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新教材适用2024版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第15讲化学键分子结构与性质课件
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这是一份新教材适用2024版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第15讲化学键分子结构与性质课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点三，必备知识·梳理夯实，带相反电荷的离子，阳离子，金属阳离子，自由电子，共用电子对，共价键等内容，欢迎下载使用。
第五章
物质结构与性质 元素周期律
第15讲 化学键 分子结构与性质
1.认识构成物质的微粒之间存在相互作用，结合典型实例认识离子键和共价键的形成，建立化学键概念。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。2．认识离子键、共价键的本质。结合常见的离子化合物和共价分子的实例，认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。3．知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在与应用。
4．认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。5．知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型；知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键。6．结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行解释和预测。7．知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。8．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。9．结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
考点一
考点二
考点三
考点一 化学键
必备知识·梳理夯实
1.化学键 (1)化学键的定义及分类
(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键________与生成物的新化学键________。 (3)离子键、共价键、金属键的比较：
断裂
形成
带相反电荷的离子
(阴、阳离子)
原子
金属阳离子
自由电子
共用电子对
[微点拨] 关于化学键的几点说明： (1)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。 (2)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。 (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。两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，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，而形成离子键。
2.离子化合物与共价化合物的比较
离子
共价键
阴、阳离子
分子
离子键
共价键
共价键
3.电子式及其书写 (1)定义：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的_________电子(价层电子)的式子。(2)书写方法：
最外层
(3)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，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。如Na2S：______________________________________。②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。如H2O：______________________________________。
(4)写出下列常见微粒的电子式：①原子：Na：__________，Cl：__________。②简单离子：Na＋：___________；F－：______________。③复杂离子：NH：___________________________，OH－：________________。
Na·
Na＋
④离子化合物MgCl2：_______________________________；Na2O2：_______________________________；NaOH：__________________；NH4Cl：________________________________。
⑤非金属单质及共价化合物Cl2：______________；N2：_______________；H2O2：__________________；
CO2：________________________；HClO：________________；CCl4：______________________；
(5)用电子式表示化合物的形成过程Na2S：___________________________________；CaCl2：___________________________________；CH4：__________________________________________；CO2：_________________________________________。
4.化学键类型与物质类别的判断
除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为： (1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。 (2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。 (3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。 (4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(5)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。 (6)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。 (7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
5.化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度______、熔点______，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。②NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也________。 (2)对化学性质的影响①N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2性质很________。②H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易________。
大
高
较高
稳定
分解
[微点拨] 化学键判断常见错误 (1)认为有化学键破坏的变化一定是化学变化，如HCl溶于水破坏共价键是物理变化。 (2)认为物质在熔化时都破坏化学键，如HCl、S等熔化时不破坏化学键。 (3)认为物质中均含化学键，如稀有气体中不含化学键。 (4)认为金属与非金属之间不能形成共价键，如AlCl3中存在共价键。 (5)认为离子化合物中不存在共价键，如NaOH中存在共价键。 (6)认为共价化合物中存在离子键，根据离子化合物定义若含离子键一定是离子化合物。
(7)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但只由非金属元素形成的含有原子团的某些物质中也可能存在离子键，如NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4NO3等。(8)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂不一定是化学变化，如熔融NaCl、粉碎石灰石等。(9)强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物及其过氧化物中存在离子键，这些物质都为离子化合物。(10)离子化合物溶于水或熔化后均电离出自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏；共价化合物在熔融条件时不电离，所以熔融状态时能导电的化合物一定是离子化合物。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)任何原子或离子之间均可形成化学键。( )(2)离子键只存在于离子化合物中，共价键也只存在于共价化合物中。( )(3)金属与非金属形成的化合物一定是离子化合物，含离子键( )(4)含共价键的化合物一定是共价化合物。( )(5)强碱和铵盐均含离子键和共价键。( )
×
×
×
×
×
√
(7)化学反应的实质是化学键的断裂。( )(8)Na与O元素形成的化合物中只含有离子键。( )(9)氢元素与其他元素可形成共价化合物，也可形成离子化合物。( )(10)离子化合物中可能含共价键，共价化合物中可能含离子键。( )
×
×
×
√
√
(12)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力。( )[提示] 除了静电吸引之外，还有静电排斥作用。(13)由非金属元素组成的化合物中只含共价键。( )[提示] 某些铵盐全部由非金属元素组成，但含有离子键。(14)所有的物质中均含化学键。( )[提示] 稀有气体组成的分子中不含有化学键。(15)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。( )[提示] H原子最外层只有1个电子，其与卤素形成的HX含共价键。
×
×
×
×
(16)不同元素的原子构成的分子只含极性共价键。( )[提示] H2O2中既含极性键又含非极性键。(17)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。( )(19)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。( )
×
×
√
√
2．有以下9种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④C2H2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl ⑨AlCl3。请用上述物质的序号填空：(1)不存在化学键的是________。(2)只存在极性共价键的是________。(3)含有非极性共价键的离子化合物是________。(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。(5)只存在离子键的是________。(6)既存在离子键又存在共价键、配位键的是________。
①
②⑨
⑦
④
⑤
⑧
3．(1)金属元素和非金属元素一定形成离子键吗？[提示] 不一定。铝元素和氯元素形成的AlCl3中的化学键是共价键。(2)非金属元素之间只形成共价键吗？[提示] 不一定。NH4Cl中存在离子键。(3)含有离子键的化合物一定是离子化合物吗？[提示] 由离子键构成的化合物叫作离子化合物，含离子键的化合物一定是离子化合物。
(4)共价键只存在于共价化合物中吗？熔融状态的共价化合物能否导电？[提示] 有些单质(如H2、Cl2)、离子化合物(如NaOH)中也含有共价键。熔融状态的共价化合物中不存在自由离子，因此不能导电。(5)写出羟基与甲基的电子式：羟基____________；甲基________________________。
(6)①NaOH熔化，②HCl溶于水，③碘升华，④冰熔化，破坏的作用力各是什么？[提示] ①离子键；②共价键；③分子间作用力；④氢键。(7)有化学键断裂或形成的变化一定是化学变化吗？举例说明。[提示] 不一定。NaCl晶体加热熔化或溶于水破坏离子键，没有新物质生成，不属于化学变化，而将NaCl溶液蒸发结晶，Na＋和Cl－重新形成离子键而成为晶体，也是物理变化。
微考点1 对化学键概念的理解及类型判断 (1) (2023·江苏高三检测)下列关于化学键与化合物的叙述正确的是( )①离子化合物中一定含有金属元素，共价化合物中一定不含有金属元素 ②离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键 ③共价化合物中一定含极性共价键，一定不含非极性共价键 ④只由共价键形成的物质一定是共价化合物 ⑤单质中一定含有化学键A．①⑤ B．② C．②③ D．②④
B
[解析] 离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等均为离子化合物；共价化合物中可能含有金属元素，如氯化铝为共价化合物，故①错误；含离子键的化合物一定为离子化合物，但可能含共价键，如NaOH中含离子键、共价键，②正确；共价化合物中一定含极性共价键，可能含非极性共价键，如H—O—O—H中含极性键、非极性键，③错误；只由共价键形成的物质可能为单质，如氢气，故④错误；单质中不一定含有化学键，如稀有气体中不含化学键，故⑤错误。
(2) (2023·山东日照模拟)下列物质：①MgCl2 ②NH4Cl ③HCl ④NaOH所含化学键类型完全相同的是( )A．①② B．②③ C．①④ D．②④
D
[解析] ①氯化镁电子式为 只含氯离子和镁离子形成的离子键；②氯化铵的电子式为 含有铵根离子和氯离子形成的离子键和氮氢原子形成的共价键；③氯化氢的电子式为 含氢原子和氯原子间形成的共价键；④NaOH的电子式： 含有钠离子和氢氧根离子形成的离子键和氢原子、氧原子形成的共价键；综上所含化学键类型完全相同的是②④。
[解析] 含有离子键的物质有Na2O2、NaOH、Mg3N2、Mg(OH)2、NH4Cl、NaCl，含有非极性键的物质有Na2O2、O2、Cl2，故只有A项符合题意。
A
(2)有如下四种物质，其中所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
B
[解析] MgCl2中只有离子键，属于离子化合物，故A错误；HCl只有共价键，是共价化合物，故B正确；硝酸铵含有离子键和共价键，是离子化合物，故C错误；N2H4只含有共价键，是共价化合物，故D错误。
归纳拓展
判断离子化合物和共价化合物的三种方法
微考点2 化学键与化合物关系判断 (1) (2023·湖南湘豫联考)下列有关离子化合物的说法正确的是( )A．离子化合物中一定含有金属元素，含金属元素的化合物一定是离子化合物B．离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键C．离子化合物中不可能含有共价键D．离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收能量，属于化学变化
B
[解析] 离子化合物中不一定含有金属元素，例如氯化铵等，含金属元素的化合物也不一定是离子化合物，例如氯化铝等，A错误；离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键，B正确；离子化合物中可能含有共价键，例如氢氧化钠等，C错误；离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收能量，但并没有生成新物质，不属于化学变化，D错误。
(2) (2023·湖北咸宁模拟)实现下列变化，需克服相同类型作用力的是( )A．石墨和氯化钠分别受热熔化B．冰的融化和水的分解C．NaCl和HCl溶于水D．干冰和碘的升华[解析] 石墨熔化破坏共价键，NaCl熔化破坏离子键，A错误；冰的融化破坏氢键，水的分解破坏共价键，B错误；NaCl溶于水破坏离子键，HCl溶于水破坏共价键，C错误；干冰和碘的升华均破坏分子间作用力，D正确。
D
〔对点集训2〕 (1) (2023·黑龙江哈师大附中模拟)下列过程中，共价键被破坏的是( )①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③乙醇溶于水④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热分解 ⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水A．④⑥ B．④⑥⑧C．①②④⑤ D．①④⑥⑦
