第十一章 第2讲 分子结构与性质

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2.碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该 物质的说法正确的是( )
A.分子式为C3H2O3 B.分子中含6个σ键 C.分子中只有极性键 D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2
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3.类型
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1.通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键， 共价双键中有一个σ键和一个π键，共价三键中有一个σ键和两个π键。
2.由成键轨道类型也可判断共价键类型。s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道 形成的共价键全部为σ键。
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考点二 分子的立体结构 (频数：★★☆ 难度：★★☆)
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名师课堂导语 本考点主要考查分子的空间构型以及分子的杂化类型，特别是 杂化类型的判断是高考重点，复习时加以关注。
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1.价层电子对互斥理论 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。 ②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
答案 ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ①③⑤⑥⑧⑨ ②④⑤⑥⑧⑨
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【归纳总结】 1.在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，
有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有 气体分子。 2.在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等； 有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。 3.通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌 握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。
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(4)(2017·全国卷Ⅱ)经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图所示， R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]中阴离子 N－5 中的 σ 键总数为________个。分子中的大 π 键可用符号
n 表示，其中 m 代表参与形成大 π 键的原子数，n 代表参与形成大 π 键的电子数(如苯分 m
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价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成 键电子对的立体构型，不包括孤电子对。
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2.杂化轨道理论 (1)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，形成分子的空间结构不同。 (2)杂化轨道的三种类型与分子空间结构
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3.配位键和配合物 (1)配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。 (2)配位键的表示方法：如A→B：A表示提供孤对电子的原子，B表示接受孤对电子 的原子。 (3)配位化合物 ①组成。
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②形成条件。
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2.( 教 材 改 编 题 )(RJ 选 修 3·P344 改 编 ) 已 知 N—N 、 N Ｆ N 和 N≡N 键 能 之 比 为 1.00∶2.17∶4.90，而C—C、CＦC、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法 正确的是( ) A.σ键一定比π键稳定 B.N2较易发生加成 C.乙烯、乙炔较易发生加成 D.乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定 答案 C
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[A组 基础知识巩固]
1.(2018·河南信阳一高月考)下列事实不能用键能的大小来解释的是( ) A.氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反应 C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D.F2比O2更容易与H2反应
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第2讲 分子结构与性质
【2020·备考】 最新考纲：1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。3.能用键能、 键长、键角等说明简单分子的某些性质。4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道 类型(sp、sp2、sp3)。5.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子 或离子的空间结构。6.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。7.了解氢键的 含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 空间构型
sp
2
sp2
3
180°
直线形
120°
平面三角形
sp3
4
109.5°
正四面体形
实例 BeCl2 BF3 CH4
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中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体 形(如CH4)，也可以为三角锥形(NH3)，也可以为Ⅴ形(H2O)。
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3.(思维探究题)(1)根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。 _____________________________________________________________________。 答案 氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键 (2)已知 CO2 为直线形结构，SO3 为平面正三角形结构，NF3 为三角锥形结构，请 推测 COS、CO23－、PCl3 的空间结构 答案 COS 为直线形结构；CO23－为平面正三角形结构；PCl3 为三角锥形结构
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核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进 行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型 认知：能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及 性质，揭示现象的本质与规律。
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[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×” (1)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( √ ) (2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构( × ) (3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化( × ) (4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化( √ ) (5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形( × )
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考点一 共价键 (频数：★☆☆ 难度：★☆☆)
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名师课堂导语 本考点主要考查共价键的不同类型，特别是σ键和π键的判断，是高 考重点，要重点掌握。
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1.本质 共价键的本质是在原子之间形成 共用电子对 (电子云的 重叠 )。
2.特征 具有 饱和性 和 方向性 。
答案 9NA
)分子中含有 σ 键的数目为________。
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(7)(2016·全国卷Ⅰ)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原 子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是___________________ ________________________________________________________________________。 Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是________。 答案 Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p－p轨道肩并肩重叠程度很小 或几乎不能重叠，难以形成π键 共价键 (8)(2016·全国卷Ⅲ)GaAs 晶体中Ga与As以________键键合。 答案 共价
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[B组 考试能力过关]
4.按要求完成以下试题
(1)(2018·课标全国Ⅰ)LiAlH4中，存在________(填标号)。
A.离子键
B.σ键
C.π键
D.氢键
答案 AB
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(2)(2018·课标全国Ⅱ)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有 ________种。 解析 气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S 和O之间形成双键，故共价键有σ键和π键两种。 答案 2 (3)(2018·课标全国Ⅲ)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________。 答案 离子键
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常见的等电子体：N2 与 CO，CO2 与 N2O，O3、NO－2 与 SO2，CO23－、NO－3 与 SO3，PO34－、
SO24－与 ClO4－，
与 B3N3H6(硼氮苯)等。
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[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×” (1)σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( √ ) (2)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键( × ) (3)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强( √ ) (4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( √ ) (5)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( × )
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4.键参数 (1)概念
键能 键长 键角
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(2)键参数对分子性质的影响 ①键能越 大 ，键长越 短 ，分子越稳定。
稳定性 立体构型
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5.等电子原理 (1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和 CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。 (2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称 为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。
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解析 由于N2分子中存在氮氮三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2 的化学性质很稳定，A不符合题意。稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键， 其化学性质稳定与键能无关，B符合题意。卤族元素从上到下原子半径逐渐增大，其 氢化物中所含键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱，C不符合题。 由于H—F键的键能大于H—O键的键能，所以HF更容易生成，D不符合题意。 答案 B
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(2)价层电子对互斥理论与分子构型。
价电子 对数 2
3
成键数
2 3 2
孤电子 对数 0 0 1
电子对空 间构型 直线形
三角形
4
0
4
3
1
四面体形
2
2
分子空 间构型 直线形 三角形
V形
正四面体形
三角锥形
V形
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实例 CO2 BF3 SO2 CH4 NH3 H2O
解析 A项，观察图形根据碳四键可知分子式正确；B项，根据图示可知分子中含8个 σ键；C项，观察图形可知分子中含有碳碳双键属于非极性键；D项，没有指明条件， 无法进行气体体积计算。 答案 A
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3. 有 以 下 物 质 ： ①HF ， ②Cl2 ， ③H2O ， ④N2 ， ⑤C2H4 ， ⑥C2H6 ， ⑦H2 ， ⑧H2O2 ，
子中的大 π 键可表示为 6)，则 N5－中的大 π 键应表示为________。 6
答案 5
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(5)(2017·全国卷Ⅲ)硝酸锰中的化学键除了σ键外，还存在________。
答案 离子键和 π 键( 6键) 4
(6)(2017·江苏卷)1 mol 丙酮(
⑨HCN(
)。只有 σ 键的是________(填序号，下同)；既有 σ 键，又有 π 键的是
________；含有由两个原子的 s 轨道重叠形成的 σ 键的是________；含有由一个原子的
s 轨道与另一个原子的 p 轨道重叠形成的 σ 键的是________；含有由一个原子的 p 轨道
与另一个原子的 p 轨道重叠形成的 σ 键的是________。