第4章 第3节 化学键与物质构成 分子结构与性质-【创新教程】2025年高考化学总复习大一轮教师用书word（人教单选版）

第三节　化学键与物质构成　分子结构与性质 课程标准 核心素养(教师用书独具) 1.能说出粒子间作用(离子键、共价键、配位键和分子间作用力等)的主要类型、特征和实质 2．能比较不同类型的粒子间作用的联系与区别，能说明典型物质的成键类型 3．能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构 4．能从粒子的空间排布及其相互作用的角度对生产、生活、科学研究中的简单案例进行分析，能举例说明物质结构研究的应用价值 1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题 2．证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及性质，揭示现象的本质与规律 3．变化观念与平衡思想：认识共价键的本质及类型，能多角度、动态地分析分子的立体结构及性质，并运用相关理论解决实际问题 4．科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的分子的结构、性质的问题，设计探究方案进行探究分析，面对“异常”现象敢于提出自己的见解 考点一　化学键与物质的构成 一、化学键及其分类 1．相邻的　原子　(或离子)之间强烈的相互作用，包括离子键和共价键。 2．离子键与共价键。 (1)离子键：带相反电荷离子之间的　相互作用　。 (2)共价键：原子间通过　共用电子对　所形成的相互作用。 (3)二者比较 项目 离子键 共价键 成键粒子 　阴、阳离子　 　原子　 成键方式 得失电子形成阴、阳离子 形成　共用电子对　 成键条件 活泼金属元素与活泼非金属元素 一般在非金属原子之间 作用力实质 　静电作用　 (1)离子键中的“静电作用”既包括静电吸引力又包括静电排斥力；(2)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子；(3)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl键为共价键；(4)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。 二、化合物——离子化合物和共价化合物 1．离子化合物与共价化合物比较 化合物类型 定义 与物质分类的关系 举例 离子化 合物 含有　离子键　 的化合物 包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物和过氧化物及其氢化物 NaCl、Na2O2、 NaOH、Na2O、 NH4Cl、NaH等 共价化 合物 只含有　共价键　的化合物 包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等 H2S、SO2、 CH3COOH、 H2SO4、 NH3·H2O 等 2.离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据化学键的类型判断。 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物。 (2)根据化合物的类型来判断。 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 (3)根据化合物的性质来判断。 一般熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。 三、电子式与结构式 1．电子式 在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的　最外层电子　的式子。 2．用电子式表示化合物的形成过程 (1)离子化合物：左边是原子的电子式，相同原子电子式可以合并，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接。 如NaCl：　　。 (2)共价化合物：左边是原子的电子式，相同原子电子式可合并，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。 如NH3：　　。 3．结构式：对于共价分子，将共用电子对改为短线，未成键电子省略。如―→　N≡N　。 电子式书写“六项”注意 (1)同一原子的电子式最好不要既用“·”又用“×”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(或特殊需要可标记)，可将电子全部标成“·”或“×”。 (2)单一原子形成的简单阳离子，其离子符号就是该阳离子的电子式，如Al3＋就可以表示铝离子的电子式。“[　]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。 (3)在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是相隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起。如：CaF2要写成，不能写成，也不能写成。 (4)不要漏写未成键的电子，如N2写成N⋮⋮N是错误的。 (5)不要弄错原子间的连接，如HClO分子中H与O相连。HClO的电子式为。 (6)在用电子式表示物质形成的过程时，由于不是化学方程式，所以不能出现“===”。“―→”前是原子的电子式，“―→”后是物质的电子式。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力( × ) (2)(2023·湖北卷)用电子式表示K2S的形成：( √ ) (3)金属元素与非金属元素形成的化学键一定是离子键( × ) (4)离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键( √ ) (5)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键( × ) (6)全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物( × ) (7)形成化学键的过程是能量降低的过程( √ ) (8)含有离子键的化合物中，一个阴离子可同时与几个阳离子形成静电作用( √ ) 2．电子式的书写 (1)—OH________，OH－________， H3O＋________，NH________， N2H________。 (2)HClO________，CCl4________， CO2________，CS2________， COS________，HCHO________， C2H4________，(CN)2________， (SCN)2________，COCl2________， N2H4________。 (3)Na2S________，NaH________， NH4H________，NaCN________， NaSCN________，NaBH4________。 ◆[题组1]　化学键　 1.Science杂志在2017年报道了世界上首个成功合成的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(白色固体)，这是全氮含能材料里程碑式的突破。该盐结构如图，下列分析不合理的是(　　) A．五氮阴离子的化学式为N B．该盐中阴、阳离子数目之比为1∶1 C．该盐在碱中比在酸中稳定 D．该盐存在离子键和共价键 解析：C　[根据物质的电中性可知，五氮阴离子的化学式为N，A合理。该盐中阴离子有五氮阴离子、氯离子，阳离子有水合氢离子和铵根离子，阴、阳离子数目之比为(6＋1)∶(3＋4)＝1∶1，B合理。碱性条件下水合氢离子及铵根离子会与氢氧根离子反应而不能大量共存，故该盐在酸中比在碱中稳定，C不合理。该盐为离子化合物，由离子构成，故存在离子键，且铵根离子、五氮阴离子、水合氢离子中非金属元素之间形成共价键，故存在离子键和共价键，D合理。] 