第二章《分子的结构与性质--归纳与整理》课件.ppt

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1、第二章分子的结构与性质归纳与整理（1）理解离子键、共价键的含义，能说明离子键、理解离子键、共价键的含义，能说明离子键、共价键的形成。共价键的形成。（2）了解共价键的主要类型了解共价键的主要类型键和键和键，能用键能、键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质（对键长、键角等数据说明简单分子的某些性质（对键和键和键之间相对强弱的比较不作要求）。键之间相对强弱的比较不作要求）。（3）了解键的极性和分子的极性。）了解键的极性和分子的极性。（4）能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型）能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型（对判断简单分子或离子的空间构型（对d轨道参

2、与杂轨道参与杂化和化和AB5型以上复杂分子或离子的空间构型不作要型以上复杂分子或离子的空间构型不作要求）。求）。（5）了解）了解“等电子原理等电子原理”的含义，能结合实例说的含义，能结合实例说明明“等电子原理等电子原理”的应用。的应用。考纲要求考纲要求本章知识要点本章知识要点v三键二力三参数，三种理论两原理，三键二力三参数，三种理论两原理，v两种分子三规律，三种方法要熟悉。两种分子三规律，三种方法要熟悉。三键：三键：键键、键、配位键；键、配位键；二力：分子间作用力和氢键。二力：分子间作用力和氢键。三种理论：价层电子对互斥理论、杂化轨道理论、配三种理论：价层电子对互斥理论、杂化轨道理论、配合物理

3、论。合物理论。两原理：等电子原理、手性原理两原理：等电子原理、手性原理两种分子：极性分子与非极性分子。两种分子：极性分子与非极性分子。三规律：含氧酸酸性强弱规律、分子晶体熔沸点规律、三规律：含氧酸酸性强弱规律、分子晶体熔沸点规律、相似相溶规律。相似相溶规律。三种方法：用价层电子对互斥理论确定分子结构、用三种方法：用价层电子对互斥理论确定分子结构、用杂化轨道理论确定分子结构、分子极性的判断方法。杂化轨道理论确定分子结构、分子极性的判断方法。项项 键型键型目目 键键 键键成键方向成键方向成键类型成键类型s-s、s-p、p-pp-p、多中心多中心键键电子云形状电子云形状牢固程度牢固程度成键判断规律成

4、键判断规律沿轴方向沿轴方向“头碰头头碰头”平行方向平行方向“肩并肩肩并肩”轴对称轴对称镜像对称镜像对称强度大，不易断裂强度大，不易断裂 强度较小，易断裂强度较小，易断裂共价单键是共价单键是键，共价双键中一个是键，共价双键中一个是 键，另一个是键，另一个是键，共价三键中一个是键，共价三键中一个是键键，另两个为，另两个为键。键。一、共价键一、共价键1、共价键的形成共价键的形成键和键和键键2、共价键的三个参数、共价键的三个参数:键长、键能键长、键能 、键角、键角3 3、共价键的特征、共价键的特征:饱和性（电子配对）、饱和性（电子配对）、方向性方向性（最大重叠）（最大重叠）（1 1）一般来说）一般来说

5、,键长越短键长越短,键能越大键能越大,共价键越牢固，分共价键越牢固，分子越稳定。键角决定分子的立体结构和分子的极性。子越稳定。键角决定分子的立体结构和分子的极性。（2 2）键能与反应热的关系：）键能与反应热的关系：H H=反应物键能之和反应物键能之和-生成生成物键能之和物键能之和4 4、配位键、配位键（1 1）形成条件：成键原子一方提供孤电子对）形成条件：成键原子一方提供孤电子对(配位体配位体)，另一方提供空轨道。，另一方提供空轨道。（2 2）性质：与共价键完全相同。）性质：与共价键完全相同。（3 3）表示方法：）表示方法：（4 4）存在：配合物、）存在：配合物、NHNH4 4+、H H3 3

6、O O+等。等。AB练习：练习：1、下列关于共价键的叙述正确的是（、下列关于共价键的叙述正确的是（）A分子中含有共价键，则至少含有一个分子中含有共价键，则至少含有一个键键 B含有含有键的化合物与只含键的化合物与只含键的化合物的键的化合物的 化学性质不同化学性质不同 C键具有方向性和饱和性，键具有方向性和饱和性，键没有方向性键没有方向性 和饱和性和饱和性 DH2O中，既有中，既有“sp 键键”，又有，又有“pp 键键”AB2.CHCCCCHHHH该有机物中有该有机物中有 个个键，键，个个键。键。933.已知已知HH键的键能为键的键能为436kJmol-1,HN键的键键的键能为能为391kJmol

