高中化学分子的结构与性质
人教版高中化学选修3《物质结构与性质》教案:2.3 分子的性质
第二章分子结构与性质第三节分子的性质第一课时教学目标1、了解极性共价键和非极性共价键;2、结合常见物质分子立体结构,判断极性分子和非极性分子;3、培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。
重点、难点多原子分子中,极性分子和非极性分子的判断。
教学过程创设问题情境:(1)如何理解共价键、极性键和非极性键的概念;(2)如何理解电负性概念;、Cl2、N2、HCl、CO2、H2O的电子式.(3)写出H2提出问题:由相同或不同原子形成的共价键、共用电子对在两原子出现的机会是否相同?讨论与归纳:通过学生的观察、思考、讨论.一般说来,同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移,是非极性键.而由不同原子形成的共价键,电子对会发生偏移,是极性键。
提出问题:(1)共价键有极性和非极性;分子是否也有极性和非极性?(2)由非极性键形成的分子中,正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布?是否重合?(3)由极性键形成的分子中,怎样找正电荷的中心和负电荷的中心?讨论交流:利用教科书提供的例子,以小组合作学习的形式借助图示以及数学或物理中学习过的向量合成方法,讨论、研究判断分子极性的方法。
总结归纳:(1)由极性键形成的双原子、多原子分子,其正电中心和负电中心重合,所以都是非极性分子。
如:H2、N2、C60、P4。
(2)含极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。
当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子。
如:CO2、BF3、CCl4.当分子中各个键的极性向量和不等于零时,是极性分子。
如:HCl、NH3、H2O.(3)引导学生完成下列表格一般规律:a.以极性键结合成的双原子分子是极性分子。
如:HCl、HF、HBr b.以非极性键结合成的双原子分子或多原子分子是非极性分子。
如:O2、H2、P4、C60.c.以极性键结合的多原子分子,有的是极性分子也有的是非极性分子.d.在多原子分子中,中心原子上价电子都用于形成共价键,而周围的原子是相同的原子,一般是非极性分子。
人教版高中化学选修三 第二章 分子结构与性质2.1 共价键
1s 2s 2p
N ↑↓ ↑↓↑↓↑↓↑↓
1s 2s 2p
1.共价键的形成和分类 ——( π 键)
π键特点:两个原子轨道以 “肩并肩” 方式重 叠;原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两 侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们 互为镜像,称为镜面对称
1.共价键的形成和分类 ——( π 键)
课堂练习
1.σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-px,
(3)px-px,请指出下列分子σ键所属类
型:
A. HF
s-px
B. NH3 C. F2
s-px px-px
D. H2
s-s
课堂练习
2. 下列关于共价键的说法不正确的是( D )
A.H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共 价键有方向性
3.π键:肩并肩、镜像对称、容易断裂。 4. 共价键类型规律:
单键:σ键; 双键:1个σ键 1个π键 三键:1个σ键 2个π键
作业布置
1、预习键参数、等电子原理 2、作业:学案:课堂练习、课后作业
达标检测
• 分析下列化学式中划有横线的元素,选出符合要求的物质。
• A.NH3 B.H2O
C.HCl
第二章 分子结构与性质
共价键
学习目标
1、理解共价键的特征 2.知道共价键的类型( σ键、 π键); 3.掌握共价键的成键类型。
问题展示
1.什么化学键?化学键的分类?
