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第31讲 分子结构与性质
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这是一份第31讲 分子结构与性质，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点三，必备知识·梳理夯实，考点一共价键，共用电子对，方向性，2共价键类型，特别提醒，3键参数①定义等内容，欢迎下载使用。
第31讲 分子结构与性质
1．共价键(1)共价键的本质与特征①本质：两原子之间形成____________。②特征：具有________和______性。
①只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。②同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。
②键参数对分子性质的影响键能越____，键长越____，化学键越强，越牢固，分子越稳定。
2．配位键与配位化合物的结构(1)配位键：由1个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的________。即：“电子对给予—接受键”称为配位键。(2)配位键的表示方法如：A→B，其中A表示提供__________的原子，B表示提供________的原子，即______孤电子对的原子。
(3)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。组成举例：
3．σ键与π键的判断方法(1)依据轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为“σ”键，“肩并肩”重叠为“π”键。(2)依据单、双键进行判断：共价单键全是σ键，共价双键中含有一个σ键一个π键；共价三键中含有一个σ键和两个π键。(3)依据强度方式判断：σ键的强度较大，较稳定。π键活泼，比较容易断裂(注意：N≡N中的π键强度较大)。(4)由成键轨道类型判断。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。
4．极性键与非极性键的判断(1)看形成共价键的两原子：不同种元素的原子之间形成的是极性共价键；同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。(2)看电子对的偏移：有偏移的为极性键，无偏移的为非极性键。(3)看电负性：成键原子电负性不同，即不同种元素形成的为极性键。5．等电子原理__________相同、____________相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质______，如CO和____。
6．常见的等电子体与空间构型
等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( )(3)离子化合物中一定不存在非极性键。( )[提示] Na2O2中存在离子键，两个O之间为非极性键。(4)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。( )(5)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键弱。( )
√ √ √ √ √ √
(12)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )[提示] 先形成σ键再形成π键。(13)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。( )(14)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 ml该配合物中含有σ键的数目为14NA。( )[提示] [Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。(15)键长等于成键两原子的半径之和。( )
(16)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键。( )(17)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。( )
2．深度思考：(1)1 ml HOOCCH2CH2CHO分子中含有____ml单键，___ml双键；含有___ml π键，____ml σ键。(2)在[Ag(NH3)2]＋中_____的___原子提供孤电子对，______提供空轨道。(3)用“>”或“<”填空。①键能：H—F____H—Cl____H—Br____H—I，H—C____H—N____H—O____H—F。
②键长：H—F____H—Cl____H—Br____H—I，H—C____H—N____H—O____H—F。③分子稳定性：HF____HCl____HBr____HI，CH4____NH3____H2O____HF。
3．(1)①C的氯化物与氨水反应可形成配合物[CCl(NH3)5]Cl2，1 ml该配合物中含有σ键的数目为______，含1 ml [CCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成___ml AgCl沉淀。②下列物质中，a.只含有极性键的分子是______，b.既含离子键又含共价键的化合物是___；c.只存在σ键的分子是___________，d.同时存在σ键和π键的分子是______。A．H2B．CO2C．CH2Cl2D．C3H6E．C2H6 F．CaCl2 G．(NH4)2SO4
(2)结合事实判断CO和N2相对更活泼的是____，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：__________________________ _____________________________________________________________________________________。
断开CO分子的第一个化学键
所需要的能量(273.0 kJ·ml－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能
量(523.3 kJ·ml－1)小
[提示] 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1 071.9－798.9)kJ·ml－1＝273.0 kJ·ml－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4)kJ·ml－1＝523.3 kJ·ml－1]小，可知CO相对更活泼。
(2)(2022·江苏盐城模拟)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。下列有关该物质的说法正确的是( )A．分子式为C3H2O3B．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
[解析] 双键两端的碳原子上各有一个氢原子，所以分子式为C3H2O3，故A正确；分子中的单键为σ键，一共有8个，故B错误；该分子中碳碳双键属于非极性键，故C错误；此选项没有说明温度和压强，所以所得二氧化碳的体积是不确定的，故D错误。
〔对点集训1〕 (1)(2022·广东电白第一中学模拟)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[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；π键不能单独存在，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。①CH4中的化学键从形成过程来看，属于___(填“σ”或“π”)键，从化学键是否具有极性来看属于______键。②已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为______。③C60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____。
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，有的存在非极性共价键，如Na2O2、CaC2等。阳离子一般为活泼金属离子(铵根除外)，阴离子中含氧酸根的中心原子为非氧元素，其他一般按(1)中规律。
微考点2 共价键的键参数 (1)(2022·山东滨州高三检测)下列说法中正确的是( )A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8 kJ·ml－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ
[解析] 键长越长，键能越小，分子越不稳定，A错误；共价键一般形成于非金属元素之间，而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素，第ⅦA族元素均是活泼非金属元素，二者易形成离子键，B正确；水分子立体构型为Ⅴ形，两个H—O键的键角约为105°，C错误；断裂2 ml H—O键吸收2×462.8 kJ能量，而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量，D错误。