7、-，根据化学方程式：，根据化学方程式：N2+3H22NH31mol N2反应放出的热量为反应放出的热量为92.4kJ，则则 的键能是？的键能是？N N945.6KJmol-1二、范德华力和氢键二、范德华力和氢键v1、范德华力：、范德华力：v分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质。v分子间作用力只存在于由分子构成的物质之间，离子化合物、原子构成的物质、金属之间不存在范德华力。v分子间作用力范围很小，即分子充分接近时才有相互间的作用力。v分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。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，范德华力也越大。2、氢

8、键及其对物质性质的影响v氢键的本质：氢原子与电负性大的原子氢键的本质：氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，以共价键结合时，H原子还能够跟另外一个电负性大的原子原子还能够跟另外一个电负性大的原子Y之间产生静电引力的之间产生静电引力的作用，成为氢键，表示为：作用，成为氢键，表示为：X-HY（X、Y为为N、O、F）。）。v氢键的形成条件：存在有氢原子与电负性大的原子氢键的形成条件：存在有氢原子与电负性大的原子X以共价键以共价键结合的分子。结合的分子。v氢键的特征：氢键既有方向性（氢键的特征：氢键既有方向性（X-HY尽可能在同一条直线尽可能在同一条直线上），又有饱和性（上），又有饱和性（X-H只能

9、和一个只能和一个Y原子结合）。原子结合）。v氢键的大小：介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。氢键的大小：介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。但也有键长、键能。v氢键的存在：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两大类。氢键的存在：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两大类。v氢键的形成对化合物性质的影响：氢键的形成对化合物性质的影响：（1 1）对沸点和熔点的影响）对沸点和熔点的影响 分子间氢键使物质熔、沸点升高。而分子内氢键使物质的分子间氢键使物质熔、沸点升高。而分子内氢键使物质的沸点和熔点降低。沸点和熔点降低。（2 2）对溶解度的影响）对溶解度的影响 极性溶剂里，溶质分子与溶

10、剂分子间的氢键使溶质溶解度极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，而当溶质分子形成分子间氢键使恰好相反。增大，而当溶质分子形成分子间氢键使恰好相反。1、下列关于氢键的说法中正确的是、下列关于氢键的说法中正确的是()A.每个水分子内含有两个氢键每个水分子内含有两个氢键B.在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键C.分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高D.HF.HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 练习：练习：C （1 1）理论要点：）理论要点：对对ABn型分子或离子，中心原子型

11、分子或离子，中心原子A价层电子对价层电子对(包括成键电子对和孤对电子包括成键电子对和孤对电子)之间存在排斥力，将使分子中的原之间存在排斥力，将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体子处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低。系能量最低。价层电子对数价层电子对数=键个数键个数+中心原子上的孤对电子对个数中心原子上的孤对电子对个数 孤对电子对个数孤对电子对个数=（2 2）价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的排斥作用对分价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的排斥作用对分子空间构型的影响，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构子空间构型的影响，而

12、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。型，不包括孤对电子。(1)(1)当中心原子无孤对原子时，两者的构型一致。当中心原子无孤对原子时，两者的构型一致。n 2 3 4 5 6 模型模型 直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体正四面体 三角双锥体三角双锥体 正八面体正八面体 (2)(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。分子的立体结构要从用价层电子对预测的模型中分子的立体结构要从用价层电子对预测的模型中略去略去孤对电孤对电子所占的位置得到。子所占的位置得到。1、价层电子对互斥模型、价层电子对互斥模型(VSEPR)三、三种原理

13、及其与应用三、三种原理及其与应用只有一种角度，只有一种角度，120。只有一种角度，只有一种角度，10928。5 对电子对电子 三角双锥三角双锥 3 对电子对电子 正三角形正三角形 A 4 对电子对电子 正四面体正四面体A价层价层电子对数和电子对空间构型的关系电子对数和电子对空间构型的关系（与无孤对电子的分子结（与无孤对电子的分子结构相同）构相同）2 对电子对电子 直线形直线形 6 对电子对电子 正八面体正八面体 电子对数电子对数 配体数配体数 孤电子对数孤电子对数 电子对构型电子对构型 分子构型分子构型 (m)(n)(m n)3 2 1 三角形三角形 “V”字形字形 ABBA 4 3 1 正四

