第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價(jià)鍵 -1-第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu) -10-第1課時(shí)價(jià)層電子對(duì)互斥理論 -10-第2課時(shí)雜化軌道理論 -21-第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì) -27-第1課時(shí)共價(jià)鍵的極性分子間作用力 -27-第2課時(shí)物質(zhì)的溶解性分子的手性 -37-第一節(jié)共價(jià)鍵一、共價(jià)鍵及其特征1．共價(jià)鍵的形成(1)概念：原子間通過(guò)________所形成的相互作用，叫做共價(jià)鍵。(2)成鍵的粒子：一般為非金屬________(相同或不相同)或金屬原子與非金屬原子。(3)鍵的本質(zhì)：原子間通過(guò)__________________產(chǎn)生的強(qiáng)烈相互作用。(4)鍵的形成條件：非金屬元素的________之間形成共價(jià)鍵，大多數(shù)電負(fù)性之差小于1.7的金屬與非金屬原子之間形成共價(jià)鍵。2．共價(jià)鍵的類(lèi)型及特征共價(jià)鍵依據(jù)________________分為極性鍵和非極性鍵。按________________分為σ鍵和π鍵。(1)σ鍵形成成鍵原子的s軌道或p軌道“______”重疊而形成類(lèi)型s—s型H—H的s－sσ鍵的形成s—p型H—Cl的s－pσ鍵的形成p—p型Cl—Cl的p－pσ鍵的形成特征①以形成化學(xué)鍵的兩原子核的______為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形______，這種特征稱(chēng)為_(kāi)_____②σ鍵的強(qiáng)度______(2)π鍵形成由兩個(gè)原子的p軌道“______”重疊形成p—p型p—pπ鍵的形成特征①每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由________構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為_(kāi)_____，這種特征稱(chēng)為_(kāi)_____對(duì)稱(chēng)②π鍵______旋轉(zhuǎn)；不如σ鍵牢固，較易______(3)判斷σ鍵和π鍵的一般規(guī)律①共價(jià)單鍵是______鍵；②共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵中有一個(gè)鍵是______鍵，其他的都是______鍵。二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角1．概念和特點(diǎn)概念特點(diǎn)鍵能________原子形成1mol化學(xué)鍵________的最低能量鍵能越大，鍵越____________鍵長(zhǎng)形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的________鍵長(zhǎng)越短，鍵能______，鍵越________鍵角多原子分子內(nèi)兩個(gè)________之間的夾角表明共價(jià)鍵有__________，決定分子的____________2.對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、1．共用電子對(duì)原子共用電子對(duì)(即電子云重疊)原子2．共用電子對(duì)是否偏移原子軌道重疊方式頭碰頭連線不變軸對(duì)稱(chēng)較大肩并肩兩原子核鏡像鏡面不能斷裂σσπ二、1．氣態(tài)基態(tài)釋放穩(wěn)定核間距越大穩(wěn)定相鄰共價(jià)鍵方向性立體結(jié)構(gòu)[即時(shí)性自測(cè)]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)原子軌道在空間都具有方向性。()(2)σ鍵是軸對(duì)稱(chēng)而π鍵是鏡面對(duì)稱(chēng)。()(3)一般來(lái)說(shuō)，σ鍵比π鍵強(qiáng)度大，更穩(wěn)定。()(4)N2分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比是2：1。()(5)鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定。()(6)鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。()(7)兩個(gè)原子之間形成的雙鍵中σ鍵與π鍵各一個(gè)，且鍵能一定小于單鍵的兩倍。()2．下列不屬于共價(jià)鍵成鍵因素的是()A．形成共用電子對(duì)B．成鍵原子的原子軌道在空間重疊C．形成化學(xué)鍵，體系能量降低，趨于穩(wěn)定D．兩原子體積大小要適中3．下列元素的原子間易形成共價(jià)鍵的是()A．Na和ClB．K和FC．H和ClD．Ca和O4．下列關(guān)于σ鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．如果電子云圖像是由兩個(gè)s電子重疊形成的，即形成s－sσ鍵B．s電子與p電子形成s－pσ鍵C．p電子與p電子不能形成σ鍵D．HCl分子里含一個(gè)s－pσ鍵5．下列分子的結(jié)構(gòu)式與共價(jià)鍵的飽和性不相符的是()6．實(shí)驗(yàn)測(cè)得四種結(jié)構(gòu)相似的單質(zhì)分子的鍵長(zhǎng)、鍵能的數(shù)據(jù)如下：A—AB—BC—CD—D鍵長(zhǎng)/10－10ma0.74c1.98鍵能/kJ·mol－1193b151d已知D2分子的穩(wěn)定性大于A2，則a________(填“>”或“<”，下同)1.98，d________193；a________c，b____________d。即時(shí)性自測(cè)1．(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×2．解析：共價(jià)鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(duì)。兩原子形成共價(jià)鍵時(shí)原子軌道發(fā)生重疊，兩原子的原子軌道重疊越多，鍵越牢固，體系的能量也越低，但對(duì)成鍵原子體積的大小沒(méi)有要求。綜上所述，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D3．解析：非金屬元素的原子間容易形成共價(jià)鍵，活潑的金屬和非金屬元素的原子間容易形成離子鍵。則Na和Cl形成的是離子鍵，A錯(cuò)誤；K和F形成的是離子鍵，B錯(cuò)誤；H和Cl均是非金屬元素，形成的是共價(jià)鍵，C正確；Ca和O形成的是離子鍵，D錯(cuò)誤。答案：C4．解析：s電子與s電子、s電子與p電子只能形成σ鍵；p電子與p電子“頭碰頭”形成σ鍵，“肩并肩”形成π鍵。HCl分子中的σ鍵是由H的s電子和Cl的p電子形成的s－pσ鍵。答案：C5．解析：由共價(jià)鍵的飽和性可知：C、Si均形成4個(gè)共價(jià)鍵，H形成1個(gè)共價(jià)鍵，O、S均形成2個(gè)共價(jià)鍵。A項(xiàng)中O原子之間不可能形成雙鍵，B項(xiàng)是過(guò)氧乙酸，含有過(guò)氧鍵“O—O”，C項(xiàng)相當(dāng)于S取代了CH3OH中的氧原子，D項(xiàng)中Si原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。答案：A6．解析：結(jié)構(gòu)相似的單質(zhì)分子中，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。答案：>>＜＞技能素養(yǎng)提升點(diǎn)一共價(jià)鍵的特征和分類(lèi)[例1]有下列十種物質(zhì)：①CH4②CH3CH2OH③N2④HCl⑤CO2⑥CH3CH3⑦C2H4⑧C2H2⑨H2O2⑩HCHO有機(jī)物中碳原子要滿足四個(gè)價(jià)鍵！請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題(填寫(xiě)編號(hào))：(1)只有σ鍵的有________，既有σ鍵又有π鍵的有________。(2)只含有極性鍵的化合物有________，既含有極性鍵，又含有非極性鍵的化合物有________。(3)含有雙鍵的有________，含有三鍵的有______。例1解析：十種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式分別為、、N≡N、H—Cl、O=C=O、、、H—C≡C—H、H—O—O—H、HCOH。根據(jù)以下兩點(diǎn)判斷化學(xué)鍵類(lèi)型：①單鍵只有是σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；②同種元素原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性鍵，不同種元素原子之間形成的共價(jià)鍵是極性鍵。答案：(1)①②④⑥⑨③⑤⑦⑧⑩(2)①④⑤⑩②⑥⑦⑧⑨(3)⑤⑦⑩③⑧共價(jià)鍵可從不同角度分類(lèi)，從電子的重疊方式可分為σ鍵和π鍵；從共用電子對(duì)偏向可分為極性鍵和非極性鍵。[提升1]有以下物質(zhì)：①HF②Cl2③H2O④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2⑨HCN(H—C≡N)。(1)只含有極性鍵的是________。(2)只含有非極性鍵的是________。(3)既有極性鍵，又有非極性鍵的是________。(4)只有σ鍵的是________。(5)既有σ鍵，又有π鍵的是________。提升1解析：根據(jù)共價(jià)鍵的存在范圍、極性鍵與非極性鍵的區(qū)別、σ鍵和π鍵的形成條件和特征，便可得出各題答案。答案：(1)①③⑨(2)②④⑦(3)⑤⑥⑧(4)①②③⑥⑦⑧(5)④⑤⑨[關(guān)鍵能力]共價(jià)鍵的特征和分類(lèi)方法1．共價(jià)鍵特征(1)當(dāng)成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，兩原子核間的電子密度增大，體系的能量降低。(2)共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。(3)共價(jià)鍵的方向性決定了分子的立體構(gòu)型。但并不是所有共價(jià)鍵都具有方向性，如兩個(gè)s軌道形成共價(jià)鍵時(shí)就沒(méi)有方向性。2．共價(jià)鍵的分類(lèi)方法分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型共用電子對(duì)數(shù)單鍵、雙鍵、三鍵共用電子對(duì)的偏移程度極性鍵、非極性鍵原子軌道重疊方式σ鍵、π鍵3.σ鍵與π鍵的比較共價(jià)鍵類(lèi)型σ鍵π鍵示意圖原子軌道重疊方式“頭碰頭”重疊“肩并肩”重疊原子軌道重疊部位兩原子核之間，在鍵軸處鍵軸上方和下方，鍵軸處為零原子軌道重疊程度大小鍵的強(qiáng)度較大較小活潑性不活潑活潑成鍵規(guī)律共價(jià)單鍵是σ鍵；雙鍵中一個(gè)鍵是σ鍵，一個(gè)鍵是π鍵；三鍵中一個(gè)鍵是σ鍵，另外兩個(gè)鍵是π鍵兩個(gè)自旋方向相反的s電子或s電子與p電子只能形成σ鍵不能形成π鍵，而兩個(gè)自旋方向相反的p電子既可形成σ鍵，又可形成π鍵，但是首先要形成σ鍵。