①下列推断正确的是_____(填字母，下同)。A．稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF②下列有关推断正确的是___。A．同种元素形成的共价键，键能：三键>双键>单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物中化学键的键能越大，其稳定性越弱
③在HX(X表示卤素原子)分子中，键长最短的是____，最长的是____；O—O键的键长______(填“大于”“小于”或“等于”)O═══O键的键长。[解析] ①根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；水分子间氢键强于NH3分子间氢键，在常温下，H2O为液态而NH3为气体，所以H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。
②由碳碳键的数据知A项正确；由O—O、O═══O的键能知，B项错误；C—H的键长大于N—H的键长，但是N—H的键能反而较小，C项错误；一般来说，氢化物中键能越大，氢化物稳定性越强，D项错误。
键长、键能决定了分子的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型，一般来说，已知多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的立体构型。常见几种分子的立体构型及键角如下：
CO2、SCN－(或SOS等)
微考点4 配位化合物的组成与性质 (2022·河北衡水模拟)过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法正确的是( )A．1 ml配离子中含有的π键的个数是6×6.02×1023个B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化C．该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
[解析] 根据配离子结构示意图可知：1 ml配离子中含有的π键的个数是6NA，即6×6.02×1023个，故A正确；该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化，故B错误；该配离子含有的非金属元素有C、O、H，根据它们的非金属性可知，电负性最大的是氧，故C错误；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，故D错误。
(2)(2022·山东潍坊模拟)①向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇时，析出深蓝色的晶体。则：a.“首先形成蓝色沉淀”对应的离子方程式为__________________________________________。b．实验过程中出现的“深蓝色的透明溶液”和“深蓝色的晶体”都是因为存在配离子___________________(填离子符号)。该配离子中存在的化学键有____________________________；其配体的中心原子的杂化类型为_____。
[Cu(NH3)4]2＋
共价键(或极性键)、配位键
②Cu2＋可形成多种配合物，与Cu2＋形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是______________。③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是____________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。
F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，
导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，
故NF3不易与Cu2＋形成配离子
[解析] ①硫酸铜溶液中加入氨水，先发生复分解反应，生成硫酸铵和氢氧化铜沉淀，然后过量的氨水和氢氧化铜反应生成四氨合铜配离子，配离子中氨和铜之间是配位键，氨中氮和氢原子间是极性共价键；配体氨中氮原子为sp3杂化。③NF3与NH3的差别在于前者氮元素呈＋3价，后者氮元素呈－3价，分子中共用电子对偏向不同，因此NH3作配体能力比NF3强得多，NF3不易与Cu2＋形成配离子。
1．价层电子对互斥理论(预测分子或离子的空间结构)(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______，体系的能量______，如CO2为直线形。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对______，排斥力越强，键角______，如键角H2O
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
与中心原子结合的原子数
2．杂化轨道理论(解释分子空间结构)(1)杂化轨道的定义：在外界条件的影响下，原子内部能量______的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系
3.判断分子或离子中心原子的杂化类型的五种方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断。①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(4)根据中心原子的价电子对数判断。如中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化，价电子对数为3，是sp2杂化，价电子对数为2，是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断。如没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp杂化。
4．判断分子或离子立体构型“三步曲”第一步：确定中心原子上的价层电子对数
第三步：分子或离子立体构型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立体构型。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)CH4、CH2═══CH2、CH≡CH 分子中的碳原子均采用sp3杂化。( )(2)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。( )[提示] 中心原子若通过sp3杂化轨道成键，不一定是正四面体结构，分子的空间构型还与孤电子对数目有关。
(3)电子数相等的粒子，互为等电子体。( )[提示] 等电子体的粒子间，原子数也必须相等，如NH3和H2O的总电子数相等，但不是等电子体关系。(4)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( )
(5)分子构型为平面三角形，中心原子不一定为sp2杂化。( )[提示] 分子构型为平面三角形，中心原子以三个共价键相连，中心原子一定为sp2杂化，例如SO3。(6)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。( )[提示] 中心原子是sp杂化的，其分子构型一定为直线形，例如CH≡CH。(7)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。( )[提示] 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，与π键无关。
(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是____________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CH4分子中的C原子没有孤电
子对，NH3分子中氮原子上有1对孤电子对，H2O分子中氧原子上有2对
孤电子对，随着孤电子对的增多，对成键电子对的排斥作用增大，故键
sp、sp2、sp3
微考点1 粒子空间构型的判断 (1)(2022·河北衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．HCHO、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
[解析] SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，A错误；BF3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中Sn与Br形成2个σ键，还有一对孤电子对，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，B错误；HCHO、BF3、SO3都是平面三角形分子，C正确；PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形分子，D错误。
(2)(2022·湖北荆门模拟)用价层电子对互斥理论预测H2Se和NF3的立体结构，两个结论都正确的是( )A．直线形；三角锥形B．V形；平面三角形C．直线形；平面三角形D．V形；三角锥形
(2)(2020·全国Ⅰ卷)磷酸根离子的空间构型为____________，其中P的价层电子对数为___、杂化轨道类型为_____。
微考点2 杂化类型的判断 (1)(2022·广东茂名模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为( )A．直线形 sp杂化B．V形 sp2杂化C．三角锥形 sp3杂化D．平面三角形 sp2杂化
