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专题微课(三)　分子的结构分析
　　在高考试题中通常借助一些陌生物质作为载体呈现,主要考查中心原子的价层电子对数计算,通过价层电子对数和孤电子对数判断分子的空间结构,通过价层电子对数(即杂化轨道数)判断原子的杂化类型,配合物的结构分析等。命题形式灵活多变,试题整体难度中等,注重对知识的关联度考查。
一、杂化类型的判断
高考领航
1.(2025·甘肃卷)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是 (　　)
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比S==O小
D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
2.(2025·云南卷)Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是 (　　)
A.Be(OH)2是两性氢氧化物
B.Be2C和BeCl2的晶体类型相同
C.Na2[Be(OH)4]中Be原子的杂化方式为sp3
D.Be2C与H2O反应:Be2C+4H2O==2Be(OH)2+CH4↑
3.(2024·全国甲卷·节选)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是　　　　,硅原子的杂化轨道类型为　　　　。
重点破障
1.常见的杂化轨道类型分析
杂化类型 sp sp2 sp3
参与杂化的 原子轨道 1个s轨道+ 1个p轨道 1个s轨道+ 2个p轨道 1个s轨道+ 3个p轨道
杂化轨道数 2个sp 杂化轨道 3个sp2 杂化轨道 4个sp3 杂化轨道
轨道夹角 180° 120° 109°28'
空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形
2.中心原子杂化类型的判断
(1)根据中心原子的价层电子对数判断
中心原子上的 价层电子对数 2 3 4 5 6
杂化类型 sp sp2 sp3 sp3d sp3d2
(2)根据中心原子成键方式判断
(一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断)
杂化类型 sp3 sp2 sp
C的 成键方式 4个单键 1个双键和 2个单键 2个双键或1个三键和1个单键
N的 成键方式 3个单键 1个双键和 1个单键 1个三键
(3)根据键角判断
若键角为109°28'或接近109°28',则为sp3杂化;若键角为120°或接近120°,则为sp2杂化;若键角为180°,则为sp杂化。
强训提能
1.(2025·河南省部分高中模拟)某种铬的配合物的结构如图所示。
下列说法错误的是 (　　)
A.该物质中Cr的化合价为+3
B.该物质中C和N均采取sp2杂化
C.基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1
D.该物质中Cr的配体有3种
2.(2025·北京市昌平区二模)六方氮化硼晶体俗称“白石墨”,与石墨具有类似的结构,部分结构如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.N位于元素周期表的p区
B.基态B原子的价层电子的轨道表示式:
C.六方氮化硼中硼原子为sp2杂化
D.六方氮化硼晶体中存在范德华力
3.(2025·上海市一模)氨基乙酸铜分子结构如图所示,碳原子的杂
化方式为　　　　　,基态碳原子核外电子有　　　　　种运动状态。
二、分子或离子构型的判断
高考领航
1.(2025·山东卷)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 (　　)
A.NaN3的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
2.(2025·黑吉辽蒙卷)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O==2HClO。下列说法正确的是 (　　)
A.反应中各分子的σ键均为p p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
3.(2025·湖南卷)NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是 (　　)
A.NaSbO3中Sb元素的化合价为+5
B.N的空间结构为平面三角形
C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7
D.反应中消耗3 mol O2,转移20 mol e-
重点破障
1.利用价层电子对互斥模型判断分子空间结构
价层电 子对数 成键 对数 孤电子 对数 VSEPR 模型名称 分子空间 结构名称 实例
2 2 0 直线形 直线形 BeCl2
3 3 0 平面 三角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
2.中心原子杂化轨道类型和分子空间结构关系
分子组成 (A为中心原子) 中心原子的孤电子对数 中心原子的杂 化方式 分子或离子的空间结构名称 实例
AB2 0 sp 直线形 BeCl2
1 sp2 V形 SO2
2 sp3 V形 H2O
AB3 0 sp2 平面三角形 BF3
1 sp3 三角锥形 NH3
AB4 0 sp3 正四面体形 CH4
强训提能
1.类比是学习化学的重要方法。下列类比正确的是 (　　)
A.由单质熔点Cl2B.由SiCl4是非极性分子,类比推理:SF4是非极性分子
C.由BF3空间结构为平面三角形,类比推理:NF3空间结构为平面三角形
D.由酸性CF3COOH>CCl3COOH,类比推理:酸性ClCH2COOH>BrCH2COOH
2.SO2的价层电子对空间结构为　　　　　　,S的空间结构为　　　　。
A.平面三角形 B.角形
C.三角锥形 D.正四面体形
3.三氯乙腈(Cl3CCN)和过量NaN3反应可得到一种高能物质M,其结构如图,则Cl3CCN分子中σ键与π键的数目比为　　　　　,的空间构型为　　　　,M中N原子杂化方式为　　　　　。
三、共价键及配合物结构分析
高考领航
1.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.图中代表F原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
2.(2025·河南卷)自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。
下列说法正确的是 (　　)
A.x=1
B.第一电离能:CC.该化合物中不存在离子键
D.该化合物中配位数与配体个数相等
重点破障
1.共价键类型的判断
(1)σ键与π键的判断
依据键 强度判断 σ键的强度较大,较稳定;π键活泼,比较容易断裂
由物质结 构式判断 共价单键都是σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,共价三键中含有1个σ键、2个π键
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
(2)极性键与非极性键的判断
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.配位键及配合物的分析
配合物的组成 [中心离子(配体)n][外界]
典型配合物 Cu(NH3)4SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH
中心离子 Cu2+ Fe3+ Ag+
中心离子结构特点 一般是金属离子,特别是过渡金属离子,必须有空轨道
配体 NH3 SCN- NH3
配体结构特点 分子或离子必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位数(n) 4 3 2
外界 S 无 OH-
颜色 深蓝色 红色 无色
配离子所含化学键 配体通过配位键与中心离子结合
配合物所含化学键 配位键、离子键;配体或外界中可能还含有共价键
配合物的常见性质 较多属于离子化合物,多数能溶解、电离,多数有颜色
强训提能
1.将铜加热后伸入有氯气的集气瓶,然后向燃烧后的固体中加入少量的水使其溶解,得到深绿色溶液。再逐滴加水,溶液由深绿色变成浅蓝色,最后再滴加稀氨水。具体操作过程如下,下列说法不正确的是 (　　)
Cu和Cl2CuCl2粉末[CuCl4]2-[Cu(H2O)4]2+M
A.M中溶液阳离子为[Cu(NH3)4]2+,溶液显深蓝色
B.[CuCl4]2-的配位数为4
C.[Cu(H2O)4]2+中配位键的键能比M中配位键的键能大
D.向M溶液继续滴加乙醇溶液产生深蓝色晶体
