第24讲 化学键、价层电子对互斥模型、杂化轨道理论 课件-2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 第24讲 化学键、价层电子对互斥模型、杂化轨道理论 2．化学键的分类 化学键 1．化学键的概念 ：相邻原子(或离子)间的强烈作用。 离子键 共价键 金属键 构成 化合物 构成 化合物（或 或 ） 构成 . 离子 共价 分子 原子团 金属单质或合金 【判断正误】物质中一定存在化学键（ ） 稀有气体由单原子构成分子，不存在化学键 带相反电荷离子之间的相互作用 离子键 1.定义： 2.成键粒子： 3.成键的实质： 静电作用 阴、阳离子 4.离子键的成键条件： 带相反电荷离子间的相互作用 离子键 1.定义： 包括静电 和静电 . 吸引 排斥 活泼金属元素与活泼非金属元素能形成离子键。 5.离子化合物： 由离子键形成的化合物（只要含离子键的化合物就是离子化合物）（金非是离子） 【思考】AlCl3是 化合物；NH4Cl是 化合物。 共价 离子 6. 影响离子键强弱的因素是 ； 离子半径和离子所带电荷数 离子半径越 ，离子所带电荷数越 ，离子键越 ，熔、沸点越高 小 多 强 离子键 【思考1】如何用实验的方法验证某物质是否为离子化合物？ 将此物质加热熔融，做导电性实验，若能导电，此物质为离子化合物。 【思考2】判断正误： （1） 在1mol AlCl3固体中含有含NA个Al3+和3 NA个Cl-。 （2）在1mol SiO2固体中含NA个SiO2分子。 错误。 AlCl3固体是由分子构成的，不存在Al3+和个Cl- 错误。 SiO2 是由硅原子和氧原子构成的，不存在分子 【判断正误】 1. 离子化合物只有化学式， 没有分子式 （ ） 5. 1mol NaCl固体中含NA个NaCl分子（ ） 3. 离子化合物中不一定含金属元素（ ） 2. 熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物（ ） 离子键 4. 离子化合物中一定含金属元素（ ） 6. 离子化合物中一定不含共价键（ ） 7. 由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键（ ） 8. H、N和S可形成既含有离子键又含有共价键的化合物（ ） 9. 氧化钙的熔点高于氧化钡（ ） 共价键 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 1.定义： 共价键 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 1.定义： 2.成键粒子： 3.成键的实质： 4.类型： 原子 共用电子对对两个原子的作用 非极性共价键和极性共价键 非极性共价键（非极性键）： 同种元素的原子之间形成的共价键（共用电子对不偏移） 极性共价键（极性键）： 不同种元素的原子之间形成的共价键（共用电子对偏移） 5.共价化合物： 不同原子间全部通过共价键所形成的化合物（非非是共价） 【注意】臭氧中O—O键是 键，臭氧是 性分子。 极性 极 【练】下列粒子由极性键构成的是 ， 由非极性键构成的是 。 D. Cl2 C. HCl F. OH- G. O22- H. SO42- A. H2 E. O2 B. NH3 ADEG BCFH 共价键 【测】在下列物质中： （1）既有极性键又有非极性键的共价化合物是 。 （2）既有离子键又有极性键的化合物是 。 （3）既有离子键又有非极性键的化合物是 。 共价键 1. 一般地，共价化合物熔、沸点比离子化合物更低（ ） 2. 共价化合物熔融状态（即液态）时，不能导电（ ） 4. 含有共价键的分子一定是共价化合物（ ） 5. 含有共价键的化合物一定是共价化合物（ ） 6. 离子化合物中一定含离子键，也可能含共价键，共价化合物全部为共价键（ ） 【判断正误】 3.共价化合物在水溶液中不一定能导电（ ） 7. 只含有共价键的化合物一定是共价化合物（ ） 9. 含有共价键的化合物不一定是共价化合物（ ） 8. 共价化合物中一定含有共价键，一定不含离子键（ ） 化学键与化学反应过程 【思考】从化学键角度考虑，化学反应的本质是什么？ 旧化学键的断裂和新化学键的形成。 1. 化学反应过程包含反应物中化学键的 和生成物中化学键的 。 如：H2+Cl2　 2HCl 断裂 形成 【测】在下列化学反应中既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是（ ） A．Cl2＋H2O=HClO＋HCl B．Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ C．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑ D．NH4Cl＋NaOH=== NaCl＋NH3↑＋H2O 化学键与化学反应过程 C 化学键与物质的溶解或熔化 【例1】NaCl溶于水或熔化后电离出 ， 键被破坏， （填“有”或“没有”）新化学键的形成。 自由移动的阴、阳离子 离子 1. 离子化合物溶于水或熔化时化学键的变化 （1）离子化合物不与水发生反应 没有 （2）离子化合物与水发生反应 【例】CaO溶于水时，被破坏的化学键是 ，新形成的化学键是 。 离子键、共价键 离子键、共价键 【例2】NaHSO4溶于水，被破坏的化学键是 。 离子键、共价键 【例】Na2O2溶于水时，被破坏的化学键是 ，新形成的化学键是 。 离子键、极性键、非极性键 离子键、极性键、非极性键 【例】蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等溶于水。 化学键与物质的溶解或熔化 2. 共价化合物溶于水时化学键的变化 （1）共价化合物溶于水但不与水发生反应 ①共价化合物溶于水不电离，化学键不被破坏 （2）共价化合物溶于水与水反应 【例】CO2（SO2）溶于水被破坏的化学键是 ，新形成的化学键是 。 共价键 【例】HCl（H2SO4）溶于水被破坏的化学键是 。 极性键 ②共价化合物溶于水发生了电离，化学键被破坏 共价键 化学键的表示方法 一、电子式 概念：在元素符号周围用“●”或“×”来表示原子的 . 的式子。 最外层电子 ①原子：钠原子 ______，氯原子_______。 ②简单离子：钠离子 ，氟离子________。 Na＋ 2. 常见物质电子式的书写 N H H H H ● ● ● ● ● ● ● ● ＋ Na ● Cl ● ● ● ● ● ● ● F ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● ● ● H 【注意】1.简单阳离子的电子式就是离子符号 2.简单的阴离子的电子式：最外层一般为8电子，通 式为 。 X ● ● ● ● ● ● ● ● n ③复杂离子：NH4+___________，OH－__________ 。 ④复杂阴离子电子式的书写。 方法：把每一个原子铺开，使每一个原子都达到稳定结构。 【例】O22- 的电子式为 。 化学键的表示方法 一、电子式 2. 常见物质电子式的书写 O ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● 2 NH2－ 【测】写出下列离子的电子式。 CN－ C22－ 。 。 。 ClO－ 。 N ● ● ● ● ● ● ● ● H H 2 C C ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● C N ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● ⑤复杂阳离子电子式的书写。 化学键的表示方法 一、电子式 2. 常见物质电子式的书写 【测】写出下列离子的电子式。 H3O+ 。 CH3+ 。 C ● ● ● ● ● ● H H H O ● ● ● ● ● ● ● ● H H H 方法：把每一个原子铺开，使单电子都成对，再通过得失电子使离子带相应数目的电荷。 ⑥“基”电子式的书写。 化学键的表示方法 一、电子式 2. 常见物质电子式的书写 【例】羟基（-- OH）的电子式为 。 【练】写出下列基团的电子式。 方法：依据“基” 的结构式写出电子式。 C ● ● ● ● ● ● ● ● H H O ● ● ● ● ● ● ● H O ● ● ● ● ● ● ● H -- CH3 ； -- CHO ； C ● ● ● ● ● H O ● ● ● ● ● ● H C ● ● ● ● ● ● ● H H H -- NH2 ； N ● ● ● ● ● ● ● H H -- COOH ； H C ● ● ● ● ● O O ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 方法：分别写出阴阳离子的电子式，交替排列，相同离子的电子式不能合并。 ⑦离子化合物的电子式。 化学键的表示方法 一、电子式 2. 常见物质电子式的书写 物质 Na2O MgCl2 Na2O2 KHS 电子式 物质 Mg(OH)2 Na3N NH4Cl NaClO CaC2 电子式 物质 N2 O2 H2S H2O2 HCN SCl2 电子式 物质 NH3 CH4 CCl4 N2H4 CO2 HClO 电子式 ⑦单质或共价化合物电子式的书写。 化学键的表示方法 一、电子式 2. 常见物质电子式的书写 方法：把每一个原子铺开，使每一个原子都达到稳定结构。 N N ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● C ● ● ● ● ● ● S ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● Cl O S ● ● ● ● ● ● ● ● H H ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● H ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● H C N ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● H C N ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● H Cl ● ● ● ● ● ● S ● ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● H H H N ● ● ● ● ● ● ● ● H H H H C ● ● ● ● ● ● ● ● H H H H C ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● N ● ● ● ● ● ● ● ● N ● ● ● ● ● ● H H H H N ● ● ● ● ● ● ● ● N ● ● ● ● ● ● H H H H C ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● C ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● H ● ● Cl ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● H ● ● Cl ● ● ● ● ● × √ √ × √ √ 化学键的表示方法 一、电子式 3.用电子式表示化合物的形成过程 （1）离子化合物的形成过程。 【练】用电子式表示MgCl2的形成过程。 Cl ● ● ● ● ● ● ● Mg ● ● + + Cl ● ● ● ● ● ● ● Cl ● ● ● ● ● ● ● ● Mg 2+ Cl ● ● ● ● ● ● ● ● 2H O ● ● ● ● ● ● ● + O ● ● ● ● H ● ● ● ● H 【注意】1.离子化合物的形成过程中相同原子的电子式不能合并，必须用弯箭头表示得失电子的方向。 （2）共价化合物的形成过程。 【例】用电子式表示H2O的形成过程。 2.共价化合物的形成过程中相同原子的电子式可以合并，无需用弯箭头表示电子转移的方向。 1. K2S的形成： S K K S 2- K K （ ） · O · ·· ·· Na· ＋ → Na+ O ·· ·· ： ： Na+ ＋ ·Na 2. Na2O的形成： （ ） 【判断正误】 × × 3. MgO的形成： （ ） √ × √ √ × 化学键的表示方法 二、结构式 结构式的含义： 共价化合物中的一对共用电子对用一根“——”表示，这样的式子叫结构式。 