共價分子的空間結(jié)構(gòu)-高二化學(xué)講義（滬科版2020選擇性）

2.1共價分子的空間結(jié)構(gòu)

?學(xué)習(xí)聚焦

共價鍵的本質(zhì)

共價鍵的飽和性與方向性

共價鍵的形成與性質(zhì)共價鍵的類型

共價鍵的極性

共價鍵的穩(wěn)定性

共價分子的空間結(jié)構(gòu)sp/sp2/sp3

分子的空間結(jié)構(gòu)氏雜儲九道理論q噬

\n鍵

VSEPR理論

共價分子空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測成鍵電子

孤電子對

顫知識精講

GQ知識點01共價鍵的形成與性質(zhì)

>共價鍵的本質(zhì)

價鍵理論認(rèn)為共價鍵的本質(zhì)是由于原子相互接近時軌道重疊，原子間通過共用自旋相反的電子對使能量降

低而成鍵。

>共價鍵的性質(zhì)

i.飽和性：由于每種元素可以提供的成鍵軌道是有限的，所以共價分子中每個原子成鍵的總數(shù)也是有限

制的。例如第二周期的元素的原子形成共價分子時最多只能形成4根共價鍵，因為第二周期元素只有1

個2s和3個2P這四個價軌道。而三周期的元素還有額外的d軌道，所以可以形成更多的鍵。不過呢,

實驗證據(jù)表明第三周期元素成鍵時最多也只能有六個共價鍵，這與它們成鍵時所需要的能量和原子周

圍的空間大小是有關(guān)的。

ii.方向性：原子中p、d、f軌道在空間中有一定取向，形成共價鍵時，各原子軌道總是盡可能沿著電子

出現(xiàn)概率最大的方向重疊成鍵，以盡量降低體系的能量，這樣，一個原子與周圍原子形成的共價鍵就

有一定的方向或角度，這就是所謂共價鍵的方向性。

>共價鍵的類型

如果兩個軌道是“頭碰頭”重疊，這種重疊程度比較大，形成比較穩(wěn)定的。鍵：而如果是“肩并肩”

重疊，則形成重疊程度比較小的“鍵。

對于確定的兩個原子，成鍵時優(yōu)先形成0鍵。這是因為形成“鍵時原子軌道的重疊程度較小，不如

形成。鍵穩(wěn)定。氮分子中含有一個◎鍵和兩個71鍵，這三個共價鍵使得兩個氮原子結(jié)合緊密，因此氮氣

的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。

0鍵的形成過程：

①H2分子，s軌道“頭碰頭”重疊，形成s-s。鍵。s軌道和s軌道在任何方向上均能達(dá)到最大重疊，因此

無方向性；

②HC1分子，s軌道與p軌道與"頭碰頭"重疊，形成s-p。鍵。（可以是s-px/py/pz）

③Cb分子，p軌道與p軌道與“頭碰頭”重疊，形成p-p。鍵。

氮氣分子中的共價鍵

形成由兩個原子的P軌道“肩并肩”重疊形成

p-p兀鍵

J/P-Pm鍵的形成

兀鍵的電子云具有鏡面對稱性,即每個兀鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成

特征

平面的兩側(cè),如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像；兀鍵不能旋轉(zhuǎn);

不如◎鍵牢固，較易斷裂

>判斷。鍵、兀鍵的一般規(guī)律

共價單鍵為q鍵；共價雙鍵中有一個口鍵、一個上鍵；共價三鍵由一個工鍵和兩個工鍵組成。

共價單鍵-灌

按照共用電子對的數(shù)目共價雙鍵-1個建

共價三鍵一個建

共價鍵的分類

建-電子云呈現(xiàn)軸對稱

按照電子云的重疊方式

\TT鍵-電子云呈現(xiàn)鏡面對稱

>。鍵與7T鍵比較

鍵的類型。鍵五鍵

電子云沿鍵軸方向沿鍵軸方向

重疊方式“頭碰頭”重疊“肩并肩”重疊

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

重疊程度大小

鍵的強度強度大，不易斷裂強度小，易斷裂

化學(xué)活潑性不活潑活潑

成鍵電子ss、sp、ppPP

【即學(xué)即練1-11下列說法中，錯誤的是

A.。鍵是原子的軌道“頭碰頭”式重疊，兀鍵是原子軌道“肩碰肩”式重疊

B.鍵能是衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一，鍵能越大，則化學(xué)鍵就越牢固

C.鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性

D.在所有分子中都存在化學(xué)鍵

【答案】D

【解析】A.。鍵電子云重疊程度較大，是原子軌道“頭碰頭”式重疊，兀鍵電子云重疊程度較小，是原子軌道

“肩并肩”式重疊，故A正確；

B.鍵能可以用來衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性，鍵能越大斷開化學(xué)鍵所需的能量越多，化學(xué)鍵越牢固，故B正確；