因?yàn)樾纬搔益I時(shí)原子軌道重疊的程度比形成π鍵時(shí)原子軌道重疊的程度大，電子在核間出現(xiàn)的概率大，共價(jià)鍵強(qiáng)，形成的分子更穩(wěn)定。提升點(diǎn)二鍵參數(shù)及其應(yīng)用[例2]Ⅰ.已知?dú)浞肿拥男纬蛇^(guò)程示意圖如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。核間距過(guò)小時(shí)，原子核間排斥力增強(qiáng)。(1)H－H鍵的鍵長(zhǎng)為_(kāi)_______，①～⑤中，體系能量由高到低的順序是________。(2)下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。A．氫分子中含有一個(gè)π鍵B．由①到④，電子在核間出現(xiàn)的概率增大C．由④到⑤，需要消耗外界的能量D．氫分子中含有一個(gè)極性共價(jià)鍵Ⅱ.幾種常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵能如表所示。化學(xué)鍵Si—OH—O氧氧鍵Si—SiSi—C鍵能/(kJ·mol－1)452462.8497.3226X請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)試比較Si—Si鍵與Si—C鍵的鍵能大小：X________(填“>”“<”或“＝”)226kJ·mol－1。(2)H2被認(rèn)為是21世紀(jì)人類(lèi)最理想的燃料，而又有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來(lái)的石油”等觀點(diǎn)。試計(jì)算每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為_(kāi)_______；每摩爾硅完全燃燒放出的熱量約為_(kāi)_______(已知1molSi中含2molSi—Si鍵，1molSiO2中含4molSi—O鍵)。例2解析：Ⅰ.(1)可以直接從題圖中得到有關(guān)數(shù)據(jù)，H—H鍵的鍵長(zhǎng)為74pm；體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。(2)氫分子中含有一個(gè)σ鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩個(gè)氫原子的核間距逐漸減小時(shí)，原子軌道會(huì)相互重疊，導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大，B項(xiàng)正確；④已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)改變構(gòu)成氫分子的兩個(gè)氫原子的核間距時(shí)，需要消耗外界的能量，C項(xiàng)正確；氫分子中含有一個(gè)非極性共價(jià)鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。Ⅱ.(1)Si－Si鍵的鍵長(zhǎng)比Si－C鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，Si－Si鍵的鍵能比Si－C鍵的鍵能小。(2)由題圖可知，H－H鍵的鍵能為436kJ·mol－1，每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為1000g÷2g·mol－1×462.8kJ·mol－l×2－436kJ·mol－1－497.3kJ·mol－1×eq\f(1,2)＝120475kJ；每摩爾硅完全燃燒放出的熱量約為452kJ·mol－1×4mol－497.3kJ·mol－1×1mol－226kJ·mol－1×2mol＝858.7kJ。答案：Ⅰ.(1)74pm①⑤②③④(2)BCⅡ.(1)>(2)120475kJ858.7kJ斷鍵吸熱，成鍵放熱，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能。[提升2]下表是一些鍵能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)：鍵能鍵能鍵能鍵能H—H436Cl—Cl242.7H—Cl431.8H—O462.8S=S255H—S339C—F427C—O351C—Cl330C—I218H—F568由上表中數(shù)據(jù)能否得出這樣的結(jié)論：(1)半徑越小的原子形成的共價(jià)鍵越牢固(即鍵能越大)。________(填“能”或“不能”)。(2)非金屬性越強(qiáng)的原子形成的共價(jià)鍵越牢固。________(填“能”或“不能”)。(3)能否從數(shù)據(jù)中找出一些規(guī)律，請(qǐng)寫(xiě)出一條：_______________________________________________________________________________________________________________________________________(4)試預(yù)測(cè)C－Br鍵的鍵能范圍：________<C－Br鍵鍵能<________。提升2解析：根據(jù)表中的有關(guān)數(shù)據(jù)及元素周期律知識(shí)分析可知氯原子的原子半徑小于硫原子的原子半徑，且硫元素的非金屬性較氯元素的非金屬性弱，但硫硫鍵的鍵能大于氯氯鍵的鍵能，因此不能說(shuō)半徑越小的原子形成的共價(jià)鍵越牢固，也不能說(shuō)非金屬性越強(qiáng)的原子形成的共價(jià)鍵越牢固。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可以得出如下規(guī)律：同主族元素與相同原子結(jié)合形成共價(jià)鍵時(shí)，原子半徑越小，共價(jià)鍵越強(qiáng)；根據(jù)此規(guī)律可知C－Br鍵的鍵能介于C－Cl鍵的鍵能和C－I鍵的鍵能之間，即218kJ·mol－1～330kJ·mol－1。答案：(1)不能(2)不能(3)能，同主族元素與相同原子結(jié)合形成共價(jià)鍵時(shí)，原子半徑越小，共價(jià)鍵越強(qiáng)(4)218kJ·mol－1330kJ·mol－1非金屬性強(qiáng)弱主要由原子結(jié)構(gòu)決定，而共價(jià)鍵強(qiáng)弱則與原子半徑、共用電子對(duì)多少有關(guān)。[關(guān)鍵能力]共價(jià)鍵參數(shù)與分子的性質(zhì)1．一般來(lái)講，形成共價(jià)鍵的兩原子半徑之和越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用電子對(duì)數(shù)相同(1對(duì))，因F、Cl、Br、I的原子半徑依次增大，故共價(jià)鍵牢固程度H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，因此，穩(wěn)定性HF＞HCl＞HBr＞HI。2．鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。3．鍵能與鍵長(zhǎng)是衡量共價(jià)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)，鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，如果知道分子中的鍵角，這個(gè)分子的立體構(gòu)型就確定了。常見(jiàn)分子的鍵角與分子空間構(gòu)型化學(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間構(gòu)型CO2O=C=O180°直線形NH3107°三角錐形H2O105°V形BF3120°平面三角形CH4109°28′正四面體形4.鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能量變化關(guān)系：(1)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)使反應(yīng)體系的能量增加，故規(guī)定反應(yīng)的熱量變化ΔH為“＋”。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，舊鍵斷裂所吸收的總能量小于新鍵形成放出的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)使反應(yīng)體系的能量降低，故規(guī)定反應(yīng)的熱量變化ΔH為“－”。(2)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)的熱量變化：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。認(rèn)識(shí)鍵參數(shù)的幾個(gè)誤區(qū)(1)鍵長(zhǎng)和鍵角共同決定分子的空間結(jié)構(gòu)。(2)鍵長(zhǎng)不是成鍵兩原子的原子半徑之和，而是小于其半徑之和。(3)鍵能越大，一般鍵長(zhǎng)越短，分子越穩(wěn)定。形成性自評(píng)1．關(guān)于σ鍵和π鍵的比較，下列說(shuō)法不正確的是()A．一般情況下，σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)B．σ鍵是“頭碰頭”式重疊，π鍵是“肩并肩”式重疊C．所有分子中一定含有σ鍵D．H原子只能形成σ鍵，O原子可以形成σ鍵和π鍵2．下列說(shuō)法中正確的是()A．分子中鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，則分子越穩(wěn)定B．只有非金屬原子之間才能形成共價(jià)鍵C．水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°D．H—O鍵鍵能為463kJ/mol，即18g水分子生成H2和O2時(shí)，放出能量為(2×463)kJ3．氣態(tài)N4分子結(jié)構(gòu)如右圖所示。已知斷裂1molN—N鍵吸收167kJ熱量，生成1molN≡N鍵放出942kJ熱量，根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，判斷下列說(shuō)法正確的是()A．N4屬于一種新型的化合物B．N4分子中存在非極性鍵C．N4分子中N—N鍵角為109°28′D．1molN4轉(zhuǎn)變成N2將吸收882kJ熱量4．已知：X、Y、Z、W四種元素原子的電負(fù)性數(shù)值。元素XYZW電負(fù)性2.53.51.22.4你認(rèn)為上述四種元素中，最不可能形成共價(jià)鍵的是()A．X與YB．X與WC．Y與ZD．Y與W5．下列物質(zhì)中，σ鍵和π鍵數(shù)目相等的是：________；σ鍵數(shù)目小于π鍵數(shù)目的是________；σ鍵和π鍵數(shù)目之比為21的是________。A．丙烯氰CH2=CH—C≡NB．N≡C—C≡NC．丙烯酸：CH2=CH—COOHD．乙烯基乙炔：CHHCHCCHE.羰基硫：COS6．某些共價(jià)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表(單位：kJ·mol－1)：共價(jià)鍵H—HCl—ClBr—BrH—ClH—I鍵能436243193432298共價(jià)鍵I—IN≡NH—OH—N鍵能151946463393(1)把1molCl2(g)分解為氣態(tài)原子時(shí)，需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。