N N ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● ● ● ● ● O ● ● ● ● 【例】氮气的结构式为 ；氧气的结构式为 。 N ≡≡≡≡ N O=== O 【测】写出下列粒子的结构式。 （1）氨气 ； （2）铵根离子 ； （3）乙烯 ； （4）HCN ； 共价键是原子间通过 所形成的相互作用，共价键的 特征是具有 性和 性。 方向 饱和 共用电子对 共价键的本质及特征 2. 现代价键理论的基本要点。 共价键具有饱和性 ①电子配对原理 按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个 ， 就能和几个 的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。 未成对电子 自旋状态相反 共价键的饱和性决定了共价化合物的分子构成。 【思考】氢气的分子式为H2，为什么不是H3？ 氢原子核外有1个未成对电子，只能与1个自旋状态相反的电子配对，所以氢气的分子式为H2，而不是H3。 两个原子轨道重叠部分越大，两核间 越大，形成的共价键越 ，分子越 。 ②最大重叠原理 共价键的本质及特征 2. 现代价键理论的基本要点。 电子的概率密度 牢固 稳定 要使两个原子轨道重叠部分最大，原子轨道必须按一定的方向进行重叠，这就是共价键的方向性。共价键的方向性决定了分子的空间结构。 【注意】H2中s-s σ 没有方向性。 【练】H2O与NH3的分子构成不同，这是由共价键的 性决定的； H2O与NH3的空间结构不同，这是由共价键的 性决定的； 饱和 方向 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 按共用电子对数目 按共用电子对是否偏移 非极性键：如Cl -- Cl键 极性键：如H--- Cl键 按原子轨道的重叠方式 共 价 键 单键：如H-H键 双键：如C=C键 三键：如N≡N键 σ键 π键 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 σ键和π键 （1）σ键 ：成键时，原子轨道以 的方式重叠形成的共价键 “头碰头” 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 σ键和π键 （1）σ键 ：成键时，原子轨道以 的方式重叠形成的共价键 “头碰头” 【思考】H2中共价键的类型是 。 s-s σ键 【测】HCl中共价键的类型是 。 Cl2中共价键的类型是 。 CH4中共价键的类型是 。 CCl4中共价键的类型是 。 CH2===== CH2中共价键的类型是 。 CH≡≡≡≡≡≡≡ CH中共价键的类型是 。 s-p σ键 p-p σ键 s-sp3 σ键 p-sp3 σ键 s-sp2 σ键 s-sp σ键 σ键类型 sp2-sp2 σ键 和π键 sp-sp σ键 和π键 s-p σ键（ HCl ） p-p σ键（Cl2） s-s σ键（如H2） 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 σ键和π键 记住轮廓形状 σ键的特征 轴对称 以形成化学键的两原子核的连线为轴(键轴)做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征为轴对称。 特征： 电子云 . 稳定性： 旋转： 共价键的本质及特征 σ键 σ键绕键轴旋转， 的图形不变。 形成σ键的原子轨道重叠程度较 ，故σ键比较牢固，键能较 。 存在： 轴对称 电子云 大 【思考】双键中含有 个 键和 个 键； 三键中含有 个 键和 个 键 。 1 σ 1 π 1 σ 2 π 大 σ键 （填“能”或“不能” ）单独存在，任何两个原子形成的共价键只能有 个σ键，单键均为 键。 能 1 σ 【练】下列说法正确的是（ ） A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的 B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的 C.并非所有的共价键都有方向性 D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小 C 【测】请指出下列分子σ键所属类型: HBr NH3 F2 H2 D、SO3 . s-p s-sp3 p-p s-s p-sp2 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 σ键和π键 （2）π键 ①概念： 成键时，原子轨道以 的方式重叠形成的共价键 ②形成过程： “肩并肩” x y z x y z 2p N + N2 N 2p + N N N N N2中化学键的形成过程 π键形成 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 σ键和π键 （2）π键 未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成π键 π键特征：电子云为 对称 ②形成过程： 镜面 （每个π键的电子云由两块组成，互为镜像） 电子云镜面对称 π键不能旋转 π键不如σ键牢固，较易断裂 形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小。 π键不能单独存在 特征： 稳定性： 旋转： π键 存在： 共价键的本质及特征 3. 共价键的类别 σ键和π键 （2）π键 π键 【思考】一个双键中有 个σ键和 个π键；一个三键中有 个σ键和 个π键。 1 1 1 2 【思考】一般情况下，π键为什么不如σ键牢固？ x y z x y z 【思考】Ge（锗）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原子半径大，原子间形成的σ单键键长大，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，不易形成双键或三键 键参数—— 键能、键长与键角 1. 键能 ：指气态分子中 1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 键参数——键能、键长与键角 【思考】键能越大，化学键越 ，分子越 。 