2022年高考一轮复习 第4章 物质结构与性质 第3节 化学键与分子结构及性质
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键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
(2)键参数与分子的性质 ①键参数对分子性质的影响
②键参数与分子稳定性的关系 键能越_大__，键长越_短__，分子越稳定。
σ键与π键的判断方法 (1)轨道重叠方式 形成σ键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠；形成π键时，原 子轨道以“肩并肩”的方式重叠。 (2)电子云的对称性 σ键的电子云是以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转对称，为 轴对称；π键的电子云是由两块组成，它们互为镜像，为镜面对称。
(5)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。 (√ )
(6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层 电子对数。( √ )
(7)N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键。( √ )
2．比较下列分子或离子中键角的大小。 (1)H2O________H3O＋，NH3________NH4＋ (2)SO3________CCl4，CS2________SO2 解析：(1)H2O与H3O＋、NH3与NH＋ 4 的中心原子均采用sp3杂化， 孤电子对数越多，斥力越大，键角越小。(2)SO3为平面三角形，键角 120°，CCl4为正四面体形，键角109°28′；CS2为直线形，SO2为V 形，键角CS2>SO2。 答案：(1)< < (2)> >
第二步：确定价层电子对的空间结构 由于价层电子对之间的相互排斥作用，使它们尽可能地相互远 离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的空间结构。 第三步：分子空间结构的确定 价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减 去成键电子对数得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可 以确定相应的较稳定的分子空间结构。
宏观辨识 与
微观探析 证据推理
与 模型认知 科学探究
与 创新意识
核心素养达成 认识离子键、共价键的本质，能多角度、动态地分析 化学键、分子的空间结构及性质，并运用相关理论解 决实际问题。
能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释 分子的空间结构及性质，揭示现象的本质和规律。
能发现和提出有探究价值的分子的结构、性质的问 题，设计探究方案进行探究分析，面对“异常”现象 敢于提出自己的见解。
带相反电荷的粒子之 原子间通过共用电子对所形成的
间的相互作用
相互作用
成键粒子
_阴__、__阳__离__子__
_原__子__
阴、阳离子的静电作 _共__用__电__子__对__不偏 _共__用__电__子__对__偏
成键实质
用
向任何一方
向一方原子
形成条件
非金属性强的元素与 同种元素原子之
金属性强的元素经得 间成键
[练后梳理]
2．化学键分类 (1) 化学键 ―粒―子成―间键―作粒―用子―力→__金共离____属价子____键键键____
(3)配位键：特殊共价键，形成配位键的原子一方提供孤电子对， 另一方提供能够接受孤电子对的空轨道。
3．离子键、共价键的比较
定义
离子键
共价键
_非__极__性__键__
_极__性__键__
3．BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。 它们的结构简式如下，请写出单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道 类型：
(1)Cl—Be—Cl：________。
(2)
：________。
(3)
：________。
答案：(1)sp杂化 (2)sp2杂化 (3)sp3杂化
[练后梳理] 1．价层电子对互斥模型 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能 量最低。 ②孤电子对的排斥力越大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越 小。
D 解析：虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自
由移动的阴、阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子和阴离
子(HSO
－
4
)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，
而溶于水时电离出Na＋、H＋和SO24－，破坏的是离子键和共价键。
3．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______________。
(3)原子间共用电子对数目 单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键和2个 π键。 (4)共价键强度 σ键强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。 注意：N≡N中π键较稳定。
分子的空间结构 [以练带忆]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( × ) (2)只要分子空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。(√ ) (3)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子一定为正四面 体结构。( × ) (4)中心原子是sp杂化的，其分子空间结构不一定为直线形。( × )
(3)认为宏观物质中均含化学键，其实如稀有气体单质中不含 化学键。
(4)认为只含非金属元素的化合物中不存在离子键，其实如 NH4NO3中存在离子键，属于离子化合物。
(5)认为活泼金属与活泼非金属之间不能形成共价键，其实如 AlCl3中存在共价键。
化学键及其参数 [以练带忆]
1．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
，每个COCl2分子内含有σ键、π键的数目为________(填
标号)。
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
解析：(2)根据题意，HCN的结构式为H—C≡N，分子中含有2个
