(整理)多原子分子的结构和性质复习过程
物质的组成分子与原子的结构与性质
物质的组成分子与原子的结构与性质物质是构成一切事物的基本单位，而物质的组成则是由分子和原子所构成。
分子和原子的结构决定了物质的性质。
本文将详细探讨物质的组成分子与原子的结构以及它们对物质性质的影响。
一、分子的组成和结构分子是由两个或多个原子通过共价键连接而成的化学单位。
分子内原子的排列顺序和相互连接方式决定了分子的结构。
分子的组成可以是相同的原子，也可以是不同的原子。
1. 相同原子组成的分子当分子由相同的原子组成时，我们称之为单质分子。
例如，氧气（O2）是由两个氧原子组成的分子。
这种分子的结构稳定，具有较高的化学活性。
2. 不同原子组成的分子当分子由不同种类的原子组成时，我们称之为化合物分子。
例如，水（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成的分子。
这种分子的结构决定了水分子的化学性质，如溶解性、沸点和冰点。
二、原子的结构和性质原子是物质中最基本的单位，由质子、中子和电子组成。
原子的结构决定了其化学性质。
1. 原子的组成原子由质子、中子和电子组成。
质子位于原子核心，具有正电荷；中子也位于原子核心，不带电荷；电子绕原子核运动，带有负电荷。
2. 原子的性质原子的性质主要由其核外电子的数量和排布所决定。
- 原子半径：原子半径指的是核心与最外层电子之间的距离，它决定了原子的体积大小。
原子半径的大小主要取决于原子核电荷的大小和核外电子的排布。
- 原子质量：原子质量等于质子和中子的质量之和。
原子质量的大小决定了物质的密度和化学反应中的摩尔比例。
- 电子结构：原子中的电子分布在不同的能级上，每个能级又包含不同数目的轨道。
电子结构决定了原子的化学性质，如反应活性和化学键的形成。
- 原子核电荷：原子核中的质子带有正电荷，决定了原子核的稳定性。
原子核电荷的大小影响了原子核外电子的分布以及原子的化学性质。
三、分子和原子的相互作用分子和原子之间存在着相互作用，这些相互作用对物质的性质产生重要影响。
1. 共价键：当两个原子共享一个或多个电子对时，形成的键称为共价键。
第五章多原子分子的结构和性质
甲烷分子中四个成键轨道定域在C-H之间，每个 定域轨道中有两个成键电子，电子分布分别对C-H键 轴对称，为四个等性单键。几何构型为正四面体。 四个H的1s轨道分别对键轴对称。
C的2s，2px，2py和2pz除2s轨道外，与键轴是不
平面型有机共轭分子中，σ 键定域，构成分子骨架，每个 C 余下的 一个垂直于平面的 p 轨道往往以肩并肩的型式形成多原子离域π 键。 用 HMO法处理共轭分子结构时，假定： (1) 假定π电子是在核和σ 键所形成的整个骨架中运动，可将σ 键和π 键 分开处理； (2) 假定共轭分子的σ 键骨架不变，分子的性质由π电子状态决定； (3) 假定每个π 电子k 的运动状态用k 描述，其Schrö dinger方程为： ˆ H k Ek k HMO法还假定： •各C原子的α积分相同，各相邻C原子的β积分也相同； •不相邻C原子的β 积分和重叠积分S均为0。
A
四个杂化轨道分别与四个氢原子1s 轨道组合成四个分子轨道
A C1 A C21SA B C1B C21SB C C1C C21SC D C1D C21SD
1sA——氢原子A的1S轨道，以此类推。 A——由两个原子轨道线性组合而成的分子轨道，称为定域分子轨道
a1 C1S C2 1SA 1SB 1SC 1SD t2 x C3Px C4 1SA 1SB 1SC 1SD t2 z C3Pz C4 1SA 1SB 1SC 1SD t2 y C3Py C4 1SA 1SB 1SC 1SD
成键能力: F 3 ; 键角: cos
初三化学分子和原子知识点
初三化学分子和原子知识点初三化学分子和原子知识点笔记本节包括原子的概念、原子中的电量关系、原子的核外电子排布、分子的概念、分子的基本性质及其应用、分子和原子的比较六个知识点。
本知识属于纯理论性知识，比较抽象，加大了我们学习的难度，因此我们要学会用微观粒子的眼光看问题，我们可通过宏观现象感受微观粒子的真实存在，通过微观粒子的相关性质学会解释常见的宏观现象。
1.原子的概念和特征概念原子是化学变化中的最小粒子特征原子的质量和体积非常小，原子是不断运动着的，原子间有间隔原子尽管很小，用化学方法不能再分，但它又是由多种粒子(质子、中子、电子等)构成的。
2.在原子中，原子核所带的正电荷数(核电荷数)就是质子所带的电荷数(中子不带电)，而每个质子带1个单位正电荷，因此，核电荷数=质子数，由于原子核内质子数与核外电子数相等，所以在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数。
3.核外电子的分层排布规律第一层不超过2个，第二层不超过8个……最外层不超过8个。
每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数)，即第一层不超过2个，第二层不超过8个，第三层不超过18个;最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时，最多可容纳2个电子)4.分子的概念：分子是保持物质化学性质的最小粒子。
(1)构成物质的每一个分子与该物质的化学性质是一致的，分子只能保持物质的化学性质，不保持物质的物理性质。
因物质的物理性质，如颜色、状态等，都是宏观现象，是该物质的大量分子聚集后所表现的属性，并不是单个分子所能保持的。
(2)“最小”不是绝对意义上的最小，而是“保持物质化学性质的最小”。
5.分子的性质：(1)分子质量和体积都很小。
(2)分子总是在不断运动着的。
温度升高，分子运动速度加快，如阳光下湿衣物干得快。
(3)分子之间有间隔。
一般说来，气体的分子之间间隔距离较大，液体和固体的分子之间的距离较小。
