高考化学一轮总复习课件-分子结构与性质
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第十一章 《物质结构与性质》选修3
第32讲 分子结构与性质
1.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。 2.能用键 能、键长、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理论或者 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。
(2)通过物质的结构式，可以快速有效地判断 键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握： 共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π 键，三键中有一个σ键和两个π键。
题组二 共价键参数的应用
3．结合事实判断断开CCOO分和子 的NC第O2一相个对化 学活键 所泼需的要 的是能 量 (273.0 _kJ_·m_o_l－1_)比_断_开_N，2分试子的用第一下个化表学键中所的需要键的能能量(数523.据3 kJ解·mo释l－1)其小 相
栏
目
导
考点一
航
考点二
共价键的类别及其参数 分子的立体结构
考点三 分子间作用力与分子的性质
探究高考·明确考向
考点一 共价键的类别及其参数
1．本质
共用电子对
重叠
原子之间形成______________(即电子云的
_____饱_和_性_)。 方向性
2．特征
具有__________和__________。
(2)既有σ键，又有π键的是__________；
②④⑤⑥⑧⑨
(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键 的是______；
(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的 p轨道重叠形成的σ键的是________________；
(1)在离子化合物中，一定存在离子键，有的 存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的 存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。
(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关
系电子 成键 孤电子 电子对 对数 对数 对数 立体构型
分子立 体构型
实例
2
2
3 3
2
4
4
3
2
0
直线形
_直__线__形_____
_____B_e_C_l_2_____
0
__平__面__正__三__角__形____ 三角形
___B_F__3 ____
1
__V_形_____
－1]小，可知CO相对活泼。
4．(2019·山东潍坊联考)已知键能、键长部
分数据如下表： 共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O 键能 (kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
键长
(pm)
3．配位键及配合物 (1)配位键：成键原子一方提供__孤__电__子__对____，另一方提供_空__轨__道_____形成共价 键。 (2)配位键的表示：常用“_―__→_____”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的 原子，如 NH4＋可表示为__________________，在 NH＋4 中，虽然有一个 N—H 键形成 过程与其他 3 个 N—H 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。
(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一 致；
(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不
2．杂化轨道理论 能量相近
(1)杂化重新轨组合道概念：在原子成键时，原子中 _数_目_相_等_且_能_量_相_同___的价电子轨道在外界条件的影 响下____________的过程叫原子轨道的杂化，
组合后形成的与原轨道 ______________________的一组新的原子轨 道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
④Na2O2、⑤H2O2、②⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧
Ar、⑨CO⑤⑩2、⑩C2①H③4⑤。
①③⑨ ②
(1)⑨只存在非极性键的分子⑩是______(填序号，
下同)；既存在非极①性③⑤键又存在极性键的分子是 _②_⑨_⑩_____；只存在极性键的分子是
__________。
(2)只存在单键的分子是__________，存在
198 228 267
96
共价键 C—C C===C C≡C C—H N—H N===O O—O O===O
键能 (kJ·mol－1) 347.7 615
812 413.4 390.8 607
142 497.3
键长 (pm)
154 133 120 109 101
(1)下列推断正AC确D 的是________(填字母，下 同)。
(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通 过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，通过得失电子形成离子 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。
4．键参数 (1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
大
短
①键能越______，键长越______，分子越
(2)由碳碳键的数据知A项正确；由O—O键、 O===O键的键能知，B项错误；由C—H键的键 长大于N—H键的键长，但是N—H键的键能反而 较小，C项错误；由C—H、N—H的键能知，
题组三 等电子原理的理解与应用 5．根据等电子原理判断，下列说法中错误的是( B ) A．B3N3H6 分子中所有原子均在同一平面上 B．B3N3H6 分子中存在双键，可发生加成反应 C．H3O＋和 NH3 是等电子体，均为三角锥形 D．CH4 和 NH＋ 4 是等电子体，均为正四面体形 解析 B3N3H6 和苯是等电子体，其结构相似，A 正确，B 错误；C 项，H3O＋和 NH3 是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型，C 正确；D 项，CH4 和 NH＋ 4 是等电子体，根据甲烷的立体构型判断铵根离子的立体构型，D 正 确。
_N_H_－2_______。 (4)与 N2 互为等电子体的阴离子是___C_N_－_(_或___C_22_－_)_______，阳离子是___N__O_＋____。
微粒
