專(zhuān)題02分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

知識(shí)梳理

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一

手性

分子的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)

分子結(jié)構(gòu)對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響

分子間作用力

配位鍵和配位化合物

配位化合物與超分子一生產(chǎn)、生活中的配位化合物

超分子和超分子化學(xué)

知識(shí)詳解

考點(diǎn)1共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)

一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)

1.共價(jià)鍵的本質(zhì)

以氫分子的形成過(guò)程為例，來(lái)認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)。理論計(jì)算

表明，若兩個(gè)氫原子1S軌道上的單電子呈不同的自旋狀態(tài)，當(dāng)

兩個(gè)氫原子從無(wú)限遠(yuǎn)處逐漸相互接近時(shí)，它們的1S軌道會(huì)發(fā)生

重疊，其結(jié)果是使這對(duì)電子在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)的概率增大，

兩個(gè)原子核與電子對(duì)之間的吸引也逐漸增大，從而使體系能量逐

漸降低。能量隨核間距的變化如圖2.1所示。當(dāng)兩個(gè)氫原子的核圖2.1氫分子形成過(guò)程中的體系能量變化

間距為74pm時(shí)，體系能量降到最低；若兩個(gè)氫原子進(jìn)一步接近,由于兩個(gè)原子核之間的排斥作用逐漸增

強(qiáng)，體系能量又開(kāi)始上升。這就表明兩個(gè)氫原子的核間距為74pm時(shí)體系處于最穩(wěn)定狀態(tài)，形成了氫分

子。我們把原子之間通過(guò)共用一對(duì)自旋狀態(tài)不同的電

子所形成的化學(xué)鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵，而共價(jià)鍵的本質(zhì)就是兩個(gè)原

子核與共用電子對(duì)的電性相互作用o

2.共價(jià)鍵的飽和性與方向性

每個(gè)原子能提供的未成對(duì)電子數(shù)是一定的，在形成共價(jià)

鍵時(shí)，通常該原子的若干個(gè)未成對(duì)電子分別與其他原子相同數(shù)目的單電子，以自旋狀態(tài)不同的方式配對(duì)成

鍵，即每個(gè)原子可以形成共價(jià)鍵的數(shù)目是一定的，因此共價(jià)鍵具有飽和性。

例如，氯原子的價(jià)層中只有一個(gè)未成對(duì)電子，只能形成一個(gè)共價(jià)鍵，如氯化氫分子中的H—C1鍵、氯分

子中的Cl—C1鍵。氮原子有三個(gè)未成對(duì)電子，能形成三個(gè)共價(jià)鍵，如氨分子中

的三個(gè)N-H鍵、氮分子中的NN鍵等。第2周期元素的原子最多形成四個(gè)共價(jià)鍵就是共價(jià)鍵具有飽

和性的典型例證。共價(jià)鍵是否穩(wěn)定，與原子軌道的重疊程度有關(guān)。只有當(dāng)它們沿著原子軌道電子云密度最

大的方向才能達(dá)到最大程度的有效重疊，形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。原子中的s軌道呈球形對(duì)稱(chēng)分布，兩個(gè)s軌

道上的電子相互成鍵時(shí)軌道可沿任意方向發(fā)生最大程度的有效重疊，而p、d、f等軌道均有一定的空間

伸展方向，這些軌道上的電子相互成鍵或與s軌道上的電子成鍵時(shí)，必須沿著合適的方向以達(dá)到最大程度

的有效重疊，才可形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，所以共價(jià)鍵具有方向性。

3.共價(jià)鍵的類(lèi)型

我們知道氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，通常條件下不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這與氮分子中兩個(gè)氮原子的原子軌道

重疊形成的共價(jià)鍵有關(guān)。氮原子的價(jià)電子排布式為2s22P3。根據(jù)洪特規(guī)

則可知，2p軌道上的三個(gè)電子分別排布在2px、2py和2Pz軌道上，所以氮原子有三個(gè)未成對(duì)電子。

若兩個(gè)氮原子沿x軸相互接近時(shí)，它們各自的px軌道沿x軸方向以“頭碰頭”的方式相互重疊，那么兩

個(gè)氮原子的py和pz軌道只能分別在垂直于x軸方向上以相互平行的“肩并肩”方式發(fā)生重疊原子軌道

沿鍵軸（成鍵原子核間連線）方向以“頭碰頭”

