共价键与分子的空间构型
【要点梳理】
要点一、共价键的形成及其本质
1．共价键的形成
通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。那么两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。
当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。
2．共价键的本质：
共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。形成共价键的微粒是同种或不同种原子。要点二、共价分子的表示方法
1．电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或×）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。如：
2．结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1—Cl，这种式子叫结构式。
注意在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构式表示。
3．用电子式表示共价化合物的形成过程
用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“→”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。如：
要点三、σ键与π键
原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键；原子轨道在核间连接两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫做π键。氮分子中含有一个σ键和两个π键，氮分子的结构可用结构式N≡N表示。
在有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成π键的重叠程度要比σ键的重叠程度小得多。所以碳原子与碳原子之间形成的σ键比π键牢固，在化学反应中，π键易发生断裂。
氮气分子中的三个共价键使得构成氮分子的氮原子紧紧地结合在一起，因而氮气的化学性质异常稳定。除了少数植物如豆科类具有将空气中的氮气转化为含氮的化合物的本领外，大部分植物不能直接吸收空气中的氮。因此，设法将空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物成为一个世纪以来备受关注的课题，其关键点就在于，削弱氮分子中的化学键。在合成氨工业中，人们利用高温（500℃左右）、高压（15 MPa）、并用铁的化合物作为催化剂将氢气和氮气合成为氨。
要点四、共价键的特征
饱和性与方向性是共价键的两点特征。
1．共价键具有饱和性。这是因为只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。所以在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
2．共价键具有方向性。这是因为形成共价键时，两个参与成键的原子的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降的也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表示出方向性（s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性）。共价键的方向性决定着分子的空间构型。
要点五、极性键和非极性键
1．非极性（共价）键：由同种元素的原子间形成的共价键是非极性键。
在共价单质分子中，由同种原子形成共价键，两个原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，因此，成键的原子不显电性，这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。如H—H键、Cl—Cl键、N三N键都是非极性键。非极性键可以存在于非金属单质中，也可以存在于化合物中。
2．极性（共价）键：由不同种元素的原子间形成的共价键是极性键。
在共价化合物分子中，不同种原子形成共价键，因为原子吸引电子的能力不同，共用电子对将偏向吸引电子能力强的一方，因而吸引电子能力强的一方显负电性，化合价为负值，吸引电子能力弱的一方显正电性，化合价为正值，数值即这种元素的1个原子跟其他元素的原子形成的共用电子对的数目。如HCl分子中，Cl原子吸引电子的能力比H原子强，共用电子对偏向Cl原子，偏离H原子，而使Cl原子一方相对显负电性，H原子一方相对显正电性。像这样共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键，简称极性键。如H2O中的O—H键，CO2中的C—O键都是极性键。极性键不存在于单质分子中，只存在于化合物中。
3．键的极性强弱判断方法：成键的两原子吸引电子对的能力差别（即非金属性差别）越大，电子对偏移的程度越大，
键的极性越强。如处于短周期的四种元素，它们之间能形成共价键，键的极性最强的是X—Y，键的极性最弱的是W—Z。
要点六、键参数
1．键能
（1）概念：在101.3 kPa、298 K条件下，断开1 mol AB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫A—B键的键能。
（2）表示方式：E A—B。
（3）键能大小决定化学键的强弱程度。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。
（4）常见化学键的键能：
共价键键能／kJ·mol－1共价键键能／kJ·mol－1
C—H 413 O—H 467 C—C 347 F—H 565
C—N 305 Cl—H 431 C—O 358 I—H 297
C—S 259 C＝C 614 Cl—Cl 243 C≡C 839
Br—Br 193 C＝O 745 I—I 151 N≡N 945
N—H 391 O＝O 498
2．键长
（1）概念：两个成键原子之间的核间距离叫键长。（2）原子间的键长越短，化学键越强，键越牢固。
（3）常见化学键的键长：
共价键键长／nm 共价键键长／nm
C—C 0.154 H—H 0.074 C＝C 0.134 F—F 0.143
C≡C 0.121 Cl—Cl 0.199 N—N 0.141 Br—Br 0.228
N＝N 0.110 I—I 0.266 O＝O 0.121
3．键角
（1）概念：多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫键角。
（2）常见物质的键角：
CO2：180°（直线形）；H2O：104.5°（V形）；NH3：107.3°（三角锥形）。
（3）键角和键长常用于描述多原子分子的空间构型。
要点七、杂化轨道理论与分子空间构型
1．杂化轨道理论的要点
（1）原子在形成分子的过程中，根据原子的成键要求，在周围原子的影响下，能量相近的不同类型的原子轨道可以重新组合形成一组新的原子轨道。这种原子轨道的重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的原子轨道叫做杂化轨道。
（2）原子轨道在杂化过程中，轨道数目保持不变，即有多少个原子轨道参加杂化，就形成多少个杂化轨道。
（3）为了使轨道间的排斥作用最小、体系能量最低，杂化轨道总是尽量远离，使杂化轨道间的夹角最大。因而，杂化轨道在空间总是有规则排列的。根据最大重叠原理，由杂化轨道类型就可以推断分子的空间构型。
（4）杂化轨道在空间的伸展方向和分布情况都发生了改变，电子云分布更集中、更突出，在与其他原子轨道重叠成键时，重叠程度更高，更易成键，即杂化轨道的成键能力增强了，形成的分子更加稳定。
2．杂化轨道的类型与分子构型
（1）sp1杂化——直线形
sp1杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成，每个sp1杂化轨道含有1
