高二化學選修三第二章分子結構與性質PAGEPAGE26班級姓名第小組小組評價教師評價第二章分子結構與性質第一節共價鍵〔1〕【學習目標】1．了解共價鍵的成因及σ鍵和π鍵的形成。2．掌握用電子式表示共價鍵的結構和形成過程。【根底知識】一．共價鍵1．概念原子間通過共用電子對所形成的相互作用。2.成鍵的粒子原子，一般為非金屬原子〔相同或不相同〕或金屬原子與非金屬原子。3．鍵的本質原子間通過共用電子對〔即電子云重疊〕產生的強烈作用。【拓展】共價鍵的形成原因：①成鍵原子相互靠近，自旋方向相反的兩個電子形成共用電子對〔發生電子云重疊〕，且各原子最外層電子數目一般能到達飽和〔通常為8電子穩定結構〕，由不穩定變穩定；②兩原子核都吸引共用電子對，使之處于平衡狀態；③原子通過共用電子對形成共價鍵后，體系總能量降低。4．鍵的形成條件非金屬元素的原子之間形成共價鍵，大多數電負性之差小于1.7的金屬與非金屬原子之間形成共價鍵。【注意】Al原子與F原子變為Al3+和F-后形成離子鍵，Al原子與Cl原子之間那么形成共價鍵。5.共價鍵的存在〔1〕共價化合物中一定存在共價鍵，如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。〔2〕非金屬單質分子中〔稀有氣體除外〕存在共價鍵，如O2、F2、H2、C60等。〔3〕局部離子化合物中存在共價鍵，如Na2SO4的SO42-中存在共價鍵，NaOH的OH-中存在共價鍵，NH4Cl的NH4+中存在共價鍵，Na2O2的O22-中存在共價鍵等。6．分類類型特點分類依據σ鍵電子云“頭碰頭〞重疊原子軌道的重疊方式π鍵電子云“肩并肩〞重疊極性鍵共用電子對發生偏移電子對是否偏移非極性鍵共用電子對不發生偏移單鍵有一個共用電子對共用電子對數目雙鍵有兩個共用電子對三鍵有三個共用電子對7.共價鍵特征〔1〕飽和性：每個原子中的一個未成對電子與另一個原子中的一個未成對電子成鍵后，一般不能再與其他原子的未成對電子成鍵。共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結合的數量關系，每個原子所能形成的共價鍵總數或以單鍵連接的原子數目是一定的。如氯原子核外只有1個未成對電子，兩個氯原子之間可以形成且只能形成一個共價鍵，因而氯氣的化學式為Cl2，而不是Cl3。〔2〕方向性：形成共價鍵時，原子軌道重疊得越多，電子在核間出現的概率越大，所形成的共價鍵就越牢固。因此共價鍵將盡可能沿著電子出現概率最大的方向形成。共價鍵的方向性決定著分子的空間構型。如H2O為角形〔V形〕，CO2為直線形，NH3為三角錐形。二．單鍵、雙鍵和三鍵1.單鍵兩個成鍵原子間發生原子軌道的重疊形成1對共用原子，這樣的共價鍵稱為單鍵，如H-O-H、H-O-Cl等。2.雙鍵兩個成鍵原子間發生原子軌道的重疊形成兩對共用原子，這樣的共價鍵稱為雙鍵，如CH2=CH2、O=C=O等。3.三鍵兩個成鍵原子間發生原子軌道的重疊形成3對共用原子，這樣的共價鍵稱為三鍵，如CH3-C≡CH、N≡N、H-C≡N等。三．σ鍵和π鍵1.σ鍵〔1〕概念將原子軌道沿鍵軸〔兩原子核的連線〕方向以“頭碰頭〞方式相互重疊，導致電子在核間出現的概率增大而形成的共價鍵為σ鍵。σ鍵的特點是軌道的重疊局部呈圓柱形沿鍵軸呈軸對稱分布。〔2〕分類：可分為s-sσ鍵、s-pσ鍵、p-pσ鍵。①s-sσ鍵：兩個成鍵原子均提供s原子軌道形成的共價鍵。如H2中的σ鍵即為s-sσ鍵，見課本P28圖2-1。②p-pσ鍵：以Cl2中p-pσ鍵為例，兩個氯原子〔成鍵原子〕分別提供1個未成對電子的3p軌道以“頭碰頭〞的方式重疊所形成的共價鍵。見課本P29圖2-2。③s-pσ鍵：以HCls-pσ鍵為例，氫原子提供的未成對電子的1s原子軌道和氯原子提供的未成對電子的3p原子軌道重疊形成共價鍵，見課本P29圖2-2。〔3〕特征滿足軸對稱特征；形成σ鍵的原子軌道重疊程度比擬大，σ鍵有較強的穩定性；σ鍵可以旋轉。2.π鍵〔1〕概念將原子軌道以“肩并肩〞方式相互重疊導致電子在核間出現的概率增大而形成的共價鍵稱為π鍵，見課本P29圖2-3。〔2〕特征每個π鍵的電子云由兩塊形成，分別位于由兩原子核構成平面的兩側，如果以它們之間包含原子核的平面作為鏡面，它們互為鏡像，滿足鏡面對稱；由于形成π鍵時電子云重疊程度比形成σ鍵時小，故π鍵沒有σ鍵牢固，比擬容易斷裂；π鍵不可以旋轉。【說明】兩個s電子的原子軌道不能形成π鍵，只能形成σ鍵。3.σ鍵和π鍵的存在規律及對分子性質的影響〔1〕存在規律①兩個原子形成共價鍵時，其電子云〔或原子軌道〕盡可能最大程度重疊，故兩個原子形成共價鍵時應先形成σ鍵，然后才能形成π鍵。②σ鍵和π鍵的存在規律：單鍵為σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵。即多原子分子中一定有σ鍵，可能有π鍵〔稀有氣體分子中沒有共價鍵〕。〔2〕對分子性質的影響σ鍵的牢固程度較大，π鍵不如σ鍵牢固，比擬容易斷裂。