方式重疊而形成的共價(jià)鍵稱(chēng)為◎鍵。原子軌道沿鍵軸兩側(cè)以“肩并肩”的方式重疊而形成的共價(jià)鍵稱(chēng)為71

鍵。一般而言，對(duì)于確定的兩個(gè)原子，成鍵時(shí)優(yōu)先形成0鍵。這是因?yàn)樾纬伞版I時(shí)原子軌道的重疊程度

較小，不如形成◎鍵穩(wěn)定。氮分子中含有一個(gè)。鍵和兩個(gè)兀鍵（圖2.3）,這三個(gè)共價(jià)鍵使得兩個(gè)氮原

子結(jié)合緊密，因此氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。

圖2.3氮分子中的共價(jià)鍵

4.共價(jià)鍵的極性

在氫分子、氯分子等雙原子分子中，由于兩個(gè)原子吸

引電子的能力相同，共用電子對(duì)不偏向其中任何一個(gè)原子,

帶部分

帶部分負(fù)電荷(了)

這樣的共價(jià)鍵叫做非極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱(chēng)非極性鍵。不同元正電荷(了)

素的原子以共價(jià)鍵相結(jié)合時(shí)，由于兩個(gè)原子吸引電子的能

力不同，共用電子對(duì)偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一方，這

圖2.4氯化氫分子中的極性

共價(jià)鍵(鍵的極性方

樣的共價(jià)鍵叫做極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱(chēng)極性鍵，如H-C1鍵、向以箭頭指向表示)

H-O鍵等。一般而言，我們可用成鍵原子的電負(fù)性差值

粗略地判斷鍵的極性強(qiáng)弱，成鍵原子的電負(fù)性差值越大，

共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)。鍵的極性是一向量，其方向由正電荷

指向負(fù)電荷，常以符號(hào)“"一＞”表示。

5.共價(jià)鍵的穩(wěn)定性

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與化學(xué)鍵的斷裂和生成密切相關(guān)。相同條件下，不同化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不同，說(shuō)明

不同化學(xué)鍵的強(qiáng)度不同。人們常用鍵能來(lái)定量描述共價(jià)鍵的強(qiáng)度，把在100kPa、298.15K條件下，1

mol氣態(tài)AB分子分解成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所需要的能量稱(chēng)

為A-B鍵的鍵能，用EA-B來(lái)表示。一般而言，鍵能越大，斷鍵時(shí)所需要的能量越大，鍵越牢固，由該

鍵構(gòu)成的分子越穩(wěn)定。因?yàn)镹N鍵的鍵能大于H—H鍵的鍵能，所以氮?dú)獗葰錃夥€(wěn)定，不易發(fā)生化學(xué)反

應(yīng)。部分共價(jià)鍵的鍵能如表2.1所示。H2(g)=2H(g)EH-H=436kJ-mol-'N2(g)=2N(g)EN三N=946

kJ-moL

共價(jià)鍵的穩(wěn)定性還能用鍵長(zhǎng)來(lái)描述。鍵長(zhǎng)是指兩個(gè)成

鍵原子的核間距。例如，氫分子中，兩個(gè)氫原子的核間距

就是H—H鍵的鍵長(zhǎng)，如圖2.5所示。一般而言，鍵長(zhǎng)越短,

鍵越強(qiáng)，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量或理論計(jì)

算得到，是描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)之一。

二、分子的空間結(jié)構(gòu)

二氧化碳分子中兩個(gè)C=o鍵的夾角為180。，說(shuō)

明它是一個(gè)直線形分子；水分子中兩個(gè)H—O鍵的夾角為

104.5°,說(shuō)明它是一個(gè)角形（V形）分子；氨分子中任意兩

個(gè)N—H鍵的夾角均為107。18，說(shuō)明它是一個(gè)三角錐形分

子；甲烷分子中任意兩個(gè)C—H鍵的夾角均為109028\說(shuō)

圖2.6二氧化碳、水,氨、甲烷分子中的鍵角與分子的空間結(jié)構(gòu)

明它是一個(gè)正四面體形分子

雜化軌道理論指出，原子形成分子時(shí)，中心原子中類(lèi)

