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第24讲　化学键　分子的空间结构
1.下列有关化学键的说法中错误的是（　　）
A.HCl中的σ键为s-p σ键
B.非极性键只存在于同种元素原子之间
C.金属键、离子键均没有方向性
D.气体分子中一定有σ键，不一定有π键
2.（2025·河北承德一中月考）HCl与NH3相遇可产生白烟，反应化学方程式为HCl＋NH3NH4Cl。下列有关化学用语或图示表达正确的是（　　）
A.基态N原子价层电子排布式：
B.NH4Cl的电子式：[H︰︰H]＋Cl－
C.NH3的VSEPR模型：
D.HCl分子中σ键的形成：
3.（2025·广西来宾模拟）Na2S2O3可用作纺织及造纸工业的脱氯剂：Na2S2O3＋4Cl2＋5H2ONa2SO4＋H2SO4＋8HCl，还可用于NaCN中毒的治疗。下列说法错误的是（　　）
A.的VSEPR模型为正四面体形
B.基态N的价层电子排布式为2s22p3
C.HCl的形成过程：H︰H＋︰Cl︰ClH︰Cl︰
D.Cl的一种核素为Cl
4.关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是（　　）
A.HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B.N2分子中的π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转
C.CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键
D.乙烯（CH2CH2）中碳碳之间形成1个σ键和1个π键
5.某有机化合物M的结构简式如图，其中1、2、3号原子的杂化方式分别为（　　）
A.sp3、sp3、sp3 B.sp3、sp3、sp2
C.sp2、sp3、sp2 D.sp3、sp2、sp2
6.下列分子中，中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中不含π键的是（　　）
A.CO2 B.BeCl2
C.BF3 D.HCN
7.（2025·兰州第五十八中期中）已知反应：RC≡CAg＋2CN－＋H2ORC≡CH＋[Ag（CN）2]－＋OH－，R为烃基，该反应可用于提纯炔烃。下列说法错误的是（　　）
A.CN－中C原子的杂化方式为sp
B.RC≡CH中既含有σ键又含有π键
C.H2O的键角小于烃基中碳碳键之间的键角
D.[Ag（CN）2]－中σ键和π键的数目之比为2∶1
8.（2025·江苏南京一中月考）Cu可以形成CuCl2、CuSO4、Cu2O等化合物。有研究表明，无水CuCl2为长链状结构，其片段如图。下列说法正确的是（　　）
A.CuCl2属于离子化合物
B.C的空间结构为三角锥形
C.S中的键角比S中的小
D.N中心原子的杂化轨道类型为sp2
9.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是（　　）
选项 粒子 空间结构 解释
A 氨基负离子（N） 直线形 N原子采取sp杂化
B 二氧化硫 V形 S原子采取sp3杂化
C 碳酸根离子（C） 三角锥形 C原子采取sp3杂化
D 乙炔（C2H2） 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键
10.（2025·山东济南一中月考）回答下列问题：
（1）基态Co原子的价层电子排布图为　　　　　　　　　　　　，[Co（NO2）6]3－中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　　　（填元素符号）；[Co（CN）6]4－是强还原剂，[Co（CN）6]4－中含有σ键与π键的数目之比为　　　　。
（2）独立的NH3分子中，H—N—H键角为107°，如图是[Zn（NH3）6]2＋的部分结构以及其中H—N—H键角，请解释[Zn（NH3）6]2＋中H—N—H键角变为109.5°的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体，结构如图。
①甘氨酸铜中铜离子的杂化类型为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（填字母）。
A.sp B.sp2
C.sp3 D.dsp2
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水，反式甘氨酸铜难溶于水，原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
11.回答下列问题：
（1）（2024·北京高考15题节选）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。
（2）（2024·上海高考17题节选）已知AlBr3可二聚为如图所示的二聚体：
①该二聚体中存在的化学键类型为　　　　（填字母）。
A.极性键 B.非极性键
C.离子键 D.金属键
②将该二聚体溶于CH3CN中生成[Al（CH3CN）2Br2]Br（结构如图所示），已知配离子的结构为四面体形，则其中心原子的杂化方式为　　　　，1 mol该配合物中有　　　　mol σ键。
Br－
第24讲　化学键　分子的空间结构
1.D　单原子分子如氦中没有化学键，D错误。
2.D　基态N原子价层电子排布式为2s22p3，A错误；NH4Cl为离子化合物，其电子式：[H︰︰H]＋[︰︰]－，B错误；NH3中心原子N的价层电子对数：3＋（5－3×1）＝4，VSEPR模型为四面体形，C错误；HCl分子中H原子的1s轨道和Cl原子的3p轨道上均有未成对电子，s和p轨道通过“头碰头”方式重叠形成s-p σ键，形成过程为，D正确。
3.C　HCl的形成过程：H·＋·，C错误。
4.A　HCl分子中的σ键由氢原子提供的1s原子轨道和氯原子提供的3p原子轨道“头碰头”重叠形成，A错误。
5.B　1号碳原子形成4个单键，采取sp3杂化；2号N原子形成3个共价键，含有1个孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化；3号碳原子含有的共价键为2个单键和1个碳氧双键，采取sp2杂化。
6.B　CO2分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键，A错误；BeCl2分子中Be原子采取sp杂化，为直线形分子，不含π键，B正确；BF3分子中B原子采取sp2杂化，为平面三角形结构，C错误；HCN分子中C原子采取sp杂化，为直线形分子，含有2个σ键和2个π键，D错误。
7.D　 CN－中存在碳氮三键，C原子的杂化方式为sp，A正确；RC≡CH中有碳碳三键，既含有σ键又含有π键，B正确；H2O中O为sp3杂化，且存在2个孤电子对，烃基中碳为sp3、sp2或sp杂化，且无孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，则H2O的键角小于烃基中碳碳键之间的键角，C正确；[Ag（CN）2]－中含有Ag＋和CN－之间的配位键，CN－内含有碳氮三键，故该配离子中σ键与π键的数目之比为4∶4＝1∶1，D错误。