C.鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性，故C正確；

D.稀有氣體分子中不存任何化學(xué)鍵，故D錯誤;

故選D。

【即學(xué)即練1-21下列說法正確的是

A.兀鍵是由兩個電子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的

B.◎鍵是鏡面對稱，而無鍵是軸對稱

C.乙烷分子中的共價鍵全為。鍵，而乙烯分子中含◎鍵和兀鍵

D.壓分子中只含◎鍵，而Cb分子中還含兀鍵

【答案】C

【解析】A.兀鍵是由兩個p電子“肩并肩”重疊形成，。鍵是“頭碰頭”重疊形成，A錯誤；

B.◎鍵是軸對稱，而兀鍵是鏡面對稱，B錯誤；

C.乙烷分子中均為單鍵，乙烯中含C=C鍵，有1個兀鍵，則乙烷分子中的鍵全為。鍵而乙烯分子中含。鍵和

兀鍵，C正確；

D.H2和CL分子中只含單鍵，只有◎鍵，D錯誤；

故答案為：Co

A.

GQ知識點02共價鍵的極性及共價鍵的穩(wěn)定性

>共價鍵極性和共價分子極性的比較

i.極性分子：分子中正、負(fù)電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的。

ii.非極性分子：分子中正、負(fù)電荷中心重合，從整個分子來看，電荷的分布是均勻的，對稱的。

共價鍵極性和共價分子極性的比較

共價鍵的極性共價分子的極性

類型極性鍵和非極性鍵極性分子和非極性分子

因素是否由同種元素原子形成整個分子電荷的分布是否均勻?qū)ΨQ

聯(lián)系1、（1）所有的惰性氣體都為非極性分子。

（2）以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子必為非極性分子，如：H2、02...

（3）以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子，如：HCLCO、NO...

（4）以極性鍵結(jié)合的多原子分子，是否是極性分子，由該分子的空間構(gòu)型決定，如：

①空間構(gòu)型對稱，為非極性分子，如:CO2、CS2、CC14、BF3、C2H2…

②空間構(gòu)型不對稱,為極性分子，如：、

H2O>NH3H2O2...

2、大多數(shù)的有機(jī)物都顯非極性。

注意：判斷ABn型分子可參考使用以下經(jīng)驗規(guī)律：①若中心原子A的化合價的絕對值等于該

元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子；②若中心原子有孤對電子（未

參與成鍵的電子對），則為極性分子，若無孤對電子，則為非極性分子

說明鍵有極性，分子不一定有極性。

氯化氫分子中的共價鍵-鍵的極性就是箭頭指向的方向

>共價鍵的穩(wěn)定性

i.鍵能：氣態(tài)分子中Imol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。它通常是298.15K、100kPa

條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是kJ-mori

1mol氣態(tài)AB分子分解成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所需要的能量稱為A—B鍵的鍵能，用EA—B

來表示。

一般而言，鍵能越大，斷鍵時所需要的能量越大，鍵越牢固，由該鍵構(gòu)成的分子越穩(wěn)定。因為N三N

鍵的鍵能大于H—H鍵的鍵能，所以氮氣比氫氣穩(wěn)定。

H2（g）=2H（g）EH-H=436kJ-mol一1

N2（g）=2N（g）=946kJ-mol一1

ii.鍵能越大，分子越穩(wěn)定。例如：

化學(xué)鍵H-FH-ClH-BrH-I

鍵能(kJ/mol)568366

由此可判斷穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HL

iii.通過鍵能判斷物質(zhì)的反應(yīng)活性大小

例如，非金屬性N>P,N比P更容易得到電子，有更大的反應(yīng)活性，但P—P鍵的鍵能為201kJ/mol,N三N

鍵的鍵能為946kJ/mol,故N2比P4的反應(yīng)活性小

iv.鍵長

概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個原子的核間距,因此原子半徑?jīng)Q定共價鍵的鍵長,原子半徑越小,共價鍵的鍵

