第六章 第三节化学键与物质构成 分子结构与性质-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮课件PPT（人教版）

第三节　化学键与物质构成　 分子结构与性质 第六章 物质结构　元素周期律 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 知识复盘 考点突破 01 感悟真题 高考知势 02 课时作业 03 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 知识复盘 考点突破 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第六章　物质结构　元素周期律 高考总复习 化学 下一页 上一页 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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，解释分子的空间结构及性质，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、动态地分析分子的空间结构及性质，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 通常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、绝大多数盐、活泼金属的氧化物和过氧化物及其氢化物都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸、弱碱、大多数有机物都属于共价化合物。 (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 。 (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。 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)(2024·北京卷)H2O2的电子式： ( × ) (2)(2024·湖北卷)用电子式表示Cl2的形成： ( √ ) (3)(2023·湖北卷)用电子式表示K2S的形成： (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＋________，NHeq \o\al(＋,4)________， N2Heq \o\al(＋,5)________。 (2)HClO________，CCl4________， CO2________，CS2________， COS________，HCHO________， C2H4________，(CN)2________， (SCN)2________，COCl2________， N2H4________。 (3)Na2S________，NaH________， NH4H________，NaCN________， NaSCN________，NaBH4________。 3．(2024·全国甲卷)CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_________(填标号)。 a．离子键　　　　　 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键 解析：CaC2俗称电石，为离子化合物，由Ca2＋和Ceq \o\al(2－,2)构成，两种离子间存在离子键，Ceq \o\al(2－,2)中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd。 答案：bd ◆[题组1]　化学键 1．(2025·顺义区高三月考)下列物质的性质不能用化学键解释的是(　　) A．沸点：C2H6＜CH3OH B．稳定性：H2O＞H2S C．硬度：金刚石>晶体硅 D．熔点：氧化镁>氯化钠 解析：A　[A．CH3OH分子间存在氢键，故沸点：C2H6＜CH3OH，与化学键强弱无关，故A符合题意；B．分子的稳定性与化学键的强弱有关，H2O的H—O键强度大于H2S的H—S键，故稳定性：H2O＞H2S，故B不符合题意；C．C—C键的键长小于Si—Si键的键长，故金刚石的键能更大，故硬度：金刚石＞晶体硅，故C不符合题意；D．离子键的强度越大，离子晶体的熔点越高，氧化镁的离子键强度大于氯化钠的离子键强度，故熔点：氧化镁＞氯化钠，故D不符合题意；答案选A。] 2．(2025·揭阳市高三开学考)中国科学家在月球样本中发现了富含水分子和铵的矿物晶体ULM－1。下列说法正确的是(　　) A．NHeq \o\al(＋,4)的中心原子为sp2杂化 B．氢氧键键能大，故水的沸点较高 C．ULM－1晶体中，H2O和其他粒子之间存在离子键 D．通过加热ULM－1晶体可以测量其中水的百分含量 解析：D　[A．NHeq \o\al(＋,4)的中心N原子的价层电子对数为4＋eq \f(5－1－1×4,2)＝4，为sp3杂化，A错误； B．水能形成分子间氢键，导致水的沸点较高，B错误；C．离子键是阴阳离子之间的相互作用，则ULM－1晶体中，H2O和其他粒子之间不存在离子键，C错误；D．加热ULM－1晶体，会失去结晶水，则通过加热ULM－1晶体可以测量其中水的百分含量，D正确。] ◆[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．(2023·6月浙江卷)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＋eq \f(1,2)(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月浙江卷)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，其结构示意图为：，C错误；D．过氧化钠为离子化合物，含离子键和O—O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：Πeq \o\al(n,m)，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：Πeq \o\al(6,6)，CH2===CH—CH===CH2：Πeq \o\al(4,4)，NOeq \o\al(－,3)：Πeq \o\al(6,4)，SO2：Πeq \o\al(4,3)，O3；Πeq \o\al(4,3)，COeq \o\al(2－,3)：Πeq \o\al(6,4)。 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)(2024·黑吉辽卷)F2的共价键类型：p­p σ键( √ ) (2)(2024·山东卷)p­p π键形成的轨道重叠示意图：( × ) (3)(2024·湖北卷)用电子云轮廓图示意p­p π键的形成： ( √ ) (4)(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： (5)(2023·海南卷)P4分子呈正四面体，键角为109°28′( × ) (6)(2023·海南卷)OF2是由极性键构成的极性分子( √ ) (7)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( √ ) (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．