(共19张PPT)
第二章
分子结构与性质
第一节
共价键
目
录
01
共价键
02
键参数—键能、键长与键角
化学键：使离子相结合或原子相结合的
通称为化学键。
作用力
知识回顾
化学键的类型：
、
、
、
。
共价键
离子键
金属键
配位键
化学键的存在范围：只存在于
之间。
间不存在化学键。
相邻的原子或离子
分子
共价键
1、共价键的定义
间通过
所形成的
叫做共价键。
共价键的定义及本质
相互作用
原子
共用电子对
2、共价键的本质
共价键的本质是在原子之间形成
。共价键形成的过程是
相互接近，原子轨道发生
，自旋方向的未成对电子形成共用电子对。
共用电子对
成键原子
重叠
共价键的类型
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
微课堂—氢原子形成氢分子的过程
原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，因此可以说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。
H
H
s-s
σ键
H2中的共价键称为σ键。H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的。
σ键的特征是以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。
微课堂—氯化氢分子的形成过程
H－Cl
H
Cl
↑
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。
H－Cl
s-p
σ键
微课堂—氯气分子的形成过程
Cl
Cl
Cl
Cl
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。
Cl
Cl
p-p
σ键
p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
π键的特征是两个原子轨道以平行或“肩并肩”
方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
拓展延伸
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
1S
2S
2P
N
?
?
?
N
?
?
?
?
?
N
?
?
N
?
?
N
?
?
?
?
?
?
?
?
＋
→
总
结
共价键类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
原子轨道重叠部位
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴处不重叠
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
活泼性
不活泼
活泼
共价单键是σ键
共价双键中有1个σ键，1个π键
共价三键中有1个σ键，2个π键
共价键的特征
1、共价键的饱和性
按照共用电子对理论，一个原子有几个
，便可和几个
的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
未成对电子
自旋方向相反
2、共价键的方向性
在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出方向性。
键参数—键能、键长与键角
1、概念：
形成1
mol化学键释放的
。键能通常取正值，单位是kJ/mol。
气态基态原子
最低能量
2、键能的应用
①判断共价键的稳定性。共价键的键能越大，共价键越稳定。
②判断分子的稳定性。一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。如：HF>HCl>HBr>HI
键能
1、概念：形成共价键的两个原子的
。
原子核间的距离
短
2、键长与键的稳定性的关系：键长越
，往往键能
越
，共价键越
。
键长
大
稳定
键角
1、概念：两个
之间的夹角。
共价键
2、意义：键角可反映分子的
，是描述分子立体结构的重要参数，可进一步帮助我们判断分子的极性。
立体构型
3、常见分子的键角(共26张PPT)
第二章
分子结构与性质
第二节
分子的空间结构
目
录
01
分子结构的测定
02
多样的分子空间结构
03
价层电子对互斥模型
04
杂化轨道理论简介
分子结构的测定
许多现代仪器和方法可测定分子结构，如
、晶体X射线衍射等。红外光谱可以测定分子中含有哪些化学键或
。
红外光谱
官能团
多样的分子空间结构
三原子分子的空间结构
化学式
电子式
结构式
键角
比例模型
球棍模型
空间结构
CO2
H2O
105°
180°
直线形
V形
四原子分子的空间结构
化学式
CH2O
NH3
电子式
结构式
键角
120°
107°
比例模型
球棍模型
空间结构
平面三角形
三角锥形
五原子分子的空间结构
化学式
CH4
电子式
结构式
键角
比例模型
球棍模型
空间结构
正四面体形
109°28′
价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”
的结果。分子中的价层电子对包括
电子对和中心原子上的
，多重键只计其中σ键的电子对，不计π键电子对。
σ键
相互排斥
价层电子对互斥理论
孤电子对
中心原子价层电子对数的计算
（1）a表示中心原子的价电子数。
对主族元素，a=最外层电子数；
对于阳离子，a=价电子数-离子电荷数；
对于阴离子，a=价电子数+|离子电荷数|。
（2）x表示与中心原子结合的原子数。
（3）b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，
其他原子=8-该原子的价电子数。
VSEPR模型的两种类型
1、中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子。
ABn
n=2
n=3
n=4
价层电子对数
电子对排布方式