2.(2025·琼海市嘉积中学模拟)硫酸铜溶于水显蓝色是因为水溶液中存在[Cu(H2O)4]2+,下列有关说法正确的是 (　　)
A.NH3和H2O与Cu2+的配位能力:NH3>H2O
B.硫酸铜的水溶液为蓝色,则无水硫酸铜也为蓝色
C.[Cu(H2O)4]2+配体中H—O—H的夹角比H2O中的小
D.[Cu(H2O)4]SO4·H2O中含化学键有:离子键、共价键、配位键、氢键
3.甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。
(1)甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO)。
①基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　。
②甲醛中碳原子的杂化方式为　　　　杂化,其组成元素的电负性由小到大的顺序为　　　 　。
(2)在一定条件下,甲醇可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3),一个乙酸甲酯分子中σ键和π键个数之比为　　　　　　。
(3)由AgNO3制备的[Ag(NH3)2]OH可用于检验醛基。[Ag(NH3)2]OH中配位原子为　　　　,NH3的空间结构为　　　　　。
专题微课(三)　分子的结构分析
一、杂化类型的判断　
[高考领航]
1.选B　主体分子内羟基与磺酸基相邻较近,磺酸基中含有羟基的结构,可以形成分子内氢键,A正确;主体与客体间通过非共价键形成超分子,B错误;已知单键的键能小于双键,则S—O的键能比SO的键能小,C正确;N原子价电子数为5,(CH3)4N+中N有4个σ键,失去1个电子形成阳离子,无孤电子对,采用sp3杂化,(CH3)3N中N有3个σ键,1个孤电子对,价层电子对数为4,采用sp3杂化,D正确。
2.选B　由题图中转化信息可知,Be(OH)2既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠反应,因此Be(OH)2是两性氢氧化物,A正确;由题中信息可知,Be2C的熔点远远高于BeCl2的,因此Be2C不可能是分子晶体,而BeCl2的熔点和沸点均较低,其为分子晶体,因此两者的晶体类型不相同,B错误;Na2[Be(OH)4]中Be与4个羟基形成4个σ键,没有孤电子对,因此其杂化方式为sp3,C正确;Be2C中的Be化合价为+2,C的化合价为-4,因此其与H2O反应生成Be(OH)2和CH4,该反应的化学方程式为Be2C+4H2O==2Be(OH)2+CH4↑,D正确。
3.解析:该物质中含有H、C、Si元素,其中C的电负性最大;Si形成4个σ键,杂化轨道类型为sp3。
答案:C　sp3
[强训提能]
1.选D　由配合物的结构图可知,Cr与3个配位,由元素化合价代数和为0可知,Cr的化合价为+3价,A项正确;吡啶环上的C、N均为sp2杂化,羧基中的C为sp2杂化,所以该物质中C和N均采取sp2杂化,B项正确;Cr为24号原子,基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1,C项正确;该物质中Cr的配体只有1种,D项错误。
2.选B　N是第ⅤA族元素,位于元素周期表的p区,A正确;B是5号元素,价层电子排布式为2s22p1,价层电子的轨道表示式: ,B错误;六方氮化硼晶体俗称“白石墨”,与石墨具有类似的结构,为层状结构,硼原子为sp2杂化,C正确;六方氮化硼晶体俗称“白石墨”,与石墨具有类似的结构,层状结构之间存在范德华力,D正确。
3.解析:氨基乙酸铜的分子中连接碳氧双键的C原子含有3个σ 键,碳的杂化方式为sp2杂化,另一种碳周围都是单键,含有4个σ 键,杂化方式为sp3杂化;C原子具有6个核外电子,处于不同能层、能级上的电子具有不同的能量,同一能级上的电子自旋方向相反,故有6种不同的运动状态。
答案:sp3、sp2　6
二、分子或离子构型的判断　
[高考领航]
1.选B　NaN3水解生成NaOH和HN3,溶液显碱性,A正确。与CO2互为等电子体,两者结构相似 ,其中心原子均为sp杂化,其空间构型均为直线形,B错误。NaN3为离子化合物(Na+与通过离子键结合),内部三个N原子以共价键连接,C正确。中心N原子通过sp杂化形成两个双键,无孤电子对,所有价电子参与成键,D正确。
2.选B　H2O中的H—O键是s sp3 σ键,而非p p σ键,A错误。根据价层电子对互斥模型,Cl2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;H2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;HClO中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形,反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形,B正确。Cl的原子半径大于H,Cl—O键长应大于H—O键长,因此C错误。HClO中Cl的最外层电子数为7,其1个价电子与O形成共价键,剩余6个价电子形成3个孤电子对,D错误。
3.选C　NaSbO3中Na为+1价,O为-2价,根据化合价代数和为0知,Sb的化合价为+5价,A正确;N的中心N原子价层电子对数是3+=3,采用sp2杂化,无孤电子对,空间结构为平面三角形,B正确;反应中氧化剂为NaNO3(4 mol)和O2(3 mol),总物质的量为7 mol,还原剂为Sb(4 mol),氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶4,C错误;O2、NaNO3同时作氧化剂,3 mol O2参与反应时,有4 mol Sb作还原剂,转移电子为20 mol(Sb的化合价:0→+5),D正确。
[强训提能]
1.选D　氯气、溴、碘都是组成相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,所以单质熔点依次增大,而锂、钠、钾是价电子数相同的金属晶体,离子半径依次增大,金属键依次减弱,单质熔点依次减小,故A错误;四氯化硅分子中硅原子的价层电子对数为4+=4,孤电子对数为0,分子的空间结构是结构对称的正四面体形,属于非极性分子,而四氟化硫分子中硫原子的价层电子对数为4+=5,孤电子对数为1,分子的空间结构是结构不对称的变形四面体形,属于极性分子,故B错误;三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3+=3,孤电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,而三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,分子的空间结构为三角锥形,故C错误;氟原子、氯原子、溴原子都是吸电子基,氟元素的电负性大于氯元素,氟原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于氯原子,使得三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,同理,氯元素的电负性大于溴元素,氯原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于溴原子,使得氯乙酸的酸性强于溴乙酸,故D正确。
2.解析:SO2的中心原子价层电子对数为2+=3,价层电子对空间结构为平面三角形;S的中心原子价层电子对数为4+=4,没有孤电子对,空间结构为正四面体。
答案: A　D
3.5∶2　直线形　sp、sp2
三、共价键及配合物结构分析　
[高考领航]
1.选C　由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,黑色的大球代表I原子。图中(白色的小球)代表O原子,灰色的小球代表F原子,A不正确。根据该化合物结构片段可知,每个I原子与3个O原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键,才能确定该化合物的化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确。I原子的价电子数为7,该化合物中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为-2,则I元素的化合价为+5,据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键,I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目,因此,该化合物中I原子存在孤对电子,C正确;该化合物中既存在I—O单键,又存在IO双键,单键和双键的键长不相等,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D不正确。