气体比液体和固体容易压缩，不同液体混合后的总体积小于二者的原体积之和，都说明分子之间有间隔。
高考化学一轮复习专题课件 分子结构与性质
[解析]
1 (1) ①H3O 中 O 原子价层电子对数＝3＋ (6－1－3×1)＝4，且含有一 2
＋
对孤电子对，所以为三角锥形结构；阴离子中心原子 B 原子形成 4 个 σ 键且不含孤 电子对，所以 B 原子采用 sp3 杂化方式。②BH－ 4 中有 5 个原子，价电子数为 8，所以 与 BH－ ①铜离子提供空轨道，乙二胺中氮 4 互为等电子体的分子为 CH4、SiH4。(2) 原子提供孤对电子形成配位键，乙二胺中 C—H 键、N—H 键、C—N 键为极性键， 乙二胺中两个碳原子之间形成非极性键，Cu2 与乙二胺所形成的配离子内部不含有
(3) 实验测得 C 与氯元素形成化合物的实际组成为 C2Cl6，其球棍 模型如右图所示。已知 C2Cl6 在加热时易升华，与过量的 NaOH 溶液反 应可生成 Na[C(OH)4]。
分子 ① C2Cl6 属于 ________( 填晶体类型 ) 晶体，其中 C 原子的杂化轨道类型为
3 sp ____________杂化。
Mg (1) B、C 中第一电离能较大的是____________( 填元素符号)，基态 D 原子价电子
的轨道表达式为__________________。
平面三角形 。H2A 比 H2D 熔、沸点高得多的原 (2) DA2 分子的 VSEPR 模型是____________ H2O分子间存在氢键 因是________________________________ 。
专题八
物质结构与性质(选考)
第38讲 分子结构与性质
目 标 导 航 1. 理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 复 习 目 标 2. 了解共价键的形成、极性、类型(σ 键和 π 键)。了解配位键的含义。 3. 能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 4. 了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。 5. 能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。 6. 分子间作用力与物质的性质。 了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 了解 氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对样书写物质对应的等电子体？
初中化学逐字稿教案
初中化学逐字稿教案教案目标：1. 让学生了解和掌握分子的概念及其基本性质。
2. 让学生认识原子，了解原子的结构。
3. 培养学生运用化学知识解释日常生活中的一些现象。
教学重点：1. 分子概念的理解及其基本性质。
2. 原子结构的认知。
教学难点：1. 分子与原子的本质区别。
2. 学生运用化学知识解释生活现象的能力。
教学准备：1. 分子与原子的图片资料。
2. 日常生活中的现象案例。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 通过展示一些日常生活中的现象，如水的沸腾、气体的膨胀等，引导学生思考这些现象背后的原因。
2. 学生分享自己的思考，教师总结：这些现象都与物质的基本单位有关，今天我们就来学习物质的基本单位——分子和原子。
二、分子的概念及其基本性质（15分钟）1. 分子定义：分子是保持物质化学性质的最小粒子。
2. 分子特征：分子体积很小，分子在不断运动，分子之间有间隔。
3. 分子性质：同种分子性质相同，不同分子性质不同。
三、原子的结构（15分钟）1. 原子定义：原子是物质的基本单位，由原子核和核外电子组成。
2. 原子核：由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
3. 核外电子：电子带负电，围绕原子核运动。
四、分子与原子的本质区别（10分钟）1. 学生通过对比分子和原子的特点，总结出它们的本质区别：分子是多个原子组成的，而原子是物质的基本单位。
2. 教师强调：在化学变化中，分子可分，原子不可分。
五、运用化学知识解释生活现象（10分钟）1. 教师展示一些日常生活中的现象案例，如糖水的甜味、香水的香味等。
2. 学生分组讨论，尝试运用所学的分子和原子的知识解释这些现象。
3. 各组分享自己的讨论成果，教师点评并总结。
六、课堂小结（5分钟）1. 学生总结本节课所学的内容，教师补充。
2. 强调分子和原子的本质区别及其在化学变化中的作用。
七、作业布置（5分钟）1. 复习本节课所学的内容，整理笔记。
2. 完成课后练习，加深对分子和原子的理解。
多原子分子的结构和性质
(2)薁 (C10H8)
1.173
0.855
1.047 0.420
1.027 0.401
0.656 0.596 0.586
0.986 0.870
0.454 0.639
0.140 0.664 0.480
0.482
5.5 离域π 键和共轭效应
1. 离域π键的形成和表示法
●离域π 键：
形成化学键的π 电子不局限于两个原子的区域，而是在 由多个原子形成的分子骨架中运动，这种由多个原子形成的 π 型化学键称为离域π键。
●形成离域π 键的条件：
① 共轭原子必须同在一个平面上，每个原子提供一个方向相 同的 P 轨道；
•化学反应性：芳香性，游离基的稳定性，丁二烯类的1,4加成反应性等 都和离域π 键有关。
1. 电性
•石墨具有金属光泽和很好的导电性能；
•四氰基奎诺二甲烷TCNQ等类的分子能和合适的其他分子 （如四硫代富瓦烯TTF分子等）组成有机半导体或导体。
TCNQ
NC C
NC
CN C
O
O
N
-0
O
O
N-
O
O
O N
O
O N
O
.
