1、1第 2 节 共价键与分子的空间构型第 1 课时 一些典型分子的空间构型课标要求1认识共价分子结构的多样性和复杂性。2能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。3结合实例说明“等电子原理”的应用。1.CH4、NH 3、H 2O、H 2S、NH 、CCl 4、CF 4分子中中心原子均采用 sp3杂化。 42CH 2=CH2、C 6H6、BF 3、CH 2O 分子中中心原子均采用 sp2杂化。3CHCH、CO 2、BeCl 2、CS 2分子中中心原子均采用 sp1杂化。4正四面体形分子：CH 4、CCl 4、CF 4；三角锥形分子：NH 3、PH 3；V 形分子：H2O、H 2S、SO 2；平面三角
2、形分子：BF 3；平面形分子：C 2H4、C 6H6、CH 2O；直线形分子：C2H2、CO 2、BeCl 2、CS 2。5等电子体：化学通式相同(组成原子数相同)，价电子数相等的微粒。甲 烷 分 子 的 空 间 构 型1轨道杂化和杂化轨道2.甲烷分子中碳原子的杂化类型3杂化轨道形成的分子空间构型(杂化轨道全部用于形成 键时)杂化类型 sp1 sp2 sp3s 轨道 一个 一个 一个参与杂化的原子轨道及数目 p 轨道 一个 两个 三个杂化轨道数目(或 键数) 2 3 42杂化轨道间的夹角 180 120 109.5分子空间构型 直线形 平面三角形 正四面体形实例 BeCl2 BF3CH4、CF
3、 4、CCl41什么是成键电子对、孤电子对？其与中心原子的轨道数或价层电子对数有什么关系？提示：分子或离子中，中心原子与其他原子以共价键结合的电子对为成键电子对，中心原子上不参与成键的电子对为孤电子对，两者之和等于中心原子的轨道数，也等于价层电子对数。2在你接触的原子或离子中，中心原子上最多的轨道数或价层电子对数是多少？提示：最大轨道数为 1(s 轨道)3(p 轨道)4。1杂化轨道类型的判断方法一：依据杂化轨道数中心原子形成的 键数孤电子对数(1)公式：杂化轨道数 n (中心原子的价电子数配位原子的成键电子数电荷数)。12特别提醒 当中心原子与氧族元素原子成键时，氧族元素原子不提供电子。当为阴
4、离子时，中心原子加上电荷数，为阳离子时，减去电荷数。(2)根据 n 值判断杂化类型n2 时，sp 1杂化，如 BeCl2， n (22)2；12n3 时，sp 2杂化，如 NO ， n (51)3； 312n4 时，sp 3杂化，如 NH ， n (541)4。 412方法二：依据中心原子有无 键中心原子全部形成单键(无 键)，sp 3杂化；形成一个双键(一个 键)，sp 2杂化；形成两个双键或一个叁键(两个 键)，sp 1杂化。方法三：依据分子或离子的空间结构一般地，若是直线形，sp 1杂化；若是平面形，sp 2杂化；若是立体形，sp 3杂化。2分子空间构型的确定价电子对互斥理论3(1)价电
5、子对互斥理论：分子中的中心原子的价电子对成键电子对和孤电子对，由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离。(2)中心原子上的孤电子对数中 心 原 子 的 价 电 子 数 与 中 心 原 子 结 合 的 原 子 未 成 对 电 子 数 之 和2(3)分子空间构型的确定电子对数目电子对的空间构型成键电子对数孤对电子数电子对的排列方式分子的空间构型实例2 直线形 2 0 直线形BeCl2CO23 0平面三角形BF3BCl33平面三角形2 1 V 形SnBr2PbCl24 0正四面体形CH4CCl43 1三角锥形NH3NF34四面体形2 2 V 形 H2O3分子或离子空间构型的确定等电子原理(1)互为等电
6、子体应满足的条件化学通式相同。价电子总数相等。(2)等电子原理的应用利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如 NH3和 H3O 的空间构型相似(三角锥形)；SiCl 4、SO 、PO 都呈正四面体构型。24 34等电子体不仅有相似的空间构型，且有相似的性质。1指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的空间构型。(1)BCl3 (2)CS 2 (3)CF 4 (4)CH 3Cl答案：(1)中心原子 B 采用 sp2杂化，分子是平面三角形4(2)中心原子 C 采用 sp1杂化，分子是直线形(3)中心原子 C 采用 sp3杂化，分子是正四面体形(4)中心原子 C 采用