(1)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 eq \f(946－193 kJ·mol－1,2)＝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。 (2)(2020·江苏卷)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。 答案：7 ◆[题组1]　化学键类型的判断 1．(2025·湖北模拟)十九世纪初，科学家用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得尿素[CO(NH2)2]，实现了由无机物到有机物的合成。下列有关说法错误的是(　　) A．电负性：C＜Cl＜O B．氰酸铵与尿素互为同分异构体 C．键角∠H－N－H：NHeq \o\al(＋,4)＜CO(NH2)2 D．NH4Cl晶体中含有离子键、极性共价键和配位键 解析：C　[A．同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小， 同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，则电负性：C＜Cl＜O，A正确；B．氰酸铵与尿素分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B正确；C．NHeq \o\al(＋,4)中N为sp3杂化，没有孤电子对，CO(NH2)2中N为sp3杂化，含有一个孤电子对，则键角∠H－N－H：NHeq \o\al(＋,4)＞CO(NH2)2，C错误；D．NH4Cl晶体中含有离子键(阴阳离子之间)、极性共价键(N－H)和配位键(其中一个N－H)，D正确；故选C。] 2．(2025·河南高三模拟)有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)透光性好，可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等，可由甲基丙烯酸甲酯发生如下反应制得。下列说法正确的是(　　) A．甲基丙烯酸甲酯可由酸和醇发生加成反应得到 B．聚甲基丙烯酸甲酯分子中有1个手性碳原子 C．甲基丙烯酸甲酯中σ键和π键的个数比为7∶1 D．聚甲基丙烯酸甲酯中元素的电负性为O＞H＞C 解析：C　[A．甲基丙烯酸甲酯可由甲基丙烯酸和甲醇发生酯化反应得到，A项错误；B．聚甲基丙烯酸甲酯分子中每个链节含有1个手性碳原子，则聚甲基丙烯酸甲酯分子中有n个手性碳原子，B项错误；C．单键为σ键，双键中，1个σ键，1个π键，则甲基丙烯酸甲酯中σ键和π键的个数比为7∶1，C项正确；D． 聚甲基丙烯酸甲酯中元素的电负性为O＞C＞H，D项错误；故选C。] ◆[题组2]　键参数的应用 3．从实验测得不同粒子中的O与O之间的键长和键能的数据如表所示： 　　 O—O 数据　　 Oeq \o\al(2－,2) Oeq \o\al(－,2) O2 Oeq \o\al(＋,2) 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种不同粒子中的化学键都是O—O，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Oeq \o\al(＋,2)中，键能大者键长短，键长由短到长的顺序为Oeq \o\al(＋,2)＜O2＜Oeq \o\al(－,2)＜Oeq \o\al(2－,2)，则键能的顺序为494＞y＞x，故B正确。] (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Neq \o\al(－,5)中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Πeq \o\al(n,m)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Πeq \o\al(6,6))，则Neq \o\al(－,5)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　Πeq \o\al(6,5)　(4)离子键和π键(Πeq \o\al(6,4)键) (5)Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­p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．(2025·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eq \f(1,2) × 318 kJ/mol＝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eq \f(1,2) × 1 040 kJ·mol－1＝520 kJ/mol，B错误；C．由图中eq \f(1,2)O2(g)转化为1 mol O(g)所需要的能量为249 kJ可知， O===O的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．(2025·湖北高三检测)缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(路易斯结构是通过共用电子使原子价层电子数达到8，氢原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法正确的是(　　) A．NH3、BF3、C2H2均为缺电子化合物 B．NH3的键角大于BF3的键角 C．BF3与NH3化合反应产物中，B和N的杂化方式不相同 D．NH3和BF3都是极性分子 解析：C　[A．NH3和C2H2均不为缺电子化合物，A错误；B．NH3是三角锥形，键角为107°，BF3是平面三角形结构，键角为120°，B错误；C．BF3与NH3化合反应产物中，B为sp2杂化，N为sp3杂化，C正确；D．NH3是极性分子，BF3是非极性分子，D错误；故选C。] 　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．价层电子对数的计算 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COeq \o\al(2－,3)的a＝4＋2，NHeq \o\al(＋,4)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 ①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。 ②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。 ③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－、Neq \o\al(－,3)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eq \f(a－xb,2) 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　 ⑧NOeq \o\al(－,3) 　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　 ⑪ClOeq \o\al(－,3) 　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)(2024·黑吉辽卷)PCl3的空间结构：平面三角形( × ) (2)(2024·安徽卷) 中C和P均采取sp2杂化( × ) (3)(2024·北京卷)CH4分子的球棍模型： (4)(2024·山东卷)O3分子的球棍模型：( × ) (5)(2024·1月浙江卷)SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： (6)(2023·辽宁卷)中N原子杂化方式相同( × ) (7)(2023·辽宁卷)BeCl2的空间结构：V形( × ) (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。可以是四面体形，也可以不是四面体形，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．(2025·湖北高三模拟)分析粒子结构，下列说法正确的是(　　) A．CH4和P4的空间结构都是正四面体形，键角也相同 B．OF2与H2O的价层电子对情况和空间结构相同，但OF2的极性较小 C．Al2Cl6()中Al为sp3杂化，与AlCl3中Al的杂化方式相同 D．PCl3和BCl3中心原子的杂化方式不同，但所有原子都满足8电子结构 解析：B　[A．CH4和P4的空间结构都是正四面体形，但甲烷分子键角为109°28′，白磷分子键角为60°，故A错误；B．OF2与H2O的价层电子对数都是4，空间结构都是Ⅴ形，O和F的电负性差值小，所以OF2的极性较小，故B正确；C．从图可知Al2Cl6中Al为sp3杂化，AlCl3中Al为sp2杂化，两者Al的杂化方式不相同，故C错误；D．PCl3中心原子的杂化方式为sp3杂化，BCl3中心原子的杂化方式为sp2杂化，PCl3所有原子满足8电子结构，但BCl3中的B不满足8电子结构，故D错误；答案B。] 2．(1)(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。 ①SnCl2分子的VSEPR模型名称是______。 ②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的______轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。 (2)(2024·全国甲卷)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是_______，硅原子的杂化轨道类型为_________。 (3)(2023·北京卷)S2Oeq \o\al(2－,3)的空间结构是__________。 (4)配合物中，R′代表芳基，V－O－R′空间结构呈角形，原因是__________________________________。 解析：(1)①SnCl2中Sn的价层电子对数为2＋eq \f(1,2) × (4－2 × 1)＝3故SnCl2分子的VSEPR模型为平面三角形。②SnCl4中Sn的价层电子对数为4＋eq \f(1,2) × (4－4 × 1)＝4有4个σ键，无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCl4中的Sn－Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。 (2)聚甲基硅烷中涉及元素的电负性从大到小的顺序为C＞H＞Si；聚甲基硅烷中Si形成4个σ键，没有孤电子对，采取sp3杂化。 (3)SOeq \o\al(2－,4)的空间结构是正四面体形，S2Oeq \o\al(2－,3)可看作是SOeq \o\al(2－,4)中的一个O原子被S原子取代，二者属于等电子体，故S2Oeq \o\al(2－,3)的空间结构为四面体形。 (4)中心O原子为sp3杂化，有2个孤电子对，孤电子对与成键电子对间存在斥力，故V－O－R′空间结构呈V形。 答案：(1) ①平面三角形　②sp3杂化　(2)C　 sp3　(3)四面体形　(4)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V形 　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______SOeq \o\al(2－,4)。 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(Πeq \o\al(5,3))。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(VSEPR)模型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≈105°，下列推断不合理的是(　　) A．NH3分子中∠H－N－H<109°28′ B．H2O中∠H－O－H小于H3O＋中∠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NHeq \o\al(＋,4)中N原子最外层没有孤电子对，所以∠H－N－H＜109°28′，A合理；B．因为H2O中O原子的最外层有2个孤电子对，而H3O＋中O原子最外层只有1个孤电子对，所以H2O中∠H－O－H小于H3O＋中∠H－O－H，B合理；C．已知P4O6和P4O10的结构式分别为 INCLUDEPICTURE"A36.tif" 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中不再产生排斥作用，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。 (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：物质分子之间普遍存在的相互作用力，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)含有手性碳原子的分子叫做手性分子( × ) (5)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)(2020·7月浙江卷)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　[根据价层电子对互斥模型可知，CS2的中心原子C的价层电子对数为2＋eq \f(1,2) × (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，A不符合题意；NF3的中心原子N的价层电子对数为3＋eq \f(1,2) × (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，B符合题意；SO3的中心原子S的价层电子对数为3＋eq \f(1,2) × (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，C不符合题意；SiF4的中心原子Si的价层电子对数为4＋eq \f(1,2) × (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，D不符合题意；故本题选B。] ◆[题组1]　分子极性的判断 1．