VSEPR模型名称
实例
CO2
BF3
CH4
2
3
4
直线形
平面三角形
正四面体形
2、中心原子上有孤电子对的分子：对于中心原子上有孤电子对(未用于
形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心
原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的空间结构。
化学式
含孤电子的
VSEPR模型
分子或离子
的空间结构
分子或离子的
空间结构名称
H2O
NH3
HCN
V形
三角锥形
直线形
化学式
含孤电子的
VSEPR模型
分子或离子
的空间结构
分子或离子的
空间结构名称
H3O+
SO2
三角锥形
V形
拓展延伸
利用价层电子对互斥理论判断分子的空间结构问题探究
ABm型分子或离子的价层电子对数
利用上式计算A原子价层电子对数时，需注意：
(1)氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子，作为配位原子B时不提供价电子。
拓展延伸
(2)卤素原子作为中心原子A时提供7个价电子，作为配
位原子B时提供1个价电子。
(3)
若为分子，电荷数为0；
杂化轨道理论简介
原子轨道杂化与杂化轨道
相近
相等
能量相同
杂化轨道类型及分子的空间结构
杂化类型
sp
sp2
sp3
参与杂化的原子轨道及数目
1个s轨道和
1个p轨道
1个s轨道和
2个p轨道
1个s轨道和
3个p轨道
杂化轨道的数目
杂化轨道间的夹角
空间结构名称
实例
CO2、C2H2
BF3、CH2O
CH4、CCl4
2
3
4
180°
120°
109°28′
直线型
平面三角形
正四面体形
拓展延伸
利用杂化轨道理论解释分子的空间结构问题探究
在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程，叫做轨道的杂化(双原子分子中，不存在杂化过程)。
例如sp杂化、sp2杂化的过程如下:
微课堂
1.轨道杂化与杂化轨道
2.对杂化过程的理解
3.杂化类型的判断
因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系:
杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。
代表物
杂化轨道数
杂化轨道类型
CO2
0+2=2
sp
CH2O
0+3=3
sp2
CH4
0+4=4
sp3
SO2
1+2=3
sp2
NH3
1+3=4
sp3
H2O
2+2=4
sp3
例题.
根据价层电子对互斥模型及原子杂化轨道理论判断NF3分子的空间结构和中心原子的杂化方式为( )
A.直线形 sp杂化
B.平面三角形 sp2杂化
C.三角锥形 sp2杂化
D.三角锥形 sp3杂化
答案:D
解析:判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连的原子个数。在NF3分子中N原子的孤电子对数为1，与其相连的原子数为3，根据原子杂化轨道理论可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，NF3分子的空间结构为三角锥形，类似于NH3。
例题.
在BrCH
=
CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是( )
A.sp-p
B.sp2-s
C.sp2-p
D.sp3-p
答案:C
解析:分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化，溴原子的价电子排布式为4s24p5，4p轨道上的一个未成对电子与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。(共27张PPT)
第二章
分子结构与性质
第三节
分子结构与物质的性质
目
录
01
共价键的极性
02
分子间的作用力
03
分子的手性
共价键的极性
键的极性和分子的极性
发生偏移
不偏移
不重合
重合
常见的极性分子和非极性分子
键的极性和分子的极性的关系
【微课堂】
分子极性的判断方法
1．化合价法判断
ABn型分子中，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。
2．根据键的极性、分子立体构型判断
类型
实例
键的极性
立体构型
分子极性
X2
H2、N2
非极性键
直线形
非极性分子
XY
HCl、NO
极性键
直线形
极性分子
XY2(X2Y)
CO2、CS2
极性键
直线形
非极性分子
SO2
极性键
V形
极性分子
H2O、H2S
极性键
V形
极性分子
XY3
BF3
极性键
平面正三角形
非极性分子
NH3
极性键
三角锥形
极性分子
XY4
CH4、CCl4
极性键
正四面体形
非极性分子
键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基的有机酸。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。
羧酸
pKa
丙酸（C2H5COOH）
4.88
乙酸（CH3COOH）
4.76
甲酸（HCOOH）
3.75
氯乙酸（CH2ClCOOH）
2.86
二氯乙酸（CHCl2COOH）
1.29
三氯乙酸（CCl3COOH）
0.65
三氟乙酸（CF3COOH）
0.23
三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性
氯的电负性，F-C的极性
Cl-C的极性，使F3C-的极性
Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更容易电离出氢离子。
烃基（符号R-）是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越
，羧酸的酸性越
。
大于
大于
大于
小
弱
例题.