2．(2024·哈尔滨师范大学附中开学考)FeSO4·7H2O的结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A．O的第一电离能低于S B．相同条件下，H2O的稳定性比H2S强 C．基态Fe2＋的价层电子排布式为3d44s2 D．该物质中存在的化学键类型有：离子键、共价键、氢键 解析：B　[A.同主族元素，从上往下，第一电离能逐渐减小，故O的第一电离能高于S，故A错误；B.相同条件下，r(O)<r(S)，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，H－O的键能大于H－S的键能，故H2O的稳定性比H2S强，故B正确；C.基态Fe的价层电子排布式为3d64s2，Fe2＋的价层电子排布式为3d6，故C错误；D.该物质中存在的化学键类型有：离子键、共价键，氢键不属于化学键，故D错误。] ◆[题组2]　离子化合物和共价化合物的判断　 3．下列说法正确的是(　　) ①非金属元素构成的单质中一定存在共价键；②非金属元素之间形成的化合物一定是共价化合物；③非金属的气态氢化物中一定存在极性共价键；④离子化合物中一定含有离子键；⑤金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物；⑥在一种化合物中只能存在一种类型的化学键；⑦含共价键的化合物不一定是共价化合物；⑧含离子键的化合物一定是离子化合物；⑨NaCl和HCl溶于水都发生电离，克服粒子间作用力的类型相同 A．③④⑦⑧　　　　　　 B．①③④⑦⑧ C．②⑤⑥⑧⑨ D．①④⑦⑨ 解析：A　[稀有气体元素为非金属元素，其单质中无化学键，①错误；NH4Cl为离子化合物，②错误；AlCl3为共价化合物，⑤错误；NaOH中存在2种化学键，⑥错误；NaCl为离子化合物，而HCl为共价化合物，电离时克服的粒子间作用力不同，⑨错误。] ◆[题组3]　化学用语　 4．(2023·浙江6月)下列化学用语表示正确的是(　　) A．H2S分子的球棍模型： B．AlCl3的价层电子对互斥模型： C．KI的电子式： D．CH3CH(CH2CH3)2的名称：3­甲基戊烷 解析：D　[A.H2S分子是“V”形结构，因此该图不是H2S分子的球棍模型，故A错误；B.AlCl3中心原子价层电子对数为3＋(3－1×3)＝3＋0＝3，其价层电子对互斥模型为平面三角形，故B错误；C.KI是离子化合物，其电子式：，故C错误；D.CH3CH(CH2CH3)2的结构简式为，其名称为3­甲基戊烷，故D正确。] 5．(2022·6月浙江选考)下列表示正确的是(　　) A．乙醛的结构简式：CH3COH B．2­丁烯的键线式： C．S2－的结构示意图： D．过氧化钠的电子式： 解析：D　[A.乙醛含醛基，其结构简式为：CH3CHO，A错误；B.2­丁烯的结构简式为CH3CH===CHCH3，键线式为：，B错误；C.硫的原子序数为16，硫原子最外层有6个电子，得2个电子形成硫离子，硫离子的结构示意图为：，C错误；D.过氧化钠为离子化合物，含离子键和氧氧非极性共价键，其电子式为：，D正确。] 考点二　共价键及其键参数 一、共价键的本质和特征 1．本质：在原子之间形成　共用电子对　(电子云的重叠)。 2．特征：具有　饱和性　和　方向性　。 二、共价键的分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 　σ　键 原子轨道“　头碰头　”重叠 　π　键 原子轨道“　肩并肩　”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 　极性　键 共用电子对　发生　偏移 非极性键 共用电子对　不发生　偏移 原子间共用电子对的数目 　单　键 原子间有　一对　共用电子对 　双　键 原子间有　两对　共用电子对 　三　键 原子间有　三对　共用电子对 三、共价键类型的判断 1．σ键与π键 由物质的 结构式判断 通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键 由成键轨道 类型判断 s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键 2.大π键的简介 (1)简介：大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。 (2)表达式：Π，m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。 (3)一般判断：对于多电子的粒子，若中心原子的杂化不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成大π键。 (4)示例：Π，CH2===CH—CH===CH2：Π，NO：Π，SO2：Π，O3；Π，CO：Π 3．极性键与非极性键 看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是　极性　共价键，同种元素的原子之间形成的是　非极性　共价键。 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。 (2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。 四、键参数 1．概念 2．键参数对分子性质的影响 键能越　大　，键长越　短　，分子越稳定。 3．利用键能(E)计算ΔH的公式ΔH＝　E(反应物)－E(生成物)　。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2023·湖北卷)用电子云轮廓图表示H—H的s­s σ键形成的示意图： ( √ ) (2)(2023·海南卷)P4分子呈正四面体，键角为109°28( × ) (3)(2023·海南卷)OF2是由极性键构成的极性分子( √ ) (4)所有的共价键都有方向性( × ) (5)s－s σ键与s－p σ键的电子云形状对称性相同( √ ) (6)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( √ ) (7)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( √ ) (8)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( × ) 2．Ⅰ.N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，N—N键的键能为193 kJ·mol－1，计算N2中一个π键的平均键能，并判断N2中σ键和π键稳定性。 提示：N2中一个π键的平均键能为 ＝376.5 kJ·mol－1，比N—N键的键能193 kJ·mol－1大，所以N2中π键比σ键稳定。 Ⅱ.(2020·江苏高考)柠檬酸的结构简式为。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为__________mol。 解析：羧基的结构是，一个羧基中有碳原子与氧原子分别形成两个σ键，三个羧基有6个，还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键，因此1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为7 mol。 ◆[题组1]　化学键类型的判断　 1．(2024·洛阳市高三检测)下列说法正确的是(　　) A．第一电离能：Al＞Mg＞Na B．中σ键和π键比例为7∶1 C．N2与O互为等电子体，1 mol O中含有的π键数目为2NA D．CH3－中的所有原子均共面 解析：C　[A.同周期元素第一电离能从左向右有增大趋势，Mg具有3s2电子结构，较稳定，第一电离能大于Al的，故第一电离能Mg>Al>Na，A项错误；B.