2
s和
1
2
p的成分，轨道间夹角为180°，
呈直线形。如BeCl2
（2）sp2杂化——平面三角形
sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成，每个sp2杂化轨道都会有1
3
s和
2
3
p成分，杂化轨道间的夹角
为120°，呈平面三角形。如BF3分子
（3）sp3杂化——四面体型：sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个坤轨道组合而成的，每个sp3杂化轨道
都含有1
4
s和
3
4
p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109.5°，空间构型为四面体型。如CH4分子的结构：
要点八、典型分子的空间构型
1．甲烷分子的空间构型
形成CH4分子时，碳原子的1个2s电子激发到空的2p轨道上，变成1s22s12p1x2p1y2p1z的排布，2s
轨道和3个2p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道，碳的4个价电子以自旋方向相同的方式分占各个轨道，
这样4个sp3杂化轨道再分别与氢原子的单电子1s轨道重叠成键形成四个等同的C—H共价键，所以CH4
分子的空间构型为正四面体型，键角为109.5°。如右图。
2．苯分子的空间构型
（1）根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中的原子轨道发生了sp2杂化，由此形成的3个sp2杂化轨道在同一平面内。这样每个碳原子的2个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的2个碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键，于是6个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与1个氢原子的1s电子配对形成σ键。与此同时，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2p轨道，它们均含有一个未成对电子，这6个碳原子的2p轨道相互平行，它们能以“肩并肩”的方式相互重叠，从而形成含有6个电子、属于6个原子的π键。所以，在苯分子中，6个碳碳键完全相同，键角皆为120°。正是由于苯分子所具有的这种结构特征，使得它表现出特殊的稳定性，而不像乙烯那样容易使酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液退色。苯分子中的化学键如下图：（2）对苯分子结构的认识
①构成苯分子的6个C原子和6个H原子处在同一平面内。
②苯分子中的碳碳键既不是单纯的单键，也不是单纯的双键，而是一种介于单键和双键之间的一种独特的键。
③苯分子中各原子的成键方式：C、H原子之间形成6个σ键，C、C原子之间形成6个σ键和6个C原子
共同形成6电子大π键。
④苯的典型性质是易发生取代反应，也可以发生加成反应，难发生氧化反应。
要点九、分子的对称性
1．对称性
对称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部分相互对应且相称，它们经过不改变物体内任意两点间距离的操作能够复原，即操作前在物体中某个地方有的部分，经操作后原有的地方依旧存在相同的部分，也就是说，无法区别操作前后的物体。
2．手性与手性分子
（1）手性
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，称它们的表现为手性。
（2）手性分子
当四个不同的原子或基团连接在碳原子（如CHBrClF）上时，这个碳原子是不对称碳原子，这种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似而不完全相同，即它们不能重叠，这样的分子叫做手性分子。
要点十、分子的极性
1．分子的极性与分子的空间构型
对于复杂的多原子分子来说，如果组成原子相同（如：S8、P4等分子），那么原子间的化学键一定是非极性键。这样的多原子分子无疑是非极性分子（O3分子有微弱的极性，是一个例外）。但是，如果组成原子不相同（如：SO2、CO2、CCl4、CHCl3等），那么这样分子的极性，不仅决定于元素的键的极性而且还决定于分子的空间构型。分子的空间构型均匀对称的是非极性分子，如AB2型的直线型分子CO2；AB3型的平面正三角形分子BF3；AB4型的正四面体型分子CH4等。分子的空间构型不对称或中心原子具有孤对电子或配位原子不完全相同的多原子分子为极性分子，如V形的H2O；三角锥形的NH3；不规则四面体分子CH3Cl等。
2．分子极性的几种判断方法
（1）化合价法：AB m型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数目，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，具体实践如下：
化学式BF3CO2PCl5SO3（g）H2O NH3SO2中心原子化合价绝对值 3 4 5 6 2 3 4
中心原子价电子数 3 4 5 6 6 5 6 分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性（2）物理模型法：将AB m型分子中的中心原子看做一个受力物体，将A、B间的极性共价键看做作用于中心原子上的力，根据AB m的空间构型，判断中心原子受力是否平衡，若受力平衡，则AB m型分子为非极性分子，否则为极性分子。
（3）根据所含键的类型及分子的空间构型判断：
当AB m型分子的空间构型是空间对称结构时，由于分子中正负电荷重心可以重合，故为非极性分子，如CO2直线形，BF3平面正三角形，CH4正四面体型等均为非极性分子。当AB m型分子的空间构型不是空间对称结构时，一般为极性分子，如H2O为V形，NH3为三角锥形，它们均为极性分子。具体判断如下：
①A—A型分子一定是非极性分子。如N2、Cl2。
②A—B型分子一定是极性分子。如HCl、HF。
③AB2型分子除线型结构B—A—B为非极性分子外，其他均为极性分子。如CO2、CS2为非极性分子，H2S、H2O为极性分子。
④AB3型分子除平面正三角形结构为非极性分子外，其他均为极性分子。如BF3为非极性分子，NH3、PH3为极性分子。
⑤AB4型除正四面体结构及平面正四边形结构为非极性分子外，其他均为极性分子。如CH4、CCl4、SiF4为非极性分子。
（4）据中心原子最外层电子是否全部成键判断：
分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子未全部成键，此分子一般为极性分子。
CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。
H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。
3．一些常见分子的构型
类型常见分子举例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型
X2H2、N2—非极性键非极性分子直线形
XY HCl、NO —极性键极性分子直线形
XY2（X2Y）CO2、CS2180°极性键非极性分子直线形SO2120°极性键极性分子V形H2O、H2S 104.5°极性键极性分子V形
XY3BF3120°极性键非极性分子平面三角形NH3107.3°极性键极性分子三角锥形XY4CH4、CCl4109.5°极性键非极性分子正四面体型
【典型例题】
类型一、σ键与π键的认识与判断
例1 、下列说法中不正确的是（）
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．N2分子中1个σ键，2个π键
举一反三：
【变式1】N2分子中，两个氮原子间存在的共价键类型是（）
A．3个σ键B．2个σ键1个π键C．1个σ键2个π键D．3个π键
