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第二章分子结构与性质基础知识填空【新教材】-学年人教版（）高二化学选择性必修2

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第二章分子结构与性质

一、共价键

（一）定义：原子间通过所形成的相互作用叫做共价键。

（二）特征

特征

概念

作用

存在情况

性

每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的

性决定了分子的组成。

所有的共价键都具有性

性

在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现最大的方向形成，所以共价键具有性

性决定了分子的空间结构。

并不是所有共价键都具有性

(三)形成条件：通常电负性或差值较的元素原子之间形成共价键，大多数电负性之差于1.7的与原子之间形成共价键。

（四）类型

σ键

π键

成键示意图(常见类型)

原子轨道重叠方式

“ ”重叠

对称类型

对称

原子轨道重叠程度

键的强度

轨道重叠程度，键的强度较，键越

轨道重叠程度较，键比较，不如σ键

活泼性

不活泼

活泼

成键规律

共价单键是键；共价双键中一个键是键，另一个键是键；共价三键中一个键是键，另外两个键是键

旋转情况

以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子绕轴旋转，并不破坏σ键的结构

以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子单独旋转，若单独旋转则 π键的结构

存在情况

单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中

单独存在，必须与键共存，可存在于共价键和共价键中

联系

只有在形成键后，余下的p轨道才能形成键

实例

CH4、OH-

N≡N中既含有σ键，又含有π键

说明：1、一般情况下，σ键比π键，但并不是所有分子中的σ键都比π键（例如：N2）

2、并不是所有的分子都含有键

注：1、化学键包括：键、键、键。

2、共价键按照组成原子的种类分为：键和键

3.化学反应的本质是的过程。断裂化学键需要能量，形成化学键需要能量，导致化学反应过程中能量变化(吸热或放热)。

4.由离子键构成的化合物叫做离子化合物，离子化合物中一定含有键，可能含有键。以共用电子对形成的化合物叫做化合物。共价化合物中只含有键，只含共价键的物质是共价化合物。

5、并不是所有的物质都含有键，例如：稀有气体

键参数——键能、键长与键角

键能：

概念：的能量称为键能。

2、应用：

（1）判断共价键的稳定性：原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，体系能量降低越，释放能量越，形成共价键的键能越，共价键越。

（2）判断分子的稳定性：一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越。

（3）利用键能计算反应热：△H= 。

注：同种类型的共价键，键能大小为：单键双键三键

（二）键长

1、概念：构成化学键的叫做该化学键的键长。由于分子中的原子始终处于不断之中，键长只是振动着的原子处于位置时的核间距。

2、应用：

（1）判断共价键的稳定性：键长越短，往往键能越，表明共价键越。

（2）判断分子的

3、定性判断键长的方法

（1）根据原子半径进行判断。在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越。

（2）根据共用电子对数判断。相同的两原形成共价键时，单键键长双键键长三键键长。

（三）键角

1、概念：在多原子分子中，的夹角称为键角。

2、意义：键角可反映分子的，多原子分子的键角一定，表明共价键具有性。

3、测定方法：键长和键角的数值可通过晶体的实验获得

小结：键参数对分子性质的影响：

相同类型的共价化合物分子，成键原子半径越小，键长越，键能越，分子越

三、分子结构的测定

分子结构测定的常用方法：、

红外光谱的测定原理：分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。红外光谱可分析出分子中含有的信息。

四、多样的分子空间结构

XX子分子的空间结构

化学式

电子式

结构式

键角

空间结构名称

CO2

H2O

四原子分子常见的空间结构

化学式

电子式

结构式

键角

空间结构名称

CH2O

NH3

C2H2

XX子分子常见的空间结构

化学式

电子式

结构式

键角

空间结构名称

CH4

五、阶层电子对互斥模型（VSEPR）

（一）应用：预测

（二）中心原子上的价层电子对数的计算

中心原子上的价层电子对数= +

σ键电子对数的确定：由确定

中心原子上的孤电子对数的确定：中心原子上的孤电子对数=

公式中各字母的含义：

中心原子的价层电子数

主族元素

阳离子

阴离子

其他原子

（四）根据价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构

1、中心原子不含孤电子对的分子(或离子)，VSEPR模型与分子(或离子)的空间结构。

2、中心原子若有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥，则 VSEPR模型与分子的空间结构。推测分子的立体模型。