A
[解析] ①碘升华，破坏的是分子间作用力；②溴蒸气被木炭吸附，破坏的是分子间作用力；③乙醇是非电解质，溶于水不发生电离，破坏的是分子间作用力；④HCl气体溶于水，发生电离，HCl共价键被破坏；⑤冰融化，破坏的是氢键和分子间作用力；⑥NH4Cl受热分解，发生化学变化，生成氨气和HCl，有共价键被破坏；⑦氢氧化钠熔化，只有离子键被破坏；⑧(NH4)2SO4溶于水，发生电离，离子键被破坏。综上，④⑥符合题意，A项正确。
(2) (2023·山东潍坊检测)科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n，常用作还原剂。已知，最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150 ℃且熔融状态不能导电，燃烧时放出大量的热量。Al2H4的球棍模型如图所示。下列说法正确的是( )A．Al2H6中Al为－3价，H为＋1价B．Al2H6中含有离子键和极性共价键C．Al2H6为离子化合物D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
D
[解析] A项，在Al2H6中Al为＋3价，H为－1价，错误；B项，Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，错误；C项，Al2H6为共价化合物，错误；D项，Al2H6在空气中完全燃烧，根据元素守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，正确。
归纳拓展
1
2
物质的溶解或熔化与化学键变化 离子化合物的溶解或熔化过程。离子化合物溶于水或熔化后会电离成自由移动的阴离子、阳离子，离子键被破坏。 共价化合物的溶解过程。①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴离子、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。③有些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 单质的溶解过程。某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
3
微考点3 电子式的书写与判断 (1) (2023·山东滨州高三检测)下列表达正确的是( )A．NH4H的电子式为 B．H2S的电子式可表示为C．用电子式表示Na2O的形成过程为 D．CO2电子式为
D
[解析] NH4H的电子式为 A项错误；H2S为共价化合物，电子式应为 B项错误；C项中箭头后面两个钠离子不能合并，正确的表达方法为 故错误，D项二氧化碳的电子式表达正确。
(2)已知：① ；② 下列说法不正确的是( )A．①和②变化过程中都会放出热量B．氯原子吸引电子的能力强于钠原子和氢原子C．①和②中的氯原子均得到1个电子达到8电子稳定结构D．NaCl中含有离子键，HCl中含有共价键
C
[解析] A项，①②都表示新化学键的形成，放出热量，正确；B项，钠原子失去电子，氯原子得到电子，HCl中共用电子对偏向氯原子，说明氯原子吸引电子的能力强于钠原子和氢原子，正确；C项，H原子和Cl原子形成共用电子对，没有发生电子转移，错误；D项，NaCl中Na＋与Cl－形成离子键，HCl中氢原子与氯原子通过共用电子对形成共价键，正确。
归纳拓展
1
2
电子式书写“六项”注意 同一原子的电子式不要既用“·”又用“×”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“·”或“×”。 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。
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。 不要漏写未成键的电子，如N2写成N⋮⋮N是错误的。 不要弄错原子间的连接，如HClO分子中H与O相连。 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。
3
4
5
6
〔对点集训3〕 (1) (2023·河北衡水高三检测)“新冠病毒”疫情让人们再次认识到化学的重要性，下列有关抗疫物资的化学用语表示正确的是( )A．消毒剂中乙醇分子的球棍模型为 B．供氧剂中过氧化钙(CaO2)的电子式： D．口罩“熔喷层”原料中聚丙烯的结构简式：
B
[解析] 此模型为乙醇分子的空间填充模型，A项错误；过氧化钙是离子化合物，其中的阴离子为O，电子式为 B项正确；NaClO为强电解质，在水溶液中完全电离，因此电离方程式为C项错误；聚丙烯的结构简式为 D项错误。
(2)下列化学用语正确的是( )A．①②③④⑦ B．①③④⑦⑧C．②③④⑤⑥ D．①③⑤⑥⑧
B
[解析] 硼原子最外层只有3个电子，BCl3的电子式为 故②错误；在离子化合物中阴、阳离子应相间排布，则硫化钾的电子式应为 故⑤错误；在N2H4中，N与N之间是单键，故⑥错误。
[微点拨] 陌生电子式书写方法①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物。②确定该物质中各原子的成键方式。③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求，分析各原子共用电子对的情况。④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析，书写电子式。
考点二 共价键的键参数及应用
必备知识·梳理夯实
1.共价键的本质和特征(1)共价键的本质是原子之间形成______________(即原子轨道重叠后，高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用)。(2)共价键的一般特征具有__________和方向性(氢气中s－s σ键不具有方向性)。
共用电子对
饱和性
2.共价键的类型 (1)σ键
头碰头
连线
不变
轴对称
较大
(2)π键
肩并肩
镜像
原子核
镜像
不能
断裂
[微点拨] 原子形成共价键时优先形成σ键，成键原子半径越大，越难形成π键，如Si等难形成双键。
3.σ键与π键的判断方法 (1)依据轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。 (2)依据单、双键进行判断：共价单键全是σ键，共价双键中含有一个σ键一个π键；共价三键中含有一个σ键和两个π键。 (3)依据强度方式判断：σ键的强度较大，较稳定。π键活泼，比较容易断裂(注意：N≡N中的π键强度较大)。
(4)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。 (5)σ键的数目＝单键数＋双键数＋三键数＋配位键数(配位键为σ键)。 (6)π键的数目＝双键数＋三键数×2。
4.极性键与非极性键的判断 (1)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。 (2)看电子对的偏移：共用电子对有偏移的为极性键，无偏移的为非极性键。 (3)看电负性：成键原子电负性不同，即不同种元素形成的为极性键。
5.键参数—键能、键长与键角 (1)定义
(2)键参数对分子结构和性质的影响[微点拨] 一般情况下，构成共价键的原子半径越小，键长越短，共价键的键能越大，分子越稳定。
6.配位键和配位化合物 超分子 (1)配位键成键一方提供____________，另一方提供空轨道形成共价键，这类“电子对给予—接受”键称为配位键。 (2)配位化合物①定义：通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
孤电子对
②组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例：
(3)超分子(广义的分子，包括离子)①定义：超分子是由两种或两种以上的________通过__________相互作用形成的分子聚集体。②重要特征：A.____________；B.自组装。
分子
分子间
分子识别
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( )(3)H与O形成分子式是H2O而不是H3O的原因是共价键有饱和性。( )(4)s-s σ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同。( )(5)任何共价键形成时，原子轨道重叠都有方向性。( )
×
×
×
√
√
(6)CO2、CCl4分子中均有π键。( )(7) OOH分子中有5个σ键和1个π键。( )(8)离子化合物中一定不存在非极性键。( )[提示] Na2O2中存在离子键，两个O之间为非极性键。(9)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。( )(10)H2O2分子中既有极性键，又有非极性键。( )(11)通常σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强。( )(12)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )[提示] 先形成σ键再形成π键。
×
×
×
×
√
√
√
(13)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。( )(14)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为14NA。( )[提示] [Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。(15)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键。( )(16)N2分子中σ键与π键的个数比是2∶1。( )[提示] 氮氮三键中有一个σ键两个π键，个数比为1∶2。
×
×
√
√
(17)键长等于成键两原子的半径之和。( )(18)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍。( )[提示] 碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，能量小于碳碳单键键能的2倍。
×
×
2．(1)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
3．(1)1 mol HOOCCH2CH2CHO分子中含有________mol单键，______mol双键；含有______mol π键，________mol σ键。(2)在[Ag(NH3)2]＋中________的______原子提供孤电子对，________提供空轨道。(3)用“>”或“<”填空。①键能：H—F______H—Cl______H—Br______H—I，H—C______H—N______H—O______H—F。②键长：H—F______H—Cl______H—Br______H—I，H—C______H—N______H—O______H—F。③分子稳定性：HF______HCl______HBr______HI，CH4______NH3______H2O______HF。
10
2
2
12
NH3
N
Ag＋
>
>
>
<
<
<
<
<
<
>
>
>
>
>
>
<
<
<
(4)①Co的氯化物与氨水反应可形成配合物[CoCl(NH3)5]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________，含1 mol [CoCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成______mol AgCl沉淀。②下列物质中，a.只含有极性键的分子是__________，b.既含离子键又含共价键的化合物是______；c.只存在σ键的分子是__________，d.同时存在σ键和π键的分子是__________。A．H2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C3H6E．C2H6 F．CaCl2 G．(NH4)2SO4
21NA
2
B、C
G
A、C、E
B、D
(5)结合事实判断CO和N2相对更活泼的是________，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CO
断开CO分子的第一个化学键所需
要的能量(273.0 kJ·mol－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量
(523.3 kJ·mol－1)小
[提示] 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1 071.9－798.9)kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4)kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1]小，可知CO相对更活泼。
微考点1 共价键的类型及判断 (1) (2023·四川自贡模拟)下列说法中不正确的是( )A．π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的B．CH4中的4个C—H键都是H的1s轨道与C的sp3杂化轨道形成的s-sp3σ键C．C2H2分子中σ键与π键个数比为1∶1
C
(2)从微观上对成键情况进行分析判断有利于我们认识和理解物质的性质。① (2023·河北沧州一模)已知：[Co(CN)6]4－是强还原剂，与水反应能生成[Co(CN)6]3－，CN－中含有σ键与π键的数目之比为________。② (2023·湖南高三模拟)SCN－常用于检验Fe3＋，其对应酸有硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N===C===S)两种。硫氰酸分子中σ键与π键的数目之比为________。
1∶2
3∶2
③ (2023·广东广州一模)C20分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构，如图所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则1个C20分子中含________个σ键。
30
极性共价键
6NA
〔对点集训1〕 (1) (2022·广东电白第一中学模拟)下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键[解析] 同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；π键不能单独存在，含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误，D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
B
(2)在下列物质中：①HCl ②N2 ③NH3 ④Na2O2 ⑤H2O2⑥NH4Cl ⑦NaOH ⑧Ar ⑨CO2 ⑩C2H4(ⅰ)只存在非极性键的分子是_______；既存在非极性键又存在极性键的分子是_______；只存在极性键的分子是_______。(ⅱ)只存在单键的分子是_______，存在三键的分子是_______，只存在双键的分子是_______，既存在单键又存在双键的分子是________。
②
⑤⑩
①③⑨
①③⑤
②
⑨
⑩
(ⅲ)只存在σ键的分子是_______，既存在σ键又存在π键的分子是_______。(ⅳ)不存在化学键的是________。(ⅴ)既存在离子键又存在极性键的是_______；既存在离子键又存在非极性键的是_______。
①③⑤
②⑨⑩
⑧
⑥⑦
④
(3)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。①CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或“π”)键，从化学键是否具有极性来看属于________键。②已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为_________。③C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________。
σ
极性
1∶1
30
④利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为CClOCl，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为______。A．4个σ键 B．2个σ键、2个π键C．2个σ键、1个π键 D．3个σ键、1个π键
D
归纳拓展
1
2
快速判断σ键、π键的常用方法 由共用电子对数判断：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是σ键。