【变式2】下列分子中，既含有σ键又含有π键的是（）
A．CH4B．HCl C．CH2＝CH2D．F2
类型二、键的极性的判断
例2、CH4、NH3、H2O和HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是（）
A．CH4、NH3、H2O、HF B．HF、H2O、NH3、CH4
C．H2O、HF、CH4、NH3D．HF、H2O、CH4、NH3
举一反三：
【变式1】下列有关化学键的叙述正确的是（）
A．全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键B．所有物质中都存在化学键
C．H2O2分子中既有极性键又有非极性键
D．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键（C—H）和3个π键（C≡C）【变式2】下列分子既含极性键又含非极性键的是（）
A．NH3B．Cl2C．CO2D．C2H6
【变式3】下列物质的分子中，只存在极性共价键的是（）
A．CCl4B．H2O2C．C2H2D．Cl2
类型三、共价分子的表示方法
例3、下列物质的结构式书写不正确的是（）
A．H—H B．H—Cl C．N≡N D．C＝O＝O
举一反三：
【变式1】下列式子书写正确的是（）
类型四、键参数
例4、下列说法正确的是（）
A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B．已知Be元素的电负性为1.5，Cl元素的电负性为3.0，则BeCl2为共价化合物
C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D．H—O键键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时消耗能量为2×463 kJ
举一反三：
【变式1】下列分子中键能最大的是（）
A．F2B．Cl2C．Br2D．I
【变式2】下列说法中正确的是（）
A、N- C的键长比N-N的键长小
B、H2O键角是180°，NH3是平面三角形
C、H-H比H-F键长短，所以H-H键键能大
D、C=C键键能比C-C键大，所以乙烯比乙烷更稳定类型五、杂化轨道与分子的空间构型
例5、下列说法正确的是（）
A、CHCl3是三角锥形
B、如果AB2分子是V形，其中心原子A可能为sp2杂化
C、二氧化硅为sp杂化，是非极性分子
D、NH4+是平面四边形结构
举一反三：
【变式1】已知AB3易溶于有机溶剂，不溶于水，则下列说法正确的是（）
A、AB3是非极性分子
B、A原子p能级中无空轨道
C、A原子为sp3杂化
D、AB3为三角锥形结构
【变式2】下列常见微粒的中心原子的杂化轨道类型是sp3的是：
A、CH3+
B、CH4
C、SO2
D、CO2
例6、试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型。
（1）CO2（直线形）（2）SiF4（正四面体型）（3）BCl3（平面三角形）（4）NF3（三角锥形）举一反三：
【变式1】下列分子的空间构型为三角锥形的是（）
A．CH4B．H2O C．CO2D．NH3
【变式2】与H2O分子空间构型相同的是（）
A．H2S B．NH3C．H2Se D．CO2
类型六、手性分子
例7、下列分子有手性碳原子的是（）
举一反三：
【变式1】下列分子为手性分子的是（）
类型七、分子的结构与分子的极性
例8、完成下列表格。
双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子分子
键的极性
键角
空间构型
分子极性
举一反三：
【变式1】X、Y为两种不同的非金属元素，下列化学式所表示的一定为极性分子的是（）A．XY B．XY2C．XY3D．XY4
【变式2】下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是（）
A．CH4和Br2B．NH3和H2O C．H2S和CCl4D．CO2和HCl 【变式3】下列分子中，空间结构为平面三角形的是（）
A．BF3B．CS2C．PH3D．C6H6（苯）
精品试卷 高中化学学习材料 （灿若寒星**整理制作） 2．1共价键 一、选择题 1、不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是( ) A．单质氧化性的强弱 B．单质沸点的高低 C．单质与氢气化合的难易 D．最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱 2、下列说法中正确的是 A、含有非极性键的化合物分子一定是非极性分子 B、原子晶体中只存在非极性共价键 C、冰是水分子通过氢键作用而形成的分子晶体 D、若R的含氧酸的酸性大于Q的含氧酸的酸性，则非金属性R大于Q 3、下列物质属于含有共价键的离子化合物的是 A．C 60 B．C 6 H 6 C．KF D．NaOH 4、下列叙述正确的是( ) A．酸性氧化物和碱性氧化物都是电解质 B．将NaOH溶液逐滴加入FeCl 3溶液可制备Fe(OH) 3 胶体 C．电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因 D．离子键一定只存在于离子化合物中，共价键一定只存在于共价化合物中
5、由短周期元素构成的某离子化合物的固体中，一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。下列说法中不正确的是 A．固体中阳离子和阴离子个数不一定相等 B．固体中一定有离子键可能有共价键 C．所含元素一定不在同一周期也不在同一主族 D．固体中阳离子半径一定大于阴离子半径 6、PH 3是一种无色、有剧毒的气体，其分子结构和NH 3 相似，下列判断正确的是 A．N－H的键长比P－H的键长短，所以PH 3的沸点比NH 3 低 B．PH 3分子的立体构型是三角锥形，与NH 3 互为等电子体 C．PH 3 分子是极性分子，极易溶于水，因为它与水分子间存在氢键 D．NH 3比PH 3 稳定，因为NH 3 分子间存在氢键 7、下列说法正确的是（） A．凡金属元素与非金属元素之间都形成离子键 B．形成离子键的微粒必须是金属阳离子与阴离子 C．含有离子键的化合物中，也可能还含有共价键 D．非金属元素形成的化合物一定不存在离子键 8、我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下： HCHO+O 2=CO 2 +H 2 O．下列有关说法正确的是（） A．该反应为吸热反应 B． CO 2 分子中的化学键为非极性键C． HCHO分子中含σ键又含π键 D．每生成1.8 g H 2O消耗2.24 L O 2 9、下列叙述中正确的是（） A． VSEPR模型就是分子的空间构型B．在共价化合物分子中一定存在σ键
第二章分子结构与性质 单元测试（1） 一．选择题（每题有1~2个正确答案） 1．对δ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-s σ键与s-p σ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 2．σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是 A．H2 B．HCl C．Cl2 D．F2 3．下列分子中存在π键的是 A．H2 B．Cl2 C．N2 D．HCl 4．下列说法中，错误的是 A．键长越长，化学键越牢固 B．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 C．对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 D．原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 5．能用键能知识加以解释的是 A．稀有气体的化学性质很不活泼B．HCl气体比HI气体稳定 C．干冰易升华D．氮气的化学性质很稳定 6．