型不同、能量相近的幾個(gè)原子軌道（如ns和np軌道）可以進(jìn)行組合，重新形成數(shù)目相同、能量相等或

相近的新原子軌道。原子軌道進(jìn)行組合時(shí)，軌道中原來(lái)已經(jīng)成對(duì)的電子可以被激發(fā)到空軌道上成為單電子。

這個(gè)重新組合的過(guò)程叫做原子軌道的雜化，組合以后形成的新原子軌道稱(chēng)為雜化軌道。雜化軌道的能量和

空間伸展方向都發(fā)生了變化，使相應(yīng)的電子云分布更集中，成鍵時(shí)軌道的重疊程度更大，所以成鍵能力更

強(qiáng)。例如，一個(gè)ns軌道和一個(gè)np軌道進(jìn)行雜化。

在形成甲烷分子的過(guò)程中，碳原子2s軌道上的一個(gè)電

子受激發(fā)進(jìn)入2p空軌道上，然后能量相近的一個(gè)2s軌道

和三個(gè)2p軌道進(jìn)行雜化，形成了四個(gè)能量相等的新軌道，

稱(chēng)為sp3雜化軌道

四個(gè)sp3雜化軌道在空間的伸展方向正好指向正四面

體的四個(gè)頂點(diǎn)。四個(gè)sp3雜化軌道上各占有一個(gè)未成對(duì)電

子，它們分別與四個(gè)氫原子的1S軌道發(fā)生“頭碰頭”的重

疊，形成四個(gè)完全相同的0鍵，如圖2.9所示。四個(gè)C—H

圖2.12乙烯分子中的共價(jià)鍵

鍵相互間的夾角均為109。28，，所以甲烷J口1皿班1小幾

分子為正四面體形。

ns軌道與np軌道的雜化有多種情況。它們除了能形

成sp3雜化軌道外，還可以是一個(gè)ns軌道和一個(gè)np軌道進(jìn)

行雜化，形成兩個(gè)sp雜化軌道；又或者是一個(gè)ns軌道和63我

spsp'

兩個(gè)np軌道進(jìn)行雜化，形成三個(gè)sp2雜化軌道。與sp3雜直線形平面三角形

圖2.10sp、sj雜化軌道的空間分布示意圖

化軌道不同的是，sp雜化軌道、sp2雜化軌道的空間分布分

別呈直線形和平面三角形。

np能級(jí)有三個(gè)原子軌道，若中心原子進(jìn)行

sp雜化或sp2雜化，則還有未參與雜化的p軌道，這些p

軌道可用于形成兀鍵。

例如，在乙烯分子中，兩個(gè)碳原子均采取sp2雜化。

如圖2.12所示：每個(gè)碳原子各用一個(gè)sp2雜化軌道重疊形

成C—Cc鍵；每個(gè)碳原子的另兩個(gè)sp2雜化軌道分別與兩

個(gè)氫原子的1s軌道重疊形成C—H。鍵；每個(gè)碳原子余下

的一個(gè)未參與雜化的垂直于鍵軸方向的2p軌道，只能發(fā)生

“肩并肩”重疊形成一個(gè)兀鍵。由于兀鍵不如◎鍵穩(wěn)定，

因此乙烯分子中兀鍵容易斷裂發(fā)生加成反應(yīng)。

Sp2雜化

sp雜化

三、共價(jià)分子空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)

以AB“型分子（其中A為中心原子）為例來(lái)討論

AB?中A的價(jià)層電子對(duì)數(shù):〃+A的價(jià)電子數(shù)-〃個(gè)B的單電子總數(shù)

2

成鍵電子對(duì)數(shù)（o鍵電子對(duì)數(shù)）孤電子對(duì)數(shù)

常見(jiàn)分子類(lèi)型和極性的比較

分子類(lèi)型分子形狀鍵角鍵的極性分子極性代表物

A球形非極性He

A?直線形非極性非極性及、O2

AB直線形極性極性CO、NO

直線形極性非極性

ABA180°82、cs2

ABA折線形，V字形極性極性H2O、SO2

正四面體形非極性非極性

A460°P4

平面三角形極性非極性

AB3120°BF3

三角錐形極性極性

AB3NH3

正四面體形109028極性非極性

AB4CH4>CC14

四面體形極性極性

AB3CCH3C1

AB2C2四面體形極性極性CH2C12

【典例1】下列說(shuō)法中不正確的是（）

A.雙鍵、叁鍵都有兀鍵

B.成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價(jià)鍵越牢固

C.因每個(gè)原子未成對(duì)電子數(shù)是一定的，故配對(duì)原子個(gè)數(shù)也一定

D.所有原子軌道在空間都有自己的方向性

【答案】D

【解析】

A.雙鍵中有1個(gè)兀鍵、叁鍵中有2個(gè)兀鍵，故A正確；

B.成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價(jià)鍵越牢固，故B正確；

C.在共價(jià)鍵的形成過(guò)程中一個(gè)原子含有幾個(gè)未成對(duì)電子，通常就能與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)形成共價(jià)