N.. O. .O
Π43
（1）
O N
O
O N
O
.. N. O. .O
Π33
（2）
2. 共轭效应
●共轭效应：
形成离域π 键的分子，其物理和化学性质会产生某些特殊的变化，称为 共轭效应或离域效应。
●共轭效应对分子的影响：
★影响分子的构型构象 单键缩短，双键增长，原子保持共面，单键不能自由旋转。
周公度第四版结构化学第五章多原子分子的结构和性质
•
•§5.2 杂化轨道理论
•一、杂化概念的提出 • 1931年Pauling和Slater提出杂化概念，为了解 释键角的变化。
• 为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键 的等价性，鲍林在1928一1931年，提出了杂化轨道的 理论。
• 该理论的根据是电子运动不仅具有粒子性，同时还 有波动性。而波又是可以叠加的。
•
•一、甲烷(CH4)的离域分子轨道
• 构成分子轨道的简捷作法是先把4个H的AO形成 如下4种 “对称匹配线性组合(SALC)”,或“群轨道” , 使每一种都能与C的一个AO对称匹配.
•
•CH4的离域(正则)分子轨道波函数的构造
•处理问题的基本思路:
• 先将四个H(分别标记 为a,b,c,d)的 1s 轨道组合成 对称性群轨道，然后再与 C 的 2s, 2px, 2py, 2pz 原子轨道 进行线性组合(实际上是8个 原子轨道进行组合，肯定会 产生 8 个分子轨道)
•
•●用分子轨道理论（MO）处理多原子分子时，最 一般的方法是用非杂化的原子轨道进行线性组合， 构成分子轨道，它们是离域的，这些分子轨道中的 电子并不定域在两个原子之间，而是在几个原子之 间离域运动。
• ★ 离域分子轨道在讨论分子的激发态、电离 能以及分子的光谱性质等方面可发挥很好的作 用。
• ★ 理论分析所得的结果与实验数据符合良好 。
•dx2-y2, s , px , py , pz •dz2, dx2-y2, s , px , py , pz
•直线型
D∞h
•平面三角形 D3h
•四面体形 Td
•平面四方形 D4h •三方双锥形 D3h •四方锥形 C4v •正八面体形 Oh
CO2 , N3BF3 , SO3 CH4
考点41 分子结构与性质-备战2022年高考化学二轮复习强弱克难再突破专题(通用版)(解析版)
考点41 分子结构与性质1．共价键(1)共价键⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧特征：方向性和饱和性键参数⎩⎪⎨⎪⎧键长、键能决定共价键稳定程度键长、键角决定分子立体结构类型⎩⎪⎨⎪⎧成键方式⎩⎪⎨⎪⎧σ键：电子云“头碰头”重叠π键：电子云“肩并肩”重叠极性⎩⎪⎨⎪⎧极性键：不同原子间非极性键：同种原子间配位键：一方提供孤电子对，另一方提供空轨道(2)σ键和π键的判定①⎩⎪⎨⎪⎧共价单键：σ键共价双键：1个σ键，1个π键共价三键：1个σ键，2个π键②ss 、sp 、杂化轨道之间一定形成σ键；pp 可以形成σ键，也可以形成π键(优先形成σ键，其余只能形成π键)。
2．与分子结构有关的两种理论(1)杂化轨道理论①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。
②杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子立体构型 实例sp 2 直线形 CO 2、BeCl 2、HgCl 2 sp 23平面三角形BF 3、BCl 3、CH 2O考点导航一轮回顾：强基固本专题18 物质结构与性质V 形 SO 2、SnBr 2 sp 34四面体形CH 4、CCl 4、CH 3Cl 三角锥形 NH 3、PH 3、NF 3 V 形H 2S 、H 2O注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数。
(2)价层电子对互斥理论①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥，尽可能趋向彼此远离。
②价层电子对数的计算中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电子对数＋12(a －xb )其中a 为中心原子的价电子数，x 、b 分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H 为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)。
微粒为阳离子时，中心原子的价电子数要减去离子所带电荷数；微粒为阴离子时，中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数。
结构化学知识点归纳
结构化学知识点归纳根据北京大学出版社周公度编写的“结构化学”总结第一章 量子力学基础知识一、微观粒子的运动特征1. 波粒二象性：,hE h p νλ==2. 测不准原理：,,,,x y z x p h y p h z p h t E h ∆∆≥∆∆≥∆∆≥∆∆≥ 二、量子力学基本假设1. 假设1：对于一个量子力学体系，可以用坐标和时间变量的函数(,,,)x y z t ψ来描述，它包括体系的全部信息。
