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第3讲　化学键　分子空间结构
1．掌握化学键的定义及离子键、共价键的形成。会书写电子式及用电子式表示物质的形成过程。
2．了解共价键的类型及键参数。掌握键角大小比较及原因解释并能作出规范描述。
3．掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容，并能用其推测简单分子或离子的空间结构。
考点1　化学键与化合物类型　电子式
1．化学键
[关系图谱]化学键与物质类别的关系
(1)定义及分类
(2)化学反应的本质：化学反应的过程，本质上就是旧化学键____________和新化学键____________的过程。
2．离子键和共价键的比较
项目 离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 带________离子之间的相互作用 原子间通过________所形成的相互作用
成键粒子 ________ ________
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件 活泼______与活泼______经电子得失形成离子键 ________元素原子之间成键 ________元素原子之间成键
3．离子化合物和共价化合物
项目 离子化合物 共价化合物
定义 由________构成的化合物 以________形成分子的化合物
构成粒子 ________ ________
化学键类型 一定含有_________， 可能含有_________ 只含有________
4．电子式
(1)书写方法
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物，NaCl：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②共价化合物，HCl：___________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[备考提醒]
(1)物质中不一定含有化学键，如稀有气体分子中不含化学键。
(2)存在共价键的物质不一定是共价化合物，如非金属单质N2、P4、O2，离子化合物 CaC2等。
(3)全部由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐。由金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3。
化学键与化合物类型的判断
1．(鲁科必修第二册习题改编)熔融状态下能导电且含有极性共价键的化合物是(　　)
A．AlCl3 B．Na2O2
C．NaOH D．H2SO4
2．(人教选择性必修2习题改编)制备肼(N2H4)可利用反应：NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O。下列说法正确的是(　　)
A．基态O原子的轨道表示式：
B．N2H4分子中含有极性键和非极性键
C．NH3与H2O均为共价化合物，H2O为非极性分子
D．NaClO中仅含有离子键
[思维模型]判断离子化合物和共价化合物的方法
电子式及其规范书写
3．(人教必修第一册习题改编)下列有关电子式表示正确的是(　　)
①次氯酸的电子式：
②甲醛的电子式：
③HCl的电子式：
④由Na和Cl形成离子键的过程：
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
4．(人教必修第一册习题改编)下列用电子式表示离子化合物形成过程正确的是(　　)
A．2Na×＋O2-―→
B．2Na＋F2―→
D．
[误区警示]书写电子式的四个误区
考点2　共价键及其参数
1．共价键
(1)本质及特征
(2)分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“________”重叠
π键 电子云“________”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对________偏移
非极性键 共用电子对________偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有________共用电子对
双键 原子间有________共用电子对
三键 原子间有________共用电子对
[图解教材]人教选择性必修2
σ键和π键的形成过程及类型
σ键 π键
s-s σ键：s轨道与s轨道重叠 s-p σ键：s轨道与p轨道重叠 p-p σ键：p轨道与p轨道重叠 杂化轨道形成的σ键：如 s-sp3 σ键：s轨道与sp3杂化轨道重叠； sp2-sp3 σ键：sp2轨道与sp3杂化轨道重叠 一般都是p轨道“肩并肩”形成π键
2．键参数
(1)概念
(2)对分子结构和性质的影响
[备考提醒]
(1)原子形成共价键时，优先形成σ键，σ键可以单独形成，π键不能单独形成。
(2)共价键的成键原子半径越小，键长越短，其形成的共价键越牢固。
(3)σ键形成过程中电子云重叠程度比π键大，更稳定，故含有π键的分子发生化学反应时先断裂π键。但也有例外，如N2中的π键。
(4)σ键可以旋转，π键不可以旋转。
共价键及其分类
1．(鲁科选择性必修2习题改编)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，其反应为HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有关说法正确的是(　　)