鍵，每個(gè)原子所能提供的未成對(duì)電子的數(shù)目是一定的，所以與其配對(duì)的原子個(gè)數(shù)也一定，這是共價(jià)鍵的飽

和性，故C正確；D.S軌道呈球形，沒(méi)有方向性，故D錯(cuò)誤；故選D。

【典例2】下列說(shuō)法不正確的是（）

A.雙鍵、叁鍵都含有兀鍵

B.成鍵原子間原子軌道重疊愈多，共價(jià)鍵愈牢固

C.因每個(gè)原子未成對(duì)電子數(shù)是一定的，故配對(duì)原子個(gè)數(shù)也一定

D.每一個(gè)原子軌道在空間都具有自己的方向性

【答案】D

【解析】A.雙鍵、三鍵中均只含1個(gè)◎鍵，其余為無(wú)鍵，所以雙鍵中一定有一個(gè)◎鍵、一個(gè)兀鍵，三鍵

中一定有一個(gè)0鍵、兩個(gè)兀鍵，故A正確；

B.成鍵原子間原子軌道重疊越多，成鍵原子間的距離越小，則鍵長(zhǎng)越短，鍵越牢固，故B正確；

C.每個(gè)原子所能提供的未成對(duì)電子的數(shù)目是一定的，因此在共建鍵的形成過(guò)程中一個(gè)原子含有幾個(gè)未成

對(duì)電子，通常就能與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)形成共價(jià)鍵，所以與其配對(duì)的原子個(gè)數(shù)也一定，這是共價(jià)

鍵的飽和性，故C正確；

D.s軌道的形狀是球形對(duì)稱(chēng)的，它無(wú)方向性，故D錯(cuò)誤；故選D。

【典例3】下列有關(guān)鍵角與分子空間構(gòu)型的說(shuō)法不正確的是（）

A.鍵角為180。的分子，空間構(gòu)型是直線形

B.鍵角為120。的分子，空間構(gòu)型是平面三角形

C.鍵角為109.5。的分子，空間構(gòu)型是正四面體形

D.鍵角為90。?109.5。之間的分子，空間構(gòu)型可能是V形

【答案】B

【解析】A、鍵角為180。的分子，空間構(gòu)型是直線形，例如二氧化碳等，A正確；B、乙烯分子的鍵角為

120°,但它的空間構(gòu)型并不是平面三角形，B錯(cuò)誤；C、鍵角為109.5。的分子，空間構(gòu)型是正四面體形，

C正確；D、鍵角為90。?109.5。之間的分子，空間構(gòu)型可能是V形，例如水等，D正確，

故選B。

【典例4】下列分子中，各分子的立體構(gòu)型和中心原子的雜化方式均正確的是()

3

A.NH3平面三角形sp3雜化B.CC14正四面體sp雜化

形雜化2雜化

C.H2OVsp2D.CO3'三角錐形Sp3

【答案】B

【解析】

根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子空間構(gòu)型及中心原子雜化方式，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)

數(shù)。

A、NH3中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+工(53x1)=4,N的雜化方式為sp3,含有一對(duì)孤電子對(duì)，分子的

2

立體構(gòu)型為三角錐形，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B、CC14中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+萬(wàn)(44x1)=4,C的雜化方式為sp3,沒(méi)有孤電子對(duì)，分子的立體

構(gòu)型為正四面體，選項(xiàng)B正確；

C、氏0中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+4(62x1)=4,O的雜化方式為sp3,含有兩對(duì)孤電子對(duì)，分子的

2

立體構(gòu)型為V形，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D、CCh?中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+；(4+23x2)=3,C的雜化方式為sp2,沒(méi)有孤電子對(duì)，分子的立

體構(gòu)型為平面三角形，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

答案選B。

考點(diǎn)2分子的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)

共價(jià)鍵極性和共價(jià)分子極性的比較。

極性分子：分子中正、負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來(lái)看，電荷的分布是不均勻的，不對(duì)稱(chēng)的。

非極性分子：分子中正、負(fù)電荷中心重合，從整個(gè)分子來(lái)看，電荷的分布是均勻的，對(duì)稱(chēng)的。

共價(jià)鍵極性和共價(jià)分子極性的比較

共價(jià)鍵的極性共價(jià)分子的極性

類(lèi)型極性鍵和非極性鍵極性分子和非極性分子

因素是否由同種元素原子形成整個(gè)分子電荷的分布是否均勻?qū)ΨQ(chēng)

聯(lián)系1、（1）所有的惰性氣體都為非極性分子。

（2）以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子必為非極性分子，如：H2、02…

（3）以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子，如：HCLCO、

NO...

（4）以極性鍵結(jié)合的多原子分子，是否是極性分子，由該分子的空間

構(gòu)型決定，如：

①空間構(gòu)型對(duì)稱(chēng)，為非極性分子，如：CO2、CS2、CC14、BF3、C2H2…

②空間構(gòu)型不對(duì)稱(chēng)，為極性分子，如：、

H20>NH3H2O2...

