2026届高三化学一轮复习 第20讲 化学键 VSEPR模型及空间结构

第20讲　 化学键 VSEPR模型及空间构型 （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↑+ CO2↑+HCl↑。下列表述正确的是（ ） 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 【真题导入】 B BD 【真题引入】 2024湖北卷 选择题：VSEPR模型及空间构型、杂化轨道理论基础 2024甘肃卷 选择题：苯与苯酚中C原子的杂化方式、含氮化合物的空间构型 2024安徽卷 选择题：有机物中C原子的杂化方式 2024江苏卷 选择题：石墨与金刚石中C原子的杂化方式 2024河北卷 选择题：键角比较、C60、石墨、金刚石中C原子的杂化方式 2024新课标卷T11 选择题：氢化物中中心原子杂化方式 2024黑吉辽T11 选择题：氢化物中键角比较 2024浙江1月T12 选择题：离子空间构型 2024浙江6月T10 选择题：键角比较、分子极性 化学键 VSEPR模型及空间构型 【目标与素养】 1、化学键 (1)定义：相邻原子之间强烈的相互作用。 (2)化学反应的本质： 【考点梳理】 考点1 化学键 共价键 反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。 2、离子键、共价键、金属键的比较   离子键 共价键 金属键 成键 粒子 成键 实质 阴、阳离子的 作用 形成 条件 活泼_____与活泼_______之间；NH4＋与酸根离子之间。 非极性键： _____元素原子 之间成键 极性键： ______ 元素原子 之间成键 形成 物质 金属阳离子 和自由电子 静电作用 金属单质 或合金 阴、阳离子 金属 非金属 静电 原子 同种 不同种 共用电子对 离子键 共价键 共价键 非金属单质； 某些共价化合物 或离子化合物 共价化合物或 某些离子化合物 只含有 。 离子化合物 一定含 ，可能含 。 【考点梳理】 3、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 原子轨道“头碰头”重叠 ____键 原子轨道“肩并肩”重叠 ____键 形成共价键的共 用电子对是否偏移 共用电子对发生偏移 ______键 共用电子对不发生偏移 ________键 原子间共用电子对的数目 原子间有一个共用电子对 ____键 原子间有两个共用电子对 ____键 原子间有三个共用电子对 ____键 特殊的共价键(配位键) ____键 σ π 极性 非极性 单 双 三 σ 一方单独提供孤电子对， 另一方提供空轨道 【考点梳理】 4、共价键的键参数 键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 键长：形成共价键的两个原子之间的核间距 键角：在原子数超过2个的分子中，两个共价键的夹角 ≠ 两原子半径之和 键能越大， 键长越短， 分子越稳定。 X射线衍射 【考点梳理】 1、价层电子对互斥模型 (1)理论要点：价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。 【考点梳理】 考点2 VSEPR模型 杂化轨道理论 （VSEPR）模型 (2)价层电子对数的计算 2、杂化轨道理论 (1)理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。各杂化轨道之间尽可能远离，满足最小斥力、最大夹角原理。 【考点梳理】 (2)用来预测分子的空间结构 直线 平面三角形 四面体形 (3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 ①杂化轨道用来形成_____键和容纳________ 。 ②杂化轨道数＝________________________＋________________ ＝ 价层电子对数。 σ 孤电子对 中心原子的孤电子对数 中心原子的σ键个数 分子(ABn型)、离子型)的空间结构 实例 σ键电 子对数 孤电子 对数　 价层电 子对数 中心原子杂化轨道类型　　 VSEPR 模型 分子(离子)空间结构 BeCl2、CS2 ____ ____ ____ ____ ______ ______ BF3、SO3、 ____ ____ ____ ___ ____ O3、SO2 ____ ____ ____ SnCl4、、 ____ ____ ____ ____ ____ PH3、 ____ ____   ____ H2S、 ____ ____ 2 0 2 sp 3 0　 2　 1　 sp2　 3 4 0 3 1 2 2 4 sp3 直线形 直线形 平面三角形　 平面三角形 V形 四面体形 正四面体形 三角锥形 V形 【考点梳理】 考点3 微粒的空间结构 分子 或离子 价层 电子对数 杂化 类型 VSEPR模型 分子或离子的 空间结构名称 CO2 2 直线形 直线形 SO2 3 平面三角形 V形 CO32- 3 平面三角形 平面三角形 H2O 4 四面体形 V形 NH3 4 四面体形 三角锥形 NH4+ 4 正四面体形 正四面体形 sp sp2 sp2 sp3 sp3 sp3 ★回归 教材 12 无孤电子对的空间结构 ★回归 教材 鲁科版选择性必修2 物质结构与性质 定义 应用 【考点梳理】 考点4 等电子体、大π键 ★等电子体 旧人教版选修3 物质结构与性质 定义 特征 【考点梳理】 ★等电子体是价电子数相同和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或基团。 