A．CO2只含有非极性共价键
B．0.5 mol HCHO含有1 mol σ键
C．HCHO、CO2分子中只含有σ键
D．乙烯分子中含有5个σ键和1个π键
2．(人教选择性必修2习题改编)用NaCN溶液浸取矿粉中金的反应为4Au＋2H2O＋8NaCN＋O2===4Na[Au(CN)2]＋4NaOH。下列说法正确的是(　　)
A．H2O的空间结构为直线形
B．NaCN中含有离子键、σ键和π键
C．1 mol [Au(CN)2]－中含有2 mol σ键
D．NaOH的电子式为
[答题模板]
快速有效地判断键的种类及数目的方法
根据物质的结构式，判断成键方式时，需掌握：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。
键参数对分子的结构和性质的影响
3．(人教选择性必修2习题改编)关于键长、键能和键角，下列说法错误的是(　　)
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C===C键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
4．(人教必修第二册习题改编)工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，若C过量，还会生成SiC。下列叙述错误的是(　　)
A．1个CO分子内只含有1个σ键和2个π键
B．键能：C—H>Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
C．键长：C—SiSi
D．键长：C—C[误区警示]
(1)共价键的强弱只影响共价晶体的物理性质，对于分子晶体的物理性质无影响。
(2)键能：碳碳单键＜碳碳双键＜碳碳三键，但碳碳双键、碳碳三键的键能并不是碳碳单键的2倍和3倍。
(3)形成共价键的原子的电负性差值越大，键的极性越大，但不一定易断裂，如H—F。化学键断裂的难易程度由化学键的键能决定。
考点3　价层电子对互斥模型　杂化轨道理论
一、价层电子对互斥模型
1．理论要点
(1)价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”________的结果。
(2)VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的________。　　　
多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对
2．中心原子价层电子对数的计算
用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。
其中：a为中心原子的价电子数(对于主族元素等于原子的最外层电子数，阳离子要减去离子的电荷数，阴离子要加上离子的电荷数)；x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1，其他原子为“8减去该原子的价电子数”，如卤族元素为1，氧族元素为2等)。
[备考提醒]
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。
(1)当中心原子无孤电子对时，二者的空间结构一致。
(2)当中心原子有孤电子对时，二者的空间结构不一致。
二、杂化轨道理论
1．理论要点
(1)当原子成键时，原子中能量________的价电子轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数________，得到与原轨道数目__________、方向________的一组新的能量________的杂化轨道。
(2)杂化轨道数不同，轨道间的__________不同，形成分子的空间结构也不同。
2．三种类型
[图解教材]人教选择性必修2
sp3杂化轨道
参与杂化的轨道数与得到的杂化轨道数相等 得到的杂化轨道完全相同
sp杂化和sp2杂化后未参与杂化的p轨道参与形成π键
3．VSEPR模型、杂化轨道类型及微粒空间结构的关系
完成下列表格
实例 价层电 子对数 σ键 电子 对数 孤电子 对数 中心原子杂化轨道类型 VSEPR 模型 分子(离子) 空间结构
BeCl2、 CS2 ____ ____ ____ ____ ______ ______
BF3、 SO3、 ____ ____ ____ ____ ______ ______ ________
O3、 SO2 ____ ____ ____ ________
SnCl4、 、 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ________
PH3、 ____ ____ ____ ________
H2S、 ____ ____ ____ ________
[备考提醒]
(1)杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数＝中心原子的价层电子对数。
(2)未参与杂化的p轨道参与形成π键。
根据VSEPR模型推测分子(或离子)的空间结构
1．(鲁科选择性必修2习题改编)用价层电子对互斥模型判断下列微粒中心原子的价层电子对数和空间结构。
微粒 SO2 BF3
价层电子对数
空间结构
2．(人教选择性必修2习题改编)臭氧可以有效地去除废水中的CN－(氰化物)，将其转化为无毒或低毒的物质，从而大幅度降低废水的毒性，发生的总反应为＋N2＋5O2。下列有关化学用语或表述正确的是(　　)