(2)(2022·宁夏利通模拟)下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是( )A．PCl3中P原子为sp3杂化，为三角锥形B．BCl3中B原子为sp2杂化，为平面三角形C．CS2中C原子为sp杂化，为直线形D．H2S中S原子为sp杂化，为直线形
〔对点集训2〕 回答下列问题：(1)(2020·江苏化学，21节选)NH3分子中氮原子的杂化轨道类型是_____。(2)(2019·全国Ⅰ，35节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_____、_____。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_______________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键
(3)(2019·江苏化学，21节选)抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的杂化轨道类型为__________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：__________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)(2018·全国Ⅰ，35节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子立体结构是____________，中心原子的杂化轨道类型为_____。LiAlH4中存在____(填标号)。A．离子键B．σ键C．π键D．氢键
(5)(2018·全国2,35节选)①根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_____。②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体结构为__________形，其中共价键的类型有___种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中硫原子的杂化轨道类型为_____。
(6)(2018·全国3,35节选)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子立体结构为____________，碳原子的杂化轨道类型为_____。[解析] (1)NH3分子中氮原子上有1个孤电子对，价层电子对数为1＋3＝4，则氮原子为sp3杂化。(2)乙二胺中氮原子形成3个单键，含有1个孤电子对，属于sp3杂化；碳原子形成4个单键，不存在孤电子对，也是sp3杂化；由于乙二胺的两个氮原子可提供孤电子对与金属离子形成配位键，因此乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定的环状离子，由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2＋。
1．分子间作用力(1)定义：物质分子之间普遍存在的一种____________，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是__________和______。(3)强弱：范德华力____氢键____化学键。
考点三 分子间作用力与分子性质
(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，____________相似的物质，随着______________的增大，范德华力逐渐______；分子的极性越大，范德华力也越大。(5)氢键。①形成：已经与____________的原子形成共价键的________(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中____________的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B(A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子，A、B可以相同，也可以不同)。③特征：具有一定的______性和______性。④分类：氢键包括________氢键和________氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响。主要表现为使物质的熔、沸点______，对电离和溶解度等产生影响。
[微点拨] (1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。(2)一个氢原子只能形成一个氢键，这就是氢键的饱和性。(3)氢键主要影响物质的物理性质。如影响物质的熔、沸点、溶解度(如乙醇和水能以任意比互溶)以及物质的密度(如冰的密度比水小)；但不能影响分子的化学性质。(4)同分异构体中，存在分子间氢键的比存在分子内氢键的化合物的熔、沸点高。
2．分子的性质(1)非极性分子与极性分子的判断
(3)分子的溶解性。①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于____________，极性溶质一般能溶于__________。若能形成氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性______。②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水______(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。③如果溶质与水发生反应，将增大物质的溶解度，如SO2等。
(4)无机含氧酸分子的酸性。对于同一元素的无机含氧酸来说：该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。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____，导致R—O—H中O的电子向___偏移，在水分子的作用下越____电离出H＋，酸性越____，如H2SO3____H2SO4，HClO____HClO2____HClO3____HClO4。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)只含极性键的分子不一定是极性分子。( )[提示] 比如CO2、BF3等。(2)非极性分子中，一定含有非极性共价键。( )[提示] 非极性分子可以只含有极性键，如CH4、CCl4。(3)氨水中氨分子与水分子间形成了氢键。( )[提示] N、O的电负性较大，故氨水中氨分子与水分子间易形成氢键。
(4)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键。( )[提示] 碘化氢中无氢键，只有含有N、O、F的原子才有可能形成氢键。(5)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。( )[提示] 卤素氢化物(如HF)中可能含有氢键，会使熔、沸点升高。(6)极性分子中一定不含有非极性共价键。( )[提示] 极性分子中可能含非极性键。如H2O2为极性分子，但含有非极性共价键O—O键。
(7)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( )(8)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子形成了氢键。( )(9)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。( )[提示] H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。(10)高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性。( )(11)邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点。( )
2．深度思考：(1)NH3极易溶于水的因素有哪些？[提示] ①NH3分子和H2O分子都是极性分子，相似相溶；②NH3分子与H2O分子之间形成氢键；③NH3与H2O反应生成NH3·H2O。(2)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高吗？[提示] 不一定，如果形成的氢键是分子内氢键，则对物质的熔、沸点影响较小。
(3)S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性____，理由是__________________________________________________________ _________________________________________________。
S的正电性越高，导致S—O—H中O的电子向S偏移，因而在水分
子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强
