第十二章物質結構與性質(選修三)
第二節分子結構與性質
考點一共價鍵
[教材知識層面]
1．共價鍵的本質和特徵
共價鍵的本質是在原子之間形成共用電子對，其特徵是具有飽和性和方向性。
2．共價鍵的分類
3．鍵引數
(1)鍵引數對分子性質的影響：
(2)鍵引數與分子穩定性的關係：
鍵能越大，鍵長越短，分子越穩定。
4.等電子原理
原子總數相同，價電子總數相同的分子具有相似的化學鍵特徵，具有許多相近的性質。如co和n2。
[高考考查層面]
命題點1 共價鍵型別的判斷
1．σ鍵與π鍵的判斷
(1)依據強度判斷：σ鍵的強度較大，較穩定，π鍵活潑，比較容易斷裂。
(2)共價單鍵是σ鍵，共價雙鍵中含有乙個σ鍵，乙個π鍵；共價三鍵中含有乙個σ鍵，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。
[典題示例]
1．下列說法中不正確的是( )
a．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強
b．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有乙個σ鍵
c．氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵
d．n2分子中有乙個σ鍵，兩個π鍵
解析：選c 稀有氣體的分子中不含有共價鍵。
2．下列物質的分子中既有σ鍵，又有π鍵的是( )
①hcl ②h2o ③n2 ④h2o2 ⑤c2h4 ⑥c2h2
ab．③④⑤⑥
cd．③⑤⑥
解析：選d 單鍵均為σ鍵，雙鍵和三鍵中各存在乙個σ鍵，其餘均為π鍵。
命題點2 鍵引數及其應用
1．能夠用鍵能的大小解釋的是( )
a．常溫常壓下，氯氣呈氣態而溴單質呈液態
b．硝酸是揮發性酸，硫酸是難揮發性的酸
c．稀有氣體一般難發生化學反應
d．氮氣在常溫下很穩定，化學性質不活潑
解析：選d 共價分子構成物質的狀態與分子內共價鍵的鍵能無關，a錯誤；物質的揮發性與分子內鍵能的大小無關，b錯誤；稀有氣體是單原子分子，無化學鍵，c錯誤；氮氣分子穩定是由於氮氣分子中含有三鍵，鍵能很大的緣故，d正確。
2．nh3分子的空間構型是三角錐形，而不是正三角形的平面結構，其充分的理由是( )
a．nh3分子是極性分子
b．分子內3個n—h鍵的鍵長相等，鍵角相等
c．nh3分子內3個n—h鍵的鍵長相等，3個鍵角都等於107.3°
d．nh3分子內3個n—h鍵的鍵長相等，3個鍵角都等於120°
解析：選c a選項：nh3為極性分子不能說明nh3一定為三角錐形；b項三條n—h鍵鍵能與鍵長分別相同，鍵角相等仍有可能為正三角形；d選項與事實不符。
命題點3 等電子體及其應用
1．常見的等電子體彙總
2．根據已知的一些分子結構推測另一些與它等電子的微粒的立體結構，並推測其物理性質
(1)(bn)x與(c2)x，n2o與co2等也是等電子體；
(2)矽和鍺是良好的半導體材料，他們的等電子體磷化鋁(alp)和砷化鎵(gaas)也是很好的半導體材料；
(3)sicl4、sio、so的原子數目和價電子總數都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體形立體構型。
[典題示例]
1．下列粒子屬於等電子體的是( )
a．ch4和nh b．no和o2
c．no2和o3 d．hcl和h2o
解析：選a 只要原子個數和最外層電子數相等的兩種微粒，即為等電子體。
2．已知co2為直線形結構，so3為平面正三角形結構，nf3為三角錐形結構，請推測cos、co、pcl3的空間結構。
解析：cos與co2互為等電子體，其結構與co2相似，所以其為直線形結構；co與so3互為等電子體，結構相似，所以co為平面正三角形結構；pcl3與nf3互為等電子體，結構相似，所以pcl3為三角錐形結構。
答案：cos為直線形結構；co為平面正三角形結構；pcl3為三角錐形結構
[考點達標層面]
1．(2012·浙江高考節選)下列物質中，只含有極性鍵的分子是________，既含離子鍵又含共價鍵的化合物是________，只存在σ鍵的分子是________，同時存在σ鍵和π鍵的分子是________。
a．n2 b．co2 c．ch2cl2 d．c2h4
e．c2h6 f．cacl2 g．nh4cl
解析：雙鍵中含有σ鍵和π鍵，故n2、co2、c2h4中均含有σ鍵和π鍵。
答案： bc g ce abd
2．試根據下表回答問題。
某些共價鍵的鍵長資料如下所示：
(1) 根據表中有關資料，你能推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些？其影響的結果怎樣？
(2)鍵能是
通常，鍵能越________，共價鍵越________，由該鍵構成的分子越穩定。
答案：(1)原子半徑、原子間形成共用電子對數目。形成相同數目的共用電子對，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短；原子半徑相同，形成共用電子對數目越多，鍵長越短。