長越短。

應(yīng)用：共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定,反之亦然。

【即學(xué)即練2-1】下列說法錯誤的是

A.鍵能：C-H>Si-H,因此CH4比Si也穩(wěn)定

B.沸點：CH3COOH>C4H10,因為CH3coOH分子間范德華力更強

C.鍵角：NH3>PH3,因為NH3的成鍵電子對間的排斥力更大

D.極性：F-C>C1-C,因此酸性CF3COOH>CC13COOH

【答案】B

【解析】A.鍵能：C-H>Si-H,則破壞C-H鍵所需的能量比Si-H大，因此CH4比Si也穩(wěn)定，A正確；

B.CH3coOH分子間不僅存在范德華力，還存在分子間的氫鍵，所以沸點：CH3COOH>C4Hio,主要是因

為CH3COOH分子間能形成氫鍵，B錯誤；

C.NH3和PA分子中，N、P原子的最外層都只有1個孤電子對，鍵角：NH3>PH3,原因是NH3的成鍵

電子對間的排斥力更大，C正確；

D.極性：F—OC1—C,使CF3coOH分子中叛基的極性強于CC13coOH分子中我基的極性，因此酸性

CF3COOH>CCI3COOH,D正確；

故選B。

【即學(xué)即練2-11W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相鄰，W的核外電

子數(shù)與X的價層電子數(shù)相等，Z2是氧化性最強的單質(zhì)，4種元素可形成離子化合物(XY)+(WZ4)-。下列說法

正確的是

A.分子的極性：WZ3<XZ3B.第一電離能：X<Y<Z

C.氧化性：X2Y3<W2Y3D.鍵能：X2<Y2<Z2

【答案】A

【解析】A.由分析可知，W為B,X為N,Z是F,WZ3為BF3,XZ3為NF3,其中前者的價層電子對數(shù)

為3,空間構(gòu)型為平面三角形，為非極性分子，后者的價層電子對數(shù)為4,有一對孤電子對，空間構(gòu)型為三

角錐形，為極性分子，則分子的極性：WZ3<XZ3,A正確；

B.由分析可知，X為N,Y為0,Z是F,同一周期越靠右，第一電離能越大，但是N的價層電子排布式

為2s22P3,為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其第一電離能大于相鄰周期的元素，則第一電離能：Y<X<Z,B錯誤；

C.由分析可知，W為B,X為N,Y為O,則X2Y3為N2O3,W2Y3為B2O3,兩種化合物中N和B的化合價

都是+3價，但是N的非金屬性更強一些，故N2O3的氧化性更強一些，C錯誤；

D.由分析可知，X為N,Y為O,Z是F,其中N對應(yīng)的單質(zhì)為氮氣，其中包含三鍵，鍵能較大，D錯誤;

故選Ao

知識點03分子的空間結(jié)構(gòu)

多原子分子中原子間所形成的共價鍵有一定的空間指向。我們把多原子分子中兩個共價鍵之間的夾角

稱為鍵角。鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)

常見分子類型和極性的比較

分子類型分子形狀鍵角鍵的極性分子極性代表物

A球形非極性He

A2直線形非極性非極性H2、O2

AB直線形極性極性CO、NO

直線形極性非極性

ABA180°82、CS2

ABA折線形，V字形極性極性H2O、SO2

正四面體形非極性非極性

A460°P4

平面三角形120°極性非極性

AB3BF3

三角錐形極性極性

AB3NH3

正四面體形109028極性非極性

AB4CH4>CC14

極性

AB3C四面體形極性CH3CI

AB2C2四面體形極性極性CH2CI2

二氧化碳、水、氨氣、甲烷分子的鍵角

【即學(xué)即練3-1】下列關(guān)于雜化軌道的敘述中，不正確的是（）

A.分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)

B.雜化軌道只用于形成◎鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對

C.NH3和CH4兩個分子中中心原子N和C都是通過sp3雜化軌道成鍵

D.CIOJ的立體構(gòu)型為平面三角形

【答案】D

【解析】A.分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，若有孤對電子或與中心原子成鍵的原子不完全相同

時，則構(gòu)成的不是正四面體結(jié)構(gòu)，故A正確；

B.雜化軌道只用于形成。鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對，故B正確；

C.NH3和CH4兩個分子中中心原子.V和（'都是通過sp3雜化軌道成鍵，故C正確；

D.CIOJ的中心Cl原子為sp3雜化，含有1對孤電子對，空間構(gòu)型為三角錐形，故D錯誤。

答案選D。

【即學(xué)即練3-21有機(jī)反應(yīng)過程中，隨反應(yīng)條件不同，成鍵的碳原子可以形成碳正離子(CH：)、碳負(fù)離子(CHJ)、

甲基(-CH3)等微粒。下列說法不正確的是

A.lmol-C%中含有7moi電子

B.CH］中所有的原子不都在一個平面內(nèi)