(2)由表中所列化學(xué)鍵形成的單質(zhì)分子中，最穩(wěn)定的是________，最不穩(wěn)定的是________；形成的化合物分子中最穩(wěn)定的是________。(3)試通過(guò)鍵能數(shù)據(jù)估算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝________。形成性自評(píng)1．解析：一般而言，σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)，A正確；σ鍵和π鍵分別由“頭碰頭”“肩并肩”兩種方式形成，B正確；單原子分子如氦氣沒(méi)有形成化學(xué)鍵，所以C錯(cuò)誤；H原子只能形成一個(gè)鍵，所以只能形成σ鍵，O原子可以形成2個(gè)鍵，所以可以形成σ鍵和π鍵，D正確。答案：C2．解析：在分子中鍵能越大，結(jié)合力就越強(qiáng)，鍵長(zhǎng)應(yīng)越短，分子越穩(wěn)定，所以A正確；B中有些不活潑金屬形成的化學(xué)鍵可能是共價(jià)鍵；C中水分子的兩個(gè)O—H鍵的鍵角小于180°，其分子結(jié)構(gòu)式雖為H—O—H，但不能表示分子結(jié)構(gòu)的真正空間構(gòu)型；D中給出H—O鍵的鍵能是破壞1molH—O鍵所吸收的能量，在H2O分子中有兩個(gè)H—O鍵，應(yīng)吸收能量2×463kJ，而當(dāng)H、O形成H2和O2在成鍵時(shí)需放出能量，應(yīng)是其鍵能及其化學(xué)計(jì)量數(shù)的乘積，所以反應(yīng)放出的能量應(yīng)是它們的代數(shù)和，故D錯(cuò)誤。答案：A3．解析：N4是由氮元素形成的一種單質(zhì)，A錯(cuò)誤；氮元素為活潑非金屬元素，氮元素與氮元素之間形成的是非極性鍵，B正確；N4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為60°，C錯(cuò)誤；已知斷裂1molN—N鍵吸收167kJ熱量，生成1molN≡N鍵放出942kJ熱量，則1molN4轉(zhuǎn)變成N2將放出882kJ熱量，D錯(cuò)誤。答案：B4．解析：當(dāng)兩種元素原子的電負(fù)性相差很大時(shí)，形成的將是離子鍵；當(dāng)兩種元素原子的電負(fù)性相差不大時(shí)，形成的將是共價(jià)鍵。答案：C5．答案：EBA6．解析：(1)鍵能是指氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。新鍵形成釋放能量，則舊鍵斷裂吸收能量，根據(jù)能量守恒定律，斷開(kāi)1molCl—Cl鍵吸收的能量等于形成1molCl—Cl鍵釋放的能量。(2)鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固，越不容易斷裂，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定，因此最穩(wěn)定的單質(zhì)為N2；最不穩(wěn)定的單質(zhì)是I2，最穩(wěn)定的化合物是H2O，最不穩(wěn)定的化合物是HI。(3)ΔH＝反應(yīng)物鍵能之和－生成物鍵能之和＝(436＋243－2×432)kJ·mol－1＝－185kJ·mol－1。答案：(1)吸收243(2)N2I2H2O(3)－185kJ·mol－1第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)第1課時(shí)價(jià)層電子對(duì)互斥理論一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定1．紅外光譜儀分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地________的。當(dāng)一束紅外線透過(guò)分子時(shí)，分子會(huì)________跟它的某些化學(xué)鍵的________頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。可分析出分子中含有何種________或官能團(tuán)的信息。2．質(zhì)譜儀：現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的________。二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1．三原子分子(AB2型)立體結(jié)構(gòu)化學(xué)式結(jié)構(gòu)式比例模型球棍模型鍵角________CO2____________________H2O________105°2.四原子分子(AB3型)立體結(jié)構(gòu)化學(xué)式結(jié)構(gòu)式比例模型球棍模型鍵角____________________________NH3________107°3.五原子分子(AB4型)最常見(jiàn)的為_(kāi)_______形，如________、________等，鍵角為_(kāi)_______。化學(xué)式結(jié)構(gòu)式比例模型球棍模型CH4三、價(jià)層電子對(duì)互斥模型1．內(nèi)容價(jià)層電子對(duì)互斥模型認(rèn)為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周?chē)腳_______相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對(duì)是指分子中的________與結(jié)合原子間的________和________________。2．價(jià)層電子對(duì)數(shù)的確定σ鍵電子對(duì)數(shù)可由________確定。而中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)，確定方法如下：中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝________；a為_(kāi)_______________；x為_(kāi)_______________；b為與中心原子結(jié)合的原子________________。3．VSEPR模型和分子的立體結(jié)構(gòu)H2O的中心原子上有________個(gè)孤電子對(duì)，與中心原子上的________鍵電子對(duì)相加等于________，它們相互排斥形成________形VSEPR模型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì)，因而H2O的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______形。一、1.振動(dòng)著吸收振動(dòng)化學(xué)鍵2．相對(duì)分子質(zhì)量二、1．直線形O=C=O180°V形2．三角形CH2O120°三角錐形3．正四面體CH4CCl4109°28′三、1.“價(jià)層電子對(duì)”中心原子σ鍵電子對(duì)中心原子上的孤電子對(duì)2．化學(xué)式eq\f(1,2)(a－xb)中心原子的價(jià)電子數(shù)與中心原子結(jié)合的原子數(shù)最多能接受的電子數(shù)3．2σ4四面體V[即時(shí)性自測(cè)]1．判斷正誤，(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)H2O分子為V形，CO2為直線形。()(2)大多數(shù)四原子分子采用平面三角形和三角錐形，前者的鍵角一般比后者大。()(3)甲烷、四氯化碳、三氯甲烷均為具有正四面體結(jié)構(gòu)的分子，鍵角都是109°28′。()(4)NH3分子中心原子孤電子對(duì)為0，分子為三角錐形，鍵角為107°。()(5)CH2Cl2分子只有一種，可說(shuō)明CH4的立體構(gòu)型為正四面體形而不是平面正方形。()(6)分子的VSEPR模型和相應(yīng)分子的立體構(gòu)型是相同的。()(7)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，H3O＋的立體構(gòu)型為平面正三角形。()(8)SO2分子與CO2分子中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為3和2，所以空間構(gòu)型不同。()(9)CCl4和H2O的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都是4，所以分子的VSEPR模型相同。()(10)SnBr2分子中Sn原子含有2對(duì)孤電子對(duì)，Sn—Br鍵的鍵角小于180°。()2．下列常見(jiàn)分子的立體構(gòu)型或鍵角正確的是()A．CH2O：三角錐形B．NH3：鍵角109°28′C．H2O：鍵角180°D．CH4：正四面體形3．下列各組微粒中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)相等的是()A．SnCl2、BeCl2B．BF3、NH3C．CCl4、SiF4D．CS2、OF24．下列說(shuō)法中不正確的是()A．可用光譜儀鑒定元素B．可用紅外光譜儀判斷分子的結(jié)構(gòu)C．可用質(zhì)譜儀確定分子的相對(duì)分子質(zhì)量D．可用焰色反應(yīng)確定所有金屬5．(1)計(jì)算下列分子中標(biāo)“·”原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)：①eq\o(C,\s\do4(·))Cl4________；②eq\o(B,\s\do4(·))eCl2________；③eq\o(B,\s\do4(·))Cl3________；④eq\o(P,\s\do4(·))Cl3________。(2)計(jì)算下列分子中標(biāo)“·”原子的孤電子對(duì)數(shù)：①H2eq\o(S,\s\do4(·))________；②eq\o(P,\s\do4(·))Cl5________；③eq\o(B,\s\do4(·))F3________；④eq\o(N,\s\do4(·))H3________。即時(shí)性自測(cè)1．(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)√(10)√2．解析：甲醛CH2O為平面三角形，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NH3為三角錐形，鍵角不是109°28′，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水分子是V形，所以鍵角不是180°，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4是正四面體形，D項(xiàng)正確。答案：D3．解析：SnCl2、BeCl2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為3、2，不相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；BF3、NH3中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為3、4，不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CCl4、SiF4中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，相等，C項(xiàng)正確；CS2、OF2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2、4，不相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C4．