σ键，2个π键，因此σ键与π键的数目之比为1∶1。(3)每个碳原子原子
核外有4个电子，每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，即每
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键的数目之 比为________。
(3)C60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 ________。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为
与O22－之间以离子键结合，O22－中两个氧原子之间以共价键结合；C项 中Cl2是单质，两个氯原子之间以共价键结合；D项，NH3·H2O是共价 化合物，不含离子键。
2．下列关于NaHSO4的说法中正确的是( ) A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是 2∶1 C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
个碳原子形成3个σ键，则每个碳原子还有1个电子形成π键，由于每两
个碳原子各提供一个电子形成一个π键，因此C60分子中π键的数目为
60 2
＝30。(4)分子中单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，因此每
个
分子内含有3个σ键、1个π键。
答案：(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
3．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4， ⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________ (填标号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子 的s轨道重叠形成σ键的是________；含有由一个原子的s轨道与另一 个原子的p轨道重叠形成σ键的是________；含有由一个原子的p轨道 与另一个原子的p轨道重叠形成σ键的是________。
(5)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。
(6)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。
(7)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。 (8)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
第四章 物质结构与性质
第三节 化学键与分子结构及性质
考试评价解读 1.了解粒子间作用(离子键、共价键、配位键、分子间作用力等)的类 型、特征与实质。了解共价键的极性与类型(σ键、π键)。 2．能利用电负性判断成键类型、共价键的极性，能结合分子结构特 点判断分子的极性、手性，并据此解释分子的一些典型性质。 3．了解杂化轨道理论及杂化轨道类型，能结合杂化轨道理论、价层 电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构，能利用键参数(键能、 键长、键角)解释简单分子的某些性质。 4．了解分子间作用力(含氢键)对物质性质的影响，能列举含氢键的 物质与其性质特点。
01
环节1 课前自主复习
基础1 化学键与物质构成 基础2 化学键及其参数 基础3 分子的空间结构 基础4 配位键 分子间作用力及性质
化学键与物质构成
[以练带忆]
1．下列化合物中，既有离子键，又有共价键的是( )
A．MgCl2
B．Na2O2
C．Cl2
D．NH3·H2O
B 解析：A项中两个Cl－与Mg2＋之间以离子键结合；B项中Na＋
B 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；在共价单键中只含有σ键，而含有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。
2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空 格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或 “π”)键，从其极性来看属于________键。
6．电子式 (1)概念：在元素符号周围，用“·”或“×”来代表原子的 __最__外__层__电__子__(_价__电__子__) ___的式子。
(2)电子式的书写
化学键应用判断的5种常见错误 (1)认为有化学键破坏的变化一定是化学变化，其实如HCl溶于水 破坏共价键，是物理变化，注意“同时”有化学键断裂和形成才是化 学变化。 (2)认为物质在熔化时都破坏化学键，其实如HCl、S等熔化时破 坏的不是化学键而是分子间作用力。
答案：①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ① ②④
[练后梳理] 1．共价键的本质与特征 本质 - 原子之间形成_共__用__电__子__对__。
| 特征 - 具有_方__向__性和饱和性。
2．共价键的类型
3．键参数 (1)概念
键能 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 |
键长 构成化学键的两个原子之间的核间距 |
失电子，形成化合物或
离子化合物
不同种元素原 子之间成键
共价化合物或 离子化合物
4．离子化合物与共价化合物
5．化学键与物质类别的关系 (1)除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。 (2)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。 (3)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。 (4)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。
(2)判断分子或离子空间结构“三步曲” 第一步：确定中心原子上的价层电子对数
a为中心原子的价电子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受
的电子数，x为与中心原子结合的原子数。如NH3的中心原子为N，a
＝5，b＝1，x＝3，所以中心原子上的孤电子对数＝
1 2
(a－xb)＝
1 2
×(5
－3×1)＝1。
(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______________。 (7)只含有σ键的是________，既含有σ键又含有π键的是______。 答案：(1)① (2)②⑨ (3)⑦ (4)④ (5)⑤ (6)⑧ (7)②③⑨ ④