CO2、CNS－、NO＋2 、N3－ CO23－、NO－3 、SO3 SO2、O3、NO－2 SO24－、PO34－ PO33－、SO23－、ClO－3 CO、N2 CH4、NH4＋
对活泼的原因CO：
C—O C===O C≡O
________键_能_(k_J·_m_ol－_1)___3_57_.7___7_98_.9___1_0_71_.9______
________键_能_(k_JN·2_m_ol－_1)___1N5—4N.8
N===N 418.4
N≡N 941.7
____________________________________
_____S_n_B__r2_____
0
_正__四__面__体__形_____
1
正四面 体形
___三__角__锥__形___
2
___V_形____
___C__H_4____ ___N__H_3____ ___H_2_O_____
[想一想]
试根据上表归纳价层电子对互斥模型与分子 立体构型的关系。
提示：价层电子对互斥理论说明的是价层电 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。
____________________________。
解析 由断开CO分子的第一个化学键所需 要的能量[(1 071.9－798.9) kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要 的能量[(941.7－418.4) kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol
①等电子体：____________相同，
______________相同的粒子互称为等电子体。
如N2和CO、O3与SO2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都存在三键，性质较稳 定。
题组一 共价键类别的判断
1．在下列物质中要求回答下列问题。
(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是 __N_2_____和___C__O___；____N_2_O____和____C_O__2___。
(2)在短周期元素组成的物质中，与 NO－2 互为等电子体的分子有___S_O__2____、
__O_3_____。 (3)与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为_____H_2_F_＋____(填化学式)，阴离子为
A．稳定性：HFA ＞HCl＞HBr＞HI B．氧化 性：I2＞Br2＞Cl2
C．沸点：H2O＞NH3 D．还原性：HI＞ HBr＞HCl＞HF 大于(2)下列有关推断正确HF 的是_____H_I 。
A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键 ＞双键＞单键
B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2
解析 (1)根据表中数据，同主族气态氢化物 的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱， A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质 的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也 逐渐减弱，B项错误；还原性与失电子能力有 关，还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D项正确。
②孤电子对的排斥力较______，孤电子对 越多，排斥力越______，键角越______。
(2)价层电子对数的确定方法
其中：a 为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b 为与中心原子结合的原子 最多能接受的电子数(氢原子为 1，其他原子等于“8－价电子数”)，x 为与中心原子 结合的原子个数。如 NH4＋的中心原子为 N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子孤 电子对数＝12(a－xb)＝12×(4－4×1)＝0。
稳定。
②
[填一填]
N≡N键3的76.5键kJ·能mol－为1 946 kJ·mπ ol－1，σ N—N键的 键能为193 kJ·mol－1，则一个π键的平均键能 为___________________，说明N2中______ 键比______键稳定(填“σ”或“π”)。
5．等电子原理
原子总数
价电子总数
(4)不存在化学⑧ 键的是______。 ⑥⑦
④(5)既存在离子键又存在极性键的是
________；既存在离子键又存在非极性键的
是______。
2．在下物质中：①HF，②Cl2，③H2O，④ N2，⑤C2H4，①②⑥③⑥C⑦2⑧H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨ HCN(H—C≡N)。 ④⑤⑨
(1)只有σ键的是_________⑦_______(填序号， 下①③同⑤⑥)；⑧⑨
(2)类型：
(3)杂化轨道与分子立体构型的关系
分子组成
中心原子的孤 中心原子的杂
(A为中心原子) 电子对数
化方式
分子立体 构型
实例
0
__s_p_____
__直__线____形 __B__eC__l2________
AB2
1
__s_p_2______
_V_____形
__S_O__2_____
2
__s_p_3______
(1)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构 型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理 论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的 立体构型。两者相结合，具有一定的互补性， 可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定 相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越 多，键角越小。
3．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
通式 AX2 AX3 AX2 AX4 AX3 AX AX4
价电子总数 16e－ 24e－ 18e－ 32e－ 26e－ 10e－ 8e－
立体构型 直线形 平面三角形
V形 正四面体形 三角锥形
直线形 正四面体形
考点二 分子的立体结构
1．价层电子对互斥理论
(1)理论要点
最小
最低①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排 斥小 力________，体大 系的能量________强。
_V_____形
___H_2_O_____
0
___s_p_2_____ __平__面__三__角__形____ ___B_F_3_____
AB3
1
__s_p_3______ __三__角__锥____形 __N__H_3_____
AB4
0