答案：D5．解析：(1)根據(jù)ABm型分子中價(jià)電子對(duì)數(shù)目n的計(jì)算公式：n＝eq\f(中心原子的價(jià)電子數(shù)＋每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)×m,2)①CCl4中C原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為eq\f(4＋1×4,2)＝4；②BeCl2中Be原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為eq\f(2＋1×2,2)＝2；③BCl3中B原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為eq\f(3＋1×3,2)＝3；④PCl3中P原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為eq\f(5＋1×3,2)＝4。(2)根據(jù)ABm型分子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)的計(jì)算公式：①H2S中的S原子的孤電子對(duì)數(shù)：eq\f(1,2)×(6－2×1)＝2；②PCl5中的P原子的孤電子對(duì)數(shù)：eq\f(1,2)×(5－5×1)＝0；③BF3中的B原子的孤電子對(duì)數(shù)：eq\f(1,2)×(3－3×1)＝0；④NH3中的N原子的孤電子對(duì)數(shù)：eq\f(1,2)×(5－3×1)＝1。答案：(1)①4②2③3④4(2)①2②0③0④1技能素養(yǎng)提升點(diǎn)一常見(jiàn)分子的立體構(gòu)型[例1](1)硫化氫(H2S)分子中，兩個(gè)H—S鍵的夾角接近90°，說(shuō)明H2S分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。(2)二氧化碳(CO2)分子中，兩個(gè)C=O鍵的夾角是180°，說(shuō)明CO2分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。(3)能說(shuō)明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是________(雙選)。a．兩個(gè)鍵之間的夾角為109°28′b．C—H鍵為極性共價(jià)鍵c．4個(gè)C—H鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體)例1解析：(1)、(2)中可由鍵角直接判斷分子的立體構(gòu)型。(3)五原子分子CH4可能有平面四邊形和正四面體形兩種立體構(gòu)型，不管為哪種，b、c兩項(xiàng)都成立；若為前者，則鍵角為90°，CH2Cl2有兩種：和；若為后者，則鍵角為109°28′，CH2Cl2只有一種。答案：(1)V形(2)直線形(3)ad本題考查利用已學(xué)知識(shí)分析分子的空間結(jié)構(gòu)。解題時(shí)，要密切聯(lián)系所學(xué)的化學(xué)鍵、鍵參數(shù)、元素的性質(zhì)和遞變規(guī)律等來(lái)解題。[提升1]下列分子的立體構(gòu)型為正四面體形的是()①P4②NH3③CCl4④CH4⑤H2S⑥CO2⑦CHCl3⑧SiF4A．①③④⑦⑧B．①③④⑤⑥C．①③④⑧D．②④⑤提升1解析：NH3的立體構(gòu)型是三角錐形，H2S的立體構(gòu)型是V形，CO2的立體構(gòu)型是直線形，CHCl3是四面體但不是正四面體，故選C。答案：C有兩種正四面結(jié)構(gòu)的分子，一種為內(nèi)空鍵角為60°的分子如白磷，一種為有中心原子鍵角為109°28′的的分子如CH4。[關(guān)鍵能力]1．分子的鍵角和空間結(jié)構(gòu)分子類(lèi)型分子的立體結(jié)構(gòu)鍵角A——A2直線(對(duì)稱(chēng))形—AB直線(非對(duì)稱(chēng))形—AB2或A2BAB2直線(對(duì)稱(chēng))形180°A2B折線(不對(duì)稱(chēng))形<180°AB3正三角(對(duì)稱(chēng))形120°AB3三角錐(不對(duì)稱(chēng))形<120°AB4正四面體(對(duì)稱(chēng))形109°28′2.其他分子的空間構(gòu)型(立體結(jié)構(gòu))提升點(diǎn)二價(jià)層電子對(duì)互斥理論及應(yīng)用[例2]填寫(xiě)下表，并列出中心原子孤電子對(duì)數(shù)的表達(dá)式：分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)SO2CO2OF2ClFeq\o\al(＋,2)PCl3SO3SOeq\o\al(2－,4)NOeq\o\al(－,3)SiCl4NHeq\o\al(＋,4)例2解析：ABn型分子或離子中，σ鍵電子對(duì)數(shù)＝n(配位原子數(shù))，中心原子的孤電子對(duì)數(shù)按表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。由價(jià)層電子對(duì)數(shù)和分子(或離子)類(lèi)型判斷空間構(gòu)型，即價(jià)層電子數(shù)為2，AB2型分子為直線形；價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，AB2型分子為V形，AB3型分子為平面三角形；價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，AB2型分子為V形，AB3型分子為三角錐形，AB4型分子為正四面體形。答案：分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)SO22eq\f(1,2)(6－2×2)＝13V形CO22eq\f(1,2)(4－2×2)＝02直線形OF22eq\f(1,2)(6－1×2)＝24V形ClFeq\o\al(＋,2)2eq\f(1,2)(7－1－1×2)＝24V形PCl33eq\f(1,2)(5－1×3)＝14三角錐形SO33eq\f(1,2)(6－2×3)＝03平面三角形SOeq\o\al(2－,4)4eq\f(1,2)(6＋2－2×4)＝04正四面體形NOeq\o\al(－,3)3eq\f(1,2)(5＋1－2×3)＝03平面三角形SiCl44eq\f(1,2)(4－1×4)＝04正四面體形NHeq\o\al(＋,4)4eq\f(1,2)(5－1－1×4)＝04正四面體形[提升2]已知：①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O＋⑥NHeq\o\al(＋,4)⑦BF3⑧SO2。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)中心原子沒(méi)有孤電子對(duì)的是________(填序號(hào)，下同)。(2)立體構(gòu)型為直線形的分子或離子有________；立體構(gòu)型為平面三角形的分子或離子有________。(3)立體構(gòu)型為V形的分子或離子有________。(4)立體構(gòu)型為三角錐形的分子或離子有________；立體構(gòu)型為正四面體形的分子或離子有________。提升2解析：(2)CS2的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋(4－2×2)/2＝2，不含孤電子對(duì)，故為直線形；CH2O的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，不含孤電子對(duì)，故為平面三角形；BF3的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋(3－3×1)/2＝3，不含孤電子對(duì)，故為平面三角形。(3)H2S的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋(6－2×1)/2＝4，孤電子對(duì)數(shù)為2，故為V形結(jié)構(gòu)；SO2的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋(6－2×2)/2＝3，孤電子對(duì)數(shù)為1，故為V形結(jié)構(gòu)。(4)PCl3的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋(5－3×1)/2＝4，孤電子對(duì)數(shù)為1，故為三角錐形；H3O＋的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋(6－3×1－1)/2＝4，孤電子對(duì)數(shù)為1，故為三角錐形；NHeq\o\al(＋,4)的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋(5－4×1－1)/2＝4，不含孤電子對(duì)，故為正四面體形。答案：(1)①④⑥⑦(2)①④⑦(3)③⑧(4)②⑤⑥使用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷分子空間構(gòu)型時(shí)需注意：價(jià)層電子對(duì)互斥構(gòu)型是價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的空間構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。兩者是否一致取決于中心原子上有無(wú)孤電子對(duì)(未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì))，當(dāng)中心原子上無(wú)孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致。[關(guān)鍵能力]價(jià)層電子對(duì)互斥理論及應(yīng)用1．價(jià)層電子對(duì)互斥理論的要點(diǎn)價(jià)層電子對(duì)互斥理論認(rèn)為，分子中的價(jià)層電子對(duì)之間總是盡可能地互相排斥，均勻地分布在分子中。分子的立體構(gòu)型是“價(jià)層電子對(duì)”互相排斥的結(jié)果。2．中心原子上的價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算(1)公式：中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝中心原子的σ鍵電子對(duì)數(shù)＋中心原子上孤電子對(duì)數(shù)(2)σ鍵電子對(duì)數(shù)的計(jì)算由分子式確定，即中心原子形成幾個(gè)σ鍵，就有幾對(duì)σ鍵電子對(duì)。如H2O的中心原子為O，形成兩個(gè)H—Oσ鍵，即O有兩對(duì)σ鍵電子對(duì)。(3)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)上式中a表示中心原子的價(jià)電子數(shù)；對(duì)于主族元素，a＝最外層電子數(shù)；對(duì)于陽(yáng)離子，a＝價(jià)電子數(shù)－離子電荷數(shù)；對(duì)于陰離子，a＝價(jià)電子數(shù)＋|離子電荷數(shù)|。