牢固 稳定 【练1】同种元素的原子形成共价键，单键键能、双键键能和三键键能是之间的关系是 。 碳碳键中，σ键键能 ＞ π键键能 【练2】碳碳双键键能小于碳碳单键键能的两倍，碳碳三键键能小于碳碳单键键能的三倍。结论： 。 单键键能＜双键键能＜三键键能 氮氮键中，σ键键能 ＜ π键键能 【练3】氮氮双键键能大于氮氮单键键能的两倍，氮氮三键键能大于氮氮单键的三倍。结论： 。 （1）判断共价键的稳定性 键能越大，断开化学键需要吸收的能量越 ，化学键越 。 （2）判断分子的稳定性 结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越 。 （3）判断化学反应中的能量变化 反应热ΔH = 。 键能的应用 键参数——键能、键长与键角 多 牢固 稳定 反应物键能总和减去生成物键能总和 【测】(2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ） A.稳定性：CH4>SiH4 B.键长：C == O<C—O C.熔点：CO2<SiO2 D.硬度：金刚石>晶体硅 化学键 C—H Si—H C == O C—O Si—O C—C Si—Si 键能/ (kJ·mol-1) 411 318 799 358 452 346 222 键能越大，键长越短，分子越稳定，CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，与化学键无关；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大。 C 2. 键长 键参数——键能、键长与键角 （1）定义： 构成共价键的两个原子的 。. （2）键长的比较方法： ①根据成键原子的原子半径比较 同类型的共价键，原子半径越小，键长越 。 ②根据共用电子对数比较 核间距 【测】碳碳键中，单键键长 双键键长 三键键长 【练】H-F 、H-Cl 、 H-I键长由大到小顺序为 。 Si-Si 、Si-C 、C-C键长由大到小顺序为 。 H-I > H-Cl > H-F Si-Si > Si-C > C-C > > 相同的两个原子形成共价键时，共用电子对数越多，键长越 。 小 【测】（2024天津）分子中三键的键长：HC≡N HC≡CH 小 < （3）键长的应用： 键长越小，键能越 ，共价键越 ，形成的分子越 。 大 牢固 稳定 2. 键长 键参数——键能、键长与键角 【练】金刚石、金刚砂、石墨、硅的熔点由高到低的顺序为 > > > 。 石墨 金刚石 金刚砂 硅 ：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 【思考】键长和键角决定分子的 。 2. 键角 键参数——键能、键长与键角 空间结构 1. 计算键角的大小 键角大小的比较 利用价层电子对互斥模型计算键角大小 利用VSEPR模型计算出键角大小： 价层电子对为2对（ 杂化），键角为 ； 价层电子对为3对（ 杂化），键角为 ； 价层电子对为4对（ 杂化），键角为 ； sp 180° sp2 120° sp3 109°28′ 【规律】键角大小：sp杂化键角> sp2杂化键角> sp3杂化键角 【练】BeCl2、SO3、CH4键角由大到小顺序为 。 BeCl2>SO3>CH4 2. 中心原子和结合原子均相同时，键角大小的比较。 【练】比较键角的大小。 ① ∠H－O－H：H2O___H3O+ ② ∠H－N－H：NH3 ___ ［Cu(NH3)4]2+ ③ ∠O－N－O：NO2 ___ NO2－ 【规律】中心原子杂化方式相同，中心原子上孤电子对数越多，键角越 。 小 < < > 键角大小的比较 3. 中心原子相同或结合原子相同时，键角大小的比较。 键角大小的比较 【规律】中心原子杂化方式相同时： ①结合原子相同时，中心原子电负性越大，键角 。 ②中心原子相同时，结合原子电负性越大，键角 。 越大 越小 【练】比较下列键角大小。 （1） NH3和PH3中：∠H－N－H_____∠H－P－H （2）H2S和H2O中：∠H－S－H _____ ∠H－O－H （3）NCl3和NF3中：∠Cl－N－Cl _____ ∠F－N－F （4）HCHO和COCl2中：∠H－C－H _____ ∠Cl－C－Cl > > > < 【练】下列判断正确的是( ) A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120° C．HCHO、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子 C 键角大小的比较 比较键角大小的一般步骤： 第一步：比较中心原子价层电子对数，价层电子对数越多，键角越 。 小 第二步：中心原子价层电子对数相同时，比较孤电子对数，孤电子对数越多，键角越 。 小 第三步：中心原子价层电子对数相同，孤电子对数也相同时，比较中心原子的电负性，中心原子电负性越大，键角越 。 大 第四步：中心原子价层电子对数、孤电子对数、中心原子的电负性都相同时，比较结合原子电负性，结合原子电负性越大，键角越 。 小 【测】下列物质中的键角由大到小的顺序为 。 CO2、SO2、CH4、SO3、H2O、NH3、NCl3。 CO2>SO3>SO2>CH4>NH3>NCl3>H2O 【测1】比较H2O和CS2键角的大小并说明原因。 H2O键角小于CS2 。H2O中中心O原子采取sp3杂化， 而CS2中中心C原子采取sp杂化。 sp杂化键角大于sp3杂化键角 【测2】H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是 ，原因是 。 CH4＞NH3＞H2O 三种分子中中心原子价层电子对数相等，CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角逐渐减小 【测3】NH3与PH3，则键角NH3 PH3 ，原因是_____________。 中心原子的电负性N大于P，中心原子的电负性越大，吸引成键电子对的能力越强，电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大 > 【测4】NF3的键角____NH3的键角，理由是________________。 < F的电负性比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角也较小 124°18′ 111°24′ C O ① ② Cl Cl ==== 【测4】比较键角①和②的大小，并说明理由。 键角①大于②。C=== O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力排斥力越大，键角越小。 1.H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角______(填“大于”、“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角，判断依据是_________。 大于 H3BO3分子中的B采取sp2杂化，而BH4-中的B采取sp3杂化，sp2杂化形成的键角大于sp3杂化形成的键角。 2. SeO42-中Se—O的键角比SeO3的键角_____(填“大”或“小”)，原因是__________________。 小 SeO42-中中心Se原子采取sp3杂化（键角为109°28′），SeO3中中心Se原子采取sp2杂化（键角为120°）， sp3杂化形成的键角小于sp2杂化形成的键角。 【练】 3.高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N______(填“>”“<”或“＝”)Si—N—Si，原因是__________________________。 N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小 > Si Si Si 1. 2021·全国甲卷，35(1)节选]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)。 ② 解析：据SiCl4(H2O)的结构式可知Si的价层电子对数为5，采取sp3d杂化。 sp3 【真题演练】 2. [2021·全国乙卷，35(3)节选]PH3中P的杂化类型是 _____。 sp3 3. [2021·湖南，18(2)②节选]N-甲基咪唑( )中碳原子的杂化轨道类型为 。 sp3、sp2 三角锥形 sp3 4.[2022·河北，17(3)]SnCl3-的空间结构为________，其中心离子杂化方式为_____。 【真题演练】 6.[2021·山东，16(3)]Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为___，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是___(填标号)。 A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d 解析： 5. [2022·北京，15(2)]比较SO42-和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：________________________________________。 键角：SO42- > H2O; SO42-中S原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0，离子的空间结构为正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2，分子的空间结构为V形 5 D 7．(2025·北京卷，15)(2) NH3分子中H-N-H键角小于109°28′，从结构角度解释原因什么？ NH3中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，CH4分子中H-C-H的键角为109°28′，故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′ 1个CO2中共含有 个原子，价层电子总数为 ， CO2的空间结构为 。 1个CS2中共含有 个原子，价层电子总数为 ， CS2的空间结构为 。 1个BeCl2中共含有 个原子，价层电子总数为 ，BeCl2的空间结构为 。 1个N2O中共含有 个原子，价层电子总数为 ， N2O的空间结构为 。 1个NO2+中共含有 个原子，价层电子总数为 ， NO2+的空间结构为 。 1个N3－中共含有 个原子，价层电子总数为 ， N3－的空间结构为 。 3 16 直线形 3 16 直线形 3 16 直线形 3 16 直线形 3 16 直线形 3 16 直线形 等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子（或离子）互为等电子体。 等电子体具有相似的化学键，它们的空间结构相近，物理性质相似。 等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子（或离子）互为等电子体。 等电子体 等电子体的应用 【例1】 SO2和O3是否为等电子体？ 一般情况下，互为等电子体的粒子，空间结构相同。 是 直线 O3的空间结构为 形。 V 【例2】 CO2和SCN－是否为等电子体？ 是 SCN－的空间结构为 形。 等电子体 等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子（或离子）互为等电子体。 寻找互为等电子体粒子的方法 【例】与CS2互为等电子体的粒子有 。 CO2 “同族互换” 【练】与CF4互为等电子体的粒子有 。 CCl4 SiF4 SiCl4 SO2 与O3互为等电子体的粒子有 。 等电子体 等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子（或离子）互为等电子体。 寻找互为等电子体粒子的方法 “同族互换” 【思考】N2与CO互为等电子体，由N2推测到CO相当于1个N换为1个C原子，另一个N换为O，这样替换的理由是什么？ 1个N换为1个C价电子数减少1个，另1个N换为1个O价电子数增加1个，保持原子总数和价电子总数不变。 【思考】SO2与NO2－是否为等电子体？ 等电子体 等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子（或离子）互为等电子体。 