第二章+分子结构与性质大单课件+2025-2026学年下学期高二化学人教版 选择性必修3

分子结构与性质共价键01共价键1.共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。2.共价键的特征（1）饱和性：每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。（2）方向性：共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。共价键3.共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类)（1）σ键形成由成键原子的s轨道或p轨道重叠形成类型s－s型s－p型p－p型特征以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称共价键（2）π键形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成p－pπ键特征π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：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；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂（3）判断σ键、π键的一般规律①共价单键为σ键；②共价双键中有一个σ键，另一个是π键；③共价三键由一个σ键和两个π键构成。键参数——键能、键长与键角1.键能气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。键能通常取正值，单位是kJ/mol。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。3.键长形成共价键的两个原子的原子核间的距离。键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。键参数——键能、键长与键角4.键角：分子内两个共价键之间的夹角。分子空间结构键角实例正四面体形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3三角锥形107°NH3V形(或角形)105°H2O直线形180°CO2、CS2、CH≡CH键参数——键能、键长与键角5.键参数对物质性质的影响分子的空间结构02分子结构的测定1.红外光谱工作原理：红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。2.红外光谱仪原理示意图多样的分子空间结构分子类型化学式空间结构结构式键角空间填充模型球棍模型三原子分子CO2直线形O==C==O180°H2OV形

105°四原子分子CH2O平面三角形

120°NH3三角锥形

107°五原子分子CH4四面体形109°28′价层电子对互斥模型1、内容：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”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。2、价层电子对数的确定（1）σ键电子对数可由化学式确定。（2）中心原子上的孤电子对数，确定方法如下：中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)/2；①a为中心原子的价电子数；②x为与中心原子结合的原子数；③b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。多样的分子空间结构3.VSEPR模型与分子或离子的空间结构分子或离子孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的空间结构名称CO202直线形直线形SO213平面三角形V形CO3(2－)03平面三角形平面三角形H2O24四面体形V形NH314四面体形三角锥形CH404正四面体形正四面体形杂化轨道理论简介1.杂化轨道理论的要点（1）形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。但原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。（2）原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。（3）一般说来，中心原子有几个轨道参与杂化，就会形成几个能量相同的杂化轨道，就能形成几个共价键，形成对应的分子构型。但如果分子中存在孤对电子，分子构型会发生变化，如H2O、NH3等。（4）sp1杂化和sp2杂化的两种形式中，原子还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只能用于形成σ键，或者用来容纳未参与成键的孤对电子。杂化轨道理论简介2.杂化轨道类型（1）sp3杂化：同一个原子中能量相近的一个ns轨道与三个np轨道进行杂化重新组合成四个新的原子轨道，即sp3杂化轨道。如CH4分子中sp3杂化轨道形成示意图：杂化轨道理论简介（2）sp2杂化：同一个原子中能量相近的一个ns轨道与两个np轨道进行杂化组合成三个新的sp2杂化轨道。如C2H4分子中sp2杂化轨道形成示意图：杂化轨道理论简介（3）sp杂化：同一个原子中能量相近的一个ns轨道与一个np轨道进行杂化组合成两个新的sp杂化轨道。如C2H2分子中sp杂化轨道形成示意图：杂化轨道理论简介3.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型杂化轨道类型VSEPR模型典型分子空间结构spCO2直线形sp2SO2V形sp3H2OV形sp2SO3平面三角形sp3NH3三角锥形sp3CH4正四面体形杂化轨道理论简介4.共价键的极性分类极性共价键非极性共价键成键原子不同元素的原子同种元素的原子电子对发生偏移不发生偏移成键原子的电性一个原子呈正电性，一个原子呈负电性电中性5.分子的极性

极性分子：正电中心和负电中心不重合；

非极性分子：正电中心和负电中心重合。杂化轨道理论简介6.键的极性和分子极性的关系（1）只含非极性键的分子一定是非极性分子。（2）含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。7.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、分子立体构型判断杂化轨道理论简介分子结构与物质的性质03分子结构与物质的性质1.键的极性对化学性质的影响（1）三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于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。（2）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小，羧酸的酸性越弱。2.范德华力：降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间存在着相互作用力，称为范德华力。分子结构与物质的性质3.影响范德华力的因素①一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，范德华力逐渐增强；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），分子的对称性越强，范德华力越小。4.范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质范德华力越大，物质的熔、沸点越高分子结构与物质的性质5.氢键：由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个电负性很大的原子（如水分子中的氧）之间形成的作用力。表示方法：A—H…B。6.氢键的类型①分子内氢键②分子间氢键分子结构与物质的性质7.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高的熔、沸点。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，则溶质的溶解度增大。8.溶解性（1）外界条件对物质溶解性的影响①影响固体溶解度的主要因素是温度，大多数固体的溶解度随温度的升高而增大。分子结构与物质的性质②影响气体溶解度的主要因素是温度和压强，气体的溶解度随温度的升高而降低，随压强的增大而增大。（2）①相似相溶规律：非极性溶质一般溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。②在极性溶剂里，如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶解性好，且氢键作用力越大，溶解性越好。如果溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小，如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水互溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键。分子结构与物质的性质9.分子的手性（1）手性异构体：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，却在三维空间里叠合，互称手性异构体。分子结构与物质的性质（2）手性分子：有手性异构体的分子。（3）手性碳原子：连接四个互不相同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。易混易错点清零04易混易错点清零

1.化学键与范德华力的比较化学键范德华力概念分子内相邻的原子间强烈的相互作用叫化学键分子之间的相互作用力叫范德华力存在分子内原子间分子间(近距离)强弱较强比化学键弱得多对性质的影响主要影响物质的化学性质主要影响物质的物理性质易混易错点清零

2.范德华力、氢键、共价键的比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用作用微粒分子或原子(稀有气体)氢原子、电负性很大的原子原子特征无方向性，无饱和性有方向性，有饱和性