该分子中有16个单键和2个双键，则σ键和π键比例为9∶1，B项错误；C.N2和O都含有14个电子，互为等电子体，O存在O≡O，故1 mol O中含有的π键数目为2NA，C项正确；D.－CH3中C为sp3杂化，其所有原子不会共平面，D项错误。] 2．(2024·绍兴市二模)X射线研究表明CuCl2是共价化合物，为平面链状结构，以(CuCl2)n形式存在，如图所示。CuCl2易溶于水、乙醇、丙酮和氨水等，其水溶液常呈绿色，原因是[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl－[CuCl4]2－(绿色)＋4H2O。下列说法不正确的是(　　) A．由图结构可知CuCl2为非极性分子 B．CuSO4溶液中加入NaCl固体，可使溶液颜色变绿 C．CuCl2中加入过量氨水可生成含[Cu(NH3)4]2＋深蓝色溶液，说明NH3配位能力大于Cl－ D．1 mol [Cu(NH3)4]2＋中存在4NA个σ键 解析：D　[A.CuCl2是共价化合物，为平面链状结构，根据图中结构，可知CuCl2为非极性分子，故A正确；B.CuSO4溶液中加入NaCl固体，题干中平衡正向移动，可使溶液颜色变绿色，故B正确；C.CuCl2中加入过量氨水可生成含[Cu(NH3)4]2＋深蓝色溶液，说明[CuCl4]2－变为[Cu(NH3)4]2＋，则NH3配位能力大于Cl－，故C正确；D.1个NH3有3个σ键，配位键为σ键，则1 mol [Cu(NH3)4]2＋中存在16 NA个σ键，故D错误。] ◆[题组2]　键参数的应用　 3．从实验测得不同微粒中的O与O之间的键长和键能的数据如表所示： 　　 O—O键 数据　　 O O O2 O 键长/(×10－12m) 149 128 121 112 键能/(kJ·mol－1) x y 494 628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为494＞y＞x，该规律性是(　　) A．成键的电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小 C．成键所用的电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大 解析：B　[观察表中数据发现，给出的4种不同微粒中的化学键都是O—O键，因此不存在成键的电子数问题，也不存在电子对偏移问题，故A、C、D项错误；观察数据发现，O2与O中，键能大者键长短，键长由短到长的顺序为O＜O2＜O＜O，则键能的顺序为494＞y＞x，故B正确。] 4．(1)(2020·浙江7月选考)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是 ________________________________________________________________________。 (2)由O2(g)O(g)O2－(g)可知O===O键键能为________kJ·mol－1。 (3)(2017·全国卷Ⅱ)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示， R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为　________　)，则N中的大π键应表示为________。 (4)(2017·全国卷Ⅲ)硝酸锰中的化学键除了σ键外，还存在 ________________________________________________________________________。 (5)(2016·全国卷Ⅰ)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是________。 答案：(1)原子半径F<Cl，键能F—H>Cl—H (2)498　(3)5　Π　Π　(4)离子键和π键(Π键) (5)Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p—p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键　共价键 1．(2024·泉州师范学院附中高三检测)Li2O的Born－Haber循环如图所示，下列说法正确的是(　　) A．金属锂的原子化热为318 kJ/mol B．Li的第一电离能为1 040 kJ/mol C．O===O键的键能为249 kJ/mol D．Li2O的晶格能为2 908 kJ/mol 解析：D　[A.由图中2 mol Li(s)转变成2 mol Li(g)所需要的能量为318 kJ可知，金属锂的原子化热为＝159 kJ/mol，A错误；B.由图中2 mol Li(g)转变成2 mol Li＋(g)所需要的能量为1 040 kJ可知Li的第一电离能为 kJ·mol－1＝520 kJ/mol，B错误；C.由图中O2(g)转化为1 mol O(g)所需要的能量为249 kJ可知，O===O键键能为氧气分子变为氧原子所需能量为2×249 kJ/mol＝498 kJ/mol，即键能为498 kJ/mol，C错误；D.晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，图中2Li＋(g)＋O2－(g)===Li2O(s)　ΔH＝－2 908 kJ/mol，则Li2O的晶格能为2 908 kJ/mol，D正确。] 2．(2024·保定模拟)某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5℃，其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是(　　) CNNCNH2NH2 A．该分子中含有极性共价键 B．1 mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3 C．该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的是C、N D．该分子中的共价键按原子轨道重叠方式划分为3种 解析：BD　[不同原子间的共价键为极性共价键，该分子中含有极性共价键，故A正确；每个单键是1个σ键，每个双键含有1个σ键和1个π键，每个三键含有1个σ键和2个π键，则该物质分子中σ键和π键的个数比为9∶3＝3∶1，故B错误；该物质中C和N都达到8电子稳定结构，H原子没有达到8电子稳定结构，故C正确；按原子轨道重叠方式共价键分为2种，“头碰头”重叠形成σ键，“肩并肩”重叠形成π键，故D错误。] 　键参数 (1)键长、键能决定了共价键的稳定性。如热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，说明键能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，键长：H—F＜H—Cl＜H—Br＜H—I。 (2)键长、键角决定了分子的空间结构。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间结构。 考点三　分子的空间结构 一、价层电子对互斥模型及应用 1．理论要点 (1)价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力　越小　，体系的能量越低。 (2)孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角　越小　。 如H2O的键角　小于　CH4的键角。 [注意] 价层电子对数与价层电子对互斥模型的关系 2对——直线形，3对——平面三角形，4对——四面体形。 2．价层电子对的计算 a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。但对于离子，a为中心原子的价电子数加或减电荷数，如CO的a＝4＋2，NH的a＝5－1。 二、杂化轨道理论 1．杂化轨道理论概述 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。 