(5)下列事实与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。①冰的硬度比一般的分子晶体的大；②甘油的黏度大；③邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；④氨气极易溶于水；⑤氟化氢的熔点高于氯化氢。[提示] ①、②、④中存在分子间氢键；③邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键，对羟基苯甲酸中存在分子间氢键；⑤氟化氢中存在分子间氢键，氯化氢中没有氢键。
(2)(2022·广西防城港模拟)下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是( )A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子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，在三种物质中熔沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是因为NH3是极性分子
[解析] 根据“相似相溶”原理，CS2在水中的溶解度很小，水是极性分子，则CS2是非极性分子，故A错误；由于SO2和NH3都是极性分子，水也是极性分子，根据“相似相溶”原理，二者均易溶于水，故B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，CS2的熔沸点最高，故C错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D错误。
〔对点集训1〕 (1)下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )A．CO2、H2SB．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2D．NH3、HCl[解析] H2S和NH3、HCl都是含极性键的极性分子；Cl2是含有非极性键的非极性分子；CO2、CH4是只含有极性键的非极性分子；C2H4和C2H2是含有极性键和非极性键的非极性分子。
(2)S2Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图所示。常温下，S2Cl2是一种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法中错误的是( )A．S2Cl2的电子式为 B．S2Cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子C．S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2D．S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O═══SO2↑＋3S↓＋4HCl
[方法归纳] 分子极性的判断方法分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定。(1)共价键的极性与分子极性的关系可总结如下：
(2)对于ABn型分子的极性①一般情况下，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则该分子为非极性分子，否则为极性分子。②中心原子A最外层电子若全部成键(即无孤电子对)，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子A最外层电子若未全部成键(即存在孤电子对)，此分子一般为极性分子。如：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。而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。
微考点2 范德华力、氢键对物质性质的影响 (1)(2022·福建福州模拟)下列变化或数据与氢键无关的是( )A．HCl、HBr、HI的沸点逐渐升高B．常温常压下，氨气在水中的溶解度是1700C．H2O的沸点比H2S的高D．甲酸蒸气的密度在373 K,101 kPa时为1.335 g·L－1，在293 K,101 kPa时为2.5 g·L－1
[解析] Cl、Br、I的电负性较小，对应的氢化物不含有氢键，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，因此HCl、HBr、HI的沸点逐渐升高，故A选；氨气中N的电负性较大，可与水分子之间形成氢键，则氨气极易溶于水，与氢键有关，故B不选；水分子间有氢键，氢键的作用力大于范德华力，导致沸点变大，硫化氢分子间没有氢键，所以水的沸点比硫化氢的沸点高，与氢键有关，故C不选；甲酸分子之间形成氢键，在温度较低时分子间氢键较强，可形成多分子粒子，密度较大，随着温度的升高，氢键作用力减弱，则密度减小，与氢键有关，故D不选。
(2)(2020·山东化学，17节选)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：①Sn为第ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4立体结构为____________，其固体的晶体类型为__________。②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为________________，键角由大到小的顺序为________________。
NH3、AsH3、PH3
AsH3、PH3、NH3
NH3、PH3、AsH3
③含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 ml该配合物中通过螯合作用形成的配位键有___ml，该螯合物中N的杂化方式有___种。
[易错警示] 氢键除影响物质的熔、沸点外，还影响物质的溶解度(如乙醇和水能以任意比互溶)以及物质的密度(如冰的密度比水小)；但氢键只是一种分子间较强的作用力，不能影响分子的化学性质。
〔对点集训2〕 (1)(2022·安徽亳州模拟)下列说法不正确的是( )A．HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B．H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子间存在氢键C．甲烷可与水形成氢键D．白酒中，乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键
[解析] HCl、HBr、HI都是分子晶体，组成结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，因此HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关，故A正确；H2O由于O原子的电负性强，半径小，所以分子之间存在氢键，融化和汽化都需要克服分子间作用力，氢键的存在使得熔点和沸点升高，所以H2O的熔沸点高于H2S，故B正确；氢键是电负性较强的元素(通常是N、O、F)和H之间的一种分子间作用力，由于甲烷分子中C原子的电负性较弱，所以甲烷和水不能形成氢键，故C错误；乙醇分子和水分子间存在氢键，也存在范德华力，故D正确。
水分子与乙醇分子之间能形成氢键
NH3分子间能形成氢键
O—H键、氢键、范德华力
间氢键使分子间作用力增大
微考点3 无机含氧酸的酸性 (2022·湖南长沙调研)下列叙述正确的是( )A．能电离出H＋的化合物除水外都是酸，分子中含有几个氢原子，该物质就是几元酸B．无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，但它们的酸性不相近，H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
[解析] 由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可判断A、B均错误；由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C错误；H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1，但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多，D项正确。
〔对点集训3〕 (1)已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，当m＝2，n＝2，则表示的是H2SO4。一般而言，式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( )A．HClO2B．H2SeO3C．H3BO3D．HMnO4[解析] 把A～D选项中的化学式可改写成ClO(OH)、SeO(OH)2、B(OH)3、MnO3(OH)，其中m的值依次为1、1、0、3，m值最大的是HMnO4，则HMnO4酸性最强。
(2)判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。①亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3为中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推断H3PO3和H3AsO3的结构简式分别为A.___________，B.___________。②按此规律判断碳酸[(OH)2CO]应属于______酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？________，其可能的原因是____________________ _____________________________________。