14、面体正四面体 三角锥三角锥 ABBBA 4 2 2 正四面体正四面体 “V”字形字形 AABB 有无孤对电子的分子的立体结构有无孤对电子的分子的立体结构 应用反馈应用反馈:化学式化学式 中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数中心原子结合中心原子结合的原子数的原子数空间构型空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO420120100022233444直线形直线形 V 形形V 型型平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体04正四面体正四面体课堂练习：课堂练习：1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有、多原子分子的立

15、体结构有多种，三原子分子的立体结构有 形和形和 形，大多数四原子分子采取形，大多数四原子分子采取 形和形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。形。2、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3、下列分子、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中中,其键角由小到其键角由小到大的顺序为大的顺序为 4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为10928 的是的是 CH4 NH4+CH3Cl P4 SO4

16、2-A、B、C、D、5、用价层电子对互斥模型判断、用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型的分子构型 A、正四面体形、正四面体形 B、V形形 C、三角锥形、三角锥形 D、平面三角形、平面三角形直线V平面三角三角锥 DCD正四面体正四面体 2、杂化轨道理论、杂化轨道理论（1）理论要点：）理论要点：*只有能量相近的轨道才能互相杂化只有能量相近的轨道才能互相杂化 *杂化后的轨道重新分配能量和空间方向杂化后的轨道重新分配能量和空间方向*参与杂化的轨道数等于形成的轨道数参与杂化的轨道数等于形成的轨道数*杂化轨道的成键能力大于未杂化杂化轨道的成键能力大于未杂化*杂化轨道只用于形成杂化轨道只用于形成键或用来

17、容纳未参与成键的孤键或用来容纳未参与成键的孤电子对。（未参与杂化的电子对。（未参与杂化的p p轨道才能用于构建轨道才能用于构建键，键，杂化轨道中没有空轨道）杂化轨道中没有空轨道）（2 2）常见的杂化轨道类型：）常见的杂化轨道类型：spsp、spsp2 2、spsp3 3杂化、杂化、spsp3 3d d dspdsp3 3、spsp3 3d d2 2、d d2 2sp3sp3等杂化等杂化常见的杂化轨道类型及其空间构型常见的杂化轨道类型及其空间构型sp3、sp2和和sp三种杂化轨道在空间的排布三种杂化轨道在空间的排布 （4）判断分子或离子中心原子的杂化类型的方法：判断分子或离子中心原子的杂化类型的

18、方法：1.对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数=价层电子数价层电子数=键电子对数（中心原子结合的原键电子对数（中心原子结合的原子数）子数）+孤电子对数孤电子对数规律：规律：当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化时，其杂化类型为类型为SP3杂化，当中心原子的价层电子对数为杂化，当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为时，其杂化类型为SP2杂化，当中心原子的价层电杂化，当中心原子的价层电子对数为子对数为2时，其杂化类型为时，其杂化类型为SP杂化。杂化。2.通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心通过看中心原子有没有形成双键或

19、三键来判断中心原子的杂化类型。原子的杂化类型。规律：规律：如果有如果有1个三键或两个双键，则其中有个三键或两个双键，则其中有2个个键，键，用去用去2个个P轨道，形成的是轨道，形成的是SP杂化；如果有杂化；如果有1个双键则个双键则其中必有其中必有1个个键，用去键，用去1个个P轨道，形成的是轨道，形成的是SP2杂化；杂化；如果全部是单键，则形成如果全部是单键，则形成SP3杂化。杂化。（5）杂化轨道类型与杂化轨道类型与VSEPR模型的关系模型的关系化学式化学式中心原子中心原子结合的原结合的原子数子数中心原子中心原子含有孤对含有孤对电子对数电子对数杂化轨道杂化轨道空间构型空间构型类型类型数目数目轨道轨

20、道分子分子C2H2HCNC2H4BF3CH2ONH4+H3O+H2O2异面双角异面双角2 22 23 33 33 30 00 00 00 00 0SPSP2 2SPSP2 23 3正三角正三角形形直线直线型型直线型直线型正三角形正三角形平面四边形平面四边形4 43 32 20 01 12 2SPSP3 34 4正四正四面体面体正四面体正四面体三角锥型三角锥型中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数+孤对电子对数孤对电子对数=杂化轨道数杂化轨道数3、配合物理论简介、配合物理论简介（1）定义：通常把）定义：通常把接受孤电子对的金属离子接受孤电子对的金属离子（或原子）（或原子）与与某些提供孤电子对的

