04-化学键性质和分子的几何形状
化学四化学键的类型与性质
化学四化学键的类型与性质化学键是指两个或多个原子之间形成的相互作用力，它们稳定了化学物质的结构和性质。
在化学中，化学键可以分为四个主要类型：离子键、共价键、金属键和氢键。
本文将详细介绍这四种化学键的类型与性质。
一、离子键离子键是通过离子之间的电荷吸引力形成的。
通常情况下，离子键形成于在化合物中含有正离子和负离子的情况下。
正离子是经过电子失去而带有正电荷的原子，而负离子则是通过获得电子而带有负电荷的原子。
经过电荷平衡后，正离子和负离子之间的电荷吸引力形成了离子键。
离子键具有以下性质：1. 离子键通常在金属和非金属元素之间形成，例如，金属和非金属离子形成的氯化钠（NaCl）。
2. 离子键通常具有高的熔点和沸点，这是因为离子键需要消耗大量能量来破坏电荷吸引力。
3. 离子键在溶液中会导致电解质的形成，因为它们能够在水中分解为正离子和负离子。
二、共价键共价键是通过两个或更多原子之间共享电子而形成的。
共价键通常形成于非金属和非金属元素之间。
在共价键中，电子的共享可以是相等的（非极性共价键）或不相等的（极性共价键）。
共价键具有以下性质：1. 共价键的形成需要原子之间轨道重叠，以便电子能够被共享。
2. 非极性共价键中，电子平均分布在两个原子之间，而在极性共价键中，电子更偏向于具有较高电负性的原子。
3. 共价键可以是单一、双重或三重的，取决于电子对的共享数。
三、金属键金属键是通过金属元素之间的电子云形成的。
在金属键中，金属原子失去价层外的电子形成正离子，并在整个金属中形成一个电子云。
这个电子云中的自由电子能够自由流动，并贡献到金属的导电性和热导性中。
金属键具有以下性质：1. 金属键形成于金属元素之间，例如铁、铝等。
2. 金属键具有高的熔点和沸点，这是因为在金属键中需要消耗大量的能量来破坏电子云。
3. 金属键具有高的导电性和热导性，这是由于电子云的自由运动。
四、氢键氢键是通过氢原子与高电负性原子（如氮、氧、氟等）之间的电荷吸引力形成的。
4化学键与分子结构
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 4）sp3d杂化： 如PCl5：P原子的外层电子分布：3S23P3
36
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空 间构型与分子的空间构型。 4）sp3d杂化： 如PCl5：∴ PCl5分子 的空间构型为三角 双锥，如右图所示：
4
• 讨论共价键的理论有价键理论、杂 化轨道理论（改进后的价键理论）、 价层电子对互斥理论、分子轨道理 论。本节主要运用价键理论讨论共 价键的形成、特点和键型；应用杂 化轨道理论讨论分子的空间构型。
5
一.共价键的本质与特点 1.共价键的形成：
（1）量子力学处理Hz： 1927年W.Heitler（海特勒）和F.Lodon（伦敦）
在原子结构中，电子分布符合能量最 低原则。基态是原子最稳定状态。
但是自然界中却发现，绝大多数元素 不以原子形式存在，而以化合物形 式存在，并且的原子数总是符合一 定比例的结合 Na － Cl ， H2 － O ，
说明化合物中的元素之间，存在着内 在地关系；说明原子并非是最稳定 的状态。
1
同时注意到唯独稀有气体，总是以单 原子存在于自然界。
cos
1
1 4
11
1 3
4
θ=109028`
29
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 3）sp3杂化： – CH4、CCl4: CH4、CCl4为正四面体，如下图所示：
30
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 3）sp3杂化： –CHCl3: CHCl3为四面体形：
四化学键理论与分子几何构型
四、化学键理论与分子几何构型1. (1)，(I)的稳定性大于(Ⅱ)。
(2)C OOO N O C OO O N O O (I)O C OO N OOCOO ONOO(II)O N O O CO OO NOOC O O (III)ONOOC ON OOCO O(IV)第(III)式最稳定。
(3) Cu + + NO 2–+ 2H + Cu 2+ + NO + H 2O(4) 若压强降到原来的2/3，则说明3 mol NO 变成2 mol 气态物质：3NO NO 2 + N 2O ，又由于2NO 2N 2O 4，所以最后的气体总压还要略小于原压的2/3。
2. N NN N NNNN N(IV)(V)(II)、(V)不稳定，舍去，(I)比(III)、(IV)稳定。
N (a)N (b)N (c)N (d)N (e) N (a)—N (b)的键级为5/2~3,N (b)—N (c)的键级为1～3/2,N (c)—N (d)的键级为1～3/2，N (d)—N (e)的键级为5/2～3。
N 5+有极强的氧化性。
应在液态HF 中制备N 5+。