溶于水的CO2并不能
完全转化为H2CO3，故其水溶液酸性很弱
4．作用力大小比较的一种关系共价键>氢键>范德华力5．判断微粒构型的一种方法价层电子对互斥理论
第31讲 分子结构与性质
1．共价键(1)共价键的本质与特征①本质：两原子之间形成____________。②特征：具有________和______性。
①只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。②同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。
②键参数对分子性质的影响键能越____，键长越____，化学键越强，越牢固，分子越稳定。
2．配位键与配位化合物的结构(1)配位键：由1个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的________。即：“电子对给予—接受键”称为配位键。(2)配位键的表示方法如：A→B，其中A表示提供__________的原子，B表示提供________的原子，即______孤电子对的原子。
(3)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。组成举例：
3．σ键与π键的判断方法(1)依据轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为“σ”键，“肩并肩”重叠为“π”键。(2)依据单、双键进行判断：共价单键全是σ键，共价双键中含有一个σ键一个π键；共价三键中含有一个σ键和两个π键。(3)依据强度方式判断：σ键的强度较大，较稳定。π键活泼，比较容易断裂(注意：N≡N中的π键强度较大)。(4)由成键轨道类型判断。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。
4．极性键与非极性键的判断(1)看形成共价键的两原子：不同种元素的原子之间形成的是极性共价键；同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。(2)看电子对的偏移：有偏移的为极性键，无偏移的为非极性键。(3)看电负性：成键原子电负性不同，即不同种元素形成的为极性键。5．等电子原理__________相同、____________相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质______，如CO和____。
6．常见的等电子体与空间构型
等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( )(3)离子化合物中一定不存在非极性键。( )[提示] Na2O2中存在离子键，两个O之间为非极性键。(4)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键。( )(5)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键弱。( )
√ √ √ √ √ √
(12)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )[提示] 先形成σ键再形成π键。(13)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。( )(14)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 ml该配合物中含有σ键的数目为14NA。( )[提示] [Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。(15)键长等于成键两原子的半径之和。( )
(16)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键。( )(17)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。( )
2．深度思考：(1)1 ml HOOCCH2CH2CHO分子中含有____ml单键，___ml双键；含有___ml π键，____ml σ键。(2)在[Ag(NH3)2]＋中_____的___原子提供孤电子对，______提供空轨道。(3)用“>”或“<”填空。①键能：H—F____H—Cl____H—Br____H—I，H—C____H—N____H—O____H—F。
②键长：H—F____H—Cl____H—Br____H—I，H—C____H—N____H—O____H—F。③分子稳定性：HF____HCl____HBr____HI，CH4____NH3____H2O____HF。
3．(1)①C的氯化物与氨水反应可形成配合物[CCl(NH3)5]Cl2，1 ml该配合物中含有σ键的数目为______，含1 ml [CCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成___ml AgCl沉淀。②下列物质中，a.只含有极性键的分子是______，b.既含离子键又含共价键的化合物是___；c.只存在σ键的分子是___________，d.同时存在σ键和π键的分子是______。A．H2B．CO2C．CH2Cl2D．C3H6E．C2H6 F．CaCl2 G．(NH4)2SO4
(2)结合事实判断CO和N2相对更活泼的是____，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：__________________________ _____________________________________________________________________________________。
断开CO分子的第一个化学键
所需要的能量(273.0 kJ·ml－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能
量(523.3 kJ·ml－1)小
[提示] 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1 071.9－798.9)kJ·ml－1＝273.0 kJ·ml－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4)kJ·ml－1＝523.3 kJ·ml－1]小，可知CO相对更活泼。
(2)(2022·江苏盐城模拟)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。下列有关该物质的说法正确的是( )A．分子式为C3H2O3B．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
[解析] 双键两端的碳原子上各有一个氢原子，所以分子式为C3H2O3，故A正确；分子中的单键为σ键，一共有8个，故B错误；该分子中碳碳双键属于非极性键，故C错误；此选项没有说明温度和压强，所以所得二氧化碳的体积是不确定的，故D错误。
〔对点集训1〕 (1)(2022·广东电白第一中学模拟)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[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；π键不能单独存在，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。①CH4中的化学键从形成过程来看，属于___(填“σ”或“π”)键，从化学键是否具有极性来看属于______键。②已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为______。③C60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____。
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，有的存在非极性共价键，如Na2O2、CaC2等。阳离子一般为活泼金属离子(铵根除外)，阴离子中含氧酸根的中心原子为非氧元素，其他一般按(1)中规律。
微考点2 共价键的键参数 (1)(2022·山东滨州高三检测)下列说法中正确的是( )A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8 kJ·ml－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ
[解析] 键长越长，键能越小，分子越不稳定，A错误；共价键一般形成于非金属元素之间，而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素，第ⅦA族元素均是活泼非金属元素，二者易形成离子键，B正确；水分子立体构型为Ⅴ形，两个H—O键的键角约为105°，C错误；断裂2 ml H—O键吸收2×462.8 kJ能量，而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量，D错误。
①下列推断正确的是_____(填字母，下同)。A．稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF②下列有关推断正确的是___。A．同种元素形成的共价键，键能：三键>双键>单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物中化学键的键能越大，其稳定性越弱
