第2節(jié)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)明考綱1．了解共價鍵的主要類型：σ鍵和π鍵，能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。2．了解簡單配合物的成鍵情況。3．了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)，能用價電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)。4．了解化學(xué)鍵與分子間作用力的區(qū)別。5．了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含氫鍵的物質(zhì)。析考情本節(jié)是選修3的重要組成局部，在高考中起著重要的作用。高考在本節(jié)中的考點是：①共價鍵；②分子的立體結(jié)構(gòu)；③分子的性質(zhì)。其中共價鍵是一類重要的化學(xué)鍵，它使原子結(jié)合成可以獨立存在的分子，共價鍵是現(xiàn)代化學(xué)鍵理論的核心，分子的立體結(jié)構(gòu)和分子之間的作用力也是理解分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的重要內(nèi)容。考點1共價鍵1．共價鍵的本質(zhì)與特征(1)本質(zhì)：在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。(2)特征：具有方向性和飽和性。共價鍵的方向性決定著分子的立體構(gòu)型，共價鍵的飽和性決定著每個原子所能形成的共價鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的。2．共價鍵的分類注意：①只有兩原子的電負(fù)性相差不大時，才能通過共用電子對形成共價鍵，當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，這時形成離子鍵。②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。3．鍵參數(shù)——鍵能、鍵長、鍵角(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響①鍵能越大，鍵長越短，化學(xué)鍵越強、越牢固，分子越穩(wěn)定。②4．等電子原理原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相似，如CO和N2。等電子體的微粒有著相同的分子構(gòu)型，中心原子也有相同的雜化方式。易錯警示(1)共價鍵的成鍵原子可以都是非金屬原子，也可以是金屬原子與非金屬原子。如Al與Cl，Be與Cl等。(2)并不是所有的共價鍵都有方向性，如s－sσ鍵無論s軌道從哪個方向重疊都相同，因此這種共價鍵沒有方向性。判斷正誤，正確的畫“√〞，錯誤的畫“×〞。(1)乙烯中既含σ鍵和π鍵，也含極性鍵和非極性鍵。(√)(2)共價鍵都具有方向性和飽和性。(×)(3)σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強。(√)(4)s－sσ鍵與s－pσ鍵的電子云形狀和對稱性都相同。(×)(5)NaCl中含有一個σ鍵。(×)(6)CHN中含有一個σ鍵、三個π鍵。(×)(7)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成。(√)(8)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。(√)(9)CH4與NHeq\o\al(＋,4)互為等電子體。(√)(10)SOeq\o\al(2－,4)與SiCl4互為等電子體、空間構(gòu)型均為正四面體形。(√)題組一共價鍵類型的判斷1．以下有關(guān)化學(xué)鍵類型的表達(dá)正確的選項是()A．化合物NH5所有原子最外層均滿足2個或8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，那么1molNH5中含有5NA個N—Hσ鍵(NA表示阿伏加德羅常數(shù))B．乙烯酮的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=C=O，其分子中含有極性共價鍵和非極性共價鍵，且σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶1。C．乙炔的結(jié)構(gòu)式為CHCH，那么乙炔中存在2個σ鍵(C—H)和3個π鍵(CC)D．乙烷分子中只存在σ鍵，不存在π鍵答案D解析NH5為離子化合物，1molNH5中含有4NA個σ鍵，還含有離子鍵，A項錯誤；乙烯酮分子中σ鍵與π鍵之比為2∶1，B項錯誤；乙炔中存在3個σ鍵和2個π鍵，2個C—H鍵和碳碳三鍵中的1個鍵是σ鍵，而碳碳三鍵中的兩個是π鍵，C錯。2．(1)有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥CH4，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)，只含有極性鍵的是________；只含有非極性鍵的是________；既有極性鍵，又有非極性鍵的是________；只有σ鍵的是________；既有σ鍵又有π鍵的是________。含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是________。(2)COCl2分子的結(jié)構(gòu)式為，COCl2分子內(nèi)含有()A．4個σ鍵B．2個σ鍵、2個π鍵C．2個σ鍵、1個π鍵D．