7、 sp3杂化，分子是四面体形2在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是( )Asp 2 sp 2 Bsp 3 sp 3Csp 2 sp 3 Dsp 1 sp 3解析：选 C 中碳原子形成了 3 个 键，无未成键价电子对，需要形成 3 个杂化轨道，采用的杂化方式是 sp2。两边的碳原子各自形成了 4 个 键，无未成键电子对，需要形成 4 个杂化轨道，采用的是 sp3杂化。3下列各组粒子属于等电子体的是( )A 12CO2和 14CO BH 2O 和 NH3CN 2和 13CO DNO 和 CO解析：选 C 组成粒子的原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。在题述粒子中，C
8、选项中两分子的原子数相同且价电子总数也相同，所以是等电子体。苯 分 子 的 空 间 构 型1苯分子中碳原子成键方式及空间构型2苯分子空间构型的解释每个 C 原子的两个 sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个 C 原子的 sp2杂化轨道上的电子配对形成 键，六个碳原子组成一个正六边形的碳环；另外一个 sp2杂化轨道上的电子与 H 原子的 1s 电子配对形成 键。同时，六个 C 原子上剩余的 2p 轨道，以“肩并肩”的方式形成六原子、六电子的大 键。51有关苯分子的说法不正确的是( )A苯分子中 C 原子均以 sp2杂化方式成键，形成夹角为 120 的三个 sp2杂化轨道，故为正六边形的碳环B每个
9、碳原子还有一个未参与杂化的 2p 轨道，垂直碳环平面，相互重叠，形成大 键C大 键中 6 个电子被 6 个 C 原子共用，故称为 6 中心 6 电子大 键D苯分子中共有六个原子共面，六个碳碳键完全相同解析：选 D 苯分子中共有 12 个原子共面。2有关苯分子中的化学键描述正确的是( )A每个碳原子的 sp2杂化轨道中的其中一个形成大 键B每个碳原子的未参加杂化的 2p 轨道形成大 键C碳原子的两个 sp2杂化轨道形成两个 键D碳原子的未参加杂化的 2p 轨道形成 键解析：选 B 苯分子中的碳原子采取 sp2杂化，三个杂化轨道形成三个 键，未参与杂化的 2p 轨道形成大 键。微 粒 空 间 构
10、型 的 判 断判断微粒空间构型的方法(1)根据杂化轨道类型判断：sp 1杂化直线形，sp 2杂化平面形，sp 3杂化轨道全部形成 键时四面体形。(2)根据价电子对互斥理论判断：sp 3杂化轨道部分形成 键时，结合 键数目分析。如 NH3分子中 键数目为 3，则为三角锥形，H 2O 分子中 键数目为 2，则为 V 形。(3)利用等电子原理判断：如 CH4与 NH 均为正四面体形。 41AlBr 3分子的立体构型是( )A直线形 B三角锥形C四面体形 D平面三角形解析：选 D 中心 Al 原子的价电子对数为 1/2(331)3，孤电子对数 330，其价电子全部用于形成共价键，AlBr 3为平面三角
11、形分子。2指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。(1)CO2分子中的 C 为_杂化，分子的结构式为_，空间构型为_；6(2)CH2O 分子中的 C 为_杂化，分子的结构式为_，空间构型为_；(3)CF4分子中的 C 为_杂化，分子的结构式为_，空间构型为_；(4)H2S 分子中的 S 为_杂化，分子的结构式为_，空间构型为_。解析：(1)价电子对数 1/2(40)2，sp 1杂化，CO 2为直线形分子；(2)价电子对数1/2(4210)3，sp 2杂化，CH 2O 为平面形分子；(3)价电子对数 1/2(441)4，sp 3杂化，CF 4为正四面体形分子；(4)价电子对数 1/2
12、(62)4，sp 3杂化，孤电子对数 422，则 H2S 为 V 形分子。答案：(1)sp 1 O= =C=O 直线形(2)sp2 平面三角形(3)sp3 正四面体形(4)sp3 HSH V 形三级训练节节过关 1s 轨道和 p 轨道杂化的类型不可能有( )Asp 1杂化 Bsp 2杂化Csp 3杂化 Dsp 4杂化解析：选 D s 能级只含 1 个原子轨道，p 能级只含 3 个原子轨道，故 s 轨道和 p 轨道杂化时，p 轨道参与杂化的数目为 13，即分别为 sp1、sp 2、sp 3杂化。2下列有关杂化轨道的说法不正确的是( )A原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新