2.选A　该化合物在氦气的气氛中加热,先失去CH3OH,若x=1,CH3OH的质量分数为×100%≈3.5%,结合图像可知,该化合物中x=1,故A项说法正确;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能:N>O>C,故B项说法错误;该化合物中,配离子与N之间为离子键,故C项说法错误;配位数为与中心原子或离子键合的原子总数,因此配位数为6,配体为与中心原子或离子形成配位键的分子或离子个数,因此配体个数为2,故D项说法错误。
[强训提能]
1.选C　铜与氯气点燃生成氯化铜粉末,加少量水溶解得到含有[CuCl4]2-的深绿色溶液,再逐滴加水,溶液由深绿色变成浅蓝色(含有[Cu(H2O)4]2+),最后再滴加稀氨水得到[Cu(NH3)4]2+,据此解题。由分析可知,M中溶液阳离子为[Cu(NH3)4]2+,因溶液存在该离子,溶液显深蓝色,A正确;[CuCl4]2-的中心离子为Cu2+,而配体是Cl-,Cu2+和4个Cl-形成4个配位键,配位数为4,B正确;电负性:N2.选A　已知向CuSO4溶液中滴加过量的氨水,NH3可与Cu2+形成更稳定的配离子([Cu(NH3)4]2+),说明NH3与Cu2+配位能力强于H2O ,A正确;无水硫酸铜为白色固体,其水溶液因形成[Cu(H2O)4]2+显蓝色,B错误;[Cu(H2O)4]2+中配体 H2O中的O与Cu2+配位后,孤电子对斥力变小,使得H—O—H夹角比H2O中的大,C错误;氢键不是化学键,[Cu(H2O)4]SO4·H2O中含离子键(Cu2+与S间)、共价键(H2O内、S内)、配位键(Cu2+与H2O间 ),D错误。
3.解析:(1)①Cu为29号元素,基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为。②甲醛中碳原子和氧原子形成C==O,还有2个C—H,C原子的杂化方式为sp2,甲醛中含有C、H、O三种元素,同一周期,从左到右元素的电负性递增,同一主族,自上而下元素的电负性递减,则电负性由小到大的顺序为H、C、O。(2)乙酸甲酯的结构式为,分子中σ键和π键个数之比为10∶1。(3)[Ag(NH3)2]OH中配体为NH3,配位原子为N,NH3的空间结构为三角锥形。
答案:(1)① 　②sp2　H、C、O
(2)10∶1　(3)N　三角锥形
1 / 9(共70张PPT)
专题微课(三)　分子的结构分析
在高考试题中通常借助一些陌生物质作为载体呈现，主要考查中心原子的价层电子对数计算，通过价层电子对数和孤电子对数判断分子的空间结构，通过价层电子对数(即杂化轨道数)判断原子的杂化类型，配合物的结构分析等。命题形式灵活多变，试题整体难度中等，注重对知识的关联度考查。
目 录
一、杂化类型的判断
二、分子或离子构型的判断
专题质量评价
三、共价键及配合物结构分析
01
一、杂化类型的判断
高考领航
√
1.(2025·甘肃卷)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a)，该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是 (　　)
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比S==O小
D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
解析:主体分子内羟基与磺酸基相邻较近，磺酸基中含有羟基的结构，可以形成分子内氢键，A正确;主体与客体间通过非共价键形成超分子，B错误;已知单键的键能小于双键，则S—O的键能比S==O的键能小，C正确;N原子价电子数为5，(CH3)4N+中N有4个σ键，失去1个电子形成阳离子，无孤电子对，采用sp3杂化，(CH3)3N中N有3个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，D正确。
2.(2025·云南卷)Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是 (　　)
A.Be(OH)2是两性氢氧化物
B.Be2C和BeCl2的晶体类型相同
C.Na2[Be(OH)4]中Be原子的杂化方式为sp3
D.Be2C与H2O反应:Be2C+4H2O==2Be(OH)2+CH4↑
解析:由题图中转化信息可知，Be(OH)2既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠反应，因此Be(OH)2是两性氢氧化物，A正确;由题中信息可知，Be2C的熔点远远高于BeCl2的，因此Be2C不可能是分子晶体，而BeCl2的熔点和沸点均较低，其为分子晶体，因此两者的晶体类型不相同，B错误;Na2[Be(OH)4]中Be与4个羟基形成4个σ键，没有孤电子对，因此其杂化方式为sp3，C正确;Be2C中的Be化合价为+2，C的化合价为-4，因此其与H2O反应生成Be(OH)2和CH4，该反应的化学方程式为Be2C+4H2O==2Be(OH)2+CH4↑，D正确。
√
3.(2024·全国甲卷·节选)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 ，其中电负性最大的元素是____，硅原子的杂化轨道类型为_____。
解析:该物质中含有H、C、Si元素，其中C的电负性最大;Si形成4个σ键，杂化轨道类型为sp3。
C
sp3
重点破障
1.常见的杂化轨道类型分析
杂化类型 sp sp2 sp3
参与杂化的 原子轨道 1个s轨道+ 1个p轨道 1个s轨道+ 2个p轨道 1个s轨道+
3个p轨道
杂化轨道数 2个sp 杂化轨道 3个sp2 杂化轨道 4个sp3
杂化轨道
轨道夹角 180° 120° 109°28'
空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形
2.中心原子杂化类型的判断
(1)根据中心原子的价层电子对数判断
中心原子上的 价层电子对数 2 3 4 5 6
杂化类型 sp sp2 sp3 sp3d sp3d2
(2)根据中心原子成键方式判断
(一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断)
(3)根据键角判断
若键角为109°28'或接近109°28'，则为sp3杂化;若键角为120°或接近120°，则为sp2杂化;若键角为180°，则为sp杂化。
杂化类型 sp3 sp2 sp
C的 成键方式 4个单键 1个双键和 2个单键 2个双键或1个三键和1个单键
N的 成键方式 3个单键 1个双键和 1个单键 1个三键
强训提能
√
1.(2025·河南省部分高中模拟)某种铬的配合物的结构如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A.该物质中Cr的化合价为+3
B.该物质中C和N均采取sp2杂化
C.基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1
D.该物质中Cr的配体有3种
解析:由配合物的结构图可知，Cr与3个 配位，由元素化合价代数和为0可知，Cr的化合价为+3价，A项正确;吡啶环上的C、N均为sp2杂化，羧基中的C为sp2杂化，所以该物质中C和N均采取sp2杂化，B项正确;Cr为24号原子，基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1，C项正确;该物质中Cr的配体只有
1种，D项错误。
√
2.(2025·北京市昌平区二模)六方氮化硼晶体俗称“白石墨”，与石墨具有类似的结构，部分结构如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.N位于元素周期表的p区
B.基态B原子的价层电子的轨道表示式:
C.六方氮化硼中硼原子为sp2杂化
D.六方氮化硼晶体中存在范德华力
解析:N是第ⅤA族元素，位于元素周期表的p区，A正确;B是5号元素，价层电子排布式为2s22p1，价层电子的轨道表示式: ，B错误;六方氮化硼晶体俗称“白石墨”，与石墨具有类似的结构，为层状结构，硼原子为sp2杂化，C正确;六方氮化硼晶体俗称“白石墨”，与石墨具有类似的结构，层状结构之间存在范德华力，D正确。
3.(2025·上海市一模)氨基乙酸铜分子结构如图所示，碳原子的杂化方式为__________，基态碳原子核外电子有____种运动状态。
解析:氨基乙酸铜的分子中连接碳氧双键的C原子含有3个σ 键，碳的杂化方式为sp2杂化，另一种碳周围都是单键，含有4个σ 键，杂化方式为sp3杂化;C原子具有6个核外电子，处于不同能层、能级上的电子具有不同的能量，同一能级上的电子自旋方向相反，故有6种不同的运动状态。
sp3、sp2
6
02
二、分子或离子构型的判断
√
1.(2025·山东卷)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 (　　)
A.NaN3的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