2．杂化轨道三种类型 3．“四方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间分布构型判断 a．若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 b．若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。 c．若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据等电子原理进行推断，如CO2是直线形分子，CNS－、N与CO2是等电子体，所以分子空间结构均为直线形，中心原子均采用sp杂化。 (4)根据中心原子的价层电子对数＝参与杂化的轨道数目判断，如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。 4．填写下表 化学式 孤电子 对数 σ键电 子对数 价层电 子对数 VSEPR 模型名称 分子或离子的立体模型名称 中心原 子杂化 类型 ①H2S 2 2 4 四面体形 V形 sp3 ②SO2 　1　 　2　 　3　 　平面三角形　 　V形　 　sp2　 ③SO3 　0　 　3　 　3　 　平面三角形　 　平面三角形　 　sp2　 ④CH4 　0　 　4　 　4　 　正四面体形　 　正四面体形　 　sp3　 ⑤NCl3 　1　 　3　 　4　 　四面体形　 　三角锥形　 　sp3　 ⑥HCN 　0　 　2　 　2　 　直线形　 　直线形　 　sp　 ⑦HCHO 　0　 　3　 　3　 　平面三角形　 　平面三角形　 　sp2　 ⑧NO 　0　 　3　 　3　 　平面三角形　 　平面三角形　 　sp2　 ⑨ClO－ 　3　 　1　 　4　 　四面体形　 　直线形　 　sp3　 ⑩H3O＋ 　1　 　3　 　4　 　四面体形　 　三角锥形　 　sp3　 ⑪ClO 　1　 　3　 　4　 　四面体形　 　三角锥形　 　sp3　 ⑫CH≡CH — — — — 　直线形　 　sp　 三、等电子原理 　原子总数　相同、　价电子总数　相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质相似，如CO和 　N2　。 等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2023·海南卷)航天员出舱服中应用了碳纤维增强复合材料。碳纤维中碳原子杂化轨道类型是sp2( √ ) (2)(2023·辽宁卷)中N原子杂化方式相同( × ) (3)(2023·辽宁卷)BeCl2的空间结构：V形( × ) (4)(2020·天津高考) 有3种杂化轨道类型的碳原子( √ ) (5)(2020·天津高考) 中共平面的原子数目最多为14( × ) (6)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对( √ ) (7)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构( × ) (8)价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数( √ ) 2．分子中的中心原子采用sp3杂化，则该分子一定为正四面体结构吗？ 提示：不一定。也可以是四面体形如CH3Cl，三角锥形如NH3，还可以是V形如H2O等。 ◆[题组1]　粒子构型的判断　 1．(2024·哈尔滨师范大学附中开学考)As2O3(砒霜)是两性氧化物，分子结构如图所示，与盐酸反应能生成AsCl3，AsCl3和LiAlH4反应的产物之一为AsH3。下列说法错误的是(　　) A．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3 B．AsCl3的分子空间构型为平面正三角形 C．AlH的价层电子对互斥模型是四面体形 D．AsH3分子的键角小于109°28′ 解析：B　[A.As2O3中As原子形成3个σ键，含有1个孤电子对，价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论，As原子的杂化类型为sp3，A正确；B.AsCl3中As原子价层电子对个数为3＋＝4，且含有一个孤电子对，As原子的杂化方式为sp3，其空间构型为三角锥形，B错误；C.AlH中Al原子价层电子对数为×(3＋1－4×1)＋4＝4，杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型是四面体形，C正确；D.AsH3中As原子上的孤电子对数为×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，由于孤电子对有较大的斥力，故AsH3分子键角小于109°28′，D正确。] 2．(1)(2023·北京卷)S2O的空间结构是__________。 (2)配合物中，R′代表芳基，V－O－R′空间结构呈角形，原因是 ________________________________________________________________________。 (3)在硅酸盐中，SiO四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化轨道类型为________，Si与O的原子数之比为______，化学式为______。 解析：(3)依据图(a)可知，SiO的空间结构类似于甲烷分子，为正四面体形，硅原子的杂化轨道类型和甲烷分子中碳原子的杂化轨道类型相同，为sp3；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子被两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个O原子，Si原子和O原子数之比为1∶3，化学式可表示为[SiO3]或SiO。 答案：(1)四面体形　(2)根据VSEPR模型，氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，成键电子对之间呈角形　(3)sp3　1∶3　[SiO3](或SiO) 　判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法 (1)根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断 如(ABm型)中心原子的价层电子对数为4，中心原子的杂化轨道类型为sp3；价层电子对数为3，中心原子的杂化轨道类型为sp2；价层电子对数为2，中心原子的杂化轨道类型为sp。 (2)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断 没有π键的为sp3杂化，如CH4中的C原子；含1个π键的为sp2杂化，如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子；含2个π键的为sp杂化，如二氧化碳分子 ◆[题组2]　键角的大小比较　 3．(1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“＞”“＜”或“＝”)： ①BF3________NCl3，H2O________CS2。 ②H2O______NH3______CH4，SO3______SO。 ③H2O________H2S，NCl3________PCl3。 ④NF3________NCl3，PCl3________PBr3。 (2)(2023·山东卷)ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键(Π)。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为________；O－Cl－O键角________Cl－O－Cl键角(填“＞”“＜”或“＝”)。