微考点2 共价键的键参数 (1) (2023·江西南昌质检)已知几种共价键的键能如下表：下列说法错误的是( )A．键能：N≡N>N===N>N—NB．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431.8 kJ·mol－1C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝－463.9 kJ·mol－1
C
[解析] A项，三键键长小于双键键长，双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能大小顺序为N≡N>N===N>N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431.8 kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能，由分子构成的物质，熔、沸点与键能无关，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl－Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9 kJ·mol－1，正确。
D
[解析] N≡N键由一个σ键和两个π键构成，σ键与π键的键能不相等，所以N—N键键能不等于315.3 kJ·mol－1，A不正确；N≡N键键能比H—H键键能大，但由于H原子的原子半径小，所以N≡N键的键长大于H—H键的键长，B错误；O2中氧原子间是以双键结合，C不正确，键能越大，分子越稳定，D正确。
(3) (2022·河北衡水高三检测)已知键能、键长部分数据如下表：
①下列推断正确的是__________(填字母，下同)。A．稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF②下列有关推断正确的是______。A．同种元素形成的共价键，键能：三键>双键>单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物中化学键的键能越大，其稳定性越弱
ACD
A
③在HX(X表示卤素原子)分子中，键长最短的是________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”“小于”或“等于”)O===O键的键长。
HF
HI
大于
[解析] ①根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；水分子间氢键强于NH3分子间氢键，在常温下，H2O为液态而NH3为气体，所以H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。②由碳碳键的数据知A项正确；由O—O、O===O的键能知，B项错误；C—H的键长大于N—H的键长，但是N—H的键能反而较小，C项错误；一般来说，氢化物中键能越大，氢化物稳定性越强，D项错误。
〔对点集训2〕 (1) (2023·山东滨州高三检测)下列说法中正确的是( )A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ
B
[解析] 键长越长，键能越小，分子越不稳定，A错误；共价键一般形成于非金属元素之间，而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素，第ⅦA族元素均是活泼非金属元素，二者易形成离子键，B正确；水分子立体构型为Ⅴ形，两个H—O键的键角约为104.5°，C错误；断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量，而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量，D错误。
(2) (2023·辽宁朝阳期末)氰气[(CN)2]是剧毒性物质，结构式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素相似。下列叙述中错误的是( )A．氰气分子中含有σ键和π键的数目之比为3∶4B．氰气分子中N≡C的键长大于C≡C的键长C．氰气分子中C—C的键能小于乙烯中C===C的键能D．氰化氢(HCN)在一定条件下能与烯烃发生加成反应
B
[解析] 氰气的结构式为N≡C—C≡N，分子中含有1个单键和2个三键，故σ键和π键的数目之比为3∶4，A正确；由于C原子半径大于N原子半径，故N≡C的键长小于C≡C的键长，B错误；C===C中有1个σ键和1个π键，C—C只有σ键，显然C—C的键能小于乙烯中C===C的键能，C正确；HCN的结构式为H—C≡N，H—C易发生断裂，烯烃中含有C===C，其中π键易断裂，故在一定条件下HCN能与烯烃发生加成反应，D正确。
微考点3 配位化合物的组成与性质 (1) (2023·河北衡水模拟)过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法正确的是( )A．1 mol配离子中含有的π键的个数是6×6.02×1023个B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化C．该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
A
[解析] 根据配离子结构示意图可知：1 mol配离子中含有的π键的个数是6NA，即6×6.02×1023个，故A正确；该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化，故B错误；该配离子含有的非金属元素有C、O、H，根据它们的非金属性可知，电负性最大的是氧，故C错误；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，故D错误。
(2) (2023·山东滨州模拟)氮、锂、锌等元素及其化合物在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途。卟啉锌超分子结构如图所示。
A．卟啉锌超分子中的碳原子采取的杂化方式为_______________，图中①②③④处的化学键属于配位键的是____ (填序号)。B．已知离子核外没有未成对d电子的过渡金属离子形成的水合离子是无色的，Ti4＋、V3＋、Ni2＋三种离子的水合离子无颜色的是_______ (填离子符号)。
sp2、sp3
②
Ti4＋
[解析] A．苯环、含氮杂环、碳碳双键中的碳原子均为sp2杂化，甲基中的碳原子为sp3杂化；图中所标四处中，③为非极性共价键，④为极性共价键，①处N原子形成3个键，N原子价电子数为5，所以3个键均为极性共价键，N原子还有一对孤电子对，②处N原子形成4个键，则与Zn原子形成的应是配位键；B.Ti4＋的核外电子排布式：1s22s22p63s23p6，没有3d电子，则其水合离子无颜色；V3＋核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d2，有未成对d电子，其水合离子有颜色；Ni2＋核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d8，有未成对d电子，其水合离子有颜色；故上述三种离子中水合离子无颜色的是Ti4＋。
C
(2) (2022·山东潍坊模拟)①向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇时，析出深蓝色的晶体。则：a.“首先形成蓝色沉淀”对应的离子方程式为__________________________________________________。b．实验过程中出现的“深蓝色的透明溶液”和“深蓝色的晶体”都是因为存在配离子__________________ (填离子符号)。该配离子中存在的化学键有______________________________；其配体的中心原子的杂化类型为____________。
[Cu(NH3)4]2＋
共价键(或极性键)、配位键
sp3
②Cu2＋可形成多种配合物，与Cu2＋形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________________。③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
具有孤电子对
F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子
[解析] ①硫酸铜溶液中加入氨水，先发生复分解反应，生成硫酸铵和氢氧化铜沉淀，然后过量的氨水和氢氧化铜反应生成四氨合铜配离子，配离子中氨和铜之间是配位键，氨中氮和氢原子间是极性共价键；配体氨中氮原子为sp3杂化。③NF3与NH3的差别在于前者氮元素呈＋3价，后者氮元素呈－3价，分子中共用电子对偏向不同，因此NH3作配体能力比NF3强得多，NF3不易与Cu2＋形成配离子。
考点三 分子的空间结构
必备知识·梳理夯实
1.价层电子对互斥模型(VSEPR model) (1)理论要点①价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”____________的结果。②VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对(多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对)和中心原子上的____________。
相互排斥
孤电子对
(2)中心原子价层电子对数的计算用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。
其中：a为中心原子的价电子数(对于主族元素等于原子的_________电子数，阳离子要减去电荷数，阴离子要加上电荷数)；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________的电子数(氢原子为1，其他原子＝8－该原子的价电子数，如卤族元素为1，氧族元素为2等)。
最外层
接受
(3)VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系
直线形
平面三角形
V形
正四面体形
三角锥形
V形
[微点拨] VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系(1)VSEPR模型反映中心原子的价层电子对的空间结构，而分子(或离子)的空间结构是指σ键电子对的空间结构，不包括孤电子对。(2)VSEPR模型和分子的空间结构不一定相同，还要看中心原子是否有孤电子对，若不含孤电子对，二者空间结构相同，否则不相同。(3)根据VSEPR模型判断分子(或离子)的空间结构时，要略去孤电子对。
2.杂化轨道理论简介 (1)理论要点①当原子成键时，原子中能量________的价电子轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数________，得到与原轨道数目________、方向________的一组新的杂化轨道。②杂化轨道数不同，轨道间的________不同，形成分子的空间结构也不同。
相近
不变
相等
不同
夹角
(2)杂化轨道的类型
(3)杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系
sp
直线
Sp2^
V
平面三角
sp3
三角锥
正四面体
[微点拨] 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。
3.分子的性质 (1)键的极性和分子的极性①共价键的极性对化学性质的影响键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸(R—COOH)的酸性强弱与其分子的组成和结构有关，烃基(R—)是推电子基团，烃基越长推电子效应________，使羧基中的羟基的极性________，羧酸的酸性________。
越大
越小
越弱
②分子的极性[微点拨] 根据分子中化学键的极性的向量和判断分子的极性，当分子中各个键的极性的向量和等于0时，是非极性分子，否则是极性分子。
重合
不重合
非极性键 或极性键
极性键 (可能有非极性键)
(2)范德华力及其对物质性质的影响
(3)氢键及其对物质性质的影响
(4)溶解性①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于__________溶剂，极性溶质一般能溶于________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________。②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。乙醇中的—OH与水分子的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。[微点拨] ①氢键属于一种较强的分子间作用力，但不属于化学键。其键长一般定义为A—H…B的长度，而非H…B的长度。②氢键的存在会引起密度的变化。例如水结冰时体积膨胀、密度减小的反常现象可用氢键解释。
非极性
极性
增大
(5)分子的手性
[微点拨] 分子极性与键的极性的关系
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)中心原子的价层电子对数为3时，VSEPR模型为平面三角形。( )(2)VSEPR模型与粒子结构一定相同。( )(3)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。( )(4)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( )(5)只要分子空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。( )
√
×
√
×
×
(6)中心原子是sp杂化的，其分子空间结构不一定为直线形。( )(7)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。( )(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。( )(9)N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键。( )(10)H2O与H2S分子中的中心原子的价层电子对数均为4，其VSEPR模型相同。( )(11)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大。( )
√
√
√
√
×
×
(12)CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形，键角均为109°28′。( )(13)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中。( )[提示] 氢键属于分子间作用力，不是化学键。(14)氢键不是化学键，因此不具有方向性和饱和性。( )(15)可燃冰(CH4·nH2O,6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。( )
×
×
×
×
(16)萃取碘水中的I2可用CCl4、苯等非极性溶剂，原理是相似相溶。( )[提示] 因为相似相溶，I2在有机溶剂中的溶解度较大，在水中的溶解度较小。(17)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。( )[提示] 卤素氢化物(如HF)中可能含有氢键，会使熔、沸点升高。(18)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。( )[提示] H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。
√
×
×
<
<
>
>
(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中氮原子上有1对孤电子对，H2O分子中氧原子上有2对孤电子对，随着孤电子对的增多，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小
(3)根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论填写下表。
0
2
直线形
直线形
sp
0
3
平面三角形
平面三角形
sp2
1
4
四面体形
三角锥形
sp3
0
4
正四面体形
正四面体形
sp3
1
4
四面体形
三角锥形
sp3
(4)NH3极易溶于水的因素有哪些？[提示] ①NH3分子和H2O分子都是极性分子，相似相溶；②NH3分子与H2O分子之间形成氢键；③NH3与H2O反应生成NH3·H2O。(5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高吗？[提示] 不一定，如果形成的氢键是分子内氢键，则使物质的熔、沸点降低。