__s_p_3______ ___正__四__面__体___形 ____C_H__4 ___
第32讲 分子结构与性质
1.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。 2.能用键 能、键长、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理论或者 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。
(2)通过物质的结构式，可以快速有效地判断 键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握： 共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π 键，三键中有一个σ键和两个π键。
题组二 共价键参数的应用
3．结合事实判断断开CCOO分和子 的NC第O2一相个对化 学活键 所泼需的要 的是能 量 (273.0 _kJ_·m_o_l－1_)比_断_开_N，2分试子的用第一下个化表学键中所的需要键的能能量(数523.据3 kJ解·mo释l－1)其小 相
栏
目
导
考点一
航
考点二
共价键的类别及其参数 分子的立体结构
考点三 分子间作用力与分子的性质
探究高考·明确考向
考点一 共价键的类别及其参数
1．本质
共用电子对
重叠
原子之间形成______________(即电子云的
_____饱_和_性_)。 方向性
2．特征
具有__________和__________。
(2)既有σ键，又有π键的是__________；
②④⑤⑥⑧⑨
(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键 的是______；
(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的 p轨道重叠形成的σ键的是________________；
(1)在离子化合物中，一定存在离子键，有的 存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的 存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。
(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关
系电子 成键 孤电子 电子对 对数 对数 对数 立体构型
分子立 体构型
实例
2
2
3 3
2
4
4
3
2
0
直线形
_直__线__形_____
_____B_e_C_l_2_____
0
__平__面__正__三__角__形____ 三角形
___B_F__3 ____
1
__V_形_____
－1]小，可知CO相对活泼。
4．(2019·山东潍坊联考)已知键能、键长部
分数据如下表： 共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O 键能 (kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
键长
(pm)
3．配位键及配合物 (1)配位键：成键原子一方提供__孤__电__子__对____，另一方提供_空__轨__道_____形成共价 键。 (2)配位键的表示：常用“_―__→_____”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的 原子，如 NH4＋可表示为__________________，在 NH＋4 中，虽然有一个 N—H 键形成 过程与其他 3 个 N—H 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。
(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一 致；
(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不
2．杂化轨道理论 能量相近
(1)杂化重新轨组合道概念：在原子成键时，原子中 _数_目_相_等_且_能_量_相_同___的价电子轨道在外界条件的影 响下____________的过程叫原子轨道的杂化，
组合后形成的与原轨道 ______________________的一组新的原子轨 道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
④Na2O2、⑤H2O2、②⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧
Ar、⑨CO⑤⑩2、⑩C2①H③4⑤。
①③⑨ ②
(1)⑨只存在非极性键的分子⑩是______(填序号，
下同)；既存在非极①性③⑤键又存在极性键的分子是 _②_⑨_⑩_____；只存在极性键的分子是
__________。
(2)只存在单键的分子是__________，存在
198 228 267
96
共价键 C—C C===C C≡C C—H N—H N===O O—O O===O
键能 (kJ·mol－1) 347.7 615
812 413.4 390.8 607
142 497.3
键长 (pm)
154 133 120 109 101
(1)下列推断正AC确D 的是________(填字母，下 同)。
(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通 过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，通过得失电子形成离子 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。
4．键参数 (1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
大
短
①键能越______，键长越______，分子越
(2)由碳碳键的数据知A项正确；由O—O键、 O===O键的键能知，B项错误；由C—H键的键 长大于N—H键的键长，但是N—H键的键能反而 较小，C项错误；由C—H、N—H的键能知，
题组三 等电子原理的理解与应用 5．根据等电子原理判断，下列说法中错误的是( B ) A．B3N3H6 分子中所有原子均在同一平面上 B．B3N3H6 分子中存在双键，可发生加成反应 C．H3O＋和 NH3 是等电子体，均为三角锥形 D．CH4 和 NH＋ 4 是等电子体，均为正四面体形 解析 B3N3H6 和苯是等电子体，其结构相似，A 正确，B 错误；C 项，H3O＋和 NH3 是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型，C 正确；D 项，CH4 和 NH＋ 4 是等电子体，根据甲烷的立体构型判断铵根离子的立体构型，D 正 确。
_N_H_－2_______。 (4)与 N2 互为等电子体的阴离子是___C_N_－_(_或___C_22_－_)_______，阳离子是___N__O_＋____。
微粒
CO2、CNS－、NO＋2 、N3－ CO23－、NO－3 、SO3 SO2、O3、NO－2 SO24－、PO34－ PO33－、SO23－、ClO－3 CO、N2 CH4、NH4＋