(2025·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”的规律，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且能发生反应，故D项错误。] 2．(2025·八省联考四川卷)O3和HI发生反应：O3＋2HI===I2＋O2＋H2O，NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．O3是非极性键形成的极性分子 B．HI的电子式是 C．O3和O2互为同素异形体 D．1 mol 1Heq \o\al(16,2)O含有的中子数是8NA 解析：A　[A．臭氧分子的中心氧原子和两个配位氧原子之间的O—O具有极性，电子云偏向配位氧原子，故O3是由极性键形成的极性分子，A错误；B．HI是共价化合物，氢和碘之间共用一对电子，故HI的电子式是，B正确；C．O3和O2是由氧元素形成的不同的单质，互为同素异形体，C正确；D．1Heq \o\al(16,2)O中H没有中子，O有16－8＝8个中子，故1 mol1Heq \o\al(16,2)O含有的中子数是8NA，D正确。] ◆[题组2]　分子间作用力的判断及对物质性质的影响 3．(2025·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。] 4．(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Ka＝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Ka2(水杨酸)______Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_____________________________________。 (3)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________________ ______________________________________________________________________________。 (4)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)硅烷均为分子晶体，随相对分子质量的增大，分子间作用力增强，沸点升高　(4)化合物乙分子间存在氢键 [例]　(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2C===NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是(　　) A．HCl的形成过程可表示为 B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 思“原理” HCl为共价化合物，无阴阳离子；NHeq \o\al(＋,4)、ClOeq \o\al(－,4)价层电子对数均为4；C60中C原子均采取sp2杂化；NH3分子间存在氢键，CO2分子间只存在范德华力。 判“选项” HCl分子的电子式为：；NHeq \o\al(＋,4)、ClOeq \o\al(－,4)价层电子对数均为4，VSEPR模型和空间结构均为四面体结构；C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3；N原子电负性较大，NH3分子间既存在氢键，又存在范德华力，而CO2只存在范德华力。 解析：B　[HCl是共价化合物，其电子式为，HCl的形成过程可表示为，A项错误；NH4ClO4中NHeq \o\al(＋,4)的中心N原子孤电子对数为eq \f(1,2) × (5－1－4)＝0，价层电子对数为4，ClOeq \o\al(－,4)的中心Cl原子孤电子对数为eq \f(1,2) × (7＋1－2 × 4)＝0，价层电子对数为4，则二者的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，B项正确；C60、 石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3，共有2种杂化方式，C项错误；NH3易液化，其汽化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，NH3分子间作用力为氢键和范德华力，CO2分子间仅存在范德华力，D项错误。] 1．(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是(　　 ) A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 解析：A　[A．VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者空间结构相同，当中心原子有孤电子对时，两者空间结构不同，故A错误；B．元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫元素周期律，元素性质的周期性的变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果，故B正确；C．在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理，故C正确；D．1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道，称为sp3杂化轨道，故D正确。] 2．(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。] 3．(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。] 4．Ⅰ．(2024·6月浙江卷)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。 图2 ①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(－O－H…OH2)，按照氢键由强到弱对三种酸排序______，请说明理由_______________________________________________。 ②已知HC、HD钠盐的碱性NaC＞NaD，请从结构角度说明理由_______________________________________________________。 Ⅱ．(2024·上海卷)液态氟化氢(HF)的电离方式为：3HFX＋HFeq \o\al(－,2)，其中X为________。