高考化學一輪復習第五章物質結構與性質元素周期律第三講化學鍵與物質構成分子結構與性質學案

第三講化學鍵與物質構成分子結構與性質考點一化學鍵與物質構成(命題指數(shù)★★★)1．離子鍵和離子化合物：(1)離子鍵的形成和存在。離子鍵的含義帶相反電荷離子之間的相互作用成鍵粒子陰、陽離子成鍵實質靜電作用成鍵元素通常是活潑的金屬元素和活潑的非金屬元素間易形成離子鍵離子鍵的存在存在于離子化合物中(2)離子化合物。①概念：由離子鍵構成的化合物。②常見物質：A．強堿：如NaOH、KOH、Ba(OH)2等。B．絕大多數(shù)鹽：如NaCl、NH4Cl、KNO3等。C．金屬氧化物：如Na2O、MgO、CaO等。(3)表示方法。①電子式：在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的最外層電子(價電子)的式子。A．原子，如Na的電子式為Na×；S的電子式為·eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))__·。B．離子，如Na＋的電子式為Na＋；S2－的電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－。C．化合物，如NaCl的電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(×),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－；MgCl2的電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]－Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－。②用電子式表示離子化合物的形成過程：2．共價鍵和共價化合物：(1)共價鍵的形成和存在。共價鍵的概念原子間通過共用電子對所形成的相互作用。成鍵粒子原子成鍵元素同種或不同種非金屬元素分類①極性鍵：共用電子對發(fā)生偏移②非極性鍵：共用電子對不發(fā)生偏移存在①非金屬元素的多原子單質，如O2、N2等。②共價化合物，如H2O、CO2等。③某些離子化合物，如NaOH、NH4Cl等。(2)共價化合物。①概念：以共用電子對形成分子的化合物。②常見物質：A．酸，如HNO3、H2SO4等。B．非金屬氫化物，如NH3、CH4等。C．非金屬氧化物，如CO2、SO2等。(3)表示方法。用電子式表示HCl的形成過程：H×＋·Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))→Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))。3．化學鍵：(1)概念：使離子相結合或原子相結合的作用力。(2)化學鍵的分類與成因?；瘜W鍵eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(離子鍵—原子間電子的得失,共價鍵—原子間電子對的共用))(3)化學反應的本質：一個化學反應的過程，本質上就是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成的過程。1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)形成離子鍵的陰、陽離子間只存在靜電吸引力。()提示：×。除了靜電吸引之外，還有靜電排斥作用。(2)非金屬元素組成的化合物中只含共價鍵。()提示：×。某些銨鹽全部由非金屬元素組成，就含有離子鍵。(3)CO2的電子式為O∶∶C∶∶O。()提示：×。CO2的電子式為。(4)所有物質中均存在化學鍵。()提示：×。稀有氣體是單原子分子，不含化學鍵。(5)由金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物。()提示：×。由金屬元素和非金屬元素形成的AlCl3是共價化合物。(6)Na2O2是含有非極性鍵的離子化合物。()提示：√。離子化合物Na2O2中兩個氧原子之間是非極性共價鍵。2．化學鍵是純凈物分子內或晶體內相鄰兩個或多個原子(或離子)間強烈的相互作用力的統(tǒng)稱。使離子相結合或原子相結合的作用力通稱為化學鍵。(1)含有離子鍵的化合物一定是離子化合物嗎？提示：由離子鍵構成的化合物叫作離子化合物。含離子鍵的化合物一定是離子化合物。(2)共價鍵只存在于共價化合物中嗎？熔融狀態(tài)的共價化合物能否導電？提示：有些單質(如H2、Cl2)、離子化合物(如NaOH)中也含有共價鍵。熔融狀態(tài)的共價化合物中不存在自由離子，因此不能導電。命題角度1.化學鍵與物質類別的關系【典例1】(2021·日照模擬)下列物質：①MgCl2②NH4Cl③HCl④NaOH所含化學鍵類型完全相同的是()A．①②B．②③C．①④D．②④【解析】選D。①氯化鎂電子式為]-Mg2+]-，只含氯離子和鎂離子形成的離子鍵；②氯化銨的電子式為[H]+]-含有銨根離子和氯離子形成的離子鍵和氮氫原子形成的共價鍵；③氯化氫的電子式為，含氫氯原子間形成的共價鍵；④NaOH的電子式：Na+H]-，含有鈉離子和氫氧根離子形成的離子鍵和氫、氧形成的共價鍵；綜上所含化學鍵類型完全相同的是②④?！緜溥x例題】(2021·合肥模擬)下列有關化學鍵和化合物的敘述正確的是()①化學鍵是可以使離子相結合，也可以使原子相結合的作用力②只含共價鍵的物質一定是共價化合物③Na2O2中含有離子鍵和非極性鍵④離子化合物與共價化合物的區(qū)別可以看是否有金屬元素A．①②B．①③C．②③D．①②③【解析】選B。形成化學鍵的微?？赡苁请x子也可能是原子但不能是分子，故①正確；只含共價鍵的物質可能是單質，如O2等，故②錯誤；Na2O2中鈉離子和過氧根離子之間存在離子鍵，氧原子和氧原子之間存在非極性共價鍵，故③正確；氯化鋁中含有金屬元素，但氯化鋁是共價化合物，氯化銨中全部是非金屬元素，但氯化銨為離子化合物，故④錯誤。命題角度2.物質變化與作用力的關系【典例2】下列過程中，共價鍵被破壞的是()①碘升華②溴蒸氣被木炭吸附③乙醇溶于水④HCl氣體溶于水⑤冰融化⑥NH4Cl受熱分解⑦氫氧化鈉熔化⑧(NH4)2SO4溶于水A．④⑥B．④⑥⑧C．①②④⑤ D．①④⑥⑦【解析】選A。①碘升華，破壞的是分子間作用力；②溴蒸氣被木炭吸附，破壞的是分子間作用力；③乙醇是非電解質，溶于水不發(fā)生電離，破壞的是分子間作用力；④HCl氣體溶于水，發(fā)生電離，HCl共價鍵被破壞；⑤冰融化，破壞的是分子間作用力；⑥NH4Cl受熱分解，發(fā)生化學變化，生成氨氣和HCl，共價鍵被破壞；⑦氫氧化鈉熔化，只有離子鍵被破壞；⑧(NH4)2SO4溶于水，發(fā)生電離，離子鍵被破壞。綜上，④⑥符合題意，A項正確。命題角度3.電子式的書寫【典例3】(2021·南京模擬)下列表達正確的是()A．HClO的電子式為Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))B．H2S的電子式可表示為H＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－H＋C．用電子式表示Na2O的形成過程：2Na×＋·eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))·→2Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]2－D．BaCl2的電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－Ba2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－【解析】選D。因HClO為共價化合物，根據(jù)共價鍵成鍵的特點，氫原子形成一對共用電子對，氧原子形成兩對共用電子對，氯原子形成一對共用電子對，HClO的電子式為Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))，故A錯誤；H2S為共價化合物，硫原子中最外層有8個電子達到穩(wěn)定結構，分子中存在兩個H—S鍵，其正確的電子式為Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H，故B錯誤；Na2O為離子化合物，用電子式表示Na2O的形成過程為，故C錯誤；BaCl2為離子化合物，只含離子鍵，電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－Ba2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－，故D正確。1．