第九讲 分子结构与性质
姓名 班号
【知识要点】
一、分子的立体结构
运用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论判断分子中心原子的杂化轨道类型和分子的空间构型。 1、价层电子对互斥模型
对于ABm型分子或ABmn-型离子（A是中心原子、B是配位原子），人们认为：分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，而趋向可能彼此原离以减少斥力，分子尽可能采取对称的空间构型，其价电子对数（n）可以通过以下公式确定： n =
中心原子的价电子数?每个配位原子提供的价电子数?m?电荷数
2② 配位原子中卤素原子、H原子提供1个价电子，第ⅥA族的O、S原子
注意：① 中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。
按不提供价电子计算。
③ 阳离子要减去电荷数，阴离子要加上电荷数。 价层电子对数与电子对空间构型的关系: 价电子对数 电子对空间构型
中心原子 无孤对电子 中心原子 有孤对电子
2、杂化轨道理论简介 【1】主要类型
a. sp 杂化轨道 b. sp杂化轨道 c. sp 杂化
32
2 直线型 3 平面三角形 4 正四面体 5 三角双锥 6 正八面体 代表物 CO2 CH2O CH4 H2O NH3 中心原子结合的原子数 分子类型 空间构型 2 3 4 2 3 AB2 AB3 AB4 AB2 AB3 直线型 平面三角形 正四面体型 V型 三角锥形 【2】杂化轨道的应用范围:杂化轨道只应用于形成σ键或者用来容纳未参加成键的孤对电子
杂化轨道数=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数 代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 0+2=2 0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4 2+2=4
杂化轨道类型 SP SP2 SP3 SP2 SP 3 SP3
分子结构 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 V形
☆☆确定分子空间构型的步骤： ① 计算价电子对数 ② 确定电子对空间构型
③ 结合化学式分析是否有孤电子对，如果没有孤电子对，则分子的空间构型就是电子对的空间构型 ，如果有孤电子对，则进行分析后，再确定分子空间构型。 3、配合物理论简介 【1】 配位键
(1)概念:共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。 (2)表示
A B 电子对给予体 电子对接受体
（3）条件：其中一个原子必须提供孤对电子,另一原子必须能接受孤对电子轨道。 【2】 配位化合物
(1) 定义：由中心原子和可以提供孤电子对的配体以配位键的形式结合而成的化合物。
（2）配合物的组成
中心原子与配体构成配合物的内界，书写时放在方括号内；方括号外称为外界。内界与外界之间的结合力是 键。例如： K2[PtCl6] 内界是 、外界是 。
中心原子：一般绝大多数是金属离子，特别是过度元素的离子，也有电中性的原子。例如：Ag+ 、Cr3+ 、Fe2+ 、Fe3+ 、Co3+ 、Cu2+ 、 Zn2+ 、Al3+ 、Mg2+
等等。
配体：向中心原子提供孤电子对的分子、离子或原子。例如：NH3 、H2O 、CO 、X- 、OH- 、CN- 等等。
注意：配体中直接与中心原子配位的原子称为配位原子。 配位数：向中心原子提供孤电子对形成的配位键的数目。
注意：①中心原子的配位数并不是固定不变的，它与中心原子和配体的大小
有关，还与配合物形成时的条件有关，如浓度和温度等。
【3】配合物的结构与性质
⑴、配合物的空间构型，取决于中心原子所提供杂化轨道的数目和类型。下表为中心原子常见的杂化轨道类型和配合物的空间构型。
中心原子的杂化轨道类型和配合物的空间构型
配位数 2 杂化轨道 sp sp 4 dsp spd 6 233223
空间构型 直线 四面体 +实 例 [Ag(NH3)2]、[AgCl2] 、[Au(CN)2] [Ni(CO)4] 、[Cd(CN)4]、[ZnCl4][Ni(NH3)4] 2+2-2-2-2---、平面四方形 八面体 [Ni(CN)4]、[PtCl4]、[Pt(NH3)2Cl2] [FeF6]、Fe(NCS)6]、[Co(NH3)6]、[Ni(NH3)6] 2+3-3+4-3-3-2+dsp 八面体 [Fe(CN)6]、[Co(NH3)6]、[Fe(CN)6]、[PtCl6] 2-⑵、配合物的稳定性：配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体性质有关。
例如：血红素中的Fe2+ 与CO分子形成的配位键比与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后，血红素就失去了输送氧气的功能。 ⑶、配合物的几何异构体：含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型的配合物。 例如：P t(NH3)2Cl2就有顺式和反式两种异构体。 二、分子的性质
1、等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征。 2、键的极性和分子的极性：
共价键有两种：极性共价键和非极性共价键。由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键。电子对不发生偏移的共价键是非极性键。
分子有极性分子和非极性分子之分。分子的极性是分子中化学键的极性的向量和。当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子，否则是极性分子。
相同原子：非极性键、非极性分子