x表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子＝8－該原子的價(jià)電子數(shù)。3．ABn型分子或離子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目和價(jià)層電子對(duì)立體構(gòu)型的關(guān)系A(chǔ)Bn價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱(chēng)分子或離子立體構(gòu)型n＝2202直線形直線形n＝3303平面三角形平面三角形312平面三角形V形n＝4404四面體形四面體形413四面體形三角錐形422四面體形V形4．分子空間構(gòu)型確定方法根據(jù)分子中成σ鍵電子對(duì)數(shù)和孤電子對(duì)數(shù)，可以依據(jù)下面的方法確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子空間構(gòu)型：σ鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)＝價(jià)層電子對(duì)數(shù)eq\o(→,\s\up15(價(jià)層電子對(duì)互斥理論))VSEPR模型eq\o(→,\s\up15(略去孤電子對(duì)))分子立體構(gòu)型。當(dāng)計(jì)算出的孤電子對(duì)數(shù)不是整數(shù)時(shí)，就進(jìn)1而不能忽略；如NO2的中心原子孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(5－2×2)＝0.5，這時(shí)應(yīng)當(dāng)作1來(lái)對(duì)待，因?yàn)閱坞娮右惨紦?jù)一個(gè)原子軌道。形成性自評(píng)1．下列分子的立體結(jié)構(gòu)模型正確的是()2.硒(Se)是第ⅥA族元素，則SeS3的分子構(gòu)型是()A．正四面體形B．V形C．三角錐形D．平面三角形3．H2S2的結(jié)構(gòu)式為H—S—S—H，S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—S—Cl，下列有關(guān)H2S2與S2Cl2的說(shuō)法不正確的是()A．均為直線形分子B．分子中σ鍵數(shù)目相同C．每個(gè)S原子均有2對(duì)孤電子對(duì)D．S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為44．下列對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是()選項(xiàng)ABCD中心原子所在族ⅣAⅤAⅣAⅥA分子通式AB4AB3AB2AB2立體構(gòu)型正四面體形平面三角形直線形V形5.已知CH4中C—H鍵間的鍵角為109°28′，NH3中N—H鍵間的鍵角為107°，H2O中O—H鍵間的鍵角為105°，則下列說(shuō)法中正確的是()A．孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力B．孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力小于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力C．孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力等于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力D．題干中的數(shù)據(jù)不能說(shuō)明孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力和成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力之間的大小關(guān)系6．下列關(guān)于價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR模型)的敘述中不正確的是()A．VSEPR模型可用來(lái)預(yù)測(cè)分子的立體構(gòu)型B．分子中價(jià)電子對(duì)相互排斥決定了分子的立體構(gòu)型C．中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周?chē)目臻g并參與互相排斥D．分子中鍵角越大，價(jià)電子對(duì)相互排斥力越大，分子越穩(wěn)定7．對(duì)于由短周期元素形成的分子，下表所述的對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)ABCD分子式CHCl3NF3CS2SCl2VSEPR模型四面體形四面體形直線形四面體形分子的立體構(gòu)型四面體形平面三角形直線形V形8.用價(jià)層電子對(duì)互斥理論完成下列問(wèn)題(點(diǎn)“·”的原子為中心原子)。σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子(離子)構(gòu)型Seq\o(A,\s\do4(·))lCl3eq\o(P,\s\do4(·))OCleq\o(N,\s\do4(·))Oeq\o\al(＋,2)eq\o(N,\s\do4(·))Oeq\o\al(－,2)形成性自評(píng)1．解析：CO2、H2O、NH3、CH4分別為直線形、V形、三角錐形、正四面體形，故D正確。答案：D2．解析：SeS3中的Se價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，故其分子構(gòu)型為平面三角形，D項(xiàng)正確。答案：D3．解析：二者中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，而且均有2對(duì)孤電子對(duì)，所以C、D兩項(xiàng)均正確；二者分子相當(dāng)于有兩個(gè)V形結(jié)構(gòu)，故不可能是直線形，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；由結(jié)構(gòu)式可知每個(gè)分子均含有3個(gè)σ鍵，B項(xiàng)正確。答案：A4．解析：當(dāng)中心原子在ⅤA族，AB3分子應(yīng)是三角錐形。當(dāng)中心原子在ⅣA族，AB4分子是正四面體形，AB2分子是直線形。當(dāng)中心原子在ⅥA族，AB2分子是V形。答案：B5．解析：電子對(duì)間排斥力的大小順序?yàn)楣码娮訉?duì)－孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)＞成鍵電子對(duì)－成鍵電子對(duì)，恰好可以解釋上述分子的鍵角大小關(guān)系，A項(xiàng)正確。答案：A6．解析：VSEPR模型可用來(lái)預(yù)測(cè)分子的立體構(gòu)型，注意實(shí)際空間構(gòu)型要去掉孤電子對(duì)，故A正確；分子的空間結(jié)構(gòu)與價(jià)電子對(duì)相互排斥有關(guān)，排斥能力大小順序是：孤電子對(duì)間排斥力＞孤電子對(duì)和成對(duì)電子對(duì)間的排斥力＞成對(duì)電子對(duì)間的排斥力，故B正確；中心原子上的孤電子對(duì)參與互相排斥，如水分子中氧原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，孤對(duì)電子數(shù)為2，空間構(gòu)型為V形，四氯化碳分子中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，孤對(duì)電子數(shù)為，0，空間構(gòu)型為正四面體形，故C正確；在多原子分子內(nèi)，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角，分子中鍵角越大，價(jià)電子對(duì)相互排斥力越小，分子越穩(wěn)定，如NH3為三角錐形，鍵角為107°，CH4為正四面體，具有對(duì)稱(chēng)性，鍵角為109°28′，CH4比氨氣穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤。答案：D7．解析：CHCl3分子中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，孤電子對(duì)數(shù)為0，分子的立體構(gòu)型為四面體形，故A正確；NF3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，孤電子對(duì)數(shù)為1，分子的立體構(gòu)型為三角錐形，故B錯(cuò)誤；CS2分子中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，VSEPR模型為直線形，孤電子對(duì)數(shù)為0，分子的立體構(gòu)型為直線形，故C正確；二氯化硫分子中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，孤電子對(duì)數(shù)為2，分子的立體構(gòu)型為V形，故D正確。答案：B8．答案：第2課時(shí)雜化軌道理論雜化軌道理論簡(jiǎn)介1．用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成在形成CH4分子時(shí)，碳原子的一個(gè)______軌道和三個(gè)______軌道發(fā)生混雜，形成四個(gè)能量相同、方向不同的______雜化軌道。四個(gè)______雜化軌道分別與四個(gè)H原子的1s軌道重疊成鍵形成CH4分子，所以四個(gè)C—Hσ鍵是等同的。可表示為2．雜化軌道的類(lèi)型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系雜化類(lèi)型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目ns________________________np________________________雜化軌道數(shù)目________________________雜化軌道間的夾角________________________雜化軌道示意圖立體構(gòu)型________________________實(shí)例BeCl2、CO2BCl3、BF3CF4、SiCl41.2s2psp3sp32．111123234180°120°109°28′直線形平面三角形正四面體形[即時(shí)性自測(cè)]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)雜化軌道與參與雜化的原子軌道的數(shù)目相同，但能量不同。()(2)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同。()(3)凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構(gòu)型都是正四面體形。()(4)凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵。()(5)根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，一般可以確定其雜化方式以及VSEPR模型。()2．下列分子的鍵角為109°28′的是()A．CCl4B．NH3C．H2OD．P43．下列分子的立體構(gòu)型，可以用sp雜化方式解釋的是()A．