(2)氣態基態原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量大穩定
3．原子數相同、電子總數相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。
(1)根據上述原理，僅由第二週期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是________和和________。
(2)此後，等電子原理又有所發展。例如，由短週期元素組成的微粒，只要其原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結構特徵。在短週期元素組成的物質中，與no互為等電子體的分子有
解析：(1)僅由第二週期元素組成的共價分子中，即c、n、o、f組成的共價分子，如n2與co均為14個電子，n2o與co2均為22個電子。
(2)依題意，只要原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，即可互稱為等電子體，no為三原子，各原子最外層電子數之和為5＋6×2＋1＝18，so2、o3均為三原子，各原子最外層電子數之和為6×3＝18。
答案：(1)n2 co n2o co2 (2)so2 o3
考點二分子的立體構型
[教材知識層面]
1．用價層電子對互斥理論推測分子的立體構型
(1)用價層電子對互斥理論推測分子的立體構型的關鍵是判斷分子中中心原子上的價層電子對數。
其中：a是中心原子的價電子數(陽離子要減去電荷數、陰離子要加上電荷數)，b是1個與中心原子結合的原子提供的價電子數，x是與中心原子結合的原子數。
(2)價層電子對互斥理論與分子構型：
2．用雜化軌道理論推測分子的立體構型
3．配位鍵和配合物
(1)配位鍵：
由乙個原子提供一對電子與另乙個接受電子的原子形成的共用電子對。
(2)配位鍵的表示方法：
用a→b表示，其中a表示提供孤對電子的原子，b表示接受共用電子對的原子。
(3)配位化合物：
①定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結合形成的化合物。
②形成條件：
③組成：
[高考考查層面]
命題點1 雜化軌道、雜化型別的判斷
「五方法」判斷分子中心原子的雜化型別
(1)根據雜化軌道的空間分布構型判斷。
①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發生sp3雜化。
②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發生sp2雜化。
③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發生sp雜化。
(2)根據雜化軌道之間的夾角判斷。
若雜化軌道之間的夾角為109.5°，則分子的中心原子發生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發生sp雜化。
(3)根據等電子原理進行推斷，如co2是直線形分子，cns－、n與co2是等電子體，所以分子構型均為直線形，中心原子均採用sp雜化。
(4)根據中心原子的電子對數＝參與雜化的軌道數目判斷，如中心原子的電子對數為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。
(5)根據分子或離子中有無π鍵及π鍵數目判斷，如沒有π鍵為sp3雜化，含乙個π鍵為sp2雜化，含二個π鍵為sp雜化。
[典題示例]
1．下列分子中的中心原子雜化軌道的型別相同的是( )
a．co2與so2b．ch4與nh3
c．becl2與bf3 d．c2h2與c2h4
解析：選b a項中co2為sp雜化，so2為sp2雜化，a項錯；b項中均為sp3雜化，b項正確；c項中becl2為sp雜化，bf3為sp2雜化，c項錯；d項中c2h2為sp雜化，c2h4為sp2雜化，d項錯。
2．下列描述中正確的是( )
①cs2為v形的極性分子
②clo的空間構型為平面三角形
③sf6中有6對完全相同的成鍵電子對
④sif4和so的中心原子均為sp3雜化
a．①② b．②③
c．③④ d．①④
解析：選c cs2的空間構型與co2相同，是直線形，①錯誤；clo的空間構型是三角錐形，所以②也錯誤，sf6分子是正八面體構型，中心原子s原子具有6個雜化軌道，每個雜化軌道容納2個電子(1對成鍵電子對)，形成6個s—f鍵，所以sf6分子有6對完全相同的成鍵電子對，③正確；sif4和so的中心原子都是sp3雜化(但是前者為正四面體，後者為三角錐形)，所以④正確。
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