寻找互为等电子体粒子的方法 “同族互换” 是 【思考】 SO2与NO2－互为等电子体，由SO2推测到NO2－相当于1个S换为1个N原子且得到1个电子，这样推测的理由是什么？ 1个S换为1个N，原子总数不变，但价电子数减少1个，得到1个电子使价电子总数不变。 非“同族互换”，可通过得失电子使价电子总数不变 等电子体 等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子（或离子）互为等电子体。 寻找互为等电子体粒子的方法 “同族互换” 非“同族互换”，可通过得失电子使价电子数不变 【练】与P互为等电子体的粒子符号为 。 SO42－ 等电子体类型 实例 空间结构 2原子10e－价电子 N2、CO、CN－、C22－、NO+ 直线形 3原子16e－价电子 CO2、CS2、N2O、SCN－、BeCl2、N3－ 直线形 3原子18e－价电子 NO2－、O3、SO2 V形 4原子24e－价电子 NO3－、CO32－、SO3、BF3 平面三角形 4原子26价电子 PCl3、SO32－、ClO3－ 三角锥形 5原子8e－价电子 CH4、NH4+、SiH4 正四面体形 5原子32e－价电子 SiF4、CCl4、SO42－、PO43－、BF4－ 正四面体形 常见的等电子体 【真题演练】 C 2．(2024·江西卷，2,3分)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是(　　) A．分子的极性：SiH4>NH3 B．键的极性：H—Cl>H—H C．键角：H2O>CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH B [解析]　SiH4是非极性分子，NH3是极性分子，分子的极性：SiH4<NH3，A项错误；CH4和H2O的中心原子都采取sp3杂化，但是H2O的中心原子上有孤电子对，孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，则键角：H2O<CH4，C项错误；原子半径：N<C，分子中三键的键长：HC≡N<HC≡CH，D项错误。 B 4. (2024·山东卷，9,2分)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中○代表F原子 B．该化合物中存在过氧键 C．该化合物中I原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 C [解析]　根据O、F原子的成键特点，O原子一般形成2个共价键，F原子一般形成1个共价键，故小灰球代表F原子，小白球代表O原子，大黑球代表I原子，A错误；由题图可知，该化合物中存在碘氧双键、碘氧单键和碘氟单键，不存在过氧键，B错误；I原子有7个价电子，由题图可知1个I原子形成1个碘氧双键、2个碘氧单键和1个碘氟单键，故I原子还有1对孤对电子，C正确；该化合物中碘氧双键与碘氧单键的键长不相等，D错误。 [答案]　C [解析]　NaOH是由Na＋和OH－形成的离子化合物，A正确；水分子中O原子半径比H原子大，则水分子模型中较大的是O原子、较小的是H原子，H、O分别带正电荷、负电荷，形成水合离子时，指向Na＋的应为带负电的O，指向Cl－的应为带正电荷的H，C错误；Cl2分子中两个Cl原子的3p轨道采取“头碰头”方式形成σ键，D正确。 C 6. (2022·湖南卷，18节选)富马酸亚铁 (FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子 的结构模型如图所示： 富马酸分子中σ键与π键的数目比为________。 [解析]　(1)电负性Si<C，所以Si—Cl极性大于C—Cl，但与SiCl4易水解无关；原子半径Si>C，所以键能Si—Cl<C—Cl，c错误；SiCl4易水解是因为Si的原子半径大、有更多的价层轨道，能接受H2O分子中的—OH形成配位键，所以选bd。(2)由富马酸的结构模型可知，其结构简式为HOOCCH===CHCOOH，羧基和碳碳双键中含有π键，则分子中σ键 11:3 价层电子对互斥模型 价层电子对数的计算 1. 价层电子对数= 电子对数+中心原子价层上的 。 中心原子的价电子数 主族元素原子的最外层电子数 中心原子的价电子数－离子的电荷数 中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值) σ键 孤电子对数 3. 中心原子上的孤电子对数= (a－xb)，其中： 2. σ键电子对数等于 ； 与中心原子结合的原子数（结合原子数） 对于主族元素：a= 。 对于阳离子：a= 。 对于阴离子：a= 。 x表示 。 b表示 。 结合原子数 结合原子最多能接受的电子数 a表示 。 （原子达到稳定结构时最多能接受的电子数） 【练】CO2的中心原子是 ，结合原子是 ，价层电子对数是 ， 孤电子对数是 。 成键数目最多的原子 C O 2 0 价层电子对数的计算 1. 价层电子对数= 电子对数+中心原子价层上的 。 σ键 孤电子对数 3. 中心原子上的孤电子对数= (a－xb)。 2. σ键电子对数等于 ； 中心原子的结合原子数（结合原子数） 成键数目最多的原子 【练】NH3的中心原子是 ，结合原子是 ，价层电子对数是 ， 孤电子对数是 。 N H 4 1 【测】的中心原子是 ，结合原子是 ，价层电子对数是 ， 孤电子对数是 。 N H 4 0 【注】1. 在阳离子中： a =中心原子的价电子数--- 阳离子所带电荷数。 2. 在阴离子中： a =中心原子的价电子数＋阴离子所带电荷数。 价层电子对数的计算 1. 价层电子对数= 电子对数+中心原子价层上的 。 σ键 孤电子对数 3. 中心原子上的孤电子对数= (a－xb)。 2. σ键电子对数等于 ； 中心原子的结合原子数（结合原子数） 成键数目最多的原子 【注】1. 在阳离子中： a =中心原子的价电子数--- 阳离子所带电荷数。 2. 在阴离子中： a =中心原子的价电子数＋阴离子所带电荷数。 【测】的中心原子是 ，结合原子是 ，价层电子对数是 ， 孤电子对数是 。 S O 4 1 【测】填写下列表格。 