HClB．BeCl2C．BCl3D．CCl44．下列對(duì)sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結(jié)論正確的是()A．sp雜化軌道的夾角最大B．sp2雜化軌道的夾角最大C．sp3雜化軌道的夾角最大D．sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角相等即時(shí)性自測(cè)1．(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√2．解析：A、B、C三項(xiàng)中心原子均以sp3雜化，但B、C兩項(xiàng)中含有孤電子對(duì)(NH3：1對(duì)；H2O：2對(duì))，故A項(xiàng)鍵角為109°28′。D項(xiàng)無(wú)雜化軌道，P—P鍵之間的鍵角為60°。答案：A3．解析：HCl為雙原子分子，雙原子分子中不存在雜化過(guò)程；CCl4分子的立體構(gòu)型呈正四面體形，碳原子以4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氯原子的各1個(gè)3p軌道重疊形成4個(gè)σ鍵；BeCl2是直線形分子，鈹原子以2個(gè)sp雜化軌道分別與2個(gè)氯原子的各1個(gè)3p軌道重疊形成2個(gè)σ鍵；BCl3為平面三角形結(jié)構(gòu)，硼原子以3個(gè)sp2雜化軌道分別與3個(gè)氯原子的各1個(gè)3p軌道重疊形成3個(gè)σ鍵。答案：B4．解析：sp雜化軌道的夾角為180°，sp2雜化軌道的夾角為120°，sp3雜化軌道的夾角為109°28′。答案：A技能素養(yǎng)提升點(diǎn)雜化軌道理論及其應(yīng)用[例]完成下表中的空白粒子中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類(lèi)型VSEPR模型空間結(jié)構(gòu)Neq\o\al(－,3)COSSF2AlF3NHeq\o\al(－,2)SOCl2IOeq\o\al(－,3)例答案：粒子中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類(lèi)型VSEPR模型空間構(gòu)型Neq\o\al(－,3)2sp直線形直線形COS2sp直線形直線形SF24sp3四面體V形AlF33sp2平面三角形平面三角形NHeq\o\al(－,2)4sp3四面體V形SOCl23sp2平面三角形平面三角形IOeq\o\al(－,3)4sp3四面體三角錐形價(jià)層電子對(duì)數(shù)與雜化軌道數(shù)相等[提升](多選)下列各組微粒中，中心原子雜化軌道類(lèi)型相同的是()A．H2S與OF2B．NCl3與BCl3C．PCl3與H2O2D．COCl2與SOF2.提升解析：H2S與OF2中中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，發(fā)生sp3雜化，A正確；NCl3與BCl3分子中中心原子雜化方式分別為sp3、sp2雜化，B錯(cuò)誤；PCl3與H2O2中中心原子雜化方式均為sp3雜化，C正確；COCl2與SOF2的中心原子雜化方式分別為sp2、sp3雜化，D錯(cuò)誤。答案：AC[關(guān)鍵能力]雜化軌道理論及其應(yīng)用1．雜化軌道理論的要點(diǎn)(1)形成分子時(shí)，通常存在激發(fā)、雜化和軌道重疊等過(guò)程。但原子軌道的雜化只有在形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。(2)原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(3)一般說(shuō)來(lái)，中心原子有幾個(gè)軌道參與雜化，就會(huì)形成幾個(gè)能量相同的雜化軌道，就能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，形成對(duì)應(yīng)的分子構(gòu)型。但如果分子中存在孤對(duì)電子，分子構(gòu)型會(huì)發(fā)生變化，如H2O、NH3等。(4)sp1雜化和sp2雜化的兩種形式中，原子還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵，而雜化軌道只能用于形成σ鍵，或者用來(lái)容納未參與成鍵的孤對(duì)電子。2．雜化軌道類(lèi)型(1)sp3雜化：同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè)ns軌道與三個(gè)np軌道進(jìn)行混合重新組四個(gè)新的原子軌道，即sp3雜化軌道。如CH4分子中sp3雜化軌道形成示意圖：(2)sp2雜化：同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè)ns軌道與兩個(gè)np軌道進(jìn)行雜化組合成三個(gè)新的sp2雜化軌道。如C2H4分子中sp2雜化軌道形成示意圖：(3)sp1雜化：同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè)ns軌道與一個(gè)np軌道進(jìn)行雜化組合成兩個(gè)新的sp1雜化軌道。如C2H2分子中sp1雜化軌道形成示意圖：3.用雜化軌道理論解釋典型分子的空間構(gòu)型(1)NH3分子的空間構(gòu)型在形成NH3分子時(shí)，氮原子的2s和2p原子軌道發(fā)生了sp3雜化，形成四個(gè)sp3雜化軌道，但NH3分子中只有三個(gè)軌道中的未成對(duì)電子分別與H原子的1s電子形成σ鍵，另一個(gè)軌道中有一對(duì)孤對(duì)電子，不能再與H原子形成σ鍵，但孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)有較強(qiáng)的排斥作用，使三個(gè)N—H鍵鍵角變小(鍵角為107.3°)，所以氨分子的空間構(gòu)型為三角錐形。(2)BF3分子的空間構(gòu)型B原子的電子排布為1s22s22p1，在形成BF3分子時(shí)，B原子的一個(gè)2s電子激發(fā)到一個(gè)空的2p軌道中，使B原子的電子排布變?yōu)?s22s12peq\o\al(1,x)2peq\o\al(1,y)。B原子的2s和兩個(gè)2p軌道發(fā)生了sp2雜化，組合成三個(gè)sp2雜化軌道，B原子的三個(gè)sp2雜化軌道分別與F原子的一個(gè)2p軌道重疊形成三個(gè)sp2-pσ鍵。由于三個(gè)sp2雜化軌道在同一平面上，而且?jiàn)A角是120°，所以BF3分子具有平面三角形結(jié)構(gòu)。(3)BeCl2分子的空間構(gòu)型Be原子的電子排布為1s22s2，在形成BeCl2分子時(shí)，Be原子的一個(gè)2s電子激發(fā)到一個(gè)空的2p軌道中，經(jīng)過(guò)雜化形成兩個(gè)sp1雜化軌道，與Cl原子中的3p軌道重疊形成兩個(gè)sp1-pσ鍵。由于雜化軌道的夾角是180°，所以形成的BeCl2分子的空間構(gòu)型是直線形。形成性自評(píng)1.下列關(guān)于雜化軌道的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化B.軌道數(shù)目雜化前后可以相等，也可以不等C.雜化軌道能量集中，有利于牢固成鍵D.CH4分子中兩個(gè)sp3雜化軌道的夾角為109°28′2.下列分子中的中心原子雜化軌道的類(lèi)型相同的是()A.C2H2與C2H4B．CO2與SO2C.CH4與NH3D．BeCl2與BF33.下列對(duì)乙烯分子中化學(xué)鍵的分析正確的是()A.sp2雜化軌道形成σ鍵、未雜化的2p軌道形成π鍵B.sp2雜化軌道形成π鍵、未雜化的2p軌道形成σ鍵C.C、H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、C之間是未能參加雜化的2p軌道形成的π鍵D.C、C之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、H之間是未能參加雜化的2p軌道形成的π鍵4.在BrCH=CHBr分子中，C—Br鍵采用的成鍵軌道是()A.sp－pB．sp2－sC.sp2－pD．sp3－p5.下列說(shuō)法正確的是()A.凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是四面體形B.CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合而形成的C.乙炔分子中，兩個(gè)碳原子均采用sp2雜化D.sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混合起來(lái)形成的一組能量相等的新軌道6.下列分子或離子中，其中心原子的雜化方式和分子或離子的空間構(gòu)型均正確的是()A.C2H2：sp2、直線形B．SOeq\o\al(2－,4)：sp3、三角錐形C.H3O＋：sp3、V形D．BF3：sp2、平面三角形7.在SO2分子中，分子的立體構(gòu)型為V形，S原子采用sp2雜化，那么SO2的鍵角()A.等于120°B．大于120°C.小于120°D．等于180°8.利用雜化軌道理論填寫(xiě)下表。分子或離子中心原子雜化類(lèi)型立體構(gòu)型COeq\o\al(2－,3)SiF4BHeq\o\al(－,4)CHeq\o\al(＋,3)AsBr3H2F＋BeF2SCl2形成性自評(píng)1．解析：參與雜化的原子軌道，其能量不能相差太大，如1s軌道與2s、2p軌道能量相差太大，不能形成雜化軌道，即同一原子中只有能量相近的原子軌道才能參與雜化，故A正確；軌道數(shù)目雜化前后一定相等，故B錯(cuò)誤；雜化軌道的電子云一頭大一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可使電子云重疊程度更大，形成牢固的化學(xué)鍵，故C正確；CH4分子中每?jī)蓚€(gè)sp3雜化軌道的夾角都為109°28′，故D正確。答案：B2．解析：C2H2分子中的C采用sp1雜化，C2H4分子中的C采用sp2雜化，故A不正確；CO2分子中的C采用sp1雜化，SO2分子中的S采用sp2雜化，故B不正確；CH4分子中的C采用sp3雜化，NH3分子中的N也采用sp3雜化，故C正確；BeCl2分子中的Be采用sp1雜化，BF3分子中的B采用sp2雜化，故D不正確。答案：C3．解析：乙烯分子中存在4個(gè)C—H鍵和1個(gè)C=C鍵，C原子上無(wú)孤電子對(duì)，σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，則C原子采取sp2雜化，C、H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、C之間有一個(gè)是sp2雜化軌道形成的σ鍵，另一個(gè)是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵。答案：A4．解析：BrCH=CHBr分子中的兩個(gè)碳原子都是采取sp2雜化，溴原子的價(jià)電子排布式為4s24p5,4p軌道上有一個(gè)單電子，與碳原子的一個(gè)sp2雜化軌道成鍵，故C—Br鍵采用的成鍵軌道是sp2－p，C項(xiàng)正確。答案：C5．