第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（教材深度精講）【核心素養(yǎng)分析】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:能從不同層次認(rèn)識(shí)分子的構(gòu)型，并對(duì)共價(jià)鍵進(jìn)行分類，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型和雜化軌道理論等解釋分子的立體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律?！局R(shí)導(dǎo)圖】【目標(biāo)導(dǎo)航】本章內(nèi)容的主要考查形式有：①σ鍵、π鍵的特征和判斷；②常見分子的立體構(gòu)型及中心原子雜化類型；③范德華力、氫鍵、配位鍵的特點(diǎn)及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響?！局仉y點(diǎn)精講】一、共價(jià)鍵1.分類（1）按共用電子對(duì)數(shù)分：單鍵、雙鍵、三鍵；（2）按鍵極性分：極性鍵、非極性鍵（共價(jià)鍵極性強(qiáng)弱的比較：電負(fù)性差值越大，極性越強(qiáng)）；（3）按成鍵方式分：σ鍵、π鍵。2、鍵參數(shù)說明：一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。3、特殊的共價(jià)鍵—配位鍵：（1）成鍵特點(diǎn)：一方提供孤對(duì)電子，一方提供空軌道（2）配離子：中心離子、配體、配位原子、配位數(shù)4、σ鍵與π鍵的對(duì)比σ鍵π鍵成鍵示意圖(常見類型)原子軌道重疊方式“頭碰頭”重疊“肩并肩”重疊對(duì)稱類型軸對(duì)稱，因此，通過σ鍵連接的原子繞鍵軸旋轉(zhuǎn)而不會(huì)破壞化學(xué)鍵。鏡面對(duì)稱，因此，以形成π鍵的兩個(gè)原子核的連線為軸，任意一個(gè)原子不能單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，若單獨(dú)旋轉(zhuǎn)則會(huì)破壞π鍵原子軌道重疊程度大小鍵的強(qiáng)度軌道重疊程度大，鍵的強(qiáng)度較大，鍵越牢固軌道重疊程度較小，鍵比較容易斷裂，不如σ鍵牢固活潑性不活潑活潑成鍵規(guī)律共價(jià)單鍵是σ鍵；共價(jià)雙鍵中一個(gè)鍵是σ鍵，另一個(gè)鍵是π鍵；共價(jià)三鍵中一個(gè)鍵是σ鍵，另外兩個(gè)鍵是π鍵旋轉(zhuǎn)情況以形成σ鍵的兩個(gè)原子核的連線為軸，任意一個(gè)原子可以繞軸旋轉(zhuǎn)，并不破壞σ鍵的結(jié)構(gòu)以形成π鍵的兩個(gè)原子核的連線為軸，任意一個(gè)原子并不能單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，若單獨(dú)旋轉(zhuǎn)則會(huì)破壞π鍵的結(jié)構(gòu)存在情況能單獨(dú)存在，可存在于任何含共價(jià)鍵的分子或離子中不能單獨(dú)存在，必須與σ鍵共存，可存在于共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵中聯(lián)系只有在形成σ鍵后，余下的p軌道才能形成π鍵實(shí)例CH4、OHN≡N中既含有σ鍵，又含有π鍵【特別提醒】①一般情況下，σ鍵比π鍵牢固，但并不是所有分子中的σ鍵都比π鍵牢固（例如：N2）。②并不是所有的分子都含有σ鍵，如稀有氣體分子。③不存在ssπ鍵、spπ鍵等。④分子中存在π鍵，則一定存在σ鍵，但若存在σ鍵，則不一定存在π鍵。5、特征特征概念作用存在情況飽和性每個(gè)原子所能形成的共價(jià)鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的飽和性決定了分子的組成。所有的共價(jià)鍵都具有飽和性方向性在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價(jià)鍵就越牢固，因此共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價(jià)鍵具有方向性方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。并不是所有共價(jià)鍵都具有方向性二、分子的空間構(gòu)型1、VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實(shí)例220直線形直線形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O（1）價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)（2）中心原子上孤電子對(duì)數(shù)＝(axb)/2其中：a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。2.雜化軌道類型的判斷（1）根據(jù)雜化軌道數(shù)目判斷：雜化軌道數(shù)目=σ鍵電子對(duì)數(shù)目+中心原子的孤電子對(duì)數(shù)目。雜化軌道數(shù)目為2、3、4對(duì)應(yīng)的雜化類型分別為sp、sp2、sp3。（2）根據(jù)雜化軌道的空間分布判斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)雜化軌道類型正四面體形sp3平面三角形sp2直線形sp（3）有機(jī)物中碳原子雜化類型的判斷：飽和碳原子采取sp3雜化，連接雙鍵的碳原子采取sp2雜化，連接三鍵的碳原子采取sp雜化。