離子鍵與共價鍵的比較：離子鍵共價鍵概念帶相反電荷的離子之間的相互作用原子之間通過共用電子對所形成的相互作用成鍵方式通過得失電子達到穩(wěn)定結構通過形成共用電子對達到穩(wěn)定結構成鍵粒子陰、陽離子原子形成條件活潑金屬元素與活潑非金屬元素作用同種或不同種非金屬元素作用存在離子化合物中絕大多數(shù)非金屬單質、共價化合物、某些離子化合物中形成過程(舉例)H×＋·eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))·＋×H→Heq\o\al(\s\up1(×),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(×),\s\do1(·))H2.離子化合物和共價化合物的判斷方法：(1)根據(jù)構成物質粒子間的成鍵類型判斷。一般來說，活潑的金屬原子和活潑的非金屬原子間易形成離子鍵，同種或不同種非金屬原子間形成共價鍵。①含有離子鍵的化合物一定是離子化合物，但離子化合物中也可能含有共價鍵，如NH4Cl、Na2SO4、NaOH、Na2O2等。②只含共價鍵的化合物是共價化合物，共價化合物中一定沒有離子鍵。③離子化合物中一般既含金屬元素又含非金屬元素(銨鹽除外)；共價化合物中一般只含非金屬元素(有些共價化合物中也含金屬元素，如AlCl3等)。(2)根據(jù)化合物的類型判斷。大多數(shù)堿性氧化物、強堿和絕大多數(shù)鹽都屬于離子化合物；非金屬氫化物、非金屬氧化物、含氧酸、絕大多數(shù)有機化合物屬于共價化合物。(3)根據(jù)化合物的性質判斷。①熔融狀態(tài)下導電的化合物是離子化合物，不導電的化合物為共價化合物。②熔、沸點較低的化合物(SiO2、SiC除外)一般為共價化合物。3．判斷2電子、8電子穩(wěn)定結構的方法：(1)分子中若含氫原子，則氫原子滿足的是2電子穩(wěn)定結構。(2)判斷8電子結構的方法有以下兩種。方法一：原子最外層電子數(shù)＋共用電子對數(shù)＝8，如在HCl中，對氯原子來說，最外層有7個電子，共用電子對數(shù)為1，則氯原子能滿足8電子結構，對氫原子則不能滿足8電子結構。方法二：分子中各原子的最外層電子數(shù)之和＝8×分子中原子總數(shù)－2×共用電子數(shù)，如PCl3最外層電子數(shù)為26＝8×(1＋3)－2×3，即磷和氯都能滿足8電子結構。命題點1.化學鍵與物質類型的關系(基礎性考點)1．(2021·徐州模擬)下列關于化學鍵和化合物的說法正確的是()A．完全由非金屬元素形成的化合物一定是共價化合物B．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物C．化學鍵是直接相鄰的原子或離子之間存在的強烈的相互作用D．由金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物【解析】選C。完全由非金屬元素形成的化合物，可能為離子化合物，如銨鹽為離子化合物，故A錯誤；含有共價鍵的化合物可能是離子化合物，如Na2O2等，故B錯誤；化學鍵通常指的是相鄰的兩個或多個原子之間的強烈的相互作用，這種相互作用既包括吸引力也包括排斥力，故C正確；由金屬元素和非金屬元素形成的化合物不一定為離子化合物，如AlCl3為共價化合物，故D錯誤。2．(2021·哈爾濱模擬)下列物質中，從化學鍵的角度看，有一種與其他三種明顯不同，這種物質是()A．Na2O2B．CH4C．SO2D．H2O2【解析】選A。Na2O2是離子化合物，電子式為Na+]2-Na+，即含有鈉離子和過氧根離子形成的離子鍵，又含有氧氧原子形成的共價鍵；CH4是共價化合物，電子式為H，只含有碳氫原子形成的共價鍵；SO2是共價化合物，只含有氧、硫形成的共價鍵；過氧化氫為共價化合物，電子式為H，過氧化氫中O、O之間形成一對共用電子對，只含有共價鍵；從化學鍵的角度看，與其他三種明顯不同的為Na2O2。命題點2.物質變化與作用力的關系(綜合性考點)3．(2021·大連模擬)下列變化中離子鍵和共價鍵均被破壞的是()A．干冰氣化 B．硝酸溶于水C．過氧化鈉熔化 D．KHSO4溶于水【解析】選D。干冰氣化無化學鍵的破壞，故A錯誤；硝酸為共價化合物，只含有共價鍵，溶于水共價鍵破壞，故B錯誤；過氧化鈉熔化只破壞離子鍵，故C錯誤；KHSO4溶于水電離產生鉀離子、氫離子和硫酸根離子，所以離子鍵和共價鍵均被破壞，故D正確。4．下列變化過程中，既有共價鍵斷裂，又有離子鍵形成的是()A．鹽酸與氫氧化鈉溶液反應B．氯化氫與氨氣反應生成氯化銨固體C．氯化氫溶于水D．氯化鈉溶于水【解析】選B。反應生成NaCl和水，在溶液中為氫離子與氫氧根離子結合生成水，不存在共價鍵斷裂和離子鍵形成，故A錯誤；發(fā)生化學變化生成氯化銨(離子化合物)，H—Cl共價鍵斷裂，同時存在離子鍵形成，故B正確；只發(fā)生H—Cl的斷裂，為電離過程，故C錯誤；存在離子鍵的斷裂，不存在共價鍵，故D錯誤。命題點3.電子式的書寫(應用性考點)5．(2021·大連模擬)下列物質的電子式書寫正確的是()A.Na+]- B.HC D.Cl【解析】選A。氯化鈉是離子化合物，由鈉離子和氯離子構成，故電子式為Na+]-，故A正確；N原子的最外層有5個電子，故其電子式為H，故B錯誤；二氧化碳中碳原子和氧原子之間以雙鍵結合，故其電子式為，故C錯誤；氯原子的最外層有7個電子，故其電子式為，故D錯誤。6．下列有關化學用語表示正確的是()A．Na2O的電子式為Naeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－B．MgCl2的電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]－Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－C．Na2S的電子式為Naeq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))NaD．用電子式表示H2S的形成過程為2H×＋·eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))→H＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]2－H＋【解析】選B。相同離子不能合并，故其電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋，故A錯誤；氯化鎂由1個鎂離子和2個氯離子構成，故其電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]－Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－，故B正確；硫化鈉是離子化合物，故其電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋，故C錯誤；H2S是共價化合物，故其形成過程為H×＋·eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))·＋×H→Heq\o\al(\s\up1(×),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(×),\s\do1(·))H，故D錯誤?！炯庸逃柧殹胃摺?．如圖所示化合物的電子式書寫錯誤的是()A．Ca2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]eq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))B．Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋C．Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－D．Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(F,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－【解析】選A。氯化鈣中鈣元素為＋2價，化學式為CaCl2，氯化鈣電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－Ca2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－，故A錯誤；硫化鈉為離子化合物，電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋，書寫正確，故B正確；氧化鎂的電子式為Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－，書寫正確，故C正確；氟化鈉為離子化合物，電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(F,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－，書寫正確，故D正確。