(6)S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性______，理由是_____________________________________________________________________________________________________________。
强
S的正电性越高，导致S—O—H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强
(7)如图是两种具有相同分子式的有机物——邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸的结构简式。请回答：①邻羟基苯甲酸易形成__________氢键。②沸点较高的是________________。
分子内
对羟基苯甲酸
(8)下列事实与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。①冰的硬度比一般的分子晶体的大；②甘油的黏度大；③邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；④氨气极易溶于水；⑤氟化氢的熔点高于氯化氢。[提示] ①、②、④中存在分子间氢键；③邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键，对羟基苯甲酸中存在分子间氢键；⑤氟化氢中存在分子间氢键，氯化氢中没有氢键。
(9)氢键不属于化学键，属于分子间作用力。与范德华力不同，氢键既有饱和性，又有方向性。每个氢原子只形成一个氢键，每个H2O分子能形成4个氢键，分别为水分子中两个氢原子吸引其余水分子中心原子上的孤电子对，以及水分子中氧原子上的孤电子对被其余水分子中的氢原子所吸引。①1 mol冰中的氢键数目是多少？②生命体中许多大分子内也存在氢键，而且对生命物质的高级结构和生物活性具有重要的意义。例如，氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因(如图)，DNA双螺旋的两个螺旋链也正是用氢键相互结合的。DNA双螺旋链如何依靠氢键相互连接？
[提示] ①每个水分子能形成4个氢键，每个氢键对该水分子的贡献为1/2，则1 mol冰中的氢键数目为2NA。②DNA分子中的碱基靠氢键形成碱基对，从而将两条链连接在一起。
微考点1 分子空间构型的判断 (2023·山东潍坊检测)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和COCl2的空间结构，两个结论都正确的是( )A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形
D
C
B
[微点拨] 价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构，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。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的空间结构一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的空间结构不一致。
微考点2 杂化类型的判断 (1) (2023·河北衡水模拟)下列分子中，中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中不含π键的是( )A．CO2 B．BeCl2 C．BF3 D．HCN[解析] A项CO2分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键；B项BeCl2分子中Be原子采取sp杂化，为直线形分子，不含π键；C项BF3分子中B原子采取sp2杂化，为平面三角形结构；D项HCN分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键。
B
(2) (2023·经典习题汇编)短周期主族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。请回答：① (2023·山东聊城一模)Pt与NH3能够形成顺铂与反铂两种结构，如图所示，由此可判断中心原子Pt杂化方式肯定不是sp3杂化，理由是________________________________________________________________________________。
若Pt以sp3杂化轨道成键，分子应为四面体结构，则不存在顺铂和反铂同分异构现象
② (2023·山东日照检测)四硼酸根为立体结构。
sp2、sp3
正四面体形、平面三角形
三角锥形
Br－半径较大，无法形成[PBr6]－
④ (2021·广东新高考适应性考试)黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。图2黑磷区中P原子的杂化方式为________，石墨区中C原子的杂化方式为_________。
sp3
sp2
[解析] ①由图知Pt形成4个键分别与两个Cl和两个N相连，若Pt是sp3杂化，其分子的空间结构与VSEPR模型相同，为四面体形，不存在顺反异构体。
四面体形
sp3
归纳拓展
1
2
杂化类型的判断方法 根据价层电子对数：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。 根据杂化轨道间的夹角：①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。
根据分子的空间结构①直线形——sp杂化。②平面三角形——sp2杂化。③四面体形或三角锥形——sp3杂化。④V形——sp2杂化(孤电子对数1)，sp3杂化(孤电子对数是2)。 根据等电子体原理：如CO2是直线形分子，SCN－、NO、N与CO2是等电子体，所以分子的空间结构均为直线形，中心原子均是sp杂化。 非ABn型多原子分子可结合多个“中心原子”进行推断。如乙醇腈( )中O的杂化方式为sp3，C的杂化方式为sp3、sp。
3
4
5
〔对点集训2〕 (1) (2023·山东青岛模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的空间结构为平面三角形，则其阳离子的空间结构和阳离子中氮原子的杂化方式为( )A．直线形 sp杂化B．V形 sp2杂化C．三角锥形 sp3杂化D．平面三角形 sp2杂化
A
(2) (2023·宁夏利通模拟)下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是( )A．PCl3中P原子为sp3杂化，为三角锥形B．BCl3中B原子为sp2杂化，为平面三角形C．CS2中C原子为sp杂化，为直线形D．H2S中S原子为sp杂化，为直线形
D
微考点3 共价键的极性与分子极性的判断 (1) (2023·山东济南模拟)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是( )A．H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子B．NF3和PCl3均为极性分子，中心原子均采取sp3杂化C．H3BO3和H3PO3均为三元酸，结构简式均为XHOOHOH(X＝B，P)D．CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形非极性分子，键角均为109°28′
B
(2)(2023·福建厦门模拟)高压发电系统常用SF6作为绝缘气体，该气体分子呈正八面体结构，如图所示。下列有关SF6的说法错误的是( )A．是非极性分子B．键角∠FSF都等于90°C．S与F之间共用电子对偏向FD．基态硫原子的价电子排布式为3s23p4
B
[解析] SF6分子呈正八面体结构，S原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A项正确；SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，键角∠FSF为180°或90°，B项错误；由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C项正确；基态硫原子的价电子排布式为3s23p4，D项正确。
〔对点集训3〕 (1) (2023·山东潍坊检测)下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )A．CO2、H2S B．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl[解析] H2S和NH3、HCl都是含极性键的极性分子；Cl2是含有非极性键的非极性分子；CO2、CH4是只含有极性键的非极性分子；C2H4和C2H2是含有极性键和非极性键的非极性分子。
B
(2) (2023·北京通州模拟)下列说法正确的是( )A．由同一种原子形成的分子可能有极性B．非极性分子中无极性键C．三原子分子AB2一定为非极性分子D．四原子分子AB3一定为非极性分子
A
[解析] 由同一种原子形成的分子可能有极性，也可能没有极性，如O3是极性分子，而O2为非极性分子，A正确；非极性分子中正负电荷重心重合，分子中各个化学键的空间排列对称，其中可能含极性键，也可能不含有极性键，如CH4是由极性键构成的非性分子，P4是由非极性键构成的非极性分子，B错误；三原子分子AB2中若正、负电荷的重心不重合，就属于极性分子，如H2O为极性分子，C错误；四原子分子AB3若是NH3，该分子就属于极性分子，D错误。
微考点4 范德华力、氢键对物质性质的影响 (1) (2023·山东济南模拟)下列物质的性质或数据与氢键无关的是( )A．氨气极易溶于水B．邻羟基苯甲酸(COOHOH)的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸(HOCOOH)的熔点为213 ℃C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比例互溶D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
D
[解析] NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，碳原子数只有两个，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比例互溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，碳原子数有4个，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的大，与氢键无关。
(2) (2023·经典习题汇编)完成下列填空。① (2021·重庆新高考适应性考试)氧化镁载体及镍催化反应中涉及CH4、CO2和CH3OH等物质。上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是________，立体构型为正四面体的分子是________，沸点最高的是CH3OH，其原因是__________________________________________。② (2023·河北唐山一模)P与N同主族，气态氢化物的沸点：NH3______PH3(填“>”或“<”)，说明理由：_______________________________________________________________________。
CO2
CH4
甲醇为极性分子，且甲醇分子间能形
成氢键
>
P与N同主族，但NH3
分子间存在氢键，故气态氢化物的沸点NH3>PH3
③吡啶为含N有机物，这类物质是合成医药、农药的重要原料。下列吡啶类化合物A与Zn(CH2CH3)2(即ZnEt2)反应生成有机化合物B，B具有优异的催化性能。吡啶类化合物A中N原子的杂化类型是________，化合物A易溶于水，原因是______________________________________。④ (2023·山东烟台一模)H2S、H2Se具有类似的晶体结构，其中水溶液酸性较强的是_________，原因是______________________________________________________________。
sp2
A含有的—OH与水分子间能形成氢键
H2Se
S的电负性大于Se，电负性越大与氢
结合得越牢固，不易断键
[解析] ①甲烷和甲醇中碳原子为饱和碳原子，杂化方式为sp3杂化，而二氧化碳分子的立体构型为直线形，杂化方式为sp杂化，则二氧化碳中碳原子杂化类型不同于其他两种；甲烷分子中碳原子的杂化方式为sp3杂化，立体构型为正四面体形；三种物质中甲烷和二氧化碳为非极性分子，甲醇为极性分子，且甲醇分子间能形成氢键，则甲醇的沸点最高。②P与N同主族，但NH3分子间存在氢键，故气态氢化物的沸点NH3>PH3。③A中含N的杂环，类似苯环结构，是平面结构，所以N采取sp2杂化；A易溶于水，与含有的—OH与水分子间能形成氢键有关。④S的电负性大于Se，电负性越大与氢结合得越牢固，形成的化学键越不易断裂，电离就越困难，导致氢化物的酸性越弱，因此酸性H2Se大于H2S。
〔对点集训4〕 (1) (2023·山东潍坊模拟)氢键是强极性键上的氢原子与电负性很大且含孤电子对的原子之间的作用力。下列事实与氢键无关的是( )A．相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点B．一定条件下，NH3与BF3可以形成NH3·BF3C．羊毛制品水洗再晒干后变形D．H2O和CH3COCH3的结构和极性并不相似，但两者能完全互溶
B
[解析] 相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点，是因为H2O、HF中氢键的数目和强度不同，A项不符合题意；NH3与BF3形成NH3·BF3，是因为形成了配位键( )，B项符合题意；羊毛产品水洗再晒干后变形，是因为羊毛的主要成分为蛋白质，水洗再晒干后氢键被破坏，C项不符合题意；H2O能与CH3COCH3形成氢键，故两者能完全互溶，D项不符合题意。
(2)① (2020·全国Ⅲ卷，35节选)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)。CH3CH3熔点比NH3BH3______(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在____________________，也称“双氢键”。② (2019·全国Ⅲ卷，35节选)苯胺与甲苯(CH3)的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是________________________。
低
Hδ＋与Hδ－的静电引力
苯胺分子之间存在氢键
③ (2019·江苏卷，21节选)抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性：____________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
易溶于水
[解析] ①CH3CH3的熔点比NH3BH3的熔点低，原因是NH3BH3分子间存在Hδ＋与Hδ－的静电引力，而CH3CH3分子间只存在范德华力。②苯胺比甲苯的熔、沸点都高，是由于苯胺分子间存在氢键，甲苯分子间只存在范德华力。③根据抗坏血酸的分子结构可知，分子中含有4个—OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水。
归纳拓展：
1
2
3
一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质，范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。 分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。
本讲要点速记：
1.熟记化合物的两种类型(1)离子化合物：含有离子键的化合物；(2)共价化合物：只含有共价键的化合物。2.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。
3.共价键的本质为原子之间形成共用电子对，共价键具有方向性和饱和性。 4.判断σ键、π键的一般规律：共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键有一个σ键和两个π键。 5.掌握等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。 6.价层电子对互斥模型的基本内容：分子或离子中中心原子的价层电子对(成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。