3個σ鍵、1個π鍵答案(1)①③⑥⑨②④⑦⑤⑧①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦(2)D解析(1)①HF中只含有極性鍵；②Cl2中只含有非極性鍵；③H2O中只含有極性鍵；④N2中含有氮氮三鍵，其中1個σ鍵、2個π鍵，均為非極性鍵；⑤C2H4中含有極性鍵C—H與非極性鍵C=C，其中5個σ鍵、1個π鍵；⑥CH4中只有C—H極性鍵，屬于σ鍵；⑦H2中只有非極性H—H鍵，是由兩個氫原子的s軌道重疊形成的σ鍵；⑧H2O2中既有極性鍵又有非極性鍵，都是σ鍵；⑨HCN中只有極性鍵，其中2個σ鍵、2個π鍵。(2)C和Cl之間為σ鍵，C和O之間為一個σ鍵、一個π鍵，因此該分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，所以D項正確?？偨Y(jié)提升判斷共價鍵類型的方法1．σ鍵與π鍵的判斷(1)由軌道重疊方式判斷“頭碰頭〞重疊為σ鍵，“肩并肩〞重疊為π鍵。(2)由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式判斷通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目。共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。2．極性鍵與非極性鍵的判斷看形成共價鍵的兩原子，不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。題組二鍵參數(shù)及其應(yīng)用3．以下說法中正確的選項是()A．鍵長越長，鍵能越大，分子越穩(wěn)定B．H—Cl的鍵能為431.8kJ·mol－1，H—I的鍵能為298.7kJ·mol－1，這可以說明HCl分子比HI分子穩(wěn)定C．水分子可表示為H—O—H，分子的鍵角為180°D．H—O鍵鍵能為462.8kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×462.8kJ答案B解析鍵長越長，鍵能越小，分子越不穩(wěn)定，A項錯誤；水分子中鍵的夾角為105°，C項錯誤；斷裂2molH—O鍵吸收2×462.8kJ能量，18g水分解成H2和O2時，包含斷裂2molOH鍵，同時還形成0.5molOO鍵、1molHH鍵，D項錯誤。4．H2、O2、Cl2、N2分子中共價鍵的鍵能依次為436kJ·mol－1、497kJ·mol－1、243kJ·mol－1、946kJ·mol－1，以下表達(dá)正確的選項是()A．N—N鍵鍵能為eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．氮分子中共價鍵的鍵長比氫分子中共價鍵的鍵長短C．氧分子中氧原子是以共價單鍵結(jié)合的D．氮分子比氯分子穩(wěn)定答案D解析N≡N鍵由一個σ鍵和兩個π鍵構(gòu)成，N—N鍵為σ鍵，σ鍵與π鍵的鍵能不相等，一般σ鍵的鍵能大于π鍵的鍵能，但在N2分子中，π鍵的鍵能大于σ鍵的鍵能，所以A項不正確；N≡N鍵鍵能比H—H鍵鍵能大，但由于H原子的原子半徑小，所以N≡N鍵的鍵長大于H—H鍵的鍵長，B項不正確；O2中氧原子間是以雙鍵結(jié)合，C項不正確；鍵能越大，分子越穩(wěn)定，D項正確?？偨Y(jié)提升分子的空間構(gòu)型與鍵參數(shù)鍵長、鍵能決定了共價鍵的穩(wěn)定性，鍵長、鍵角決定了分子的空間構(gòu)型，一般來說，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長等數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間幾何構(gòu)型。題組三等電子體、等電子原理的應(yīng)用5．以下粒子屬于等電子體的是()A．CF4、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)、ClOeq\o\al(－,4)B．CO、N2、CO2、O3C．SO2、O3、SO3、NO3D．COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、BF3、NCl3答案A解析等電子體原子總數(shù)相等，價電子總數(shù)也相等。6．(1)[2023·云南質(zhì)檢]寫出與CO分子互為等電子體的兩種離子的化學(xué)式______________。(2)[2023·長沙模擬]CHeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型為________，與其互為等電子體的分子的電子式為________，與其互為等電子體的一種陽離子的電子式為____________。(3)[2023·張家口模擬]寫出與NOeq\o\al(－,3)互為等電子體的一種非極性分子的化學(xué)式__________。(4)CO2為直線形結(jié)構(gòu)，SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，請推測COS、COeq\o\al(2－,3)、PCl3的空間結(jié)構(gòu)________、________、________。答案(1)CN－、Ceq\o\al(2－,2)(2)三角錐形(3)SO3(或BF3)(4)直線形平面正三角形三角錐形解析等電子體原子總數(shù)相等，價電子總數(shù)相等，空間構(gòu)型相似?？偨Y(jié)提升常見等電子體與空間構(gòu)型微粒價電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2、CNS－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)16e－直線形COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、SO324e－平面三角形SO2、O3、