13、轨道B轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等C杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原则DCH 4分子中两个 sp3杂化轨道的夹角为 109.5解析：选 B 轨道数目杂化前后一定相等。3下列分子的空间构型可用 sp2杂化轨道来解释的是( )BF 3 CH 2CH2 CHCHNH 3 CH 4A B7C D解析：选 A BF 3分子中价电子对数 1/3(331)3，B 原子 sp2杂化，BF 3为平面三角形分子；CH 2CH2，其中碳原子以 sp2杂化，未杂化的 2p 轨道形成 键；中碳原子以 sp2杂化，未杂化的 2p 轨道形成大 键；CHCH 为直线形分子，其中碳原子为sp1杂化
14、；NH 3是三角锥形分子，中心原子氮原子为 sp3杂化；CH 4是正四面体形分子，中心碳原子为 sp3杂化。4用价电子对互斥理论预测 H2S 和 BF3分子的立体结构，两个结论都正确的是( )A直线形；三角锥形 BV 形；三角锥形C直线形；平面三角形 DV 形；平面三角形解析：选 D 对于 H2S 分子，价电子对数为 1/2(62)4，孤电子对数 422，则 H2S 为 V 形分子；对于 BF3分子，价电子对数 1/2(331)3，孤电子对数为330，则 BF3为平面三角形分子，即 H2S、BF 3分别是 V 形、平面三角形分子。5请填写下表中的空格。单原子分子双原子分子 三原子分子 四原子分
15、子 五原子分子分子 He、Ne H2 HCl H2O CO2 AlCl3 NH3 CH4 CH3Cl杂化轨道 键角 空 间构 型 键 的极 性 解析：在 He、Ne、H 2、HCl 等分子中不存在原子的杂化轨道。在 H2O、NH 3、CH 4、CH 3Cl分子中，O、N、C 三原子采用 sp3杂化，但它们的夹角不同。CO 2分子中的 C 原子采用 sp1杂化，CO 2分子为直线形。AlCl 3分子中的 Al 原子采用 sp3杂化，NF 3为三角锥形分子。不同元素的原子形成的化学键为极性共价键。答案：单原子分子双原子分子 三原子分子 四原子分子 五原子分子8分子 He、Ne H2 HCl H2O
16、 CO2 AlCl3 NH3 CH4 CH3Cl杂化轨道 sp3 sp1 sp2 sp3 sp3 sp3键角 104.5180 120107.3109.5空间构型 直 线形 直 线形V 形直 线形 平面三角形三角锥形正四面体形四面体形键的极性 非极性 极性 极性 极性 极性 极性 极性 极性1下列能正确表示 CH4分子中碳原子成键轨道的示意图为( )解析：选 D CH 4分子中碳原子采用 sp3杂化，杂化前为，其中 2s 和 2p 轨道杂化形成能量相同的四个 sp1杂化轨道，即杂化后为 。2中心原子采取 sp1杂化的分子是( )ANH 3 BBeCl 2CPCl 3 DH 2O解析：选 B N
17、H 3分子中 N 原子采用 sp3杂化；PCl 3类比 NH3，P 原子采用 sp3杂化；H2O 分子中 O 原子采用 sp3杂化。3sp 3杂化形成的 AB4型分子的空间构型是( )A平面四方形 B正四面体C四角锥形 D平面三角形解析：选 B sp 3杂化形成的 AB4型分子中，四个杂化轨道均参与形成 键，故空间构型为正四面体形。4用价电子对互斥理论预测，下列分子构型与 H2O 相似，都为 V 形的是( )OF 2 BeCl 2 SO 2 CO 29A BC D解析：选 C 价电子对数 1/2(62)4，孤电子对数 422，为 V 形；价电子对数 (221)2，孤电子对数 220，为直线形；
