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高三化学复习（二十五）——分子结构与物质性质

考纲导引

1.了解共价键的主要类型键和键，能用键长、键能和键角等说明简单分子的某些性质

2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3），能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。

3.了解简单配合物的成键情况。

4.了解化学键合分子间作用力的区别。

5.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。

考点探究

1.共价键

2.分子的立体构型

3.分子的性质

【知识梳理】

一、化学键的概念及类型

1．概念：

，叫做化学键。化学键包括离子键、共价键和金属键。根据成键原子间的电负性差值可将化学键分为

和

。旧的化学键的断裂和新的化学键的生成是化学反应的本质，也是化学反应中能量变化的根本。

2．离子键与共价键比较

键型

成键微粒

形成条件

存在物质

离子键

共价键

【例1】关于化学键的下列叙述中，正确的是（

）

A．离子化合物中可能含有共价键

B．共价化合物中可能含有离子键

C．离子化合物中只含离子键

D．共价键只能存在于化合物中

二.共价键

1.共价键的本质是

，其特征是具有

性和

性。

2.共价键的类型

①按成键原子间共用电子对的数目分为

键、

键、

键。

②按共用电子对是否偏移分为

键、

键。

③按原子轨道的重叠方式分为

键（“头碰头”重叠）和

键（“肩碰肩”重叠），前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。

④还有一类特殊的共价键

。

【例2】下列化合物中既存在离子键，又存在极性键的是（

）

A．H2O

B．NH4Cl

C．NaOH

D．Na2O2

【例3】对σ键的认识不正确的是（

）

A．σ键不属于共价键，是另一种化学键

B．S-Sσ键与S-Pσ键的对称性相同

C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键

D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同

3.键参数

①键能：气态基态原子形成

化学键释放的最低能量（单位：kJ/mol），释放的能量越多，键能越

，．．键越牢固，化学键越

。

②键长：形成共价键的两个原子之间的

（单位：10-10米），键长越短，键能越

，键越

，共价键越

。

③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角(单位：度）。键角决定了分子的

。O==C==O键角为

，所以CO2的构型是直线型。H—O—H键角为

，所以H2O的构型是

型。

1

④键参数对分子性质的影响：键长越

，键能越

，分子越稳定．

4.等电子原理

相同、

相同的分子具有相似的

特征，它们的许多性质相近。如CO和N2。

5.共价键的键能与化学反应热的关系：反应热= 所有

键能总和－所有

键能总和. 【例4】下列分子既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是（

）

A．HCl

B．HF

C．SO2

D．SCl2

【例5】下列关于丙烯（CH3—CH =CH2）的说法正确的（

）

A．丙烯分子有8个σ键，1个π键

B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化

C．丙烯分子存在非极性键

D．丙烯分子中3个碳原子在同一直线上

6.极性键和非极性键，极性分子和非极性分子及其性质的差异

(1)键的极性：

极性键：

原子之间形成的

键，成键原子吸引电子的能力

，共用电子对发生

. 非极性键：

原子之间形成的

键，成键原子吸引电子的能力

，共用电子对

偏移. (2)分子的极性：

①极性分子：正电荷中心和负电荷中心

的分子. 非极性分子：正电荷中心和负电荷中心

的分子. ②分子极性的判断：分子的极性由共价键的

及分子的

两个方面共同决定. 分子

同核双原子分子

异核双原子分子

共价键的极性

分子中各键的向量和为零

分子中各键的向量和不为零

分子中正负

电荷中心

结论

举例

H2、N2、O2

CO、HF、HCl CO2、BF3、CH4

H2O、NH3、CH3Cl 异核多原子分子

③相似相溶原理:极性分子易溶于

分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于

分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）. 【例6】根据科学人员探测：在海洋深处的沉积物中含有可燃冰,主要成分是甲烷水合物。其组成的两种分子的下列说法正确的是（

