第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质1、共价化合物的成键方式2、键参数3、等电子原理4、价层电子对互斥理论模型5、杂化轨道理论6、配位化合物理论7、非极性键和极性键8、极性分子和非极性分子9、范德华力及氢键对物质性质的影响10、溶解性、手性、酸性1 1本质本质 在原子之间形成共在原子之间形成共用电子对。用电子对。2 2特征特征 具有饱和性和方向具有饱和性和方向性。性。分类依据分类依据类型类型形成共价键的原子形成共价键的原子轨道重叠方式轨道重叠方式键原子轨道原子轨道“头碰头头碰头”重叠重叠键原子轨道原子轨道“肩并肩肩并肩”重叠重叠形成共价键的电子形成共价键的电子对是否偏移对是否偏移极性键极性键共用电子对发生偏移共用电子对发生偏移非极性键非极性键共用电子对不发生偏移共用电子对不发生偏移原子间共用电子对原子间共用电子对的数目的数目单键单键原子间有一对共用电子对原子间有一对共用电子对双键双键原子间有两对共用电子对原子间有两对共用电子对三键三键原子间有三对共用电子对原子间有三对共用电子对提供电子对的方式提供电子对的方式普通普通共价键共价键共用电子对由双方提供共用电子对由双方提供配位键配位键共用电子对由一方提供共用电子对由一方提供3分类分类成键判断规律成键判断规律牢固程度牢固程度电子云形状电子云形状成键方向成键方向键键键键项目项目键型键型沿轴方向沿轴方向 “头碰头头碰头” 平行或平行或 “肩并肩肩并肩”轴对称轴对称镜面对称镜面对称键强度大键强度大,不容易断裂不容易断裂键强度较小键强度较小,容易断裂容易断裂共价单键是共价单键是键键,共价双键中一个是共价双键中一个是键键,另一个是另一个是键键,共价三键中一个是共价三键中一个是键键,另两个为另两个为键键键与键与键的对比键的对比小小 结结方法小结方法小结1.1.全部由非极性键构成的分子一定是非极性分子。全部由非极性键构成的分子一定是非极性分子。2.2.由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。3.3.在含有极性键的多原子分子中，如果结构对称则键的极在含有极性键的多原子分子中，如果结构对称则键的极性得到抵消，其分子为非极性分子。性得到抵消，其分子为非极性分子。 如果分子结构不对称，则键的极性不能完全抵消，其如果分子结构不对称，则键的极性不能完全抵消，其分子为极性分子。分子为极性分子。经验规律经验规律:1、在、在ABn型分子中，当型分子中，当A 的化合价的绝的化合价的绝对值等于其主族序数时，该分子为非极性分子对值等于其主族序数时，该分子为非极性分子. 分子极性的判断分子极性的判断2、若中心原子、若中心原子A无孤电子对，则为非极性分子无孤电子对，则为非极性分子4 4键参数键参数(1)(1)概念：概念： 常见分子中的键角：常见分子中的键角：COCO2 2分子中的键角为分子中的键角为 ，为，为 形分子；形分子；H H2 2O O分子中键角为分子中键角为105105，为，为 形（或形（或 形）分子；形）分子；CHCH4 4分子中键角为分子中键角为1091092828，为，为 形分子。形分子。180180直线直线角角V V正四面体正四面体特别提醒特别提醒(1)共共价价单单键键全全为为键键，双双键键中中有有一一个个键键和和一一个个键键， 三三键中有一个键中有一个键和两个键和两个键。键。(2)一般一般键比键比键稳定，但键稳定，但N2分子中的分子中的键比键比键键能小。键键能小。(3)稀有气体分子中没有化学键。稀有气体分子中没有化学键。（4）H2分子中的共价键无方向性。分子中的共价键无方向性。五、等电子原理五、等电子原理 1.原子总数相同、价电子总数相同的分子原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。具有相似化学键特征，许多性质是相似的。此原理称为等电子原理此原理称为等电子原理2.2.等电子体的判断和利用等电子体的判断和利用判断方法：判断方法：原子总数相同，价电子总数相同原子总数相同，价电子总数相同的的 分子为分子为 等电子体等电子体运用：利用运用：利用等电子体的性质相似，空间构型相等电子体的性质相似，空间构型相 同同，可运用来预测分子空间的构型和性质，可运用来预测分子空间的构型和性质常见的等电子体：常见的等电子体：SO2O3NO2-SO3NO3-SiO32-C6H6B3N3H6NO2-NO2N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CNAlO2-CO32-1 1用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判 断分子中的中心原子上的价层电子对数。断分子中的中心原子上的价层电子对数。 其中：其中：a是中心原子的价电子数是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴阳离子要减去电荷数、阴 离离子子要要加加上上电电荷荷数数)，b是是与与中中心心原原子子结结合合的的原原子子最最多多能能接接受受的电子数的电子数 ，x是与中心原子结合的原子数是与中心原子结合的原子数。ABn 型分子的型分子的VSEPRVSEPR模型模型和立体结构和立体结构VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构立体结构 实 例 23平面平面三角三角形形2 0 AB2直线形直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形平面三角形 BF3V V形形SO2直线直线形形价层电子对数 VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4四四面面体体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体正四面体 CH4三角锥形三角锥形 NH3V V形形H2O分子的立体构型分子的立体构型两个重要理论两个重要理论键对数键对数孤电子对数孤电子对数分子的立体构型分子的立体构型VSEPR模型模型价层电子对数价层电子对数杂化轨道类型杂化轨道类型孤电子对数孤电子对数键个数键个数 (a-xb)/2234spsp2sp3234直直线线形形平平面面三三角角形形四四面面体体3.