因此含有π鍵的化合物與只含有σ鍵的化合物的化學性質不同，通常含π鍵物質的化學性質更活潑。如乙烯的化學性質比乙烷更活潑。【注意】N2的分子結構非常穩定，其分子中的π鍵很難破壞〔斷裂〕。N2分子中的π鍵比σ鍵穩定。【過關訓練】1.以下物質的分子中既有σ鍵，又有π鍵的是〔〕①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥2．以下常見分子中σ鍵、π鍵判斷正確的是〔〕A.CN-與N2結構相似，CH2=CHCN分子中σ鍵與π鍵數目之比為1:1B.CO與N2結構相似，CO分子中σ鍵與π鍵數目之比為2:1C.C22-與O22+互為等電子體，1molO22+中含有π鍵數目為2NAD.反響N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l)，假設該反響中有4molN-H鍵斷裂，那么形成的π鍵數目為6NA3.以下說法中不正確的是〔〕A.一般σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強B.兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵C.氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵D.N2分子中有一個σ鍵，兩個π鍵4.以下說法正確的是〔〕A.π鍵是由兩個p電子“頭碰頭〞重疊形成B.σ鍵是鏡面對稱，而π鍵是軸對稱C.乙烷分子中的鍵全為σ鍵而乙烯分子中含σ鍵和π鍵D.H2分子中含σ鍵而Cl2分子中還含π鍵5.對σ鍵的認識不正確的是〔〕A.σ鍵不屬于共價鍵，是另一種化學鍵B.s-sσ鍵與s-pσ鍵的對稱性相同C.分子中含有共價鍵，那么至少含有一個σ鍵D.含有π鍵的化合物與只含σ鍵的化合物的化學性質不同【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第一節共價鍵〔2〕【學習目標】1.認識鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數的概念。2.能用鍵參數――鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質。3.知道等電子原理，結合實例說明“等電子原理的應用〞。【根底知識】四．鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角1．鍵能〔1〕含義氣態基態原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量。【注意】①應為氣態基態原子：保證釋放的能量最低。②斷裂1mol化學鍵生成氣態原子時吸收的能量與該鍵的鍵能數值相等。〔2〕表示方法常用EA-B表示，單位為kJ·mol-1，通常取正值。如H-H鍵的鍵能為EH-H=436kJ·mol-1。〔3〕鍵能的意義①表示共價鍵的強弱。原子間形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，體系能量下降越多，釋放能量越多，形成的共價鍵鍵能越大，形成的共價鍵越牢固。②判斷分子的穩定性。一般來說，結構相似的分子，其共價鍵的鍵長越短，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。〔4〕與化學反響中的熱效應的關系ΔH=反響物的鍵能總和－生成物的鍵能總和2.鍵長〔1〕定義分子中形成共價鍵的兩原子的原子核間的平均距離。〔2〕意義鍵長是衡量共價鍵穩定性的參數之一。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定。【知識拓展】①鍵長的長短，常根據成鍵的原子半徑大小來判斷。如H-F、H-Cl、H-Br、H-I等氫鹵鍵，由于X的半徑從F→I依次遞增，故氫鹵鍵越來越長，鍵能越來越小，分子越來越容易分解。②因成鍵時兩原子軌道發生重疊，故鍵長小于成鍵原子的原子半徑之和。3．鍵角〔1〕定義在原子數超過兩個的分子中，兩個化學鍵之間的夾角叫作鍵角。〔2〕意義鍵角是描述多原子分子空間結構的重要因素之一。多原子分子中的鍵角是一定的，說明共價鍵有方向性。鍵角和鍵長常用來描述多原子分子的空間構型。一般來說，某分子中的鍵長和鍵角的數據，就可確定該分子的空間構型。例如：水分子中兩個O-H鍵之間的夾角是105°，這就決定了水分子是V形結構；CO2分子的結構式為O=C=O，它的鍵角為180°，所以CO2分子是直線形分子。五．等電子原理1.等電子原理原子總數相同、價電子數總數也相同的分子具有相似的化學鍵特征，它們的許多性質是相近的，此原理稱為等電子原理。2.等電子體滿足等電子原理的分子互稱為等電子體。