化学键:相邻原子之间强烈的相互作用
化学键
离子键 共价键 金属键
极性共价键 非极性共价键
化合物
离子化合物 共价化合物
一、共价键 1、概念:
共价键的形成和分类 ——( p-p σ 键)
高中化学第二章《分子结构与性质》知识点总结新人教版选修3
化学选修3《第二章分子结构与性质》知识点总结一.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1 mol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。
如CO和N2、CO2和N2O。
二.分子的立体构型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。
2.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。
3.配位化合物(1)配位键与极性键、非极性键的比较(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。
高中化学分子结构与性质教案
第二讲分子结构与性质[20xx备考·最新考纲]1.了解共价键的形成、极性、主要类型(σ键和π键),了解配位键的含义。
能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。
2.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
3.了解化学键和分子间作用力的区别。
4.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含氢键的物质。
[回归教材、落实根底]共价键(1)本质在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
(2)特征具有饱和性和方向性。
(3)分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键电子云“头碰头〞重叠π键电子云“肩并肩〞重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对[特别提醒](1)只有两原子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键,当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时,不会形成共用电子对,而形成离子键。
(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键,不同种元素原子间形成的共价键为极性键。
键参数(1)概念(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。
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结构,它们的许多性质相似,如CO和N2。
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)价层电子对互斥理论与分子立体构型价层电子对数成键数孤电子对数价层电子对立体构型分子立体构型实例2 2 0 直线形直线形CO23 3 0三角形平面三角形BF3 2 1 V形SO24 4 0四面体形正四面体形CH4 3 1 三角锥形NH3 2 2 V形H2O[说明]的立体构型,不包括孤电子对。
高中化学_分子的结构与性质
分子的结构与性质【知识动脉】知识框架厂产生原因:共价键的方向性r sp3决定因素:杂化轨道方式[sp2分子的空间构型sp空间构型的判断:VSEPF理论空间构型决定性质[等电子原理Q Y手性分子'配合物一、杂化轨道理论1. 杂化的概念:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。
思考:甲烷分子的轨道是如何形成的呢?形成甲烷分子时,中心原子的2s和2p x, 2p y,2p z等四条原子轨道发生杂化,形成一组新的轨道,即四条sp3杂化轨道,这些sp3杂化轨道不同于S轨道,也不同于p轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目,除了有sp3杂化外,还有sp2杂化和sp杂化,sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的,sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
思考:思考:怎样判断有几个轨道参与了杂化?[讨论总结]:三种杂化轨道的轨道形状,SP杂化夹角为______ 。
的直线型杂化轨道,SF2杂化轨道为___________ °的平面三角形,SF3杂化轨道为__________ ° _____ '的正四面体构型。
小结:HCN中C原子以sp杂化,CHO中C原子以sp杂化;HCN中含有2个(T键和2n键;CHO中含有3^ 键和1个n 键【例1】(09江苏卷21 A部分)(12分)生物质能是一种洁净、可再生的能源。
生物质气(主要成分为CO CO、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为____ 。
甲醛分子的空间构型是 _______ ; 1mol甲醛分子中(T键的数目为_______ 。
2解析与评价:甲醛分子中含有碳氧双键,故碳原子轨道的杂化类型为sp杂化;分子的空间构型为平面型;1mol甲醛分子中含有2mol碳氢S键,1mol碳氧S键,故含有S键的数目为3N A答案:sp2平面型3N A【变式训练1】(09宁夏卷38)[化学一选修物质结构与性质](15分)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。
高中化学知识点:分子结构与性质
高中化学知识点:分子结构与性质高中化学知识点:分子结构与性质共价键和配位键共价键是指原子之间形成共用电子对的化学键。
其本质特征是共用电子对,具有方向性和饱和性。
根据原子轨道重叠方式,共价键可分为σ键和π键,其中σ键强度比π键强度大。
键参数对分子性质有影响,同时键能越大,键长越短,分子越稳定。
配位键是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。
表示方法为A→B,其中A表示提供孤电子对的原子,B表示接受共用电子对的原子。
配位化合物由中性分子和离子组成,其中中性分子如H2O、NH3和CO等,配位体有孤电子对,中心原子有空轨道,离子如F、Cl、CN等。
分子的立体结构用价层电子对互斥理论可推测分子的立体构型,关键是判断中心原子上的价层电子对数。
用杂化轨道理论也可推测分子的立体构型,其中sp、sp2和sp3为常见的杂化类型。