比较ClO2与Cl2O中Cl－O键的键长并说明原因 ________________________________________________________________________。 答案：(1)①＞　＜　②＜　＜　＞　③＞　＞　④＜　＜　(2)sp2　＞　ClO2分子中Cl－O键的键长小于Cl2O中Cl－O键的键长，其原因是：ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl－O键的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键 4．价层电子对互斥模型(VSEPR)是关于分子几何构型的经验规律，该理论认为，分子的稳定结构应使中心原子价层电子对之间的斥力最小，且不同价层电子对之间排斥力相对大小满足：孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。如H2O分子中∠H－O－H≈104.5°，下列推断不合理的是(　　) A．NH3分子中∠H－N－H<109.5° B．H2O键角∠H－O－H小于H3O＋键角∠H－O－H C．已知P4分子为正四面体，P4O6中的∠O－P－O小于P4O10中的∠O－P－O D．[Zn(NH3)6]2＋中∠H－N－H小于NH3分子中∠H－N－H 解析：D　[A.NH3分子中N原子的最外层有1个孤电子对，而NH中N原子最外层没有孤电子对，所以∠H－N－H＜109.5°，A合理；B.因为H2O中O原子的最外层有2对孤电子对，而H3O＋中O原子最外层只有1对孤电子对，所以键角∠H－O－H小于H3O＋键角∠H－O－H，B合理；C.已知P4O6和P4O10的结构式分别为和，前者P原子的最外层有1个孤电子对，所以P4O6中的∠O－P－O小于P4O10中的∠O－P－O，C合理；D.[Zn(NH3)6]2＋中N原子的最外层孤电子对形成了配位键，对N－H键不再产生排斥作用，所以∠H－N－H大于NH3分子中∠H－N－H，D不合理。] 　比较键角大小的三种思维模型 (1)杂化轨道类型不同：sp＞sp2＞sp3。 (2) (3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。 考点四　分子间作用力与分子的性质 一、分子间作用力 1．概念：物质分子之间存在的相互作用力，主要分为范德华力和氢键。 2．范德华力与物质性质 实质 范德华力的实质是电性作用，无　饱和性　和　方向性　 影响 因素 ①一般来说，组成和结构相似的物质，随着　相对分子质量　的增大，范德华力逐渐增大；②相对分子质量相近的分子，分子的极性越大，范德华力　越大　 范德华力与物 质性质 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越大，物质的熔、沸点越高，硬度越大 3.氢键与物质性质 形成 由已经与　电负性很大　的原子形成共价键的　氢原子　与另一个电负性很大的原子之间的作用力 表示 方法 A—H…B ①A、B为电负性很大的原子，一般为N、O、F三种元素的原子 ②A、B可以相同，也可以不同 特征 具有一定的　方向　性和　饱和　性 分类 　分子内　氢键和　分子间　氢键　　 物质性质 分子间氢键使物质的熔、沸点　升高　，会对电离和溶解度等产生影响 二、分子的性质 1．非极性分子与极性分子的判断 2．键的极性对化学性质的影响 酸性强弱 理论解释 三氟乙酸> 三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子 三氯乙酸> 二氯乙酸> 氯乙酸 Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子 甲酸>乙 酸>丙酸 烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱 三、溶解性 1．“相似相溶”的规律：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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度　增大　。 2．随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水能以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 四、分子的手性 1．手性异构体：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。 2．手性分子：具有　手性异构体　的分子。 3．手性碳原子：在有机物分子中，连有　四个不同基团或原子　的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如中*C为手性碳原子。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2023·辽宁卷)P4中的共价键类型：非极性键( √ ) (2)(2023·江苏卷)H2O为非极性分子( × ) (3)(2023·海南卷)某型长征运载火箭以液氧和煤油为推进剂，液氧分子间靠范德华力凝聚在一起( √ ) (4)(2023·湖北卷)含有手性碳原子的分子叫做手性分子( × ) (5)(2023·湖北卷)邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点( √ ) (6)以极性键结合起来的分子不一定是极性分子( √ ) (7)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键( × ) (8)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( × ) 2．(1)(2020·浙江7月选考)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是 ________________________________________________________________________。 (2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_____________ ________________________________________________________________________。 (3) 的沸点比高，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有 (2)O—H键、氢键、范德华力 (3) 形成分子内氢键，使物质的沸点降低，而形成分子间氢键，使物质沸点升高 3．(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是(　　) A．CS2　　　　　 B．NF3 C．SO3 D．SiF4 解析：B　[分子的极性。根据价层电子对互斥模型可知，CS2的中心原子C的价层电子对数＝2＋×(4－2×2)＝2，无孤电子对，CS2的空间结构为直线形，正、负电中心重合，为非极性分子；NF3的中心原子N的价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，有一个孤电子对，NF3的空间结构为三角锥形，正、负电中心不重合，为极性分子；SO3的中心原子S的价层电子对数＝3＋×(6－3×2)＝3，无孤电子对，SO3的空间结构为平面正三角形，正、负电中心重合，为非极性分子；SiF4的中心原子Si的价层电子对数＝4＋×(4－4×1)＝4，无孤电子对，SiF4的空间结构为正四面体，正、负电中心重合，为非极性分子。故本题选B。] ◆[题组1]　分子极性的判断　 1．