〔1〕如CO分子和N2分子具有相同的原子總數，相同的價電子數，是等電子體，其性質比照方下表分子N2CO原子數22分子的價電子總數1010化學鍵2個π鍵、1個σ鍵2個π鍵、1個σ鍵分子解離能/kJ·mol-19461075分子構型直線直線沸點/K7782熔點/K6368在水中的溶解度〔室溫〕2.3mL1.6mL〔2〕其他①硅和鍺是良好的半導體材料，等電子體磷化鋁〔AlP〕和砷化鎵〔GaAs〕也是良好的半導體材料。②SiCl4、SiO44-、SO42-的原子數目和價電子總數都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體立體構型。【拓展】①互為等電子體的物質可以是分子和分子、分子和離子、離子和離子。②等電子體具有相同的化學鍵類型和分子構型，物理性質相似，但其化學性質差異較大。③等電子體的價電子數可以由其電子式或構成微粒的原子的價電子數來判斷：電子式中的鍵合電子數和孤電子對數的二倍之和即為價電子總數；分子中組成原子的價電子數之和或離子中各原子的價電子數之和與離子所帶電荷相加〔或相減〕即得價電子總數。如NO2-的價電子總數為5+6×2+1=18。3.等電子體的判斷和應用〔1〕判斷方法原子總數相同、價電子總數也相同的分子為等電子體。〔2〕應用等電子體的許多性質相似、空間構型相同，故可用來預測分子的一些性質和空間構型，并應用于制造新材料。【過關訓練】1.能用鍵能大小解釋的是〔〕A.N2的化學性質比O2穩定得多B.常溫常壓下，溴呈液態，碘呈固態C.稀有氣體一般很難發生化學反響D.硝酸易揮發而磷酸難揮發2.根據等電子體原理判斷，以下說法中錯誤的是〔〕A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B.B3N3H6分子中存在雙鍵，可發生加成反響C.H3O+和NH3是等電子體，均為三角錐形D.CH4和NH4+是等電子體，均為正四面體形3.與NO3-互為等電子體的是()A.SO3B.BF3C.CH4D.NO24.以下說法中，錯誤的是〔〕A.鍵長越長，化學鍵越牢固B.成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價鍵越牢固C.對雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩定D.原子間通過共用電子對所形成的化學鍵叫共價鍵【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第二節分子的立體構型〔1〕【學習目標】1．知道常見分子的立體結構。2．了解價層電子對互斥模型、并能根據該理論判斷簡單分子或離子的構型。【根底知識】一．價層電子對互斥理論1.形形色色的分子〔1〕三原子分子三原子分子的立體構型有直線形〔如CO2分子〕和V形〔如H2O分子〕兩種。〔2〕四原子分子大多數四原子分子采取平面三角形〔如CH2O分子〕和三角錐形〔如NH3分子〕兩種立體構型。〔3〕五原子分子五原子分子的可能立體構型更多，最常見的是正四面體形〔如CH4分子〕。2.價層電子對互斥理論〔1〕理論要點價層電子對互斥理論認為，分子的立體構型是“價層電子對〞相互排斥的結果。價層電子對是指分子中的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。〔2〕價層電子對數的計算①σ鍵電子對數由分子式確定：分子中有n個σ鍵，就有n對σ鍵電子對。②中心原子上的孤電子對數由公式確定：中心原子上的孤電子對=〔a-xb〕。(式中：a為中心原子的價電子數，對主族元素來講，價電子數等于原子的最外層電子數；x為與中心原子結合的原子數；b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數，氫為1，其他原子等于“8-該原子的價電子數〞)對于陰〔陽〕離子來說，a為中心原子的價電子數加上〔或減去〕離子的電荷數，x和b的計算方法不變。③中心原子的價層電子對數=σ鍵電子對數+〔a-xb〕二．價層電子對互斥模型1.價層電子對互斥模型的概述該理論模型認為，在一個共價分子或離子中，中心原子A周圍所配置的B原子的幾何構型，主要取決于中心原子的價電子層中各電子對間的相互排斥作用。這些電子對在中心原子周圍按盡可能互相遠離的位置排布，以使彼此間的排斥力最小。這就是價層電子對互斥模型。2.分子立體構型確實定依據價層電子對互斥模型，判斷分子中中心原子的孤電子對數，再利用中心原子的成鍵電子對數，兩者結合，就可以確定分子較穩定的立體構型。舉例說明如下表：中心原子的孤電子對數與成鍵電子對數之和成鍵電子對數孤電子對數價層電子對的理想幾何構型分子立體構型名稱分子立體結構的實例220直線形直線形CO2330平面三角形平面正三角形BF3、BCl321平面三角形V形SO2440四面體形正四面體形CH4、CCl431四面體形三角錐形NH322四面體形V形H2O【過關訓練】1.以下分子中心原子的價層電子對數是3的是〔〕A.H2OB.BF3C.CH4D.NH32.