2．(2021·西安模擬)關于化學鍵與化合物的敘述中，不正確的是()A．離子化合物中一定含有金屬離子B．共價化合物一定不含離子鍵C．氯化鈣含有離子鍵，不含共價鍵D．離子化合物中可能含共價鍵【解析】選A。離子化合物中不一定含有金屬離子，如氯化銨，故A錯誤；只含共價鍵的化合物是共價化合物，所以共價化合物只含共價鍵，不含離子鍵，故B正確；CaCl2是鈣離子與氯離子之間形成的離子鍵，所以只有離子鍵，而不含共價鍵，故C正確；含有離子鍵的化合物是離子化合物，可能含有共價鍵，如氫氧化鈉和過氧化鈉，故D正確?？键c二共價鍵及其參數(shù)(命題指數(shù)★★★★)1．共價鍵的概念、本質和特征：(1)概念：原子之間形成共用電子對。(2)本質：電子云(或原子軌道)的重疊。(3)特征：①飽和性：決定分子的組成。②方向性：決定分子的立體構型。2．共價鍵的類型：(1)σ鍵。(2)π鍵。形成由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成p－p型特征①π鍵的電子云具有鏡像對稱性，即每個π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由原子核構成平面的兩側，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像。②π鍵不能旋轉，不如σ鍵牢固，較易斷裂3.鍵參數(shù)的概念和特點：(1)鍵能。①概念：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量。②特點：鍵能越大，鍵越穩(wěn)定，越不易斷裂。(2)鍵長。①概念：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。②特點：鍵長越短，鍵能越大，鍵越穩(wěn)定。(3)鍵角。①概念：兩個共價鍵之間的夾角。②特點：表明共價鍵有方向性，決定分子的立體結構。4．配位鍵和配合物：(1)配位鍵的概念：孤電子對由一個原子單方面提供而另一個原子接受孤電子對形成的共價鍵，即“電子對給予—接受鍵”，是一類特殊的共價鍵。(2)表示方法：配位鍵可以用A→B來表示，其中A是提供孤電子對的原子，B是接受孤電子對的原子。如在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學鍵是由水分子提供孤電子對給銅離子，銅離子接受水分子的孤電子對形成的。(3)配位化合物。①概念：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結合形成的化合物，簡稱配合物。②形成條件。A．配體有孤電子對。B．中心原子有空軌道。③組成。1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)氯氣的化學式是Cl2而不是Cl3，是由共價鍵的飽和性決定的。()提示：√。Cl只有一個未成對電子，因而只能形成Cl2，分子中只有一個共價鍵。(2)共價鍵只能是非金屬原子之間成鍵。()提示：×。某些金屬原子與非金屬原子間也可形成共價鍵，如AlCl3中有共價鍵。(3)N2分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比是2∶1。()提示：×。氮氮三鍵中有一個σ鍵兩個π鍵，個數(shù)比為1∶2。(4)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成。()提示：√。先形成σ鍵再形成π鍵。(5)Zn的氯化物與氨水反應可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為14NA。()提示：×。[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋與NH3之間以配位鍵相連，共4個σ鍵，加上4個NH3的12個σ鍵，共16個σ鍵。(6)碳碳雙鍵的鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍。()提示：×。碳碳雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，能量小于碳碳單鍵中1個σ鍵鍵能的2倍。(7)實驗測得H2S為共價化合物，H—S—H的夾角為92°，鍵長相同，則H2S是V形分子。()提示：√。根據(jù)鍵長和鍵角可知H2S是V形分子。2．結合表中數(shù)據(jù)簡要分析和解釋有關事實?；瘜W鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)347.7413351226318452(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因是_______________________________________________________________。(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_____________________。提示：(1)硅烷中的Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能小于烷烴分子中C—C鍵和C—H鍵的鍵能，穩(wěn)定性差，易斷裂，導致長鏈硅烷難以形成，所以硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多。(2)由于鍵能越大，物質越穩(wěn)定，C—H鍵的鍵能大于C—O鍵的鍵能，故C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定；而Si—H鍵的鍵能卻遠小于Si—O鍵的鍵能，所以Si—H鍵不穩(wěn)定，而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵，即更易生成氧化物。命題角度1.共價鍵的類型【典例1】(1)(2020·江蘇高考節(jié)選)以鐵、硫酸、檸檬酸、雙氧水、氨水等為原料可制備檸檬酸鐵銨[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。檸檬酸的結構簡式如圖所示。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為__________mol。(2)(2018·全國卷Ⅱ節(jié)選)硫及其化合物有許多用途。氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為________形，其中共價鍵的類型有________種?！窘馕觥?1)—COOH中，C與O形成雙鍵以及C與O形成單鍵，1mol—COOH中含有2molσ鍵，C與羥基相連為單鍵，為一個σ鍵，所以1mol檸檬酸中碳與氧共有7molσ鍵。(2)根據(jù)價層電子對互斥理論，SO3中心原子價層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，因此分子為平面三角形。分子中存在σ鍵和π鍵，其中π鍵為大π鍵。答案：(1)7(2)平面三角2命題角度2.共價鍵的鍵參數(shù)【典例2】下列說法正確的是()A．鍵角：BF3＞CH4＞H2O＞NH3B．分子或離子中鍵角：H2O＜H3O＋，NH3＜NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))C．鍵能(作用能)：氫鍵＜范德華力＜共價鍵D．鍵長：C—H＜N—H＜O—H【解析】選B。A.BF3是平面三角形，鍵角120°，CH4、H2O、NH3的VSEPR模型為四面體，CH4無孤電子對、NH3有1對孤電子對、H2O有2對孤電子對，由于孤電子對間排斥力＞孤電子對和成對電子對間的排斥力＞成對電子對間的排斥力，所以鍵角：BF3＞CH4＞NH3＞H2O，故A錯誤；B.H2O、H3O＋的VSEPR模型為四面體，但H2O有2對孤電子對、H3O＋有1對孤電子對，NH3、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的VSEPR模型為四面體，NH3有1對孤電子對，NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))無孤電子對，由于孤電子對間排斥力＞孤電子對和成對電子對間的排斥力＞成對電子對間的排斥力，所以鍵角：H2O＜H3O＋，NH3＜NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，故B正確；C.