分子或离子 中心原子 价层电子对数 孤电子对数 H3O+ HClO SOCl2 HCHO 价层电子对数的计算 O 4 1 O 4 2 S 4 1 N 2 0 C 3 0 价层电子对数与VSEPR模型之间的关系 价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 2   3   4   直线形 平面三角形 四面体形 价层电子对数与VSEPR模型之间的关系 价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 5   6   三角双锥 正八面体 利用VSEPR理论预测粒子的空间结构 1. 中心原子上无孤对电子 VSEPR理想模型就是分子的空间结构 分子 或离子 价层电子对数 孤电子 对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 BeCl2 BF3 CCl4 2 0 直线形 直线形 3 0 平面三角形 平面三角形 4 0 四面体形 正四面体形 利用VSEPR理论预测粒子的空间结构 1. 中心原子上有孤对电子 粒子空间结构就是VSEPR理想模型略去孤电子对形成的结构。 分子 或离子 价层电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 分子的 空间结构 H2O 4 2 四面体形 V形（角形） 利用VSEPR理论预测粒子的空间结构 1. 中心原子上有孤对电子 粒子空间结构就是VSEPR理想模型略去孤电子对形成的结构。 分子 或离子 价层电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 分子的 空间结构 NH3 4 1 四面体形 三角锥形 三角双锥形 P 利用VSEPR理论预测粒子的空间结构 5 三角双锥形 PCl5价层电子对数是 对，分子的空间结构为 。 【思考1】PCl5中，P的杂化类型是 杂化。 sp3d 【思考2】是否存在NCl5？ N不存在3d空轨道，无法形成NCl5 。 利用VSEPR理论预测粒子的空间结构 6 正八面体形 SF6价层电子对数是 对，分子的空间结构为 。 【思考】PCl5中，P的杂化类型是 杂化。 sp3d2 分子 或离子 中心原子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 分子的 空间结构 SO32- HCN O3 0 1 3 2 平面三角形 V形 直线形 直线形 1 4 四面体形 三角锥形 利用VSEPR理论预测粒子的空间结构 NH3 PCl3 H2O H2S CCl4 CH≡≡≡≡≡≡ CH CH===== CH CO2 【练】判断下列粒子空间结构 ； ； ； ； ； ； ； ； V形(角形) 三角锥形 正四面体形 三角锥形 直线形 V形(角形) 直线形 平面形 C 【测】判断下列粒子空间结构 ； ； ； ； ； S N N 平面三角形 正四面体形 平面三角形 直线形 正四面体形 ； CH3Cl 四面体形 【测】(2024·潍坊高三模拟)下列分子的空间结构相同的是（ ） A. XeO3和NH3 B. COCl2和SOCl2 C. ClF3和BF3 D. CO2和SCl2 A XeO3分子中Xe原子价层电子对数=3+×(8－3×2)=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，NH3分子中N原子的价层电子对数=3+×(5－3× 1)=4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，A正确； COCl2中C原子价层电子对数=3+=3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，SOCl2中S原子价层电子对数=3+=4，孤电子对数 为1，空间结构为三角锥形，B错误； ClF3分子中Cl原子价层电子对数=3+=5，孤电子对数为2，为T形结构，BF3分子中B原子的价层电子对数=3+=3，无孤电子对，空间结 构为平面三角形，C错误； CO2分子中C原子的价层电子对数=2+=2，无孤电子对，空间结构为直线形，SCl2分子中S原子的价层电子对数=2+=4，孤电子对数为2， 空间结构为V形，D错误。 O3分子的结构如图：呈V型，键角116.5o， 三个原子中以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个大π键——三个O原子均等地享有这4个电子。 【思考】O3分子有 对孤对电子 5 极性键，极性分子 δ- δ+ δ- 杂化轨道 杂 化 轨 道 理 论 杂化 条件 概念 在外界条件影响下，原子内部 的原子轨道发生混杂，重新组合形成新的 的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合的原子轨道叫做 轨道。 杂化轨道特征 杂化类型 能量相近 原子轨道 杂化 ①原子轨道只有在形成 时才能杂化，只有 原子才能杂化， 原子不能杂化。 ②只有能量 的轨道间才能杂化 化学键 中心 结合 ①杂化前后 数不变，轨道的 和 改变（使原子形成的共价键更牢固） ②杂化轨道的 、 、 都相同， 不同 ③杂化轨道只用于形成 键和容纳 。 相近 轨道 形状 方向 能量 成分 形状 方向 σ 孤电子对 杂化、 杂化、 杂化 sp sp2 sp3 以CH4甲烷分子为例，了解sp3杂化轨道。 ↓ ↑ 2s ↑ 2p ↑ C原子基态原子 价层电子排布图 吸收能量 激发 2s ↑ ↑ 2p ↑ ↑ 杂化 ↑ ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 由1个s轨道和3个p轨道杂化称为sp3杂化。杂化后重新形成了4个能量、形状完全相同，方向不同的轨道，称之为sp3杂化轨道。 基发态 sp3杂化轨道 杂化轨道三种类型 sp、sp2、sp3 以CH4甲烷分子为例，了解sp3杂化轨道。 杂化轨道三种类型 sp、sp2、sp3 sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ 每个sp3杂化轨道都含有 1/4 s 轨道成分和 3/4 p 轨道的成分 正四面体形 2s 2p 激发 2s 2p 吸收能量 B原子基态原子 价层电子排布图 B原子激发态原子 价层电子排布图 以BF3分子为例，了解sp2杂化轨道。 