以下分子的中心原子，帶有一對孤對電子的是〔〕A.PCl3B.BeCl2C.CH4D.H2O3.以下分子的結構中，原子的最外層電子不都滿足8電子穩定結構的是〔〕A.CO2B.PCl3C.CCl4D.NO24.以下物質中，分子的立體構型與水分子相似的是〔〕A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl45.以下分子的VSEPR模型與分子立體結構模型一致的是〔〕A.NH3B.CCl4C.H2OD.H2S6.用價層電子對互斥模型推測以下分子的空間構型：〔1〕H2S〔2〕NH2-〔3〕BF3〔4〕CHCl3〔5〕SiF4答案〔1〕H2S為V形〔2〕NH2-為V形〔3〕BF3為平面正三角形〔4〕CHCl3為四面體〔5〕SiF4為正四面體【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第二節分子的立體結構〔2〕【學習目標】1．認識雜化軌道理論的要點。2．進一步了解有機化合物中碳的成鍵特征。3．能根據雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構型。【根底知識】三．雜化軌道1.雜化軌道理論的根本內容雜化軌道理論認為，原子在形成分子時，由于原子間相互作用的影響，假設干不同類型、能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道，這種重新組合的過程稱為軌道雜化，所形成的新的原子軌道稱為雜化軌道。【注意】①原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發生，孤立的原子不能發生雜化。②只有能量相近的原子軌道才能發生雜化形成雜化軌道。一般為同一能級組的原子軌道發生雜化，如ns、np、(n-1)d(或nd)原子軌道發生雜化。③原子軌道雜化后形成的雜化軌道具有相同的能量〔電子云形狀相同，伸展方向不同〕。④雜化前后軌道數目不變。⑤雜化軌道成鍵時要滿足化學鍵間最小排斥原理，可由雜化軌道間的夾角判斷分子空間構型。⑥雜化軌道所形成的化學鍵全部為σ鍵。2.雜化軌道的形成過程〔以CH4分子的形成過程為例〕雜化軌道理論認為在形成分子時，通常存在激發、雜化和軌道重疊等過程，如CH4分子的形成過程：碳原子2s軌道中的1個電子吸收能量躍遷到2p空軌道上，這個過程稱為激發，但此時各個軌道的能量并不完全相同，于是1個2s軌道和3個sp軌道“混合〞起來，形成能量相等、成分相同的4個sp3雜化軌道〔其中每個雜化軌道中，s成分占1/4，p成分占3/4〕，然后4個sp3雜化軌道上的電子相互排斥，使4個雜化軌道指向空間距離最遠的正四面體的四個頂點，碳原子的4個sp3雜化軌道分別與4個H原子的1s軌道形成4個相同的σ鍵，從而形成CH4分子。由于4個C-H鍵完全相同，所形成的CH4分子為正四面體形，鍵角是109°28′。【規律】①原子軌道發生雜化后，雜化軌道的形狀和空間伸展方向均發生了變化。②在形成分子時，雜化軌道只能用于形成σ鍵或容納未參與成鍵的孤電子對。3.雜化軌道類型因為雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納孤電子對，而兩個原子之間只能形成一個σ鍵，故有以下關系：雜化軌道數=中心原子孤電子對數+中心原子結合的原子數，再由雜化軌道數判斷雜化類型。〔1〕sp雜化：由1個ns軌道和1個np軌道雜化得到2個夾角為180°的直線形雜化軌道。例如CO2中的碳原子、H-C≡N中的碳原子、BeF2中的鈹原子等均采取sp雜化。【注意】原子軌道發生sp雜化時，還有2個np原子軌道未發生雜化，假設np原子軌道上有未成對電子，形成分子時，2個np原子軌道上的電子會形成π鍵，如CH≡CH的形成。〔2〕sp2雜化：由1個ns軌道和2個np軌道雜化，雜化后得到3個夾角為120°的平面三角形雜化軌道。BCl3、CO32-、NO3-、H2C=O、SO3、CH2=CH2結構中的中心原子都是以sp2雜化的。【注意】以sp2雜化軌道構建結構骨架的中心原子必有一個垂直于sp2軌道的未參與雜化的p軌道，如果這個軌道跟鄰近原子上平行的np軌道重疊，并填入電子，就會形成π鍵。〔3〕sp3雜化：由1個ns軌道和3個np軌道雜化，雜化后得到4個夾角為109°28′的正四面體形雜化軌道。sp3雜化過程中所有p軌道全部參與雜化，形成4個完全相同的σ鍵，沒有π鍵。如CH4、CCl4、NH3、H2O等的中心原子均采取的是sp3雜化。雜化軌道的應用利用雜化軌道理論即可解釋分子的空間構型，也可以作為判斷分子空間構型的依據〔如下表所示〕。spsp2sp3用于雜化的原子軌道數234雜化軌道間的夾角180°120°109°28′空間構型直線形平面三角形正四面體【過關訓練】1.以下分子的空間構型可以用sp2雜化軌道來解釋的是〔〕①BF3②CH2=CH2③④HC≡HC⑤NH3⑥CH4A.