常见分子或离子的空间结构的推测

分子或离子

中心原子上的孤电子对数

中心原子上的价层电子对数

VSEPR模型名称

空间结构名称

CO2、BeCl2

CO32—、BF3

SO2、PbCl2

CH4、CCl4

NH3、NF3

H2O、H2S

注：1、价层电子对互斥模型对分子空间结构的预测少有失误，但它不能用于预测以为中心原子的分子。

2、氨气与水的VSEPR模型一致，但空间构型不同的原因是：

孤电子对之间的斥力孤电子对与成键电子对之间的斥力成键电子对之间的斥力

六、杂化轨道理论简介

（一）杂化轨道的含义

杂化轨道理论是一种价键理论，是为了解释分子的空间结构提出的。

1、轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道发生，重新组合成一组的过程。

2、杂化轨道：原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫做，简称。

（二）杂化轨道理论的要点

1.原子形成分子时，通常存在、和等过程。发生轨道杂化的原子一定是原子。

2.原子轨道的杂化只有在的过程中才会发生，孤立的原子发生杂化。

3.只有相近的原子轨道才能杂化。

4.杂化前后原子轨道数目 (参加杂化的轨道数目于某某的杂化轨道数目),且杂化轨道的能量。

6.杂化轨道用于某某或者用来容纳。未参与杂化的p轨道可用于某某键。分子的空间结构主要取决于原子轨道的。

7.杂化轨道成键时仍具有共价键的特征—— 性和性

8.杂化轨道数= + 。

（三）杂化轨道类型

类型

形成过程

夹角

空间结构

sp3杂化轨道

sp3杂化轨道是由个轨道和个轨道杂化形成的

sp2杂化轨道

sp2杂化轨道是由个轨道和个轨道杂化而成的

sp杂化轨道

sp杂化轨道是由个轨道和个轨道杂化而成的

（四）杂化轨道类型的判断方法

1.根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构，列表如下：

价层电子对数

杂化轨道类型

成键电子对数

孤电子对数

杂化轨道数

分子空间结构

实例

BeCl2、CO2、HCN

BF3、SO3、CO32—

SnBr2、SO2、NO2—

CHCl3、SiCl4、PO43—

NH3、PCl3、SO32—

OF2、H2O、NH2—

2. 根据杂化轨道间的夹角判断

杂化轨道间的夹角

杂化轨道类型

109o28′

120o

180o

3.根据分子或离子的空间结构判断

分子或离子的空间结构

杂化轨道类型

正四面体形

平面三角形

直线形

4.以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型

(1)没有形成π键，为杂化

(2)形成一个π键，为杂化

(3)形成两个π键，为杂化

七、共价键的极性

（一）键的极性和分子的极性

1、键的极性：

共价键

极性共价键

非极性共价键

成键原子

种原子（电负性同）

电子对

偏移

成键原子的电性

一个原子呈电性，一个原子呈电性

电性

注：（1）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越

（2）共用电子对偏移程度越大，键的极性越

2、分子的极性：

(1)极性分子：分子中的不重合，使分子的某一个部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ-),这样的分子是极性分子。

(2)非极性分子：分子中的重合，这样的分子是非极性分子。

3、分子极性的判断

（1）可依据分子中化学键的极性的向量和进行判断

分子的极性必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于而定。当分子中各个键的极性的向量和等于时，是非极性分子，否则是极性分子。