C.CH：的空間構(gòu)型為平面三角形

D.鍵角：CH+>CH"

【答案】A

【解析】A.lmol-CH3中含有6+3=9mol電子，A錯誤；

B.CH1中心原子有3個。鍵，孤電子對為：—=1,結(jié)構(gòu)為三角錐形，所有的原子不在同一個平面內(nèi)，B

正確；

C.CH：的中心原子有3個◎鍵，孤電子對為：十=0,為平面三角形，c正確；

D.CH］有一對孤電子對，CH］沒有孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥

力,所以鍵角：CH+>CH-,D正確；

故選Ao

A，

T知識點04雜化軌道理論

原子在形成分子時，由于原子間相互作用的影響，同一原子中能量相近的某些原子軌道，在成鍵過程中重

新組合成一組新軌道，這種重新組合的過程稱為“雜化”，所形成的新軌道稱為雜化軌道。

?只有同一原子能量相近的原子軌道才能進(jìn)行雜化：

?雜化軌道成鍵時，要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理：

?雜化軌道的成鍵能力增強，鍵能大(雜化后軌

?道伸展方向、形狀和能量發(fā)生改變)；

?雜化前后軌道數(shù)目不變。

雜化軌道的能量和空間伸展方向都發(fā)生了變化，使相應(yīng)的電子云分布更集中，成鍵時軌道的重疊程度更大,

所以成鍵能力更強。例如，一個ns軌道和一個np軌道進(jìn)行雜化，雜化前后軌道空間分布方向和分布情

況的變化如圖所示。

運用雜化軌道理論來解釋甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu)

①Sp3雜化

甲烷分子實測的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。甲烷的中心原子C原子在形成化學(xué)鍵時，4個價電子層原子軌道2s

和2px,2py,2Pz發(fā)生雜化，得到4個等同的軌道總稱印3雜化軌道，每個軌道為等價的叩3軌道。這些新軌

道中，每一個都含有l(wèi)/4s和3/4p的成分，叫卯3雜化軌道，s03雜化軌道在空間均勻?qū)ΨQ地分布，相互間的

夾角為109。28,。這4個雜化軌道的未成對電子分別與4個H的1s電子配對成鍵，這就是甲烷分子。

H

②SR?雜化

實驗測得BFs的4個原子在同一平面上，鍵角為120。，B原子的外層電子構(gòu)型為2s22Pl成鍵時1個2s電

子激發(fā)到1個空的2P軌道上，同時，1個s軌道和2個p軌道雜化成為3個雜化軌道，分別與3個F原子

成鍵。這種雜化軌道含有l(wèi)/3s和2/3p的成分，叫s/雜化軌道，雜化軌道相互間的夾角為120。，雜化

軌道處在同一平面上。

激發(fā)IthII

2P*LLI2P

2s2ssp2

B原子基態(tài)激發(fā)態(tài)雜化態(tài)

2P

BF3分子(平面三角形)

③印雜化

能量相近的一個心軌道和一個明軌道雜化，可形成二個等價的吵雜化軌道。每個吵雜化軌道含2的正

軌道和2的明軌道的成份，軌道呈一頭大、一頭小，兩斗雜化軌道之間的夾角為180。(圖)。分子呈直

線型構(gòu)型。

例如氣態(tài)BeCb分子的形成?；鶓B(tài)Be原子的外層電子構(gòu)型為2s2,無未成對電子，似乎不能再形成共價鍵,

但Be的一個2s電子可以激發(fā)進(jìn)入2夕軌道，取吵雜化形成二個等價的卯雜化軌道，分別與C1的*軌道

沿鍵軸方向重疊，生成二個(sp-p)o鍵。故BeCL分子呈直線型。

激發(fā)

sp雜與「t|t

2ssp

Be原了基態(tài)激發(fā)態(tài)雜化態(tài)

?—0?

