1、第二章 分子结构与性质清洁霜和卸妆油都是油溶性清洁产品，清洁霜的主要成分是凡士林、蜂蜡、植物油、去离子水、乳化剂和表面活性剂，清洁霜是油包水型的清洁产品，能够将油性污垢溶解并易于清洗。卸妆油的主要成分是油脂，现在大多数品牌的卸妆油中除了油脂的成分以外，还添加有大量的乳化剂，这样就让卸妆油有遇水立即乳化的特点，能够将油溶性污垢更加彻底的清除，而且遇水立即乳化的特点，使卸妆油易于清洗。清洁霜和卸妆油是利用相似相溶原理，以卸妆油和清洁霜中的油脂溶解皮肤表面的油性污垢。什么是相似相溶原理？除此之外，分子还具有哪些性质？分子的性质与其结构有什么样的关系？这一章我们就来学习。要学好本章需注意：1在必修 2
2、 已有知识的基础上，运用上一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云轮廓图的方式，引出共价键的主要类型 键和 键以及它们的差别。在此基础上，了解键参数键能、键长、键角及其对分子性质的影响，比较 CO 和 N2 的某些性质，学习等电子体和等电子原理。2通过教材中给出的三原子分子、四原子分子和五原子分子的立体构型及其模型图，学习价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，并利用这两个理论来判断简单分子或离子的立体构型，之后对配合物的成键情况做简单介绍。3运用前面已学过的知识，学习分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性
3、。如根据共价键的概念学习键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念学习范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念学习氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非极性分子的概念学习“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释无机含氧酸分子的酸性强弱等。通过图示学习手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用。第一节 共价键第一课时 共价键学习目标 1.通过图片展示了解共价键的概念与形成过程，知道共价键的特征饱和性和方向性。2能够从不同的角度对共价键分类，会分析 键和 键的形成及特点。课时作业01课前自主学习02课堂互动探究03随堂基础巩固1共价键的概念原子间通
4、过形成的化学键。共用电子对3共价键的类型(1)键形成成键原子的 s 电子或 p 电子“头碰头”重叠而形成。键类型ass 键由电子重叠形成的 键，如 HH。HH的ss 键的形成两个 sbsp 键由电子和电子重叠形成的 键，如 HCl。HCl的sp 键的形成cpp 键由电子重叠形成的 键，如 ClCl。ClCl的pp 键的形成一个 s一个 p两个 p特征以形成化学键的两原子核的为轴作旋转操作，共价键电子云的图形，这种特征称为，键的强度。连线不变轴对称较大(2)键形成由两个原子的 p 电子“肩并肩”重叠形成。pp 键的形成 氮分子形成示意图特征 键的电子云具有性，即每个 键的电子云由两块组成，分别位
5、于由构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为。键旋转，不如 键，较易。镜像对称两原子核镜像不能牢固断裂(3)判断 键和 键的一般规律价键轨道由原子轨道相互重叠形成的 键和 键总称价键轨道。键和 键的判断一般规律是：共价单键是；而共价双键中有一个，另一个是；共价三键由一个和两个组成。键 键 键 键 键知识点一 共价键1共价键的形成及本质(1)共价键的本质是原子之间形成共用电子对。(2)共价键的形成用电子式表示 H2、HCl、Cl2 分子的形成过程：HHHHHClHClCl ClClCl用电子云描述氢原子形成氢分子的过程：氢分子中核间距与分子的能量的关系：两个氢原子靠近时，若
6、两个电子的自旋方向相反，当两个 1s 电子云达到最大重叠时，体系能量降到最低，形成稳定氢分子，当两个氢原子继续靠近，体系能量迅速增大，原子间的斥力又将氢原子推到平衡位置(体系能量最低状态)。氢分子的形成过程中，能量随核间距的变化如图中曲线 a 所示。若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位(如图中曲线 b 所示)。所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。(3)注意事项成键原子相互靠近，自旋方向相反的两个电子形成共用电子对。两原子核都吸引电子对，使之处于平衡状态。原子通过共用电子对形成共价键后，体系能量最低。参与成键的非金属原子必须含有未