配位化合物配位化合物(1)概念：概念：由由提提供供孤孤电电子子对对的的配配位位体体与与接接受受孤孤电电子子对对的的中中心原子以配位键结合形成的化合物。心原子以配位键结合形成的化合物。(2)形成条件：形成条件： Cu ( NH3 ) 4 2+ SO42-中中心心原原子子内界内界(配离子配离子)配配位位原原子子配配位位体体配配位位数数外外界界离离子子配合物配合物配合物配合物的组成的组成： 中心原子：主要是过渡金属的阳离子。中心原子：主要是过渡金属的阳离子。 配位体：可以是阴离子，如配位体：可以是阴离子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、 也可以是中性分子，如也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等、醇、胺、醚等 配位数：直接同中心原子（或离子）配位的原子（离子或分子）配位数：直接同中心原子（或离子）配位的原子（离子或分子） 总的数目。一般为总的数目。一般为2、4、6、8。 配合物溶于水易电离配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界的配体为内界配离子和外界离子，而内界的配体离子和分子通常难以电离。离子和分子通常难以电离。 分子间作用力对物质的熔沸点，溶解性等性质有分子间作用力对物质的熔沸点，溶解性等性质有着直接的影响着直接的影响 九、范德华力及氢键对物质性质的影响九、范德华力及氢键对物质性质的影响 分子间作用力分子间作用力氢键氢键范德华力范德华力分子间氢键分子间氢键分子内氢键分子内氢键相对分子质量相对分子质量分子极性分子极性分子中与分子中与电负性极大电负性极大的元素（一般指的元素（一般指氧、氮、氟氧、氮、氟）相）相结合的结合的氢原子氢原子和另一个分子中和另一个分子中电负性极大电负性极大的原子间产的原子间产生的作用力。生的作用力。常用常用XHY表示，式中的虚线表示氢表示，式中的虚线表示氢键。键。X、Y代表代表F、O、N等电负性大、原子半径较小等电负性大、原子半径较小的原子。的原子。2. 氢键形成的条件氢键形成的条件（1 1）分子中）分子中必须有一个必须有一个与电负性极大的与电负性极大的元素原子形成强极性键的元素原子形成强极性键的氢原子氢原子；（2 2）分子中必须有带）分子中必须有带孤电子对、电负性大孤电子对、电负性大、 而且而且原子半径小原子半径小的原子。的原子。实际上只有实际上只有F、O、N等原子与等原子与H原子结合原子结合的物质，才能形成较强的氢键。的物质，才能形成较强的氢键。3. 氢键对化合物性质的影响氢键对化合物性质的影响分子间分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高显著升高。在极性溶剂中，若在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间溶质分子和溶剂分子间能能形成氢键，则可使溶解度增大。形成氢键，则可使溶解度增大。分子内氢键的形成，使分子具有环状闭合分子内氢键的形成，使分子具有环状闭合的结构。的结构。一般会使物质的熔沸点下降一般会使物质的熔沸点下降,在极在极性溶剂中的溶解度降低性溶剂中的溶解度降低十、溶解性十、溶解性（一）相似相溶原理（一）相似相溶原理 1.1.极性溶剂（如水）易溶解极性物质极性溶剂（如水）易溶解极性物质 2.2.非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非极性物质（酒精等）能溶解非极性物质（BrBr2 2、I I2 2等）等）3.3.含有相同官能团的物质互溶，如水中含含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基（羟基（-OH-OH）能溶解含有羟基的醇、酚、）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。羧酸。5.5.手性手性（1 1）手性异构：具有完全相同的组成和原子排列）手性异构：具有完全相同的组成和原子排列 的一对分子，如左手和右手一样互为的一对分子，如左手和右手一样互为 ，在，在 三维空间里三维空间里 的现象。的现象。（2 2）手性分子：具有）手性分子：具有 的分子。的分子。（3 3）手性碳原子：在有机物分子中，连有）手性碳原子：在有机物分子中，连有 的碳原子。含有一个手性碳原子的碳原子。含有一个手性碳原子 的分的分 子是手性分子，如：子是手性分子，如：镜像镜像不能重叠不能重叠手性异构体手性异构体四个四个不同基团不同基团6.6.无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成（无机含氧酸可写成（HO)HO)m mROROn nm m1,1,n n00）, ,n n值越大，值越大，R R的正电性越的正电性越 ，使，使ROHROH中中O O的电的电子向子向 偏移，在水分子的作用下容易偏移，在水分子的作用下容易 ，酸性越酸性越 。如。如HClOHClO HClOHClO2 2 HClOHClO3 3 HClOHClO4 4, , HNO HNO2 2 HNOHNO3 3 H H2 2SOSO3 3 H H2 2SOSO4 4。 高高R R电离出电离出H H+ +强强 2、 (HO)mROn，如果成酸元素，如果成酸元素R不同不同时，则时，则非羟基氧非羟基氧原子数原子数n值越大，即酸性越值越大，即酸性越强强。