解析:NaN3水解生成NaOH和HN3，溶液显碱性，A正确。与CO2互为等电子体，两者结构相似 ，其中心原子均为sp杂化，其空间构型均为直线形，B错误。NaN3为离子化合物(Na+与通过离子键结合)，内部三个N原子以共价键连接，C正确。中心N原子通过sp杂化形成两个双键，无孤电子对，所有价电子参与成键，D正确。
高考领航
2.(2025·黑吉辽蒙卷)Cl2O可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应:
Cl2O+H2O==2HClO。下列说法正确的是 (　　)
A.反应中各分子的σ键均为p p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
√
解析:H2O中的H—O键是s sp3 σ键，而非p p σ键，A错误。根据价层电子对互斥模型，Cl2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其VSEPR模型为四面体形;H2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)
=2，还含有2个成键电子对，因此其VSEPR模型为四面体形;HClO中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其VSEPR模型为四面体形，反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形，B正确。Cl的原子半径大于H，Cl—O键长应大于H—O键长，因此C错误。HClO中Cl的最外层电子数为7，其1个价电子与O形成共价键，剩余6个价电子形成3个孤电子对，D错误。
√
3.(2025·湖南卷)NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂，可用“硝酸钠法”制备，反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O2 4NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是(　　)
A.NaSbO3中Sb元素的化合价为+5
B.N的空间结构为平面三角形
C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7
D.反应中消耗3 mol O2，转移20 mol e-
解析:NaSbO3中Na为+1价，O为-2价，根据化合价代数和为0知，Sb的化合价为+5价，A正确;N的中心N原子价层电子对数是3+=3，采用sp2杂化，无孤电子对，空间结构为平面三角形，B正确;反应中氧化剂为NaNO3(4 mol)和O2
(3 mol)，总物质的量为7 mol，还原剂为Sb(4 mol)，氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶4，C错误;O2、NaNO3同时作氧化剂，3 mol O2参与反应时，有4 mol Sb作还原剂，转移电子为20 mol(Sb的化合价:0→+5)，D正确。
1.利用价层电子对互斥模型判断分子空间结构
重点破障
价层电 子对数 成键 对数 孤电子 对数 VSEPR 模型名称 分子空间 结构名称 实例
2 2 0 直线形 直线形 BeCl2
3 3 0 平面 三角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
2.中心原子杂化轨道类型和分子空间结构关系
分子组成 (A为中心原子) 中心原子 的孤电子对数 中心原子的杂化方式 分子或离子的 空间结构名称 实例
AB2 0 sp 直线形 BeCl2
1 sp2 V形 SO2
2 sp3 V形 H2O
AB3 0 sp2 平面三角形 BF3
1 sp3 三角锥形 NH3
AB4 0 sp3 正四面体形 CH4
1.类比是学习化学的重要方法。下列类比正确的是 (　　)
A.由单质熔点Cl2B.由SiCl4是非极性分子，类比推理:SF4是非极性分子
C.由BF3空间结构为平面三角形，类比推理:NF3空间结构为平面三角形
D.由酸性CF3COOH>CCl3COOH，类比推理:
酸性ClCH2COOH>BrCH2COOH
强训提能
√
解析:氯气、溴、碘都是组成相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，所以单质熔点依次增大，而锂、钠、钾是价电子数相同的金属晶体，离子半径依次增大，金属键依次减弱，单质熔点依次减小，故A错误;四氯化硅分子中硅原子的价层电子对数为4+=4，孤电子对数为0，分子的空间结构是结构对称的正四面体形，属于非极性分子，而四氟化硫分子中硫原子的价层电子对数为4+=5，孤电子对数为1，分子的空间结构是结构不对称的变形四面体形，属于极性分子，故B错误;三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3+=3，孤电子对数为0，分子的空间结构为平面三角形，而三氟化氮分子中
氮原子的价层电子对数为3+=4，孤电子对数为1，分子的空间结构为三角锥形，故C错误;氟原子、氯原子、溴原子都是吸电子基，氟元素的电负性大于氯元素，氟原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于氯原子，使得三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸，同理，氯元素的电负性大于溴元素，氯原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于溴原子，使得氯乙酸的酸性强于溴乙酸，故D正确。
2.SO2的价层电子对空间结构为____，S的空间结构为____。
A.平面三角形 B.角形
C.三角锥形 D.正四面体形
解析:SO2的中心原子价层电子对数为2+=3，价层电子对空间结构为平面三角形;S的中心原子价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，空间结构为正四面体。
A
D
3.三氯乙腈(Cl3CCN)和过量NaN3反应可得到一种高能物质M，其结构如图，则Cl3CCN分子中σ键与π键的数目比为______，的空间构型为________，M中N原子杂化方式为_________。
5∶2
直线形
sp、sp2
03
三、共价键及配合物结构分析
√
1.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.图中 代表F原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
高考领航
解析:由图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。图中 (白色的小球)代表O原子，灰色的小球代表F原子，A不正确。根据该化合物结构片段可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物的化学式为IO2F，因此，该化合物中不存在过氧键，B不正确。I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为-1，O元素的化合价为-2，则I元素的化合价为+5，据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤对电子，C正确;该化合物中既存在I—O单键，又存在I==O双键，单键和双键的键长不相等，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，D不正确。
√
2.(2025·河南卷)自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。
下列说法正确的是(　　)
A.x=1
B.第一电离能:CC.该化合物中不存在离子键
D.该化合物中配位数与配体个数相等
解析:该化合物在氦气的气氛中加热，先失去CH3OH，若x=1，CH3OH的质量分数为×100%≈3.5%，结合图像可知，该化合物中x=1，故A项说法正确;同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能:N>O>C，故B项说法错误;该化合物中，配离子与N之间为离子键，故C项说法错误;配位数为与中心原子或离子键合的原子总数，因此配位数为6，配体为与中心原子或离子形成配位键的分子或离子个数，因此配体个数为2，故D项说法错误。
1.共价键类型的判断
(1)σ键与π键的判断
重点破障
依据键 强度判断 σ键的强度较大，较稳定;π键活泼，比较容易断裂
由物质结 构式判断 共价单键都是σ键，共价双键中含有1个σ键、1个π键，共价三键中含有1个σ键、2个π键
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