(2024·湖南衡阳检测)关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是(　　) A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 解析：B　[根据“相似相溶”规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A项错误、B项正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。] 2．(2024·徐州市高三开学考)我国科学家研制分子筛网高效分离CO2和CH4，已知分子筛孔径为0.36 nm，CO2、CH4分子直径分别为0.33 nm、0.38 nm。下列说法正确的是(　　) A．键角：CH4>CO2 B．干冰、CH4晶体都是分子晶体 C．CO2、CH4都是由极性键组成的极性分子 D．乙烯分子能透过该分子筛网 解析：B　[A.CH4中C采用sp3杂化，CO2中C采用sp杂化，CO2键角为180°，CH4键角为109°28′，A错误；B.干冰、CH4都是由分子构成，其晶体都是分子晶体，B正确；C.CO2是直线形分子，CH4是正四面体形分子，它们都是含极性键的非极性分子，C错误；D.根据分子筛网孔径和气体分子直径，乙烯分子直径大于CH4，故不能透过分子筛网，D错误。] 3.Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图所示。常温下，S2Cl2是一种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法中错误的是(　　) A．S2Cl2的电子式为 B．S2Cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子 C．S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Br2＞S2Cl2 D．S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl 解析：B　[根据结构式知，该分子中每个Cl原子和S原子之间形成一个共用电子对，S原子之间形成一个共用电子对，每个原子都达到8电子稳定结构，该分子电子式为，A正确；S—Cl键是极性键、S—S键是非极性键，该分子结构不对称，是极性分子，B错误；S2Br2、S2Cl2都是分子晶体，且相对分子质量S2Br2＞S2Cl2，所以熔、沸点S2Br2＞S2Cl2，C正确；S2Cl2易水解，并产生能使品红溶液褪色的气体，说明生成SO2，S2Cl2中硫呈＋1价，在反应过程中硫元素一部分升高到＋4价(生成SO2)，S2Cl2中Cl元素化合价为－1价，不能发生还原反应，只能是一部分S元素化合价降低到0价(生成S)，所以化学方程式为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，D正确。] ◆[题组2]　分子间作用力的判断及对物质性质的影响　 4．(2024·武汉市硚口区高三检测)中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法中不正确的是(　　) A．由于氢键的存在，HF的稳定性强于H2S B．由于氢键的存在，乙醇比甲醚(CH3－O－CH3)更易溶于水 C．由于氢键的存在，沸点：HF>HI>HBr>HCl D．由于氢键的存在，冰能浮在水面上 解析：A　[A.HF的氢键存在于分子之间，与稳定性没有关系，HF的稳定性强于H2S是因为F的非金属性强于S，故A错误；B.乙醇分子可以与水分子形成氢键，所以乙醇比甲醚(CH3－O－CH3)更易溶于水，故B正确；C.组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，HF分子间容易形成氢键，导致沸点：HF>HI>HBr>HCl，故C正确；D.由于氢键的存在，使得冰中的水分子间空隙变大，密度小于液态水，所以冰能浮在水面上故D正确。] 5．(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知苯酚()具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水杨酸第一步电离形成的离子能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数K2(水杨酸)______K(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_____________________。 (3) 的沸点比高，原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键 (2)<　 能形成分子内氢键，使其更难电离出H＋　(3) 形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高　(4)硅烷为分子晶体，随相对分子质量的增大，分子间作用力增强，沸点升高　(5)化合物乙分子间存在氢键 [例]　(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　) A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体 B．SO和CO的空间构型均为平面三角形 C．CF4和SF4均为非极性分子 D．XeF2与XeO2的键角相等 第一步：思“原理” CH4与H2O均为价层电子对是4，VSEPR模型为四面体结构；SO的孤电子对为1，采取sp3杂化，CO的孤电子对为0，采取sp2杂化；CH4为正四面体结构，SF4中心原子有孤电子对；XeF2和XeO2分子中，孤电子对不相等。 第二步：想“结构” sp3杂化，且孤电子对为1的，为三角锥结构；孤电子对为0，sp2杂化，为平面三角形结构；CH4为正四面体结构，为非极性分子；SF4中心原子有孤电子对，为极性分子；XeF2和XeO2分子中，孤电子对不相等，孤对电子对成键电子排斥力不同，键角大小不同。 第三步：得“结论” 由第二步分析，将选项依次对照，可快速得出结论。 解析：A　[A.甲烷分子的中心原子的价层电子对为4，水分子的中心原子价层电子对也为4，所以他们的VSEPR模型都是四面体，A正确；B.SO的孤电子对为1，CO的孤电子对为0，所以SO的空间构型为三角锥形，CO的空间构型为平面三角形，B错误，C.CH4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；D.XeF2和XeO2分子中，孤电子对不相等，孤电子对越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误。] 1．(2023·辽宁卷)某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是(　　) A．W与X的化合物为极性分子 B．第一电离能Z＞Y＞X C．Q的氧化物是两性氧化物 D．该阴离子中含有配位键 解析：A　[W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W形成1条单键且核电荷数最小，W为H，X形成4条键，核电荷数大于H，且小于其他三种元素，X为C，Y形成2条单键，核电荷数大于C，Y为O，W、Y原子序数之和等于Z，Z为F，Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍，Q为Al。A.W与X的化合物不一定为极性分子，如CH4就是非极性分子，A错误；B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能F>O>C，B正确；C.Q为Al，Al2O3为两性氧化物，C正确；D.该阴离子中L与Q之间形成配位键，D正确。] 2．(2023·全国新课标卷)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子 B．反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成 C．