这一函数称为波函数或态函数，简称态。
不含时间的波函数(,,)x y z ψ称为定态波函数。
在本课程中主要讨论定态波函数。
由于空间某点波的强度与波函数绝对值的平方成正比，即在该点附近找到粒子的几率正比于*ψψ，所以通常将用波函数ψ描述的波称为几率波。
在原子、分子等体系中，将ψ称为原子轨道或分子轨道；将*ψψ称为几率密度，它就是通常所说的电子云；*d ψψτ为空间某点附近体积元d τ中电子出现的几率。
对于波函数有不同的解释，现在被普遍接受的是玻恩（M. Born ）统计解释，这一解释的基本思想是：粒子的波动性（即德布罗意波）表现在粒子在空间出现几率的分布的波动，这种波也称作“几率波”。
波函数ψ可以是复函数，ψψψ⋅=*2合格（品优）波函数：单值、连续、平方可积。
2. 假设2：对一个微观体系的每一个可观测的物理量，都对应着一个线性自厄算符。
算符：作用对象是函数，作用后函数变为新的函数。
线性算符：作用到线性组合的函数等于对每个函数作用后的线性组合的算符。
11221122ˆˆˆ()A c c c A c A ψψψψ+=+ 自厄算符：满足**2121ˆˆ()d ()d A A ψψτψψτ=∫∫的算符。
自厄算符的性质：（1）本证值都是实数；（2）不同本证值的本证函数相互正交。
3. 假设3：若某一物理量A 的算符ˆA作用于某一状态函数ψ，等于某一常数a 乘以ψ，即：ˆAa ψψ=，那么对ψ所描述的这个微观体系的状态，物理量A 具有确定的数字a 。
(经典)2019-2020高考化学 第12章(物质结构与性质)第2节 分子结构与性质 考点(2)分子的立体构型讲与练
第12章（物质结构与性质）李仕才第二节分子结构与性质考点二分子的立体构型1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)价层电子对数的确定方法其中：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1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。
(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
(2)杂化轨道的类型与分子立体构型(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。
3.等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相似，如CO和N2。
等电子体的微粒有着相同的分子构型，中心原子也有相同的杂化方式。
常见等电子体与空间构型判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)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。
( ×)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．中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小。
( √)1．杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，剩余的p轨道可以形成π键，即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。
多原子分子的结构与性质
多原子分子的结构与性质一、分子结构：1.长链结构：一些多原子分子如碳酸盐（CO3^2-）、多聚芳醚等，它们的分子结构呈线性长链状。
这种结构使得分子具有较高的分子量和高度的拉伸强度，使得这些物质适用于制备高强度的材料、纤维和聚合物。
2.环状结构：多原子分子还可以形成环状结构，如环氧烷、苯等。
这种结构使得分子呈现闭合环状，具有较高的稳定性和刚性。
环状结构还可以影响分子的化学性质，如苯环结构使得苯具有共轭平面结构，从而赋予苯具有稳定的芳香性和较高的反应活性。
3.分支结构：一些多原子分子如维生素C等呈现分支结构。
分支结构可以增加分子的立体构型和表面积，增强物质的活性和溶解性。
这使得分支结构的多原子分子在生物体内能够更好地发挥作用，如维生素C具有较高的抗氧化性和溶解性。
二、分子性质：1.分子极性：多原子分子中，如果原子之间存在较大的电负性差异，化学键就会呈极性，导致分子整体带有一个正负极。
这种极性会使分子在外电场的作用下发生取向和形状改变，具有静电相互作用和氢键相互作用等，从而影响分子的化学和物理性质，如溶解度、沸点、熔点等。
2.分子对称性：分子内部原子的排列方式对分子的性质具有重要影响。
分子对称性常常决定着分子的振动、旋转和反应方式等。
对称性分子具有如以下特性：属于同一个对称元素的原子之间的键长和键角相等；对称元素平分分子；中心对称元素过属于同一个原子的键。
对称性分子具有较低的能量和较高的稳定性。