此外CO2分子、Ag(NH3)2+離子以及周期表IIB族Zn、Cd、Hg元素的某些共價化合物，如ZnCb、HgCL等,

其中心原子也是采取sp雜化的方式與相鄰原子結(jié)合的。

A若中心原子進(jìn)行sp雜化或sp2雜化，則還有未參與雜化的p軌道，這些p軌道可用于形成兀鍵。

在乙烯分子中，兩個碳原子均采取sp?雜化。如圖所示：每個碳原子各用一個sp2雜化軌

道重疊形成C—Co鍵；每個碳原子的另兩個sp2雜化軌道分別與兩個氫原子的1s軌道重疊形成C—H

0鍵；每個碳原子余下的一個未參與雜化的垂直于鍵軸方向的2p軌道，只能發(fā)生“肩并肩”重疊形成一

個無鍵。由于兀鍵不如。鍵穩(wěn)定，因此乙烯分子中兀鍵容易斷裂發(fā)生加成反應(yīng)。

CH2=CH2

。鍵64可—

、。鍵

同理可知，乙烘分子中的兩個碳原子均采取sp雜化。兩個碳原子的sp雜化軌道相互重疊，形成一個

C—Co鍵，未參與雜化的四個P軌道分別在垂直于鍵軸的方向上形成兩個兀鍵。

>苯分子中C原子均以sp2雜化方式成鍵，形成120。的三個sp2雜化軌道，故為正六邊形的碳環(huán)。每個

碳原子還有一個未參與雜化的2P軌道和一個電子，軌道垂直碳環(huán)平面，相互交蓋，形成共粗大門鍵。

大m鍵中6個電子被6個C原子共用，故稱為中心6電子大兀鍵

>通常把這種多個原子參與形成的兀鍵稱為離域兀鍵，又稱為大兀鍵。所以，苯分子呈平面正六邊

形結(jié)構(gòu)，六個碳碳鍵的鍵長相同，鍵角均為120。。正是由于具有這種結(jié)構(gòu)特征，苯分子表現(xiàn)出特殊的

穩(wěn)定性，難以像乙烯那樣，與澳發(fā)生加成反應(yīng)或被酸性高鋸酸鉀溶液氧化

HH

(a)。鍵(b)碳原子的2p軌道

【即學(xué)即練4】下列化學(xué)用語或圖示正確的是

A.NH3和NH：的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)均一致

B.SO『的VSEPR模型:

O

II

C.丙酮(H3C—C—CH3)分子中C原子的雜化類型均是sp2

D.HC1分子中。鍵的形成:

【答案】D

【解析】A.NH3和NH：中心N原子價層電子對數(shù)均為4,VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型，但N&中N原子

存在一對孤對電子，其空間構(gòu)型為三角錐形，NH4：-中N原子無孤對電子，空間構(gòu)型為正四面體形，兩者空

間構(gòu)型不同，故A錯誤;

B.SO,中心S原子價層電子對數(shù)為：等=4,VSEPR模型為正四面體形，故B錯誤;

O

II

C.丙酮(H3C—C—CH3)分子中C原子的雜化類型有sp2、sp3兩種，故C錯誤;

D.HC1分子中。鍵是由H的s軌道(球形)和C1原子的p軌道(紡錘形)頭碰頭結(jié)合形成，故D正確;

故選：D。

知識點05共價分子空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測

VSEPR理論：分子的中心原子價層中的電子對(包括成鍵電子對①和孤電子對)，由

于相互間靜電排斥作用，而趨向于盡可能彼此遠(yuǎn)離，分子以此形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。由于價層電子對之間

要盡可能彼此遠(yuǎn)離，當(dāng)價層電子對數(shù)分別為2、3、4時，價層電子對分別排列成直線形、平面三角形和

正四面體形。

180°

中心原子的價層電子對數(shù)如何來計算呢？我們以AB〃型分子（其中A為中心原子）為

例來討論。該分子中A的價層電子對數(shù)可通過下式確定：

直線形

2對

>

小A的小.小工"將IA的價電子數(shù)一〃個B的單電子總數(shù)

AB,,中A的價層電子對數(shù):n+-----------------------------------

M2

平面三角形

3對t!

%F成鍵電子對數(shù)（O鍵電子對數(shù)）孤電子對數(shù)

不同數(shù)目的價層電子對的空間結(jié)構(gòu)

正四面體形

4對

>中心A提供電子數(shù)：主族元素等于族數(shù)，即價電子數(shù)

配原子X提供的電子數(shù)：氧族元素為0,鹵族元素為1；氫為1。

>AXm為離子體系時，要加減離子電荷數(shù)。

根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)，可以很方便地確定價層電子對的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確定ABn的空間結(jié)構(gòu)。