催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋ D．将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2 解析：D　[A.NH2OH、NH3、H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；B.由反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－N键的生成，B正确；C.由反应历程可知，反应过程中，Fe2＋先失去电子发生氧化反应生成Fe3＋，后面又得到电子生成Fe2＋，C正确；D.由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误。] 3．(2023·山东卷)石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　) A．与石墨相比，(CF)x导电性增强 B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强 C．(CF)x中C—C的键长比C—F短 D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 解析：B　[石墨导电的原因是石墨层间有自由移动的电子，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x后，可自由移动的电子减少，导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键极短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；随原子序数递增，同周期主族元素的原子半径逐渐减小，因此(CF)x中C—C的键长比C—F长，C错误；由题图知，(CF)x中每个碳原子形成3个C—C键、1个C—F键，其中每个C—C键被2个碳原子共用，则1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。] 4．(2022·辽宁卷)理论化学模拟得到一种N离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(　　) A．所有原子均满足8电子结构 B．N原子的杂化方式有2种 C．空间结构为四面体形 D．常温下不稳定 解析：B　[A.由N的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；B.中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；C.中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；D.N中含叠氮结构，常温下不稳定，D正确。] 5．(2022·江苏卷)下列说法正确的是(　　) A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120° B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子 C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2 D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同 解析：B　[A.金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，故A错误；B.SiH4的化学键为Si－H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiCl4的化学键为Si－Cl，为极性键，空间结构为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故C错误；D.ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误。] 6．(双选)(2021·河北卷)如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是(　　) A．X和Z的最高化合价均为＋7价 B．HX和HZ在水中均为强酸，电子式可表示为 C．四种元素中，Y原子半径最大，X原子半径最小 D．Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物 解析：CD　[从分子结构图中可以分析得出X和Z均形成一价元素且同主族，可以判断X为F，Z为Cl，因为W有三价，可推出W为N，价电子数为5，由此推出Y为P，因为W、X、Y、Z四种元素分别是N、F、P、Cl，其中F元素通常不显正价，而氯元素的最高正价为＋7价，A错误。B项，HF为弱酸，所以B错误。C项，根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下依次增大，P元素原子半径最大，F原子半径最小，所以C正确。D项，由N、Cl和氢三种元素组成的NH4Cl中，既有离子键又有共价键，所以D正确。] 7．Ⅰ.(2023·湖北卷)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有________(填标号)。 a．Si—Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大 c．Si—Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道 Ⅱ.(2021·全国甲卷节选)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为________；单晶硅的晶体类型为________。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为________。SiCl4可发生水解反应，机理如下： 含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________(填标号)。 Ⅲ.(2021·全国乙卷节选)(1)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供电子对形成配位键的原子是________，中心离子的配位数为________。 (2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。 PH3中P的杂化类 型是________。NH3的沸点比PH3的__________，原因是__________________。H2O的键角小于NH3的键角，分析原因 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.a.Si－Cl键极性更大，则 Si－Cl键更易断裂，因此，SiCl4比CCl4易水解，a有关； b．Si的原子半径更大，因此，SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl，从而导致Si－Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的OH－的进攻，因此，SiCl4比CCl4易水解，b有关； c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si－Cl键键能更大不能说明Si－Cl更易断裂，故不能说明SiCl4比CCl4易水解，c无关； d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的OH－形成化学键，从而导致SiCl4比CCl4易水解，d有关； 综上所述，导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd。 