等电子原理指原子总数相同,价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构,如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH4+等。
分子的性质分子的极性分为极性分子和非极性分子。
极性分子的正负电荷中心不重合,如NH3、H2O;非极性分子的正负电荷中心重合,如CH4、CO2.分子间作用力包括范德华力、氢键和离子-离子相互作用等。
的结构为正四面体形,而在硅烷中,Si的杂化类型为sp3,分子的立体构型为三角锥形。
VSEPR模型和杂化理论都能够解释分子的立体构型,但需要注意孤电子对的影响。
杂化轨道只用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对,未参加杂化的p轨道形成π键。
利用键能计算ΔH,ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。
在硅烷中,SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,这是因为硅与碳同族,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。
3.分子极性与溶解性的关系根据“相似相溶”的规律,非极性溶质通常可以溶于非极性溶剂,而极性溶质通常可以溶于极性溶剂。
如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越强,溶解性越好。
高中化学的分子结构与性质测试题
高中化学的分子结构与性质测试题高中化学中,分子结构与性质是一个重要的知识板块。
为了帮助同学们更好地掌握这部分内容,以下是一套精心设计的测试题。
一、选择题(每题 5 分,共 40 分)1、下列分子中,所有原子不可能共处在同一平面上的是()A C₂H₂B CS₂C NH₃D C₆H₆2、能说明 BF₃分子的 4 个原子在同一平面的理由是()A 两个键之间夹角为 120°B B—F 键为极性共价键C 3 个 B—F 键的键能相同D 3 个 B—F 键的键长相等3、下列分子中,既含有σ 键又含有π 键的是()A CH₄B HClC C₂H₄D F₂4、下列物质的分子中,键角最小的是()A H₂OB BF₃C NH₃D CH₄5、下列分子中,属于极性分子的是()A CO₂B BeCl₂C BCl₃D H₂O6、用价层电子对互斥理论预测 H₂S 和 BF₃的立体结构,两个结论都正确的是()A 直线形;三角锥形B V 形;三角锥形C 直线形;平面三角形D V 形;平面三角形7、下列分子中,中心原子为 sp³杂化的是()A BeCl₂B BF₃C CH₄D C₂H₂8、下列关于氢键的说法中,正确的是()A 氢键比分子间作用力强,所以它属于化学键B 分子内形成的氢键使物质的熔点和沸点升高C 氨水中存在分子间氢键D H₂O 是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致二、填空题(每题 6 分,共 30 分)1、写出下列分子的电子式:(1)H₂O:________________(2)CO₂:________________2、写出下列分子的结构式:(1)NH₃:________________(2)C₂H₂:________________3、用杂化轨道理论解释甲烷分子的空间构型为正四面体:________________4、比较下列物质的熔沸点高低(填“>”“<”或“=”):(1)H₂O____H₂S(2)CH₄____CCl₄5、已知氯化铝的熔点为 190℃(202×10⁵Pa),但在 180℃就开始升华。
高中化学选修三——分子结构与性质
一、共价键1 .本质:原子间形成共用电子对八上伊极性共世建二两金相国的非金国元素的星壬同型成的共价健分类[低性共价t由两个不相同的非金曷元素的原子时先成的:共价植思考:用电子式表小H2、HCl的形成共价键特征:①饱和性:每个原子形成共价键的数目是确定的②方向性:原子轨道沿一定方向重叠使成键的原子轨道最大程度地重叠2 . (T键和冗键①①键--原子轨道沿着连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键特点:以形成化学键的两个原子核的连线为轴旋转,b键电子云的图形不变电子云描述氢原子形成氢分子的过程(s-s6键)②冗键--原子轨道沿着连线方向以“肩并肩”方式重叠形成的共价键特点:(1)电子云为镜像,即是每个冗键的电子云由两块组成,分别位于由两个原子核构成的平面的两侧(2)不稳定,容易断裂此分子中的N三N思考:分析CHCH、CH=CH、CH^ CH CO分子中键的类别和个数3 .键参数-键能、键长与键角①键能:气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大,即形成化学键时放出的能量越多,化学键越稳定应用--计算化学反应的反应热 A H或应物键能总和-生成物键能总和②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距键长是衡量共价稳定性的另一个参数规律:键长越短,一般键能越大,共价键越稳定一般地,形成的共价键的键能越大,键长越短,共价键越稳定,含有该键的分子越稳定,化学性质越稳定③键角:两个共价键之间的夹角键角是描述分子立体结构的重要参数,分子的许多性质与键角有关思考:N、、Q、F2跟H的反应能力依次增强,从键能的角度如何理解4 .等电子原理等电子体:原子总数相同、价电子(最外层电子)总数相同的分子如此和CO 是等电子体,但N和C2H4不是等电子体等电子体原理:原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的物理性质是相近的。
