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1、第二章 分子结构与性质复习本质:原子之间形成共用电子对(或电子云重叠)特征:具有方向性和饱和性键特征电子云呈轴对称(如ss键、sp键、pp键)键特征电子云分布的界面对通过键轴的一个平面对称(如pp键)成键方式共价单键键共价双键1个键、1个键共价叁键1个键、2个键规律键能:键能越大,共价键越稳定键长:键长越短,共价键越稳定键角:描述分子空间结构的重要参数用于衡量共价键的稳定性键参数共价键(1)微粒间的相互作用键键按成键电子云的重叠方式极性键非极性键一般共价键配位键离子键共价键金属键按成键原子的电子转移方式化学键范德华力氢键分子间作用力1微粒间的相互作用(2)共价键的知识结构2分子构型与物质性质定
2、义:原子形成分子时,能量相近的轨道混合重新组合成一组新轨道sp杂化sp2杂化sp3杂化分类构型解释:杂化理论sp杂化:直线型sp2杂化:平面三角形sp3杂化:四面体型杂化轨道理论价电子理论实验测定理论推测构型判断分子构型共价键的极性分子空间构型决定因素由非极性键结合而成的分子时非极性分子(O3除外),由极性键组成的非对称型分子一般是极性分子,由极性键组成的完全对称型分子为非极性分子。对于ABn型分子,若中心原子A化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数则为非极性分子,否则为非极性分子极性判断相似相溶规则:极性分子构成的物质易溶于极性溶剂,非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂分子极性手性分子:镜面
3、对称手性碳原子:概念分子概念:由提供孤对电子的配体与接受孤对电子的中心原子以配位键结合而成的化合物外界 内界中心原子配位体配位数组成中心原子空轨道配位体可提供孤对电子形成条件配位数是2时可形成直线型如Ag(NH3)2+配位数是3时可形成平面三角形如HgI3-配位数是4时可形成 四面体ZnCl42- 平面正方形PtCl42-空间结构配合物的结构Zn(NH3)4SO4内界 外界中 配 配心 位 位原 体 数子电离方程式:Zn(NH3)4SO4=Zn(NH3)42+ SO42-配合物3配合物的结构和性质4杂化轨道类型与分子空间构型的关系及常见分子杂化类型一般构型常见分子sp直线型BeCl2、HgCl
4、2、BeH2等sp2平面三角型BF3、BCl3sp3四面体CH4、CCl4、NH3(三角锥)、H2O(V型)一般来说,一个分子有几个轨道参与杂化就会形成几个能量相同的杂化轨道,形成几个共价键,相应对应一般构型,但如果分子中存在孤对电子或在一定场效应作用下,分子构型会发生变化如NH3、H2O等。另外,具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同空间结构特征。 5价层电子对互斥理论判断共价分子结构的一般规则 中心原子的价层电子对数与分子的几何构型有密切联系,对ABm型化合物,A的价层电子对数: (a-xb)/2 计算时:价电子数a即为A原子最外层电子数;b为B原子达到稳定结构所需电子数,卤素、
5、氢原子时,需提供1个价电子,氧原子、硫原子需提供2个电子;x=m。价层电子对数与几何构型的关系。电子对数234几何构型直线型平面三角形四面体如果价层电子对中有未成键的孤对电子,则几何构型发生相应的变化,用价层电子对理论解释。6.分子类型与轨道类型、空间构型、共价键类型的关系分子类型分子构型键角键的极性分子极性常见物质A非极性分子He、Ne、ArA2直线(对称)形非极性键非极性分子H2、O2、N2AB直线(非对称)形极性键极性分子HX、CO、NOAB2或A2BAB2直线(对称)形1800极性键非极性分子CO2、CS2A2B折线(不对称)形极性键极性分子H2O、H2SAB3正三角(对称)形1200
6、极性键非极性分子BF3 、SO3AB3三角锥(不对称)形极性键极性分子NH3、PCl3AB3正四面体(对称)形109028,极性键非极性分子CH4、CCl47等电子原理等电子原理是指原子数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,其性质相近。如CO和N2,都为二原子十价电子分子,二者的物理性质如熔点、沸点、水中溶解度等方面都非常接近,但化学性质差异较大,如CO有还原性和可燃性,而N2还原性很弱,且不具有可燃性。等电子原理不只局限于无机物,在有机物中也存在,如苯(C6H6)和硼氮苯(B3N3H6),二者都为十二原子三十价电子分子,其性质相近。8、范德华力及其对物质性质的影响(1)范德华力:
7、分子之间的相互作用力,很弱,比化学键小12个数量级。只能在很小的范围内存在。不属于化学键(2)影响范德华力大小的因素结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大。如卤素单质分子极性越强,范德华力越大(3)范德华力对物质性质的影响化学键影响物质的化学性质(主)和物理性质。范德华力影响物质的物理性质(熔、沸点及溶解度等),分子间范德华力越大,熔沸点越高。9氢键及其对物质性质的影响定义:由于电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间形成的作用力分子内氢键:分子间氢键分类属性:氢键不属于化学键,属于一种较弱的作用力,其大小介于范德华和化学键之间对物质性质的影响:(1) 溶质分子和溶剂分子间形成氢键,则溶解度骤增(2) 氢键的存在,使分子的熔沸点升高氢键10、酸性的判断规律:(1)酸的元数=酸中羟基上的氢原子数不一定等于酸中的氢原子数(有的酸中有些氢原子不是连在氧子上)(2)含氧酸可表示为:(HO)mROn,酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关,n越大,酸性越强。n=0 弱酸 n=1 中强酸 n=2强酸 n=3 超强酸
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