A．上述反应中涉及3种非极性分子
B．CN－中σ键与π键的个数比为1∶1
C．水分子的空间结构为直线形
的中心原子为sp2杂化
[答题模板]
“四步法”推测分子(或离子)的空间结构
根据VSEPR模型比较键角的大小
3．(鲁科选择性必修2习题改编)下列分子或离子中键角由大到小排列的顺序是(　　)
①BCl3　②NH3　③H2O　④　⑤HgCl2
A．⑤④①②③ B．⑤①④②③
C．④①②⑤③ D．③②④①⑤
4．(人教选择性必修2习题改编)氯元素有多种化合价，可形成Cl2O、Cl－、ClO－、、、等微粒。下列说法错误的是(　　)
A．键角：
B．Cl2O的空间结构为V形
、、中Cl的杂化方式相同
D．基态Cl原子核外电子的空间运动状态有9种
[思维模型]比较键角大小的三种思维模型
(1)杂化轨道类型不同：sp＞sp2＞sp3。
(2)
(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。
判断与推测原子的杂化轨道类型
5．(人教选择性必修2习题改编)甲醛分子的结构式为CHHO。下列描述不正确的是(　　)
A．甲醛分子中有3个σ键
B．甲醛分子中的C原子为sp2杂化
C．甲醛分子中的O原子为sp杂化
D．甲醛分子为平面三角形结构，有一个π键垂直于三角形平面
6．(鲁科选择性必修2习题改编)白磷(P4)是磷的单质之一，与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷和五卤化磷(PCl5分子结构如图所示，其中Cl原子有两种不同位置)。回答下列问题：
(1)基态P原子的价层电子排布为______________。P、S、Cl的第一电离能由小到大顺序为________。
(2)PCl5水解产生一种无色油状中间产物POCl3，该分子的空间结构为________。
(3)PCl5中P的杂化轨道类型为________(填字母)。
A．sp3 B．sp3d
C．d2sp3 D．dsp2
[思维模型]判断分子中原子的杂化轨道类型的两种方法
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2024·湖北卷)sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成。 (　　)
(2)(2024·湖北卷)VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同。 (　　)
(3)(2024·黑吉辽卷)F2的共价键类型：p-p σ键。 (　　)
(4)(2024·河北卷改编)CO2、CH2O、CCl4键角依次减小是由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力。 (　　)
(5)(2024·湖南卷)Cl2分子中σ键的形成：
。 (　　)
(6)(2025·北京卷)BF3的VSEPR模型：。 (　　)
(7)(2024·山东卷)p-p π键形成的轨道重叠示意图：。 (　　)
(8)(2025·河南卷)用电子式表示CsCl的形成过程：。 (　　)
(9)(2025·河北卷)的价层电子对互斥模型：。 (　　)
(10)(2024·黑吉辽卷)PCl3的空间结构：平面三角形。 (　　)
2．化学用语可以表达化学过程，下列化学用语表达错误的是(　　)
A．(2024·湖北卷)用电子式表示Cl2的形成：
B．(2024·湖南卷)NaCl溶液中的水合离子：
C．(2024·湖北卷)用电子云轮廓图示意p-p π键的形成：
D．(2024·湖南卷)NaOH的电子式：
3．(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
的空间构型为V形
C．NaN3为含有共价键的离子化合物
的中心N原子所有价电子均参与成键
4．(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
5．(1)(2024·新课标卷)Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43 ℃)结构如图所示，其中含有σ键的数目为________，Ni(CO)4晶体的类型为________。
(2)(2024·全国甲卷)①CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为________(填标号)。
a．离子键 B．极性共价键
c．非极性共价键 D．配位键
②一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________。
(3)(2024·北京卷)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。
①SnCl2分子的VSEPR模型名称是____________________。
②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的________轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(4)(2024·山东卷)
(见右图)是MnOx晶型转变的诱导剂。的空间构型为________；[BMIM]＋中咪唑环存在大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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