例如此和CO的熔沸点、溶解性、分子解离能等都非常接近5 .用质谱测定分子的结构原理:不同质核比的粒子在磁场中运动轨迹不同eg: 1.下列物质中能证明某化合物中一定有离子键的是()A.可溶于水B. 熔点较高C.水溶液能导电D. 熔融状态能导电2 .下列关于化学键的叙述中,正确的是()A.离子化合物可以含共价键B.共价化合物可能含离子键C.离子化合物中只含离子键D.只有活泼金属与活泼非金属间才能形成离子键3 .能够用键能解释的是()A.氮气的化学性质比氧气稳定8 .常温常压下,澳呈液体,碘为固体C.稀有气体一般很难发生化学反应D.硝酸易挥发,硫酸难挥发二、分子的立体结构1.价层电子对互斥理论对于AB型分子,价电子对数=o•键电子对数十中心原子的孤电子对数o•键电子对数=n,孤电子对数=o(a-nb)a:中心原子价的价电子数n:与中心原子结合的原子数b:与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1,其他原子等于“ 8-该原子的价电子数”)注意:①对于复杂离子,在计算价层电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数②双键、叁键等多重键作为1对电子看待思考:分析CC14、P O-、N H、SO、SO-、NO、HC+的立体构型2.杂化轨道理论①CH的正四面体构型sp3杂化:碳原子的2s轨道和3个2P轨道进行杂化,得到4个相同的sp3杂化轨道,夹角109° 28',分子的几何构型为正四面体思考:CC14的杂化类型和结构②BF3的平面正三角形sp2杂化:硼原子的2s轨道与2个2P轨道进行杂化,得到3个相同的sp2杂化轨道,夹角是120°,分子的几何构型为平面正三角形思考CH=CH的杂化类型和结构③BeCl2的直线型sp杂化:镀原子的2s轨道与1个2P轨道进行杂化,得到2个相同的sp杂化轨道,夹角是180°,分子的几何构型为直线型思考C4 CH的杂化类型和结构解题技巧①看中心原子有没有形成双键或三键,如果有1个三键,则其中有2个冗键,用去了2个p轨道,形成的是sp杂化;如果有1个双键则其中有1个冗键,形成的是sp2杂化;如果全部是单键,则形成的是sp3杂化②杂化轨道数=中心原子孤对电子对数十中心原子结合的原子数注意:杂化轨道只用于形成b键或容纳未参与成键的孤电子对,而冗键都是由未杂化的轨道形成的3.配合物理论①配位键--共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键形成条件:一个原子必须有孤对电子,另一原子必须有接受孤对电子的空轨道表示方法A ---------------B -------- >电子对给予体电子对接受体含有配位键的离子或分子:HO+、NH②配位化合物--由金属离子(或原子)与分子或离子以配位键结合形成的复杂化合物中心原子:具有接受孤对电子的离子或原子配体:提供孤对电子的中性分子或者离子(如H2O NH、Cl-)配位原子:配体中直接与中心原子键合的原子③性质与应用a.配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子,而内界离子较稳定,不能电离[Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH 3) 4]2+ + SO4-b.配合物的形成会对离子的溶解度产生的影响银氨溶液的配制:AgNO+ NH3 • HO = AgOHj + NHNOAgOH + 2NH・ HO = Ag(NH) 20H + 2HOc.配合物的形成引起离子颜色的改变Fe3+ + SCN- = [Fe(SCN)] 2+eg: 1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )与SO 与NH与BE mCHf CH=CH、CH、NH中心原子均为sp3杂化,为什么水的键角为105°,氨气的为107° ?3 .写出下列分子的路易斯结构式并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型,并预测分子的几何构型① PCl3 ② AlCl3 ③ CS ④ C12O4 .对于HCN^子和HCH分子①写出路易斯结构式②用VSEPR1型分析其立体结构③分析中心原子的杂化类型④分析分子中的冗键5 .下列分子或离子中都存在着配位键的是()、HO ;、HC+、HClO D.[Cu(NH 3)4]2+、PC136 .下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是(①H2O ②NH ③F- ④CN ⑤COA.①②B. ①②③C. ①②④D. ①②③④⑤三、分子的性质1 .键的极性和分子的极性共价键;分子[机性分子:正电中心和负电中心不串言键的极性和分子的空间构型共同决定分子的极性极性分子的判断:①经验规律:对于AB型分子,若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数(价电子数),则为非极性分子,否则为极性分子②分子结构呈几何空间对称,则为非极性分子思考:HQ是否为极性分子?2 .范德华力--分子间作用力特点:①范德华力很弱,不属于化学键,比化学键小的多(约1- 2个数量级)②结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大③范德华力主要影响物理性质(熔、沸点,溶解性等);化学键主要影响物质的化学性质如气体降温、加压会液化,壁虎在天花板爬行自如3 .氢键--除范德华力外的另一种分子间作用力NH3、HQ HF (最强)氢键的表小A —H-B①氢键的影响--熔、沸点、密度、溶解性、HQ HF的熔、沸点反常,比VA VIA、VIIA族其他元素的氢化物的熔、沸点高出许多b.水凝固时体积膨胀,密度减小c.相对分子质量相近的醇、竣酸的沸点远高于烷姓d.接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式HO计算的值大②氢键的类型4 .溶解性相似相溶: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①如果存在氢键,溶解性更好如NH在HO中溶解度很大②分子结构相似的溶解性更好如CHCH0H与HO混溶③溶质与溶剂发生反应的溶解性更好如SO能与代。
高考化学: 分子结构和性质解析
【大题逐点过】2022年高考化学二轮复习专项练习(全国通用)专练18 分子结构和性质一、微粒的空间构型和杂化1.(2021·天津河西区一模)NH 3分子的VSEPR 模型名称为______________【解析】NH 3分子中,N 23×15-=1,成键电子对数为3,价层电子对为n =1+3=4,则氮原子的轨道杂化类型为3分子的VSEPR 模型名称为正四面体形,分子的实际构型为三角锥形。
【答案】正四面体形2.(2021·哈尔滨第一次调研)Ti (BH 4)2是一种储氢材料。
BH 4-的空间构型是_____________,B 原子的杂化方式_____。
【解析】BH 4-中B 原子的孤电子对数=21413⨯+-=0,价层电子对数=0+4=4,BH 4-的空间构型与VSEPR 模型相同,即为正四面体,杂化轨道数目为4,B 原子采取sp 3杂化;【答案】正四面体;sp 33.(2021·石嘴山一模)Na 3[Co (NO 2)6]常用作检验K +的试剂,配位体NO 2-的中心原子的杂化形式为______,空间构型为__________。
【解析】配位体NO 2-的中心原子N 原子价层电子对个数n =2+22×215-+=3,且含有1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断N sp 2、V 形。
【答案】sp 2;V 形4.(2019·全国卷Ⅲ)NH 4H 2PO 4中,P 的____杂化轨道与O 的2p 轨道形成_______键。