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知白磷（P4）和P4O6的分子结构如下图所示；现提供以下化学键的键能：P—P 198KJ·mol—1、P—O 360kJ·mol—1、O=O 498kJ·mol—1。则关于1mol P4和3mol O2完全反应（P4 + 3O2 = P4O6）的热效应说法正确的是 A．吸热1638 kJ B．放热1638 kJ C．放热126 kJ D．吸热126 kJ 7．下列物质属于等电子体一组的是 A．CH4和NH4+ B．B3H6N3和C6H6 C．CO2、NO2D．H2O和CH4 8．下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是 A．CO2 B．H2S C．PCl3 D．SiCl4 9．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是 A．NH3 B．CCl4 C．H2O D．CH2O 10．下列分子中心原子是sp2杂化的是 A．PBr3 B．CH4 C．BF3 D．H2O 11．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是 A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键12．有关苯分子中的化学键描述正确的是 A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键 B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
第一单元分子构型与物质的性质 第1课时分子的空间构型目标与素养：1.能准确判断共价分子中中心原子的杂化轨道类型，能用杂化轨道理论和价层电子对理论判断分子的空间构型。(宏观辨识与微观辨析)2.利用“等电子原理”推测分子或离子中中心原子的杂化轨道类型及空间构型。(证据推理与模型认知) 一、杂化轨道理论与分子的空间构型 1．sp3杂化与CH4分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。 (2)sp3杂化轨道的空间指向 碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，每个轨道上都有一个未成对电子。 (3)共价键的形成 碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的σ键。 (4)CH4分子的空间构型 CH4分子为空间正四面体结构，分子中C—H键之间的夹角都是109.5°。
(1)杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相同，但形状不同。 (2)杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。 (3)杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 (4)未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。 2．sp2杂化与BF3分子的空间构型 (1)sp2杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。 (2)sp2杂化轨道的空间指向 硼原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的三个顶点，3个sp2杂化轨道间的夹角为120°。 (3)共价键的形成 硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。 (4)BF3分子的空间构型 BF3分子的空间构型为平面三角形，键角为120°。 3．sp杂化与BeCl2分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。 (2)sp杂化轨道的空间指向 两个sp杂化轨道呈直线形，其夹角为180°。
高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。
（3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 （2）原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 （1）能量最低原理：在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 （2）泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。 （3）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。 （4）洪特规则的特例：电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时，即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14，整个原子的能量最低，最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 （5）（n-1）d能级上电子数等于10时，副族元素的族序数=n s能级电子数 （二）元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外的能层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。 （1）原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层（电子层）相同，按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期，周期表共有七个周期。同周期元素从左到右（除稀有气体外），元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 （2）原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同（外围电子排布相同），按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族（第Ⅷ族除外）。共有十八个列，十六个族。同主族周期元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （3）原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区，分别为s区、p区、d区、f区和ds区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律
第1课时共价键的特征与类型 [知识梳理] 一、共价键的形成与特征 1.共价键的形成 （1）概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 （2）成键的粒子：一般为非金属原子（相同或不相同）或金属原子与非金属原子。 （3）键的本质：原子间通过共用电子对（即电子云重叠）产生的强烈相互作用。 （4）键的形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。 （5）含共价键的物质：非金属单质、共价化合物和某些离子化合物。 2.共价键的特征 （1）饱和性：决定分子的组成。 （2）方向性：决定分子的立体构型。 【自主思考】 1.只有非金属元素原子间才能形成共价键吗？ 答案不是。金属元素与非金属元素原子间形成的化学键也可能是共价键，如AlCl3中的化学键是共价键。 2.为什么氖分子是单原子分子，而氯分子是双原子分子？H2O分子中每个O原子结合2个H原子的原因是什么？ 答案因为氖原子轨道中不含有未成对电子，原子轨道间不能发生重叠而形成化学键。而氯原子3p轨道上有一个未成对电子，两个氯原子之间能发生原子轨道重叠而形成双原子分子。