解析：中心原子采取sp3雜化的分子，VSEPR模型是四面體形，但其立體構(gòu)型不一定是四面體形，如水和氨氣分子中的中心原子均采取sp3雜化，但H2O是V形分子，NH3是三角錐形分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲烷分子中碳原子形成4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，碳原子采取sp3雜化，這4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)C—Hσ鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；乙炔分子中每個(gè)C原子形成2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，且不含孤電子對(duì)，故C原子均為sp雜化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同一個(gè)原子中能量相近的s軌道和p軌道通過(guò)雜化可形成一組能量相等的新軌道，D項(xiàng)正確。答案：D6．解析：乙炔的結(jié)構(gòu)式為H—C≡C—H，每個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，且不含孤電子對(duì)，所以C原子均采取sp雜化，C2H2為直線形結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；SOeq\o\al(2－,4)的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)×(6＋2－4×2)＝4，所含孤電子對(duì)數(shù)為0，雜化軌道數(shù)為4，S原子采取sp3雜化，分子的空間構(gòu)型為正四面體形，B項(xiàng)錯(cuò)誤；H3O＋的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(6－1－3×1)＝4，所以中心原子采取sp3雜化，因該離子中含有一對(duì)孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為三角錐形，C項(xiàng)錯(cuò)誤；BF3的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋0＝3，雜化軌道數(shù)為3，所以B原子采取sp2雜化，所含孤電子對(duì)數(shù)為0，所以其空間構(gòu)型為平面三角形，D項(xiàng)正確。答案：D7．解析：SO2分子的VSEPR模型為平面三角形，從理論上看其鍵角應(yīng)為120°，但由于SO2分子中的S原子有一對(duì)孤電子對(duì)，對(duì)其他的兩個(gè)化學(xué)鍵存在排斥作用，因此SO2分子中的鍵角應(yīng)小于120°。答案：C8．答案：分子或離子中心原子雜化類(lèi)型立體構(gòu)型COeq\o\al(2－,3)sp2雜化平面三角形SiF4sp3雜化正四面體BHeq\o\al(－,4)sp3雜化正四面體CHeq\o\al(＋,3)sp2雜化平面三角形AsBr3sp3雜化三角錐形H2F＋sp3雜化V形BeF2sp雜化直線形SCl2sp3雜化V形第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第1課時(shí)共價(jià)鍵的極性分子間作用力一、鍵的極性和分子的極性1．鍵的極性2．分子的極性3．鍵的極性和分子極性的關(guān)系(1)只含非極性鍵的分子一定是________分子。(2)含有極性鍵的分子有沒(méi)有極性，必須依據(jù)分子中極性鍵的極性的________是否等于零而定，等于零時(shí)是________分子。4．鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響(1)酸性：F3C—COOH______Cl3C—COOH________CH3COOH(2)酸性：HCOOH________CH3COOH________CH3CH2COOH二、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1．含義范德華力是________之間普遍存在的相互作用力，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。2．特征(1)范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小________個(gè)數(shù)量級(jí)。(2)無(wú)方向性和飽和性。3．影響因素(1)分子的極性越大，范德華力________。(2)結(jié)構(gòu)和組成相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力________。4．對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的________性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)；化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的________性質(zhì)。范德華力越大，物質(zhì)熔、沸點(diǎn)________。三、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1．概念已經(jīng)與______很大的原子(如N、F、O)形成共價(jià)鍵的________與另一個(gè)________很大的原子之間的作用力。2．表示方法氫鍵通常用________表示，其中X、Y為_(kāi)_______、________、________。“—”表示________，“…”表示形成的________。3．分類(lèi)氫鍵可分為_(kāi)_______氫鍵和________氫鍵兩類(lèi)。存在________氫鍵，存在________氫鍵。前者的沸點(diǎn)________后者。4．特征氫鍵不屬于化學(xué)鍵，屬于一種較弱的作用力，比化學(xué)鍵弱，但比范德華力________。5．氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵主要影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)，分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)________。一、1.發(fā)生偏移不偏移2．不重合重合3．非極性向量和非極性4．(1)>>(2)>>二、1.分子2．1～2/3．越大越大4．物理化學(xué)越高三、1.電負(fù)性氫原子電負(fù)性2．X—H…Y—NOF共價(jià)鍵氫鍵3．分子內(nèi)分子間分子內(nèi)分子間低于4．強(qiáng)5．升高[即時(shí)性自測(cè)]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)極性分子中不可能含有非極性鍵。()(2)離子化合物中不可能含有非極性鍵。()(3)非極性分子中不可能含有極性鍵。()(4)一般極性分子中含有極性鍵。()(5)H2O、CO2、CH4都是非極性分子。()(6)分子間作用力是分子間相互作用力的總稱(chēng)。()(7)分子間氫鍵的形成使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。()(8)氫鍵屬于分子間作用力。()(9)氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，它廣泛存在于自然界中。()(10)HF的沸點(diǎn)較高，是因?yàn)镠—F鍵的鍵能很大。()2．下列敘述正確的是()A．含有非極性鍵的分子一定是非極性分子B．非極性分子中一定含有非極性鍵C．由極性鍵形成的雙原子分子一定是極性分子D．O2、O3均為非極性分子3．下列各組物質(zhì)中，都是由極性鍵構(gòu)成的極性分子的一組是()A．CH4和H2OB．CO2和HClC．NH3和H2SD．HCN和BF34．下列各物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱關(guān)系正確的是()A．CH2Cl—COOH>CHCl2—COOHB．CCl3—COOH<CFCl2—COOHC．CH3—CF2—COOH>CHF2—COOHD．C17H35—COOH>C4H9—COOH5．下列關(guān)于范德華力的敘述中，正確的是()A．范德華力的實(shí)質(zhì)也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學(xué)鍵B．范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別是作用力的強(qiáng)弱問(wèn)題C．范德華力能夠影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)D．范德華力非常微弱，故破壞分子間的范德華力不需要消耗能量6．中科院國(guó)家納米科學(xué)中心科研人員在國(guó)際上首次“拍”到氫鍵的“照片”，實(shí)現(xiàn)了氫鍵的實(shí)空間成像，為“氫鍵的本質(zhì)”這一化學(xué)界爭(zhēng)論了80多年的問(wèn)題提供了直觀證據(jù)。下列有關(guān)氫鍵說(shuō)法中不正確的是()A．由于氫鍵的存在，HF的穩(wěn)定性強(qiáng)于H2SB．由于氫鍵的存在，乙醇比甲醚(CH3－O－CH3)更易溶于水C．由于氫鍵的存在，沸點(diǎn)：HF>HI>HBr>HClD．由于氫鍵的存在，冰能浮在水面上即時(shí)性自測(cè)1．(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)√(9)×(10)×2．答案：C3．答案：C4．答案：B5．解析：范德華力的實(shí)質(zhì)也是一種電性作用，但范德華力是分子間較弱的作用力，不是化學(xué)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)鍵是微粒間的強(qiáng)烈的相互作用，范德華力是分子間較弱的作用力，B項(xiàng)正確；范德華力是一種分子間作用力，因此范德華力不會(huì)影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，只影響物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時(shí)也要消耗能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B6．解析：HF的氫鍵存在于分子之間，與穩(wěn)定性沒(méi)有關(guān)系，HF的穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S是因?yàn)镕的非金屬性強(qiáng)于S，故A錯(cuò)誤；乙醇分子可以與水分子形成氫鍵，所以乙醇比甲醚(CH3－O－CH3)更易溶于水，故B正確；組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高，HF分子間容易形成氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)：HF>HI>HBr>HCl，故C正確；由于氫鍵的存在，使得冰中的水分子間空隙變大，密度小于液態(tài)水，所以冰能浮在水面上，故D正確。答案：A技能素養(yǎng)提升點(diǎn)一鍵的極性與分子的極性[例1](1)①下列物質(zhì)的分子屬于非極性分子的是________(填序號(hào))。A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2②O3分子是否為極性分子？________(填“是”或“否”)。