氫鍵是特殊的分子間作用力，作用力強弱介于范德華力和共價鍵之間，故C錯誤；D.原子半徑：C＞N＞O，原子半徑越大，鍵長越大，所以鍵長：C—H＞N—H＞O—H，故D錯誤。命題角度3.配位鍵和配位化合物【典例3】(1)(2020·全國Ⅲ卷節(jié)選)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲氫材料。NH3BH3分子中，N—B化學鍵稱為____________鍵，其電子對由____________提供。(2)(2019·江蘇高考節(jié)選)Cu2O廣泛應用于太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu2O。SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的空間構型為____________(用文字描述)；Cu2＋與OH－反應能生成[Cu(OH)4]2－，[Cu(OH)4]2－中的配位原子為____________(填元素符號)?！窘馕觥?1)NH3BH3分子是由NH3與BH3結合而成的，其中NH3分子中N原子具有孤電子對，而BH3分子中B原子具有空軌道，所以二者通過N與B原子之間形成配位鍵而結合生成NH3BH3。(2)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中S沒有孤電子對，價層電子對數(shù)為0＋4＝4，S為sp3雜化，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))為正四面體形。氧原子有孤電子對，O與Cu2＋之間為配位鍵。答案：(1)配位N(2)正四面體O【備選例題】(2021·青島模擬)下列分子或離子中，能提供孤電子對與某些金屬離子形成配位鍵的是()①H2O②NH3③Cl－④CN－⑤COA．①② B．①②③C．①②④ D．①②③④⑤【解析】選D。①H2O、②NH3、③Cl-、④CN-、⑤CO的路易斯結構式分別為、、]-、C≡]-、C≡，根據(jù)其路易斯結構式知，這幾種微粒都能提供孤電子對與某些金屬離子形成配位鍵，所以都能與某些金屬離子形成配位鍵。1．σ鍵與π鍵的比較：共價鍵類型σ鍵π鍵電子云重疊方式沿鍵軸方向相對重疊沿鍵軸方向平行重疊電子云重疊部位兩原子核之間，在鍵軸處鍵軸上方和下方，鍵軸處為零電子云重疊程度大小鍵的強度較大較小化學活潑性不活潑活潑成鍵規(guī)律共價單鍵是σ鍵；雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵；三鍵中一個是σ鍵，兩個是π鍵2.鍵參數(shù)與分子性質的關系：(1)一般來講，形成共價鍵的共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。(2)形成共價鍵的原子半徑越小，鍵長越短，共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用電子對數(shù)相同(1對)，因F、Cl、Br、I的原子半徑依次增大，故共價鍵牢固程度H—F>H—Cl>H—Br>H—I，因此，穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI。(3)鍵能與鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的參數(shù)，鍵長和鍵角是描述分子立體構型的參數(shù)。一般來說，如果知道分子中的鍵長和鍵角，這個分子的立體構型就確定了。如氨分子的H—N—H鍵角是107°，N—H鍵的鍵長是101pm，就可以斷定氨分子是三角錐形分子，如圖：(4)關于F—F鍵鍵長短，但鍵能小的解釋。氟原子的半徑很小，因此其鍵長短，而由于鍵長短，兩個氟原子形成共價鍵時，原子核之間的距離很近，排斥力很大，因此鍵能不大，F(xiàn)2的穩(wěn)定性差，很容易與其他物質反應。3．鍵參數(shù)的應用：(1)由鍵能可推斷物質的穩(wěn)定性，鍵能越大，物質的穩(wěn)定性越強。(2)由鍵能數(shù)據(jù)可推斷反應放熱或吸熱。因為化學反應過程是斷舊鍵成新鍵的過程，根據(jù)斷鍵過程吸收的總能量和成鍵過程放出的總能量的差值即可判斷。(3)由鍵長和鍵角判斷分子的立體結構。4．等電子體的判斷方法：(1)將粒子中的兩個原子換成原子序數(shù)分別增加n和減少n(n＝1，2等)的原子，如N2與CO、Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和CNO－均互為等電子體。(2)將粒子中一個或幾個原子換成原子序數(shù)增加(或減少)n的元素的帶n個單位電荷的陽離子(或陰離子)，如N2O和Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))互為等電子體。(3)同主族元素最外層電子數(shù)相等，故可將粒子中原子換成同主族元素原子，如O3和SO2互為等電子體。命題點1.共價鍵的類型(基礎性考點)1．(2021·武漢模擬)一定含有σ鍵，又有π鍵的分子是()①N2O②H2O2③N2④C3H6⑤HCHO⑥Na2O2A．①②③B．①③④C．①③⑤D．③④⑥【解析】選C。②中均為單鍵，④可能為環(huán)丙烷時均為單鍵，⑥為離子化合物且含O—O單鍵，均不符合，只有①③⑤為含有σ鍵，又有π鍵的分子。2．下列說法中不正確的是()A．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵C．氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．N2分子中有一個σ鍵，兩個π鍵【解析】選C。單鍵均為σ鍵，雙鍵和三鍵中各存在一個σ鍵，其余均為π鍵。稀有氣體單質中，不存在化學鍵。命題點2.共價鍵的鍵參數(shù)(基礎性考點)3．(2021·石家莊模擬)已知各共價鍵的鍵能如表所示，下列說法正確的是()共價鍵H—HF—FH—FH—ClH—I鍵能E(kJ·mol－1)436157568432299A．穩(wěn)定性：H—I＞H—Cl＞H—FB．表中看出F2能量最低C．432kJ·mol－1＞E(H—Br)＞299kJ·mol－1D．H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝＋25kJ·mol－1【解析】選C。鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，根據(jù)數(shù)據(jù)，H—F最穩(wěn)定，故A錯誤；鍵能越大，形成的分子越穩(wěn)定，能量越低。根據(jù)數(shù)據(jù)，H—F最穩(wěn)定，HF能量最低，F(xiàn)—F最不穩(wěn)定，F(xiàn)2能量最高，故B錯誤；同主族從上往下半徑逐漸增大，即Br的半徑介于Cl和I之間，因此，H—Br的鍵能介于H—Cl和H—I之間，故C正確；根據(jù)ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝(436＋157－2×568)kJ·mol－1＝－543kJ·mol－1，故D錯誤。4．下列有關共價鍵的鍵參數(shù)的說法不正確的是()A．CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大B．HF、HCl、HBr分子中的鍵長依次增長C．H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小D．分子中共價鍵的鍵能越大，分子的熔、沸點越高【解析】選D。CH4、C2H4、CO2分別為正四面體形(109°28′)、平面三角形(120°)、直線形(180°)，所以分子中的鍵角依次增大，故A正確；原子半徑越大，形成的共價鍵的鍵長越長，O、S、Se的原子半徑依次增大，所以與H形成的共價鍵的鍵長依次增大，故B正確；非金屬性越強，形成的共價鍵越穩(wěn)定，共價鍵的鍵能越大，則H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小，故C正確；影響分子晶體熔、沸點高低的因素是分子間作用力，分子間作用力越大，熔、沸點越高，與共價鍵的鍵能無關，故D錯誤。命題點3.配位鍵和配位化合物(綜合性考點)5．如圖是卟啉配合物葉綠素的結構示意圖(部分)，下列敘述正確的是()A．該葉綠素只含有H、Mg、C、N元素B．