21、分子或离子某些提供孤电子对的分子或离子以以配位键配位键结合形成的结合形成的化合物称为配位化合物。化合物称为配位化合物。(2)配合物的组成：由内界（中心离子、配体、配配合物的组成：由内界（中心离子、配体、配位数）和外界组成的类似于酸、碱或盐的化合物。位数）和外界组成的类似于酸、碱或盐的化合物。(3)常见的中心离子常见的中心离子:过渡金属原子或离子过渡金属原子或离子(Fe3+、Cu2+、Ag+等）。等）。常见的配位体：常见的配位体：H2O、NH3、X-、CO、CN-、SCN-等。等。配位数：一般配位数：一般2、4、6、8等等例例向盛有硫酸向盛有硫酸铜铜水溶液的水溶液的试试管里加入氨水，首管里加入氨

22、水，首先形成先形成难难溶物，溶物，继续继续添加氨水，添加氨水，难难溶物溶解得到深溶物溶解得到深蓝蓝色的透明溶液。下列色的透明溶液。下列对对此此现现象象说说法正确的是法正确的是A A反反应应后溶液中不存在任何沉淀，所以反后溶液中不存在任何沉淀，所以反应应前后前后CuCu2+2+的的浓浓度不度不变变B B在在Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+2+离子中，离子中，CuCu2+2+给给出孤出孤对电对电子，子，NHNH3 3提供空提供空轨轨道道C C向反向反应应后的溶液加入乙醇，溶液没有后的溶液加入乙醇，溶液没有发发生生变变化化D D沉淀溶解后，将生成深沉淀溶解后，将生成深蓝蓝色的配合离子色的配合

23、离子Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+2+D四、等电子原理与手性原理四、等电子原理与手性原理v等电子原理：等电子原理：原子总数原子总数相同、相同、价电子总数价电子总数相同的分相同的分子具有相似的化学键特征和许多相近的性质。子具有相似的化学键特征和许多相近的性质。v等电子体：等电子体：原子总数原子总数相同、相同、价电子总数价电子总数相同的分子相同的分子或离子互为等电子体。或离子互为等电子体。v手性分子与手性异构体：具有完全相同的手性分子与手性异构体：具有完全相同的组成组成和和 原子排列原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠

24、，互称手性异构体。像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。含有手性异构体的分子叫做手性分子。含有手性异构体的分子叫做手性分子。v手性碳原子：有机物分子中连有手性碳原子：有机物分子中连有 4个不同的原子或个不同的原子或原子团的碳原子叫手性碳原子。含有的碳原子的有原子团的碳原子叫手性碳原子。含有的碳原子的有机物是机物是手性分子手性分子，具有手性异构体。，具有手性异构体。根据等电子原理，写出根据等电子原理，写出CO分子结构式；分子结构式；CaC2中中C22-与与O22+互为等电子体，写出互为等电子体，写出O22+的的电子式；电子式；元元素素C的一种氧化物与元素的一种氧化物与元素N的一种氧化物互的

25、一种氧化物互为等电子体，元素为等电子体，元素N的氧化物是的氧化物是 。分子极性的判断方法：分子极性的判断方法：1.1.全部由非极性键构成的分子一定是非极性分子。全部由非极性键构成的分子一定是非极性分子。2.2.由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。3.3.在含有极性键的多原子分子中，如果结构对称（直线、在含有极性键的多原子分子中，如果结构对称（直线、平面三角、正四面体、双三角锥等）则键的极性得到抵平面三角、正四面体、双三角锥等）则键的极性得到抵消，其分子为非极性分子。消，其分子为非极性分子。如果分子结构不对称（非正四面体、如果分子结构不对称（非正四面体、V V形等），则键形等），则键的极性不能完全抵消，其分子为极性分子。的极性不能完全抵消，其分子为极性分子。经验规律经验规律:在在ABn型分子中，型分子中，若中心原子若中心原子A的化合价的绝的化合价的绝对值等于该元素原子的对值等于该元素原子的最外层电子数（价电子数）最外层电子数（价电子数），则，则为非极性分子，若不等则为极性分子。为非极性分子，若不等则为极性分子。五、极性分子与非极性分子五、极性分子与非极性分子