3.分子的化学反应活性：多原子分子在化学反应中通常会通过化学键的形成和断裂来改变分子的结构和性质。
多原子分子通过与其他分子的化学反应，可以进一步转化为其他更复杂的化合物。
例如，脂肪酸分子中含有多个碳碳双键，通过加氢反应可以将双键还原为饱和脂肪酸。
4.分子的热学性质：多原子分子具有比较复杂的热学性质。
其热容常常取决于分子内部的振动、旋转等模式的能级。
例如，多原子分子的热容常常会出现阶梯状的变化，且热容的变化幅度较大。
人教版高中化学选修三 第二章 分子结构与性质总复习(课件1)
V形
H2O、H2S
分子立体构型 的推断
① 确定价层电子对数 ② 判断VSEPR模型 ③ 再次判断孤电子对数确立分子的立体构型
杂化类型 的推断
① 确定价层电子对数 ② 判断杂化轨道数 ③ 判断杂化类型
讨论3：A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，
B与C能层数相同，D与E能层数相同，C与D价电子结构相同，
人教版七年级上册Unit4 Where‘s my backpack ？
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：在使用场景记忆法时，我们可以多使用自己熟悉的场景（如日常自己的 卧 室、平时上课的教室等等），这样记忆起来更加轻松； TIP2：在场景中记忆时，可以适当采用一些顺序，比如上面例子中从上到下、 从 左到右、从远到近等顺序记忆会比杂乱无序乱记效果更好。
平面正三角形、正四面体）
另：在ABn型分子中A原子没有孤对电子一般为非极性分子； 在ABn型分子中A原子化合价绝对值等于价电子数，一般 为非极性分子；
（2）含氧酸的酸性——(HO)mROn *含氧酸的化学式写成(HO)mROn n值越大，酸性越强
2、分子与分子之间的作用
范德华力
氢键
共价键
定义
分子间普遍存在 的作用力
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1：听懂看到≈认知获取；
TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大 概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道；
TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
为啥总是听懂了 ， 但不会做，做 不好？
高效学习模型-内外脑 模型
2
内脑- 思考内化
目 录/contents
多原子分子的结构和性质习题解答
五、离域 π
键的表示：
π
n m
，其中
m
表示形成离域 π
键的
p
轨道数，n
表示填充
在离域π 键的电子数(要求会写)。
2
乐山师范学院 化学学院
六、前线轨道理论： 分子的最高占据轨道（HOMO）和最低空轨道（LUMO）统称为前线轨道。 两个分子要发生化学反应，首先要相互接近，在两个分子相互接近时，一个
四方锥
C4v
IF5
d2sp3 或 sp3d2 dz2 , dx2 −y2 , s, px, py, pz 正八面体
Oh
SF6
三、离域分子轨道理论：
用分子轨道理论处理多原子分子时，最一般的方法是用非杂化的原子轨道进
行线性组合，构成分子轨道，它们是离域化的，即这些分子轨道的电子并不定域
于多原子分子的两个原子之间，而是在几个原子间离域运动。
7+3=10 5
三角双锥
3
2
O H
H H 三角锥型
F
Br F
F T型
NF3
5+3=8
4
四面体
3
1
N F
F F 三角锥型
ICl4− 7+4+1=12 6
八面体
4
2
IF4+
7+4-1=10 5
三角双锥
4
1
SbF4− 5+4+1=10 5
三角双锥
4
1
Cl
Cl
I Cl
Cl
正方形
F F
I F
F
跷跷板型
F F
结构化学复习-资料
②会解F方程，了解主量子n，角量子数l，磁量子数m的物理
含义及取值范围；单电子原子的能级公式。 ③屏蔽常数的计算，电离能的计算； ④掌握角动量耦合规则，会推求原子光谱项，会推求基谱项。
第二章 原子的结构和性质
2.1 单电子原子的Schrödinger 方程及其解
ns态 D(r)4r2n2s
径向分布图的讨论
0.6
0.3
☆1s态：核附近D为0；r＝a0时，D极大。表
0 0.24
明在r＝a0附近，厚度为dr的球壳夹层内找
0.16 0.08
到电子的几率要比任何其它地方同样厚度 0
的球壳夹层内找到电子的几率大。
0.24 0.16
0.08
D1,0(r)4r2 1s24(aZ0)3r2e2aZ 0r
的轨道在核附近有较大的几率。可以证
0
0.12
明，核附近几率对降低能量的贡献显著。 0.08
Pb2+ 比 Pb4+, Bi3+ 比 Bi5+的稳定的原因
0.04 0
就是6s电子比6p电子钻得更深可以更好
0.12 0.08
的避免其它电子的屏蔽效应， 6s电子不 0.04
易电离，只电离6p电子。
0 0
1s 2s 2p 3s 3p 3d
径向分布图的讨论
0.6
0.3
0
☆每一n和l确定的状态，有n－l个
