疑难杂症5 键角大小的判断（高考化学）—讲义及解析

该高中化学高考复习讲义聚焦键角大小判断核心考点，围绕价层电子对互斥理论、杂化方式、孤电子对及电负性等影响因素，按基础概念、实例分类、规律提炼的逻辑架构组织知识。通过夯实基础、方法归纳、真题训练的教学环节，帮助学生系统构建键角分析框架，突破高考难点。 讲义突出化学观念与科学思维培养，以“结构决定性质”整合规律，通过NH3与PH3键角比较等实例训练证据推理能力。设置基础判断、综合分析分层练习，配合详细解析，确保高效复习，为教师把控节奏提供支撑，助力学生提升高考应考能力。

高考·物质结构与性质中的疑难问题 疑难杂症5　 键角大小的判断 一、夯实基础知识 1.概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角，例如： 在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角影响着共价分子的空间结构。 2.键角大小由什么决定： 中心原子的价层电子对互斥理论认为，分子的空间结构是中心原子的价层电子对互斥的结果。 （1）价层电子对=成键的σ键电子对+孤电子对（不包括π键） （2）价层电子对互相排斥，决定键角的大小和分子的空间结构。 二、常见的键角大小 1.没有孤电子对时 （1）像CO2, HC≡CH, CS2, HCN, BeCl2等，中心原子含有2个σ键电子对（π键不算），没有孤电子对，分子空间结构呈直线形，呈sp杂化，键角：180°： （2）像SO3,BF3,NO3-,CO32-,苯分子等，中心原子有3个价层电子对，没有孤电子对，属于sp2杂化，分子结构呈平面型，键角：120° （3）像CH4,CCl4,SiF4,SO42-，PO43-等，有4个σ键组成4个价层电子对，空间结构呈正四面体形，呈sp3杂化，键角：109°28′： 2.有孤电子对时 （1）sp3杂化，有1个孤电子对时，由于孤电子对的排斥力比较大，键角被压缩，小于109°28’；变为107°左右；有2个孤电子对时，排斥力对成键的电子对排斥力更大，变为105°左右 CH4:109°28′ NH3：107° H2O：105° (2)sp2杂化，有1个孤电子对时，由于孤电子对的排斥力比较大，键角被压缩，小于120°，如： 3.常见典型的键角 分子的空间结构 杂化方式 键角 实例 直线形 sp杂化 180° CO2、CS2、CH≡CH 平面形 sp2杂化 120° 苯、乙烯、BF3等 正四面体形 sp3杂化 109°28′ CH4、CCl4 三角锥形 sp3杂化 107° NH3 V形(角形) sp3杂化 105° H2O 三、影响键角大小的因素规律 【规律1】键角大小与分子构型的关系： 直线形＞＞平面三角形>正四面体形＞三角锥形＞V形 180°>120°>109°28′>107°> 105° 【规律2】均为sp3杂化时，键角大小与孤电子对数的关系： 无孤电子对>一个孤电子对>两个孤电子对 【规律3】分子中重键的存在和孤电子对的存在，由于它们的负电荷集中，将排斥其余的成对电子对，使得相关的键角变小。三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序： 三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键 【规律4】配体相同，中心原子电负性越大，成键电子对距离中心越近，于是成键电子对相互排斥距离小，排斥力大，键角变大，以达到平衡。如NH3的键角大于SbH3的键角。 【规律5】中心相同，配体电负性越大，成键电子对距离中心越远，成键电子对相聚较远，排斥性小，键角缴械奥，如PF3的键角小于PBr3. 【规律6】 分子有孤电子对时，键角较小；该分子形成配位键时，排斥力变小，键角增大。 1、白磷和甲烷均为正四面体结构 它们的键角是否相同，为什么？ 2、氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则a、b、c的大小关系为(　　) A．a<b<c B．c<b<a C．b<c<a D．b<a<c 3、Si与C元素位于同一主族，SiO2键角小于CO2的原因是______________________________ 4、NH3分子中H—N—H键角为107°，判断[Zn(NH3)6]2＋离子中H—N—H键角________(填“大于”“小于”或“等于”)107°。 5、两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因___________________________________________________________________。 6、光气中C原子采取sp2杂化，理论上应该为120°键角；但实际上形成的两种键角分别为124.1°、111.8°，试加以解释____________________________________________. 7、NF3的键角小于NH3的键角，理由是： 8、比较键角大小：气态SeO3分子_______SeO32-离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。 9、比较SO42-和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：___________。 10、NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为_____________。 11、SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。键角∠FSF都等于90°（ ） 12、NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大（ ） 13、NH3分子中∠HNH为109º28ˊ （ ） 14、NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为_____________。 答案及解析 1、【答】不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H的夹角，为109°28′。 2、【答案】　D 【解析】 甲烷分子中含有4个成键电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，3个成键电子对；H2O分子中含有2个孤电子对，2个成键电子对。由于排斥力：孤-孤>孤-成>成-成，所以孤电子对的存在会压缩键角，孤电子对增加，键角减小。甲烷是正四面体形分子，键角为109°28′，氨分子是三角锥形分子，键角为107°，水分子是V形分子，键角为105°，若氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则b<a<c。 3、【解析】SiO2中心Si原子采用SP3杂化，键角109°28'；CO2中心C原子采用sp杂化，键角为180° 4、【解析】【解析】NH3分子中有1对孤电子对，排斥力较大，键角小于109°28′；与Zn2+形成配位键后，孤电子对消失，形成的配位键排斥力较小，键角约等于109°28′。故[Zn(NH3)6]2＋ 中H—N—H键角大于107°。。 5、【答案】N电负性强于P，且原子半径小于P，NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大 【解析】由于电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，因此PH3的键角小于NH3的。 6、【解析】在光气分子中含有两种化学键，其中C=O重键的负电荷集中，对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力。 【拓展】甲醛分子中的双键对C-H成键电子对的排斥，使得∠HCH的键角略小于120°，∠OCH的键角略大于120°。 7、【解析】中心原子均为N原子，电负性F>N>H；在NH3分子中，电子对偏向N，电子对之间的距离小，排斥力大，故键角大；在NF3分子中，电子对偏向F，电子对之间的距离大，排斥力小，键角小。 【规律】中心原子相同，配位原子不同(AB3与AC3，且电负性B＞A＞C，键角：AB3＜AC3)：电负性B＞A＞C，在AB3中成键电子对离中心原子较远，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小 8、【答案】＞     SeO3的空间构型为平面三角形，SeO32-的空间构型为三角锥形 【解析】③三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°。 9、【答案】SO42-的键角大于H2O；SO42-中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形;H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形。 【解析】(2)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，所以硫酸根离子的键角大于水分子，故答案为：SO42-的键角大于H2O，SO42-中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形。 10、【答案】 NH3、PH3、AsH3 【解析】（2）NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对距离越远，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种物质键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3； 11、【答案】× 【解析】SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，故键角∠FSF不都等于90°，还有180°共两种键角。 12、【答案】正确（✔） 【解析】N的电负性比P大，NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，正确。 13、【答案】B 【解析】NH3分子中有1个孤电子对和3个σ键，由于1个孤电子对的排斥力较大，NH3分子为三角锥形，键角略小于109°28′，∠HNH为107º18ˊ，故说法错误。 14、【答案】 （2）NH3、PH3、AsH3 【解析】（2）NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种物质 键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3 1 学科网（北京）股份有限公司 $