2、大多數(shù)的有機(jī)物都顯非極性。

注意：判斷ABn型分子可參考使用以下經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：①若中心原子A的

化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則

為極性分子；②若中心原子有孤對(duì)電子（未參與成鍵的電子對(duì)），則為極性

分子，若無(wú)孤對(duì)電子，則為非極性分子

說(shuō)明鍵有極性，分子不一定有極性。

鄰羥基苯甲醛和對(duì)羥基苯甲醛是同分異構(gòu)體，但鄰分子內(nèi)氫鍵羥基

苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的低，這是為什/o么呢？

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，氫鍵不僅存在于分子之間，也可以存在于"H分子

內(nèi)。鄰羥基苯甲醛分子的羥基與醛基之間存在分子內(nèi)（J氫鍵

（圖2.28）,而對(duì)羥基苯甲醛存在分子間氫鍵，增強(qiáng)了圖2.28鄰羥基苯甲醛分子分子

間的相互作用，所以，對(duì)羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)分別內(nèi)的氫健高于

鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)。

溶解性

1.相似相溶規(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。如蔗糖和氨易溶于水，難溶于四氯化

碳；而蔡和碘卻易溶于四氯化碳，難溶于水。

2.影響物質(zhì)溶解性的因素

（1）外界因素：主要有溫度、壓強(qiáng)等。

（2）氫鍵：溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好（填“好”或“差”）。

（3）分子結(jié)構(gòu)的相似性：溶質(zhì)和溶劑的分子結(jié)構(gòu)相似程度越大，其溶解性越好。如乙醇與水互溶,而戊醇在

水中的溶解度明顯減小。

(4)溶質(zhì)是否與水反應(yīng)：溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)，溶質(zhì)的溶解度會(huì)增加。如SCh與水反應(yīng)生成的H2sCh可溶于

水，故SO?的溶解度較大

有機(jī)溶劑大多數(shù)是非極性溶劑，如CC14、C6H6等，但也有少數(shù)的極性溶劑，如酒精。

分子的手性

1.手性異構(gòu)體

具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子,如同左手與右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不重合，互

稱(chēng)手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)。

2.手性分子

有手性的的分子叫做手性分子。

OH

—

,CH—CH—COOH八二

如乳酸（3）分子。

CH3CH3

II

HO'''77H〃/0H

COOHCOOH

【典例1］下列敘述中正確的是

A.鹵化氫分子中，鹵素的非金屬性越強(qiáng)，共價(jià)鍵的極性越大，穩(wěn)定性也越強(qiáng)

B.以極性鍵結(jié)合的分子，一定是極性分子

C.判斷A2B或AB2型分子是否是極性分子的依據(jù)是看分子中是否含有極性鍵

D.非極性分子中，各原子間都應(yīng)以非極性鍵結(jié)合

【答案】A

【解析】

A、鹵素中非金屬性越強(qiáng)，鍵的極性越大，故A項(xiàng)正確；

B、以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子，但以極性鍵結(jié)合形成的多原子分子，也可能是非極性分

子，如CO2,故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C、A2B型如H2。、H2s等，AB2型如CO2、CS2等，判斷其是否是極性分子的依據(jù)是看分子中是否含有

極性鍵及分子的立體構(gòu)型是否對(duì)稱(chēng)。如CO2、CS2為直線形，分子的立體構(gòu)型對(duì)稱(chēng)，為非極性分子；如

H2O,有極性鍵，分子的立體構(gòu)型不對(duì)稱(chēng)，為極性分子，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；

D、多原子分子，其分子的立體構(gòu)型對(duì)稱(chēng)，這樣的非極性分子中可能含有極性鍵，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選A。

【典例2]實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO2為共價(jià)化合物，兩個(gè)C=0鍵間的夾角為180。，以下判斷正確的是

A.由極性鍵構(gòu)成的極性分子B.由極性鍵構(gòu)成的非極性分子

C.由非極性鍵構(gòu)成的極性分子D.CCh中C采取sp?雜化

【答案】B

【解析】試題分析：A、由于二氧化碳是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，分子是非極性的，故A錯(cuò)誤；B、碳原子和氧原子的

電負(fù)性不同，所以共價(jià)鍵是極性的，但分子是非極性的；C、錯(cuò)誤；D、C是sp雜化。

【典例3】三氟化硼是平面正三角形，因此是非極性分子，推斷三氯甲烷（碳原子位于分子結(jié)構(gòu)中心）的結(jié)

構(gòu)和分子的極性情況是（）

A.四面體，極性分子B.平面三角形，非極性分子

C.正四面體，非極性分子D.平面三角形，極性分子

【答案】A

【解析】三氯甲烷（CHCb）中C形成1個(gè)碳?xì)?。鍵和3個(gè)碳氯◎鍵，碳上沒(méi)有孤對(duì)電子，三氯甲烷為四

面體結(jié)構(gòu)，由于碳?xì)滏I和碳氯鍵不同，三氯甲烷中正電中心、負(fù)電中心不重合，三氯甲烷為極性分子,

答案選A。

考點(diǎn)3配位化合物與超分子

一、配位鍵和配位化合物

1、配位鍵

NH3的中心原子是N,它與三個(gè)H形成共價(jià)單鍵后，價(jià)

層中還留有一對(duì)孤電子對(duì)。H失去電子成H+后，1s軌道是

+

空的。NH3與H+形成NH4時(shí)，NH3給出了N上的孤電子對(duì),H+的

空軌道接受了這對(duì)電子，于是兩個(gè)原子共用一對(duì)電子形成

了共價(jià)鍵，以這種方式形成的共價(jià)鍵稱(chēng)為配位鍵。

2、配合物

Cu2+與氨水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了一種深藍(lán)色的離子。該離

圖（配合

2+2.30[CuNHJJSO.