【解析】P 的杂化轨道计算公式为4+21(5+3-8)=4,所以P 的sp 3杂化轨道与O 的2p 轨道形成σ键。
【答案】sp 3;σ5.(2021·湖北省示范高中联考)H 3BO 3为一元酸,与足量NaOH 溶液反应得到[B (OH )4]-,H 3BO 3和[B (OH )4]-中B 的杂化轨道类型分别为为____________、____________。
高中化学 第二章 分子结构与性质 2.2 分子的立体构型(
促敦市安顿阳光实验学校第二章分子结构与性质第二节分子的立体构型第1课时分子的立体构型(1)知识归纳一、形形色色的分子单原子分子(稀有气体)、双原子分子不存在立体构型,多原子分子中,由于空间的位置关系,会有不同类型的立体异构。
1.子分子——直线形和V形化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CO2直线形______H 2O V形105°2.四原子分子——平面三角形和三角锥形化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CH2O 平面三角形120°NH3三角锥形107°3.子分子化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CH4________ 109°28'4.其他多原子分子的立体构型多原子分子的立体构型形形色色,异彩纷呈。
如白磷(P4,正四面体)、PCl5(三角双锥)、SF6(正八面体)、P4O6、P4O10、C60(“足球”状分子,由平面正五边形和正六边形组成)、C6H12(环己烷)、C10H16(烷)、S8、B12(硼单质)的立体构型如图所示。
P4(正四面体) PCl5(三角双锥)SF6(正八面体)P4O6P4O10 C60椅式C6H12船式C6H12C10H16S8B12二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论的含义价层电子对互斥理论认为,分子的立体构型是价层电子对_____________的结果,价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对,包括______________和中心原子上的_____________(未形成共价键的电子对)。
分子中的价层电子对由于_________作用而趋向于尽可能远离以减小排斥力,分子尽可能采取对称的立体构型。
电子对之间的夹角越大,排斥力_______。
2.价层电子对互斥模型电子对数成键电子对数孤电子对数价层电子对立体构型分子的立体构型典例2 2 0 直线形直线形BeCl23 3 0三角形三角形BF3 2 1 V形SnBr24 4 0四面体___________ CH4 3 1 三角锥形NH3 2 2 V形H2O3.价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。
人教版高中化学选修3_《物质结构与性质》第二章教学案
人教版高中化学选修3_《物质结构与性质》第二章教学案第二章分子结构与性质教材分析本章比较系统的介绍了分子的结构和性质,内容比较丰富。
首先,在第一章有关电子云和原子轨道的基础上,介绍了共价键的主要类型σ键和π键,以及键参数——键能、键长、键角;接着,在共价键概念的基础上,介绍了分子的立体结构,并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。
最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念,以及它们对物质性质的影响,并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。
化学2已介绍了共价键的概念,并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。
本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上,运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键,通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键,以及它们的差别,并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。
在第二节“分子的立体结构”中,首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构,并配有立体结构模型图。
为什么这些分子具有如此的立体结构呢?教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。
在介绍这两个理论时要求比较低,文字叙述比较简洁并配有图示。
还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。
在第三节分子的性质中,介绍了六个问题,即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。
除分子的手性外,对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识,如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性;根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响;根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响;根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则;根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等;对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用第二章分子结构与性质第一节共价键第一课时教学目标:1.复习化学键的概念,能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。
高中化学知识点复习-化学键、分子结构与性质
化学键 分子结构与性质1.共价键的键参数及类型共价键⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧特征:方向性和饱和性键参数⎩⎪⎨⎪⎧ 键长越长,键能越小,键越不稳定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:A—B非极性键:A—A 配位键:一方提供孤电子对,另一方提供 空轨道说明:σ键和π键的数目⎩⎪⎨⎪⎧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2.与分子结构有关的三种理论 (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构型的关系。