7.杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。 8.氢键是由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)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。 9.“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。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。
第五章
物质结构与性质 元素周期律
第15讲 化学键 分子结构与性质
1.认识构成物质的微粒之间存在相互作用，结合典型实例认识离子键和共价键的形成，建立化学键概念。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。2．认识离子键、共价键的本质。结合常见的离子化合物和共价分子的实例，认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。3．知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征，了解配位化合物的存在与应用。
4．认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。5．知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型；知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键。6．结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行解释和预测。7．知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。8．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。9．结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
考点一
考点二
考点三
考点一 化学键
必备知识·梳理夯实
1.化学键 (1)化学键的定义及分类
(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键________与生成物的新化学键________。 (3)离子键、共价键、金属键的比较：
断裂
形成
带相反电荷的离子
(阴、阳离子)
原子
金属阳离子
自由电子
共用电子对
[微点拨] 关于化学键的几点说明： (1)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。 (2)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。 (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。两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，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，而形成离子键。
2.离子化合物与共价化合物的比较
离子
共价键
阴、阳离子
分子
离子键
共价键
共价键
3.电子式及其书写 (1)定义：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的_________电子(价层电子)的式子。(2)书写方法：
最外层
(3)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，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。如Na2S：______________________________________。②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。如H2O：______________________________________。
(4)写出下列常见微粒的电子式：①原子：Na：__________，Cl：__________。②简单离子：Na＋：___________；F－：______________。③复杂离子：NH：___________________________，OH－：________________。
Na·
Na＋
④离子化合物MgCl2：_______________________________；Na2O2：_______________________________；NaOH：__________________；NH4Cl：________________________________。
⑤非金属单质及共价化合物Cl2：______________；N2：_______________；H2O2：__________________；
CO2：________________________；HClO：________________；CCl4：______________________；
(5)用电子式表示化合物的形成过程Na2S：___________________________________；CaCl2：___________________________________；CH4：__________________________________________；CO2：_________________________________________。
4.化学键类型与物质类别的判断
除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为： (1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。 (2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。 (3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。 (4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(5)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。 (6)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。 (7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
5.化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度______、熔点______，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。②NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也________。 (2)对化学性质的影响①N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2性质很________。②H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易________。
大
高
较高
稳定
分解
[微点拨] 化学键判断常见错误 (1)认为有化学键破坏的变化一定是化学变化，如HCl溶于水破坏共价键是物理变化。 (2)认为物质在熔化时都破坏化学键，如HCl、S等熔化时不破坏化学键。 (3)认为物质中均含化学键，如稀有气体中不含化学键。 (4)认为金属与非金属之间不能形成共价键，如AlCl3中存在共价键。 (5)认为离子化合物中不存在共价键，如NaOH中存在共价键。 (6)认为共价化合物中存在离子键，根据离子化合物定义若含离子键一定是离子化合物。
(7)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但只由非金属元素形成的含有原子团的某些物质中也可能存在离子键，如NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4NO3等。(8)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂不一定是化学变化，如熔融NaCl、粉碎石灰石等。(9)强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物及其过氧化物中存在离子键，这些物质都为离子化合物。(10)离子化合物溶于水或熔化后均电离出自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏；共价化合物在熔融条件时不电离，所以熔融状态时能导电的化合物一定是离子化合物。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)任何原子或离子之间均可形成化学键。( )(2)离子键只存在于离子化合物中，共价键也只存在于共价化合物中。( )(3)金属与非金属形成的化合物一定是离子化合物，含离子键( )(4)含共价键的化合物一定是共价化合物。( )(5)强碱和铵盐均含离子键和共价键。( )
×
×
×
×
×
√
(7)化学反应的实质是化学键的断裂。( )(8)Na与O元素形成的化合物中只含有离子键。( )(9)氢元素与其他元素可形成共价化合物，也可形成离子化合物。( )(10)离子化合物中可能含共价键，共价化合物中可能含离子键。( )
×
×
×
√
√
(12)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力。( )[提示] 除了静电吸引之外，还有静电排斥作用。(13)由非金属元素组成的化合物中只含共价键。( )[提示] 某些铵盐全部由非金属元素组成，但含有离子键。(14)所有的物质中均含化学键。( )[提示] 稀有气体组成的分子中不含有化学键。(15)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。( )[提示] H原子最外层只有1个电子，其与卤素形成的HX含共价键。
×
×
×
×
(16)不同元素的原子构成的分子只含极性共价键。( )[提示] H2O2中既含极性键又含非极性键。(17)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。( )(19)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。( )
×
×
√
√
2．有以下9种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④C2H2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl ⑨AlCl3。请用上述物质的序号填空：(1)不存在化学键的是________。(2)只存在极性共价键的是________。(3)含有非极性共价键的离子化合物是________。(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。(5)只存在离子键的是________。(6)既存在离子键又存在共价键、配位键的是________。
①
②⑨
⑦
④
⑤
⑧
3．(1)金属元素和非金属元素一定形成离子键吗？[提示] 不一定。铝元素和氯元素形成的AlCl3中的化学键是共价键。(2)非金属元素之间只形成共价键吗？[提示] 不一定。NH4Cl中存在离子键。(3)含有离子键的化合物一定是离子化合物吗？[提示] 由离子键构成的化合物叫作离子化合物，含离子键的化合物一定是离子化合物。
(4)共价键只存在于共价化合物中吗？熔融状态的共价化合物能否导电？[提示] 有些单质(如H2、Cl2)、离子化合物(如NaOH)中也含有共价键。熔融状态的共价化合物中不存在自由离子，因此不能导电。(5)写出羟基与甲基的电子式：羟基____________；甲基________________________。
(6)①NaOH熔化，②HCl溶于水，③碘升华，④冰熔化，破坏的作用力各是什么？[提示] ①离子键；②共价键；③分子间作用力；④氢键。(7)有化学键断裂或形成的变化一定是化学变化吗？举例说明。[提示] 不一定。NaCl晶体加热熔化或溶于水破坏离子键，没有新物质生成，不属于化学变化，而将NaCl溶液蒸发结晶，Na＋和Cl－重新形成离子键而成为晶体，也是物理变化。
微考点1 对化学键概念的理解及类型判断 (1) (2023·江苏高三检测)下列关于化学键与化合物的叙述正确的是( )①离子化合物中一定含有金属元素，共价化合物中一定不含有金属元素 ②离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键 ③共价化合物中一定含极性共价键，一定不含非极性共价键 ④只由共价键形成的物质一定是共价化合物 ⑤单质中一定含有化学键A．①⑤ B．② C．②③ D．②④
B
[解析] 离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等均为离子化合物；共价化合物中可能含有金属元素，如氯化铝为共价化合物，故①错误；含离子键的化合物一定为离子化合物，但可能含共价键，如NaOH中含离子键、共价键，②正确；共价化合物中一定含极性共价键，可能含非极性共价键，如H—O—O—H中含极性键、非极性键，③错误；只由共价键形成的物质可能为单质，如氢气，故④错误；单质中不一定含有化学键，如稀有气体中不含化学键，故⑤错误。
(2) (2023·山东日照模拟)下列物质：①MgCl2 ②NH4Cl ③HCl ④NaOH所含化学键类型完全相同的是( )A．①② B．②③ C．①④ D．②④
D
[解析] ①氯化镁电子式为 只含氯离子和镁离子形成的离子键；②氯化铵的电子式为 含有铵根离子和氯离子形成的离子键和氮氢原子形成的共价键；③氯化氢的电子式为 含氢原子和氯原子间形成的共价键；④NaOH的电子式： 含有钠离子和氢氧根离子形成的离子键和氢原子、氧原子形成的共价键；综上所含化学键类型完全相同的是②④。
[解析] 含有离子键的物质有Na2O2、NaOH、Mg3N2、Mg(OH)2、NH4Cl、NaCl，含有非极性键的物质有Na2O2、O2、Cl2，故只有A项符合题意。
A
(2)有如下四种物质，其中所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
B
[解析] MgCl2中只有离子键，属于离子化合物，故A错误；HCl只有共价键，是共价化合物，故B正确；硝酸铵含有离子键和共价键，是离子化合物，故C错误；N2H4只含有共价键，是共价化合物，故D错误。
归纳拓展
判断离子化合物和共价化合物的三种方法
微考点2 化学键与化合物关系判断 (1) (2023·湖南湘豫联考)下列有关离子化合物的说法正确的是( )A．离子化合物中一定含有金属元素，含金属元素的化合物一定是离子化合物B．离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键C．离子化合物中不可能含有共价键D．离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收能量，属于化学变化
B
[解析] 离子化合物中不一定含有金属元素，例如氯化铵等，含金属元素的化合物也不一定是离子化合物，例如氯化铝等，A错误；离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键，B正确；离子化合物中可能含有共价键，例如氢氧化钠等，C错误；离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收能量，但并没有生成新物质，不属于化学变化，D错误。
(2) (2023·湖北咸宁模拟)实现下列变化，需克服相同类型作用力的是( )A．石墨和氯化钠分别受热熔化B．冰的融化和水的分解C．NaCl和HCl溶于水D．干冰和碘的升华[解析] 石墨熔化破坏共价键，NaCl熔化破坏离子键，A错误；冰的融化破坏氢键，水的分解破坏共价键，B错误；NaCl溶于水破坏离子键，HCl溶于水破坏共价键，C错误；干冰和碘的升华均破坏分子间作用力，D正确。
D
〔对点集训2〕 (1) (2023·黑龙江哈师大附中模拟)下列过程中，共价键被破坏的是( )①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③乙醇溶于水④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热分解 ⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水A．④⑥ B．④⑥⑧C．①②④⑤ D．①④⑥⑦
A
[解析] ①碘升华，破坏的是分子间作用力；②溴蒸气被木炭吸附，破坏的是分子间作用力；③乙醇是非电解质，溶于水不发生电离，破坏的是分子间作用力；④HCl气体溶于水，发生电离，HCl共价键被破坏；⑤冰融化，破坏的是氢键和分子间作用力；⑥NH4Cl受热分解，发生化学变化，生成氨气和HCl，有共价键被破坏；⑦氢氧化钠熔化，只有离子键被破坏；⑧(NH4)2SO4溶于水，发生电离，离子键被破坏。综上，④⑥符合题意，A项正确。