①②③B.①⑤⑥C.②③④D.③⑤⑥2.關于原子軌道的說法不正確的是〔〕A.但凡中心原子采取相同類型的雜化軌道成鍵的分子，其幾何構型不一定相同B.sp雜化軌道是由同一個原子中能量相近的一個s軌道和一個p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道C.凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp2雜化軌道成鍵D.乙烯與氫氣反響會變成乙烷，碳原子的雜化類型由sp2變為sp33.以下關于雜化軌道的表達正確的是〔〕A.雜化軌道可用于形成σ鍵，也可用于形成π鍵B.雜化軌道可用來容納未參與成鍵的孤電子對C.NH3中N原子的sp3雜化軌道是由N原子的3個p軌道與H原子s軌道雜化而成的D.在乙烯分子中1個碳原子的3個sp2雜化軌道與3個氫原子的s軌道重疊形成3個C-Hσ鍵4.以下分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間構型為直線形且分子中沒有形成π鍵的是〔〕A.C2H2B.CO2C.BeCl2D.BF35.以下對sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角的比擬，得出結論正確的是〔〕A.sp雜化軌道的夾角最大B.sp2雜化軌道的夾角最大C.sp3雜化軌道的夾角最大D.sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角相等【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第二節分子的立體結構〔3〕【學習目標】1．配位鍵、配位化合物的概念。2．配位鍵、配位化合物的表示方法。【根底知識】四．配合物理論1.配位鍵〔1〕概念成鍵的兩個原子或離子一方提供孤電子對〔配位體〕，一方提供空軌道而形成的共價鍵，叫作配位鍵。如氨分子與H+相互接近到一定程度時，氨分子中的孤電子對所在的軌道將與H+的1s空軌道重疊，使得孤電子對主要在重疊區域中運動，即這一對電子為氮原子、氫原子共用，從而形成配位鍵。氨分子與H+之間是以配位鍵結合成銨根離子〔NH4+〕的，形成NH4+后，四個氮氫鍵的性質變得完全相同了。〔2〕配位體應含有孤電子對，如NH3、H2O、OH-等。〔3〕表示配位鍵可以用A→B來表示，其中A是提供孤電子對的原子，叫作“給予體〞；B是接受電子對的原子，叫作“接受體〞。〔4〕存在配位鍵可以存在于分子〔如H2SO4〕中，也可以存在于離子〔如NH4+、H3O+〕中。2.配位化合物〔1〕概念金屬離子〔或原子〕與某些分子或離子〔稱為配體〕以配位鍵結合形成的化合物，簡稱配合物。〔2〕結構例如在[Cu(NH3)4]SO4配合物中Cu2+稱為中心離子，4個NH3分子叫作配體。中心離子與配體通過配位鍵構成了配合物的內配位層〔或稱內界〕，通常把它們放在中括號內，SO42-稱為外配位層〔或稱外界〕。內外界之間是離子鍵，在水中完全電離。這些關系如下圖。【說明】①配合物的中心離子一般都是帶正電的陽離子，過渡金屬離子最常見，但也有電中性的原子甚至還有極少數的陰離子。②配體可以是陰離子，如X-〔鹵素離子〕、OH-、SCN-、CN-、RCOO-〔羧酸根離子〕、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配體中直接同中心離子配合的原子叫作配原子，配原子必須是含有孤電子對的原子，如NH3中的氮原子，H2O分子中的氧原子，配原子常是VA、VIA、VIIA族的元素。③直接同中心離子〔或原子〕配位的原子數目叫中心離子〔或原子〕的配位數。【過關訓練】1.〔1〕配位化學創始人維爾納發現，取CoCl3?6NH3〔黃色〕、CoCl3?5NH3〔紫紅色〕、CoCl3?4NH3〔綠色〕和CoCl3?4NH3〔紫色〕四種化合物各1mol，分別溶于水，參加足量硝酸銀溶液，立即產生氯化銀，沉淀的物質的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。①請根據實驗事實用配合物的形式寫出它們的化學式。CoCl3?6NH3______。CoCl3?5NH3______。CoCl3?4NH3〔綠色和紫色〕______。②后兩種物質組成相同而顏色不同的原因是______。③上述配合物中，中心離子的配位數都是______。〔2〕向黃色的三氯化鐵溶液中參加無色的KSCN溶液，溶液變成血紅色。該反響在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN═Fe〔SCN〕3+3KCl表示。經研究說明，Fe〔SCN〕3是配合物，Fe3+與SCN-不僅能以1：3的個數比配合，還可以其他個數比配合。請按要求填空①Fe3+與SCN-反響時，Fe3+提供______，SCN-提供______，二者通過配位鍵結合。