1、第2章 微粒之間的相互作用 第2節共價鍵與分子的立體構型【三維目標】1.認識共價分子結構的多樣性和復雜性,能根據有關理論判斷簡單分子或離子的構型,能說明簡單配合物的成鍵情況。2.了解一些典型分子的立體構型。3.認識分子的極性與分子構型的關系.了解手性分子在生命科學等方面的應用。4.培養學生搜集資料和信息處理能力。5.對學生進行辨證唯物主義教育。【金點學法】本節重點：雜化軌道理論解釋分子的空間構型；鍵的極性與分子的極性的關系本節難點：雜化軌道理論1.SP雜化軌道和簡單分子幾何構型的關系:雜化方式SPSP2SP3SP3不等性雜化軌道夾角180120109o28中心原子位置A，BAAAAA中心原子孤

2、對電子數000123分子幾何構型直線型平面三角正四面體三角錐V字形直線型實例BeCl2Hg Cl2BF3CH4SiCl4NH3PH3H2OH2SHCl2.共價鍵的分類:按原子軌道重疊方式分為鍵(頭碰頭的方式)和鍵(肩并肩的方式);按電子對在兩原子核間是否偏離分為極性鍵和非極性鍵.按電子對來源:正常共價鍵和配位共價鍵按成鍵情況分:單鍵,雙鍵和三鍵3.分子的極性判斷： 同種元素形成的雙原子分子一定是非極性分子，如：H2、O2、Cl2等。不同種元素形成的雙原子分子一定是極性分子，如：CO、HCl、NO等。多原子分子的極性主要取決于分子的空間構型，若為對稱結構，則是非極性分子，若為不對稱結構，則為非極

3、性分子。如CH4、CCl4，正四面體型；CO2、CS2、C2H2，直線型；BF3平面正三角形，均為對稱圖形，因此以上分子均為非極性分子，而NH3、PH3，三角錐型；H2O、H2S折線型，是不對稱圖形，分子為極性分子。分子的極性判斷也可以采用經驗判斷規律：對于ABn型的共價化合物，如果化合物ABn中A元素的化合價數的絕對值等于其主族序數，則ABn為非極性分子，否則為非極性分子。如NH3中N的化合價為3價與其族序數A不相等，因此NH3是極性分子，而CO2中C的化合價為4價與其族序數A相等，則CO2為非極性分子。相似相溶原理：由極性分子組成的溶質易溶于由極性分子組成的溶劑中，如HCl、NH3、H2S

4、O4等極性分子易溶于極性溶劑水中。由非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑中，如非極性分子Br2，I2，S等易溶于非極性溶劑CCl4，CS2,苯等中。【典型案例】【例題1】.有關苯分子中的化學鍵描述正確的是 ( )A.每個碳原子的sp2雜化軌道中的其中一個形成大鍵B.每個碳原子的未參加雜化的2p軌道形成大鍵C.碳原子的三個sp2雜化軌道與其它形成三個鍵D.碳原子的未參加雜化的2p軌道與其它形成鍵【解析】苯分子中每個碳原子中的三個sp2雜化軌道分別與兩個碳原子和一個氫原子形成鍵.同時每個碳原子還有一個未參加雜化的2p軌道 ,他們均有一個未成對電子.這些 2p軌道相互平行,以 “肩并肩”方

5、式相互重疊,形成一個多電子的大鍵.【答案】BC【例題2】下列敘述中正確的是A.極性分子中不可能含有非極性鍵B.離子化合物中不可能含有非極性鍵C.非極性分子中不可能含有非極鍵D.共價化合物中不可能含有離子鍵【解析】 A如H2O2中含非極性鍵,B如Na2O2中含非極性鍵,C如CCl4是極性鍵構成的非極性分子.【答案】D【例題3】 實驗測得BeCl2為共價化合物,兩個BeCl鍵間的夾角為180,由此可判斷BeCl2屬于（ ）A.由極性鍵形成的極性分子B.由極性鍵形成的非極性分子C.由非極性鍵形成的極性分子D.由非極性鍵形成的非極性分子【解析】鍵角是1800說明分子是對稱的，正電荷中心與負電荷中心重合

