化学选修二第二张·分子结构与性质思维导图

这是一个关于化学选修二第二张·分子结构与性质思维导图，主要探讨了分子结构的特征、成键方式以及分子的性质。

分子结构与性质

第一节·共价键

共价键

强弱可用键能来衡量，具有饱和性和方向性

类型

σ键

特征

以形成化学键的两个原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图像不变（轴对称）

类型

s-sσ键

氢气分子中的共价键

s-pσ键

氯化氢分子的共价键

p-pσ键

氯气分子的共价键

轨道“头碰头”重叠

π键

特征

每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像（镜面对称）

两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成

σ键强度比π键牢固（但N₂中π键比σ牢固）

分类

共价单键

σ键

共价双键

一个σ键和一个π键

共价三键

一个σ键和两个π键

键参数

键能

定义

指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量

性质

衡量共价键的强弱（键能越大，断键所需吸收能量越多，共价键越牢固，分子越牢固）

相同原子间键能：单键＜双键＜三键

卤素单质键能：Cl₂＜Br₂＜I₂(F₂反常)

氢化物键能：同周期从左到右递增（N-F反常） 同主族从上到下递减

应用

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 （如：HF＞HCl＞HBr＞HI₂）

估计化学反应的反应热

键长

定义

构成化学键的两个原子的核间距

性质

衡量共价键的强弱

键长越短，键能越长，共价键越牢固（原子半径决定化学键长，原子半径越小，键长越短） 反常：原子核之间的距离太小，排斥力大，因此F-F键比Cl-Cl键小

相同的成键原子的键长：单键＞双键＞三键

应用

判断共价键稳定性

键长越短，键能越大，化学键约稳定，分子的化学性质越不活泼

影响分子的空间结构

键角

定义

两个相邻共价键之间的夹角

键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得

第二节·分子的空间结构

分子结构的测定

红外光谱

分析分子含有何种化学键或官能团

多样的分子空间结构

大多数分子由两个以上原子构成，因此分子就有了原子的几何关系和形状

价层电子对互斥模型

预测分子的空间结构

分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”互相排斥的结构

VSERP“价层电子对”

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的孤电子对

先确定分子或离子的VSRPR模型，后确定中心原子的杂化轨道类型

杂化轨道理论简介

一种价键理论

鲍林为了解释分子的空间结构提出

单键碳原子采用sp³杂化

双键碳原子采用sp²杂化

三键碳原子采用sp杂化

第三节·分子结构物质的性质

共价键的极性

键的极性和分子的极性

键

极性共价键

电子对不发生偏移的共价键

氯化氢分子

非极性共价键

电子对发生偏移的共价键

氢气分子

分子

极性分子

正电中心与负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性

非极性分子

正电中心与负电中心重合

判断

依据分子中化学键的极性的向量和

键的极性对化学性质的影响

羟基是推电子团，羟基越长，推电子效应反应越大，使锁具中的羟基的极性越小，羟基的酸性越弱 （注：1.随着羟基加长，酸性差异越来越小 2.卤素元素是吸电子团，卤素元素越多，吸电子效应越大，使羧基中的羟基极性越大，羟基的酸性越强）

分子间作用力

范德华力

分子间作用力为范德华力

结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大 相对分子质量相当的分子，极性越大，范德华力越大

范德华力越大，熔沸点越高

氢键

氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力

由与电负性很大的原子（N，O，F）形成的氢原子（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）之间的作用力

具有饱和性和方向性

强度：化学键＞氢键＞范德华力 （电负性越大，氢键越强）

分类

分子内氢键

分子内氢键使物质熔沸点降低

分子间氢键

分子间氢键使物质熔沸点升高

与分子间能形成氢键的物质在水中的溶解性增大

溶解性

存在“相似相溶”的规律

非极性溶质一般溶于非极性溶剂，极性溶质一般溶于极性溶剂

适用于分子结构的相似性

若存在氢键，溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好

分子的手性

手性异构体（对映异构）

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左右手一样互为 镜像，却在三维空间里不能重合

手性分子

有手性异构体的分子

例子

互为同分异构体的有机物分子，支链越多，分子的 对称性越强，范德华力越小，熔沸点越低

键能和键长决定分子性质

键角和键长决定分子的空间结构