三、鍵的極性和分子的性質(zhì)1.鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響①羧基中羥基的極性越大，越容易電離出H+,則羧酸的酸性越大。②與羧基相鄰的共價(jià)鍵的極性越大，羧酸的酸性越大。③一般地，烴基越長，推電子效應(yīng)越大，羧酸的酸性越小。2.多原子分子極性的判斷方法A.孤對(duì)電子法:如為ABn型，若中心原子A中沒有孤對(duì)電子，為非極性分子，中心原子A中有孤對(duì)電子，則為極性分子。B.幾何對(duì)稱法:如為ABn型，如果各極性鍵在平面內(nèi)或空間均勻排列，呈中心對(duì)稱或呈正多邊形、正多面體分布，該分子一定是非極性分子，反之為極性分子。通常有以下幾種情況：線型對(duì)稱，如CO2等（鍵角180°）；正三角形分子，如BF3（鍵角120°）；正四面體型分子，如CCl4、CH4（鍵角109°28′）。以上幾類均為非極性分子，而NH3分子為三角錐型（鍵角107°18′），H2O分子為V型（鍵角104.5°）等均為極性分子。C.中心原子化合價(jià)法: 如為ABn型，若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于A的主族序數(shù)，則為非極性分子；若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值不等于A的主族序數(shù)，則為極性分子；D.如為AxBYCZ這種類型的多原子分子絕大部分是極性分子。3.分子的溶解性①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。②隨著溶質(zhì)分子中憎水基個(gè)數(shù)的增多，溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。4.分子的手性①手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。②手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。③手性碳原子：在有機(jī)物分子中，連有四個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。5.范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)。一般規(guī)律：范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。而化學(xué)鍵主要影響分子構(gòu)成的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。6.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：（1）對(duì)物質(zhì)溶沸點(diǎn)的影響：①存在分子間氫鍵的物質(zhì)，具有較高的熔、沸點(diǎn)。例如：NH3、H2O和HF的熔、沸點(diǎn)比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點(diǎn)高，這種反?，F(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵。②互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)，能形成分子內(nèi)氫鍵的，其熔、沸點(diǎn)比能形成分子間氫鍵的物質(zhì)的低。例如：鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵，當(dāng)對(duì)羥基苯甲醛熔化時(shí)，需要較多的能量克服分子間氫鍵，所以對(duì)羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)高于鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)。（2）對(duì)物質(zhì)溶解度的影響：溶質(zhì)與溶劑之間若能形成分子間氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度明顯的大。四、三種作用力及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響概念范德華力氫鍵共價(jià)鍵影響強(qiáng)度的因素①隨分子極性的增大而增大②分子組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大對(duì)于X—H…Y,X、Y的電負(fù)性越大,Y原子的半徑越小,作用越強(qiáng)成鍵原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)目。鍵長越小,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,如CF4<CCl4<CBr4①分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,在水中的溶解度增大。②分子內(nèi)氫鍵降低物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)共價(jià)鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強(qiáng)【典題精練】考點(diǎn)1、考查共價(jià)鍵的類型和鍵參數(shù)例1．