O原子最外层有2个未成对电子，分别与H原子的核外电子形成共用电子对，O原子达到8电子稳定结构，H原子达到2电子稳定结构，故1个O原子只能结合2个H原子，符合共价键的饱和性。 二、共价键的类型、σ键与π键 （1）σ键 （2）π键 （3）σ键、π键的存在规律 共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键是由一个σ键和两个π键组成。 【自主思考】
1.观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答： （1）乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？ （2）乙烯和乙炔比乙烷化学性质活泼的原因是什么？ 答案（1）乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。 （2）乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有一个、两个π键，π键原子轨道重叠程度小，π键不稳定容易断裂，而乙烷中碳与碳之间以σ键结合，原子轨道重叠程度大，σ键稳定，不易断裂。 2.H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和Cl2分子，共价键轨道完全相同吗？ 答案不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道，Cl原子的未成对电子位于3p轨道，即H 原子和H原子成键以1s和1s轨道“头碰头”重叠，H原子和Cl原子以1s和3p轨道“头碰头”重叠，Cl原子和Cl原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。 [效果自测] 1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。 （1）HF和HCl分子中共价键都是σ键。（） （2）所有的共价键都有方向性。（） （3）HF比HCl的稳定性强。（） （4）氢原子和氟原子、氯原子均可以σ键相结合，其成键轨道完全相同。（） （5）1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。（） 答案（1）√（2）×（3）√（4）×（5）√ 2.指出下图所表示的共价键名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式：
人教版2018-2019学年化学选修3 第二章第一节《共价键》检测 一、选择题 1.当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，F原子中和H原子对称性不一致的轨道是() A． 1s B． 2s C． 2p x D． 2p z 2.下列说法不正确的是() A．双键、叁键都含有π键 B．成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固 C．因每个原子未成对电子数量是一定的，故配对原子个数也一定 D．每一个原子轨道在空间都具有自己的方向性 3.关于σ键和π键的比较，下列说法不正确的是() A．σ键是轴对称的，π键是镜面对称的 B．σ键是“头碰头”式重叠，π键是“肩并肩”式重叠 C．σ键不能断裂，π键容易断裂 D． H原子只能形成σ键，O原子可以形成σ键和π键 4.下列物质的分子中，没有π键的是() A． CO2 B． N2 C．CH≡CH D． HClO 5.COCl2分子的结构式为，COCl2分子内含有() 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 6.下列反应中有机物化学键断裂只涉及π键断裂的是()。 A． CH4的燃烧 B． C2H4与Cl2的加成
C． CH4与Cl2的取代 D． C2H4的燃烧 7.硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是() ①共价键的饱和性②S原子的电子排布③共价键的方向性④S原子中p轨道的形状 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 8.防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有π键，这些有效成分的分子中的π电子可在吸收紫外线后被激发，从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质中没有防晒效果的是() A．氨基苯甲酸 B．羟基丙酮 C．肉桂酸(C6H5—CH=CH—COOH) D．酒精 9.N—H键键能的含义是() A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B．把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量 C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的能量 D．形成1个N—H键所放出的能量 10.原子数相同、电子总数相同的粒子，互称为等电子体．硼元素可形成三个等电子体阴离子：BO2﹣、BC25﹣和BN2n﹣，则BN2n﹣中的n值为（） A． 1 B． 2 C． 3 D． 4 11.下列说法中正确的是() A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间可能形成共价键 C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° D． H—O键键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ 12.B3N3H6与C6H6是等电子体，则下列说法不正确的是() A． B3N3H6能发生加成反应和取代反应 B． B3N3H6具有碱性
?1 ? 共价键与分子的空间构型 【要点梳理】 要点一、共价键的形成及其本质 1．共价键的形成 通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。那么两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。 当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。 2．共价键的本质： 共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。形成共价键的微粒是同种或不同种原子。要点二、共价分子的表示方法 1．电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或×）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。如： 2．结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1—Cl，这种式子叫结构式。 注意在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构式表示。 3．用电子式表示共价化合物的形成过程 用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“→”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。如： 要点三、σ键与π键 原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键；原子轨道在核间连接两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫做π键。氮分子中含有一个σ键和两个π键，氮分子的结构可用结构式N≡N表示。 在有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成π键的重叠程度要比σ键的重叠程度小得多。所以碳原子与碳原子之间形成的σ键比π键牢固，在化学反应中，π键易发生断裂。 氮气分子中的三个共价键使得构成氮分子的氮原子紧紧地结合在一起，因而氮气的化学性质异常稳定。除了少数植物如豆科类具有将空气中的氮气转化为含氮的化合物的本领外，大部分植物不能直接吸收空气中的氮。因此，设法将空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物成为一个世纪以来备受关注的课题，其关键点就在于，削弱氮分子中的化学键。在合成氨工业中，人们利用高温（500℃左右）、高压（15 MPa）、并用铁的化合物作为催化剂将氢气和氮气合成为氨。 要点四、共价键的特征