子稱(chēng)為四氨合銅（II）離子，其化學(xué)式是[CU（NH3）4]?物的組成示意圖這個(gè)

反應(yīng)可以用離子方程式來(lái)表示:

2+2+

CU+4NH3=[CU(NH3)4]

Ag+和氨水

之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了一種無(wú)色的離子。該離子稱(chēng)

+

為二氨合銀（I）離子，其化學(xué)式是[Ag（NH3）2]o這個(gè)反應(yīng)

可以用離子方程式來(lái)表示:

++

Ag+2NH3=[Ag(NH3)2]

由金屬離子或金屬原子(主要是過(guò)渡金屬元素)和一些小分子或離子通過(guò)配位鍵結(jié)

合而形成的，稱(chēng)為配位化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)配合物。

3、配體及順?lè)串悩?gòu)

配合物中的配位鍵通常是由金屬離子或原子提供空軌道[價(jià)層中的("一l)d、ns或np軌道，也有可能是

nd軌道]、小分子

A\/BA\小

或離子(如、

H2O>NH3CL、F-等)提供孤電子對(duì)而形MM

AZXBBz、A

成的。例如，[Cu(NH3)4產(chǎn)中，四個(gè)NH中的N各提供

3順式反式

一對(duì)孤電子對(duì)給Cu2+,Cu2+的空軌道接受了NH提供的

3圖2.32MA2B2的順?lè)?/p>

四對(duì)電子對(duì)，從而形成四個(gè)配位鍵。如圖所示，a[Cu(NH3)4]SO4

2+

中，StV一稱(chēng)為配合物的外界，Cu與NH3

2+

以配位鍵結(jié)合而成的[CU(NH3)4]稱(chēng)為配合物的內(nèi)界，其

2+

中的Cu稱(chēng)為中心離子，NH3稱(chēng)為配位體，簡(jiǎn)稱(chēng)配體。

含有兩種或兩種以上配體的配合物，若配體在空間的

排列方式不同，還能形成不同的幾何結(jié)構(gòu)的配合物。例如，

平面正方形的MA2B2配合物(M表示中心離子或原子，A和B表示不同的配體)就有圖所示的兩種

異構(gòu)體，兩個(gè)相同配體在同側(cè)的為順式異構(gòu)體，兩個(gè)相同配體在異側(cè)

的為反式異構(gòu)體。

【典例1】某物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)式為PtQ『2NH3，其水溶液不導(dǎo)電，加入AgNC>3溶液反應(yīng)也不產(chǎn)生沉淀，用強(qiáng)

堿處理并沒(méi)有NH3放出，則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()

A.NH3與NO1中氮原子的雜化方式相同

B.配合物中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)均為4

C.PtCl『2NH3的立體構(gòu)型為正八面體形

D.和NH3分子均與中心離子Pt4+配位

【答案】D

【解析】解：A.NH3分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+2(5-3xl)=4,所以氮原

子雜化方式是sp3,NO]中氮原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=。鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+”|&=3,所以其采用

sp2雜化，故A錯(cuò)誤;

B.配合物中中心原子的電荷數(shù)電荷數(shù)為4,配位數(shù)為6,故B錯(cuò)誤；

C.Pt與6個(gè)配體成鍵，該配合物應(yīng)是八面體結(jié)構(gòu)，但不是正八面體形，故C錯(cuò)誤；

D.由分析可知，C「和NH3分子均與Pt，+配位，形成的配合物為［PtC14(NH3)2］，故D正確。

故選：D。

【典例2】Pt"可以形成兩種互為同分異構(gòu)體的平面正方形配合物一順式二氯?二氨合柏(H)與反式二氯?