(2)极性键与非极性键的判断
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.配位键及配合物的分析
配合物的组成 [中心离子(配体)n][外界]
典型配合物 Cu(NH3)4SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH
中心离子 Cu2+ Fe3+ Ag+
中心离子 结构特点 一般是金属离子，特别是过渡金属离子，必须有空轨道
配体 NH3 SCN- NH3
配体结构特点 分子或离子必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位数(n) 4 3 2
外界 S 无 OH-
颜色 深蓝色 红色 无色
配离子所含化学键 配体通过配位键与中心离子结合
配合物所含化学键 配位键、离子键;配体或外界中可能还含有共价键
配合物的常见性质 较多属于离子化合物，多数能溶解、电离，多数有颜色
续表
1.将铜加热后伸入有氯气的集气瓶，然后向燃烧后的固体中加入少量的水使其溶解，得到深绿色溶液。再逐滴加水，溶液由深绿色变成浅蓝色，最后再滴加稀氨水。具体操作过程如下，下列说法不正确的是 (　　)
A.M中溶液阳离子为[Cu(NH3)4]2+，溶液显深蓝色
B.[CuCl4]2-的配位数为4
C.[Cu(H2O)4]2+中配位键的键能比M中配位键的键能大
D.向M溶液继续滴加乙醇溶液产生深蓝色晶体
强训提能
√
解析:铜与氯气点燃生成氯化铜粉末，加少量水溶解得到含有[CuCl4]2-的深绿色溶液，再逐滴加水，溶液由深绿色变成浅蓝色(含有[Cu(H2O)4]2+)，最后再滴加稀氨水得到[Cu(NH3)4]2+，据此解题。由分析可知，M中溶液阳离子为[Cu(NH3)4]2+，因溶液存在该离子，溶液显深蓝色，A正确;[CuCl4]2-的中心离子为Cu2+，而配体是Cl-，Cu2+和4个Cl-形成4个配位键，配位数为4，B正确;电负性:N2.(2025·琼海市嘉积中学模拟)硫酸铜溶于水显蓝色是因为水溶液中存在[Cu(H2O)4]2+，下列有关说法正确的是 (　　)
A.NH3和H2O与Cu2+的配位能力:NH3>H2O
B.硫酸铜的水溶液为蓝色，则无水硫酸铜也为蓝色
C.[Cu(H2O)4]2+配体中H—O—H的夹角比H2O中的小
D.[Cu(H2O)4]SO4·H2O中含化学键有:离子键、共价键、配位键、氢键
√
解析:已知向CuSO4溶液中滴加过量的氨水，NH3可与Cu2+形成更稳定的配离子([Cu(NH3)4]2+)，说明NH3与Cu2+配位能力强于H2O ，A正确;无水硫酸铜为白色固体，其水溶液因形成[Cu(H2O)4]2+显蓝色，B错误;[Cu(H2O)4]2+中配体 H2O中的O与Cu2+配位后，孤电子对斥力变小，使得H—O—H夹角比H2O中的大，C错误;氢键不是化学键，[Cu(H2O)4]SO4·H2O中含离子键(Cu2+与S间)、共价键(H2O内、S内)、配位键(Cu2+与H2O间 )，D错误。
3.甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。
(1)甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO)。
①基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为__________________。
②甲醛中碳原子的杂化方式为_____杂化，其组成元素的电负性由小到大的顺序为___________。
解析:①Cu为29号元素，基态Cu原子的价层电子的轨道表示式为
。②甲醛中碳原子和氧原子形成C==O，还有2个C—H，C原子的杂化方式为sp2，甲醛中含有C、H、O三种元素，同一周期，从左到右元素的电负性递增，同一主族，自上而下元素的电负性递减，则电负性由小到大的顺序为H、C、O。
sp2
H、C、O
(2)在一定条件下，甲醇可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3)，一个乙酸甲酯分子中σ键和π键个数之比为________。
(3)由AgNO3制备的[Ag(NH3)2]OH可用于检验醛基。[Ag(NH3)2]OH中配位原子为____，NH3的空间结构为__________。
解析: (2)乙酸甲酯的结构式为 ，分子中σ键和π键个数之比为10∶1。(3)[Ag(NH3)2]OH中配体为NH3，配位原子为N，NH3的空间结构为三角锥形。
10∶1
N
三角锥形
专题质量评价
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√
1.H3NBH3中N、B原子的杂化方式分别为 (　　)
A.sp2，sp2　 B.sp2，sp3
C.sp3，sp2 D.sp3，sp3
解析:H3NBH3中N、B原子的价层电子对数都为4，杂化方式都是sp3杂化。
√
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3
2.(2025·沧州市三模)下列说法正确的是 (　　)
A.HF分子间氢键可表示为F—H…F
B.N2H4分子N原子的杂化方式为sp2
C.NH3的VSEPR模型为三角锥形
D.H2O2分子的空间结构为 ，可推测出H2O2为非极性分子
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3
解析:氟元素电负性较大，可以和另一个HF分子形成分子间氢键，其氢键可表示为F—H…F，A正确;N2H4分子N原子形成3个σ键，有一个孤电子对，其杂化方式为sp3，B错误;NH3分子的中心原子N的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4，其VSEPR模型名称为四面体形，C错误;双氧水的分子是书页状的结构，就好像打开的一本书，两个H分别在两个书页上，分子是不对称的结构，正电与负电中心不重合，可推测出H2O2为极性分子，D错误。
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3
3.(2025·如阜市三模)将印刷电路板的碱性蚀刻液与NaOH溶液共热可发生反应:[Cu(NH3)4]2++2OH- CuO↓+4NH3↑+H2O。下列说法正确的是(　　)
A.Cu2+的基态核外电子排布式为[Ar]3d74s2
B.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含16 mol σ键
C.NH3所含键角小于H2O
D.冰属于共价晶体
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解析:Cu2+的基态核外电子排布应为[Ar]3d9，而非3d74s2(4s轨道在失去电子时优先排空)，A错误;每个NH3分子含3个N—H σ键，4个NH3共12个σ键;同时每个NH3与Cu2+形成1个配位键(σ键)，共4个，总计16 mol σ键，B正确;NH3有1个孤电子对，H2O有2个孤电子对，NH3键角更大，C错误;冰通过氢键和范德华力形成，属于分子晶体，D错误。
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4.(2025·郑州市三模)血红蛋白(Hb)可与O2结合为Hb(O2)，Hb(O2)的结构如图所示，其中铁元素为+2价。吸入CO时会产生Hb(CO)而使人中毒。已知卟啉中所有原子共平面。下列说法错误的是 (　　)
A.基态Fe2+的价电子排布式为3d6
B.Hb(O2)中Fe2+的配位数为6
C.卟啉中N原子的杂化方式有sp2和sp3
D.Hb(CO)中C原子为Fe2+提供孤对电子，且CO结合Fe2+的能力比O2强
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3
解析:Fe是26号元素，基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去2个电子形成Fe2+，基态Fe2+的价电子排布式为3d6，A正确;由题图可知，与Fe2+相连的原子有6个，故Fe2+的配位数为6，B正确;已知卟啉中所有原子共面，则卟啉中N原子的杂化方式为sp2，C错误;CO和O2中提供孤电子对的原子分别是C和O，CO与Fe2+形成的配位键比O2与Fe2+形成的配位键更强，即CO结合Fe2+的能力比O2强，这也是吸入CO会使人中毒的原因，D正确。
√
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3
5.(2025·宁夏六盘山高级中学模拟)近年来，光催化剂的研究是材料领域的热点。一种Ru配合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是 (　　)
A.Ru配合物中第二周期元素的电负性:O>N>C
B.P中P的价层电子对数为4，空间结构为正四面体形