绝密★启用前 人教版高中化学选修三第二章分子结构与性质测试考卷本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.在下列化学反应中，所断裂的共价键中，仅仅断裂s键的是（） A． N2＋3H22NH3 B． 2C2H2＋5O22H2O＋4CO2↑ C． Cl2＋H22HCl D． C2H4＋H2C2H6 2.下列有关σ键和π键的说法错误的是() A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π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．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 3.下列分子中，不含手性碳原子的是() 4.把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏移的是() A． CCl4 B． C2H5OH C． CS2 D． C6H6 5.已知磷酸分子中三个氢原子都可以与重水(D2O)中的D原子发生交换，又知次 磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换，次磷酸钠(NaH2PO2)却不能再跟D2O发生氢交换，由此推断出次磷酸分子的结构是()
6.若AB n的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥理论，下列说法正确的是（） A．若n＝2，则分子的空间构型为V形 B．若n＝3，则分子的空间构型为三角锥型 C．若n＝4，则分子的空间构型为正四面体型 D．以上说法都不正确 7.用萃取法从碘水中分离碘，所用萃取剂应具有的性质是() ①不和碘或水起化学反应②能溶于水③不溶于水④应是极性溶剂⑤应是非极性溶剂A．①②⑤ B．②③④ C．①③⑤ D．①③④ 8.能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体构型的是（） A．两个键之间夹角为109.5° B． C—H键为极性共价键 C． 4个C—H键的键能、键长相同 D．碳的价层电子都形成共价键 9.下列关于化学键的叙述中正确的是() A．化学键存在于原子之间，也存在于分子之间 B．两个原子之间的相互作用叫做化学键 C．离子键是阴、阳离子之间的相互吸引力 D．化学键通常是指相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用 10.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是 ( ) A．两个碳原子采用sp杂化方式 B．两个碳原子采用sp2杂化方式
价键理论和分子构型 一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz 二、共价键理论和分子结构 价键法（VB法）价键理论一： １、要点： ⑴、共价键的形成条件：①、先决条件：原子具有未成对电子；②、配对电子参与成键的原子轨道要满足对称匹配、能量相近以及最大重叠的原则；③、两原子具有成单的自旋相反的电子配对，服从保里不相容原理。 ⑵、共价键的本质：是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子使能量降低而成键。 ⑶、共价键的特征：①、饱和性，一个原子有几个未成对电子（包括激发后形成的未成对电子），便和几个自旋相反的电子配对成键；而未成对电子数是有限的，故形成化学键的数目是有限的。②、根据原子轨道最大重叠原理，原子轨道沿其角度分布最大值方向重叠，即共价键具有一定的方向性。 ⑷、共价键的类型：单键、双键和叁键。 ①、σ键和π键。 ⅰ、σ键：沿键轴方向重叠，呈圆柱形对称，称为σ轨道，生成的键称为σ键σ是希腊字母，相当于英文的s，是对称Symmetry[`simitri]这个字的第一个字母）。 σ键形成的方式： ⅱ、π键：两个p轨道彼此平行地重叠起来，轨道的对称面是通过键轴的平面，这个对称面就叫节面，这样的轨道称为π轨道，生成的键称为π键（π相当于英文的p，是平行parallel[`p?r?lel]的第一个字母）。 π键的形成过程： ，
σ键和π键的比较 σ键 （共价键中都存在σ键） π键 （只存在不饱和共价键中） 重 叠 方 式 （成建方向） 沿两电子云（原子轨道）的键轴方向以 “头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 两互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 重叠程度 重叠程度较大 重叠程度较小 电子云形状 共价键电子云（重叠部分）呈轴对称 共价键电子云（重叠部分）呈镜像对称 牢 固 程 度 强度较大，键能大，较牢固，不易断裂 强度较小，键能较小，不很牢固，易断裂 化学活泼性 不活泼，比π键稳定 活泼，易发生化学反应 类 型 s-s 、s-p 、、p-p 、 s- SP 杂化轨道、s- SP 2杂化轨道、s- SP 3杂化轨道、杂化轨道间 p －p π键，、p －p 大π键 是否能旋转 可绕键轴旋转 不可旋转， 存在 的规 律 共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，有一个π键；共价叁键有一个σ键，有两个π键。 可单独存在任何共价键中 不单独存在，与σ键共存 概 念 含有未成对（单）电子的原子轨道沿两电叠子云（原子轨道）的键轴方向以“头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重所形成的具有沿键呈轴对称特征的共价键 含有未成对（单）电子的两个互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式 遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 所形成的具有镜像对称特征的共价键 ２、价键理论二：杂化轨道理论，价键理论简明地阐明了共价键的形成过程和本质，成功解释了共价键的方向性和饱和性，但在解释一些分子的空间结构方面却遇到了困难。例如CH 4分子的形成，按照价键理论，C 原子只有两个未成对的电子，只能与两个H 原子形成两个共价键，而且键角应该大约为90°。但这与实验事实不符，因为C 与H 可形成CH 4分子，其空间构型为正四面体，∠HCH = 109°28′。为了更好地解释多原子分子的实际空间构型和性质，1931年鲍林和斯莱脱(Slater )在电子配对理论的基础上，提出了杂化轨道理论(hybrid orbital theory)，丰富和发展了现代价键理论。 ⑴、杂化轨道理论的基本要点 原子在形成分子时，为了增强成键能力，同一原子中能量相近的不同类型（s 、p 、d …） 的几个原子轨道可以相互叠加进行重新组合，形成能量、形状和方向与原轨道不同的新的原子轨道。这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道。 注意：①、只有在形成分子的过程中，中心原子能量相近的原子轨道才能进行杂化，孤立的原子不可能发生杂化。②、只有能量相近的轨道才能互相杂化。常见的有：ns np nd ， (n-1)d ns np ；③、杂化前后，总能量不变。但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠，即杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力增强，形成的化学键的键能大。这是由于杂化后轨道的形状发生了变化，电子云分布集中在某一方向上，成键时轨道重叠程度增大， 健 型 项 目