0.24 0.16
极大值和n－l－1个D值为0的点。
0.08 0
0.24
Dn.l (r) r2R2n.l (r)
0.16 0.08
2zr
r2(blrl bl1rl1 bn1rn1)2e na0
2024届高考化学一轮复习教案(人教版)第十单元 物质结构与性质 第3讲
第3讲化学键分子结构与性质复习目标1．了解化学键的含义、分类与形成过程，能够用电子式表示其形成过程。
2.了解共价键的形成、极性和类型(σ键和π键)，能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。
4.能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。
5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
考点一化学键一、化学键1．化学键化学键既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。
2．离子键(1)(2)(3)(4)(5)表示方法①用电子式表示Na2O2：06NaOH：07NH4Cl：08CaC2：09NaClO：10②用电子式表示离子化合物的形成过程CaF2：11Na2S：123．共价键(1)共价键的定义与特征①②原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的。
(2)共价键的分类(3)表示方法①电子式、结构式15171921222325②用电子式表示共价化合物的形成过程H2O：27HF：28(4)键参数——键能、键长、键角①概念②键参数对分子性质的影响a分子越稳定。
b.二、化学键与物质类别的关系1．化学键与物质类别的关系2．化学键对物质性质的影响(1)对物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的01共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。
NaCl(2)对化学性质的影响N2N2很稳定，H2S、HI等分请指出下列各说法的错因(1)共价键都具有方向性和饱和性。
错因：共价键不一定都具有方向性和饱和性。
如s－s__σ键不具有方向性。
(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。
错因：Al与Cl之间形成共价键。
(3)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键。
错因：H原子最外层只有1个电子，其与卤素形成的HX中含共价键。
周公度第三版结构化学第五章 多原子分子的结构和性质
R/a0
图5.2 碳原子的 sp3 杂化轨道等值线图
•杂化轨道最大值之间的夹角θ
根据杂化轨道的正交、归一条件
★两个等性杂化轨道的最大值之间的夹角θ满足：
cos 3 cos2 1 5 cos3 3 cos 0
例:VP( SO 24)=12 (6+4×0+2)=4
(2) 确定电子对的空间构型：
VP=2 直线形
:A:
:
: :: :
VP=3 VP=4 VP=5 VP=6
平面三:
:A :
:: :A:
::
(3) 确定中心原子的孤电子对数，推断分子的 空间构型：
① LP=0：分子的空间构型=电子对的空间构型
D∞h D3h Td
D4h D3h C4v Oh
CO2 , N3BF3 , SO3
CH4
Ni(CN)42PF5 IF5 SF6
• 杂化轨道满足正交性、归一性
例： i ais bi p
由归一性可得： i * id 1
ai2 bi2 1
由正交性可得： i * jd 0
i j
★根据这一基本性质，考虑杂化轨道的空间分布及 杂化前原子轨道的取向，就能写出杂化轨道中原子轨道的 组合系数。
b 0.55px 0.70py 0.45s
若不需区分 px 和 py ,只需了解杂化轨道中 s成分和 p 成分，
可按
cos 计算夹角。
对于 H2O 中的 O 原子只有 s 轨道和 p 轨道参加杂化。 设 s 成分为 α， p 成分β=1- α
则：
1cos 0
1cos104.5o 0
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(整理)多原子分子的结构和性质第五章多原子分子的结构和性质§5.1 价电子对互斥理论(VSEPR)价电子对: 成键电子对(bp)和孤电子对(lp)认为:由于斥力作用,键长一定时,价电子对之间距离越远越稳定.价电子对斥力: (1)电子对之间的静电排斥作用;(2)Pauli斥力,即价电子对之间自旋相同的电子互相回避的效应判断分子构型需要考虑:(1)bp集中在两个原子的键轴区域(2)多重键按一个键考虑(3)孤电子对比较肥大(4)电负性据此提出判断几何构型的规则:1. 使价电子对斥力小价电子对等距排布在同一球面上,形成规则多面体m + n个顶点的对应的构型这里m为配体数,n孤电子对数2. 键型的作用3.中心原子A与配体无论形成单键还是双键三键,按一个键区计算原子间的互斥作用.这样双键区有4个电子,三键区有6个电子。