（2022秋·吉林長春·高二?？计谀┣铓獾幕瘜W(xué)式為(CN)2，結(jié)構(gòu)式為N≡C－C≡N，性質(zhì)與鹵素相似。下列說法正確的是A．不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)B．分子中N≡C的鍵長大于C－C的鍵長C．分子中含有兩個(gè)σ鍵和四個(gè)π鍵D．分子中既有極性鍵又有非極性鍵【解析】A．氰氣性質(zhì)與鹵素相似，能和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．同一周期元素中，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，原子半徑越大其鍵長越長，碳原子半徑大于氮原子，所以氰分子中鍵長小于鍵長，故B錯(cuò)誤；C．單鍵均為σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵1個(gè)π鍵，叁鍵含有1個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵；該分子的結(jié)構(gòu)式為，該分子中含有3個(gè)鍵4個(gè)鍵，故C錯(cuò)誤；D．同種原子間形成非極性鍵，不同原子形成極性鍵，該分子的結(jié)構(gòu)式為，分子中既有極性鍵，又有非極性鍵，故D正確；故選D?！敬鸢浮緿【名師點(diǎn)睛】共價(jià)鍵類型的判斷（1）根據(jù)成鍵元素判斷：同種元素的原子之間形成的是非極性鍵，不同種元素的原子之間形成的是極性鍵。（2）根據(jù)原子間共用電子對(duì)數(shù)目判斷單鍵、雙鍵或三鍵。（3）根據(jù)共價(jià)鍵規(guī)律判斷σ鍵、π鍵及其個(gè)數(shù)；原子間形成單鍵，則為σ鍵；形成雙鍵，則含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵；形成三鍵，則含有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵?？键c(diǎn)2、考查雜化軌道類型和分子的空間構(gòu)型例2．（2022春·重慶榮昌·高二重慶市榮昌永榮中學(xué)校?？计谀┫铝蟹肿又?，雜化類型相同，空間結(jié)構(gòu)也相同的是A．H2O、SO2 B．BeCl2、CO2C．H2O、NH3 D．NH3、HCHO【解析】A．水中O原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，采取sp3雜化方式，含有的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＝(62×1)÷2＝2，水是V型結(jié)構(gòu)；SO2中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，采取

sp2雜化方式，含有的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＝(62×2)÷2=1，SO2是V形結(jié)構(gòu)，A不符合題意；B．Be原子是sp雜化，是直線型結(jié)構(gòu)，CO2是直線型結(jié)構(gòu)，碳原子是sp雜化，B符合題意；C．氨氣中氮原子是sp3雜化，含有1對(duì)孤對(duì)電子，因此氨氣是三角錐形結(jié)構(gòu)，C不符合題意；D．甲醛中碳原子是sp2雜化，屬于平面型結(jié)構(gòu)，D不符合題意；故選：B?！敬鸢浮緽【名師點(diǎn)睛】價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的立體構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。①當(dāng)中心原子無孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；②當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致；價(jià)層電子對(duì)互斥模型能預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型，但不能解釋分子的成鍵情況，雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況，但不能預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。兩者相結(jié)合，具有一定的互補(bǔ)性，可達(dá)到處理問題簡便、迅速、全面的效果?？键c(diǎn)3、考查分子的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的性質(zhì)例3．（2023秋·黑龍江哈爾濱·高二哈師大附中?？计谀┫铝姓f法正確的是A．相同條件下，酸性：B．有機(jī)物W()中含有1個(gè)手性碳原子C．依據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知，在中比在水中溶解度大D．由于和的相對(duì)分子質(zhì)量相等，所以兩者的沸點(diǎn)相同【解析】A．電負(fù)性：F＞Cl，極性：CF3＞CCl3，使得三氟乙酸中OH鍵的極性較強(qiáng)，更易電離出氫離子，因此酸性：，故A錯(cuò)誤；B．有機(jī)物W()，環(huán)上連甲基的兩個(gè)碳原子都為手性碳原子，故B錯(cuò)誤；C．、都是非極性分子，依據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知，在中比在水中溶解度大，故C正確；D．和的相