該葉綠素是配合物，中心離子是鎂離子C．該葉綠素是配合物，其配體是氮元素D．該葉綠素不是配合物，而是高分子化合物【解析】選B。該葉綠素只含有H、Mg、C、N、O元素，故A錯誤；Mg的最高化合價為＋2價，而由圖可知與4個N原子作用，Mg提供空軌道，N提供孤電子對，形成配位鍵，該物質是配位化合物，中心離子為鎂離子，故B正確；該化合物中配位原子為N原子，但不能稱為配體，同樣也不能稱配體是N元素，配體一般可以是離子或分子，故C錯誤；由B中分析，該物質是配位化合物，故D錯誤。6．用過量的AgNO3溶液處理含0.01mol氯化鉻的水溶液(CrCl3·6H2O)，生成0.02molAgCl沉淀，此配合物的組成最可能是()A．[Cr(H2O)6]Cl3B．[CrCl(H2O)5]Cl2·H2OC．[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2OD．[CrCl3(H2O)3]·3H2O【解析】選B。0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產生0.02molAgCl沉淀，氯化鉻(CrCl3·6H2O)和氯化銀的物質的量之比是1∶2，根據(jù)氯離子守恒知，一個氯化鉻(CrCl3·6H2O)化學式中含有2個氯離子，剩余的1個氯離子是配原子，所以氯化鉻(CrCl3·6H2O)的化學式可能為[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O?！炯庸逃柧殹胃摺?．(2021·石家莊模擬)下列物質中，含非極性共價鍵的化合物是()A．MgCl2B．Na2O2C．O2D．NaOH【解析】選B。MgCl2是離子化合物，電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－，只含有離子鍵，故A錯誤；過氧化鈉為離子化合物，其電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋，鈉離子和過氧根離子形成離子鍵，過氧根離子中O原子和O原子形成非極性共價鍵，故B正確；O2是單質，不是化合物，故C錯誤；NaOH是離子化合物，電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－，Na＋和OH－形成離子鍵，OH－中O原子和H原子形成極性共價鍵，故D錯誤。2．能說明CH4分子的5個原子不在同一平面而為正四面體構型的是()A．兩個鍵之間夾角為109°28′B．C—H鍵為極性共價鍵C．4個C—H鍵的鍵能、鍵長相同D．碳的價層電子都形成共價鍵【解析】選A。鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的主要參數(shù)，鍵長相同，兩個鍵之間夾角為109°28′能說明該微粒的空間結構為正四面體，故A正確；C—H鍵為極性共價鍵，與分子的空間構型無關，故B錯誤；鍵能是衡量共價鍵穩(wěn)定性的主要參數(shù)，CH4的C—H鍵的鍵能、鍵長相同，不能判斷分子的空間構型，故C錯誤；碳的價層電子都形成共價鍵，只能說明原子間的成鍵方式，不能說明分子的空間構型為正四面體，故D錯誤?？键c三分子的立體構型(命題指數(shù)★★★★★)1．價層電子對互斥理論：(1)價層電子對互斥理論(VSEPR)：對于ABx型分子，分子中的價層電子對包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對，由于電子對的相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠離，分子盡可能采取對稱的立體構型，以減小斥力。(2)價層電子對的確定方法。價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子的孤電子對數(shù)其中，σ鍵電子對數(shù)＝B原子的個數(shù)孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)。①a表示中心原子的價電子數(shù)。對主族元素：a＝最外層電子數(shù)；對于陽離子：a＝價電子數(shù)－離子電荷數(shù)；對于陰離子：a＝價電子數(shù)＋|離子電荷數(shù)|。②x表示與中心原子結合的原子數(shù)。③b表示與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子＝8－該原子的價電子數(shù)。(3)VSEPR模型預測分子或離子的立體構型。①中心原子上的價電子都用于形成共價鍵的分子。ABnn＝2n＝3n＝4價層電子對數(shù)234電子對排布方式立體構型名稱直線形平面三角形正四面體鍵角180°120°109°28′實例CO2BF3CH4②中心原子上有孤電子對的分子：對于中心原子上有孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)的分子，中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并互相排斥使分子呈現(xiàn)不同的立體構型?；瘜W式含孤電子對的VSEPR模型分子或離子的立體構型分子或離子的立體構型名稱H2OV形NH3三角錐形HCN直線形H3O＋三角錐形SO2V形2.軌道的雜化與雜化軌道：(1)軌道的雜化：原子內部能量相近的原子軌道重新組合形成與原軌道數(shù)相等的一組新軌道的過程。(2)雜化軌道：雜化后形成的新的能量相同的一組原子軌道。(3)雜化軌道類型和分子立體構型。雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目1個s軌道和1個p軌道1個s軌道和2個p軌道1個s軌道和3個p軌道雜化軌道的數(shù)目234雜化軌道間的夾角180°120°109°28′立體構型名稱直線形平面三角形正四面體形實例CO2、C2H2BF3、HCHOCH4、CCl41．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)sp3雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的4個sp3雜化軌道。()提示：×。參與雜化的軌道能量相近。(2)中心原子采取sp3雜化的分子，其立體構型可能是四面體形、三角錐形或V形。()提示：√。sp3雜化軌道中孤電子對數(shù)目為0、1、2時分別對應立體構型為四面體形、三角錐形、V形。(3)H2S與H2O雜化方式和分子構型相同，鍵角也相同。()提示：×。H2S與H2O中心原子都是sp3雜化，分子構型均為V形，鍵角H2O＞H2S。(4)雜化軌道只用于形成σ鍵和容納未參與成鍵的孤電子對。()提示：√。雜化軌道可用于形成σ鍵和容納孤電子對。(5)只要分子構型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化。()提示：√。分子構型為平面三角形即分子同時為AB3型，且分子中只有3個σ鍵，沒有孤電子對，因此中心原子均為sp2雜化。(6)中心原子是sp雜化的，其分子構型不一定為直線形。()提示：×。中心原子是sp雜化的，其分子構型一定為直線形。2．烯烴中與雙鍵相連的C原子為sp2雜化，乙烯分子的成鍵情況如圖：(1)試分析乙烯分子中碳碳雙鍵的成鍵方式。(2)甲烷、乙炔分子中的碳原子雜化方式分別是什么？兩種分子中的C—C鍵和C—H鍵成鍵方式分別是什么？提示：(1)乙烯分子中碳原子采取sp2雜化，C=C是成鍵碳原子的sp2雜化軌道“頭碰頭”形成σ鍵，同時其余的p軌道垂直于平面，“肩并肩”形成π鍵。(2)CH4中的C是sp3雜化，C—C鍵是sp3-sp3σ鍵，C—H鍵是sp3-sσ鍵；C2H2中的C是sp雜化，C—C鍵是sp-spσ鍵和p-pπ鍵，C—H鍵是sp-sσ鍵。3．將下列VSEPR模型、分子或離子和立體構型用短線連起來：VSEPR模型 分子或離子立體構型A．正四面體 ①BF3 a．直線形B．直線形 ②NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) b．平面三角形C．平面三角形③SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) c．正四面體D．四面體 ④BeCl2 d．三角錐形提示：A—②—c，B—④—a，C—①—b，D—③—d命題角度1.粒子構型的判斷【典例1】(1)(2020·全國Ⅰ卷節(jié)選)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學獎。磷酸根離子的空間構型為________________，其中P的價層電子對數(shù)為________、雜化軌道類型為________。