6、是非極性分子【答案】B【例題4】(2004年全國理綜四，8)下列分子有極性的是A.CCl4B.CO2C.NH3D.C6H6【解析】CCl4是正四面體型分子；CO2結構式是O=C=O，分子中三個原子在同一直線上；C6H6的結構是 ，是平面正六邊形分子。這三種分子中正、負電荷中心重合，都沒有極性。NH3是三角錐型分子，分子中正、負電荷中心不重合，有極性，C正確。【答案】C【例5】(2004年全國理綜三，14)下列分子中，所有原子的最外層均為8電子結構的是（ ）A.BeCl2B.H2SC.NCl3D.SF4【解析】分子中各元素均滿足8電子穩定結構的判斷方法：每種元素的化合價的絕對值與其原子最外層電子

7、數之和均等于8的分子的各原子都滿足8電子穩定結構。如CO2分子中，C元素：|+4|+4=8，O元素|2|+6=8，故CO2分子中各原子都滿足最外層8電子結構。再如SO2分子中，S元素|+4|+6=10，S原子不滿足最外層8電子穩定結構。同理可知，本題答案為C。【答案】C【消化鞏固】一、 選擇題1有關乙炔分子中的化學鍵描述不正確的是 （ ）A兩個碳原子采用sp雜化方式B兩個碳原子采用sp2雜化方式C每個碳原子都有兩個未雜化的2p軌道形成鍵D兩個碳原子形成兩個鍵2六氧化四磷的分子結構中只含有單鍵，且每個原子的最外層都滿足8電子穩定結構，則該分子中含有的共價鍵的數目是（ ）A 10 B 12 C 2

8、4 D 28 3膦（PH3）又稱磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體，電石氣的雜質中常含有磷化氫。它的分子構型是三角錐形。以下關于PH3的敘述正確的是（ ）A PH3是非極性分子B PH3分子中有未成鍵的孤對電子C PH3是一種強氧化劑D PH3分子的PH鍵是非極性鍵4下列物質中，難溶于CCl4的是（ ）A 碘單質 B 水C 苯 D 甲烷 5用帶靜電的有機玻璃棒靠近下列液體的細流，細流發生偏轉的是 （ ）A苯 B二硫化碳 C氯水 D四氯化碳6下列物質中，以極性鍵結合的非極性分子是 （ ）AH2O BCS2 CSO2 DH2S7下列物質中不含非極性共價鍵的是（ ）Na2O2 CCl4

9、FeS2 NH4F HOOH NaOH A BC D8下列分子或離子中不能跟質子結合的是 （ ）ANH3 BH2OCCa2+ DNH4+9碘單質在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，這是因為 （ ）ACCl4與I2分子量相差較小，而H2O與I2分子量相差較大BCCl4與I2都是直線型分子，而H2O不是直線型分子CCCl4和I2都不含氫元素，而H2O中含有氫元素DCCl4和I2都是非極性分子，而H2O是極性分子10下列含有極性鍵的非極性分子是（ ）（1）CCl4 （2）NH3 （3）CH4 （4）CO2 （5）N2 （6）H2S （7）SO2 （8）CS2 （9）H2O （10）HF

10、A（2）（3）（4）（5）（8） B（1）（3）（4）（5）（8）C（1）（3）（4）（8） D以上均不對11下列分子的中心原子形成sp2雜化軌道的是 （ ）AH2O BNH3 CC2H4 DCH412氨氣分子空間構型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為 （ ）A兩種分子的中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2型雜化，而CH4是sp3型雜化。BNH3分子中N原子形成三個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個雜化軌道。CNH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較強。D氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子。13在乙烯分子中有5個鍵、一個鍵，它們分別是 （ ）Asp2雜化軌道