绝密★启用前 苏教版化学选修三专题四分子空间结构与物质性质寒假练习本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.下列各组微粒属于等电子体的是() A．12CO2和14CO B． H2O和CH4 C． N2和13CO D． NO和CO 2.下列结构图中，●代表前二周期元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。示例： 根据各图表示的结构特点，下列有关叙述正确的是() A．上述结构图中共出现6种元素 B．甲、乙、丙为非极性分子，丁为极性分子 C．甲与丁可以发生化合反应生成离子化合物 D．向CaCl2溶液中加入(或通入)丙有白色沉淀产生 3.与NO互为等电子体的是（） A． SO2 B． BF3 C． CH4 D． NO2 4.下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的空间构型名称不一致的是() A． CO2 B． H2O C． CO D． CCl4
5.二甘醇可用于溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是() A．符合通式C n H2n O3 B．分子间能形成氢键 C．分子间不存在范德华力 D．能溶于水，不溶于乙醇 6.下列关于CS2，SO2，NH3三种物质的说法中正确的是() A． CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于非极性分子 B． SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C． CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低 D． NH3在水中的溶解度很大只是由于NH3分子有极性 7.下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是() A． H2O B． N2 C． NH3 D． CH4 8.下列关于价层电子对互斥模型（VSEPR模型）的叙述中不正确的是（） A． VSEPR模型可用来预测分子的立体构型 B．分子中价电子对相互排斥决定了分子的立体构型 C．中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥 D．分子中键角越大，价电子对相互排斥力越大，分子越稳定 9.根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间构型不相似的是（） A． NH和CH4 B． H3O和NH3 C． NO和CO D． CO2和H2O 10.PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是() A． PH3分子呈三角锥形 B． PH3分子是极性分子 C． PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低 D． PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高
第二章分子结构与性质 一.共价键 1.共价键的本质及特征 共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。 2.共价键的类型 ①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。 ②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。 ③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，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。 3.键参数 ①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。 ②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。 ③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。 ④键参数对分子性质的影响：键长越短，键能越大，分子越稳定． 4.等电子原理 原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。二.分子的立体构型 1．分子构型与杂化轨道理论 杂化轨道的要点： 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。 2．分子构型与价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。 (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。
3.配位化合物 （1）配位键与极性键、非极性键的比较 （2）配位化合物 ①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。 ②组成：如[Ag(NH3)2]OH，中心离子为Ag＋，配体为NH3，配位数为2。 三.分子的性质 1．分子间作用力的比较 2．分子的极性 (1)极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。 (2)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。 3．溶解性 (1)“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。 (2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互 溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小． 4．手性 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。 5．无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H 中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4
课时作业3 共价键 1．(双选)下列关于共价键的说法，正确的是( ) A．分子内部一定会存在共价键 B．由非金属元素组成的化合物内部不一定全是共价键 C．非极性键只存在于双原子单质分子中 D．离子化合物的内部可能存在共价键 解析：本题可用举例法去做。惰性气体为单原子分子，分子内部没有共价键。铵盐是全部含有非金属元素的化合物，但属于离子化合物，既存在离子键，也存在共价键。乙烯、过氧化氢分子中存在非极性键。在强碱中存在共价键如NaOH。 答案：BD 2．从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是( ) A．H—F B．N—H C．C—H D．S—H 解析：原子半径越小，与氢化合形成的化学键键长越短，键能越大，键越稳定。 答案：A 3．根据π键的成键特征判断CC的键能是C—C键能的( ) A．双键的键能等于单键的键能的2倍 B．双键的键能大于单键的键能的2倍 C．双键的键能小于单键的键能的2倍 D．无法确定 解析：由于π键的键能比σ键键能小，因此双键中有一个π键和一个σ键，所以双键的键能小于单键的键能的2倍。 答案：C 4．日常生活中用的防晒霜如氨基苯甲酸、羟基丙酮等，之所以它们能防晒是( )