7、成对电子。成键原子之间电子云要最大重叠。例如：H 原子的电子排布式 1s1，Cl 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，两个原子各有一个未成对的 1s 或 3p 价电子，以自旋相反方式互相配对，形成共价单键：HCl。H 原子：Cl 原子：2共价键的类型按照不同的分类方法，可将共价键分为不同的类型：(1)按共用电子对数目分类单键：如HH双键：如C=C三键：如NN(2)按共用电子对是否偏移分类非极性键：如ClCl极性键：如HCl(4)按电子云的重叠方式分类键键3共价键的表示方式(1)用电子式表示：用小黑点(或)表示原子最外层电子。如：HCl H O H NN(2)用结构式表示：用一条短
8、线表示一 对共用电子(见下表)。(3)共价键形成过程的表示方法：用电子式表示(以 Cl2、H2O、CO2 为例)。如：用“”表示，不用“=”表示。“”两端的物质均用电子式表示：左端为成键原子的电子式，右端为共价化合物的电子式。“”上不需要不能注明反应条件。4共价键存在的范围(1)共价化合物以共用电子对(形成共价键)形成分子的化合物称为共价化合物的组成微粒(原子)通过共价键结合成分子，因此共价化合物中一定存在共价键。如 SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4 等。(2)非金属单质分子中，如 O2、F2、H2、C60、单质硫、白磷(P4)等(除稀有气体为单原子分子，不存在化学键外)，
9、均为多原子分子，一定存在共价键。但红磷等分子结构较复杂，常以元素符号代表其单质(磷的单质中存在共价键)。(3)部分离子化合物(离子化合物中阴、阳离子为原子团时一定存在共价键)中，如 Na2SO4 中的 SO24 中存在共价键，NaOH中的 OH中存在共价键，NH4Cl 中的 NH4 中存在共价键，Na2O2中的 O22 中存在共价键，等等。5共价键的特征共价键的特征：共价键具有饱和性和方向性。(1)共价键的饱和性按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H 原子、Cl 原子都只有一个未成对电子，因而只能形成 H2、HC
10、l、Cl2 分子，不能形成 H3、H2Cl、Cl3 等分子。(2)共价键的方向性共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。如 s 电子云为球形，形成共价键时可以从任何方向与其他原子轨道发生电子云重叠。p 电子云为哑铃形，形成共价键时，只能从坐标轴方向与其他原子轨道发生电子云重叠，此时电子云重叠程度最大，才能形成稳定的化学键。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系即分子组成。基态原子或形成的激发态原子
11、有 n 个不成对电子，则最多可以形成 n 个共用电子对不含配位键。共价键的方向性决定了分子的立体结构，即分子中原子的空间位置关系。特例：ns 原子轨道为球形对称，故 ss 键没有方向性如 H2 中的 HH 键没有方向性，其他共价键都有方向性。1.为什么 2 个氢原子、2 个氯原子结合成氢分子、氯分子，1 个氢原子只能和 1 个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以 3 个、4 个或其他个数比相结合？【点拨】氢原子和氯原子的电子式为 H、Cl，两原子都只有一个未成对电子，从分子的形成过程来看，只有未成对电子才能形成共用电子对，因此氢分子、氯分子和氯化氢分子中只能由两个原子各提供 1 个未成对电子形成共
12、用电子对，也决定了其分子中的原子个数。2共价键的形成需满足什么条件？【点拨】同种或不同种非金属元素之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。电负性差值大的元素原子间形成的化学键主要是离子键。电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键主要是共价键：当电负性差值为零时，通常形成非极性共价键；差值不为零时，形成极性共价键；而且差值越小，形成的共价键极性越弱。形成共价键的微粒：形成共价键的粒子是原子，可以是同种原子也可以是不同种原子。【例 1】下列说法正确的是()A所有的共价键都有方向性BH3 违背了泡利原理和共价键的饱和性C碳原子只有 2 个未成
13、对电子，CH4 和 CCl4 违背了共价键的饱和性DCl2 分子形成时 3p 轨道的重叠方式是B【提示】运用特殊与一般方法来分析，原子轨道为了最大限度的重叠一般采取一定的方向成键，但 s 轨道呈球形，故 s 轨道之间无论以何方向重叠，其重叠程度都相同，所以 ss 键就没有方向性，即并不是所有的共价键都有方向性。【解析】C 原子与 H 或 Cl 原子结合时，C 原子的 2s 轨道上的一个电子激发到 2p 的一个原子轨道上，这样就有了 4 个未成对电子，故会与 4 个 H 或 Cl 原子结合，并未违背共价键的饱和性，C 错；Cl2 分子形成时 3p 轨道的重叠方式应为，因为这样重叠会使原子轨道发生