11、形成鍵、未雜化的2p軌道形成鍵Bsp2雜化軌道形成鍵、未雜化的2p軌道形成鍵CC-H之間是sp2形成的鍵，C-C之間是未參加雜化的2p軌道形成的鍵DC-C之間是sp2形成的鍵，C-H之間是未參加雜化的2p軌道形成的鍵14三氯化磷分子的空間構型是三角錐形而不是平面正三角形，下列關于三氯化磷分子空間構型理由的敘述，不正確的是（ ）APCl3分子中三個共價鍵的鍵長，鍵角都相等BPCl3分子中的P-Cl鍵屬于極性共價鍵CPCl3分子中三個共價鍵鍵能，鍵角均相等DPCl3是非極性分子15下列分子或離子中，含有孤對電子的是 （ ）AH2O BCH4 CSiH4 DNH4+16下列敘述正確的是 （ ）A由極

12、性鍵結合而成的分子一定是極性分子B非極性鍵只存在于雙原子單質分子里C非極性分子中，一定含有非極性鍵D一般情況下，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑17下列分子中，所有原子滿足8電子結構的是（ ）A 光氣（COCl2） B 六氟化硫C 二氟化氙 D 六氟化硼18下列說法中，正確的是（ ）A由分子構成的物質中一定含有共價鍵B形成共價鍵中不一定是非金屬元素C正四面體結構的分子中的鍵角一定是10928D不同的原子的化學性質可能相同二、填空題19硫化氫（H2S）分子中，兩個HS鍵的夾角接近90，說明H2S分子的空間構型為 ；二氧化碳（CO2）分子中，兩個CO鍵的夾角是180，說明CO2分

13、子的空間構型為 ；甲烷（CH4）分子中，兩個相鄰CH鍵的夾角是10928，說明CH4分子的空間構型為 。20溴化碘（IBr）的化學性質類似于鹵素單質，試回答下列問題：（1）溴化碘的電子式是 ，它是由 鍵形成的 分子。（2）溴化碘和水反應生成了一種三原子分子，該分子的電子式為 。21A、B、C均為短周期元素，可形成A2C和BC2兩種化合物。A、B、C的原子序數依次遞增，A原子的K層的電子數目只有一個，B位于A的下一周期，它的最外層電子數比K層多2個，而C原子核外的最外層電子數比次外層電子數少2個。它們的元素符號分別為：A ；B ；C ；BC2是由 鍵組成的 （填“極性”或“非極性”）分子。【遷移

14、拓展】22CO、BF3、CCl4、CH4都是非極性分子，而NH3、H2S、H2O都是極性分子。由此推出ABn型分子是非極性分子的經驗規律正確的是 （ ）A所有原子在同一平面內B分子中不含氫原子CA的原子量小于B D在ABn分子中A原子化合價的絕對值等于其最外層電子數23試用雜化軌道理論分析為什么BF3的空間構型是平面三角形，而NF3是三角錐形的？242003年10月16日“神舟五號”飛船成功發射，實現了中華民族的飛天夢想。運送飛船的火箭燃料除液態雙氧水外，還有另一種液態氮氫化合物。已知該化合物中氫元素的質量分數為12.5%，相對分子質量為32，結構分析發現該分子結構中只有單鍵。（1）該氮氫化合

15、物的電子式為 。（2）若該物質與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的氣態物質，寫出該反應的化學方程式 。（3）NH3分子中的N原子有一對孤對電子，能發生反應：NH3+HCl=NH4Cl。試寫出上述氮氫化合物通入足量鹽酸時，發生反應的化學方程式 。【互動探究】25PtCl2（NH3）2可以形成兩種固體，一種為淡黃色，在水中的溶解度小，另一種為黃綠色，在水中的溶解度較大，請回答下列問題：PtCl2（NH3）2是平面正方形結構，還是四面體結構 請在以下空格內畫出這兩種固體分子的幾何構型圖，淡黃色固體： ，黃綠色固體： 淡黃色固體物質是由 分子組成，黃綠色固體物質是由 分子組成（填“極性

16、分子”或“非極性分子”） 黃綠色固體在水中溶解度比淡黃色固體大，原因是 。26（12分）1996年諾貝爾化學獎授予對發現 C60有重大貢獻的三位科學家。C60分子是形如球狀的多面體，如右圖，該結構的建立基于以下考慮：C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵；C60分子只含有五邊形和六邊形；碳與碳之間既有單鍵又有雙鍵，每個碳原子仍然滿足四個價鍵飽和.多面體的頂點數、面數和棱邊數的關系，遵循歐拉定理：頂點數 + 面數 - 棱邊數 = 2 。請回答：(1) 一個C60分子中有多少個五邊形和多少個六邊形？(2) 一個C60分子中有多少個C=C？(3) 已知C70分子的結構模型也遵循C60的