(2)(2020·山東等級考節(jié)選)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料。NH3、PH3、AsH3的鍵角由大到小的順序為____________________。(3)(2018·全國卷Ⅰ節(jié)選)Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應用。LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是__________________、中心原子的雜化形式為____________________。LiAlH4中，存在__________(填標號)。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵【解析】(1)經過計算，POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))中不含孤電子對，成鍵電子對數(shù)目為4，價層電子對數(shù)為4，因此其構型為正四面體形，P原子是采用sp3雜化方式形成的4個sp3雜化軌道；(2)NH3、PH3、AsH3中心原子都是sp3雜化，都有1對孤電子對，中心原子的電負性越小，成鍵電子對之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質鍵角由大到小的順序為NH3>PH3>AsH3；(3)LiAlH4中的陰離子是AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，中心原子鋁原子含有的價層電子對數(shù)是4，且不存在孤電子對，所以空間構型是正四面體，中心原子的雜化軌道類型是sp3雜化；陰、陽離子間存在離子鍵，Al與H之間還有共價單鍵，不存在雙鍵和氫鍵，答案選A、B。答案：(1)正四面體形4sp3(2)NH3、PH3、AsH3(3)正四面體sp3A、B命題角度2.雜化軌道類型的判斷【典例2】(1)(2020·全國Ⅲ卷節(jié)選)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲氫材料。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH3＋6H2O=3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋B3Oeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))＋9H2，B3Oeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))的結構為。在該反應中，B原子的雜化軌道類型由______________變?yōu)開_____________。(2)(2020·山東等級考節(jié)選)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料。含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結構如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有________mol，該螯合物中N的雜化方式有________種。(3)(2019·全國卷Ⅰ節(jié)選)在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要材料。乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是__________、__________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是______________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是__________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。(1)(2)如圖，①－⑥為通過螯合作用形成的配位鍵，形成兩個五元環(huán)和一個四元環(huán)。(3)乙二胺結構式：【解析】(1)NH3BH3中B原子的價層電子對數(shù)為4，發(fā)生sp3雜化，而中B的價層電子對數(shù)為3，發(fā)生sp2雜化。(2)由該物質的結構簡式和分析，根據(jù)題意“含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物”，故該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6mol，Cd—NO2不算；該螯合物中N的雜化方式都是sp2雜化，故該物質中N的雜化方式有1種；(3)乙二胺中N形成3個單鍵，含有1對孤電子對，屬于sp3雜化；C形成4個單鍵，不存在孤電子對，也是sp3雜化；由于乙二胺的兩個N可提供孤電子對給金屬離子形成配位鍵，因此乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子；由于銅離子的半徑較大且含有的空軌道多于鎂離子，因此與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是Cu2＋。答案：(1)sp3sp2(2)61(3)sp3sp3乙二胺的兩個N提供孤電子對給金屬離子形成配位鍵Cu2＋1．價層電子對互斥理論與分子構型：σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)電子對的排列方式VSEPR模型分子或離子的立體構型實例202直線形直線形HgCl2、BeCl2、CO2303三角形平面三角形BF3、BCl321V形SnBr2、PbCl2404四面體形正四面體形CH4、CCl431三角錐形NH3、NF322V形H2O2.用價層電子對理論判斷共價分子或離子立體構型：(1)確定中心原子的價層電子對數(shù)。①對于ABx型分子，σ鍵電子對＝B原子的個數(shù)，如H2O的中心原子是O，有2對σ鍵電子對。若A與B之間通過兩對或三對結合而成，也只有1個σ鍵。②中心原子上的孤電子對＝eq\f(1,2)(a－xb)，其中a為中心原子的價電子數(shù)，x為B原子的個數(shù)，b為B最多能接受的電子數(shù)。③對于陽(或陰)離子來說，a為中心原子的價電子數(shù)減去(或加上)離子的電荷數(shù)。④中心原子價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子的孤電子對數(shù)。(2)根據(jù)中心原子價層電子對數(shù)確定VSEPR模型。(3)略去孤電子對，確定分子構型。3．雜化類型與分子構型：(1)當雜化軌道全部用于形成σ鍵時：雜化類型spsp2sp3軌道組成一個ns軌道和一個np軌道一個ns軌道和兩個np軌道一個ns軌道和三個np軌道軌道夾角180°120°109°28′雜化軌道示意圖實例BeCl2BF3CH4分子結構示意圖分子構型直線形平面三角形正四面體形(2)當雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對時。由于孤電子對參與互相排斥，會使分子的構型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。在雜化軌道的基礎上，略去孤電子對，即為分子的立體構型。4．用雜化軌道理論判斷共價分子或離子立體構型：分子組成(A為中心原子)中心原子的孤電子對數(shù)中心原子的雜化方式分子立體構型示例AB20sp直線形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角錐形NH3AB40sp3正四面體形CH4命題點1.粒子構型的判斷(綜合性考點)1．下列各組微粒的立體構型相同的是()①N2O和SCN－ ②NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))和ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))③O3和SO2 ④SiOeq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(4))和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))A．全部B．①②④C．①③④D．②④【解析】選C。