1．化学键定义
(2)键参数与分子的性质 ①键参数对分子性质的影响
②键参数与分子稳定性的关系 键能越_大__，键长越_短__，分子越稳定。
σ键与π键的判断方法 (1)轨道重叠方式 形成σ键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠；形成π键时，原 子轨道以“肩并肩”的方式重叠。 (2)电子云的对称性 σ键的电子云是以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转对称，为 轴对称；π键的电子云是由两块组成，它们互为镜像，为镜面对称。
(5)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。 (√ )
(6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层 电子对数。( √ )
(7)N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键。( √ )
2．比较下列分子或离子中键角的大小。 (1)H2O________H3O＋，NH3________NH4＋ (2)SO3________CCl4，CS2________SO2 解析：(1)H2O与H3O＋、NH3与NH＋ 4 的中心原子均采用sp3杂化， 孤电子对数越多，斥力越大，键角越小。(2)SO3为平面三角形，键角 120°，CCl4为正四面体形，键角109°28′；CS2为直线形，SO2为V 形，键角CS2>SO2。 答案：(1)< < (2)> >
第二步：确定价层电子对的空间结构 由于价层电子对之间的相互排斥作用，使它们尽可能地相互远 离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的空间结构。 第三步：分子空间结构的确定 价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减 去成键电子对数得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可 以确定相应的较稳定的分子空间结构。
宏观辨识 与
微观探析 证据推理
与 模型认知 科学探究
与 创新意识
核心素养达成 认识离子键、共价键的本质，能多角度、动态地分析 化学键、分子的空间结构及性质，并运用相关理论解 决实际问题。
能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释 分子的空间结构及性质，揭示现象的本质和规律。
能发现和提出有探究价值的分子的结构、性质的问 题，设计探究方案进行探究分析，面对“异常”现象 敢于提出自己的见解。
带相反电荷的粒子之 原子间通过共用电子对所形成的
间的相互作用
相互作用
成键粒子
_阴__、__阳__离__子__
_原__子__
阴、阳离子的静电作 _共__用__电__子__对__不偏 _共__用__电__子__对__偏
成键实质
用
向任何一方
向一方原子
形成条件
非金属性强的元素与 同种元素原子之
金属性强的元素经得 间成键
[练后梳理]
2．化学键分类 (1) 化学键 ―粒―子成―间键―作粒―用子―力→__金共离____属价子____键键键____
(3)配位键：特殊共价键，形成配位键的原子一方提供孤电子对， 另一方提供能够接受孤电子对的空轨道。
3．离子键、共价键的比较
定义
离子键
共价键
_非__极__性__键__
_极__性__键__
3．BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。 它们的结构简式如下，请写出单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道 类型：
(1)Cl—Be—Cl：________。
(2)
：________。
(3)
：________。
答案：(1)sp杂化 (2)sp2杂化 (3)sp3杂化
[练后梳理] 1．价层电子对互斥模型 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能 量最低。 ②孤电子对的排斥力越大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越 小。
D 解析：虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自
由移动的阴、阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子和阴离
子(HSO
－
4
)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，
而溶于水时电离出Na＋、H＋和SO24－，破坏的是离子键和共价键。
3．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______________。
(3)原子间共用电子对数目 单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键和2个 π键。 (4)共价键强度 σ键强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。 注意：N≡N中π键较稳定。
分子的空间结构 [以练带忆]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( × ) (2)只要分子空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。(√ ) (3)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子一定为正四面 体结构。( × ) (4)中心原子是sp杂化的，其分子空间结构不一定为直线形。( × )
(3)认为宏观物质中均含化学键，其实如稀有气体单质中不含 化学键。
(4)认为只含非金属元素的化合物中不存在离子键，其实如 NH4NO3中存在离子键，属于离子化合物。
(5)认为活泼金属与活泼非金属之间不能形成共价键，其实如 AlCl3中存在共价键。
化学键及其参数 [以练带忆]
1．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
，每个COCl2分子内含有σ键、π键的数目为________(填
标号)。
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
解析：(2)根据题意，HCN的结构式为H—C≡N，分子中含有2个
σ键，2个π键，因此σ键与π键的数目之比为1∶1。(3)每个碳原子原子