例：

i.BeCL分子中，Be周圍的價電子對數(shù)為：

（2+1*2）/2=2均為成鍵電子對。

ii.NH3分子中，N周圍的價電子對數(shù)為：

（5+1*3）/2=4其中有三個成鍵電子對和一個孤電子對。

iii.如果是正離子，在計算價電子對時，應(yīng)減去相應(yīng)的正電荷，如NH4+中，N周圍的價電子對數(shù)為：

（5+1*4-1）/2=4均為成鍵電子對。

iv.如果是負(fù)離子，在計算價電子對時，則應(yīng)加上相應(yīng)的負(fù)電荷，如PO43-中，P周圍的價電子對數(shù)為：

（5+3）/2=4都是成鍵電子對。

m±

>分子（AB.型）、離子（ABn型）的空間結(jié)構(gòu)分析示例

實例價電子。鍵電孤電中心原子的雜化VSEPR分子或離

模型

對數(shù)（即子對子對軌道類型子的空間

雜化軌數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)

道數(shù)）

BeCh220sp直線形直線形

C02直線形直線形

2平面三角平面三角形

BF3330sp

SO221形角形

CH4440sp3四面體形正四面體形

NH331三角錐形

H2O22角形

2-330sp2平面三角平面三角形

C03

形

+440sp3四面體形正四面體形

NH4

>電子對之間排斥力大小順序

孤對電子對一孤對電子對>孤對電子對一雙鍵>孤對電子對一單鍵>雙鍵一雙鍵>雙鍵%單鍵>單

鍵一單鍵

NH3中有1對孤電子對，它對成鍵電子對的排斥作用更大一些，所以NH3中N—H鍵之間的鍵角只有

107°18\如圖

孤電子對

H

價層電子對的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)

（四面體形）（三角錐形）

NH3中價層電子對的空間結(jié)構(gòu)和分子的空間結(jié)構(gòu)

【即學(xué)即練5】下列化學(xué)用語表達(dá)不正確的是

回回［HTTTF

A.比0的電子式：H:O:HB.基態(tài)氧原子的軌道表示式：I、2P

C.中心原子的VSEPR模型:D.出0分子的空間結(jié)構(gòu)：V形

【答案】C

【解析】A.H2。中H周圍有2個電子，0周圍有8個電子，其電子式為H:O:H,A正確；

回回

B.基態(tài)氧原子的電子排布式為Is22s22P4,軌道表示式為,B正確;

C.H20中心原子O有兩對孤電子對，VSEPR模型為四面體形，C錯誤；

D.H2O分子中O的價層電子對數(shù)為4,有兩對孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為V形，D正確;

故答案選C。

【即學(xué)即練6】如圖是元素周期表的一部分：

N

P

?

Sb

______

(1)寫出元素①的元素符號,與①同周期的主族元素中，第一電離能比①大的有種。

該周期的某種元素基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d34s2,則該元素在元素周期表中的位置

為,

(2)基態(tài)睇(Sb)原子的價電子排布式為。出2F]+[SbF6「(氟酸睇)是一種超強酸，出2耳+離子的空

間構(gòu)型為,寫出一種與田2日+互為等電子體的分子o

(3)處于分界線的元素A1可形成多種化合物。

NaAl%中三種元素的基態(tài)原子的第一電離能從大到小的順序是(填元素符號)。

NaAl*中鋁的雜化方式為,其中負(fù)離子的立體結(jié)構(gòu)為,

(4)下列說法正確的是

a.CCI4、SiC,P4是空間構(gòu)型均為正四面體的三種物質(zhì)，鍵角與其他兩種物質(zhì)不同的是SiC

b.基態(tài)P原子中，電子占據(jù)的最高能級符號為M

c.Sb位于p區(qū)

d.升溫實現(xiàn)液氨一氨氣一氮氣和氫氣變化的階段中，微粒間破壞的主要的作用力依次是氫鍵、極性共價鍵

(5)周期表中元素的性質(zhì)呈現(xiàn)出周期性變化。元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價離子時所放

出的能量稱作第一電子親和能(％)。第二周期部分元素的Ei變化趨勢如圖所示，其中除氮元素外，其他元素

的Ei自左而右依次增大的原因是；氮元素的為呈現(xiàn)異常的原因是。

BCNOF

【答案】(1)As1第四周期VB族

(2)5s25P3V形H20

(3)H>Al>Nasp3正四面體

(4)cd

(5)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大

N原子的2P軌道為半充滿狀態(tài)相對穩(wěn)定，故不易結(jié)合一個電子

【解析】(1)元素①是第五主族第四周期的As,同周期元素第一電離能逐漸增大，第五主族的As元素，

4P能級是半充滿狀態(tài)，第一電離能大于相鄰的第六主族Se元素，故與①同周期的主族元素中，第一電離能

比①大的只有Br一種；該周期的某種元素基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d34s2,是23號V,該元素在