②所得Fe3+與SCN-的配合物中，主要是Fe3+與SCN-以個數比1：1配合所得離子顯血紅色。含該離子的配合物的化學式是______。③假設Fe3+與SCN-以個數比1：5配合，那么FeCl3與KSCN在水溶液中發生反響的化學方程式可以表示為。答案〔1〕①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl②空間構型不同③6〔2〕①空軌道孤電子對②[Fe(SCN)]Cl2③FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl2.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大。a的核外電子總數與其周期數相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子。答復以下問題(1)b、c、d中第一電離能最大的是_____(填元素符號)，e的價層電子軌道示意圖為________。(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為______；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是________(填化學式，寫出兩種)。(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數為3的酸是________；酸根呈三角錐形結構的酸是________。(填化學式)(4)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中，陰離子呈四面體結構；陽離子呈軸向狹長的八面體結構〔如下圖〕。該化合物中，陰離子為________，陽離子中存在的化學鍵類型有________；該化合物加熱時首先失去的組分是________，判斷理由是__________________________________________。答案(1)N(2)sp3H2O2、N2H4(3)HNO2、HNO3H2SO3(4)SO42-共價鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第三節分子的性質〔1〕【學習目標】了解極性共價鍵和非極性共價鍵。結合常見物質分子立體結構，判斷極性分子和非極性分子。【根底知識】一．鍵的極性1.極性鍵與非極性鍵的比擬極性鍵非極性鍵概念不同種元素原子形成的共價鍵同種元素原子間形成的共價鍵原子吸引電子能力不同相同共用電子對偏向吸引電子能力強的原子不發生偏移成鍵原子電性顯電性電中性成鍵元素一般是不同種非金屬元素同種非金屬元素舉例H-Cl、H-O-HCl-Cl、H-H【規律】極性鍵中電負性大的原子顯負電性〔δ-〕，電負性小的原子顯正電性〔δ+〕。成鍵原子的電負性差值越大，鍵的極性越強，當差值大于1.7時，一般形成離子鍵。2.判斷方法〔1〕A—A型共價鍵為非極性鍵，A—B型共價鍵為極性鍵。即同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。如H-H鍵、Cl-Cl鍵為非極性鍵；H-Cl鍵、有機物中的C-H鍵、C-O鍵等為極性鍵。〔2〕根據成鍵原子所屬元素電負性的差值不同判斷。差值為零時，通常形成非極性鍵；差值不為零時，形成的共價鍵為極性鍵，且差值越大，共價鍵的極性越強〔稱為強極性鍵〕，差值越小，共價鍵的極性越弱〔稱為弱極性鍵〕。二．分子的極性1.極性分子與非極性分子由共價鍵形成的分子，根據分子中的正電中心與負電中心是否重合分為極性分子和非極性分子，如下：極性分子—正電中心與負電中心不重合，鍵的極性向量和不為零。分子非極性分子—正電中心與負電中心重合，鍵的極性向量和等于零。【拓展】分子中正電荷的作用集中的一點是正電中心，分子中負電荷的作用集中的一點是負電中心。如CH4為正四面體結構，其正電中心和負電中心重合于正四面體中心碳原子上，說明CH4為非極性分子。2.判斷分子極性的方法〔1〕根據分子類型和分子的空間構型判斷①A2型：只有非極性鍵，為非極性分子，如Cl2、O2等。②AB型：只含極性鍵、直線形分子，為極性分子，如HCl、HF等。③AB2型：為直線形時，空間結構對稱，為非極性分子，如CO2、CS2等；為V形時，正負電荷中心不重合，為極性分子，如H2O、H2S等。④AB3型：為平面正三角形時，空間結構對稱，為非極性分子，如BF3、SO3等；為三角錐形時，正負電荷中心不重合，為極性分子；假設與中心原子A成鍵的三個原子不完全相同時，必為極性分子。⑤AB4型：為正四面體形或平面正方形時，為非極性分子，如CH4、CCl4、SiH4等；假設與中心原子A成鍵的四個原子不完全相同時，必為極性分子，如CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl等。