(2)价层电子对互斥理论①基本观点:分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用,尽可能趋向彼此远离。
②价电子对数的计算价电子对数=成键电子对+中心原子的孤电子对数=中心原子的价电子数+每个配位原子提供的电子数×m ±电荷数2③价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用。
(3)等电子原理①基本观点: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,具有许多相近的性质。
②实例:SO 2-4、PO 3-4为等电子体,其中心原子均采用sp 3杂化,离子构型均为正四面体形。
3.化学键的极性与分子极性的关系4.三种作用力及对物质性质的影响(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为________,其中氧原子的杂化方式为________。
(2)CS2分子中,共价键的类型有____________,C原子的杂化轨道类型是________,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子____________。
(3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物,该化合物的立体构型为________________,中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)[2015·全国卷Ⅱ,37(4)]化合物D2A(Cl2O)的立体构型为________,中心原子的价层电子对数为________。
高中化学第二章分子结构与性质2.3分子的性质(第1课时)分子的性质(1)新人教版选修3
第二章分子结构与性质第三节分子的性质第1课时分子的性质(1)知识归纳一、键的极性和分子的极性1.键的极性共价键分类极性共价键非极性共价键成键原子不同种元素的原子同种元素的原子电子对发生偏移_________________成键原子的电性一个原子呈正电性(δ+),一个原子呈负电性(δ—)电中性示例-、H2、O2、Cl22.分子的极性分子有极性分子和非极性分子之分。
分子产生极性是由于分子中的原子对共用电子对的吸引能力不同导致的。
(1)极性分子:分子中的正电中心和负电中心_____________,使分子的某一部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ−),这样的分子是极性分子。
如H2O、CH3Cl分子等。
(2)非极性分子:分子中的正电中心和负电中心________,这样的分子是非极性分子。
如P4、CO2分子等.3.键的极性与分子的极性关系分子的极性是分子中化学键的极性的____________。
由非极性键形成的双原子或多原子分子,其正电中心和负电中心重合,所以都是非极性分子。
例如H2、N2、C60、P4等。
含极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定。
当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子,如CO2、BF3、CH4等;当分子中各个键的极性的向量和不等于零时,是极性分子,如HCl、H2O、H2O2、NH3等.可见,只含有非极性键的分子一定是非极性分子,含有极性键的分子不一定是极性分子。
在进行有关分子极性的判断时,一定要具体情况具体分析.4.分子极性的判断由于极性分子、非极性分子的概念比较抽象,下面介绍几种简单的判断分子极性的经验规则:(1)一般情况下,单质分子为非极性分子(但O3为极性分子),而AB型的分子均为极性分子。
(2)若分子结构呈几何空间对称,为正某某图形,则为非极性分子.二、范德华力及其对物质性质的影响1.范德华力对气体加压降温,可使其液化;对液体降温时,可使其凝固,这表明分子之间存在着相互作用力。
高一化学分子结构知识点
高一化学分子结构知识点化学是一门研究物质组成、性质和变化规律的科学。
在高中化学课程中,分子结构是一个非常重要的知识点。
分子结构的理解对于学生进一步深入理解物质性质和化学反应机制至关重要。
本文将从分子的组成、分子结构的类型以及分子结构与物质性质之间的关系等方面进行阐述。
一、分子的组成在化学中,分子是由两个或多个原子组成的。
原子是物质的基本单位,而分子则是物质的最小粒子。
分子可以是由相同的原子组成的,称为单质分子,如氧气(O2)、二氯化碳(CCl2)等;也可以是由不同元素的原子组成的,称为化合物分子,如水(H2O)、乙醇(C2H5OH)等。
分子中的原子通过化学键相互连接,常见的化学键有共价键、离子键和金属键等。
二、分子结构的类型分子结构的类型多种多样,常见的包括线性分子、非线性分子、极性分子和非极性分子等。
线性分子指的是分子中的原子排列成直链状。
例如一氧化碳(CO)的分子中,氧原子和碳原子通过共价键连接,形成了直线排列的结构。
非线性分子则指的是分子中的原子排列成非直线状。
例如二氧化碳(CO2)的分子中,两个氧原子分别与一个碳原子形成共价键,形成了三角形的结构。
极性分子是指分子中存在电荷分布不均的情况,拥有正电荷和负电荷的部分。
例如水(H2O)的分子中,氧原子比氢原子更强吸电子,因此在氧原子周围形成部分负电荷,而氢原子则形成部分正电荷,使得水分子呈现极性。
而非极性分子则指的是分子中电荷分布均匀,没有正负电荷的分布差异。
例如甲烷(CH4)的分子中,碳原子和四个氢原子形成共价键,使得整个分子呈现出电荷分布均匀,没有正负电荷区别的性质。
三、分子结构与物质性质的关系分子结构的不同对物质的性质具有重要影响。
其中,分子结构的稳定性、极性和立体构型是决定物质性质的重要因素。
首先,分子结构的稳定性与物质的化学反应活性密切相关。
分子结构越稳定,其化学反应活性越低。
例如石油中的碳氢化合物(如烷烃)由于其分子中的碳-碳和碳-氢键的强度较高,使得这类化合物相对稳定,不容易发生化学反应。
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分子的结构与性质【知识动脉】知识框架产生原因:共价键的方向性Sp3决定因素:杂化轨道方式sp2分子的空间构型sp空间构型的判断:VSEPR理论空间构型决定性质等电子原理手性分子配合物一、杂化轨道理论1. 杂化的概念:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。