核外有4个电子，每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，即每
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键的数目之 比为________。
(3)C60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 ________。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为
与O22－之间以离子键结合，O22－中两个氧原子之间以共价键结合；C项 中Cl2是单质，两个氯原子之间以共价键结合；D项，NH3·H2O是共价 化合物，不含离子键。
2．下列关于NaHSO4的说法中正确的是( ) A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是 2∶1 C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
个碳原子形成3个σ键，则每个碳原子还有1个电子形成π键，由于每两
个碳原子各提供一个电子形成一个π键，因此C60分子中π键的数目为
60 2
＝30。(4)分子中单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，因此每
个
分子内含有3个σ键、1个π键。
答案：(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
3．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4， ⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________ (填标号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子 的s轨道重叠形成σ键的是________；含有由一个原子的s轨道与另一 个原子的p轨道重叠形成σ键的是________；含有由一个原子的p轨道 与另一个原子的p轨道重叠形成σ键的是________。
(5)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。
(6)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。
(7)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。 (8)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
第四章 物质结构与性质
第三节 化学键与分子结构及性质
考试评价解读 1.了解粒子间作用(离子键、共价键、配位键、分子间作用力等)的类 型、特征与实质。了解共价键的极性与类型(σ键、π键)。 2．能利用电负性判断成键类型、共价键的极性，能结合分子结构特 点判断分子的极性、手性，并据此解释分子的一些典型性质。 3．了解杂化轨道理论及杂化轨道类型，能结合杂化轨道理论、价层 电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构，能利用键参数(键能、 键长、键角)解释简单分子的某些性质。 4．了解分子间作用力(含氢键)对物质性质的影响，能列举含氢键的 物质与其性质特点。
01
环节1 课前自主复习
基础1 化学键与物质构成 基础2 化学键及其参数 基础3 分子的空间结构 基础4 配位键 分子间作用力及性质
化学键与物质构成
[以练带忆]
1．下列化合物中，既有离子键，又有共价键的是( )
A．MgCl2
B．Na2O2
C．Cl2
D．NH3·H2O
B 解析：A项中两个Cl－与Mg2＋之间以离子键结合；B项中Na＋
B 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；在共价单键中只含有σ键，而含有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。
2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空 格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于______(填“σ”或 “π”)键，从其极性来看属于________键。
6．电子式 (1)概念：在元素符号周围，用“·”或“×”来代表原子的 __最__外__层__电__子__(_价__电__子__) ___的式子。
(2)电子式的书写
化学键应用判断的5种常见错误 (1)认为有化学键破坏的变化一定是化学变化，其实如HCl溶于水 破坏共价键，是物理变化，注意“同时”有化学键断裂和形成才是化 学变化。 (2)认为物质在熔化时都破坏化学键，其实如HCl、S等熔化时破 坏的不是化学键而是分子间作用力。
答案：①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ① ②④
[练后梳理] 1．共价键的本质与特征 本质 - 原子之间形成_共__用__电__子__对__。
| 特征 - 具有_方__向__性和饱和性。
2．共价键的类型
3．键参数 (1)概念
键能 气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 |
键长 构成化学键的两个原子之间的核间距 |
失电子，形成化合物或
离子化合物
不同种元素原 子之间成键
共价化合物或 离子化合物
4．离子化合物与共价化合物
5．化学键与物质类别的关系 (1)除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。 (2)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。 (3)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。 (4)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。
(2)判断分子或离子空间结构“三步曲” 第一步：确定中心原子上的价层电子对数
a为中心原子的价电子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受
的电子数，x为与中心原子结合的原子数。如NH3的中心原子为N，a
＝5，b＝1，x＝3，所以中心原子上的孤电子对数＝
1 2
(a－xb)＝
1 2
×(5
－3×1)＝1。
(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______________。 (7)只含有σ键的是________，既含有σ键又含有π键的是______。 答案：(1)① (2)②⑨ (3)⑦ (4)④ (5)⑤ (6)⑧ (7)②③⑨ ④
1．化学键定义