C.该配合物中Ru的配位数是6
D.吡啶( ，所有原子在同一平面)中C、N原子的杂化方式分别为sp2、sp3
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3
解析:第二周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，因此电负性:O>N>C，故A正确;P中P的价层电子对数为4+=4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，故B正确;根据图中Ru与周围的原子得到该配合物中Ru的配位数是6，故C正确; 中原子在同一平面，则C、N原子的价层电子对数均为3，杂化方式均为sp2，故D错误。
√
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6.(2025·齐齐哈尔市三模)一水合硫酸四氨合铜{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}是一种深蓝色的晶体，常用作杀虫剂、媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分。下列说法错误的是 (　　)
A.NH3的空间结构为三角锥形
B.铜元素基态原子的价层电子排布式:3d94s2
C.电负性:O>N>S
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种配合物，配体是NH3，配位数为4
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3
解析:NH3的空间结构为三角锥形，A正确;铜的原子序数为29，基态原子的价层电子排布式为3d104s1，B错误;根据同周期从左往右电负性增大，同主族从上往下电负性减小可知，电负性:O>N>S，C正确;该配合物的中心离子为Cu2+，4个NH3分子作为配体，配位数为4，S为外界，D正确。
√
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3
7.(2025·河南省名校阶段测试)结构中含有两个或两个以上中心原子(或离子)的配合物称为多核配合物。一种Co 双核配离子的结构如图所示:
下列叙述正确的是(　　)
A.该配离子中的氮原子只有1种杂化方式
B.该配离子中部分元素的电负性:N>O>C>H
C.1 mol 中含有16 mol σ键
D.该配离子中心的Co元素显+1价
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解析:五元杂环是平面结构，氮原子是sp2杂化，形成4个σ键的氮原子是sp3杂化，A错误;非金属性越强，电负性越大，该配离子中部分元素的电负性:O>N>C>H，B错误;单键是σ键，双键中有一个是σ键，另一个是π键，则1 mol
中含有16 mol σ键，C正确;与Co配位的配体中只有Cl-、OH-带电，配合物整体带两个单位正电荷，则配离子中心的Co元素显+2价，D错误。
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3
8.(10分)钴及其化合物有着广泛的应用前景。回答下列问题:
(1)一种具有光催化作用的配合物结构如图(其中 为平面结构)。
①基态Co原子的价电子轨道表示式为__________________;
②该配合物中Co的化合价为____，杂化方式为sp2和sp3的N原子数目之比为______;
③Cl中O—Cl—O键角小于图中a处C—N—C键角的原因是____________
____________________________________________________________________。
+3
2∶1
中心原子均
为sp3杂化，Cl原子周围存在一个孤电子对，对成键原子排斥力大，键角减小
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解析:①Co为27号元素，根据构造原理，基态Co原子的价电子排布式为3d74s2，则其价电子轨道表示式为 。②根据配合物的结构，在有机配体中，利用N原子中的孤电子对形成配位键，配体呈电中性，而右侧的为C，O原子为配位原子;在配合物中，外界为Cl，根据化合价代数和为0，因此该配合物中Co
的化合价为+3价。根据已知， 为平面结构，则该分子中的N原子均采用sp2
杂化;另一种配体中，形成了双键的N原子采取sp2杂化，形成的共价键均为单键的N原子为sp3杂化，则杂化方式为sp2的N原子有4个，sp3的N原子有2个，数目之比为4∶2=2∶1。③Cl的价层电子对数为3+=4，含有一个孤电子对;a处的N原子形成了4个σ键(其中一个为配位键)，则中心原子均为sp3杂化，但是Cl原子周围存在一个孤电子对，对成键电子对的排斥力大，使得键角更小。
1
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3
(2)1 mol八面体配合物CoCl3·3NH3中含有σ键的数目为_______，该配合物的空间结构有____种。
解析: 根据信息，该配合物的空间结构为八面体，可知该配合物的配体有6个，即Cl-和NH3均与中心原子Co3+形成了配位键，配位键也属于σ键，除此之外，1个NH3中含有3个H—N键，也为σ键，因此1 mol CoCl3·3NH3共含有σ键(6+3×3)mol=15 mol，其数目为15NA。该配合物的空间结构有2种，示意图如图:
。
15NA
2
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8
9
10
3
9.(12分)氮形成的一系列化合物广泛应用于科研、医疗、化工等领域。回答下列问题:
(1)基态N原子核外电子的空间运动状态有____种;N、O、F第一电离能由大到小的顺序为_________(填元素符号)。
解析:基态氮原子核外有7个电子，基态N原子核外电子的空间运动状态有5种;同一周期从左到右，元素的第一电离能有增大的趋势，但由于氮原子的价电子排布式为2s22p3，2p上排布3个电子是半充满的稳定结构，所以其第一电离能大于其后的氧元素，所以N、O、F第一电离能由大到小的顺序为F>N>O。
5
F>N>O
1
2
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10
3
(2)甲胺(CH3NH2)和肼(NH2NH2)都可用作制药原料。
①两者的碱性随N原子电子云密度增大而增强，则其中碱性较强的是________
(填化学式)，原因为______________________________________________。
②肼与硫酸反应生成N2H6SO4，其晶体内存在______(填标号)。
A.离子键 B.共价键
C.配位键 D.金属键
解析:①甲基为推电子基团，会导致甲胺中N的电子云密度增大，则CH3NH2碱性更强;②肼(N2H4)分子与硫酸反应生成N2H6SO4，N2H6SO4与(NH4)2SO4化合物类型相同，故N2H6SO4是离子晶体，N2和S之间存在离子键，N2中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键)，S中也存在共价键，故选A、B、C。
甲基是推电子基团，使甲胺中N的电子云密度增大
ABC
CH3NH2
1
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3
(3)含氮有机物邻二氮菲( ，简称为phen)是平面分子，能与Fe2+生成稳定的螯合物，其反应原理如下: 。
①phen中N原子的价层孤电子对占据____(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp3杂化轨道 D.sp2杂化轨道
②[Fe(phen)3]2+中Fe2+的配位数为____。
D
6
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4
5
6
7
8
9
10
3
解析:①phen为平面形分子，N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故选D;②[Fe(phen)3]2+中，每个邻二氮菲分子中两个氮原子与Fe2+形成2个配位键，该配离子中配体是3个，所以Fe2+的配位数为6。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
10.(14分)铝、铁等的配合物在自然界中广泛存在，Fe3+的配位数可以是1~6个，请回答下列问题:
(1)基态铝原子价层电子排布式为________。
解析:铝是13号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，主族元素价层电子是指最外层电子，所以基态铝原子价层电子排布式为3s23p1。
3s23p1