18、价电子对数 1/2(60)123，孤电子对数 321，为 V 形；价电子对数 1/2(40)2，孤电子对数220，为直线形。、符合题意。5在 SO2分子中，分子的空间结构为 V 形，S 原子采用 sp2杂化，那么 SO2的键角( )A等于 120 B大于 120C小于 120 D等于 180解析：选 C 由于 SO2分子的电子对的空间构型为平面三角形，从理论上讲其键角为120，但是由于 SO2分子中的 S 原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于 120。6关于 CO2和 NH3分子，下列说法正确的是( )A都是直线形结构B中心原子都采取 sp1杂化CNH 3
19、为三角锥形结构，CO 2为直线形结构DN 原子和 C 原子上都没有孤对电子解析：选 C NH 3和 CO2分子的中心原子分别采取 sp3杂化和 sp1杂化的方式成键，但NH3分子的 N 原子上有孤对电子，根据价电子对互斥理论，NH 3分子构型为三角锥形，CO 2分子构型为直线形。7有关乙炔 C2H2分子中的化学键描述不正确的是( )A两个碳原子采用 sp1杂化方式B两个碳原子采用 sp2杂化方式C每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道形成 键D两个碳原子形成两个 键解析：选 B C 2H2分子的结构式为 HCCH，可知每个碳原子形成 2 个 键，故两个碳原子均采用 sp1杂化。8在乙烯分子中有
20、 5 个 键，一个 键，它们分别是( )Asp 2杂化轨道形成 键，未杂化的 2p 轨道形成 键Bsp 2杂化轨道形成 键，未杂化的 2p 轨道形成 键CCH 之间是 sp2形成的 键，CC 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成 键DCC 之间是 sp2形成的 键，CH 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成 键解析：选 A 乙烯分子为平面分子，分子中每一个碳原子采取 sp2杂化，3 个 sp2杂化10轨道分别与 2 个氢原子和另一个 C 原子形成 3 个 键，每个 C 原子未杂化的 2p 轨道“肩并肩”重叠形成 键。9填空。(1)在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生 sp3杂化形成 4 个_，
21、形成的4 个杂化轨道中，只有_个含有未成对电子，所以只能与_个氢原子形成共价键，又因为 4 个 sp3杂化轨道有一对_，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。(2)H 可与 H2O 形成 H3O ，H 3O 中 O 原子采用_杂化。H 3O 中 HOH 键角比H2O 中 HOH 键角大，原因为_。解析：(1)在形成 NH3分子时，氮原子的 2p 轨道和 2s 轨道发生 sp3杂化，形成 4 个杂化轨道， ，含有一对孤对电子，3 个未成键的单电子，可以与 3 个氢原子形成 3 个 键。(2)H3O 中 O 原子的价电子数为 628，价电子对为 4 对，所以杂化方式为 sp3杂化；H3O 中只有一对孤对
22、电子，H 2O 中有两对孤对电子，对所成共价键的排斥力 H2O 大于H3O ，使得 H3O 中 HOH 键角比 H2O 中 HOH 键角大。答案：(1)sp 3杂化轨道 3 3 孤对电子(2)sp3 H 3O 离子中有一对孤对电子，H 2O 分子中有两对孤对电子，对形成的 HO 的排斥力 H2O 大于 H3O ，造成 H3O 中 HOH 键角比 H2O 中 HOH 键角大10X、Y、Z 均为短周期元素，可形成 X2Z 和 YZ2两种化合物。X、Y、Z 的原子序数依次增大，X 原子的 K 层的电子数目只有一个，Y 位于 X 的下一周期，它的最外层电子数比 K层多 2 个，而 Z 原子核外的最外层
23、电子数比次外层电子数少 2 个。(1)它们的元素符号分别为 X_、Y_、Z_。(2)用价电子对互斥理论判断：价电子对数物质成键电子对数孤电子对数轨道杂化形式 分子的形状X2ZYZ2解析：X 原子的 K 层(第一层)的电子数只有一个，可知 X 为氢原子；Y 位于 X 的下一周期，即为第二周期元素，它的最外层电子数比 K 层多 2 个，则其原子结构示意图为 ，故 Y 为 C 元素；Z 原子核外的最外层电子数比次外层电子数少 2 个，且原子序数：ZY，11则 Z 为 S 元素。从而推知 X2Z 为 H2S，YZ 2为 CS2。答案：(1)H C S(2)物质 价电子对数成键电子对数 孤电子对数轨道杂