(2) (2023·山东潍坊检测)科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n，常用作还原剂。已知，最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150 ℃且熔融状态不能导电，燃烧时放出大量的热量。Al2H4的球棍模型如图所示。下列说法正确的是( )A．Al2H6中Al为－3价，H为＋1价B．Al2H6中含有离子键和极性共价键C．Al2H6为离子化合物D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
D
[解析] A项，在Al2H6中Al为＋3价，H为－1价，错误；B项，Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，错误；C项，Al2H6为共价化合物，错误；D项，Al2H6在空气中完全燃烧，根据元素守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，正确。
归纳拓展
1
2
物质的溶解或熔化与化学键变化 离子化合物的溶解或熔化过程。离子化合物溶于水或熔化后会电离成自由移动的阴离子、阳离子，离子键被破坏。 共价化合物的溶解过程。①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴离子、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。③有些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 单质的溶解过程。某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
3
微考点3 电子式的书写与判断 (1) (2023·山东滨州高三检测)下列表达正确的是( )A．NH4H的电子式为 B．H2S的电子式可表示为C．用电子式表示Na2O的形成过程为 D．CO2电子式为
D
[解析] NH4H的电子式为 A项错误；H2S为共价化合物，电子式应为 B项错误；C项中箭头后面两个钠离子不能合并，正确的表达方法为 故错误，D项二氧化碳的电子式表达正确。
(2)已知：① ；② 下列说法不正确的是( )A．①和②变化过程中都会放出热量B．氯原子吸引电子的能力强于钠原子和氢原子C．①和②中的氯原子均得到1个电子达到8电子稳定结构D．NaCl中含有离子键，HCl中含有共价键
C
[解析] A项，①②都表示新化学键的形成，放出热量，正确；B项，钠原子失去电子，氯原子得到电子，HCl中共用电子对偏向氯原子，说明氯原子吸引电子的能力强于钠原子和氢原子，正确；C项，H原子和Cl原子形成共用电子对，没有发生电子转移，错误；D项，NaCl中Na＋与Cl－形成离子键，HCl中氢原子与氯原子通过共用电子对形成共价键，正确。
归纳拓展
1
2
电子式书写“六项”注意 同一原子的电子式不要既用“·”又用“×”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“·”或“×”。 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。
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。 不要漏写未成键的电子，如N2写成N⋮⋮N是错误的。 不要弄错原子间的连接，如HClO分子中H与O相连。 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。
3
4
5
6
〔对点集训3〕 (1) (2023·河北衡水高三检测)“新冠病毒”疫情让人们再次认识到化学的重要性，下列有关抗疫物资的化学用语表示正确的是( )A．消毒剂中乙醇分子的球棍模型为 B．供氧剂中过氧化钙(CaO2)的电子式： D．口罩“熔喷层”原料中聚丙烯的结构简式：
B
[解析] 此模型为乙醇分子的空间填充模型，A项错误；过氧化钙是离子化合物，其中的阴离子为O，电子式为 B项正确；NaClO为强电解质，在水溶液中完全电离，因此电离方程式为C项错误；聚丙烯的结构简式为 D项错误。
(2)下列化学用语正确的是( )A．①②③④⑦ B．①③④⑦⑧C．②③④⑤⑥ D．①③⑤⑥⑧
B
[解析] 硼原子最外层只有3个电子，BCl3的电子式为 故②错误；在离子化合物中阴、阳离子应相间排布，则硫化钾的电子式应为 故⑤错误；在N2H4中，N与N之间是单键，故⑥错误。
[微点拨] 陌生电子式书写方法①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物。②确定该物质中各原子的成键方式。③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求，分析各原子共用电子对的情况。④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析，书写电子式。
考点二 共价键的键参数及应用
必备知识·梳理夯实
1.共价键的本质和特征(1)共价键的本质是原子之间形成______________(即原子轨道重叠后，高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用)。(2)共价键的一般特征具有__________和方向性(氢气中s－s σ键不具有方向性)。
共用电子对
饱和性
2.共价键的类型 (1)σ键
头碰头
连线
不变
轴对称
较大
(2)π键
肩并肩
镜像
原子核
镜像
不能
断裂
[微点拨] 原子形成共价键时优先形成σ键，成键原子半径越大，越难形成π键，如Si等难形成双键。
3.σ键与π键的判断方法 (1)依据轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。 (2)依据单、双键进行判断：共价单键全是σ键，共价双键中含有一个σ键一个π键；共价三键中含有一个σ键和两个π键。 (3)依据强度方式判断：σ键的强度较大，较稳定。π键活泼，比较容易断裂(注意：N≡N中的π键强度较大)。
(4)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。 (5)σ键的数目＝单键数＋双键数＋三键数＋配位键数(配位键为σ键)。 (6)π键的数目＝双键数＋三键数×2。
4.极性键与非极性键的判断 (1)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。 (2)看电子对的偏移：共用电子对有偏移的为极性键，无偏移的为非极性键。 (3)看电负性：成键原子电负性不同，即不同种元素形成的为极性键。
5.键参数—键能、键长与键角 (1)定义
(2)键参数对分子结构和性质的影响[微点拨] 一般情况下，构成共价键的原子半径越小，键长越短，共价键的键能越大，分子越稳定。
6.配位键和配位化合物 超分子 (1)配位键成键一方提供____________，另一方提供空轨道形成共价键，这类“电子对给予—接受”键称为配位键。 (2)配位化合物①定义：通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
孤电子对
②组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例：
(3)超分子(广义的分子，包括离子)①定义：超分子是由两种或两种以上的________通过__________相互作用形成的分子聚集体。②重要特征：A.____________；B.自组装。
分子
分子间
分子识别
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( )(3)H与O形成分子式是H2O而不是H3O的原因是共价键有饱和性。( )(4)s-s σ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同。( )(5)任何共价键形成时，原子轨道重叠都有方向性。( )
×
×
×
√
√
(6)CO2、CCl4分子中均有π键。( )(7) OOH分子中有5个σ键和1个π键。( )(8)离子化合物中一定不存在非极性键。( )[提示] Na2O2中存在离子键，两个O之间为非极性键。(9)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。( )(10)H2O2分子中既有极性键，又有非极性键。( )(11)通常σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强。( )(12)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )[提示] 先形成σ键再形成π键。
×
×
×
×
√
√
√
(13)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。( )(14)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为14NA。( )[提示] [Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。(15)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键。( )(16)N2分子中σ键与π键的个数比是2∶1。( )[提示] 氮氮三键中有一个σ键两个π键，个数比为1∶2。
×
×
√
√
(17)键长等于成键两原子的半径之和。( )(18)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍。( )[提示] 碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，能量小于碳碳单键键能的2倍。
×
×
2．(1)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
3．(1)1 mol HOOCCH2CH2CHO分子中含有________mol单键，______mol双键；含有______mol π键，________mol σ键。(2)在[Ag(NH3)2]＋中________的______原子提供孤电子对，________提供空轨道。(3)用“>”或“<”填空。①键能：H—F______H—Cl______H—Br______H—I，H—C______H—N______H—O______H—F。②键长：H—F______H—Cl______H—Br______H—I，H—C______H—N______H—O______H—F。③分子稳定性：HF______HCl______HBr______HI，CH4______NH3______H2O______HF。
10
2
2
12
NH3
N
Ag＋
>
>
>
<
<
<
<
<
<
>
>
>
>
>
>
<
<
<
(4)①Co的氯化物与氨水反应可形成配合物[CoCl(NH3)5]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________，含1 mol [CoCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成______mol AgCl沉淀。②下列物质中，a.只含有极性键的分子是__________，b.既含离子键又含共价键的化合物是______；c.只存在σ键的分子是__________，d.同时存在σ键和π键的分子是__________。A．H2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C3H6E．C2H6 F．CaCl2 G．(NH4)2SO4
21NA
2
B、C
G
A、C、E
B、D
(5)结合事实判断CO和N2相对更活泼的是________，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CO
断开CO分子的第一个化学键所需
要的能量(273.0 kJ·mol－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量
(523.3 kJ·mol－1)小
[提示] 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1 071.9－798.9)kJ·mol－1＝273.0 kJ·mol－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4)kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1]小，可知CO相对更活泼。
微考点1 共价键的类型及判断 (1) (2023·四川自贡模拟)下列说法中不正确的是( )A．π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的B．CH4中的4个C—H键都是H的1s轨道与C的sp3杂化轨道形成的s-sp3σ键C．C2H2分子中σ键与π键个数比为1∶1
C
(2)从微观上对成键情况进行分析判断有利于我们认识和理解物质的性质。① (2023·河北沧州一模)已知：[Co(CN)6]4－是强还原剂，与水反应能生成[Co(CN)6]3－，CN－中含有σ键与π键的数目之比为________。② (2023·湖南高三模拟)SCN－常用于检验Fe3＋，其对应酸有硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N===C===S)两种。硫氰酸分子中σ键与π键的数目之比为________。
1∶2
3∶2
③ (2023·广东广州一模)C20分子是由许多正五边形构成的空心笼状结构，如图所示，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键。则1个C20分子中含________个σ键。
30
极性共价键
6NA
〔对点集训1〕 (1) (2022·广东电白第一中学模拟)下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键[解析] 同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；π键不能单独存在，含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误，D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
B
(2)在下列物质中：①HCl ②N2 ③NH3 ④Na2O2 ⑤H2O2⑥NH4Cl ⑦NaOH ⑧Ar ⑨CO2 ⑩C2H4(ⅰ)只存在非极性键的分子是_______；既存在非极性键又存在极性键的分子是_______；只存在极性键的分子是_______。(ⅱ)只存在单键的分子是_______，存在三键的分子是_______，只存在双键的分子是_______，既存在单键又存在双键的分子是________。
②
⑤⑩
①③⑨
①③⑤
②
⑨
⑩
(ⅲ)只存在σ键的分子是_______，既存在σ键又存在π键的分子是_______。(ⅳ)不存在化学键的是________。(ⅴ)既存在离子键又存在极性键的是_______；既存在离子键又存在非极性键的是_______。
①③⑤
②⑨⑩
⑧
⑥⑦
④
(3)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。①CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或“π”)键，从化学键是否具有极性来看属于________键。②已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为_________。③C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________。
σ
极性
1∶1
30
④利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为CClOCl，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为______。A．4个σ键 B．2个σ键、2个π键C．2个σ键、1个π键 D．3个σ键、1个π键
D
归纳拓展
1
2
快速判断σ键、π键的常用方法 由共用电子对数判断：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是σ键。
微考点2 共价键的键参数 (1) (2023·江西南昌质检)已知几种共价键的键能如下表：下列说法错误的是( )A．键能：N≡N>N===N>N—NB．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431.8 kJ·mol－1C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝－463.9 kJ·mol－1
C