二氨合鋁(II),分別簡(jiǎn)稱(chēng)為順柏和反粕，二者的結(jié)構(gòu)示意圖如下(虛線為輔助線，不表示化學(xué)鍵)，它們其

中一種微溶于水，另一種難溶于水。順鉗是美國(guó)教授B.Rosenberg等人于1969年發(fā)現(xiàn)的第一種具有抗癌

活性的金屬配合物，而反粕則沒(méi)有抗癌活性。下列說(shuō)法正確的是()

順的反的

A.難溶于水的是順鉗

B.順粕和反柏中，Pt的雜化軌道類(lèi)型為sp3

C.順鉗和反鉗的沸點(diǎn)不同

D.Pt提供孤電子對(duì)，C1和N提供空軌道

【答案】C

【解析】A.順知中鍵的極性不能抵消，為極性分子，則應(yīng)易溶于水，故A錯(cuò)誤;

B.順鉗和反鉗結(jié)構(gòu)不同，則為平面結(jié)構(gòu)，Pt雜化軌道類(lèi)型是dsp2,故B錯(cuò)誤；

C.順鉗和反鉗結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，則沸點(diǎn)不同，故C正確；

D.由配位鍵的表示，可看出Pt提供空軌道，C1和N提供孤電子對(duì)，故D錯(cuò)誤。

故選Co

專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)

1.原子軌道在兩核間以“肩并肩”方式重疊的鍵是

A.0鍵B.兀鍵C.氫鍵D.離子鍵

【答案】B

【解析】A.C鍵是原子軌道在兩核間以“頭碰頭”方式重疊的鍵，故A不選；

B.兀鍵是原子軌道在兩核間以“肩并肩”方式重疊的鍵，故B選；

C.氫鍵是已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子之間的作用力，不屬

于化學(xué)鍵，故C不選；D.0鍵和兀鍵是共價(jià)鍵的分類(lèi)，故D不選。故選B。

2.下列說(shuō)法不正確的是()

A.兀鍵是原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊而形成的

B.2個(gè)原子形成的多重共價(jià)鍵中，只能有一個(gè)是。鍵，而兀鍵可以是一個(gè)或多個(gè)

C.s電子與s電子間形成的鍵是。鍵，p電子與p電子間形成的鍵是兀鍵

D.共價(jià)鍵一定有原子軌道的重疊

【答案】C

【解析】A.原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為。鍵；以“肩并肩”方式相互重疊形成的共

價(jià)鍵為兀鍵。故A正確；

B.◎鍵是頭碰頭形成的，兩個(gè)原子之間能形成一個(gè)，原子軌道雜化的對(duì)成性很高，一個(gè)方向上只可能有

一個(gè)雜化軌道，所以最多有一個(gè)，故B正確；

C.當(dāng)pp電子云頭碰頭重疊時(shí)，形成。鍵；肩并肩重疊時(shí)，形成兀鍵，故C錯(cuò)誤；

D.原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為Q鍵；以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為兀

鍵，所以共價(jià)鍵一定有原子軌道的重疊，故D正確。故選C。

3.在“分子中，跋基與甲基碳原子成鍵時(shí)所采取的雜化方式分別為（）

CH.—CFL

A.sp2雜化；sp2雜化B.sp3雜化；sp3雜化

C.sp2雜化；sp3雜化D.sp雜化；sp3雜化

【答案】C

【解析】

在CH3coeH3（丙酮）分子中，跋基碳原子含有3個(gè)0鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp2雜化，甲基碳原

子含有4個(gè)0鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp3雜化；正確選項(xiàng)C。

4.根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論及原子軌道的雜化理論判斷NF,分子的VSEPR模型名稱(chēng)和中心原子的雜化

方式為（）

A.直線形sp雜化B.四面體形sp?雜化

C.三角錐形sp3雜化D.三角形sp2雜化

【答案】B

【解析】

根據(jù)公式計(jì)算中心原子的雜化方式：中心原子成鍵數(shù)+（中心原子的價(jià)電子數(shù)土電荷數(shù)配原子價(jià)電子數(shù)x配

原子個(gè)數(shù)）/2?

S—3x]

NF；分子：3+——=4,采取sp3雜化，VSEPR模型為四面體型；答案選B。

5.研究表明:H2O2具有立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)氫原子像在半展開(kāi)一本書(shū)的兩頁(yè)上，兩頁(yè)紙面的夾角為94。，氧原

子在書(shū)的夾縫上，0—H鍵與0—0鍵之間的夾角為97。，如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.H2O2分子中既有極性鍵又有非極性鍵

B.H2O2分子為含有非極性鍵的極性分子

C.H2O2分子為非極性分子

D.H2O2分子為既含極性鍵又含非極性鍵的極性分子

【答案】C

A.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵，選項(xiàng)A正確；

B.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵，但是雙氧水結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，屬于極性分子，選

項(xiàng)B正確；

C.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵，但是雙氧水結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，屬于極性分子，選

項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵，但是雙氧水結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，屬于極性分子，選