①N2O中O原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(6－2×3,2)＝2，且不含孤電子對，為直線形結構；SCN－中C原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(4＋1－1×2－1×3,2)＝2，且不含孤電子對，為直線形結構，所以這兩個微?？臻g構型相同，故正確；②NOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))中N原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(5－1－2×2,2)＝2，且不含孤電子對，為直線形結構；ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))中Cl原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(7＋1－2×2,2)＝4，且含有2個孤電子對，為V形結構，所以二者空間構型不同，故錯誤；③O3空間構型為V形，SO2中S原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，且含有1個孤電子對，為V形結構，所以二者空間構型相同，故正確；④SiOeq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(4))中Si原子價層電子對數(shù)＝4＋eq\f(4＋4－4×2,2)＝4，且不含孤電子對，為正四面體結構；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中S原子價層電子對數(shù)＝4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4，且不含孤電子對，為正四面體結構，所以二者空間構型相同，故正確。2．(2021·合肥模擬)用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預測許多分子或離子的空間構型，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是()A．H2S、CS2、HI都是直線形的分子B．COCl2、BF3、SO2都是平面三角形的分子C．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角小于120°D．PCl3、NH3、PCl5的VSEPR構型相同【解析】選C。硫化氫分子呈V形，CS2、HI都是直線形的分子，故A錯誤；二氧化硫為V形結構，COCl2、BF3中中心原子價層電子對數(shù)都是3且不含孤電子對，所以這兩種分子都是平面三角形結構，故B錯誤；BF3中價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(3－3×1)＝3，為平面三角形結構；SnBr2中價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×1)＝3且含有一個孤電子對，為V形結構，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角小于120°，故C正確；NH3、PCl3中價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4且含有一個孤電子對，所以NH3、PCl3為三角錐形結構；PCl5中價層電子對數(shù)＝5＋eq\f(1,2)×(5－5×1)＝5且不含孤電子對，為三角雙錐結構，故D錯誤。命題點2.雜化軌道類型的判斷(綜合性考點)3．(2021·濟南模擬)下列中心原子的雜化軌道類型和分子幾何構型不正確的是()A．PCl3中P原子是sp3雜化，為三角錐形B．NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中N原子是sp3雜化，為正四面體形C．H2S中S原子是sp雜化，為直線形D．SO2中S原子是sp2雜化，為V形【解析】選C。該分子中P原子價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷其中心原子雜化類型是sp3，實際空間構型為三角錐形，故A正確；該離子中N原子價層電子對數(shù)＝4＋eq\f(5－1－4×1,2)＝4且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子為sp3雜化，為正四面體形，故B正確；該分子中S原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4且含有兩個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷S原子采用sp3雜化，為V形結構，故C錯誤；該分子中S原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(6－2×2,2)＝3且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對判斷S原子是sp2雜化，為V形，故D正確。4．(2021·沈陽模擬)下列各組微粒的空間構型和中心原子雜化方式均相同的是()①NH3和H2O②NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))和H3O＋③NH3和H3O＋④O3和SO2⑤CO2和BeCl2⑥COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))⑦BF3和Al2Cl6A．全部B．④⑥⑦C．③④⑤D．②⑤⑥【解析】選C。①NH3中N原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(5＋3)＝4，采取sp3雜化方式，分子構型為三角錐形，H2O中心原子的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝4，雜化方式為sp3，含有兩個孤電子對，分子的空間構型為V形，雜化方式相同，空間構型不相同；②NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中N原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(5＋4－1)＝4，采取sp3雜化方式，分子構型為正四面體，H3O＋中O原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋3－1)＝4，采取sp3雜化方式，分子構型為三角錐形，雜化方式相同，空間構型不相同；③NH3中N原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(5＋3)＝4，采取sp3雜化方式，分子構型為三角錐形，H3O＋中O原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋3－1)＝4，采取sp3雜化方式，分子構型為三角錐形，雜化方式相同，空間構型相同；④O3中O原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋0)＝3，采取sp2雜化方式，分子構型為平面三角形，SO2中S原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋0)＝3，采取sp2雜化方式，分子構型為平面三角形，雜化方式相同，空間構型相同；⑤CO2中C原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(4＋0)＝2，采取sp雜化方式，分子構型為直線形，BeCl2分子中Be原子的價層電子對數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)(2－2×1)＝2，因此Be采取sp雜化，其空間構型為直線形，雜化方式相同，空間構型相同；⑥COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中心原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(4＋2－3×2)＝3，雜化方式為sp2，分子的空間構型為平面三角形，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))中S原子的價層電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(6＋2)＝4，中心原子的雜化方式為sp3雜化，空間構型為正四面體形，雜化方式不相同，空間構型不相同；⑦BF3中B原子雜化軌道數(shù)為eq\f(1,2)×(3＋3)＝3，采取sp2雜化方式，分子構型為平面三角形，Al2Cl6中Al原子雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化方式，分子構型為正四面體，雜化方式不相同，空間構型不相同；正確的有③④⑤?！