Ⅱ.基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，因此Si的价电子层的电子排布式为3s23p2；晶体硅中Si原子与Si原子之间通过共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，因此晶体硅为共价晶体；SiCl4中Si原子价层电子对数为4＋＝4，因此Si原子采取sp3杂化；由图可知，SiCl4(H2O)中Si原子的σ键数为5，说明Si原子的杂化轨道数为5，由此可知Si原子的杂化类型为sp3d；Ⅲ.(1)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中Cr3＋提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与Cr3＋形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3＋2＋1＝6，(2)PH3的价层电子对为3＋1＝4，故PH3中P的杂化类型是sp3; N原子电负性较强，NH3分子之间存在分子间氢键，因此NH3的沸点比PH3的高；H2O的键角小于NH3的，原因是：NH3含有一个孤电子对，而H2O含有两个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大。 答案：Ⅰ.abd　Ⅱ.3s23p2　原子晶体(共价晶体)　sp3　②　Ⅲ.(1)N、O、Cl　6　(2)sp3　高　NH3存在分子间氢键　NH3含有一个孤电子对，而H2O含有两个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大 8．(化学与材料)(2024·济宁市一模)铁镁合金储氢材料，晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围，H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的1/4。 回答下列问题 (1)同周期中，第一电离能小于Mg的元素有______种，基态Fe原子的价电子排布式为______，Fe位于元素周期表中的______区。 (2)储氢后晶体的化学式为______，Mg原子占据Fe原子形成的______空隙，两个H原子之间的最短距离为______，该储氢材料中氢的密度ρ为______(用含a的代数式表示)。 (3)H3NBH3(氨硼烷)也是具有潜力的化学储氢材料之一，H3NBH3中H－N－H的键角______NH3中H－N－H的键角(填“>”“＜”或“＝”)。 解析：(1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，但Mg核外电子排布形成3s全满稳定结构，能量较低，则第一电离能大于相邻元素，则第一电离能小于Mg的元素有Na、Al，共2种，Fe元素是26号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，Fe位于元素周期表中的d区。 (2)如图所示，晶胞中有8个Mg原子，Fe原子位于顶点、面心，晶胞中Fe原子数目＝6×＋8×＝4，储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围，则H原子数目为4×6＝24个，储氢后晶体的化学式为Mg2FeH6，据图，Mg原子占据Fe原子形成的正四面体空隙；已知H原子构成正八面体、铁原子位于正八面体的体心，晶胞参数为a pm，H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的，即H原子与Fe原子之间距离为a pm，则两个H原子之间的最短距离为a pm，该储氢材料每个晶胞中含24个H原子、氢质量g，晶胞体积(a×10－10)3cm3，则储氢材料中氢的密度ρ＝g·cm－3(用含a的代数式表示)。 (3)H3NBH3(氨硼烷)中氮原子有3个共价键、1个配位键，氨分子中氮原子有3个共价键、1对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，则H3NBH3中H－N－H的键角＞NH3中H－N－H的键角。 答案：(1)2　3d64s2　d (2)Mg2FeH6　正四面体　 a pm g·cm－3 (3)＞ 9．(化学与科技)(2024·聊城市一模)2022年诺贝尔化学奖授予在发展点击化学方面做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为CuCl催化的叠氮—炔基Husigen环加成反应，常用的无机试剂有NaN3、SO2F2等。 (1)铜在元素周期表中位置为__________，基态Cu＋的价电子排布式为__________。 (2)N、S、O、F的第一电离能由大到小顺序为______。 (3)SO2F2的分子结构如图所示，键角α1＞α2的原因主要是__________。 (4)NaN3是叠氮酸(HN3)的钠盐，HN3在常温下是液体，沸点相对较高，为308.8 K，主要原因是__________。HN3分子的空间结构如图所示(图中键长单位为10－10 m)。N－N、N===N和N≡N的共价键键长分别为1.40×10－10 m、1.20×10－10 m和1.09×10－10 m；试画出HN3分子的结构式__________。 (5)CuCl的晶胞中，Cl－的位置如图所示。Cu＋填充于Cl－构成的四面体空隙中，则Cu＋的配位数为__________；若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为ρ g·cm－3，则该晶胞中Cu＋之间的距离为__________nm(用含ρ、NA的代数式表示)。 解析：(1)Cu是29号元素，在元素周期表中位置为第四周期ⅠB族，基态Cu＋的价电子排布式为3d10。 (2)同主族元素由上到下元素的第一电离能递减，同周期元素由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势，但O原子的价电子排布式为2s22p4，N原子的价电子排布式为2s22p3，p轨道为半充满状态，较为稳定，故N、S、O、F的第一电离能由大到小顺序为：F＞N＞O＞S。 (3)SO2F2分子中键角α1＞α2的原因主要是：双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子对之间的排斥作用。 (4)HN3在常温下是液体，沸点相对较高，为308.8 K，主要原因是：HN3分子间可形成氢键，N—N、N===N和N≡N的共价键键长分别为1.40×10－10 m、1.20×10－10 m和1.09×10－10 m，结合HN3中氮氮键的键长可知，HN3中含有N===N和N≡N，HN3分子的结构式为：H—N===N≡N。 (5)由晶胞中Cl－的位置可知，Cl－位于立方体的顶点和面心，所以Cl－是面心立方最密堆积，晶胞中Cl－的个数为8×＋6×＝4，由化学式CuCl可知Cu＋的个数为4，Cu＋填充于Cl－构成的四面体空隙中，则Cu＋的配位数为4，CuCl的晶胞为，该晶胞中Cu＋之间的距离为晶胞面对角线的一半，晶胞的边长为＝×107 nm，则晶胞中Cu＋之间的距离为××107 nm。 答案：(1)第四周期ⅠB族　3d10 (2)F＞N＞O＞S (3)双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子对之间的排斥作用 (4)HN3分子间可形成氢键　H—N===N≡N (5)4　××107 [归纳提升] 体系构建 核心巧记 1.牢记共价键的三种分类 (1)极性键和非极性键； (2)π键和σ键； (3)单键、双键、三键。 2．掌握极性分子和非极性分子的区别 3．理解原子轨道杂化的三种常见方式 sp杂化、sp2杂化、sp3杂化 4．掌握判断微粒构型的一种方法 价层电子对互斥模型 5．熟悉常见的分子间作用力 氢键和范德华力 学科网（北京）股份有限公司 $$