【規律】判斷分子極性的根本依據是分子的空間構型是否對稱。〔2〕根據中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷ABn型分子中的中心原子A的最外層電子假設全部成鍵〔沒有孤電子對〕，此分子一般為非極性分子，如CO2、CCl4、PCl5、SF6等；分子中的中心原子最外層電子假設未全部成鍵〔有孤電子對〕，此分子一般為極性分子，如H2O、PCl3等。〔3〕化合價法ABn型分子中，中心原子的化合價的絕對值等于該元素的價電子數時，該分子為非極性分子，此時分子的空間結構對稱；假設中心原子的化合價的絕對值不等于其價電子數，那么分子的空間結構不對稱，其分子為極性分子，具體實例如下：分子BF3CO2PCl5SO3(g)H2ONH3SO2中心原子化合價絕對值3456234中心原子價電子數3456656分子極性非極性非極性非極性非極性極性極性極性【說明】化合價法判斷分子的極性時最直觀。【過關訓練】1.以下表達正確的是〔〕A.NH3是極性分子，分子中N原子處在3個H原子所組成的三角形的中心B.CCl4是非極性分子，分子中C原子處在4個Cl原子所組成的正方形的中心C.H2O是極性分子，分子中O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央D.CO2是非極性分子，分子中C原子不處在2個O原子所連成的直線的中央2.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，W、X原子的最外層電子數之比為4:3，Z原子比X原子的核外電子數多4。以下說法正確的是〔〕A.W、Y、Z的電負性大小順序一定是Z>Y>WB.W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是W>X>Y>ZC.Y、Z形成的分子的空間構型可能是正四面體D.WY2分子中σ鍵與π鍵的數目之比是2:13.我國科學家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反響如下：HCHO+O2CO2+H2O。以下有關說法正確的是〔〕A.該反響為吸熱反響B.CO2分子中的化學鍵為非極性鍵C.HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵D.每生成1.8gH2O消耗2.24LO24.以下分子中，屬于非極性分子的是〔〕A.SO2B.BeCl2C.BBr3D.COCl25.氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優異的耐磨性。它們的晶體結構如下圖。〔1〕基態硼原子的電子排布式為。〔2〕關于這兩種晶體的說法，正確的是(填序號)。a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大

b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟c．兩種晶體中的B－N鍵均為共價鍵

d．兩種晶體均為分子晶體〔3〕六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為，其結構與石墨相似卻不導電，原因是。〔4〕立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300km的古地殼中被發現。根據這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是。〔5〕NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1molNH4BF4含有mol配位鍵。答案〔1〕1s22s22p1〔2〕bc

〔3〕平面三角形

層狀結構中沒有自由移動的電子〔4〕sp3

高溫、高壓

〔5〕2【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第三節分子的性質〔2〕【學習目標】1．范德華力、氫鍵及其對物質性質的影響。2．能舉例說明化學鍵和分子間作用力的區別。3．例舉含有氫鍵的物質。【根底知識】三．范德華力、氫鍵、共價鍵的比擬范德華力氫鍵共價鍵概念物質分子之間普遍存在的一種相互作用力由已經與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另〔或同〕一個分子中電負性很強的原子之間的作用力原子間通過形成共用電子對所產生的相互作用分類—分子內氫鍵、分子間氫鍵極性共價鍵、非極性共價鍵特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強度比擬共價鍵>氫鍵>范德華力影響強度的因素①隨著分子極性的增大而增大②組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大對于A-H…B,A、B的電負性越大，B原子的半徑越小，氫鍵越強成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定對物質性質的影響①影響物質的熔沸點、溶解度等物理性質②組成和結構相似的物質，隨相對分子質量的增大，物質的熔沸點升高。