）

A.它们都是极性键形成的极性分子

B.它们都只有σ键

C.它们成键电子的原子轨道都是sp3-s

D.它们的立体结构都相同

7.分子的空间立体结构（记住）

常见分子的类型与形状比较

直

线

V形

四面体

2

三角锥

V形

H2O

三角形

分子类型

A A2

AB ABA ABA A4

AB3

AB3

AB4

AB3C AB2C2

分子形状

球形

直线形

直线形

直线形

V形

正四面体形

平面三角形

三角锥形

正四面体形

四面体形

四面体形

键角

180°

≠180°

60°

120°

≠120°

109°28′

≠109°28′

≠109°28′

键的极性

分子极性

代表物

He、Ne H2、O2

HCl、NO CO2、CS2

H2O、SO2

P4

BF3、SO3

NH3、NCl3

CH4、CCl4

CH3Cl、CHCl3

CH2Cl2

二.分子的立体构型

1．分子构型与杂化轨道理论

当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。

杂化类型

sp sp2

sp3

杂化轨道数目

杂化轨道间夹角

空间构型

实例

BeCl2

BF3

CH4

2.分子构型与价层电子对互斥模型

分子的空间构型指的是

，不包括

。价层电子对互斥模型说明的是价层

的空间构型。

(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。

电子对数

2 3 4 2 3 2 4 3 2 成键对数

0 0 1 0 1 2

孤对电子数

电子对空间构型

分子空间构型

实例

BeCl2 BF3 SnBr2 CH4 NH3 H2O

3.配位化合物

（1）配位键与极性键、非极性键的比较

3

非极性键

本质

成键条件

特征

表示方法

存在

H—H 单质

共价化合物

离子化合物

极性键

共价键

配位键（一类特殊的共价键，__

_由一个原子单独提供）

成键原子一方有

，一方有

相邻原子间通过共用电子对所形成的相互作用

成键原子为

非金属

成键原子为

非金属

有

性和

性

H—Cl 共价化合物

离子化合物

[Cu(NH3)4]2+

离子化合物

（2）配位化合物：金属离子与某些分子或离子(称为

)以配位键结合形成的化合物。

Cu(H2O)42+

Cu(NH3)42+

[Ag(NH3)2]OH

Fe(SCN)63- 以[Cu(NH3)4]SO4为例，指出该化合物中的

（1）中心原子：

。

（2）配位体：

。

（3）配位原子：

。

（4）配位数：

。

（5）内界：

。

（6）外界：

。

（7）配位化合物的电离：

【例7】铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类，应含有（

）

A．离子键和共价键

B．离子键和配位键

C．配位键和共价键

D．离子键

【例8】向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是（

）

A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变。

B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu（NH3）4] 2+。

C．向反应后的溶液加入盐酸，溶液将会没有发生变化，因为[Cu（NH3）4] 2+不会与盐酸发生反应。

D．在[Cu（NH3）4] 2+离子中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道。

三.分子的性质

1.分子间作用力的比较

概念

范德华力

氢键

组成和结构相似的物质，

对于A—H……B—，A、成键原子半径越

，

越大，分子间作用B的电负性越

，B键长越

，键能力越大

原子的半径越

，氢越

，共价键越稳定

键键能越大

①影响物质的

、溶4

共价键

原子间通过共用电子对所形成的相互作用

作用粒子

特征

强度比较

影响强度的因素

原子

有方向性、有饱和性

对物质性质的影响

分子间氢键的存在，使物①影响分子的稳定性

解度等物理性质

②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点

，

如F2

Cl2

Br2

I2，CF2

CCl2

CBr2

质的熔沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2O

H2S，

HF

HCl，

NH3

PH3

②共价键键能越大，分子稳定性越

3．溶解性

“相似相溶”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。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。

【试题类型一：化学键与分子构型】

A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。

(1)C的原子的价电子排布式为_____________________。

(2)在B的单质分子中存在_______个________键，____个__ _键。

(3)已知B的气态氢化物很容易与H+结合，B原子与H+间形成的键叫_ ___，形成的离子的立体构型为______ ___，其中B原子采取的杂化方式是___________________。

(4)在A、B、C、D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中沸点最低的是__

__(写分子式)，其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是：___

_。

【试题类型二：微粒间作用力及对物质性质的影响】

短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的最外层电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素．回答下列问题：

(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2

②BA4

③A2C2

④BE4，其中属于极性分子的是____ ____(填序号)．

(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是____

_________________________. (3)B、C两元素能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式分别为__

____、____

____.DE4在前者中的溶解性___ ___(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性．

(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为____________

_______ (填化学式)．

(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为：_________

______________________________ (填化学式)．

【感悟高考真题】

1.（2011·安徽高考·7）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2）。已知该分子中3（如图所示）N-N-N键角都是108.1°，下列有关N(NO2）3的说法正确的是（

）

A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键

B.分子中四个氮原子共平面

C.该物质既有氧化性又有还原性

D.15.2g该物质含有6.02×10个原子

5

22

2.（2011·海南高考·19）下列分子中，属于非极性的是（

）

A．SO2

B．BeCl2

C．BBr3

D．COCl2 3.（2010山东卷）下列说法正确的是（

）

A．形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力

B．HF、HCL、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱

C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强

D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果

4.（2010江苏卷）已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是

A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态

B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应

C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质

D．化合物AE与CE古有相同类型的化学键

5.（09北京卷12）由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如在右图转化关系（部分生成物和反应条件略去），下列推断不正确的是（

）

A．若X是Na2CO3，C为含极性键的非极性分子，则A一定是氯气，且D和E不反应

-2B．若A是单质，B和D的反应是OH-+HCO3，则E一定能还原Fe2O3

=H2O+CO3C．若D为CO，C能和E反应，则A一定为Na2O2，其电子式是

D．若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则X一定是铝盐

6.（2011·福建高考·30）氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：

（1）基态氮原子的价电子排布式是___

_____________。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_____

___________。

（3）肼（N2H4）分子可视为NH3

分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH3

分子的空间构型是_ _____；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_

________。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

11038.k7Jmol

N2O4(l)2N2H4(l)3N2(g)4H2O(g)

H若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的键有___

________mol。

③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在

（填标号）

a.离子键

b.共价键

c.配位键

d.范德华力

(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________________（填标号）。

+a.CF4

b. CH4

c. NH4

d.H2O

6

7.（2011·山东高考·32）氧是地壳中含量最多的元素。

（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为

个. （2）H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为

。

（3）H可与H2O形成H3O，H3O中O原子采用

杂化。H3O中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为

。

(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为agcm-3,NA表示阿伏加德罗常数，则CaO++++晶胞体积为

Cm3。

8.（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为2KNO33CS引燃AN23CO2（已配平）

①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为

。

②在生成物中，A的晶体类型为

，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为

。

③已知CN与N2结构相似，推算HCN分子中键与键数目之比为

。

（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子（价电子）排布为

，Q的未成对电子数是

。

（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6n]x（n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H），可发生离子交换反应：

交换出来的H经中和滴定，即可求出x和n,确定配离子的组成。

将含0．0015 mol [CrCln(H2O)6n]x的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H需浓度为0．1200 mol·L-1 NaOH溶液25．00 ml,该配离子的化学式为

。

27