③在HX(X表示卤素原子)分子中，键长最短的是____，最长的是____；O—O键的键长______(填“大于”“小于”或“等于”)O═══O键的键长。[解析] ①根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；水分子间氢键强于NH3分子间氢键，在常温下，H2O为液态而NH3为气体，所以H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。
②由碳碳键的数据知A项正确；由O—O、O═══O的键能知，B项错误；C—H的键长大于N—H的键长，但是N—H的键能反而较小，C项错误；一般来说，氢化物中键能越大，氢化物稳定性越强，D项错误。
键长、键能决定了分子的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型，一般来说，已知多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的立体构型。常见几种分子的立体构型及键角如下：
CO2、SCN－(或SOS等)
微考点4 配位化合物的组成与性质 (2022·河北衡水模拟)过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法正确的是( )A．1 ml配离子中含有的π键的个数是6×6.02×1023个B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化C．该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
[解析] 根据配离子结构示意图可知：1 ml配离子中含有的π键的个数是6NA，即6×6.02×1023个，故A正确；该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化，故B错误；该配离子含有的非金属元素有C、O、H，根据它们的非金属性可知，电负性最大的是氧，故C错误；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，故D错误。
(2)(2022·山东潍坊模拟)①向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇时，析出深蓝色的晶体。则：a.“首先形成蓝色沉淀”对应的离子方程式为__________________________________________。b．实验过程中出现的“深蓝色的透明溶液”和“深蓝色的晶体”都是因为存在配离子___________________(填离子符号)。该配离子中存在的化学键有____________________________；其配体的中心原子的杂化类型为_____。
[Cu(NH3)4]2＋
共价键(或极性键)、配位键
②Cu2＋可形成多种配合物，与Cu2＋形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是______________。③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是____________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。
F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，
导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，
故NF3不易与Cu2＋形成配离子
[解析] ①硫酸铜溶液中加入氨水，先发生复分解反应，生成硫酸铵和氢氧化铜沉淀，然后过量的氨水和氢氧化铜反应生成四氨合铜配离子，配离子中氨和铜之间是配位键，氨中氮和氢原子间是极性共价键；配体氨中氮原子为sp3杂化。③NF3与NH3的差别在于前者氮元素呈＋3价，后者氮元素呈－3价，分子中共用电子对偏向不同，因此NH3作配体能力比NF3强得多，NF3不易与Cu2＋形成配离子。
1．价层电子对互斥理论(预测分子或离子的空间结构)(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______，体系的能量______，如CO2为直线形。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对______，排斥力越强，键角______，如键角H2O
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
与中心原子结合的原子数
2．杂化轨道理论(解释分子空间结构)(1)杂化轨道的定义：在外界条件的影响下，原子内部能量______的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系
3.判断分子或离子中心原子的杂化类型的五种方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断。①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(4)根据中心原子的价电子对数判断。如中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化，价电子对数为3，是sp2杂化，价电子对数为2，是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断。如没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp杂化。
4．判断分子或离子立体构型“三步曲”第一步：确定中心原子上的价层电子对数
第三步：分子或离子立体构型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立体构型。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)CH4、CH2═══CH2、CH≡CH 分子中的碳原子均采用sp3杂化。( )(2)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。( )[提示] 中心原子若通过sp3杂化轨道成键，不一定是正四面体结构，分子的空间构型还与孤电子对数目有关。
(3)电子数相等的粒子，互为等电子体。( )[提示] 等电子体的粒子间，原子数也必须相等，如NH3和H2O的总电子数相等，但不是等电子体关系。(4)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( )
(5)分子构型为平面三角形，中心原子不一定为sp2杂化。( )[提示] 分子构型为平面三角形，中心原子以三个共价键相连，中心原子一定为sp2杂化，例如SO3。(6)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。( )[提示] 中心原子是sp杂化的，其分子构型一定为直线形，例如CH≡CH。(7)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。( )[提示] 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，与π键无关。
(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是____________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CH4分子中的C原子没有孤电
子对，NH3分子中氮原子上有1对孤电子对，H2O分子中氧原子上有2对
孤电子对，随着孤电子对的增多，对成键电子对的排斥作用增大，故键
sp、sp2、sp3
微考点1 粒子空间构型的判断 (1)(2022·河北衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．HCHO、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
[解析] SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，A错误；BF3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中Sn与Br形成2个σ键，还有一对孤电子对，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，B错误；HCHO、BF3、SO3都是平面三角形分子，C正确；PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形分子，D错误。
(2)(2022·湖北荆门模拟)用价层电子对互斥理论预测H2Se和NF3的立体结构，两个结论都正确的是( )A．直线形；三角锥形B．V形；平面三角形C．直线形；平面三角形D．V形；三角锥形
(2)(2020·全国Ⅰ卷)磷酸根离子的空间构型为____________，其中P的价层电子对数为___、杂化轨道类型为_____。
微考点2 杂化类型的判断 (1)(2022·广东茂名模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为( )A．直线形 sp杂化B．V形 sp2杂化C．三角锥形 sp3杂化D．平面三角形 sp2杂化
(2)(2022·宁夏利通模拟)下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是( )A．PCl3中P原子为sp3杂化，为三角锥形B．BCl3中B原子为sp2杂化，为平面三角形C．CS2中C原子为sp杂化，为直线形D．H2S中S原子为sp杂化，为直线形