A．因为它们为有机物，涂用后形成一个“保护层” B．因为它们挥发时吸热，降低皮肤温度 C．因为它们含有π键，能够有效吸收紫外光 D．因为它们能与皮肤形成一层“隔热层”，阻碍照射 解析：防晒霜之所以能有效减小紫外光对人体的伤害，是因为它所含有效成分的分子有π键。这些有效成分中的π键可在吸收紫外光后被激发，从而阻挡部分紫外光对皮肤的伤害。 答案：C 5．下列分子的稳定性的比较不正确的是( ) A．HF>HI B．CH4
选修三第二章分子结构与性质复习提纲 化学是在层次上研究物质的科学.分子由组成.在通常的温度和压力等 条件下,只有极少数物质的分子是由单个原子构成的,如和等,属于单原子 分子.绝大多数的分子是由相互结合构成的,如 , 有的物质的分子式有许许多多组成较简单的聚合而成的或,如蛋白 质、、等.而许多固体,即时取很小一粒,仍包含成万上亿个原子或离子, 属于, 如、等. 是现代化学键理论的核心. 一.共价键 1、共价键是常见的化学键之一,它的本质是在,共价键主要存 在于电负性差较的原子之间,元素间形成的化学键一定是共价键,也有 少数共价键存在于元素原子和非金属元素原子间,如 中的化学键.共价键具有性和性. 2.表不法 (1)用电子式和结构式 H2 CG BeCl2 (3)用电子云表示共价键的形成 H2 HCl Cl2 N2 3.分类 (1) (T键和兀键 由两个原子的某能级上的电子以重叠形成的共价键称为 .其特征称为对称.由两个原子的某能级的电子以重叠形成的共价键称 为,其特征是对称,(T键比冗键的强度. 成键电子：b键：S-S 、、.兀键:.单键都是、双键中含有 (T键和冗键,叁键中含有(T键和冗键,(T键和冗键总 称,是分子结构的价键理论中最根本的组成局部. (2)极性键和非极性键 由不同原子形成的共价键,电子对 ,是极性键,两个键合电子,一个呈性, 一个呈性；电子对不发生偏移的共价键是键.共价键的极性强弱与成键 原子的有关,某种意义上说,离子键可看成极性极强的共价键. 4、键参数 1、键能 概念：态态原子形成化学键所释放出的能量,或破坏
化学键形成态态原子所吸收的最能量.单位： (1)键能越大,化学键越、越断裂,越生成. (2)成键原子的半径越 ,键能越 (3)两个原子间形成单键键能双键键能参键键能 (4)比拟：CM C键能C-C键能,*N键能3 N-N 键能. (5)化学反响的△ H=键能之和- 键能之和 2、键长 概念：形成共价键的两个原子的键长越,往往键能 ,共价键越 ,形成的物质越稳定 3、键角：多原子分子中的之间的夹角. 写出以下分子中的键角： COC2H2C2H4BF3 CHH2ONH3 键能、键长、键角是共价键的三个参数,键能、键长决定了共价键的l—;键角决定了分子的. 二、等电子原理 1、等电子体：相同,相同的分子具有相似的 特征,它们的和是相近的.如：CO和, CO和 , CH和. 2、现代化学常利用测定分子的相对分子质量,常利用测定分子的立体结构. 三、价层电子对互斥模型 1、价层电子对互斥模型可用来预测 ,它们之所以有这样的 是由于分子中的的结果. AYz型分子中z的值=与中央原子直接相连的个数+中央原子的 四、杂化轨道理论 1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中,中央原子的假设干相近的原子轨道重 新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫 O (1)只有原子在时,才发生轨道杂化. (2)杂化后,轨道数目 ,即SP杂化后会形成个杂化轨道,SF2杂化后,
2016届高三化学复习素质提升训练： 选修3 分子空间结构与物质性质（有解析） 1．下列物质：①CO2;②CCl4；③NH3；④BF3；⑤H2O；⑥HBr中，分子中电荷的空间分布是对称的是（ A.①②④ B. C.④⑤ D.①② 2．物质的下列性质不能用键能来解释的是() A.氮气的化学性质没有氯气活泼 B.HF比HCl稳定 C.金刚石的熔点比晶体硅高 D.常温下溴呈液态，碘呈固态 3．向盛有硫酸铜溶液的试管中加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的相关说法不正确 ．．．的是（） A．沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+ B．向反应后的溶液中加入乙醇，有沉淀析出 C．在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，NH3提供孤电子对 D．反应前后，Cu2+浓度不变 4．酸根RO3－所含电子数比硝酸根NO3－的电子数多10。则下列说法正确的是（）A．R原子的电子层数比N的电子层数多2 B．R元素的最高正化合价与NO3－中的N的化合价相等 C．R所含电子数比N的电子数多10 D．R和N为同族元素 5．下列说法正确的是（） A．电子从3S能级跃迁到3P能级形成的光谱是发射光谱 B．白磷（P4）分子是正四面体结构，故分子中的键角为1090281 C．NO2－中心原子采取sp2杂化，分子空间构型为“V”形 D．原子晶体熔点不一定比金属晶体高，分子晶体熔点不一定比金属晶体低 6．SCl6是一种无色的很稳定的物质，可用于灭火。SCl6的分子结构如图所示，呈正八面体型。如果氯元素有两种稳定的同位素，则SCl6的不同的分子种数为（）Array A．6 B．7 C．10 D．12 7．下列物质中能证明某化合物中一定有离子键的是（） A．晶体可溶于水 B．具有较高的熔点 C．水溶液可导电 D．熔融状态能导电
2021年高中化学 2.1.1共价键同步练习（含解析）新人教版选修3 1.下列有关σ键和π键的说法正确的是( ) A.单键既有σ键也有π键 B.所有的π键都容易打开 C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度 D.π键比σ键重叠程度大,形成的共价键强 解析:单键中只存在σ键,A项错误;N≡N很稳定,其分子中的π键不易打开,B项错误;σ键的特征便是轴对称,C项正确;σ键重叠程度比π键大,D项错误。 答案:C 2.根据表中的数据,从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是( ) ①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O ⑤Al和O ⑥C和Cl A.①②⑤ B.③④⑥ C.④⑤⑥ D.全部 解析:非金属元素之间易形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子之间形成共价键。Na和Cl:3.0-0.9=2.1>1.7;Mg和Cl:3.0-1.2=1.8>1.7;Al和O:3.5-1.5=2.0>1.7;Al 和Cl:3.0-1.5=1.5<1.7;H和O:3.5-2.1=1.4<1.7;C和Cl:3.0-2.5=0.5<1.7;故①②⑤不能形成共价键,③④⑥可形成共价键。 答案:B 3.下列说法不正确的是( ) A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时,最多有1个σ键 C.气体单质分子中,一定有σ键,可能有π键 D.N2分子中有1个σ键,2个π键 解析:σ键的“头碰头”重叠比π键的“肩并肩”重叠的程度大,所以σ键强,故A正确;s电子只能形成σ键,p电子间优先形成1个σ键且只能形成1个σ键,所以两个原子之间最多有1个σ键,故B正确;稀有气体是单原子分子,分子中不存在化学键,故C错误;N2分子的结构式为N≡N,而三键是由1个σ键和2个π键组成的,故D正确。 答案:C 4.根据氢原子和氟原子的核外电子排布,对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是( ) A.两者都为ss σ键 B.两者都为pp σ键 C.前者为pp σ键,后者为sp σ键 D.前者为ss σ键,后者为sp σ键