24、化形式分子的形状X2Z 2 2 sp3 V 形YZ2 2 0 sp1 直线形1下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )ACS 2与 C6H6 BCH 4与 NH3CBeCl 2与 BF3 DC 2H2与 C2H4解析：选 B A 项，CS 2分子中，C 原子采用 sp1杂化，C 6H6分子中，C 原子采用 sp2杂化；B 项，CH 4和 NH3分子中 C、N 原子均采用 sp3杂化；C 项，BeCl 2分子中 Be 原子为 sp1杂化，BF 3分子中 B 原子为 sp2杂化；D 项，C 2H2分子中 C 原子为 sp1杂化，C 2H4分子中 C 原子为 sp2杂化。2在 BrCH=CH
25、Br 分子中，C 和 Br 成键采用的轨道是( )Asp 1p Bsp 2sCsp 2p Dsp 3p解析：选 C BrCH= =CHBr 分子中 C 原子采用 sp2杂化，每个 C 原子形成 3 个 sp2杂化轨道分别与 Br 原子的 p 轨道、H 原子的 s 轨道、另一个 C 原子的 sp2轨道形成 3 个 键。3根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间构型不相似的是( )ASO 2和 O3 BNH 和 CH4 4CH 3O 和 NH3 DCO 2和 H2O解析：选 D D 项中，CO 2分子和 H2O 分子原子总数相等，价电子总数前者为 16，后者为 10，二者不属于等电子体，则空间构型
26、不相似。4下列分子中，在形成共价键时中心原子采用 sp3杂化的分子有( )H 2O NH 3 CH 4 PCl 3 CO 2 N 2A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析：选 B 形成共价键时中心原子采用 sp3杂化的分子有H2O、NH 3、CH 4、PCl 3；CO 2、N 2分子中的 C、N 原子采用 sp1杂化。5根据价电子对互斥理论及杂化轨道理论判断 NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为( )12A直线形，sp 1杂化 B三角形，sp 2杂化C三角锥形，sp 2杂化 D三角锥形，sp 3杂化解析：选 D 在 NF3分子中 N 原子价电子对数为 1/2(531)4，孤对电子数43
27、1，与其相连的原子数为 3，根据理论可推知中心原子的杂化方式为 sp3杂化，空间构型为三角锥形。6下列分子或离子的中心原子形成 sp2杂化轨道的是( )H 2O NO SO 3 CH 4 3A BC D解析：选 B H 2O 分子中，价电子对数 1/2(621)4，氧原子采用 sp3杂化；NO 离子中价电子对数 1/2(5301)3，氮原子采用 sp2杂化；SO 3分子中价 3电子对数 1/2(630)3，硫原子采用 sp2杂化；CH 4分子中价电子对数1/2(441)4，碳原子采用 sp3杂化。、符合题意。7下列推断正确的是( )ABF 3为三角锥形分子BNH 的电子式为，离子呈平面正方形结
28、构 4CCH 4分子中的 4 个 CH 键都是氢原子的 1s 轨道与碳原子的 2p 轨道形成的 sp 键DCH 4分子中的碳原子以 4 个 sp3杂化轨道分别与 4 个氢原子的 1s 轨道重叠，形成 4个 CH 键解析：选 D BF 3为平面三角形，NH 为正四面体形，CH 4分子中碳原子的 2s 轨道与 42p 轨道形成 4 个 sp3杂化轨道，然后与氢原子的 1s 轨道重叠，形成 4 个 ssp3 键。8关于原子轨道的说法正确的是( )A凡中心原子采取 sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体BCH 4分子中的 sp3杂化轨道是由 4 个 H 原子的 1s 轨道和 C 原子的 2p
29、轨道混合而形成的Csp 3杂化轨道是由同一原子中能量相近的 s 轨道和 p 轨道混杂形成的一组能量相等的新轨道D凡 AB3型的共价化合物，其中心原子 A 均采用 sp3杂化轨道成键解析：选 C 凡中心原子采取 sp3杂化的杂化轨道都是四面体形，但是根据孤电子对占据杂化轨道数目多少，造成了其分子几何构型可以呈现 V 形(H 2O)、三角锥形(NH 3)；CH 4的sp3杂化轨道是由中心碳原子的能量相近的 2s 轨道和 3 个 2p 轨道杂化形成，与氢原子结合13时，4 个杂化轨道分别和 4 个氢原子的 1s 轨道重叠，形成 4 个 CH 键；BF 3中 B 原子采用 sp2杂化。9A、B、C、D