HFeq \o\al(－,2)的结构为F－H…F－，其中F－与HF依靠________相连接。 Ⅲ．(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)。 Ⅳ．(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．①O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C===O＞C===S＞C===Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA；②HC、HD钠盐的碱性NaC＞NaD，说明酸性HC＜HD，原因是：S的原子半径大于O的原子半径，S—H的键长大于O—H，S—H的键能小于O—H，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H＋，酸性HD＞HC，C－的水解能力大于D－，钠盐的碱性NaC＞NaD。 Ⅱ．根据原子守恒可知，X为H2F＋。HF2的结构为F－H…F－，其中F－与HF之间依靠氢键连接。 Ⅲ．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＋eq \f(4－4×1,2)＝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； Ⅳ．(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的价层电子对数为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．①HC>HB>HA　O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C===O＞C===S＞C===Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强　②S的原子半径大于O的原子半径，S—H的键长大于O—H，S—H的键能小于O—H，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H＋，酸性HD＞HC，C－的水解能力大于D－，碱性NaC＞NaD Ⅱ．H2F＋　氢键 Ⅲ．3s23p2　共价晶体　sp3　② Ⅳ．(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 5．(化学与材料)(2025·济宁市模拟)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eq \f(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原子的价层电子排布式为______，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呈增大的趋势，但Mg核外电子排布形成3s全充满稳定结构，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原子的价层电子排布式为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原子位于顶角、面心，晶胞中Fe原子数目为6 × eq \f(1,2)＋8 × eq \f(1,8)＝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eq \f(1,4)，即H原子与Fe原子之间距离为eq \f(1,4)a pm，则两个H原子之间 的最短距离为eq \f(\r(2),4)a pm，该储氢材料每个晶胞中含24个H原子、氢质量为eq \f(24×1,NA)g，晶胞体积为(a × 10－10)3cm3，则储氢材料中氢的密度为ρ＝eq \f(24×1,NA·a×10－103)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个孤电子对，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　eq \f(\r(2),4) a pm eq \f(24×1,NA·a×10－10)g·cm－3 (3)＞ 6．(化学与科技)(2025·北京五中开学考)(1)基态Fe原子的价层电子排布式为________。(2)钢铁表面成膜技术是钢铁防腐的重要方法。工业上利用某种转化液使钢铁表面形成致密的K3[FeF6]膜以进行防腐，该转化液是含KF、HNO3、(NH4)2S2O8(或H2O2)等物质的溶液(pH≈2)。S2Oeq \o\al(2－,8)的结构如下： ①比较O原子和S原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：________。 ②下列说法正确的是________(填字母)。 a．(NH4)2S2O8能将Fe2＋氧化为Fe3＋的可能原因是含有“－O－O－”结构 b．依据结构分析，(NH4)2S2O8中硫元素的化合价为＋7价 c．S2Oeq \o\al(2－,8)中“S－O－O”在一条直线上 ③转化液pH过小时，不易得到K3[FeF6]，原因是________。 (3)[FeF6]3－与NHeq \o\al(＋,4)形成的化合物可以作为锂离子电池的电极材料。化合物(NH4)3[FeF6]中的化学键类型有________(填字母)。 a．离子键　　　　　 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．金属键 e．配位键 解析：(1)Fe为26号元素，基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2。 (2)①第一电离能O>S，O和S为同主族元素，电子层数S>O，原子半径S>O，原子核对最外层电子的吸引作用O>S；②a．(NH4)2S2O8能将Fe2＋氧化为Fe3＋，结合组成和化合价可知(NH4)2S2O8中有2个氧原子为－2，可能含有“－O－O－”结构，因此具有强氧化性，故a正确；b．依据结构分析，(NH4)2S2O8中硫元素的化合价为＋6价，故b错误；c．S2Oeq \o\al(2－,8)中“S－O－O”呈V形结构，不可能在同一条直线 上，故c错误；故答案选a；③转化液pH过小时，不易得到K3[FeF6]，原因是：c(H＋)较大，F－与H＋结合形成HF，c(F－)降低，不易与Fe3＋形成[FeF6]3－。 (3)[FeF6]3－与NHeq \o\al(＋,4)之间存在离子键，NHeq \o\al(＋,4)中存在N－H为极性共价键；[FeF6]3－中存在配位键，故答案选：abe。 答案：(1)3d64s2　(2)①第一电离能O>S，O和S为同主族元素，电子层数S>O，原子半径S>O，原子核对最外层电子的吸引作用O>S　②a　③c(H＋)较大，F－与H＋结合形成HF，c(F－)降低，不易与Fe3＋形成[FeF6]3－　(3)abe 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．掌握判断粒子空间结构的一种方法 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 $$