面体形CH42．分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。2分子构型价层电子对互斥模型电子对数成键对数孤对电子数电子对空间构型分子空间构型实例220直线型直线型BeCl2330三角形三角形BF3321V形SnBr2440四面体四面体CH4431三角锥NH3422V形H2O3.配位化合物（1）配位键与极性键、非极性键的比较共价键非极性键极性键配位键本质相邻原子间通过共用电子对（电子云的重叠）所形成的相互作用成键条件(元素种类)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（一般指不同种非金属）成键原子一方有孤电子对（配位体），另一方有空轨道（中心离子）特征有方向性和饱和性表示方法H-HH-Cl存在单质H2，共价化合物H2O2，离子化合物Na2O2等共价化合物HCl，离子化合物NaOH等离子化合物NH4Cl等（2）配位化合物①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。②组成：如[Ag(NH3)2]OH，中心离子为Ag＋，配体为NH3，配位数为2。三、分子的性质1．分子间作用力的比较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的力，又称分子间作用力由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强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作用粒子分子或原子（稀有气体）氢原子，氟、氮、氧原子（分子内、分子间）原子特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性3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A-H……B-，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键的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。①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强2．分子的极性(1)极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。(2)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。3．溶解性(1)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。4．手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。5．无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R-O-H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4【习题】第一节共价键考查点一共价键的特征及表示方法1.原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是（）。A.共价键的方向性B.共价键的饱和性C.共价键原子的大小D.共价键的稳定性2.下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是（）。A.H＋[··O····—O······]2－H＋B.H＋[··F······]－C.N··HHHD.H··O····,H··考查点二σ键、π键3.下列有关σ键和π键的说法正确的是（）。A.单键既有σ键也有π键4B.所有的π键都容易打开C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度D.π键比σ键重叠程度大，形成的共价键强4.下列说法正确的是（）。A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的B.σ键是镜像对称，而π键是轴对称C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键D.H2分子中含σ键而Cl2分子中除σ键外还含有π键5.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是（）。①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥考查点三键参数6.下列说法中错误的是（）。A.原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键B.对双原子分子来说，键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越不牢固C.一般而言，化学键的键长越短，化学键越强，键越牢固D.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固7.下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（）。A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B.硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸C.稀有气体一般难以发生化学反应D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定8.（2011·安徽理综）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如下图）。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N（NO2）3的说法正确的是（）。A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键B.分子中四个氮原子共平面C.该物质既有氧化性又有还原性D.15.2g该物质含有6.02×1022个原子考查点四等电子体9.由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对5粒子中，空间结构相似的是（）。A.SO2与O3B.CO2与NO2C.CS2与NO2D.PCl3与BF310.某些化学键的键能如下表所示（单位：kJ·mol－1）：键H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br键能436.0193.7152.7242.7431.8298.7366（1）以上化学键中最稳定的是。（2）1molH2在2molCl2中燃烧，放出热量为kJ。（3）在一定条件下，1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出的热量由多到少的顺序是。A.Cl2＞Br2＞I2B.Br2＞Cl2＞I2C.Br2＞I2＞Cl2（4）1molH2在足量的F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热。11.现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F6种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最多的元素；A和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的12；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子数比D原子的p轨道上多一个电子；6种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族。回答下列问题：（1）用电子式表示C和E形成化合物的过程__________________________。（2）写出基态F原子的核外电子排布式_____________________________。（3）写出A2D的电子式，其分子中（填“含”或“不含”）σ键，（填“含”或“不含”）π键。（4）A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有。12.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量（kJ）：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量（kJ）243193151431366298436根据上述数据回答（1）～（5）题。（1）下列物质本身具有的能量最低的是（）。A.H2B.Cl2C.Br2D.I2（2）下列氢化物中，最稳定的是（）。A.HClB.HBrC.HI（3）X2＋H2===2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是吸热反应还是放热反应？________________________________________________________________。6（4）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是。（5）若无上表中的数据，你能回答出问题（4）吗？依据是什么？_________________。第二节分子的立体构型考查点一形形色色的分子1.下列分子的立体构型是正四面体形的是（）。A.CH4B.NH3C.H2OD.C2H42.下列分子结构图中，●代表原子序数从1到10的元素的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分），小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。（示例：）根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式：A，B，C，D。考查点二价层电子对互斥理论3.用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为（）。A.正四面体形B.V形C.三角锥形D.平面三角形4.根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是（）。A.PCl3B.H3O＋C.HCHOD.PH3考查点三杂化轨道理论5.在分子中，羰基碳原子与甲基碳原子成键时采取的杂化方式分别为（）。A.sp2杂化；sp2杂化B.sp3杂化；sp3杂化C.sp2杂化；sp3杂化D.sp杂化；sp3杂化6.原子轨道的杂化不但出现在分子中，原子团中同样存在原子轨道的杂化。在SO42－中S原子的杂化方式为（）。A.spB.sp2C.sp3D.无法判断考查点四配合物理论7.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是（）。A.[Co（NH3）4Cl2]ClB.[Co（NH3）3Cl3]7C.[Co（NH3）6]Cl3D.[Co（NH3）5Cl]Cl28.下列物质：①H3O＋②[B(OH)4]－③CH3COO－④NH3⑤CH4中存在配位键的是（）A.①②B.①③C.④⑤D.②④9.如图所示是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题：（1）甲醛分子中碳原子的杂化方式是，理由是_________________________。（2）下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是（填序号）。①单键②双键③σ键④π键⑤σ键和π键（3）甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角（填“＝”“＞”或“＜”）120°，出现该现象的主要原因是_______________________________。10.ClO－、ClO2－、ClO3－、ClO4－中，Cl都是以sp3杂化轨道方式与O原子成键，则ClO－离子的立体构型是；ClO2－离子的立体构型是；ClO3－离子的立体构型是；ClO4－离子的立体构型是。11.已知A、B、C、D、E为中学常见的五种物质，均含元素Y，有的还可能含有元素X、Z，元素X、Y、Z的原子序数依次递增。①元素Y在A、B、C、D、E中所呈化合价依次递增，其中只有B为单质。②常温下将气体D通入水中发生反应，生成C和E。③工业上以A、空气和水为原料，通过催化氧化法制成E。请回答以下问题：（1）A分子的立体构型是；从轨道重叠的方式看，B分子中的共价键类型有_________________________________