①、双原子分子： 不同原子：极性键、极性分子
②、多原子分子（ABn型）：以极性键结合的多原子分子，分子是否有极性取决于分子的空间构型。
3、分子间作用力：范德华力和氢键 4、相似相溶原理：
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。 5、手性分子：
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。 【经典练习】
1．下列微粒中，含有孤对电子的是 （ ）
A．SiH4 B．CH4 C． H2O D．NH4+ 2．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为（ ） A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大 B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
3．膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是 （ ）
A．PH3分子中有未成键的孤对电子 B．PH3是极性分子 C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子的P－H键是非极性键 4．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为（ ） A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。
B．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。 C．NH3中N原子形成三个杂化轨道，CH4中C原子形成4个杂化轨道。 D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。
5．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是 （ ） A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 6．最近，中国科大的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面，在—268℃时冻结分子的热振荡，并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子
间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含单键又含双键的是（ ）A．CO2 B．C2H2 C．COCl2 D．H2O2
7．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是 ( )
A.C2H4 、CH4 B．CO2、、H2S C． C60 、C2H4 Ｄ．NH3 、HCl 8．三氯化硼的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，在其分子中键与键之间的夹角为120o，它能水解，有关叙述正确的是（ ） Ａ．三氯化硼液态时能导电而固态时不导电 Ｂ．三氯化硼加到水中使溶液的pH升高 Ｃ．三氯化硼分子呈正三角形，属非极性分子 Ｄ．三氯化硼遇水蒸气会产生白雾
9．实验测得 BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，BeCl2属于 Ａ．由极性键构成的极性分子 Ｂ．由非极性键构成的非极性分子 Ｃ．由非极性键构成的极性分子 Ｄ．由极性键构成的非极性分子 10．关于氢键，下列说法正确的是 （ ）
Ａ．每一个水分子内含有两个氢键 Ｂ．冰和水中都存在氢键 C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的 D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致 11．下列分子或离子中不能跟质子结合的是（ ）
+
Ａ． Cl- B．H2O C． NH4 D．NH3
12．据权威刊物报道，1996年科学家在宇宙中发现H3分子。甲、乙、丙、丁四位学生对此报道的认识正确的是 （ ）
A．甲认为上述发现绝对不可能，因为H3分子违背了共价键理论
B．乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质，因为氢元素有三种同位素必然有三种同素异形体
C．丙认为H3实质上是H2分子与H+以特殊共价键结合的产物，应写成H3+ D．丁认为如果上述的发现存在，则证明传统的价键理论有一定的局限性有待继续发展
13．同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质，二氯甲烷就是其中一种，吸入会引起慢性中毒，有关二氯甲烷的的说法正确的是 （ ） A．含有非极性共价键 B.键角均为109°28′ C.有两种同分异构体 D. 分子属于极性分子
14．碘元素有多种价态，可以形成多种含氧阴离子IxOy。由2个IO6正八面体共用一个面形成的IxOy的化学式为（ ） A、I2O9
A、OHC—CH—CH2—OH
C、HOOC—CH—C—CHCl
D、CH3—CH—C—CH2—CH3
16．2003年10月16日“神舟五号”飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想。
运送飞船的火箭燃料除液态双氧水外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该．．．．．．．．．．．．
B、OHC—CH—CHCl
4?n?2?n?B、I2O10
6?C、I2O11
8?D、I2O12
10?15．下列化合物中含有2个手性碳原子的是 （ ）
第09讲 子结构与性质