对活泼的原因CO：
C—O C===O C≡O
________键_能_(k_J·_m_ol－_1)___3_57_.7___7_98_.9___1_0_71_.9______
________键_能_(k_JN·2_m_ol－_1)___1N5—4N.8
N===N 418.4
N≡N 941.7
____________________________________
_____S_n_B__r2_____
0
_正__四__面__体__形_____
1
正四面 体形
___三__角__锥__形___
2
___V_形____
___C__H_4____ ___N__H_3____ ___H_2_O_____
[想一想]
试根据上表归纳价层电子对互斥模型与分子 立体构型的关系。
提示：价层电子对互斥理论说明的是价层电 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。
____________________________。
解析 由断开CO分子的第一个化学键所需 要的能量[(1 071.9－798.9) kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要 的能量[(941.7－418.4) kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol
①等电子体：____________相同，
______________相同的粒子互称为等电子体。
如N2和CO、O3与SO2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都存在三键，性质较稳 定。
题组一 共价键类别的判断
1．在下列物质中要求回答下列问题。
(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是 __N_2_____和___C__O___；____N_2_O____和____C_O__2___。
(2)在短周期元素组成的物质中，与 NO－2 互为等电子体的分子有___S_O__2____、
__O_3_____。 (3)与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为_____H_2_F_＋____(填化学式)，阴离子为
A．稳定性：HFA ＞HCl＞HBr＞HI B．氧化 性：I2＞Br2＞Cl2
C．沸点：H2O＞NH3 D．还原性：HI＞ HBr＞HCl＞HF 大于(2)下列有关推断正确HF 的是_____H_I 。
A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键 ＞双键＞单键
B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2
解析 (1)根据表中数据，同主族气态氢化物 的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱， A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质 的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也 逐渐减弱，B项错误；还原性与失电子能力有 关，还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D项正确。
②孤电子对的排斥力较______，孤电子对 越多，排斥力越______，键角越______。
(2)价层电子对数的确定方法
其中：a 为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b 为与中心原子结合的原子 最多能接受的电子数(氢原子为 1，其他原子等于“8－价电子数”)，x 为与中心原子 结合的原子个数。如 NH4＋的中心原子为 N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子孤 电子对数＝12(a－xb)＝12×(4－4×1)＝0。
稳定。
②
[填一填]
N≡N键3的76.5键kJ·能mol－为1 946 kJ·mπ ol－1，σ N—N键的 键能为193 kJ·mol－1，则一个π键的平均键能 为___________________，说明N2中______ 键比______键稳定(填“σ”或“π”)。
5．等电子原理
原子总数
价电子总数
(4)不存在化学⑧ 键的是______。 ⑥⑦
④(5)既存在离子键又存在极性键的是
________；既存在离子键又存在非极性键的
是______。
2．在下物质中：①HF，②Cl2，③H2O，④ N2，⑤C2H4，①②⑥③⑥C⑦2⑧H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨ HCN(H—C≡N)。 ④⑤⑨
(1)只有σ键的是_________⑦_______(填序号， 下①③同⑤⑥)；⑧⑨
(2)类型：
(3)杂化轨道与分子立体构型的关系
分子组成
中心原子的孤 中心原子的杂
(A为中心原子) 电子对数
化方式
分子立体 构型
实例
0
__s_p_____
__直__线____形 __B__eC__l2________
AB2
1
__s_p_2______
_V_____形
__S_O__2_____
2
__s_p_3______
(1)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构 型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理 论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的 立体构型。两者相结合，具有一定的互补性， 可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定 相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越 多，键角越小。
3．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
通式 AX2 AX3 AX2 AX4 AX3 AX AX4
价电子总数 16e－ 24e－ 18e－ 32e－ 26e－ 10e－ 8e－
立体构型 直线形 平面三角形
V形 正四面体形 三角锥形
直线形 正四面体形
考点二 分子的立体结构
1．价层电子对互斥理论
(1)理论要点
最小
最低①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排 斥小 力________，体大 系的能量________强。
_V_____形
___H_2_O_____
0
___s_p_2_____ __平__面__三__角__形____ ___B_F_3_____
AB3
1
__s_p_3______ __三__角__锥____形 __N__H_3_____
AB4
0
__s_p_3______ ___正__四__面__体___形 ____C_H__4 ___