3. ArCl + OF + NO + PS + SCl + 键级： 1 2 3 3 2ArCl +键级最小，最不稳定；虽然NO +与PS +的键级都是3，但NO +是2p —2p 轨道重叠的π键，而PS +是3p —3p 轨道重叠的π键。
前者重叠程度大，E π大，所以NO +比PS +稳定，即NO +离子最稳定。
4. (1)B 3N 3H 6N H H H H H N B N B B H H H H H H NB B H N BNO N O O O N O O (I)(II)N N N N N N N N N N (I)(II)N N N N N(III)(2) HH HH H H Cl HH H ClClB 3N 3H 6 3HCl N N N B BB(3) 无机苯的三甲基取代物有：B N B N B N HHHCH 3H 3CCH 3B NB N B N CH 3CH 3H 3CH HHB B N B N CH 3HHHCH 3CH 3(I)(Ⅱ)(III)B N B N B N CH 3HCH 3HCH 3H B N B N B N CH 3H H CH 3HH 3CB NB N B N CH 3H 3CH 3HH(IV) (V) (Ⅵ)实际上只有四种类型，因为II 、IV ；IV 、VI 属于同类型中的几何异构体。
化学键与分子结构
分子间力的产生
分子 非极性分子-非极性分子 非极性分子-极性分子 分子间力种类 色散力 色散力、诱导力 色散力、诱导力、取 向力
极性分子-极性分子
分子间力的特点
是一种电性作用力,存在于分子之间。 作用距离短,作用范围仅为几百皮米(pm)。 作用能小，一般为几到几十千焦每摩尔。 比键能小 1~2个数量级。 无饱和性和方向性。 对大多数分子来说，以色散力为主(除极 性很大且存在氢键的分子，如H2O外)
电 2.1-2.1=0 H H 负 性 ¨ 2.5-2.1=0.4 H ·I: 差 ¨ 值 ¨ Br: 越 2.8-2.1=0.7 H · ¨ 大 ， 键 的 极 性 越 强
△χ
非极性键
¨ Cl: 3.0-2.1=0.9 H · ¨ ¨ F: 4.0-2.1=1.9 H · ¨ F: 4.0-0.9=3.1 Na ¨ · ¨
取向力：
固有偶极之间的作用力叫取向力。 发生于极性分子与极性分子之间
+
_
+
_
诱导力：
非极性分子在极性分子固有偶极作用下，发生 变形，产生诱导偶极，诱导偶极与固有偶极之 间的作用力称为诱导力。存在于极性分子与非 极性分子之间，也存在于极性分子之间。
_ +
色散力：
色散力——分子间由于瞬时偶极所产生 的作用力。存在于非极性分子与非极性 分子之间；存在于极性分子与非极性分 子之间；也存在于极性分子之间。
离子键：这种原子间发生电子转移，
形成正、负离子，然后正、负离子间 由静电引力形成的化学键称为离子键
离子化合物：由离子键形成的化合物
。例如:NaCl，KCl， CaF2
6.1.2 离子键的特点
本质：阳、阴离子之间的静电引力 存在：离子晶体和少量气态分子中
分子的构象
分子的构象
分子结构，或称分子平面结构、分子形状、分子几何，建立在光谱学数据之上，用以
描述分子中原子的三维排列方式。
分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。
分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种
类有关，包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。
结构类型
分子存有六种基本形状类型：
直线型：ab2型所有原子处在一条直线上，键角为°，例如二氧化碳o=c=o。
平面三角形：所有原子处于一个平面上，三个周边原子均匀分布在中心原子周围，键角°，比如三氟化硼bf3。
四面体：四个周边原子处在四面体的四个顶点，中心原子位于四面体中心。
理想键
角°28'，例如甲烷ch4。
八面体：六个周边原子处于八面体的六个顶点，中心原子坐落于四面体中心。
理想键
角90°，比如六氟化硫sf6。
三角锥形：四面体型的一条键被孤对电子占据，剩下三条键的形状即是三角锥型。
由
于孤对电子体积较大，三角锥形的键角较四面体形的键角要小。
例如氨nh3，键角.°循环。
四方锥形：八面体型的一条键被孤对电子占有，剩五条键的形状即为就是四方锥型，
比如五氟化溴brf5。
角形：与直线型相对，两条键的三个原子不在一条直线上。
例如水h2o，键角.5°。
化学之分子的构型与分子形状
化学之分子的构型与分子形状分子的构型和分子的形状是化学中一个重要的概念，它们在化学反应、物质性质以及生物活动中发挥着重要的作用。
本文将对分子的构型和分子的形状进行详细的介绍，以便读者能够更好地理解和应用于化学研究和实践中。
一、分子的构型分子的构型是指分子中原子的空间排列方式。
原子通过化学键连接在一起，形成分子。
而分子的构型则描述了分子中原子的相对位置以及原子之间的键长和键角等几何参数。
1. 探究构型的方法为了确定分子的构型，化学家们发展了很多实验和理论方法。
其中最重要的方法之一是X射线晶体学方法，通过测定晶体的X射线衍射图案，可以确定分子的构型。
此外，还有一些光谱学方法，如红外光谱和核磁共振等，也可以用来研究分子的构型。