元素周期表中的位置為第四周期VB族；

(2)基態(tài)睇(Sb)原子位于第五周期第五主族，其價電子排布式為5s25P3；

(3)[H2F]+中F價層為26(7—l—lx2尸4,故其空間構(gòu)型為V形；價電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離

子或基團(tuán)之間稱為等電子體，與國2耳+互為等電子體的分子H2O；NaAlH,中三種元素的基態(tài)原子的第一電

離能從大到小的順序H>Al>Na；NaAlH4中鋁的雜化方式為,其中負(fù)離子中A1的價層電子對數(shù)為4號(3+1-

4x1)=4,其立體結(jié)構(gòu)為正四面體，雜化方式為sp3；

(4)a.CCI4、SiC、P4是空間構(gòu)型均為正四面體的三種物質(zhì)，鍵角與其他兩種物質(zhì)不同的是P4,CCI4、SiC

是碳或硅在正四面體的中心，氯或碳在四面體的四個頂點，白磷是四個磷原子在四個頂角位置，a錯誤；

b.基態(tài)P原子中，電子占據(jù)的最高能級符號為p,b錯誤；

c.Sb位于p區(qū)，c正確；

d.升溫實現(xiàn)液氨-氨氣(液態(tài)到氣態(tài))一氮氣和氫氣(氨氣分解)變化的階段中，微粒間破壞的主要的作

用力依次是氫鍵、極性共價鍵，d正確；

故選cd；

(5)除氮元素外，其他元素的Ei自左而右依次增大的原因是同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐

漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大;；氮元素的為呈現(xiàn)異常的原因是N原子的2P軌道為半充

滿狀態(tài)相對穩(wěn)定，故不易結(jié)合一個電子。

國常見考法________________________________________________

片常見考法一共價鍵分子構(gòu)型、電子式

LI.鐵3Fe)、銀(28Ni)的單質(zhì)及其化合物在醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Fe原子核外電子排布式為，Ni位于元素周期表的_______區(qū)。

(2)乳酸亞鐵口服液是缺鐵人群補鐵保健品，臨床建議服用維生素C促進(jìn)“亞鐵”的吸收，避免生成Fe3+,從

結(jié)構(gòu)角度分析，F(xiàn)e?+易被氧化成Fe3+的原因是。

II.回答下列問題：

(3)C0CL分子中所有原子均滿足8電子構(gòu)型，COCL分子中◎鍵和兀鍵的個數(shù)比為，中心原子的雜化方

式為，COCh中心原子的VSEPR模型為,COCh分子的空間構(gòu)型為o

(4)AS4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中As原子的雜化方式為。

S

o-/\o

I0I

萬寧04s

OiAs、。/

(5)A1H1中,Al原子的軌道雜化方式為；列舉與A1H工空間構(gòu)型相同的一種離子和一種分子:、

(填化學(xué)式)。

(6)用價層電子對互斥理論推斷SnBrz分子中，Sn原子的軌道雜化方式為,SnBr2分子中Br—Sn-Br

的鍵角120。(填或“=")。

【答案】⑴Is22s22P63s23P63d64s2d

(2)Fe3+的3d5半滿狀態(tài)更穩(wěn)定

(3)3：1sp2平面三角形平面三角形

(4)sp3

3

(5)spNH+CH4

(6)sp2<

【解析】(1)基態(tài)Fe原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2；Ni是28號元素，其價層電子排布式

為3d84s2,位于元素周期表中的d區(qū)；

(2)從結(jié)構(gòu)角度分析，亞鐵離子易被氧化為三價鐵離子的原因是三價鐵離子的3d§半滿狀態(tài)更穩(wěn)定；

(3)COCL分子中有一個C=O鍵和2個C-C1鍵，所以COCL分子中◎鍵的數(shù)目為3,兀鍵的數(shù)目為1,◎鍵

和無鍵個數(shù)之比為3：1,中心原子C的電子對數(shù)為3+匕容工=0,故中心原子的雜化方式為sp2；

(4)AS4O6分子中As原子形成3個As-0鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4,故雜化方式為sp3