思考:甲烷分子的轨道是如何形成的呢?形成甲烷分子时,中心原子的2s和2p x,2p y,2p z等四条原子轨道发生杂化,形成一组新的轨道,即四条sp3杂化轨道,这些sp3杂化轨道不同于s轨道,也不同于p轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目,除了有sp3杂化外,还有sp2杂化和sp杂化,sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的,sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
思考:应用轨道杂化理论,探究分子的立体结构。
C2H4BF3CH2OC2H2思考:怎样判断有几个轨道参与了杂化?[讨论总结]:三种杂化轨道的轨道形状,SP杂化夹角为°的直线型杂化轨道,SP2杂化轨道为°的平面三角形,SP3杂化轨道为°′的正四面体构型。
小结:HCN中C原子以sp杂化,CH2O中C原子以sp2杂化;HCN中含有2个σ键和2π键;CH2O中含有3σ键和1个π键【例1】(09江苏卷21 A部分)(12分)生物质能是一种洁净、可再生的能源。
生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为。
甲醛分子的空间构型是;1mol甲醛分子中σ键的数目为。
解析与评价:甲醛分子中含有碳氧双键,故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化;分子的空间构型为平面型;1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键,1mol碳氧δ键,故含有δ键的数目为3N A 答案:sp2平面型3N A【变式训练1】(09宁夏卷38)[化学—选修物质结构与性质](15分)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。
X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。
请回答下列问题:(1)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为____________;2、价层电子对互斥模型把分子分成两大类:一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。
如CO2、CH2O、CH4等分子中的C 原子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测,概括如下:ABn 立体结构范例n=2 直线型CO2n=3 平面三角形CH2On=4 正四面体型CH4另一类是中心原子上有孤对电子............)的分子。
如....(未用于形成共价键的电子对H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。
因而H2O分子呈V型,NH3分子呈三角锥型。
练习2、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。
进一步认识多原子分子的立体结构。
化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2SNH2-BF3CHCl3SiF43. 等电子原理等电子体:原子数相同,价电子数也相同的微粒,如:CO和N2,CH4和NH4+;等电子体具有相似的化学键特征,性质相似。
练习3、(09江苏卷21 A)(12分)生物质能是一种洁净、可再生的能源。
生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)根据等电子原理,写出CO分子结构式。
【例2】(09全国卷Ⅰ29部分)(15分)已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。
Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸,W的氯化物分子呈正四面体结构,W与Q形成高温陶瓷。
这5个元素的氢化物分子中,①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式),其原因是;电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是;解析与评价:本题可结合问题作答。
W的氯化物为正四体型,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。
显然x为P元素。
①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同,分子间作用力不同。
②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。
,结构分别为正四面体,三角锥和V形。
答案:①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体,三角锥和V形。
二、分子的极性一般说来,同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移,是。
而由不同原子形成的共价键,电子对会发生偏移,是。
提出问题:(1)共价键有极性和非极性;分子是否也有极性和非极性?(2)由非极性键形成的分子中,正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布?是否重合?(3)由极性键形成的分子中,怎样找正电荷的中心和负电荷的中心?讨论交流:利用教科书提供的例子,以小组合作学习的形式借助图示以及数学或物理中学习过的向量合成方法,讨论、研究判断分子极性的方法。
总结归纳:(1)由极性键形成的双原子、多原子分子,其正电中心和负电中心重合,所以都是非极性分子。
如:。
(2)含极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。
当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子。
如:。
当分子中各个键的极性向量和不等于零时,是极性分子。
如:。
一般规律:a.以极性键结合成的双原子分子是极性分子。
如:HCl、HF、HBrb.以非极性键结合成的双原子分子或多原子分子是非极性分子。
如:O2、H2、P4、C60。
c.以极性键结合的多原子分子,有的是极性分子也有的是非极性分子。
d.在多原子分子中,中心原子上价电子都用于形成共价键,而周围的原子是相同的原子,一般是非极性分子。