14、最大程度的重叠，从而使体系能量降低，共价键最稳定，这也体现了共价键的方向性，D 错。下列各种说法中正确的是()A所有物质中都存在化学键B含共价键的物质不一定是共价化合物C由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物DNaOH、Na2CO3、CaBr2 中都含有共价键B解析：共价键在各种物质中存在的情况较复杂，从化学键存在的情况分析，各种物质中只有稀有气体中不存在化学键。两种非金属元素之间只能形成共价键，但非金属元素形成的原子团(为离子时)间可以形成离子键，如铵盐(NH4NO3)等。D 项，CaBr2由两种简单离子 Ca2、Br组成，不存在共价键。知识点二 键和 键1 键与 键的形成以形成化学键的两
15、原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。具有轴对称的共价键叫做 键。可分为 ss 键、pp 键、sp 键。如：一般的“单键”都属于 键，如 CH、OH、NH、CC、CCl 等。每个 键的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。具有镜面对称的共价键叫做 键。双键、三键中都有这种键(当然也有 键)，如2 键和 键的特征(1)键的特征以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云图形不变，这种特征称为轴对称。形成 键的原子轨道重叠程度较大，故 键有较强稳定性。(2)键的
16、特征每个 键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。形成 键时电子云重叠程度比 键小，键没有 键牢固。3 键、键存在规律(1)共价单键为 键；共价双键中有一个 键、一个 键；共价三键由一个 键和两个 键组成。(2)C2H6、C2H4 中的化学键：C2H6 中只有 键；C2H4 中有CH 键，C=C 中有一个 键和一个 键。(3)氮分子中共价键的形成：氮原子的核外电子轨道表示式为，在 p 能级上有三个未成对电子，分别为 px、py、pz，当两个氮原子结合成氮分子时，两个氮原子的 px 轨道沿 x轴方向以“头碰
17、头”的方式发生重叠，形成 键；同时 pypy和 pzpz 轨道只能相互平行以“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个 键。4 键和 键的比较键类型 键 键原子轨道重叠方式沿键轴方向相对重叠(“头碰头”)沿键轴方向平行重叠(“肩并肩”)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原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼成键规律判断共价单键是 键；共价双键中一个是 键，另一个是 键；共价三键中一个是 键，另两个是 键1s 轨道与 s 轨道形成 键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。2形成共价键的两种元素电负性差别较小，一般电负性差值小于 1.7。如 H2.
18、1与 Cl3.0，电负性差值为 0.9，形成共价键。3形成共价键时，成键的两个原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态，体系总能量降低。4 键电子云重叠程度比 键小，因此 键没有 键牢固，反应中比较活泼。1.如何判断原子成键时电子云的重叠方式？【点拨】电子云的重叠方式只有两种：“头碰头”和“肩并肩”。其中以“肩并肩”的方式进行重叠的成键电子常发生在p 电子云之间，在形成双键或三键时会出现。s 电子云参与成键时不存在“肩并肩”的方式。故可从两个方面来判断电子云的重叠方式：其一是成键电子有 s 电子的，以“头碰头”的方式进行重叠；其二是根据成键数目判断，即有双键或三键时，一定存在“肩并肩”的重叠方
19、式。2如何分析乙烷、乙烯、乙炔、苯中的化学键类型？【点拨】(1)在乙烷分子中，每个碳原子与 3 个氢原子形成 3 个 键，2 个碳原子之间形成 1 个 键，所以乙烷分子中共有 7 个 键。(2)在乙烯分子中，每个碳原子与 2 个氢原子形成 2 个 键，2 个碳原子之间形成 1 个 键和 1 个 键，所以乙烯分子中共有5 个 键和 1 个 键。(3)在乙炔分子中，每个碳原子与 1 个氢原子形成 1 个 键，2 个碳原子之间形成 1 个 键和 2 个 键，所以乙炔分子中共有3 个 键和 2 个 键。(4)苯分子中的 6 个碳原子都以 键与氢原子结合，每个碳原子以两个 键与其他碳原子形成环状结构，同
20、时，每个碳原子各有一个垂直于分子平面的 p 轨道，形成了一个以 6 个碳原子为中心的 键(如下图)。苯的这种结构，使任意两个相邻碳原子间形成的共价键的键能和核间距完全相同。【例 2】下列有关 键和 键的说法错误的是()A含有 键的分子在反应时，键是化学反应的积极参与者B当原子形成分子时，首先形成 键，可能形成 键C有些原子在与其他原子形成分子时只能形成 键，不能形成 键D在分子中，化学键可能只有 键而没有 键D【提示】从 键的存在情况看，无论单键还是多键中一定有 键，可能有 键。【解析】本题主要考查 键和 键的形成。由于 键的键能小于 键的键能，所以反应时易断裂，A 项正确。在分子形成时，为了