2. 构型的表示方法化学家们为了更好地描述和表示分子的构型，发展了一些便于理解和书写的方法。
常见的构型表示方法有化学式、三维结构图和立体公式等。
化学式使用原子符号和化学键来表示分子的构型。
三维结构图是在化学式的基础上，使用直线、三角形和平行线等图形来表示化学键和原子之间的空间关系。
而立体公式则是在三维结构图的基础上，通过使用实线、虚线和斜线等来表示原子的立体排列。
二、分子的形状分子的形状是指分子中原子的立体排列方式。
分子的形状对于分子的理化性质以及与其他分子的相互作用有着重要的影响。
1. 影响分子形状的因素分子的形状主要受到以下几个因素的影响：(1) 原子之间的化学键类型和键长；(2) 原子周围的电子云的密度分布；(3) 原子对电子云的反作用。
2. 形状的种类根据分子中原子的空间排列方式，形状可以分为线性、平面三角形、四面体、平面四边形等多种形状。
其中，线性分子的所有原子在一条直线上排列；平面三角形分子的原子在一个平面上以等边三角形的形式排列；四面体分子的原子在一个三维空间中以四面体的形式排列；平面四边形分子的原子在一个平面上以四边形的形式排列。
三、分子构型与分子形状的关系分子的构型与分子的形状之间存在着密切的关系。
分子结构与化学键的三维模型
分子结构与化学键的三维模型化学键是分子内原子之间的相互作用力，是分子稳定存在的基础。
了解分子结构和化学键的三维模型对于理解分子性质、反应机理以及化学合成等方面具有重要意义。
本文将介绍分子结构和化学键的三维模型的基本原理、方法和应用。
一、分子结构的三维模型分子结构的三维模型是将分子内原子的相对位置以及它们之间的化学键的长度、角度等信息用三维空间中的几何形状进行描绘的表示方法。
常用的分子结构的三维模型有平面投影、空间填充模型、晶胞模型等。
1. 平面投影模型平面投影模型是将分子结构投影到二维平面上，通过使用直线和圆环等图形来表示分子内原子的连接和相对位置。
该模型便于观察平面内的化学键结构和原子排列，但无法准确表示分子的立体结构。
2. 空间填充模型空间填充模型是通过用实心球代表原子，并将它们堆积在一起形成符合实际空间情况的分子形状。
这种模型可以直观地展示出分子的三维形状，但无法显示化学键的长度和角度等信息。
3. 晶胞模型晶胞模型是将分子结构描绘为晶胞中的原子排列方式，常用于描述晶体结构。
通过晶胞的尺寸、角度等参数来表示分子间的空间位置和化学键的长度等信息。
这种模型适用于研究晶体结构和晶格动力学等领域。
二、化学键的三维模型化学键是由原子间的相互作用形成的连接，常见的化学键包括共价键、离子键和氢键等。
其中，共价键是通过原子间电子的共享而形成的强化学键，离子键是由正、负离子间的电荷吸引力形成的化学键，而氢键是通过氢原子与其他原子间的电荷分布差异形成的弱化学键。
为了更好地理解化学键的性质和特点，科学家们发展了各种化学键的三维模型。
1. 球棒模型球棒模型是一种简化的化学键模型，用粗细不同的棒状物来表示化学键。
通过连接不同颜色的球体来表示原子，并用棒状物表示原子间的连接关系。
这种模型可以清晰地展示出原子之间的相对位置和化学键的长度。
2. 线缆模型线缆模型是一种更加精细的化学键模型，用细线缆来表示化学键。
通过不同颜色的线缆连接原子来表示它们之间的化学键，并标注化学键的长度。
物质结构基础—化学键与分子结构(应用化学课件)
zz
x
yy π pz-pz
通常π键形成时原子轨道重叠程度小于σ键，故π键没有σ键稳定。
当两原子间形成双键或叁键时，既有σ键又有π键。 例如N2分子：N原子的价层电子构型是2s22p3
小结： 1、σ键的形成及特点 2、π键的形成及特点
（1）键长（l） •键长（l）——分子内成键两原子核间的
平衡距离（即核间距）。单位为pm（皮米）。
键长（l）可用X射线衍射方法精确地测定。 例如：H—H键长0.74×10–10 m， C—C键长1.54×10–10 m 一般来说，两个原子之间所形成的键越短，键就越牢固，不易断裂。
• （2）键能（E）
键
432
C—H
347
C—N
611
C—O
837
159
C—Cl
142
N—H
158
O—H
244
S—H
192
150
S—S
键长l/pm
109 147 143 121 177 101 96 136
110
205
键能 E/kJmol–1
414 305 360 736 326 389 464 368
946
264
非金属元素的单质分子都是以共价键结合成的。如氯分
2、离子键的特征
活泼金属（如钾、钠、钙、镁等）与活泼非金属（如氯、溴、 氧、硫等）化合时，都能形成离子键。例如，氧化镁、溴化钾等 都由离子键所形成。
• 离子键的特
• （1）离子键的本质是静电作用 • （2）离子键没有方向性（电荷球形对称分布） • （3）离子键没有饱和性（空间许可）
原子结构化学键
分子轨道的能级
分子轨道的能级顺序
根据分子轨道的能量高低，将其分为成键轨道和反键轨道，其中 成键轨道能量较低，反键轨道能量较高。
分子轨道的能级分裂
由于电子之间的相互作用，相同能量的分子轨道会发生能级分裂， 形成能量更低和更高的成键轨道和反键轨道。