炯庸逃柧殹胃摺?．(2021·深圳模擬)下列物質的分子中，鍵角最小的是()A．H2O B．NF3C．CH4 D．NH3【解析】選A。在分子中，中心原子上孤電子對之間的排斥力＞孤電子對和成鍵電子之間的排斥力＞成鍵電子之間的排斥力，則含有孤電子對越多，分子中的鍵角越小，H2O中O原子含有2對孤電子對，NH3和NF3中N原子含有1對孤電子對，CH4分子中C原子不含孤電子對，所以鍵角最小的是H2O。2．(2021·廈門模擬)下列微粒的空間構型與BF3相同的是()A．PCl3 B．H3O＋C．COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) D．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))【解析】選C。三氯化磷分子中，價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝4，采取sp3雜化，構型為正四面體，因為含有一個孤電子對，所以微粒的空間構型是三角錐形，故A錯誤；H3O＋中O原子孤電子對數(shù)＝eq\f(6－1－1×3,2)＝1、價層電子對數(shù)＝1＋3＝4，空間構型為三角錐形，故B錯誤；COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中σ鍵數(shù)＝配原子數(shù)＝3，孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(4＋2－3×2)＝0，碳原子的價層電子數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(4＋2－3×2)＝3，不含孤電子對，所以C采取sp2雜化，空間構型為平面正三角形，故C正確；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中S原子形成3個σ鍵，孤電子對數(shù)＝eq\f(6＋2－3×2,2)＝1，為sp3雜化，空間構型為三角錐形，故D錯誤。考點四分子間作用力與分子的性質(命題指數(shù)★★★★)1．鍵的極性和分子的極性：(1)鍵的極性。(2)分子的極性。(3)鍵的極性、分子空間構型與分子極性的關系。類型實例鍵的極性空間構型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子2．分子間作用力：(1)范德華力及其對物質性質的影響。①概念：范德華力是分子之間普遍存在的相互作用力，它使得許多物質能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。②特征：很弱(約比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級)，無方向性和飽和性。③影響因素：A.結構和組成相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大；B．分子的極性越大，范德華力越大。④對物質性質的影響：范德華力主要影響物質的物理性質，如熔點、沸點，范德華力越大，熔沸點越高。(2)氫鍵及其對物質性質的影響。①概念：已經與電負性很大的原子(如N、F、O)形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子之間的作用力。②表示方法：氫鍵通常用A—H…B—表示，其中A、B為N、O、F，“—”表示共價鍵，“…”表示形成的氫鍵。③分類：氫鍵可分為分子間氫鍵和分子內氫鍵兩類。存在分子內氫鍵，存在分子間氫鍵。前者的沸點低于后者。④特征：氫鍵不屬于化學鍵，屬于一種較弱的作用力，比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。⑤氫鍵對物質性質的影響：氫鍵主要影響物質的熔、沸點，分子間氫鍵使物質熔、沸點升高。3．溶解性：(1)相似相溶規(guī)律。非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。如蔗糖和氨易溶于水，難溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，難溶于水。(2)影響物質溶解性的因素。①外界因素：主要有溫度、壓強等。②氫鍵：溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好(填“好”或“差”)。③分子結構的相似性：溶質和溶劑的分子結構相似程度越大，其溶解性越好。如乙醇與水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯較小。④溶質是否與水反應：溶質與水發(fā)生反應，溶質的溶解度會增大。如SO2與水反應生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大。4．分子的手性：(1)手性異構體：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構體。(2)手性分子：有手性異構體的分子。(3)手性碳原子：連接四個互不相同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。用*C來標記。具有手性的有機物，是因為其含有手性碳原子。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團。判斷一種有機物是否具有手性異構體，就看其含有的碳原子是否連有四個互不相同的原子或基團。5．無機含氧酸分子的酸性：對于同一種元素的無機含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn，R相同時，n值越大，R的正電性越強，R—O—H中的氧原子的電子就會越向R偏移，在水分子的作用下，就越容易電離出H＋，酸性也就越強。如H2SO3可寫成(HO)2SO，n＝1；H2SO4可寫成(HO)2SO2，n＝2。所以H2SO4的酸性強于H2SO3。同理，酸性：HNO3＞HNO2，HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)極性分子中一定含有極性鍵，不可能含有非極性鍵。()提示：×。極性分子O3中只含有非極性鍵，極性分子H2O2中含有非極性鍵。(2)非極性分子中不可能含有極性鍵。()提示：×。以極性鍵結合形成的分子，若分子空間結構對稱，則為非極性分子，如CH4、CO2等。(3)氫鍵是一種特殊的化學鍵，它廣泛存在于自然界中。()提示：×。氫鍵屬于分子間作用力，不是化學鍵。(4)萃取碘水中的I2可用CCl4、苯等非極性溶劑，原理是相似相溶。()提示：√。因為相似相溶，I2在有機溶劑中的溶解度較大，在水中的溶解度較小。(5)鹵素單質、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質量的增大而增大。()提示：×。鹵素氫化物(如HF)中可能含有氫鍵，會使熔、沸點升高。(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵。()提示：×。H2O比H2S穩(wěn)定是因為O—H鍵鍵能大于S—H鍵鍵能，而與氫鍵無關。2．氫鍵不屬于化學鍵，屬于分子間作用力。與范德華力不同，氫鍵既有飽和性，又有方向性。每個氫原子只形成一個氫鍵，每個H2O分子能形成4個氫鍵，分別為水分子中兩個氫原子吸引其余水分子中心原子上的孤電子對，以及水分子中氧原子上的孤電子對被其余水分子中的氫原子所吸引。(1)1mol冰中的氫鍵數(shù)目是多少？(2)生命體中許多大分子內也存在氫鍵，而且對生命物質的高級結構和生物活性具有重要的意義。例如，氫鍵是蛋白質具有生物活性的高級結構的重要原因(如圖)，DNA雙螺旋的兩個螺旋鏈也正是用氫鍵相互結合的。DNA雙螺旋鏈如何依靠氫鍵相互連接？提示：(1)每個水分子能形成4個氫鍵，每個氫鍵對該水分子的貢獻為1/2，則1mol冰中的氫鍵數(shù)目為2NA。(2)DNA分子中的堿基靠氫鍵形成堿基對，從而將兩條鏈連接在一起。3．下列各組物質中，都是由極性鍵構成極性分子的一組是()A．CH4和Br2 B．NH3和H2OC．H2S和CCl4 D．CO2和HCl【