21、使其能量最低，必然首先形成 键，再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成 键，所以 B 项正确，D 项错误。像 H、Cl 原子跟其他原子只能形成 键，所以 C 项正确。下列物质的分子中既有 键又有 键的是()HCl H2O N2 H2O2 C2H4 C2H2A BCDD解析：当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个 键，另外的原子轨道只能形成 键。HCl 中只有一个 HCl 键；H2O 含有两个 HO 键；H2O2 含有两个 HO 键和一个OO 键；N2 中含有共价三键：其中一个为 键，两个为 键；C2H4 中碳原子与碳原子之间有共价双键，其中一个为 键，一个为 键，另外有四个 CH
22、键；C2H2 中碳原子与碳原子之间有共价三键，其中一个为 键，两个为 键，另外有两个 CH 键。1下列不属于共价键成键因素的是()A共用电子对在两原子核之间高概率出现B共用的电子必须配对C成键后体系能量降低，趋于稳定D两原子体积大小要适中解析：两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的机会更多；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。故选 D。D2下列说法中，不正确的是()A 键比 键的重叠程度大，形成的共价键强度大B两个原子之间形成共价键时，最多有一个 键C气体单质中，一定有 键，可能有 键DN2 分子中有一个 键、2 个
23、键解析：本题考查的是 键、键的区别与联系。从原子轨道重叠程度看，键轨道的重叠程度比 键轨道的重叠程度小，故 键的稳定性弱于 键；在气体单质分子中一般存在 键(如 Cl2、H2)、键(如 N2 中存在 键和 键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。故正确答案为 C。C3下列说法，不正确的是()A双键、三键中都含有 键B成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固C因每个原子未成对的电子数是一定的，故与其配对的原子个数也一定D所有原子轨道在空间中都有自己的方向性解析：对 D 选项可举反例，如：s 轨道是球形对称的，无方向性。D4下列有关 键的说法中，错误的是()A如果电子云图象是由两个 s 电子重叠
24、形成的，即形成了ss 键Bs 电子与 p 电子可以形成 sp 键Cp 电子与 p 电子不能形成 键DHCl 分子里含有一个 sp 键解析：p 电子与 p 电子若“头碰头”重叠，会形成 pp 键。C5下列有关 键和 键的说法正确的是()A单键既有 键也有 键B所有的 键都容易打开C 键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度D 键比 键重叠程度大，形成的共价键强解析：单键中只存在 键，A 项错误；NN 很稳定，其分子中的 键不易打开，B 项错误；键的特征之一便是轴对称，C 项正确；键重叠程度比 键大，D 项错误。C6下列说法正确的是()A若把 H2S 分子写成 H3S 分子，违背了共价键的饱和性BH3O
25、的存在，说明共价键不具有饱和性C所有共价键都有方向性D两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅仅存在于两核之间，而且绕两个原子核运动解析：H2 分子中的 s 轨道成键时，因 s 轨道为球形，故 H2分子中 HH 键无方向性，C 项错误。A7(1)如下图所示，写出下列共价键的名称，并各举一例说明含有这些共价键类型的物质。答案：见下表(2)某有机物的结构式如下：则分子中有个 键，个 键。73解析：(1)共价键具有方向性，以“头碰头”方式重叠形成的为 键，以“肩并肩”方式重叠形成的为 键，由此可知形成的为 键，形成的为 键。(2)除共价单键全部为 键外，双键中有一个为 键，另一个为 键；三键中有一个
26、为 键，另两个为 键，故 键总数为 7，键总数为 3。8分析下列化学式中标有横线的元素，选出符合要求的物质。AH3 BH2 CH DH4 E2H6 F2(1)所有的价电子都参与形成共价键的是；(2)只有一个价电子参与形成共价键的是；(3)最外层有未参与成键的电子的是；(4)既有 键又有 键的是。NOClCCNDECABCFF解析：NH3 中 N 原子与 3 个 H 原子形成 3 个 键，还有一对不成键电子；H2O 中 O 原子与 2 个 H 原子形成 2 个 键，还有两对不成键电子；HCl 中 Cl 原子与 1 个 H 原子形成 1 个 键，还有三对不成键电子；CH4 中 C 原子与 4 个 H 原子形成 4 个 键，所有价电子都参与成键；C2H6 中 C 原子分别与 3 个 H 原子及另 1 个 C 原子形成 4 个 键，所有电子都参与成键；N2 中 N原子与另 1 个 N 原子形成 1 个 键，2 个 键，还有一对不成键电子。温示提馨请 做：课时作业 5PPT文稿（点击进入）