分子轨道的填充
根据泡利不相容原理和洪特规则，电子优先填充能量较低的成键轨 道，并尽量占据不同的量子态。
基本相同。
同位素在自然界中的丰度不同，有些同位素在自然界中较为稀
03
少。
原子的大小和形状
01 原子的直径大约在0.01纳米至0.1纳米之间，是一 个非常微小的粒子。
02 原子的形状可以近似为球形，但由于电子云的存 在，原子的实际形状是较为复杂的结构。
03 原子的半径是指原子核到最外层电子的距离，通 常用玻尔半径来表示。
02 化学键
共价键
总结词
共价键是原子间通过共享电子形成的化学键，通常存在于非金属元素之间。
详细描述
共价键的形成是由于原子间通过共享电子来达到电子饱和的状态。这些共享的电子对均等地围绕两个原子核运动， 形成稳定的化学键。共价键的类型取决于电子云的形状和重叠程度，包括sigma键和pi键。
离子键
总结词
06 化学键的应用
化学键在材料科学中的应用
金属材料
金属键理论解释了金属材料的物理性质，如导 电性和导热性，以及金属的延展性和韧性。
高分子材料
共价键和分子间作用力决定了高分子材料的机 械性能和化学稳定性。
陶瓷材料
离子键和共价键决定了陶瓷材料的硬度、耐热性和化学稳定性。
化学键在生物科学中的应用
01
弱的化学键。氢键的存在对物质的物理性质如熔点、沸点和溶解度等有一定的影响。
04-化学键性质和分子的几何形状
Na + Cl → Na+ + Cl（ 正负离子通过密堆积形成稳定的离子晶体，并释放晶格能
Na+ + Cl- → Na+Cl- + 晶格能（lattice energy）
(密堆积晶体)
• 决定离子键强度的主要因素是晶格能大小 • 决定晶格能大小的因素主要包括离子电荷、离子半径和密 堆积的方式
离子晶体的性质
2
H
4
H
骨架的5个C原子都具有立体结构，但是首末的两个CH3-基 团对整个分子构型没有意义，关键的是C2~C4的结构
3个C原子的价层电子对数都是3，没有孤对电子，因此这3 个C均为平面三角形的结构
判断： 该分子有以下两种可能的构型：
O H C H3C C H
O C H3C
O C
C
CH3
C O H CH3
例 为什么钢化玻璃壁普通玻璃强度大，而且打碎后成为较圆 的小颗粒？ 解：钢化玻璃由于是骤冷而形成，固体中离子的堆积比较 接近于熔融的玻璃，因此更紧密和无序。这样既具有较大 的晶格能，又没有较大的晶面，因此钢化玻璃强度大，而 碎裂后成为小颗粒。
共价键和共价化合物
金刚石
ATP
血红蛋白
原子晶体
小分子
生物大分子
小测验
• 请写出26号元素的名称和周期表中的位置
化学键性质和分子的几何形状
化学键的分类
化学键
配位键
共价键
离子键
金属键
金属配合物
分子和原子晶体
固体
大多数的生物分子
强电解质盐 骨骼等硬组织
金属
路易斯（Lewis）化学键理论复习
离子键 共价键: or
8电子规则（Octet rule）: 原子 倾向于依靠得到或失去或公用电 子的三种方式之一，形成外层类 似惰性气体原子结构的8个电子 的稳定状态。
分子的空间结构与物质性质
分子的空间结构与物质性质1.化学键：化学键是分子中原子之间的连接力。
根据键的类型和性质，分子可以分为离子化合物、共价化合物和金属化合物。
离子化合物中，正负离子通过离子键相互吸引，空间结构多为离子晶体结构，物质通常具有高熔点和脆性。
共价化合物中，原子通过共用电子形成共价键，空间结构多样，可以是线性、平面三角、四面体等几何形状，物质性质因分子的空间结构而异。
金属化合物中，金属原子形成金属键，形成密堆积结构，物质常具有高电导性和可塑性。
2.分子的几何构型：分子的几何构型描述了分子中原子的相对位置。
几何构型对分子的理化性质具有重要影响。
以共价键为例，根据VSEPR理论（分子电子对排斥理论），分子中的电子对会尽量排布在能量最低的位置，从而使分子保持最稳定的构型。
线性分子的化合物通常具有较高的极性和溶解性，如CO2；平面三角形分子的形成使分子极化可能性降低，分子通常具有较低的极性和较小的溶解性，如BF3；四面体分子的形成使分子极化进一步降低，分子通常具有较低的活性和较小的溶解性，如CH43.立体异构：立体异构是指相同分子式但空间结构不同的化合物。
立体异构分为构象异构和对映异构。
构象异构是由于原子之间的键能旋转而产生的，如顺式和反式异构体。
这种异构通常不影响分子的性质，如2-氯丙烷的构象异构体。
对映异构是指分子的镜像结构，这种异构体由于具有手性，对极性溶剂和酶活性等都会有重要影响，如D-葡萄糖和L-葡萄糖。
立体异构中的分子的空间结构差异导致了它们在物质性质上的差异。
例如，对映异构体的手性决定了它们与手性分子的相互作用，因此在药物开发和生物学领域具有重要意义。
另外，立体异构体的旋光性也是分辨对映异构体的重要手段，它与分子的构象密切相关。
此外，立体异构也影响了分子的物理性质，如熔点、沸点和密度。
综上所述，分子的空间结构对物质的性质起着至关重要的影响。
通过了解分子的化学键、几何构型和立体异构，我们可以预测和解释物质的性质，为合理设计和利用分子提供指导。
高中化学——化学键与分子结构及性质