30、、E、F 都是短周期元素，原子序数依次增大，B、C、D 同周期，A、E同主族。A、C 能形成两种液态化合物甲和乙，原子个数比分别为 21 和 11。B 元素原子有两个未成对电子，D 是周期表中电负性最大的元素，F 是地壳中含量最多的金属元素。根据以上信息回答下列问题：(1)比较 C、D 对应氢化物的稳定性_(填分子式)。(2)甲、乙两分子中含有非极性共价键的是_(填分子式)，它的电子式为_。(3)C、D、E、F 的离子中，半径最小的是_(填离子符号)。(4)B 的最简单氢化物的空间构型是_。解析：A、C 能形成两种液态化合物甲和乙，则甲和乙为 H2O 和 H2O2，且原子序数AC，则 A 为氢
31、元素，C 为氧元素；B 原子有两个未成对电子，其电子排布式为1s22s22p2，故 B 为碳元素；D 是周期表中电负性最大的元素，故 D 为氟元素；F 是地壳中含量最多的金属元素，F 为铝元素。答案：(1)H 2OHF (2)H 2O2 (3)Al3 (4)正四面体10下表为元素周期表的一部分，族周期 A 01 A A A A A A A2 B C D3 E F G H请参照元素 AH 在表中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)D、E、F 的原子半径由大到小的顺序为_。(2)B、C、D 的第一电离能由大到小的顺序为_。(3)A、D、E、H 中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，
32、写出其中一种化合物的电子式：_。14(4)E、F 的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式：_。(5)在 B 所形成的化合物 CH4、CO、CH 3OH 中，碳原子采取 sp3杂化的分子有_；与 CO 分子互为等电子体的分子和离子分别为_和_，根据等电子理论推测CO 分子的结构式可表示成_，一个 CO 分子中有_个 键，_个 键。(6)根据价电子对互斥理论预测 D 和 H 所形成的 HD 的空间构型为_形。 4解析：根据元素周期表的片段，AH 各元素分别是 H、C、N、O、Na、Al、Si、Cl。(1)Na、Al 有 3 个电子层，氧有 2 个电子层，原子半径 NaAlO；(2)由于 N 原
33、子的 2p 轨道为半充满状态，第一电离能较大，NO，C、O 比较 OC，故顺序为 NOC；(3)H、O、Na、Cl形成离子化合物且含有极性键，则可以有 NaOH、NaClO、NaClO 3等；(4)NaOH 与 Al(OH)3反应的离子方程式为 OH Al(OH) 3=Al(OH)4 ；(5)CH 4、CH 3OH 中 C 原子采用 sp3杂化；CO 分子中的电子数目为 14，故 N2、C 与 CO 互为等电子体，等电子体的微粒结构相似；22(6)ClO 中 Cl 原子的价电子对数(71)24，所以 ClO 为正四面体形结构。 4 4答案：(1)NaAlO (2)NOC(3)(4)Al(OH)
34、3OH =Al(OH)4(5)CH4、CH 3OH N 2 C CO 1 222(6)正四面体第 2 课时 分子的空间构型与分子性质课标要求1了解极性分子和非极性分子。2了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。1.对称分子：依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。2手性碳原子：连接四个不同原子或原子团的碳原子。3手性分子：含有手性碳原子的分子。4极性分子：分子内存在正、负两极的分子；非极性分子：分子内没有正、负两极的分子。5含有极性键的双原子分子是极性分子，只含有非极性键的分子和分子空间构型对称的分子是非极性分子。15分 子 的 对 称 性1对称分子概念 依据对称轴的旋转或借助对称面