等电子体结构相似、性质也具有一定的相似性。如： N2、CO、CN— ：原子数2，价电子总数都为 ，都是 结构。 CO2、N2O、N3— ：原子数3，价电子总数都为 ，都是 结构。 SO2、O3、NO2— ：原子数3，价电子总数都为 ，都是 结构。 CO32— 、NO3— 、SO3 ：原子数4，价电子总数都为 ，都是 结构。 SO42— 、PO43— ：原子数5，价电子总数为 ，都是 结构。 10 直线型 直线型 16 18 V形 24 平面三角形 32 正四面体 【考点梳理】 1．大π键的形成条件 (1)中心原子采取sp或sp2杂化。 (2)参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。 2．大π键的符号和表示方法：离域π键符号可用∏表示，其中m为平行的p轨道数(即参与形成大π键的原子数)，n为平行p轨道里的电子数，上述符号可读为“m原子n电子大π键”。 【考点梳理】 ★大π键 3.大π键电子数计算 画出单键骨架 标出剩余的价电子数 单电子优先，1个原子参与形成大π键的电子数最多2个 【考点梳理】 C6H6 苯分子中的σ键 苯分子中碳原子上 未参与杂化的2P轨道 苯分子中的大π键 sp2杂化 4．常见的大π键 分子(离子) 大π键 C6H6(苯) ∏ CO2 、N2O、SCN— 、NO2+ 、N3— ∏ SO2、O3、NO2— ∏ CO32— 、NO3— 、SO3 ∏ ∏ 【考点梳理】 1、(高考题组合)典例下列说法正确的是(　　) A．NH3分子的VSEPR模型：[2023·湖南卷，2C] B．BeCl2的空间结构：V形[2023·辽宁卷，2A] C．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体[2023·湖北卷，9A] 和的空间构型均为平面三角形[2023·湖北卷，9B] C 【典例分析】 2、（2024甘肃卷）温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是（ ） A．相同条件下N2比O2稳定 B．N2O与 的空间构型相同 C．N2O中N-O键比N-N键更易断裂 D．N2O中σ键和大π键的数目不相等 在催化剂作用下可分解为O2和N2，说明N2O中N-O键比N-N键更易断裂 N2O以N为中心，价电子对数==2对，直线型 以N为中心，价电子对数==2对，直线型 另二者均为CO2的等电子体 σ键和大π键的数目均为2，因此，σ键和大π键的数目相等 【典例分析】 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 B 【典例分析】 4、(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(∏)。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 ____________________________________________________________。 sp2 > 键长：ClO2<Cl2O，ClO2中为氯氧双键，Cl2O中为氯氧单键，双键键能大，键长短 【对点演练】 分子ClO2中既存在σ键，又存在大Л键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中键的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键。 5、(2022·全国乙卷) (1)一氯乙烯(C2H3Cl)分子中C的一个_____杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Cl_____键， 并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键。 (2)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C-Cl键长的顺序是______________________ ， 理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强； (ⅱ)________________________________________ 。 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短 【典例分析】 sp2 σ 6、(2022·全国甲卷)CF2=CF2和ETFE分子[乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2) 的共聚物]中C的杂化轨道类型分别为________和________。 sp2 sp3 【典例分析】 (2021·全国甲卷)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________。 sp3 sp3d (2022·海南卷)已知CH3COOH＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(I2))ClCH2COOH＋HCl， ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　　) A.HCl的电子式为 B.Cl—Cl键的键长比I—I键短 C.CH3COOH分子中只有σ键 D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强 $$