第3讲 化学键 分子结构与性质

思维探究 结合事实判断CO和N2相对活泼的是哪一个？试用下表中的键能数据解释其相对 活泼的原因是什么？
CO
C—O
C===O
CO
键能(kJ·mol－1)
357.7
798.9
1 071.9
N2 键能(kJ·mol－1)
N—N 154.8
N===N 418.4
N≡N 941.7
答案 CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·mol－1)比断开 N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·mol－1)小
Ⅱ. COCl2 分子的结构式为 A.4 个 σ 键
，COCl2 分子内含有________。
B.2 个 σ 键、2 个 π 键
C.2 个 σ 键、1 个 π 键
D.3 个 σ 键、1 个 π 键
写出与 CCl4 互为等电子体的分子或离子有________等。 答案 D SiCl4、CBr4、SO24－、CF4(合理即可)
拓展应用 (1)填写下表
孤电子对数
杂化类型
分子构型
CCl4 NH3 H2O
答案 0 sp3 正四面体 1 sp3 三角锥形 2 sp3 角形或V形
(2)①按要求写出第2周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子： ________，三角锥形分子：________，四面体形分子：________。 ②写出SO3常见的等电子体的化学式，一价阴离子：________(写出一种，下同)； 二价阴离子：________，它们的中心原子采用的杂化方式都是________。 答案 ①BF3 NF3 CF4 ②NO－ 3 CO23－ sp2
4.共价键的类型
分类依据
形成共价键的原 子轨道重叠方式
形成共价键的电子对 是否偏移
原子间共用 电子对的数目
σ键
π键 极性 键 非极性 键 单键 双键 三键
类型
电子云“ 头碰头 ”重叠 电子云“ 肩并肩 ”重叠
共用电子对发生偏移 共用电子对不发生偏移 原子间有 一对 共用电子对 原子间有 两对 共用电子对 原子间有 三对 共用电子对
(6)价层电子对互斥理论中，π 键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。( √ ) (7)SO24－中中心原子孤电子对数为 0，中心原子为 sp3 杂化。( √ ) (8)CH4 和 CO2 分子中碳原子的杂化类型分别是 sp3 和 sp。( √ ) (9)氯化亚砜(SOCl2)分子的立体构型是三角锥形，中心原子(S)采取的杂化方式为 sp2。 ( ×) (10)CS2 为 V 形极性分子。( × ) (11)SiF4 与 SO23－的中心原子均为 sp3 杂化。( √ ) (12)BF3 是三角锥形分子。( × )
能列举含氢键的物质与其性质特点。
分析，面对“异常”现象敢于提出自己的见解。
考点一 钠的主要性质及其应用
[学在课内]
1.化学键 (1)定义：___相__邻___原子间__强__烈____的相互作用。 (2)分类
离子键
共价键
2.离子键与共价键
(1)概念 ①离子键：阴、阳离子通过__静__电__作__用__形成的化学键。 ②共价键：原子间通过__共__用__电__子__对__所形成的化学键。
3.离子化合物与共价化合物
化合物类型
定义
与物质分类的关系
举例
含有_离__子__键_的化 包括强碱、绝大多数盐 离子化合物
NaCl、Na2O2、NaOH、
合物
及活泼金属的氧化物 Na2O、NH4Cl等
包括酸、弱碱、极少数
只含有__共__价__键__ 盐、气态氢化物、非金
共价化合物
的化合物
属氧化物、大多数有机
(2)对比
成键粒子 成键方式
离子键 阴、阳离子 得失电子形成阴、阳离子
共价键 原子
形成共用电子对
成键条件 作用力实质
活__泼__金__属__元素与 _活__泼__非__金__属___元素
一般在_非__金__属___原子之间 静电作用
成键特征
无方向性、饱和性
具有方向性、饱和性
存 在 于 离 子 化 合 物 中 ， 如 (1)非金属单质，如 H2、O2 等； 存在举例 NaCl 、 MgCl2 、 CaCl2 、 (2)共价化合物，如 HCl、CO2、CH4 等；
(4)不同种非金属元素双原子间形成的共价键一定是极性键；金属元素与非金属元 素原子形成的化学键可能为共价键。( √ ) (5)ⅠA族元素与ⅦA族元素形成的化学键一定是离子键。( × ) (6)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破 坏。( × ) (7)固体溶于水时，一定破坏了化学键。( × ) (8)化学变化中有化学键的断裂，有化学键断裂的变化一定是化学变化。( × ) (9)加热熔化NaCl固体时无新物质生成，化学键没有被破坏。( × ) (10)1 mol KHSO4加热熔化可电离出2NA个阳离子。( × )
ZnSO4、NaOH、NH4Cl 等 (3)某些离子化合物，如 NaOH、Na2O2 等
[名师点拨] 判断离子键、共价键的几种方法 (1)活泼的金属与活泼的非金属形成的化学键一般为离子键，但个别情况形成共价 键。此时可借助电负性差值判断：成键元素电负性差值大于1.7一般为离子键，小 于1.7为共价键如电负性Al—1.5，Cl—3.0，F—4.0，故AlCl3为共价化合物，AlF3 为离子化合物。 (2)非金属元素的两个原子之间一定为共价键 多 个 原 子 之 间 一 般 形 成 共 价 键 ， 但 个 别 情 况 形 成 离 子 键 如 铵 盐 [NH4Cl 、 (NH4)2SO4等]。
(2)配位化合物 ①概念：由金属离子(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
③形成条件
[考在课外]
教材延伸 判断正误 (1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。( √ ) (2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构。 (× ) (3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( × ) (4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。( √ ) (5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。( × )
思维探究
已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4＞NH3＞H2O，可 能的原因是什么？ 答案 CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对， H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小
[名师点拨] A—A型为非极性键，A—B型为极性键
5.共价键的键参数 (1)概念 键能 键长 键角