雜化；

(5)A1H［中，Al原子的孤電子對數(shù)=汽坨=0,雜化軌道數(shù)目=4+0=4,A1原子的雜化方式為sp3雜化；

互為等電子體的微?？臻g構(gòu)型相同，與A1H1空間構(gòu)型相同的離子為NHj分子為CH4；

(6)SnBrz分子中Sn原子價層電子對數(shù)=2+上券=3,所以Sn原子的軌道雜化方式為sp2雜化，且含有一

對孤對電子，所以該分子為V形分子，孤電子對對成鍵電子對有排斥作用，所以其鍵角小于120。。

2.已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4>NH3>H2。，原因

為。

【答案】孤電子對與成鍵電子對間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力，CH4分子中無孤對電子，

NH3分子中含有1對孤對電子，上0分子中含有2對孤對電子，對成鍵電子對的排斥作用依次增大，故鍵

角逐漸減小

【解析】孤電子對與成鍵電子對間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力。H2O,NH3、CH4中0、

N、C原子價電子對數(shù)都是4,CH4分子中無孤對電子，NH3分子中含有1對孤對電子，H2O分子中含有2

對孤對電子，對成鍵電子對的排斥作用依次增大，故鍵角逐漸減小。

M常見考法二雜化軌道理論

3.硼元素的某種氫化物能與NH3作用得到化合物M,M是一種新的儲氫材料，加熱M會緩慢釋放出H2,

并轉(zhuǎn)化為化合物N,M、N分別與乙烷、乙烯的結(jié)構(gòu)相似。下列有關(guān)說法正確的是

A.基態(tài)"B原子中，核外存在2對自旋相反的電子，有5種不同空間運動狀態(tài)的電子

B.M分子中存在配位鍵，B原子的雜化類型為sp?雜化

C.M分子能與水分子之間形成氫鍵

D.N分子中的兀鍵和。鍵數(shù)目之比為5：1

【答案】C

【解析】A.基態(tài)"B原子電子排布為Is22s22pl核外存在2對自旋相反的電子。有3種不同空間運動狀態(tài)

的電子，A項錯誤；

B.M與乙烷結(jié)構(gòu)相似，則B為采取sp3雜化，B項錯誤；

C.M中N原子與H2O中的H-0形成O氫鍵，C項正確；

D.N分子與乙烯結(jié)構(gòu)相似，的兀鍵和◎鍵數(shù)目之比為1:5,D項錯誤；

故選Co

輻lo/J常見考法三價層電子對互斥理論

4.短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。用表中信息判斷下列說法不正確的是

元素XYZW

分子式H3ZO4

最高價氧化物的水化物

25℃時，O.lmo卜L-i溶液對應(yīng)的pH

A.YX3用于汽車防撞氣囊，是離子晶體

B.簡單氫化物分子內(nèi)的鍵角：X<Z

C.足量的鋅與W最高價氧化物的水化物的濃溶液充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有2種

D.31gz4分子中含有鍵

【答案】B

【解析】A.YX3是NNa3,一種非常不穩(wěn)定的堿金屬氮化物，加熱或撞擊下NaN3迅速分解為金屬鈉和氮氣，

被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)汽車防撞氣囊；Na、N電負(fù)性差別很大，NNa3中N與Na之間通過離子鍵結(jié)合，因此屬

于離子晶體，A正確；

B.X、Z簡單氫化物分別是NH3、PH3,中心原子均是sp3雜化，中心原子均有1個孤電子對。由于N的電

負(fù)性大于P,N原子對成鍵電子對吸引力更大，成鍵電子對更靠近N原子，成鍵電子對間的斥力更大，因

此NH3的鍵角比PH3的大，B錯誤；

C.W最高價氧化物的水化物的濃溶液為濃硫酸，與足量Zn反應(yīng)時，前階段為濃硫酸Zn反應(yīng)，生成的還

原產(chǎn)物是SO2,后階段硫酸濃度減小至一定程度，變成稀硫酸與Zn反應(yīng)，生成的還原產(chǎn)物是H2,C正確；

D.Z4為P4,分子結(jié)構(gòu)是正四面體，每個P4分子內(nèi)共有6個◎鍵，31gp4物質(zhì)的量為(mol,故31gp4分子含

有的◎鍵共為6x°mol=1.5mol,D正確；

4

故選Bo

5.化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的基本工具，是高中化學(xué)的重要內(nèi)容，請根據(jù)要求用合適的化學(xué)用語填空：

(1)從分子結(jié)構(gòu)上來看，氮與碳有很多對應(yīng)的物質(zhì)(如CH4和NH3對應(yīng))，請找出下列含碳化合物對應(yīng)的含氮

物質(zhì)(填寫化學(xué)式)：H2c03；C2H2=

(2)已知F