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第二章 分子结构与性质-【知识清单】2022-2023学年高二化学单元复习知识清单(人教版2019选择性必修2).docxVIP

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第二章分子结构与性质

考点01共价键

1.共价键的概念和特征

(1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

(2)特征:

①饱和性:决定分子的组成

②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。

2.共价键的类型

按成键原子的原子轨道重叠方式分类,分为σ键和π键。

(1)σ键

形成

由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”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

(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

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

共价单键为σ键;共价双键中有一个σ键,另一个是π键;共价三键由一个σ键和两个π键构成。

3.乙烷、乙烯、乙炔成键情况

名称

乙烷

乙烯

乙炔

分子结构

碳碳键成键方式

1个σ键

1个σ键、1个π键

1个σ键、2个π键

考点02键参数——键能、键长与键角

1.键能

(1)概念:键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的单位是kJ·mol-1。键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值。

(2)键能的应用

①表示共价键的强弱:键能越大,断开化学键时需要的能量越多,则化学键越稳定。

②判断分子的稳定性:结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。

③判断化学反应的能量变化:在化学反应中,旧化学键的断裂吸收能量,新化学键的形成释放能量,因此反应焓变与键能的关系为ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和;ΔH<0时,为放热反应;ΔH>0时,为吸热反应。

2.键长

(1)概念:键长是构成化学键的两个原子的核间距,因此原子半径决定化学键的键长,原子半径越小,共价键的键长越短。

(2)键长与共价键的稳定性之间的关系:共价键的键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定。

(3)键长的比较方法

①根据原子半径比较,同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越短。

②根据共用电子对数比较,相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。

3.键角

(1)键角是指在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。在多原子分子中的键角是一定的,这表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数,分子的许多性质都与键角有关。

(2)常见分子的键角与空间结构

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°

NH3

V形(或角形)

105°

H2O

直线形

180°

CO2、CS2、CH≡CH

考点03分子结构的测定

1.分子结构的测定方法

(1)分子结构的最早测定方法:早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律,再推测分子的结构。

(2)现代的分子结构测定方法:科学家应用红外光谱、晶体X射线衍射等现代仪器方法测定分子的结构。

2.红外光谱工作原理

(1)原理:红外线透过分子时,分子会吸收跟它的某些化学键振动频率相同的红外线,再记录到图谱上呈现吸收峰。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

3.质谱法:相对分子质量的测定

用高能电子流轰击样品分子,使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量,它们在磁场的作用下到达检测器的时间因相对质量而先后有别,其结果被记录为质谱图。

如甲苯分子的质谱图:

读谱:相对分子质量=最大质荷比,甲苯的相对分子质量为92。

考点04多样的分子空间结构

1.三原子分子的立体构型

三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。

化学式

电子式

结构式

键角

立体构型

立体构型名称

CO2

180°

直线形

H2O

105°

V形

2.四原子分子的立体构型

四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。

化学式

电子式

结构式

键角

立体构型

立体构型名称

CH2O

约120°

平面三角形

NH3

107°

三角锥形

3.五原子分子的立体构型

五原子分子的立体构型更多,最常见的是四面体形。

化学式

电子式

结构式

键角

立体构型

立体构型名称

109°28′

正四面体形

109°28′

正四面体形

考点05价层电子对互斥模型

1.价层电子对互斥模型

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。

2.价层电子对

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