[解析] A项，三键键长小于双键键长，双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能大小顺序为N≡N>N===N>N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431.8 kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能，由分子构成的物质，熔、沸点与键能无关，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl－Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9 kJ·mol－1，正确。
D
[解析] N≡N键由一个σ键和两个π键构成，σ键与π键的键能不相等，所以N—N键键能不等于315.3 kJ·mol－1，A不正确；N≡N键键能比H—H键键能大，但由于H原子的原子半径小，所以N≡N键的键长大于H—H键的键长，B错误；O2中氧原子间是以双键结合，C不正确，键能越大，分子越稳定，D正确。
(3) (2022·河北衡水高三检测)已知键能、键长部分数据如下表：
①下列推断正确的是__________(填字母，下同)。A．稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF②下列有关推断正确的是______。A．同种元素形成的共价键，键能：三键>双键>单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物中化学键的键能越大，其稳定性越弱
ACD
A
③在HX(X表示卤素原子)分子中，键长最短的是________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”“小于”或“等于”)O===O键的键长。
HF
HI
大于
[解析] ①根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；水分子间氢键强于NH3分子间氢键，在常温下，H2O为液态而NH3为气体，所以H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。②由碳碳键的数据知A项正确；由O—O、O===O的键能知，B项错误；C—H的键长大于N—H的键长，但是N—H的键能反而较小，C项错误；一般来说，氢化物中键能越大，氢化物稳定性越强，D项错误。
〔对点集训2〕 (1) (2023·山东滨州高三检测)下列说法中正确的是( )A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ
B
[解析] 键长越长，键能越小，分子越不稳定，A错误；共价键一般形成于非金属元素之间，而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素，第ⅦA族元素均是活泼非金属元素，二者易形成离子键，B正确；水分子立体构型为Ⅴ形，两个H—O键的键角约为104.5°，C错误；断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量，而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量，D错误。
(2) (2023·辽宁朝阳期末)氰气[(CN)2]是剧毒性物质，结构式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素相似。下列叙述中错误的是( )A．氰气分子中含有σ键和π键的数目之比为3∶4B．氰气分子中N≡C的键长大于C≡C的键长C．氰气分子中C—C的键能小于乙烯中C===C的键能D．氰化氢(HCN)在一定条件下能与烯烃发生加成反应
B
[解析] 氰气的结构式为N≡C—C≡N，分子中含有1个单键和2个三键，故σ键和π键的数目之比为3∶4，A正确；由于C原子半径大于N原子半径，故N≡C的键长小于C≡C的键长，B错误；C===C中有1个σ键和1个π键，C—C只有σ键，显然C—C的键能小于乙烯中C===C的键能，C正确；HCN的结构式为H—C≡N，H—C易发生断裂，烯烃中含有C===C，其中π键易断裂，故在一定条件下HCN能与烯烃发生加成反应，D正确。
微考点3 配位化合物的组成与性质 (1) (2023·河北衡水模拟)过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法正确的是( )A．1 mol配离子中含有的π键的个数是6×6.02×1023个B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化C．该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
A
[解析] 根据配离子结构示意图可知：1 mol配离子中含有的π键的个数是6NA，即6×6.02×1023个，故A正确；该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化，故B错误；该配离子含有的非金属元素有C、O、H，根据它们的非金属性可知，电负性最大的是氧，故C错误；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，故D错误。
(2) (2023·山东滨州模拟)氮、锂、锌等元素及其化合物在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途。卟啉锌超分子结构如图所示。
A．卟啉锌超分子中的碳原子采取的杂化方式为_______________，图中①②③④处的化学键属于配位键的是____ (填序号)。B．已知离子核外没有未成对d电子的过渡金属离子形成的水合离子是无色的，Ti4＋、V3＋、Ni2＋三种离子的水合离子无颜色的是_______ (填离子符号)。
sp2、sp3
②
Ti4＋
[解析] A．苯环、含氮杂环、碳碳双键中的碳原子均为sp2杂化，甲基中的碳原子为sp3杂化；图中所标四处中，③为非极性共价键，④为极性共价键，①处N原子形成3个键，N原子价电子数为5，所以3个键均为极性共价键，N原子还有一对孤电子对，②处N原子形成4个键，则与Zn原子形成的应是配位键；B.Ti4＋的核外电子排布式：1s22s22p63s23p6，没有3d电子，则其水合离子无颜色；V3＋核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d2，有未成对d电子，其水合离子有颜色；Ni2＋核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d8，有未成对d电子，其水合离子有颜色；故上述三种离子中水合离子无颜色的是Ti4＋。
C
(2) (2022·山东潍坊模拟)①向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇时，析出深蓝色的晶体。则：a.“首先形成蓝色沉淀”对应的离子方程式为__________________________________________________。b．实验过程中出现的“深蓝色的透明溶液”和“深蓝色的晶体”都是因为存在配离子__________________ (填离子符号)。该配离子中存在的化学键有______________________________；其配体的中心原子的杂化类型为____________。
[Cu(NH3)4]2＋
共价键(或极性键)、配位键
sp3
②Cu2＋可形成多种配合物，与Cu2＋形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________________。③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
具有孤电子对
F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子
[解析] ①硫酸铜溶液中加入氨水，先发生复分解反应，生成硫酸铵和氢氧化铜沉淀，然后过量的氨水和氢氧化铜反应生成四氨合铜配离子，配离子中氨和铜之间是配位键，氨中氮和氢原子间是极性共价键；配体氨中氮原子为sp3杂化。③NF3与NH3的差别在于前者氮元素呈＋3价，后者氮元素呈－3价，分子中共用电子对偏向不同，因此NH3作配体能力比NF3强得多，NF3不易与Cu2＋形成配离子。
考点三 分子的空间结构
必备知识·梳理夯实
1.价层电子对互斥模型(VSEPR model) (1)理论要点①价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”____________的结果。②VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对(多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对)和中心原子上的____________。
相互排斥
孤电子对
(2)中心原子价层电子对数的计算用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。
其中：a为中心原子的价电子数(对于主族元素等于原子的_________电子数，阳离子要减去电荷数，阴离子要加上电荷数)；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________的电子数(氢原子为1，其他原子＝8－该原子的价电子数，如卤族元素为1，氧族元素为2等)。
最外层
接受
(3)VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系
直线形
平面三角形
V形
正四面体形
三角锥形
V形
[微点拨] VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系(1)VSEPR模型反映中心原子的价层电子对的空间结构，而分子(或离子)的空间结构是指σ键电子对的空间结构，不包括孤电子对。(2)VSEPR模型和分子的空间结构不一定相同，还要看中心原子是否有孤电子对，若不含孤电子对，二者空间结构相同，否则不相同。(3)根据VSEPR模型判断分子(或离子)的空间结构时，要略去孤电子对。
2.杂化轨道理论简介 (1)理论要点①当原子成键时，原子中能量________的价电子轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数________，得到与原轨道数目________、方向________的一组新的杂化轨道。②杂化轨道数不同，轨道间的________不同，形成分子的空间结构也不同。
相近
不变
相等
不同
夹角
(2)杂化轨道的类型
(3)杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系
sp
直线
Sp2^
V
平面三角
sp3
三角锥
正四面体
[微点拨] 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。
3.分子的性质 (1)键的极性和分子的极性①共价键的极性对化学性质的影响键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸(R—COOH)的酸性强弱与其分子的组成和结构有关，烃基(R—)是推电子基团，烃基越长推电子效应________，使羧基中的羟基的极性________，羧酸的酸性________。
越大
越小
越弱
②分子的极性[微点拨] 根据分子中化学键的极性的向量和判断分子的极性，当分子中各个键的极性的向量和等于0时，是非极性分子，否则是极性分子。
重合
不重合
非极性键 或极性键
极性键 (可能有非极性键)
(2)范德华力及其对物质性质的影响
(3)氢键及其对物质性质的影响
(4)溶解性①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于__________溶剂，极性溶质一般能溶于________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________。②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。乙醇中的—OH与水分子的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。[微点拨] ①氢键属于一种较强的分子间作用力，但不属于化学键。其键长一般定义为A—H…B的长度，而非H…B的长度。②氢键的存在会引起密度的变化。例如水结冰时体积膨胀、密度减小的反常现象可用氢键解释。
非极性
极性
增大
(5)分子的手性
[微点拨] 分子极性与键的极性的关系
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)中心原子的价层电子对数为3时，VSEPR模型为平面三角形。( )(2)VSEPR模型与粒子结构一定相同。( )(3)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。( )(4)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( )(5)只要分子空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。( )
√
×
√
×
×
(6)中心原子是sp杂化的，其分子空间结构不一定为直线形。( )(7)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。( )(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。( )(9)N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键。( )(10)H2O与H2S分子中的中心原子的价层电子对数均为4，其VSEPR模型相同。( )(11)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大。( )
√
√
√
√
×
×
(12)CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形，键角均为109°28′。( )(13)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中。( )[提示] 氢键属于分子间作用力，不是化学键。(14)氢键不是化学键，因此不具有方向性和饱和性。( )(15)可燃冰(CH4·nH2O,6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。( )
×
×
×
×
(16)萃取碘水中的I2可用CCl4、苯等非极性溶剂，原理是相似相溶。( )[提示] 因为相似相溶，I2在有机溶剂中的溶解度较大，在水中的溶解度较小。(17)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。( )[提示] 卤素氢化物(如HF)中可能含有氢键，会使熔、沸点升高。(18)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。( )[提示] H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。
√
×
×
<
<
>
>
(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中氮原子上有1对孤电子对，H2O分子中氧原子上有2对孤电子对，随着孤电子对的增多，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小
(3)根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论填写下表。
0
2
直线形
直线形
sp
0
3
平面三角形
平面三角形
sp2
1
4
四面体形
三角锥形
sp3
0
4
正四面体形
正四面体形
sp3
1
4
四面体形
三角锥形
sp3
(4)NH3极易溶于水的因素有哪些？[提示] ①NH3分子和H2O分子都是极性分子，相似相溶；②NH3分子与H2O分子之间形成氢键；③NH3与H2O反应生成NH3·H2O。(5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高吗？[提示] 不一定，如果形成的氢键是分子内氢键，则使物质的熔、沸点降低。
(6)S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性______，理由是_____________________________________________________________________________________________________________。
强
S的正电性越高，导致S—O—H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强