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(2)AlCl3在178 ℃升华，AlCl3是______晶体，键角为______。
解析:AlCl3在178 ℃升华，熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，所以AlCl3是分子晶体。AlCl3中Al原子价层电子对数为3+=3，且没有孤电子对，根据价层电子对互斥模型，其空间结构为平面三角形，键角为120°。
分子
120°
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(3)在900 ℃时，氯化铝蒸气以二聚分子(Al2Cl6)形式存在，分子中所有原子均满足8电子稳定结构，是由于两分子间形成了_______键，其结构式可表示
为 ，二聚分子(Al2Cl6)中心原子采取_____杂化，将其溶于水，破坏了________键。
解析:在900 ℃时，氯化铝蒸气以二聚分子(Al2Cl6)形式存在，分子中所有原子均满足8电子稳定结构，是由于两分子间形成了配位键。Al原子最外层有3个电子，与3个Cl原子形成共价键后，还有一个空轨道，另一个Cl原子提供孤电子对形成配位键。其结构式如题目所给。二聚分子(Al2Cl6)中Al原子形成 4 个σ键，所以中心原子采取sp3杂化。将其溶于水，Al—Cl键(包括共价键和配位键)被破坏。
配位
sp3
Al—Cl
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应，Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合，还能以其他个数比配合。请按要求填空:
①若所得Fe3+和SCN-的配合物中，主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色;该离子的离子符号是____________。
②若Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为____________________________________。
解析:①已知Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合，Fe3+带3个正电荷，SCN-带1个负电荷，根据电荷守恒，形成的离子带2个正电荷，所以该离子的离子符号是[Fe(SCN)]2+。②Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合，FeCl3在溶液中电离出Fe3+和Cl-，KSCN在溶液中电离出K+和SCN-，根据原子守恒和电荷守恒，反应的化学方程式为FeCl3+5KSCN==K2[Fe(SCN)5]+3KCl。
[Fe(SCN)]2+
FeCl3+5KSCN==K2[Fe(SCN)5]+3KCl
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(5)金属羰基配合物Fe(CO)n的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18，则n=___，1 mol Fe(CO)n分子中含有____mol σ键。
解析:Fe是26号元素，其价电子排布式为3d64s2，价电子数为8。CO作为配体，每个CO分子提供2个电子形成配位键。已知中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18，则8+2n=18，可得n=5。在Fe(CO)5分子中，Fe与CO之间形成5个配位键(属于σ键)，每个CO分子中含有1个σ键，所以1个Fe(CO)5分子中含有5+5=10个σ键，那么1 mol Fe(CO)5分子中含有10 mol σ键。
5
10专题质量评价(十)　分子的结构分析
1.H3NBH3中N、B原子的杂化方式分别为 (　　)
A.sp2,sp2 B.sp2,sp3
C.sp3,sp2 D.sp3,sp3
2.(2025·沧州市三模)下列说法正确的是 (　　)
A.HF分子间氢键可表示为F—H…F
B.N2H4分子N原子的杂化方式为sp2
C.NH3的VSEPR模型为三角锥形
D.H2O2分子的空间结构为,可推测出H2O2为非极性分子
3.(2025·如阜市三模)将印刷电路板的碱性蚀刻液与NaOH溶液共热可发生反应:[Cu(NH3)4]2++2OH-CuO↓+4NH3↑+H2O。下列说法正确的是 (　　)
A.Cu2+的基态核外电子排布式为[Ar]3d74s2
B.1 mol [Cu(NH3)4]2+中含16 mol σ键
C.NH3所含键角小于H2O
D.冰属于共价晶体
4.(2025·郑州市三模)血红蛋白(Hb)可与O2结合为Hb(O2),Hb(O2)的结构如左下图所示,其中铁元素为+2价。吸入CO时会产生Hb(CO)而使人中毒。已知卟啉中所有原子共平面。下列说法错误的是 (　　)
A.基态Fe2+的价电子排布式为3d6
B.Hb(O2)中Fe2+的配位数为6
C.卟啉中N原子的杂化方式有sp2和sp3
D.Hb(CO)中C原子为Fe2+提供孤对电子,且CO结合Fe2+的能力比O2强
5.(2025·宁夏六盘山高级中学模拟)近年来,光催化剂的研究是材料领域的热点。一种Ru配合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是 (　　)
A.Ru配合物中第二周期元素的电负性:O>N>C
B.P中P的价层电子对数为4,空间结构为正四面体形
C.该配合物中Ru的配位数是6
D.吡啶(,所有原子在同一平面)中C、N原子的杂化方式分别为sp2、sp3
6.(2025·齐齐哈尔市三模)一水合硫酸四氨合铜{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}是一种深蓝色的晶体,常用作杀虫剂、媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分。下列说法错误的是 (　　)
A.NH3的空间结构为三角锥形
B.铜元素基态原子的价层电子排布式:3d94s2
C.电负性:O>N>S
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种配合物,配体是NH3,配位数为4
7.(2025·河南省名校阶段测试)结构中含有两个或两个以上中心原子(或离子)的配合物称为多核配合物。一种Co 双核配离子的结构如图所示:
下列叙述正确的是 (　　)
A.该配离子中的氮原子只有1种杂化方式
B.该配离子中部分元素的电负性:N>O>C>H
C.1 mol 中含有16 mol σ键
D.该配离子中心的Co元素显+1价
8.(10分)钴及其化合物有着广泛的应用前景。回答下列问题:
(1)一种具有光催化作用的配合物结构如图(其中为平面结构)。
①基态Co原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　;
②该配合物中Co的化合价为　　　　　,杂化方式为sp2和sp3的N原子数目之比为　　　　　;
③Cl中O—Cl—O键角小于图中a处C—N—C键角的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)1 mol八面体配合物CoCl3·3NH3中含有σ键的数目为　　　　　　,该配合物的空间结构有　　　　种。
9.(12分)氮形成的一系列化合物广泛应用于科研、医疗、化工等领域。回答下列问题:
(1)基态N原子核外电子的空间运动状态有　　　　种;N、O、F第一电离能由大到小的顺序为　　　　(填元素符号)。
(2)甲胺(CH3NH2)和肼(NH2NH2)都可用作制药原料。
①两者的碱性随N原子电子云密度增大而增强,则其中碱性较强的是　　　　(填化学式),原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②肼与硫酸反应生成N2H6SO4,其晶体内存在　　　　(填标号)。
A.离子键 B.共价键
C.配位键 D.金属键
(3)含氮有机物邻二氮菲(,简称为phen)是平面分子,能与Fe2+生成稳定的螯合物,其反应原理如下:。
①phen中N原子的价层孤电子对占据　　　　(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp3杂化轨道 D.sp2杂化轨道
②[Fe(phen)3]2+中Fe2+的配位数为　　　　。
10.(14分)铝、铁等的配合物在自然界中广泛存在,Fe3+的配位数可以是1~6个,请回答下列问题:
(1)基态铝原子价层电子排布式为　　　　　　。
(2)AlCl3在178 ℃升华,AlCl3是　　　　　　晶体,键角为　　　　　　。
(3)在900 ℃时,氯化铝蒸气以二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,是由于两分子间形成了　　　　　键,其结构式可表示为,二聚分子(Al2Cl6)中心原子采取　　　　　杂化,将其溶于水,破坏了　　　　　键。