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(2)键参数对分子性质的影响 键能越_大___，键长越__短__，分子越稳定。
稳定性
立体构型
6.等电子原理 (1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2 和 CO、O3 与 SO2 是等电子体，但 N2 与 C2H2 不是等电子体。 (2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理 称为等电子原理，例如 CO 和 N2 的熔、沸点、溶解性等都非常相近。 (3)常见的等电子体：N2 与 CO，CO2 与 N2O，O3、NO－ 2 与 SO2，CO23－、NO3－与
杂化轨道数目 2 3 4
杂化轨道间夹角 180° 120° 109.5°
空间构型 直线形
平面三角形 正四面体形
实例
BeCl2 BF3 CH4
3.配位键和配合物 (1)配位键 ①孤电子对：分子或离子中没有与其他原子共用的电子对。 ②配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的__共__价__键__。 ③ 配 位 键 的 表 示 方 法 ： 如 A→B ： A 表 示 __提__供____ 孤 对 电 子 的 原 子 ， B 表 示 ___接__受___孤对电子的原子。
SO3，PO34－、SO24－与 ClO－ 4 ，
与 B3N3H6(硼氮苯)等。
[考在课外]
教材延伸 判断正误 (1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静 电排斥力。( √ ) (2)所有物质中都存在化学键。( × ) 共价键只存在共价化合物中。( × ) (3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子 键。( √ )
物等
H2S、SO2、CH3COOH、 H2SO4、NH3·H2O等
[名师点拨] (1)不是所有物质中都有化学键，如稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。 (2)判别离子化合物、共价化合物的方法：熔融状态下导电实验—熔融状态导电的 化合物为离子化合物，否则为共价化合物。由溶解所得溶液能否导电不能判别。
化轨道理论，价层电子互斥理论推测分子或离子 和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及性质，
的空间构型，能利用键参数(键能、键长、键角) 揭示现象的本质和规律。
解释简单分子的某些性质。
4.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的
4.了解分子间作用力(含氢键)对物质性质的影响，分子的结构、性质的问题，设计探究方案进行探究
(20)CS2 分子中 σ 键与 π 键的数目之比是 2∶1。( × ) (21)NH4Cl 中存在离子键、极性共价键和配位键。 ( √ ) (22)在 CH2===CHCN 中含有 6 个 σ 键和 3 个 π 键。( √ ) (23)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有 σ 键又有 π 键。( √ ) (24)CH4 与 NH4＋互为等电子体。( √ )
其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。
②示例分析
电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 电子对立体构型 分子立体构型
2
2
0
直线形
直线形
3 3
2
0
平面三角形
三角形
1
V形
4
0
正四面体形
4
3
2
1
四面体形
三角锥形
2
V形
实例 CO2 BF3 SO2 CH4 NH3 H2O
2.杂化轨道理论 (1)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，形成分子的空间结构不同。 (2)杂化轨道的三种类型与分子空间结构
杂化类型 sp sp2 sp3
2.能利用电负性判断成键类型、共价键的极性， 2.变化观念与平衡思想：认识离子键、共价键的本质，
能结合分子结构特点判断分子的极性、手性并据 能多角度、动态的分析化学键、分子的立体结构及
此解释分子的一些典型性质。
性质并运用相关理论解决实际问题。
3.了解杂化轨道理论及杂化轨道类型，能结合杂 3.证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥模型
第3讲 化学键 分子结构与性质
2017级教学指导意见
核心素养
1.了解微粒间作用(离子键、共价键、配位键、 1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构
分子间作用力等)的类型、特征与实质。了解共 型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合
价键的极性与类型(σ键，π键)
的视角分析与解决实际问题。
拓展应用 Ⅰ.有以下物质：①HF；②Cl2；③H2O；④N2；⑤C2H4。 (1)只含有极性键的是________。 (2)只含有非极性键的是________。 (3)既有极性键又有非极性键的是________。 (4)只含有σ键的是________。 (5)既有σ键又有π键的是________。 答案 (1)①③ (2)②④ (3)⑤ (4)①②③ (5)④⑤
(11)H2分子中的共价键不具有方向性。( √ ) (12)ss σ键与sp σ键的电子云形状对称性相同。( √ ) (13)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( √ ) (14)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。( √ ) (15)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。( × ) (16)键长等于成键两原子的半径之和。( × ) (17)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键弱。( × ) (18)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( × ) (19)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。( × )
考点二 分子的立体构型
[学在课内]
1.价层电子对互斥理论 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。 ②孤对电子的排斥力较大，孤对电子越多，排斥力越强，键角越小。
(2)①价层电子对互斥理论与分子立体构型 用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价 层电子对数。