化学键与分子结构及性质课标解读要点网络1.了解化学键的定义及分类，了解离子键的形成和本质及存在的物质。
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.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
7.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。
8.掌握分子式、电子式、结构式及结构简式等表示方法。
离子键与共价键1．化学键及其分类(1)化学键是指使离子或原子相结合的作用力，包括离子键和共价键。
(2)离子键与共价键①离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。
②共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
其特征为具有方向性和饱和性。
③二者比较项目离子键共价键成键粒子阴、阳离子原子成键方式得失电子形成阴、阳离子形成共用电子对成键条件活泼金属元素与活泼非金属元素一般在非金属原子之间作用力实质静电作用提醒：(1)离子键中的“静电作用”既包括静电吸引力又包括静电排斥力；(2)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子；(3)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl键为共价键；(4)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，如NH4Cl 等。
2．化学键与化合物的关系[补短板](1)离子化合物中一定含离子键，可能含非极性键和极性键。
(2)共价化合物一定含极性键，可能含非极性键，一定不含离子键。
(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
(4)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
3．共价键的分类与键参数(1)共价键的常见分类分类依据类型及特点形成共价键的原子轨道重叠方式σ键原子轨道“头碰头”重叠π键原子轨道“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[深度归纳]大π键的简介(1)简介：大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。
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________。
分子的结构与性质单元复习
分子的结构与性质单元复习引言：分子是物质的基本单位之一，它由两个或更多原子通过化学键连接而成。
了解分子的结构与性质对于理解物质的特性、反应机制和应用具有重要意义。
本文将从分子的结构与性质单元进行复习，以帮助读者更好地理解这一概念。
一、分子的结构：1.分子的组成部分：-原子：分子由原子通过共价键、离子键或金属键相互连接而成。
不同原子的聚合形成了不同类型的分子。
-化学键：分子中化学键的类型（共价键、离子键、金属键）决定了分子的性质和反应方式。
2.共价键：-共用电子对：共价键的形成是通过原子间共用电子对，使得原子达到稳定的电子构型。
-共价键的特征：强度较大，通常为非极性或极性。
3.离子键：-电子的转移：离子键的形成是通过原子间电子的完全转移。
一个原子失去电子变成正离子，另一个原子获得电子变成负离子。
-离子键的特征：强度大，电荷分布不均匀，具有极性。
4.金属键：-金属的特征：金属由正离子和自由移动的电子云组成，形成金属键。
-金属键的特征：强度大，导电性好，具有金属的特性。
5.分子的几何结构：-分子的立体排列：分子的几何结构是由原子间的空间排列决定。
-分子的最低能量状态：分子的几何结构处于能量最低状态，满足最小电子排斥原理和最大化各个原子间的相互作用力。
二、分子的性质：1.分子的物理性质：-分子间力：分子中的分子间力包括范德华力、氢键、离子间相互作用力等，是决定物质的物理性质（如沸点、熔点、溶解度）的重要因素。
-极性和非极性：分子的极性与非极性是分子间力的重要性质，也是分子及其应用的重要指标。
2.分子的化学性质：-化学键的稳定性：分子中化学键的稳定性决定了分子的抗氧化性、抗酸性、抗碱性等性质。
-反应性：由于分子中的原子之间存在不平衡的电子，分子具有较高的反应活性，容易发生化学反应。
3.分子与生物体系的关系：-生物大分子：在生物体系中，分子扮演着重要的角色，如DNA、RNA、蛋白质等，这些生物大分子对生命的维持和功能发挥至关重要。
无机化学_04a化学键参数和分子的性质
2
化学与环境工程系
《无机化学》
键能的意义 ——键能越大,键强度就越大，分子稳定性越高
AB键能:单键<双键<叁键
平均键能
问题： 注意：同种单键 H2和F2的键能中前者的 (或双键等)在 更大 不同的化合物中也有差别 ,原因是什么?
同一化学键在各种分子中的键能的平均值称 为该键的平均键能.