【例3】(08全国Ⅰ卷)下列叙述中正确的是()A.NH3、CO、CO2都是极性分子B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C.HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次增强D.CS2、H2O、C2H2都是直线型分子解析:分子的极性一般与物质的空间结构有关,空间结构对称,这属于非极性分子,反之属于极性分子,对于AB n分子,其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数,则属于非极性分子,反之属于极性分子。
当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。
键的极性只与是否属于同种非金属有关,而物质的稳定性当结构相似的条件下,与原子半径有关。
所以选项A中CO2属于非极性分子;选项C 中HF、HCl、HBr、HI的稳定性减弱;选项D中的H2O属于V型结构。
答案:B。
三、手性碳原子四、配位化合物1、配位键(1)概念(2)表示(3)条件:[提问]举出含有配位键的离子或分子举例:2. 配位化合物[讲解]金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为配合物。
【例4】(09福建卷30)[化学——物质结构与性质](13分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。
已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y原子价电子(外围电子)排布ms n mp n ③R原子核外L层电子数为奇数;④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:(1)Z2+ 的核外电子排布式是。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中,Z2+的空间轨道受NH3分子提供的形成配位键。
解析:本题考查物质结构与性质。
29号为Cu。
Y价电子:ms n mp n中n只能取2,又为短周期,则Y 可能为C或Si。
R的核外L层为数,则可能为Li、B、N或F。
Q、X的p轨道为2和4,则C(或Si)和O(或S)。
因为五种元素原子序数依次递增。
故可推出:Q为C,R为N,X为O,Y为Si。
(1)Cu的价电子排布为3d104s1,失去两个电子,则为3d9。
(2)Cu2+可以与NH3形成配合物,其中NH3中N提供孤对电子,Cu提供空轨道,而形成配位键。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(2)孤对电子(孤电子对)【变式训练4】(09广东化学27)(10分)铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O4)]SO4 ·H2O,其结构示意图如下:下列说法正确的是__________(填字母)。
A. 在上述结构示意图中,所有氧原子都采用sp3杂化B. 在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键C. 胆矾是分子晶体,分子间存在氢键D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去(2)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。
已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是_______________。
【高考真题】(08江苏卷)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。
其中A、B、C是同一周期的非金属元素。
化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。
AC2为非极性分子。
B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。
E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,三个氯离子位于外界。
请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为。
(2)B的氢化物的分子空间构型是。
其中心原子采取杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为。
(4)E的核外电子排布式是,ECl3形成的配合物的化学式为。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是。
感悟:分子结构与性质在选修部分出现,知识本身难度大,但考察难度较小,大约2-4分,只要熟记基础知识,容易拿到分。
【课后练习】一、选择题1.下列分子中,键的极性最强的是( ) A.PH3B.H2S C.HBr D.HCl2.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()A.两个碳原子采用sp杂化方式B.两个碳原子采用sp2杂化方式C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键D.两个碳原子形成两个π键3.下列物质中,难溶于CCl4的是()A.碘单质B.水C.苯D.甲烷4.下列分子或离子中,含有孤对电子的是( )A.H2O B.CH4C.SiH4D.NH4+5.既有离子键又有共价键和配位键的化合物是()A.NH4NO3B.NaOH C.H2SO4D.H2O6.下列粒子属等电子体的是()A.NO和O2 B.CH4和NH4+C.NH2—和H2O2D.HCl和H2O7.有关苯分子中的化学键描述正确的是( ) A.每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B.碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个π键C.每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键D.碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成σ键8.最近,中国科大的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面,在—268℃时冻结分子的热振荡,并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。