(7)如图是两种具有相同分子式的有机物——邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸的结构简式。请回答：①邻羟基苯甲酸易形成__________氢键。②沸点较高的是________________。
分子内
对羟基苯甲酸
(8)下列事实与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。①冰的硬度比一般的分子晶体的大；②甘油的黏度大；③邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；④氨气极易溶于水；⑤氟化氢的熔点高于氯化氢。[提示] ①、②、④中存在分子间氢键；③邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键，对羟基苯甲酸中存在分子间氢键；⑤氟化氢中存在分子间氢键，氯化氢中没有氢键。
(9)氢键不属于化学键，属于分子间作用力。与范德华力不同，氢键既有饱和性，又有方向性。每个氢原子只形成一个氢键，每个H2O分子能形成4个氢键，分别为水分子中两个氢原子吸引其余水分子中心原子上的孤电子对，以及水分子中氧原子上的孤电子对被其余水分子中的氢原子所吸引。①1 mol冰中的氢键数目是多少？②生命体中许多大分子内也存在氢键，而且对生命物质的高级结构和生物活性具有重要的意义。例如，氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因(如图)，DNA双螺旋的两个螺旋链也正是用氢键相互结合的。DNA双螺旋链如何依靠氢键相互连接？
[提示] ①每个水分子能形成4个氢键，每个氢键对该水分子的贡献为1/2，则1 mol冰中的氢键数目为2NA。②DNA分子中的碱基靠氢键形成碱基对，从而将两条链连接在一起。
微考点1 分子空间构型的判断 (2023·山东潍坊检测)用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和COCl2的空间结构，两个结论都正确的是( )A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形
D
C
B
[微点拨] 价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构，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。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的空间结构一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的空间结构不一致。
微考点2 杂化类型的判断 (1) (2023·河北衡水模拟)下列分子中，中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中不含π键的是( )A．CO2 B．BeCl2 C．BF3 D．HCN[解析] A项CO2分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键；B项BeCl2分子中Be原子采取sp杂化，为直线形分子，不含π键；C项BF3分子中B原子采取sp2杂化，为平面三角形结构；D项HCN分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键。
B
(2) (2023·经典习题汇编)短周期主族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。请回答：① (2023·山东聊城一模)Pt与NH3能够形成顺铂与反铂两种结构，如图所示，由此可判断中心原子Pt杂化方式肯定不是sp3杂化，理由是________________________________________________________________________________。
若Pt以sp3杂化轨道成键，分子应为四面体结构，则不存在顺铂和反铂同分异构现象
② (2023·山东日照检测)四硼酸根为立体结构。
sp2、sp3
正四面体形、平面三角形
三角锥形
Br－半径较大，无法形成[PBr6]－
④ (2021·广东新高考适应性考试)黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。图2黑磷区中P原子的杂化方式为________，石墨区中C原子的杂化方式为_________。
sp3
sp2
[解析] ①由图知Pt形成4个键分别与两个Cl和两个N相连，若Pt是sp3杂化，其分子的空间结构与VSEPR模型相同，为四面体形，不存在顺反异构体。
四面体形
sp3
归纳拓展
1
2
杂化类型的判断方法 根据价层电子对数：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。 根据杂化轨道间的夹角：①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。
根据分子的空间结构①直线形——sp杂化。②平面三角形——sp2杂化。③四面体形或三角锥形——sp3杂化。④V形——sp2杂化(孤电子对数1)，sp3杂化(孤电子对数是2)。 根据等电子体原理：如CO2是直线形分子，SCN－、NO、N与CO2是等电子体，所以分子的空间结构均为直线形，中心原子均是sp杂化。 非ABn型多原子分子可结合多个“中心原子”进行推断。如乙醇腈( )中O的杂化方式为sp3，C的杂化方式为sp3、sp。
3
4
5
〔对点集训2〕 (1) (2023·山东青岛模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的空间结构为平面三角形，则其阳离子的空间结构和阳离子中氮原子的杂化方式为( )A．直线形 sp杂化B．V形 sp2杂化C．三角锥形 sp3杂化D．平面三角形 sp2杂化
A
(2) (2023·宁夏利通模拟)下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是( )A．PCl3中P原子为sp3杂化，为三角锥形B．BCl3中B原子为sp2杂化，为平面三角形C．CS2中C原子为sp杂化，为直线形D．H2S中S原子为sp杂化，为直线形
D
微考点3 共价键的极性与分子极性的判断 (1) (2023·山东济南模拟)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是( )A．H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子B．NF3和PCl3均为极性分子，中心原子均采取sp3杂化C．H3BO3和H3PO3均为三元酸，结构简式均为XHOOHOH(X＝B，P)D．CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形非极性分子，键角均为109°28′
B
(2)(2023·福建厦门模拟)高压发电系统常用SF6作为绝缘气体，该气体分子呈正八面体结构，如图所示。下列有关SF6的说法错误的是( )A．是非极性分子B．键角∠FSF都等于90°C．S与F之间共用电子对偏向FD．基态硫原子的价电子排布式为3s23p4
B
[解析] SF6分子呈正八面体结构，S原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A项正确；SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，键角∠FSF为180°或90°，B项错误；由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C项正确；基态硫原子的价电子排布式为3s23p4，D项正确。
〔对点集训3〕 (1) (2023·山东潍坊检测)下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )A．CO2、H2S B．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl[解析] H2S和NH3、HCl都是含极性键的极性分子；Cl2是含有非极性键的非极性分子；CO2、CH4是只含有极性键的非极性分子；C2H4和C2H2是含有极性键和非极性键的非极性分子。
B
(2) (2023·北京通州模拟)下列说法正确的是( )A．由同一种原子形成的分子可能有极性B．非极性分子中无极性键C．三原子分子AB2一定为非极性分子D．四原子分子AB3一定为非极性分子
A
[解析] 由同一种原子形成的分子可能有极性，也可能没有极性，如O3是极性分子，而O2为非极性分子，A正确；非极性分子中正负电荷重心重合，分子中各个化学键的空间排列对称，其中可能含极性键，也可能不含有极性键，如CH4是由极性键构成的非性分子，P4是由非极性键构成的非极性分子，B错误；三原子分子AB2中若正、负电荷的重心不重合，就属于极性分子，如H2O为极性分子，C错误；四原子分子AB3若是NH3，该分子就属于极性分子，D错误。
微考点4 范德华力、氢键对物质性质的影响 (1) (2023·山东济南模拟)下列物质的性质或数据与氢键无关的是( )A．氨气极易溶于水B．邻羟基苯甲酸(COOHOH)的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸(HOCOOH)的熔点为213 ℃C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比例互溶D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
D
[解析] NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，碳原子数只有两个，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比例互溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，碳原子数有4个，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的大，与氢键无关。
(2) (2023·经典习题汇编)完成下列填空。① (2021·重庆新高考适应性考试)氧化镁载体及镍催化反应中涉及CH4、CO2和CH3OH等物质。上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是________，立体构型为正四面体的分子是________，沸点最高的是CH3OH，其原因是__________________________________________。② (2023·河北唐山一模)P与N同主族，气态氢化物的沸点：NH3______PH3(填“>”或“<”)，说明理由：_______________________________________________________________________。
CO2
CH4
甲醇为极性分子，且甲醇分子间能形
成氢键
>
P与N同主族，但NH3
分子间存在氢键，故气态氢化物的沸点NH3>PH3
③吡啶为含N有机物，这类物质是合成医药、农药的重要原料。下列吡啶类化合物A与Zn(CH2CH3)2(即ZnEt2)反应生成有机化合物B，B具有优异的催化性能。吡啶类化合物A中N原子的杂化类型是________，化合物A易溶于水，原因是______________________________________。④ (2023·山东烟台一模)H2S、H2Se具有类似的晶体结构，其中水溶液酸性较强的是_________，原因是______________________________________________________________。
sp2
A含有的—OH与水分子间能形成氢键
H2Se
S的电负性大于Se，电负性越大与氢
结合得越牢固，不易断键
[解析] ①甲烷和甲醇中碳原子为饱和碳原子，杂化方式为sp3杂化，而二氧化碳分子的立体构型为直线形，杂化方式为sp杂化，则二氧化碳中碳原子杂化类型不同于其他两种；甲烷分子中碳原子的杂化方式为sp3杂化，立体构型为正四面体形；三种物质中甲烷和二氧化碳为非极性分子，甲醇为极性分子，且甲醇分子间能形成氢键，则甲醇的沸点最高。②P与N同主族，但NH3分子间存在氢键，故气态氢化物的沸点NH3>PH3。③A中含N的杂环，类似苯环结构，是平面结构，所以N采取sp2杂化；A易溶于水，与含有的—OH与水分子间能形成氢键有关。④S的电负性大于Se，电负性越大与氢结合得越牢固，形成的化学键越不易断裂，电离就越困难，导致氢化物的酸性越弱，因此酸性H2Se大于H2S。
〔对点集训4〕 (1) (2023·山东潍坊模拟)氢键是强极性键上的氢原子与电负性很大且含孤电子对的原子之间的作用力。下列事实与氢键无关的是( )A．相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点B．一定条件下，NH3与BF3可以形成NH3·BF3C．羊毛制品水洗再晒干后变形D．H2O和CH3COCH3的结构和极性并不相似，但两者能完全互溶
B
[解析] 相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点，是因为H2O、HF中氢键的数目和强度不同，A项不符合题意；NH3与BF3形成NH3·BF3，是因为形成了配位键( )，B项符合题意；羊毛产品水洗再晒干后变形，是因为羊毛的主要成分为蛋白质，水洗再晒干后氢键被破坏，C项不符合题意；H2O能与CH3COCH3形成氢键，故两者能完全互溶，D项不符合题意。
(2)① (2020·全国Ⅲ卷，35节选)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)。CH3CH3熔点比NH3BH3______(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在____________________，也称“双氢键”。② (2019·全国Ⅲ卷，35节选)苯胺与甲苯(CH3)的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是________________________。
低
Hδ＋与Hδ－的静电引力
苯胺分子之间存在氢键
③ (2019·江苏卷，21节选)抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性：____________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
易溶于水
[解析] ①CH3CH3的熔点比NH3BH3的熔点低，原因是NH3BH3分子间存在Hδ＋与Hδ－的静电引力，而CH3CH3分子间只存在范德华力。②苯胺比甲苯的熔、沸点都高，是由于苯胺分子间存在氢键，甲苯分子间只存在范德华力。③根据抗坏血酸的分子结构可知，分子中含有4个—OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水。
归纳拓展：
1
2
3
一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质，范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。 分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。
本讲要点速记：
1.熟记化合物的两种类型(1)离子化合物：含有离子键的化合物；(2)共价化合物：只含有共价键的化合物。2.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。
3.共价键的本质为原子之间形成共用电子对，共价键具有方向性和饱和性。 4.判断σ键、π键的一般规律：共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键有一个σ键和两个π键。 5.掌握等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。 6.价层电子对互斥模型的基本内容：分子或离子中中心原子的价层电子对(成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。
7.杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。 8.氢键是由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)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。 9.“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。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。
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