键长
——两个原子结合形成化学键时的核间距离. AB键长中：单键>双键>叁键
直线型 平面三角形 四面体 直线型
24
化学与环境工程系
《无机化学》
价电子对数＝[中心原子的价电子数＋其他原子提供的单键电 子数＋离子的得电子数（或减去离子的失电荷数）]÷2
AsO43-
As价电子数：5 配位原子提供的单键电子数：0 负电荷数：3
As的价电子对数 = （5 + 3）÷2 =4 AsO43-的电子对构型是四面体，分子构型也是四面体 问题与思考
价电子对数 4 电子构型 判断下列物质中心原子价电子层的空间构型 H2 O 4 PCl5 5 SF6 6
25
CCl4 NH4+ CO32- BF3 4 3 3
四面体 四面体 平面三角 平面三角 四面体 三角双锥 八面体
化学与环境工程系
《无机化学》
二、价电子对间的斥力大小
<1> 电子对间的夹角越小(一般为90°)，斥力越大； <2> 相邻电子对间的斥力大小顺序为： 孤对电子─孤对电子>孤对电子─成对键电子>成键电子对 ─成键电子对 <3> 如果分子中有重键，把它当作单键看待。如O=C=O，C的 价电子对数应看作是2，分子是直线型。
μ m= n(n+2)
化学键和分子形状
化学键和分子形状化学键以及分子形状是化学世界中极为重要的概念，它们对于我们理解物质的性质和反应起着至关重要的作用。
本文将深入探讨化学键的类型以及它们对分子形状的影响，帮助读者更好地理解这一主题。
一、化学键的类型化学键是由原子之间的相互作用形成的，它们连接原子并保持分子的稳定性。
根据原子之间的电子共享与转移情况，化学键可分为离子键、共价键和金属键三种类型。
1. 离子键离子键是由于正负电荷之间的相互吸引而形成的。
它通常发生在金属和非金属之间，金属原子往往失去电子，形成正离子（阳离子），非金属原子则获得这些电子，形成负离子（阴离子）。
正负离子之间的相互吸引力形成了离子键。
离子键在化合物中呈现出高熔点、良好的溶解性和电导性等特点。
2. 共价键共价键是由两个或更多原子的电子对之间共享而形成的。
原子之间共享电子的数量决定了键的强度和类型。
共价键可分为单键、双键和三键。
单键由两个原子共享一个电子对形成，双键由两个原子共享两个电子对形成，三键则由两个原子共享三个电子对形成。
共价键可在分子间形成稳定的化学键，并决定了分子的性质和相互作用。
3. 金属键金属键通常发生在金属元素之间。
在金属中，原子失去了外层电子形成正离子核心，而剩余的电子则形成了自由电子云。
这些自由电子云贡献给金属中所有原子之间的相互吸引力，形成了金属的结晶格，同时也形成了金属键。
金属键解释了金属中的导电和热传导性能。
二、化学键与分子形状化学键的类型对于分子的形状产生了重要的影响。
分子形状是由于原子之间的键的类型和键角的大小而确定的。
1. 线性分子当分子由两个原子通过共价键连接而成，且两个原子之间氢原子的数量相等时，分子的形状将呈现出线性的结构。
例如，氧气分子（O2）中的两个氧原子通过双键连接在一起，形成一个线性的分子。
2. 角型分子当分子由三个原子连接而成时，分子的形状将呈现出角型的结构。
这种分子通常具有一个中心原子和两个或多个连接到中心原子的原子。
化学键与分子构造：分子几何和键角
化学键与分子构造：分子几何和键角化学是研究物质的组成、性质和变化的科学领域。
在化学中，分子是构成物质的基本单位。
分子的构造和键角对于物质的性质和反应有着重要的影响。
本文将探讨分子的几何结构和键角的概念及其影响。
一、分子的几何结构分子的几何结构描述了分子中原子的排列方式以及原子之间的相对位置关系。
它决定了分子的形状，进而决定了分子的性质和反应行为。
1.1 单原子分子单原子分子是由同种原子构成的分子。
由于只有一个原子，单原子分子的几何结构为球形。
例如，氧分子（O2）由两个氧原子组成，每个氧原子周围都有六个电子，电子的排列方式是球对称的，因此氧分子的几何结构是线性的。
1.2 双原子分子双原子分子是由两种不同原子构成的分子。
它们的几何结构可以分为线性、非线性和偏极性分子。
以氯化氢分子（HCl）为例，氢原子和氯原子之间存在共价键。
氢原子只有一个电子，氯原子有七个电子，它们共用一个电子对形成共价键。
由于氯原子的电子云密度大于氢原子，氯原子会向氢原子一侧偏移，使得氯化氢分子呈线性结构。
1.3 多原子分子多原子分子是由三个或更多种不同原子构成的分子。
它们的几何结构可以分为线性、平面、三角锥、四面体等多种形式。
以甲烷分子（CH4）为例，碳原子中心周围有四个氢原子。
由于碳原子的电子云密度较大，四个氢原子倾向于排列在等边四面体的四个顶点。
二、键角的概念及影响键角是指连接两个原子的化学键之间的夹角。
键角的大小对分子的性质和反应具有重要影响。
2.1 电子对斥力理论电子对斥力理论提出了分子形状的解释。
根据该理论，电子对互相之间带有负电荷，它们之间的斥力会使分子的几何结构趋于最稳定状态，从而影响键角的大小。