〔对点集训2〕 回答下列问题：(1)(2020·江苏化学，21节选)NH3分子中氮原子的杂化轨道类型是_____。(2)(2019·全国Ⅰ，35节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_____、_____。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_______________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键
(3)(2019·江苏化学，21节选)抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的杂化轨道类型为__________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：__________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)(2018·全国Ⅰ，35节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子立体结构是____________，中心原子的杂化轨道类型为_____。LiAlH4中存在____(填标号)。A．离子键B．σ键C．π键D．氢键
(5)(2018·全国2,35节选)①根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_____。②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体结构为__________形，其中共价键的类型有___种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中硫原子的杂化轨道类型为_____。
(6)(2018·全国3,35节选)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子立体结构为____________，碳原子的杂化轨道类型为_____。[解析] (1)NH3分子中氮原子上有1个孤电子对，价层电子对数为1＋3＝4，则氮原子为sp3杂化。(2)乙二胺中氮原子形成3个单键，含有1个孤电子对，属于sp3杂化；碳原子形成4个单键，不存在孤电子对，也是sp3杂化；由于乙二胺的两个氮原子可提供孤电子对与金属离子形成配位键，因此乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定的环状离子，由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2＋。
1．分子间作用力(1)定义：物质分子之间普遍存在的一种____________，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是__________和______。(3)强弱：范德华力____氢键____化学键。
考点三 分子间作用力与分子性质
(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，____________相似的物质，随着______________的增大，范德华力逐渐______；分子的极性越大，范德华力也越大。(5)氢键。①形成：已经与____________的原子形成共价键的________(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中____________的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B(A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子，A、B可以相同，也可以不同)。③特征：具有一定的______性和______性。④分类：氢键包括________氢键和________氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响。主要表现为使物质的熔、沸点______，对电离和溶解度等产生影响。
[微点拨] (1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。(2)一个氢原子只能形成一个氢键，这就是氢键的饱和性。(3)氢键主要影响物质的物理性质。如影响物质的熔、沸点、溶解度(如乙醇和水能以任意比互溶)以及物质的密度(如冰的密度比水小)；但不能影响分子的化学性质。(4)同分异构体中，存在分子间氢键的比存在分子内氢键的化合物的熔、沸点高。
2．分子的性质(1)非极性分子与极性分子的判断
(3)分子的溶解性。①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于____________，极性溶质一般能溶于__________。若能形成氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性______。②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水______(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。③如果溶质与水发生反应，将增大物质的溶解度，如SO2等。
(4)无机含氧酸分子的酸性。对于同一元素的无机含氧酸来说：该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。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____，导致R—O—H中O的电子向___偏移，在水分子的作用下越____电离出H＋，酸性越____，如H2SO3____H2SO4，HClO____HClO2____HClO3____HClO4。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)只含极性键的分子不一定是极性分子。( )[提示] 比如CO2、BF3等。(2)非极性分子中，一定含有非极性共价键。( )[提示] 非极性分子可以只含有极性键，如CH4、CCl4。(3)氨水中氨分子与水分子间形成了氢键。( )[提示] N、O的电负性较大，故氨水中氨分子与水分子间易形成氢键。
(4)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键。( )[提示] 碘化氢中无氢键，只有含有N、O、F的原子才有可能形成氢键。(5)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。( )[提示] 卤素氢化物(如HF)中可能含有氢键，会使熔、沸点升高。(6)极性分子中一定不含有非极性共价键。( )[提示] 极性分子中可能含非极性键。如H2O2为极性分子，但含有非极性共价键O—O键。
(7)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( )(8)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子形成了氢键。( )(9)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。( )[提示] H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。(10)高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性。( )(11)邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点。( )
2．深度思考：(1)NH3极易溶于水的因素有哪些？[提示] ①NH3分子和H2O分子都是极性分子，相似相溶；②NH3分子与H2O分子之间形成氢键；③NH3与H2O反应生成NH3·H2O。(2)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高吗？[提示] 不一定，如果形成的氢键是分子内氢键，则对物质的熔、沸点影响较小。
(3)S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性____，理由是__________________________________________________________ _________________________________________________。
S的正电性越高，导致S—O—H中O的电子向S偏移，因而在水分
子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强
(5)下列事实与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。①冰的硬度比一般的分子晶体的大；②甘油的黏度大；③邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；④氨气极易溶于水；⑤氟化氢的熔点高于氯化氢。[提示] ①、②、④中存在分子间氢键；③邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键，对羟基苯甲酸中存在分子间氢键；⑤氟化氢中存在分子间氢键，氯化氢中没有氢键。