(2)溴化碘(IBr)的化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似于鹵素單質(zhì)，溴化碘的電子式是_________，它是由________鍵形成的________分子。例1解析：(1)①H2O、CO2、SO2、BeCl2，空間結(jié)構(gòu)分別為：V形、直線形、V形、直線形，因此CO2和BeCl2分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，屬于非極性分子，故選B、D。②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析SO2分子構(gòu)型為V形，是極性分子，SO2分子與O3分子的結(jié)構(gòu)相似，故O3也是極性分子。(2)Ⅰ和Br的電負(fù)性相差不大，形成的化學(xué)鍵是極性共價(jià)鍵，電子式為，IBr中正電荷中心與負(fù)電荷中心不重合，屬于極性分子。答案：(1)①BD②是(2)極性(共價(jià))極性分子的極性不僅與鍵的極性有關(guān)，還與分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。[提升1]在HF、H2O、NH3、CO2、N2、CH4分子中：(1)以非極性鍵結(jié)合的非極性分子是__________。(2)以極性鍵結(jié)合，具有正四面體結(jié)構(gòu)的非極性分子是________(3)以極性鍵結(jié)合，具有三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子是________。(4)以極性鍵結(jié)合，具有直線形結(jié)構(gòu)的非極性分子是___________________________________________________________________。(5)以極性鍵結(jié)合，具有V形結(jié)構(gòu)的極性分子是________。(6)以極性鍵結(jié)合，而且分子極性最大的是________。提升1解析：同種元素的原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵，由不同元素的原子形成的共價(jià)鍵為極性鍵；雙原子分子中，共價(jià)鍵的極性越大，分子的極性越強(qiáng)；多原子分子的極性由空間構(gòu)型的對(duì)稱(chēng)性決定。答案：(1)N2(2)CH4(3)NH3(4)CO2(5)H2O(6)HF判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：(1)若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。(2)若中心原子有孤電子對(duì)，則為極性分子；若無(wú)孤電子對(duì)，則為非極性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4為非極性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3為極性分子。[關(guān)鍵能力]鍵的極性和分子的極性1．極性鍵和非極性鍵的區(qū)別極性鍵非極性鍵定義共用電子對(duì)偏移的共價(jià)鍵共用電子對(duì)不偏移的共價(jià)鍵成鍵原子不同相同共用電子對(duì)發(fā)生偏移，偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一方不發(fā)生偏移，不偏向任何一個(gè)原子原子電性一個(gè)呈δ＋，另一個(gè)呈δ－不顯電性舉例HCl、H2O、NH3H2、O2、Cl22.分子的極性與鍵的極性和分子立體構(gòu)型的關(guān)系提升點(diǎn)二范德華力、氫鍵與共價(jià)健的比較[例2]下列說(shuō)法不正確的是()A．HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)依次升高與分子間作用力大小有關(guān)B．H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S的熔、沸點(diǎn)是因?yàn)镠2O分子間存在氫鍵C．甲烷分子與水分子間可形成氫鍵D．白酒中，乙醇分子和水分子間存在范德華力和氫鍵例2解析：HCl、HBr、HI的組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高，A項(xiàng)正確；由于O原子的電負(fù)性大、半徑小，所以H2O分子之間存在氫鍵，融化和汽化都需要克服氫鍵，所以氫鍵的存在使H2O的熔、沸點(diǎn)比H2S的高，B項(xiàng)正確；氫鍵是由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的H原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子之間的作用力，由于甲烷分子中C原子的電負(fù)性較小，所以甲烷分子和水分子間不能形成氫鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；乙醇分子和水分子間存在氫鍵和范德華力，D項(xiàng)正確。答案：C(1)分子間作用力不等同于范德華力，對(duì)某些分子來(lái)說(shuō)，分子間作用力包括范德華力和氫鍵。(2)氫鍵不是化學(xué)鍵，它分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。(3)氫鍵主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，分子間氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。[提升2]試用有關(guān)知識(shí)解釋下列現(xiàn)象：(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相對(duì)分子質(zhì)量大于乙醇，但乙醇的沸點(diǎn)卻比乙醚高很多，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)從氨合成塔里出來(lái)的H2、N2、NH3的混合物中分離NH3，常采用加壓使NH3液化的方法，原因?yàn)開(kāi)___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)水在常溫下，其組成的化學(xué)式可用(H2O)m表示，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)水的沸點(diǎn)為100℃，但分解溫度則需2000℃，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提升2答案：(1)乙醇分子間形成的氫鍵作用遠(yuǎn)大于乙醚分子間的范德華力，故乙醇的沸點(diǎn)比乙醚的高很多(2)NH3分子間可以形成氫鍵，而N2、H2分子間的范德華力很小，故NH3可采用加壓液化的方法從混合物中分離(3)常溫下，液態(tài)水中水分子間通過(guò)氫鍵締合成較大分子團(tuán)，而不是以單個(gè)水分子形式存在，所以用(H2O)m表示(4)水汽化只需克服分子間的范德華力和氫鍵，所以沸點(diǎn)只有100℃，而分解時(shí)要破壞氫與氧原子間強(qiáng)烈的共價(jià)鍵，所以分解溫度很高氫鍵大于范德華力，但遠(yuǎn)小于共價(jià)健。[關(guān)鍵能力]范德華力和氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1．化學(xué)鍵與范德華力的比較化學(xué)鍵范德華力概念分子內(nèi)相鄰的原子間強(qiáng)烈的相互作用叫化學(xué)鍵分子之間的相互作用力叫范德華力存在分子內(nèi)原子間分子間(近距離)強(qiáng)弱較強(qiáng)比化學(xué)鍵弱得多對(duì)性質(zhì)的影響主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)2.范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子之間的作用力原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用作用微粒分子或原子(稀有氣體)氫原子、電負(fù)性很大的原子原子特征無(wú)方向性，無(wú)飽和性有方向性，有飽和性有方向性，有飽和性強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性的增大而增大②由分子構(gòu)成的，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大X—H…Y中，X、Y的電負(fù)性越大，Y原子的半徑越小，作用力越大成鍵原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，溶解度等物理性質(zhì)影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定(1)氫鍵和范德華力都屬于分子間作用力，分子間作用力的作用遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵的鍵能，不能把氫鍵當(dāng)成是化學(xué)鍵。(2)分子間作用力主要影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。形成性自評(píng)1．下列敘述中正確的是()A．離子化合物中不可能存在非極性鍵B．非極性分子中不可能既含極性鍵又含非極性鍵C．非極性分子中一定含有非極性鍵D．不同非金屬元素原子間形成的化學(xué)鍵都是極性鍵2．下列分子是極性分子的是()A．PCl3B．SO3C．BF3D．CS23．下列說(shuō)法不正確的是()A．分子間作用力是分子間靜電作用的總稱(chēng)B．分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高外，對(duì)物質(zhì)的溶解、電離等也都有影響C．范德華力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間D．氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，它廣泛存在于自然界中4．若不斷地升高溫度：實(shí)現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的微粒間的主要相互作用依次是()A．氫鍵；氫鍵和范德華力；極性鍵B．氫鍵；氫鍵；非極性鍵C．氫鍵；極性鍵；分子間作用力D．分子間作用力；氫鍵；非極性鍵5．用一帶靜電的有機(jī)玻璃棒靠近甲、乙兩種純液體流，現(xiàn)象如圖所示，下列對(duì)甲、乙兩種液體分子的極性的分析正確的是()A．甲是極性分子，乙是非極性分子B．甲是非極性分子，乙是極性分子C．甲、乙都是極性分子D．甲、乙都是非極性分子6．兩種非金屬元素A、B所形成的下列分子中一定屬于極性分子的是()7．下列物質(zhì)的性質(zhì)可用范德華力的大小來(lái)解釋的是()8．已知N、P同屬于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角錐形，N原子位于錐頂，三個(gè)氫原子位于錐底，N—H鍵間的夾角是107°。(1)PH3分子與NH3分子的立體構(gòu)型________(填“相似”或“不相似”)，P—H鍵________(填“有”或“無(wú)”)極性，PH3分子________(填“有”或“無(wú)”)極性。(2)NH3與PH3相比，熱穩(wěn)定性________(填化學(xué)式)更強(qiáng)