(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还能以其他个数比配合。请按要求填空:
①若所得Fe3+和SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色;该离子的离子符号是　　　　　。
②若Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)金属羰基配合物Fe(CO)n的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18,则n=　　　,1 mol Fe(CO)n分子中含有　　　mol σ键。
专题质量评价(十)
1.选D　H3NBH3中N、B原子的价层电子对数都为4,杂化方式都是sp3杂化。
2.选A　氟元素电负性较大,可以和另一个HF分子形成分子间氢键,其氢键可表示为F—H…F,A正确;N2H4分子N原子形成3个σ键,有一个孤电子对,其杂化方式为sp3,B错误;NH3分子的中心原子N的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,其VSEPR模型名称为四面体形,C错误;双氧水的分子是书页状的结构,就好像打开的一本书,两个H分别在两个书页上,分子是不对称的结构,正电与负电中心不重合,可推测出H2O2为极性分子,D错误。
3.选B　Cu2+的基态核外电子排布应为[Ar]3d9,而非3d74s2(4s轨道在失去电子时优先排空),A错误;每个NH3分子含3个N—H σ键,4个NH3共12个σ键;同时每个NH3与Cu2+形成1个配位键(σ键),共4个,总计16 mol σ键,B正确;NH3有1个孤电子对,H2O有2个孤电子对,NH3键角更大,C错误;冰通过氢键和范德华力形成,属于分子晶体,D错误。
4.选C　Fe是26号元素,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去2个电子形成Fe2+,基态Fe2+的价电子排布式为3d6,A正确;由题图可知,与Fe2+相连的原子有6个,故Fe2+的配位数为6,B正确;已知卟啉中所有原子共面,则卟啉中N原子的杂化方式为sp2,C错误;CO和O2中提供孤电子对的原子分别是C和O,CO与Fe2+形成的配位键比O2与Fe2+形成的配位键更强,即CO结合Fe2+的能力比O2强,这也是吸入CO会使人中毒的原因,D正确。
5.选D　第二周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,因此电负性:O>N>C,故A正确;P中P的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,空间结构为正四面体形,故B正确;根据图中Ru与周围的原子得到该配合物中Ru的配位数是6,故C正确;中原子在同一平面,则C、N原子的价层电子对数均为3,杂化方式均为sp2,故D错误。
6.选B　NH3的空间结构为三角锥形,A正确;铜的原子序数为29,基态原子的价层电子排布式为3d104s1,B错误;根据同周期从左往右电负性增大,同主族从上往下电负性减小可知,电负性:O>N>S,C正确;该配合物的中心离子为Cu2+,4个NH3分子作为配体,配位数为4,S为外界,D正确。
7.选C　五元杂环是平面结构,氮原子是sp2杂化,形成4个σ键的氮原子是sp3杂化,A错误;非金属性越强,电负性越大,该配离子中部分元素的电负性:O>N>C>H,B错误;单键是σ键,双键中有一个是σ键,另一个是π键,则1 mol 中含有16 mol σ键,C正确;与Co配位的配体中只有Cl-、OH-带电,配合物整体带两个单位正电荷,则配离子中心的Co元素显+2价,D错误。
8.解析:(1)①Co为27号元素,根据构造原理,基态Co原子的价电子排布式为3d74s2,则其价电子轨道表示式为。②根据配合物的结构,在有机配体中,利用N原子中的孤电子对形成配位键,配体呈电中性,而右侧的为C,O原子为配位原子;在配合物中,外界为Cl,根据化合价代数和为0,因此该配合物中Co的化合价为+3价。根据已知,为平面结构,则该分子中的N原子均采用sp2杂化;另一种配体中,形成了双键的N原子采取sp2杂化,形成的共价键均为单键的N原子为sp3杂化,则杂化方式为sp2的N原子有4个,sp3的N原子有2个,数目之比为4∶2=2∶1。③Cl的价层电子对数为3+=4,含有一个孤电子对;a处的N原子形成了4个σ键(其中一个为配位键),则中心原子均为sp3杂化,但是Cl原子周围存在一个孤电子对,对成键电子对的排斥力大,使得键角更小。(2)根据信息,该配合物的空间结构为八面体,可知该配合物的配体有6个,即Cl-和NH3均与中心原子Co3+形成了配位键,配位键也属于σ键,除此之外,1个NH3中含有3个H—N键,也为σ键,因此1 mol CoCl3·3NH3共含有σ键(6+3×3)mol=15 mol,其数目为15NA。该配合物的空间结构有2种,示意图如图:。
答案:(1)①　②+3　2∶1　③中心原子均为sp3杂化,Cl原子周围存在一个孤电子对,对成键原子排斥力大,键角减小　(2)15NA　2
9.解析:(1)基态氮原子核外有7个电子,基态N原子核外电子的空间运动状态有5种;同一周期从左到右,元素的第一电离能有增大的趋势,但由于氮原子的价电子排布式为2s22p3,2p上排布3个电子是半充满的稳定结构,所以其第一电离能大于其后的氧元素,所以N、O、F第一电离能由大到小的顺序为F>N>O。(2)①甲基为推电子基团,会导致甲胺中N的电子云密度增大,则CH3NH2碱性更强;②肼(N2H4)分子与硫酸反应生成N2H6SO4,N2H6SO4与(NH4)2SO4化合物类型相同,故N2H6SO4是离子晶体,N2和S之间存在离子键,N2中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键),S中也存在共价键,故选A、B、C。(3)①phen为平面形分子,N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道,故选D;②[Fe(phen)3]2+中,每个邻二氮菲分子中两个氮原子与Fe2+形成2个配位键,该配离子中配体是3个,所以Fe2+的配位数为6。
答案:(1)5　F>N>O　(2)①CH3NH2　甲基是推电子基团,使甲胺中N的电子云密度增大　②ABC　(3)①D　②6
10.解析:(1)铝是13号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,主族元素价层电子是指最外层电子,所以基态铝原子价层电子排布式为3s23p1。(2)AlCl3在178 ℃升华,熔、沸点较低,符合分子晶体的特点,所以AlCl3是分子晶体。AlCl3中Al原子价层电子对数为3+=3,且没有孤电子对,根据价层电子对互斥模型,其空间结构为平面三角形,键角为120°。(3)在900 ℃时,氯化铝蒸气以二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,是由于两分子间形成了配位键。Al原子最外层有3个电子,与3个Cl原子形成共价键后,还有一个空轨道,另一个Cl原子提供孤电子对形成配位键。其结构式如题目所给。二聚分子(Al2Cl6)中Al原子形成 4 个σ键,所以中心原子采取sp3杂化。将其溶于水,Al—Cl键(包括共价键和配位键)被破坏。(4)①已知Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合,Fe3+带3个正电荷,SCN-带1个负电荷,根据电荷守恒,形成的离子带2个正电荷,所以该离子的离子符号是[Fe(SCN)]2+。②Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,FeCl3在溶液中电离出Fe3+和Cl-,KSCN在溶液中电离出K+和SCN-,根据原子守恒和电荷守恒,反应的化学方程式为FeCl3+5KSCN==K2[Fe(SCN)5]+3KCl。(5)Fe是26号元素,其价电子排布式为3d64s2,价电子数为8。CO作为配体,每个CO分子提供2个电子形成配位键。已知中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18,则8+2n=18,可得n=5。在Fe(CO)5分子中,Fe与CO之间形成5个配位键(属于σ键),每个CO分子中含有1个σ键,所以1个Fe(CO)5分子中含有5+5=10个σ键,那么1 mol Fe(CO)5分子中含有10 mol σ键。
答案:(1)3s23p1　(2)分子　120°　(3)配位　sp3　Al—Cl
(4)①[Fe(SCN)]2+　②FeCl3+5KSCN==K2[Fe(SCN)5]+3KCl
(5)5　10
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