項(xiàng)D正確；

答案選C。

6.大多數(shù)有機(jī)物分子里的碳原子與碳原子或碳原子與其它原子相結(jié)合的化學(xué)鍵是

A.只有極性鍵B.只有非極性鍵

C.有極性鍵或非極性鍵D.有離子鍵

【答案】C

【解析】

一般來(lái)說(shuō)，活潑金屬元素和活潑非金屬元素之間易形成離子鍵，非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵，不同非

金屬元素之間形成極性共價(jià)鍵，同種非金屬元素之間形成非極性共價(jià)鍵，所以碳原子和碳原子之間形成

非極性共價(jià)鍵，碳原子和其它原子之間形成極性共價(jià)鍵，故答案為C。

7.下列關(guān)于氫鍵的說(shuō)法正確的是（）

A.由于氫鍵的作用，使NH、H?。、HF的沸點(diǎn)反常，且沸點(diǎn)高低順序?yàn)镠F〉H2O〉N〃3

B.氫鍵只能存在于分子間，不能存在于分子內(nèi)

C.沒(méi)有氫鍵就沒(méi)有生命

D.相同量的水在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)時(shí)均有氫鍵，且氫鍵的數(shù)目依次增多

【答案】C

【解析】

A.“反?！笔侵杆鼈?cè)诒咀逶氐臍浠锓悬c(diǎn)排序中的現(xiàn)象，三種物質(zhì)的沸點(diǎn)高低順序可由事實(shí)得出，常

溫下只有水是液體，水的沸點(diǎn)最高，故A錯(cuò)誤；

B.氫鍵存在于不直接相連但相鄰的H、0（或N、F）原子間，所以分子內(nèi)也可能存在氫鍵，如鄰羥基苯

甲醛分子內(nèi)含有氫鍵，故B錯(cuò)誤；

C.因?yàn)闅滏I的存在使常溫常壓下的水呈液態(tài)，而液態(tài)水是生物體營(yíng)養(yǎng)傳遞的基礎(chǔ)，故C正確；

D.水在氣態(tài)時(shí)，分子間距離大，分子之間沒(méi)有氫鍵，故D錯(cuò)誤。

故選C。

8.下列對(duì)分子性質(zhì)的解釋中，正確的是（）

A.NH3極易溶于水而。氏難溶于水只是因?yàn)镹%是極性分子，是非極性分子

CH3CHC（X）H

B.乳酸（I）具有光學(xué)活性，因?yàn)槠浞肿又泻幸粋€(gè)手性碳原子

OH

C.水很穩(wěn)定（1000℃以上才會(huì)部分分解）是因?yàn)樗肿娱g存在大量的氫鍵

D.已知酸性：HaPO*HCIO,因?yàn)橛肞O4的氧原子數(shù)大于HC10的氧原子數(shù)

【答案】B

【解析】

AN為與水分子之間存在氫鍵，使氨氣易溶于水，所以N為極易溶于水的原因?yàn)镹%是極性分子和氨

氣與水分子間存在氫鍵，故A錯(cuò)誤；

CH^CHCOOH:?

B.中間碳原子上連有四個(gè)不一樣的基團(tuán)：氫原子、甲基、竣基和羥基，是手性碳原子，存在

對(duì)映異構(gòu)即手性異構(gòu)體，故B正確；

C.水很穩(wěn)定（1000℃以上才會(huì)部分分解）是因?yàn)樗泻械拇?。鍵非常穩(wěn)定，與存在氫鍵無(wú)關(guān)，故C

錯(cuò)誤；

D.外。04的非羥基氧原子數(shù)比HC1O的多，含氧酸中非羥基氧原子數(shù)越多，酸性越強(qiáng)，所以磷酸的酸性

強(qiáng)于次氯酸，故D錯(cuò)誤；

故選：Bo

9.已知下列化學(xué)鍵的鍵能：

化學(xué)鍵CCNNOO0二0OHSHSeHNHAsH

鍵能/(kJ-moli)347.7193142497.3462.8363.5276386247

回答下列問(wèn)題：

(1)過(guò)氧化氫不穩(wěn)定，易發(fā)生分解反應(yīng)2H2O2(g)=2H2O(g)+O2(g),利用鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算該反應(yīng)的

反應(yīng)熱為；

(2)OH、SH、SeH的鍵能逐漸減小，原因是,據(jù)此可推測(cè)PH鍵的

鍵能范圍為<PH鍵鍵能<；

(3)有機(jī)物是以碳骨架為基礎(chǔ)的化合物，即碳原子間易形成CC長(zhǎng)鏈，而氮原子與氮原子間，氧原子與

氧原子間難形成NN長(zhǎng)鏈和00長(zhǎng)鏈，原因是o

【答案】213.3kJ-moPOH、SH、SeH鍵長(zhǎng)依次增大，因而鍵能依次減小247386CC鍵鍵

能較大，較穩(wěn)定，因而易形成CC長(zhǎng)鏈