下列叙述中正确的是( )
A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子
B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子
C．非极性分子只能是双原子单质分子
D．非极性分子中，一定含有非极性共价键
答案:A
解析:对于抽象的选择题可用反例法，以具体的物质判断正误。A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的立体构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2、。
分子间的作用力
范德华力及其对物质性质的影响
1、概念：降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间存在着
，称为范德华力。
2、影响范德华力的因素：
①
一般来说，组成和结构相似的
物质，随着
的增大，
范德华力逐渐增强；
相互作用力
相对分子质量
②
相对分子质量相同或相近时，分子的极性
，范德华力越大。
越大
③
分子组成相同但结构不同的物质（即为同分异构体），分子的对称性
，范德华力越小。
越强
3、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。范德华力越
，物质的熔、沸点越
。
熔、沸点
大
高
氢键及其对物质性质的影响
1、形成：由已经与________________的原子形成共价键的_______（如水分子中的
）与另一个电负性很大的原子（如水分子中的
）之间形成的作用力。
电负性很大
氢原子
氢
氧
2、表示方法
A—H…B
①
A、B为电负性很强的原子，一般为N、
O、F三种元素的原子；
②
A、B可以相同，也可以不同
3、本质与特征
本质：是
作用，比化学键的键能小1~2个数量级，是一种比范德华力
的分子间作用力。
特征：具有一定的________性和________性。
静电吸引
强
方向
饱和
4、氢键的类型
①分子内氢键；②分子间氢键
5、氢键对物质性质的影响
①
氢键对物质熔、沸点的影响
分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除需破坏范德华力外，还需破坏分子间氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较
的熔、沸点。
高
ⅤA~ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
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低。
②
氢键对物质溶解度的影响
如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质的溶解度
。
如NH3与H2O间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。
增大
溶解性
相似相溶规律
非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于_____溶剂。如蔗糖和氨____溶于水，___溶于四氯化碳。萘和碘_____溶于四氯化碳，____溶于水。
非极性
极性
易
难
易
难
例题.
下列无机含氧酸分子中，酸性最强的是( )
A．HNO2
B．H2SO3
C．HClO3
D．HClO4
答案:D
解析:四种含氧酸的非羟基氧原子数分别为1、1、2、3，故HClO4酸性最强。
例题.
下列叙述正确的是( )
A．F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间作用力大小有关
B．H2S的相对分子质量比H2O的大，其沸点比水的高
C．稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大
D．干冰汽化时破坏了共价键
答案:A
解析:A项，从F2→I2，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；B项，H2O分子之间有氢键，其沸点高于H2S；C项，稀有气体分子为单原子分子，分子之间无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个)；D项，干冰汽化破坏的是范德华力，并未破坏共价键。
分子的手性
1、手性异构体：具有完全相同的______和___
_____的一对分子，如同左手和右手一样互为________，却在三维空间里不能________，互称手性异构体。
2、手性分子：有____________的分子。
组成
原子排列
镜像
叠合
手性异构体
3、手性碳原子：连接四个
的原子或基团的碳
原子称为手性碳原子。用
C来标记。具有手性的有
机物，是因为其含有手性碳原子。
互不相同
例题.
下列分子为手性分子的是( )
答案：B
解析：B项乳酸分子的中间碳原子连—CH3、—H、—OH、
—COOH四种不同的原子或原子团，是手性分子。