杂化轨道三种类型 sp、sp2、sp3 杂化 3个杂化轨道 sp2杂化轨道 sp2杂化： 个 轨道和 个 轨道杂化，形成 个 杂化轨道。 x y z x y z z x y z x y z 120° s p p p sp2 1 s 2 p 3 sp2 sp2杂化后，未参与杂化的1个p轨道可以用于形成π键。 杂化轨道三种类型 sp、sp2、sp3 sp2杂化轨道形成过程 sp2杂化 3个sp2杂化轨道 2s 激发 2s 2p 杂化 2个sp杂化轨道 吸收能量 Be原子基态原子 价层电子排布图 Be原子激发态原子 价层电子排布图 2p 以BeCl2分子为例，了解sp杂化轨道。 杂化轨道三种类型 sp、sp2、sp3 x y z x y z z x y z x y z 180° sp杂化： 个 轨道和 个 轨道杂化，形成 个 杂化轨道。 1 s 1 p 2 sp 未参与杂化的2个p轨道可以用于形成π键。 杂化轨道三种类型 sp、sp2、sp3 sp杂化轨道形成过程 杂化轨道类型的判断及与VSEPR模型的关系 1. 依据价层电子对数判断杂化类型 杂化轨道数＝价层电子对数 价层电子对数 中心原子的 杂化轨道类型 VSEPR模型 理想键角 2 3 4 sp 直线形 180° sp2 平面(正)三角形 120° sp3 (正)四面体形 109°28′ 杂化轨道类型的判断及与VSEPR模型的关系 2. 依据σ键个数和孤电子对个数判断 σ键电子对数+中心原子的孤电子对数＝价层电子对数＝杂化轨道数 【例】判断下列C原子的原子轨道杂化类型 C 杂化 sp3 C 杂化 C 杂化 sp2 sp CH3C≡CCH=CH2 杂化 杂化 杂化 杂化 杂化 sp3 sp sp sp2 sp2 【练】H2O2中O原子的杂化轨道类型是 。 sp3 【测】[2019·全国卷Ⅰ，35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是　 　、　 　。 杂化轨道类型的判断及与VSEPR模型的关系 2. 依据σ键个数和孤电子对个数判断 σ键电子对数+中心原子的孤电子对数＝价层电子对数＝杂化轨道数 sp3 sp3 【练】[2020·全国卷Ⅲ，35(2)节选]氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O===3N+B3+9H2 B3的结构为 。 在该反应中，B原子的杂化轨道类型由 变为 。 sp3 sp2 3- 【测】（25高考选编）回答下列问题。 (1)As2O3二聚体中，As原子采取　　杂化， O原子采取　　杂化。 (2)AsCl3中心As原子采取　　杂化， 其分子的空间结构为　　　　　。 (3)LiAlH4中阴离子为Al，中心Al原 子采取　　杂化，其离子的空间结构为　　　　　　。 sp3 sp3 sp3 三角锥形 sp3 正四面体形 Lavf57.25.100 Lavf57.25.100 【练】判断下列化学用语是否正确 ①过氧化氢的电子式： ②三氯化硼的电子式： ③H3O＋的电子式： ④NaHS的阴离子的电子式： ⑤硫化钾的电子式： ⑧BF的电子式： ―→ 4．(2025·经典习题汇编)判断下列有关化合物形成过程 的表示是否正确。 A．NaCl的形成过程： B．C和O形成CO2的过程： C．Mg和Cl形成离子键的过程： D．K2S的形成过程： EV录屏5.1.6软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.1.3软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2＋＝5，其中心原子的杂化方式应为sp3d。 1．(2024·黑、吉、辽卷，2,3分)下列化学用语或表述正确的是(　　) A．中子数为1的氦核素：He B．SiO2的晶体类型：分子晶体 C．F2的共价键类型：p－p σ键 D．PCl3的空间结构：平面三角形 [解析]　A项，中子数为1的氦核素表示为He，错误；B项，SiO2为共价晶体，错误；C项，F原子的价层电子排布式为2s22p5，在形成F2时，两个F原子的2p轨道“头碰头”重叠形成p－p σ键，正确；D项，PCl3中心原子的价层电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，错误。 3．(2024·贵州卷，2,3分)下列叙述正确的是(　　) A．KBr的电子式： B．聚乙炔的结构简式：HC===CH C．SO的空间结构：平面三角形 D．CH3CH2C(CH3)===CH2的名称：2-甲基-2-丁烯 [解析]　KBr的电子式是，A错误；SO中硫的价层电子对数为3＋＝4，采取sp3杂化，故SO空间结构呈三角锥形，C错误；烯烃的命名应从离碳碳双键较近的一端为起点，给主链上的碳原子编号，CH3CH2C(CH3)===CH2的名称应为2-甲基-1-丁烯，D错误。 5．(2024·湖南卷，2,3分)下列化学用语表述错误的是(　　) A．NaOH的电子式： B．异丙基的结构简式： C．NaCl溶液中的水合离子： D．Cl2分子中σ键的形成： 与π键的数目比为11∶3。(3)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C原子采取sp2杂化，1个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ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()。②C2H5Cl只存在σ键，C2H3Cl和C2HCl中存在Cl原子参与的键分别有1个、2个，Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键的键长越短，故键长：C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。 [答案]　(1)bd　(2)11∶3 (3)①sp2　σ　②C2HCl<C2H3Cl<C2H5Cl　C2H5Cl分子中没有，C2H3Cl分子中有1个，C2HCl分子中有2个。键越强，键长越短 Lavf57.25.100 EV录屏5.1.3软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $