发布时间 : 星期一 文章3高中化学选修三 - 教师用书（人教版）更新完毕开始阅读1d2bab0c5ef7ba0d4b733b9e
此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键，因此，乙炔的三键中
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有1个σ键和2个π键。乙炔加氢变成乙烯时，碳原子由sp杂化转为sp杂化，当继续
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加氢生成乙烷时，碳原子杂化转为sp杂化。
9. 乙烯分子中碳原子采取sp杂化，杂化后的3个sp杂化轨道呈平面三角形，而剩下的未
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杂化的2p轨道垂直于3个sp杂化轨道构成的平面。2个碳原子各以2个sp杂化轨道与氢
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原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，因而四个氢原子在同一平面上。另外，每个碳原子还有一个未参与杂化的p轨道，两个p轨道肩并肩重叠形成π键，π键是不能旋转的，所以乙烯分子中的双键是不容旋转的。 10. OF2与H2O的立体结构相似，同为角形，但水分子的极性很强，而OF2的极性却很小，这是因为：（1）从电负性上看，氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差；（2）OF2中氧原子上有两对孤对电子，抵消了F—O键中共用电子对偏向F而产生的极性。 *11（略） *12（略）
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1. 键参数和分子的性质
键参数和分子的性质之间有一定的相关性。从键参数的数据可以归纳出某些定性的或半定量的规律用以说明分子的某些性质。所谓键参数指的是用于表征化学键性质的物理量，如键能、键长、键角等物理量的数据。 （1）键能
在101 kPa和25 ℃下，将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时，所需的能量叫做AB的离解能（单位为kJ/mol），以D（A—B）表示。例如，H2的离解能D（H—H）为436 kJ/mol。对双原子分子而言，离解能就是键能E，即E（H—H）=D（H—H）=436 kJ/mol，
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它是指破裂6.02×10个键（单键）所需要的能量。键能是决定物质性质的一个重要因素。通常键能愈大，表明该化学键愈牢固，由该键组成的分子也就愈稳定。例如，HCl的键能E（H—Cl）=431.8 kJ/mol，HI的键能E（H—I）=298.7 kJ/mol，HCl比HI稳定，HI受热时就较易分解。
通常键能的数据是用热化学方法由实验测定的。 （2）键长
分子中两个原子核间的平均距离叫做键长（或核间距）。理论上用量子力学的近似方法可以算出键长。实际上通常是用光谱或衍射等实验方法来测定键长。
一般来说，两原子之间所形成的键愈短，键能就愈大，键愈强，愈牢固。综上所述，可以用键能和键长二个键参数定量地描述化学键的特征。
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（3）键角
键角系指分子中键与键之间的夹角。键角是表示分子空间结构的一个重要参数。例如，H2S分子中2个S—H键之间的夹角是92°，这表明H2S分子是V形结构。
一般来说，如果已知某分子中的键长和键角的数据，就可确定该分子的几何构型（分子在空间呈现的几何形状）。例如，已知CO2分子的C=O键长是0.116 nm，O—C—O键角等于180°，就可得知CO2分子是直线形的非极性分子，据此也可推断它的物理性质。又如，已知NH3分子里的H—N—H键角是107°18′，N—H键长是0.102 nm，就可推断NH3分子是三角锥形的极性分子。
图2-1氨分子结构示意图
理论上可用量子力学近似方法算出键角，但对于复杂分子来说，实际上是通过光谱、衍射等结构分析实验测定而算出。表2-1是某些分子的键长和键角的数据。
表2-1某些分子的键长和键角数据
2. 在共价化合物中形成弱极性键或强极性键是由哪些因素来决定的？电负性差值达到什么程度，极性键就转变为离子键？
在共价化合物中，由于不同元素的原子吸引电子的能力不同，共用电子对就必然或多或少地偏向于对它吸引力较大的那个原子（即电子云密度大的地方将偏近于这个原子），所以形成的键就具有不同程度的极性。两种元素的电负性相差越大，它们之间键的极性就越强，其中，电负性较大的原子为负极，电负性较小的原子为正极。例如，卤素中氟的电负性为4.0，氯为3.0，溴为2.8，碘为2.5，而氢的电负性为2.1。显然，在卤化氢分子中键的极性强弱的程度应为：
HF>HCl>HBr>HI
其中H—F和H—Cl为强极性键，H—I为弱极性键，而H—Br则介于两者之间。卤素原子是负极，氢原子是正极。又如CH4中的C—H键，由于碳的电负性为2.5，与氢的相差很小，所以是弱极性键，碳是负极，氢是正极。
电负性差值与键的极性之间有没有严格的定量关系？电负性差值达到什么程度，极性键就转变为离子键？对于诸如此类的问题，很难做出肯定的回答，因为在离子键和共价键之间没有一条绝对分明和固定不变的界限。
近代实验表明，即使在由电负性最小的铯和电负性最大的氟形成的最典型的离子型化合物氟化铯中，键的离子性也不是百分之百，而只有92%。我们可以用离子性百分数来表示键的离子性相对于共价性的大小。对于AB型化合物单键离子性百分数和电负性差值（XA—XB）之间的关系如表2-2所示。
表2-2单键的离子性百分数与电负性差值之间的关系
从表2-2可知，当两个原子电负性差值约为1.7时，单键约具有50%的离子性，这是一个重要的参考数据。如果两个原子电负性差值大于1.7时，可判断它们之间主要形成离子键，该物质是离子型化合物；如果两个原子电负性差值小于1.7，则可判断它们之间主要形成共价键，该物质为共价化合物。例如钠的电负性为0.9，氯的电负性为3.0，两原子的电负性差值为2.1，当它们互相结合成NaCl时，其键的离子性百分数约为70%。因此可以判断氯化钠中钠离子与氯离子之间主要是形成离子键，氯化钠为离子型化合物。 3. 价层电子对互斥模型（VSEPR）
分子的立体结构是指其原子在空间的排布，可以用现代实验手段测定。例如，通过分子或离子的振动光谱（红外或拉曼光谱）可确定分子或离子的振动模式，进而确定分子的立体结构；通过X-衍射、电子衍射、中子衍射、核磁共振等技术也可测定分子的立体结构。 实验证实，属于同一通式的分子或离子，其结构可能相似，也可能完全不同。例如，H22S
2-2-和H2O属同一通式H2A，结构很相似，都是角形分子，仅夹角度数稍有差别；而CO3和SO3
2-虽属同一通式AO3，结构却不同：前者是平面形，后者是三角锥形，前者有p-pπ键而后者有d-pπ键。
早在1940年，希吉维克（Sidgwick）和坡维尔（Powell）在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比（R.J.Gillespie）和尼霍尔姆（Nyholm）在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）模型。我们不难学会用这种模型来预测分子或离子的立体结构。当然，我们不应忘记，这一模型绝不可能代替实验测定，也不可能没有例外。不过，统计表明，对于我们经常遇到的分子或离子，特别是以非金属原子为中心的单核（即单中心）分子或离子，用这一理论模型预言的立体结构很少与事实不符。
VSEPR模型的要点：
（1）用通式AXnEm来表示所有只含一个中心原子的分子或离子的组成，式中A表示中心原子，X表示配位原子（也叫端位原子），下标n表示配位原子的个数，E表示中心原子上