(2)(2022·广西防城港模拟)下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是( )A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子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，在三种物质中熔沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是因为NH3是极性分子
[解析] 根据“相似相溶”原理，CS2在水中的溶解度很小，水是极性分子，则CS2是非极性分子，故A错误；由于SO2和NH3都是极性分子，水也是极性分子，根据“相似相溶”原理，二者均易溶于水，故B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，CS2的熔沸点最高，故C错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D错误。
〔对点集训1〕 (1)下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )A．CO2、H2SB．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2D．NH3、HCl[解析] H2S和NH3、HCl都是含极性键的极性分子；Cl2是含有非极性键的非极性分子；CO2、CH4是只含有极性键的非极性分子；C2H4和C2H2是含有极性键和非极性键的非极性分子。
(2)S2Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图所示。常温下，S2Cl2是一种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法中错误的是( )A．S2Cl2的电子式为 B．S2Cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子C．S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2D．S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O═══SO2↑＋3S↓＋4HCl
[方法归纳] 分子极性的判断方法分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定。(1)共价键的极性与分子极性的关系可总结如下：
(2)对于ABn型分子的极性①一般情况下，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则该分子为非极性分子，否则为极性分子。②中心原子A最外层电子若全部成键(即无孤电子对)，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子A最外层电子若未全部成键(即存在孤电子对)，此分子一般为极性分子。如：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。而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。
微考点2 范德华力、氢键对物质性质的影响 (1)(2022·福建福州模拟)下列变化或数据与氢键无关的是( )A．HCl、HBr、HI的沸点逐渐升高B．常温常压下，氨气在水中的溶解度是1700C．H2O的沸点比H2S的高D．甲酸蒸气的密度在373 K,101 kPa时为1.335 g·L－1，在293 K,101 kPa时为2.5 g·L－1
[解析] Cl、Br、I的电负性较小，对应的氢化物不含有氢键，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，因此HCl、HBr、HI的沸点逐渐升高，故A选；氨气中N的电负性较大，可与水分子之间形成氢键，则氨气极易溶于水，与氢键有关，故B不选；水分子间有氢键，氢键的作用力大于范德华力，导致沸点变大，硫化氢分子间没有氢键，所以水的沸点比硫化氢的沸点高，与氢键有关，故C不选；甲酸分子之间形成氢键，在温度较低时分子间氢键较强，可形成多分子粒子，密度较大，随着温度的升高，氢键作用力减弱，则密度减小，与氢键有关，故D不选。
(2)(2020·山东化学，17节选)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：①Sn为第ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4立体结构为____________，其固体的晶体类型为__________。②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为________________，键角由大到小的顺序为________________。
NH3、AsH3、PH3
AsH3、PH3、NH3
NH3、PH3、AsH3
③含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 ml该配合物中通过螯合作用形成的配位键有___ml，该螯合物中N的杂化方式有___种。
[易错警示] 氢键除影响物质的熔、沸点外，还影响物质的溶解度(如乙醇和水能以任意比互溶)以及物质的密度(如冰的密度比水小)；但氢键只是一种分子间较强的作用力，不能影响分子的化学性质。
〔对点集训2〕 (1)(2022·安徽亳州模拟)下列说法不正确的是( )A．HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B．H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子间存在氢键C．甲烷可与水形成氢键D．白酒中，乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键
[解析] HCl、HBr、HI都是分子晶体，组成结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，因此HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关，故A正确；H2O由于O原子的电负性强，半径小，所以分子之间存在氢键，融化和汽化都需要克服分子间作用力，氢键的存在使得熔点和沸点升高，所以H2O的熔沸点高于H2S，故B正确；氢键是电负性较强的元素(通常是N、O、F)和H之间的一种分子间作用力，由于甲烷分子中C原子的电负性较弱，所以甲烷和水不能形成氢键，故C错误；乙醇分子和水分子间存在氢键，也存在范德华力，故D正确。
水分子与乙醇分子之间能形成氢键
NH3分子间能形成氢键
O—H键、氢键、范德华力
间氢键使分子间作用力增大
微考点3 无机含氧酸的酸性 (2022·湖南长沙调研)下列叙述正确的是( )A．能电离出H＋的化合物除水外都是酸，分子中含有几个氢原子，该物质就是几元酸B．无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，但它们的酸性不相近，H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
[解析] 由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可判断A、B均错误；由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C错误；H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1，但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多，D项正确。
〔对点集训3〕 (1)已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，当m＝2，n＝2，则表示的是H2SO4。一般而言，式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( )A．HClO2B．H2SeO3C．H3BO3D．HMnO4[解析] 把A～D选项中的化学式可改写成ClO(OH)、SeO(OH)2、B(OH)3、MnO3(OH)，其中m的值依次为1、1、0、3，m值最大的是HMnO4，则HMnO4酸性最强。
(2)判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。①亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3为中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推断H3PO3和H3AsO3的结构简式分别为A.___________，B.___________。②按此规律判断碳酸[(OH)2CO]应属于______酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？________，其可能的原因是____________________ _____________________________________。
溶于水的CO2并不能
完全转化为H2CO3，故其水溶液酸性很弱
4．作用力大小比较的一种关系共价键>氢键>范德华力5．判断微粒构型的一种方法价层电子对互斥理论
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