C=O双键对C-Cl单键的斥力大于C-Cl单键之间的斥力,导致键角的不同. 4．孤电子对占据较大的位置§5.2 杂化轨道理论5.2.1.实验基础CH4正四面体键角109.28°中心C原子：111122222222zyxpppsps5.2.2.杂化轨道理论1. 定义： 所谓“杂化”即单中心原子轨道的线性组合。
2.基本假定：在形成分子的过程中，原子中能级相近的几个原子轨道可以相互混合，从而产生新的原子轨道，称这种新的原子轨道为杂化轨道，这个过程为“杂化”。
3.数学表述：iki ni k c φφ∑==1 ⎩⎨⎧==n k n i ......2,1......2,1 形成杂化轨道过程和AO 组合成MO 一样，也符合轨道数目守恒。
4. 成键能力：经计算表明，原子轨道经杂化以后增加了成键能力，使体系更加稳定。
5.2.3.杂化轨道的三条基本原则1． 杂化轨道的归一性1=⎰τφφd k k k φ为实函数，得出，∑==+++n iki knk k c c c c 1...222221例如： 3sp 杂化轨道：pzk py k px k s k k c c c c 2423221φφφφφ+++= （k=1……4）124232221=+++k k k k c c c c 2． 单位轨道贡献每个参加杂化的原子轨道，在所有新的n 个杂化轨道中该轨道成分之和必为一个单位。
即∑==+++nkki niiic c c c 1 (2)22221例如： 3sp 杂化轨道：124232221=+++i i i i c c c c 若杂化中n c c c ni i i 1 (2)2221====, 为等性杂化；若n c ki 12≠为不等性杂化。
3．杂化轨道的正交性(轨道间得夹角)1=⎰τφφd l k 1≠kl k φφ、为两个不同杂化轨道，对nsp 杂化，设其形式为pl l s l pkk s k φλφφφλφφ+=+=λ为p 和s 轨道组合系数之比，可推得：n =2λ，代入正交式得出：1=+=⎰⎰τφφλλτφφd d pl pk l k l k0cos 1=+=kl l k θλλ式中kl θ为两个杂化轨道l k φφ、间的夹角。
对等性n sp 杂化 λλλ==l k ，则0cos 12=+kl θλ 又 n =2λ 0ncosθ1k l =+如sp 杂化 12=λ 0cos 1=+kl θ ο180=kl θ 直线型2sp 杂化22=λ0cos 21=+kl θ ο120=kl θ 平面三角型 3sp 杂化32=λ0cos 31=+kl θ'28109ο=kl θ 正四面体5.2.4.杂化轨道理论的应用1．s-p 型等性杂化利用杂化轨道三原则构造sp 、2sp 、3sp 型杂化轨道：以2sp 为例，步骤如下：（1） 求夹角 ο120=kl θ（2） 对平面型分子 通常选定 x 、y 平面为分子平面，设参加杂化的轨道是yx p p s ,,，形成的杂化轨道是321,,φφφ，取1φ最大方向在x 方向， 图示（3） 对等性杂化，在三个杂化轨道s 成分为1/3，单位轨道贡献：31312111===c c c（4） 1φ中只有s 和p x 成分，p y 对1φ无贡献 031=c利用归一化条件：1213212211=++c c c 得3212=c 得到1φ（5） 32,φφ与x 轴夹角相同，对称则3222c c =（x p 对32,φφ的贡献相同，且为负）3323c c -=（y p对32,φφ的贡献符号相反）再利用p x 的单位轨道贡献1322323222=++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛C C 得613222-==c c 同理得213323=-=c c（6） 得到三个杂化轨道的具体形式是：py px s φφφφ⋅++=032311py px s φφφφ2161312+-=py px s φφφφ2161313--=（7） 同理得到sp 杂化：pz s φφφ21211+=pz s φφφ21212-=（对线性分子选z 轴为键轴）sp 3杂化：()()()()pz py px s pz py px s pz py px s pz py px s φφφφφφφφφφφφφφφφφφφφ-+-=--+=+--=+++=212121214321sp 3示意图2．s-p- d 等性杂化对过渡元素，(n-1)d 轨道和ns,np 能级相近，可形成d-s-p 杂化轨道；如d 2sp 3杂化，配位数为6的某些分子或络离子，中心原子或离子采取d 2sp 3杂化,例[Co(NH 3)6]3+; dsp 2杂化，配位数为4的络离子如[Ni(CN)4]2+，中心Ni 2+采取dsp 2杂化，平面正方形构型，参加杂化的基函是：dx 2-y 2,s,p x ,p y对p 区元素，其ns,np,nd 能级相近，可形成s-p-d 杂化轨道；sp 3d 2杂化如SF 6分子，为正八面体分子，参加杂化的基函为： dx 2-y 2,dz 2,s,p x ,p y ,p z 3．s-p 不等性杂化NH 4+、CH 4均为正四面体结构，N 和C 采用等性sp 3杂化，而在H 2O 、NH 3中，键角的实验值为οο107,5.104,它们与NH 4+、CH 4等电子分子，所以推断H 2O 、NH 3采取不等性sp 3杂化.§5.3 离域分子轨道理论和休克尔分子轨道法HMO 5.3.1.问题的提出1．丁二烯分子中的键长平均化和1，4加成反应2．苯分子中6个C 一C 键等同，分不出单、双键，构型为正六边形，取代反应比加成反应更容易。