如F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在，使物質的熔沸點升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點：H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3①影響分子的穩定性②共價鍵鍵能越大，分子越穩定【過關訓練】1.PH3是一種無色劇毒氣體，其分子結構和NH3相似，但P-H鍵鍵能比N-H鍵鍵能低。以下判斷錯誤的是〔〕A.PH3分子呈三角錐形B.PH3分子是極性分子C.PH3沸點低于NH3沸點，因為P-H鍵鍵能低D.PH3分子穩定性低于NH3分子，因為N-H鍵鍵能高2.以下圖中每條折線表示周期表IVA~VIIA族中的某一族元素氫化物的沸點變化，每個小黑點代表一種氫化物，其中a點代表的是〔〕A．H2S

B．HCl

C．PH3D．SiH43.以下化合物含有氫鍵，且氫鍵鍵能最大的是〔〕A.甲醇B.NH3C.冰D.HF4.以下現象與氫鍵有關的是〔〕①HF的熔、沸點比VIIA族其他元素氫化物的高②乙醇可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態水的密度小④水分子高溫下也很穩定⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低②③④⑤B.①②③⑤C.①②③④D.①②③④⑤5.假設不斷地升高溫度，實現“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣〞的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是〔〕A.氫鍵；分子間作用力；非極性鍵B.氫鍵；氫鍵；極性鍵C.氫鍵；極性鍵；分子間作用力D.分子間作用力；氫鍵；非極性鍵6.關于CS2、SO2、NH3三種物質的說法中正確的是〔〕A.CS2在水中的溶解度很小，是由于其屬于極性分子B.SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它們都是極性分子C.CS2為非極性分子，所以在三種物質中熔沸點最低D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有極性7.374℃、22.1MPa以上的超臨界水具有很強的溶解有機物的能力，并含有較多的H+和OH-，由此可知超臨界水〔〕A.顯中性，pH等于7B.表現出非極性溶劑的特性C.顯酸性，pH小于7D.表現出極性溶劑的特性8.元素X位于第四周期，其基態原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為2。元素Y基態原子的3p軌道上有4個電子。元素Z的原子最外層電子數是其內層的3倍。〔1〕在Y的氫化物(H2Y)分子中，Y原子軌道的雜化類型是。〔2〕Z的氫化物〔H2Z〕在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是。〔3〕Y與Z可形成YZ42－①YZ42－的空間構型為(用文字描述)。②寫出一種與YZ42－互為等電子體的分子的化學式。〔4〕X的氯化物與氨水反響可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數目為。答案〔1〕sp3〔2〕水分子與乙醇分子之間形成氫鍵〔3〕①正四面體②CCl4或SiCl4等〔4〕16NA或16×6.02×1023個【問題與收獲】。班級姓名第小組小組評價教師評價第三節分子的性質〔3〕【學習目標】1．從分子結構的角度，認識“相似相溶〞規律。2．了解“手性分子〞在生命科學等方面的應用。3．能用分子結構的知識解釋無機含氧酸分子的酸性。【根底知識】四．物質的溶解性和手性1.溶解性物質相互溶解的性質十分復雜，受到許多因素的制約，如溫度、壓強等。通過對許多實驗的觀察與研究，人們得出一個經驗性的“相似相溶〞原理：非極性物質一般易溶于非極性溶劑，極性溶質一般易溶于極性溶劑。此外，物質的溶解性還受到以下因素的影響：〔1〕溶質和溶劑之間存在氫鍵，溶解性好，溶質分子與水分子不能形成氫鍵，在水中的溶解度就比擬小。如NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、乙酸、甘油等能與水混溶，