35、的反映能够复原的分子性质 对称性与分子性质的关系分子的极性、旋转性及化学性质都与分子的对称性有关2手性分子手性一种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似而不完全相同，即它们不能重叠手性分子具有手性的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体，分别用 D和 L 标记手性碳原子 四个不同的原子或原子团连接的碳原子1在有机物分子中，当碳原子连有 4 个不同的原子或原子团时，这种碳原子称为“手性碳原子” ，凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。下列分子中含有“手性碳原子”的是( )ACBr 2F2 BCH 3CH2OHCCH 3CH2CH3 DCH 3CH(OH)COOH解析：选
36、D 手性碳原子连接四个不同的原子或原子团。2下列分子含有“手性”碳，属于手性分子的是( )A BH 2NCH2COOHC DCH 2CH2解析：选 C 抓住“手性”的含义，C 原子上连接有四个不同的原子或原子团，即为手性碳原子。16分 子 的 极 性1分子极性的实验探究实验操作在一酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流在另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞，并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水液流现象 四氯化碳液流方向不变 水流方向发生改变结论 四氯化碳液流与橡胶棒无电性作用 水流与橡胶棒间有电性作用解释四氯化碳分子中无正极和负极之分水分子中存在带正电荷的正极和带
37、负电荷的负极2极性分子和非极性分子类别 极性分子 非极性分子概念 分子内存在正、负两极的分子 分子内没有正、负两极的分子双原子分子 分子内含极性键 分子内含非极性键多原子分子分子内含极性键，分子空间构型不对称分子内只含非极性键或分子空间构型对称特别提醒 相似相溶原理是指极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。1极性分子中一定含有极性键，一定不含非极性键吗？提示：一定含有极性键，可能含有非极性键。2非极性分子中一定含有非极性键吗？提示：分子结构对称时，可能含有极性键，而不含有非极性键。判断分子极性的方法(1)根据分子的对称性判断分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性分子
38、，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。(2)根据键的极性判断17(3)经验规律化合价法：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。孤对电子法：若中心原子有孤对电子则为极性分子，否则为非极性分子。如BF3、CO 2等为非极性分子，NH 3、H 2O、SO 2等为极性分子。(4)常见分子极性与非极性的判断分子类型 键的极性 分子构型 分子极性 代表物A2 非极性键 直线形(对称) 非极性H2、O 2、Cl2、N 2等双原子分子 AB 极性键 直线形(不对称) 极性HF、HCl、CO、NO 等极性键 直线形(对称) 非极性CO2、CS 2等(键角 18
39、0)三原子分子A2B(或AB2) 极性键 V 形(不对称) 极性H2O(键角 1045)、SO2(键角1195)等极性键 平面三角形(对称) 非极性 BF3、BCl 3等四原子分子AB3 极性键 三角锥形(不对称) 极性 NH3(键角1073)等AB4 极性键 正四面体形(对称) 非极性CH4、CCl 4(键角1095)等五原子分子ABnC4 n(n4 且为整数)极性键 四面体形(不对称) 极性 CHCl3、CH 2Cl2等1实验测得 BeCl2为共价化合物，两个 BeCl 键间的夹角为 180。由此可见，BeCl2属于( )18A由极性键构成的非极性分子B由极性键构成的极性分子C由非极性键构