共轭分子的这些性质，说明分子中存在离域大π键（每个C 原子采取sp 2 杂化，剩余一个p 轨道互相平行，重叠在一起形成一个整体，p 电子在多个原子间运动产生离域大π键）。
1931年，休克尔（Huckel ）应用了LCAO 一MO 方法，并采用简化处理，解释了大量有机共轭分子，形成了休克尔分子轨道理论（简称HMO ）。
5.3.2.HMO 理论的基本要点和休克尔行列式 1．σ-π分离近似和π电子近似有机共轭分子均为平面构型，如丁二烯，该平面为分子平面，所有C 的AO 和MO 分成两类；①σ轨道及其基函（sp 2）在分子平面的反映下是对称的；②π轨道及其基函（C2 pz ）在分子平面的反映下，是反对称的，分子平面为节面，由对称性相一致的原则，σ轨道和π轨道不互相组合。
在讨论共轭分子的结构时，把σ电子和π电子分开处理，在分子中把原子核、内层电子、非键电子连同σ电子一起冻结为“分子实”，构成了由σ键相连的分子骨架，π电子在分子骨架的势场中运动。
由于π电子在化学反应中比σ电子易受到扰动，在共轭分子的量子化学处理中，只讨论π电子，即π电子近似.2．单电子近似：i i i ΨE πΨH =ˆ分子中每个π电子的运动状态均可用一个单电子波函数i ψ来描述，i ψ即π分子轨道，πHˆ为单个π电子的哈密顿算符。
3.LCAO —MO 近似：∑==n1i ii φC Ψ每个离域π轨道是由相同对称性的各个C 原子的2pz 轨道进行线性组合，n 为共轭的C 原子的个数，每个C 原子提供一个2pz 轨道φi,组合系数由变分法确定。
将∑==n1i ii φC Ψ代入变分积分公式⎰∑⎰∑∑⎰⎰==dτ)φC ()dτφC π(H )φC (ΨdτΨπΨdτH ΨE 2i i i i i i **ˆˆ展开，并引入积分H ii , H ij , S ij ，进一步利用变分处理0C E C E C E n21=∂∂=∂∂=∂∂ΛΛ，得久期方程。
方程有非零解的条件是系数行列式（即久期行列式）为零，见教材（2—5.3）式，因式中涉及的许多积分的确切值难以计算，休克尔对上述几个积分H ii , H ij , S ij 进一步引入近似。
11 (2)211.......................................................11.........2222212111.........12121111=---------nES n H Sn Hn Sn Hn nES n H ES H ES H n ES n H ES H ES H4．休克尔近似 （1）库仑积分α⎰α=τπφφ=d H ˆH ji iiα近似为第i 个C 原子2pz 电子的平均能量，不考虑C 原子位置的差别,一律视为固定参数α，是由实验推测的参数。
（2）交换积分β⎰⎩⎨⎧β=τπφφ=键连非键连0d H ˆH j i ijβ决定了相邻的π键的性质，称为成键参量，β为负值，为实验推测的参数。
（3）重叠积分ijS⎰⎩⎨⎧≠==τφφ=)j i (0)j i (1d S j i ij 归一化得到即略去所有原子间pz 的重叠在休克尔近似的基础上，对链式共轭烯烃，久期行列式化为教材（2一5.4）式，00000 0.....00 00 (00)=----EEE E αββαββαββα应用β-α=Ex ，得休克尔行列式，相应的久期方程也得到简化：0x10001x 10001x 10001x )x (D n ==ΛM ΛM M M M ΛΛΛ简化方程：0...... 000143232121=+=++=++=+-x C C C x C C C x C C C x C n n休克尔行列式构成法：①行数和列数等于C 原子个数；②写出分子中C 原子标号,列于行列式顶和侧；③有C 原子的地方为x ，有π键的为1，其它为0 写出休克尔行列式，解出x i (i=1，2……n)，求出对应的i i x E β-α=；再将x i 代回简化的久期方程，利用归一化条件确定系数，即得到π轨道。
（详见下面）5.3.3.丁二烯的HMO 处理1．解休克尔行列式确定轨道及能量 1 2 3 4 H 2C=CH –CH=CH 2x1001x1001x1001x=简化程：00004343232121=+=++=++=+x C C C x C C C x C C C x C展开行列式：x 4-3x 2+1=0,令y=x 2解出y 得：x=±0.618, ±1.618βαβαx E Ex -=-=, 得四个轨道能量:βαβαβαβα618.1,618.1618.0,618.0618.0,618.0618.1,618.122112211+==-==+=-=+=-=E x E x E x E xβ为负值，E l <E 2<E 3<E 4。