（2）化合价法

ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值于该元素的价层电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构是的；若中心原子的化合价的绝对值于其价层电子数，则分子的空间结构是的，其分子为极性分子。具体实例如表所示：

化学式

BF3

CO2

PCl5

SO3

H2O

NH3

SO2

中心原子化合价的绝对值

中心原子价层电子数

分子极性

注：a、一般情况下，单质分子为分子，但O3其空间结构形，故O3为性分子。

b、H2O2的结构式为 ,空间结构是，为性分子。

（二）键的极性对化学性质的影响

1、键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越电离出H+,则羧酸的酸性越。

2、与羧基相邻的共价键的极性越大，羧酸的酸性越。

3、一般地，烃基越长，推电子效应越，羧酸的酸性越。

八、分子间的作用力

（一）范德华力

1、特征

（1）范德华力广泛存在于之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。

（2）范德华力很弱，比化学键的键能个数量级。

（3）范德华力方向性和饱和性。

2、影响范德华力的因素

（1）一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越。

（2）相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO N2

（3）分子组成相同，但结构不同的物质(即互为同分异构体),分子的对称性越强，范德华力越。

5、范德华力对物质性质的影响

范德华力主要影响物质的等物理性质。一般规律：范德华力越大，物质的越。

化学键要影响物质的性质。

（二）氢键及其对物质性质的影响

1、概念：氢键是除范德华力之外的。

2、形成条件：它是由已经与很大的原子形成共价键的原子与另一个很大的原子之间的作用力。

3、常见类型：。其中X、Y为这样的电负性很大的原子，“一”表示共价键，…”表示形成的氢键。X、Y的电负性越大，氢键越；Y原子的半径越小，氢键越。

4、特征：

（1）氢键是一种，但不同于范德华力，也不属于化学键。

（2）氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能个数量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的。

（3）氢键具有方向性（X一H…Y尽可能在上）和性（一个X一H只能和一个Y原子结合），但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。

5、氢键的键长：一般定义为的长度。

6、存在范围：氢键不仅存在于，有时也存在于。

7、对物质性质的影响：（1）对物质溶沸点的影响：

①存在分子间氢键的物质，具有较的熔、沸点。例如：、和的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高。

②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的。

（2）对物质溶解度的影响：溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键，则溶质的溶解度明显的。

（三）溶解性

1、“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于性溶剂，极性溶质一般能溶于性溶剂。

2、影响溶解度的因素

（1）内因

①如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的溶解度较。

②溶质与溶剂发生反应可其溶解度。

（2）外因

①温度：一般地，温度升高，固体物质的溶解度，气体物质的溶解度。

②压强：一般地，压强越大，气体的溶解度越。

注：I、影响固体溶解度的主要因素是。常见物质中，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而。

II、影响气体溶解度的主要因素是和。

九、分子的手性

（一）手性异构体与手性分子

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为，却在三维空间里不能，互称手性异构体(或对映异构体)。有手性异构体的分子叫做分子。

（二）手性分子的成因

当4个的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为碳原子。

（三）手性分子的判断

有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用来表示。如，R1、R2、R3、R4是的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个的原子或基团。

（四）手性分子的用途

(1)构成生命体的有机分子绝大多数为分子。互为手性异构体的两个分子的性质。

(2)生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化种手性分子的合成)。

第二章分子结构与性质

一、共价键

（一）定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。

（二）特征

特征

概念

作用

存在情况

饱和性

每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的

饱和性决定了分子的组成。

所有的共价键都具有饱和性

方向性

方向性决定了分子的空间结构。

并不是所有共价键都具有方向性

(三)形成条件：通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，大多内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。气体溶解度的主要因素是温度和压强。

九、分子的手性

（一）手性异构体与手性分子

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。有手性异构体的分子叫做手性分子。

（二）手性分子的成因

当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。

（三）手性分子的判断

有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用 *C 来表示。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。

（四）手性分子的用途

(1)构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为手性异构体的两个分子的性质不同。

(2)生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。

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