以水分子（H2O）为例，氧原子周围有两个孤立电子对和两个氢原子，孤立电子对之间互相排斥，使得氢原子呈V字形排列，氧原子与两个氢原子之间的键角为104.5度。
2.2 形成化学键的影响化学键的形成也会影响分子几何结构和键角的大小。
化学键的键角与分子形状
化学键的键角与分子形状化学键是指由原子之间的电子云相互作用形成的化学键。
在化学键中，键角是一个重要的参数，它决定了分子的形状和性质。
本文将从分子的键角与形状的关系进行探讨。
1. 介绍化学键的键角是指连接在一起的原子之间的键的夹角。
键角的大小取决于原子之间的电子云排斥效应。
当原子通过共价键连接时，它们的电子云会互相排斥，导致键角的形成。
2. 单一键角单一键角是指两个原子之间的键角，其中每个原子通过共享一个电子对形成单一共价键。
单一键角的例子包括氢气（H₂）和甲烷（CH₄）。
在氢气中，两个氢原子之间的键角为180度；在甲烷中，碳和氢原子之间的键角为109.5度。
3. 双键和三键角度当原子之间通过双键或三键连接时，键角通常会改变。
双键是指两个原子之间共享两对电子，三键是指两个原子之间共享三对电子。
双键和三键角度的例子包括乙炔（C₂H₂）和二氧化碳（CO₂）。
在乙炔中，碳之间的三键角为180度；在二氧化碳中，碳和氧原子之间的双键角为180度。
4. 分子形状的确定键角对于确定分子的形状非常重要。
通过了解分子中的键角，我们可以预测分子的几何形状。
常见的分子形状包括线性、平面三角形、平面四边形、平面五边形和三维形状。
这些形状取决于分子中键角的大小和分子中原子的位置。
5. 影响键角的因素键角的大小受到多种因素的影响。
其中一些因素包括电子对的排斥效应、原子的电子云形状和原子的杂化（即轨道重叠）。
这些因素共同作用，决定了键角的大小和分子的形状。
6. 实际应用对于化学研究和实际应用而言，了解分子的键角和形状对于解释分子的性质和反应机理非常重要。
毕竟，化学反应的速率、选择性和产率都与分子的形状和键角有关。
通过理解和控制分子的形状，我们可以设计合成更有效的药物、催化剂和材料。
7. 结论总之，化学键的键角与分子形状有着密切的关系。
通过了解键角的大小和分子中原子的位置，我们可以预测分子的形状和性质。
这些信息在化学研究和应用中具有重要意义，有助于我们设计和开发更有效的化学品和材料。
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预测分子几何构型的方法
• 正确写出该分子的路易斯结构式，注意标出位于 结构中心原子的孤对电子以及写出该分子的所有 共振结构式； • 计算或直接数出中心原子的价层电子对数。 • 根据价层电子对和孤对电子的总数判断中心原子 的几何构型； • 对中心原子和分子几何构型进行调整：
– 电子对之间的排斥能力不同：
共价键的参数
• 共价键的特点：具有饱和性和方向性
• 键参数：
– 键能: 几百 kJ/mol – 键长: 几百 pm – 键角: 0-180o – 键极性：极性或非极性
键能：共价键的稳定性标度
键能
共价键
共价键 键长 键能 （pm） （kJ/mol）
键长 键能 （pm） （kJ/mol）
C―C
C=C C≡C
例 为什么钢化玻璃壁普通玻璃强度大，而且打碎后成为较圆 的小颗粒？ 解：钢化玻璃由于是骤冷而形成，固体中离子的堆积比较 接近于熔融的玻璃，因此更紧密和无序。这样既具有较大 的晶格能，又没有较大的晶面，因此钢化玻璃强度大，而 碎裂后成为小颗粒。
共价键和共价化合物
金刚石
ATP
血红蛋白
原子晶体
小分子
生物大分子
共价键的极性(2)
O O O
d-
O
d+
O
d-
d-
C
Od+
非极性
极性
极性
对于多重键来说： • 不相同原子组成极性键，键极性的方向需要具体分析； • 相同原子组成键的极性，需要具体分析；
共价键极性如何决定分子极性
H-O共价键偶极矩
• 分子的极性是共价 键极性的矢量加和
– 双原子分子：键的极 性就是分子的极性 – 多原子分子：取决于 键的极性和分子的几 何构型
跷跷板形（变形四面体） SF4, TeCl4
例：CO2 路易斯结构： 中心原子 C 2 极性的双键，没有孤对电子 总价层电子对数：2+0=2 判断：CO2线形分子 分子对称，为非极性分子
O
C
O
例 I 3路易斯结构：
I
I
I
I
中心原子 I 2 非极性单键，3孤对电子 总价层电子对数：2+3=5
I I
• 孤对-孤对 > 孤对-成键 > 成键-成键； • 多重键相当于一对超级成键电子；
– 分析中心原子的杂化轨道方式，确定结果的合理性； – 分子间作用影响有多结构中心的复杂分子构型
价层电子对总数和中心原子几何构型
价层电子对总 数 2 3 4 价层电子对构 型 直线 平面三角形 四面体 孤对电子 数 0 0 1 0 1 2 5 三角双锥 0 1 2 3 6 八面体 0 1 2 分子构型 直线 平面正三角形 V形 正四面体 三角锥 V形 三角双锥 T形 直线 正八面体 四方锥 平面四方形 实例 HgCl2, CO2 BF3, NO3PbCl2, SO2 CH4, SO42NH3, H3O+ H2O, H2S PCl5 ClF3 I3-, XeF2 SF6, AlF3BrF5, SbF53ICl4-, XeF4