40、成的极性分子D由非极性键构成的非极性分子解析：选 A BeCl 共价键为不同元素的原子间形成的极性键，BeCl 2为直线形对称结构，故为非极性分子。2下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是( )AH 2O BCl 2CNH 3 DCCl 4解析：选 D H 2O 分子中 OH 键为极性键，H 2O 分子为 V 形，结构不对称，是极性分子；Cl2是双原子单质分子，ClCl 键是非极性键，属含非极性键的非极性分子；NH 3分子中NH 键是极性键，分子构型是三角锥形，N 原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子；CCl4分子中 CCl 键是极性键，分子构型呈正四面体形，C 原子位于正四面体中心，
41、四个Cl 原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子。3在 HF、H 2O、NH 3、CS 2、CH 4、N 2、BF 3分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是_；(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是_；(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是_；(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是_；(5)以极性键结合的具有 sp3杂化轨道结构的分子是_；(6)以极性键结合的具有 sp2杂化轨道结构的分子是_。解析：HF 是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H 2O 中氧原子采取 sp3杂化方式，与 H 原子形成极性键，为极性分子；NH 3中有极性键
42、，N 原子采取 sp3杂化，为三角锥形结构；CS 2与 CO2相似，为由极性键形成的直线形非极性分子；CH 4中 C 原子采取 sp3杂化方式与 H 原子形成极性键，为正四面体构型的非极性分子；N 2是由非极性键结合的非极性分子；BF3中 B 原子采取 sp2方式杂化，与 F 形成极性键，为非极性分子。答案：(1)N 2 (2)CS 2 (3)CH 4 (4)NH 3(5)NH3、H 2O、CH 4 (6)BF 3三级训练节节过关 1下列化合物中含有手性碳原子的是( )ACH 2=CH2 B甘油CCH 3CH3 D19解析：选 D 判断手性碳原子的方法：(1)写出各项物质分子的结构式；(2)判
43、断是否有碳原子连接四个不同的原子或原子团。经分析可判断只有 D 项符合。2用一带静电的玻璃棒靠近 A、B 两种纯液体流，现象如图所示。据此分析，A、B 两种液体分子的极性判断正确的是( )AA 是极性分子，B 是非极性分子BA 是非极性分子，B 是极性分子CA、B 都是极性分子DA、B 都是非极性分子解析：选 B 观察图示实验现象可知，液体 A 在电场中不偏转，A 分子是非极性分子；液体 B 在电场中偏转，B 分子是极性分子。3下列说法正确的是( )A由极性键构成的分子都是极性分子B含非极性键的分子一定是非极性分子C极性分子一定含有极性键，非极性分子一定含有非极性键D以极性键结合的双原子分子，
44、一定是极性分子解析：选 D 由极性键构成的分子若空间构型对称，则分子是非极性分子，A 项说法错误；含非极性键的分子也可能含有极性键，也可能是极性分子，如 CH3CH2OH 等，B 项说法错误；CO 2是由极性键形成的非极性分子，C 项说法错误；以极性键结合的双原子分子都是极性分子，D 项说法正确。4下列含有极性键的非极性分子是( )CCl 4 NH 3 CH 4 CO 2 N 2H 2S SO 2 CS 2 H 2O HFA BC D以上均不对解析：选 C NH 3、H 2S、SO 2、H 2O、HF 是含极性键的极性分子，N 2是含非极性键的非极性分子。5A、B、C、D、E 为五种由短周期元素构成的微粒，它们都有 10 个电子，其结构特点如下：微粒 A B C D E原子核数 双核 多核 单核 多核 多核电荷数 1 0 2 1 020其中：B 是由极性键构成的 4 原子分子，A 和 D 可以形成 B 和 E。(1)A、C、E 的化学式是：A_，C_，E_。(2)B 分子是_分子(填“极性”或“非极性”)，室温下，等物质的量的 B 与盐酸反应后，溶液 pH_7(填“” “”或“”)。(3)B、E 两种分子的空间构型分别为：B_，E_。解析：常见的 10 电子微粒有：(1)分子：CH 4、NH 3、H 2O、HF