17、那些規律，請確定C70分子結構中上述幾項參數。分子或離子實例中心原子有無孤對電子分子或離子空間結構鍵角分子中正、負電荷重心是否重合分子極性C02、CS2等無重合AB2H2O、H2S等2對不重合AB3BF3、BCl3等無重合NH3、PH3、PCl3等l對不重合AB4CH4、CCl4、SiH4等無重合AB5PCl5等。無重合AB6SF6等無重合【課后梳理】1在外界條件的影響下，原子內部 的過程叫做軌道雜化，組合后形成的新的、 的一組原子軌道，叫雜化軌道。2甲烷分子中碳原子的雜化軌道是由一個 軌道和三個 軌道重新組合而成的，這中雜化叫 。3乙烯分子中碳原子的原子軌道采用sp2雜化。形成乙烯分子時，兩

18、個碳原子各用 的電子相互配對，形成一個鍵，每個碳原子的另外 分別與兩個氫原子的 的電子配對形成共價鍵；每個碳原子剩下的一個未參與雜化的 的未成對電子相互配對形成一個 鍵。4在形成氨氣分子時，氮原子的中原子軌道發生 雜化，生成四個 。生成的四個雜化軌道中，只有 個含有未成對電子，所以只能與 個氫原子形成共價鍵。又因為四個sp3雜化軌道有一個有一對 ，所以，氨氣分子中的鍵角與甲烷不同。5根據雜化軌道理論，形成苯分子是每個碳原子的原子軌道發生 雜化，由此形成的三個 在同一平面內。三個 分別與兩個碳原子、一個氫原子形成鍵。同時每個碳原子還有一個未參加雜化的 ，他們均有一個未成對電子。這些 軌道垂直于

19、，相互平行，以 方式相互重疊，形成一個多電子的 鍵。6在雙原子分子中，如果化學鍵有極性則分子 。如果化學鍵無極性，通常分子 。7在多原子分子中，如果所有化學鍵都無極性，則分子是 ；如果化學鍵是極性鍵，且 重合，則分子是非極性分子；否則為極性分子。8空間構型與極性9“相似相溶”原理通常極性溶質易溶于 溶劑中，非極性溶質易溶于 溶劑中，這個原理即為“相似相溶”原理。如HCl易溶于水中；碘易溶于酒精中，白磷易溶于CS2中。答案：【消化鞏固】1 B 2 D 3 B 4 B 5C 6 B 7C 8CD 9 D 10 C 11C 12C 13A 14D 15A 16 D 17A 18D19折線型； 直線型

20、；正四面體型20（1）: : ；共價；共價 （2）H: :21H； C； S；極性；非極性22D 23BF3中B的價電子結構為2s22p1，形成分子時，進行sp2雜化，三個sp2雜化軌道分別與三個F原子的p軌道成鍵，故BF3分子為平面三角形；NF3中的N價電子結構為2s22p3，形成分子時，進行sp3不等性雜化，其中一個sp3雜化軌道為孤對電子占有，另三個電子分別與F成鍵，故分子結構為三角錐型。24 H H（1）H:N:N:H （2）N2H4+2H2O2=N2+4H2O （3）N2H4+2HCl=N2H6Cl225 平面正方形結構ClNH3 非極性 極性 根據相似相溶原理，因為淡黃色固體為非極性分子，所以在水中的溶解度小，而黃綠色固體為極性分子，所以在水中的溶解度大。26 (1)12個五邊形;20個六邊形(2)30(3)12五邊形,20個六邊形,雙鍵數是35【課后梳理】1 能量相近的的原子軌道重新組合的 2 2s 2p sp3雜化3 一個 sp2雜化軌道上 兩個sp2雜化軌道上的電子 2p軌道 4 sp3雜化軌道 三個軌道 3 未成鍵的孤對電子5 sp2 sp2雜化