多重键:
不符合8电子规则的结构
F F S F F F F
H H
H B H
H
H
共振结构
BF3
F F B F F F B F F F B F
H3O+
H H O H H H O H H H O H
离子键的形成要点
从分析可知Born-Harbor循环离子键的形成要点：
（1） 发生电子转移形成正负离子
• 结构高度对称的分子 总为非极性分子。
分子总体偶极矩
H-O共价键偶极矩
价层电子对互斥理论预测分子的形状
• VSEPR原理：所有价层电子对（包括成键 电子对和孤对电子）都相互排斥，分子的 形状应当采用价层电子对相互远离的构型， 从而使彼此间的相互排斥力达到最小
• 关键词
– 中心原子 – 成键电子对 – 孤对电子
2
H
4
H
骨架的5个C原子都具有立体结构，但是首末的两个CH3-基 团对整个分子构型没有意义，关键的是C2~C4的结构
3个C原子的价层电子对数都是3，没有孤对电子，因此这3 个C均为平面三角形的结构
判断： 该分子有以下两种可能的构型：
O H C H3C C H
O C H3C
O C
C
CH3
C O H CH3
O
-
O
N
120o
O
(NO3-)
• 而HNO3双键间的排斥力较双键-单键要大，因此其分子 构型为等腰三角形：
115o O
HO N O
130o
(HNO3)
例 预测CH3COCH=C(OH)CH3分子的几何构型及并解释
解：此分子的完整路易斯结构式为：
H H C O C H O C H C H
1
3
C H
5
小测验
• 请写出26号元素的名称和周期表中的位置
化学键性质和分子的几何形状
化学键的分类
化学键
配位键
共价键
离子键
金属键
金属配合物
分子和原子晶体
固体
大多数的生物分子
强电解质盐 骨骼等硬组织
金属
路易斯（Lewis）化学键理论复习
离子键 共价键: or
8电子规则（Octet rule）: 原子 倾向于依靠得到或失去或公用电 子的三种方式之一，形成外层类 似惰性气体原子结构的8个电子 的稳定状态。
• • • • 高熔点、高沸点 硬度大、强度高 晶体易脆 熔融和溶解后导电
外力打击 + + -
红宝石（刚玉）天然矿物、 加工晶体和刚玉晶体中阴阳 离子的排列方式
+ + +
+ + -
+ + +
+ + - Nhomakorabea+ + +
晶面
晶面
离子化合物在水中的溶解过程
NaCl盐的溶解包含了主要两个过程 • 首先晶体结构解离成为裸露的Na+和Cl-离子。本解离过程 主要克服晶格能 • 裸离子与溶剂水分子结合、形成水合Na+和Cl-离子。本过 程将释放离子的水合能（hydration energy） 强电解质：水合能大于解离能 难溶盐（slightly soluble ionic compounds）：水合能小于解 离能 晶格能很大的离子化合物如Al2O3、TiO2等基本上不溶于水
Na + Cl → Na+ + Cl（2） 正负离子通过密堆积形成稳定的离子晶体，并释放晶格能
Na+ + Cl- → Na+Cl- + 晶格能（lattice energy）
(密堆积晶体)
• 决定离子键强度的主要因素是晶格能大小 • 决定晶格能大小的因素主要包括离子电荷、离子半径和密 堆积的方式
离子晶体的性质
(1)
H
(2)
其中，结构2的分子基团空间伸展最大，排斥力就小 结构1中有一个分子内的氢键，分子更稳定 所以，该分子的几何构型应为结构1所示。
154
134 120
346
610 835
O―O
O=O
148
120
146
495
• 键能大小取决于成键原子的性质 • 对相同原子形成的共价键，键能越大，键长越短；键 的多重性越高，键能越大
键长和键角：决定分子的结合构型
单键 双键 叁键 1.0 0.8~0.9 0.75~0.8
例 已知在乙烯C2H2分子中，C-H键长109pm，C=C键长 134pm，各共价键之间的键角都是120o。请画出乙烯的 分子结构 解：
H C H
（其中C=C比C-H长出1/4左右）
H C H
共价键的极性(1)
H H
d+
H
F
d-
非极性 极性 对于单键来说： • 相同原子组成非极性键； • 不同原子组成极性键，电负性大的原子带d-电荷，电负性 小的原子带d+电荷；
q d A B （D）
D是偶极矩的德拜（Debye）单位，1D=3.34×10-30 C∙m
判断：中心原子I是三角双锥形 故对电子在平面最大伸展，所以I3- 总体为线形分子 非极性分子
例 HNO3和NO3O
路易斯结构分别为：
HO
N O
(HNO3)
O
-
OO N O O N
O
O
N O
O-
(NO3-)
都有1个单键和2个双键，没有孤对电子 共3个价层电子对 NO3-具有共振结构，三个O是等同的
判断： • NO3-的分子构型是平面正三角形，键角均为120o