8.D　无水CuCl2为长链状结构，从其片段图可知，铜、氯原子以共价键结合，所以CuCl2不属于离子化合物，A错误；C的中心原子碳原子的价层电子对数为3＋×（4＋2－3×2）＝3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，B错误；S的中心原子硫原子的价层电子对数为4＋×（6＋2－4×2）＝4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，键角为109°28'，S的中心原子硫原子的价层电子对数为3＋×（6＋2－3×2）＝4，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，键角小于109°28'，所以S中的键角比S中的大，C错误；N的中心原子N原子的价层电子对数为3＋×（5＋1－3×2）＝3，中心原子的杂化轨道类型为sp2，D正确。
9.D　N中N原子的价层电子对数为2＋（5＋1－2）＝4，孤电子对数为2，采取sp3杂化，空间结构为V形，A错误；SO2中S原子的价层电子对数为2＋（6－2×2）＝3，孤电子对数为1，采取sp2杂化，空间结构为V形，B错误；C中C原子的价层电子对数为3＋（4＋2－2×3）＝3，孤电子对数为0，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，C错误。
10.（1）　N＞O＞Co　1∶1
（2）氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋成键，原孤电子对与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以H—N—H键角变大
（3）①D　②顺式甘氨酸铜分子是极性分子，反式甘氨酸铜分子是非极性分子
解析：（1）基态钴原子的价层电子排布式为3d74s2，价层电子排布图为金属元素的第一电离能小于非金属元素，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞Co；六氰合钴离子中配位键属于σ键，CN－中的碳氮三键中含有1个σ键和2个π键，σ键与π键的数目之比为（6＋6）∶（6×2）＝1∶1。
（2）氨分子中氮原子的孤电子对数为1，六氨合锌离子中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，所以[Zn（NH3）6]2＋中H—N—H键角变为109.5°。（3）①甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体，说明甘氨酸铜中铜离子、与铜离子形成配位键的2个氧原子、2个氮原子处于同一平面上，所以铜离子的杂化类型不可能为sp3杂化，应该为dsp2杂化，选D。②由结构简式可知，顺式甘氨酸铜是极性分子，反式甘氨酸铜是非极性分子，根据相似相溶原理可知顺式甘氨酸铜易溶于极性溶剂水。
11.（1）①平面三角形　②sp3杂化　（2）①A　②sp3　14
解析：（1）①SnCl2中Sn的价层电子对数为2＋×（4－2×1）＝3，故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形。②SnCl4中Sn的价层电子对数为4＋×（4－4×1）＝4，有4个σ键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。（2）①根据该二聚体的结构可知，Br和Al以极性共价键相结合，A符合题意。②配离子为四面体形结构，中心原子Al采取sp3杂化，其中配体为CH3CN和Br－，1个共价单键含1个σ键，1个碳氮三键中含有1个σ键和2个π键，故1 mol该配合物中含有14 mol σ键。
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第24讲　化学键　分子的空间结构
1.了解共价键的形成、极性和类型（σ键和π键）；能比较不同类型的粒子间作用力的联系与区别，能说明典型物质的成键类型。 2.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。
考点一　化学键
必备知识
一、化学键与化合物类型
1.化学键的概念与分类
2.离子键和共价键的比较
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；或者铵根离子与酸根离子之间形成离子键 　　　　元素原子之间成键 　　　　元素原子之间成键
成键表征符号 电子式：用电子式表示CaCl2形成过程为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 电子式或结构式：HCl结构式为H—Cl，用电子式表示HCl形成过程为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
形成的物质 离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等 非金属单质如H2、Cl2、N2（稀有气体除外）；某些共价化合物（如H2O2）或离子化合物（如Na2O2） 共价化合物如 HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl
3.离子化合物和共价化合物
项目 离子化合物 共价化合物
含义 由　　　　构成的化合物 只含　　　　的化合物
构成微粒
化学键类型 一定含有　　　　　，可能含有　　　　 只含有　　　　
　有以下物质：①O2　②金刚石　③NaCl　④H2SO4　⑤Na2CO3　⑥NH4Cl　⑦NaHCO3
⑧Ne　⑨Na2O2　⑩NaOH
（1）以上物质中，只含有共价键的是　　　　（填序号，下同）；只含有离子键的是　　　　；既含有共价键又含有离子键的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）属于共价化合物的是　　　　；属于离子化合物的是　　　　　　。
4.电子式
（1）概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。
（2）常见物质或微粒电子式的书写
原子 钠原子：　　　　　　　　 氯原子：　　　　　　　　
简单 离子 铝离子：　　　　　　　　 氟离子：　　　　　　　　
复杂 离子 铵根离子：　　　　　　　　　　　　、氢氧根离子：　　　　　　　　　　　　
非金属 单质 氮气：　　　　　　　
离子 化合物 氯化镁：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 过氧化钠：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
共价化合物 二氧化碳：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 过氧化氢：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：如NaCl，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②共价化合物：如H2O，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
HCl：H×＋·︰︰。
二、共价键及键参数
1.共价键的本质与特征
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。
注意：氢气中的s-s σ键不具有方向性。
2.共价键的分类
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 　　　键 共用电子对　　　偏移
　　　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
3.σ键与π键的比较
键型 σ键 π键
成键方向 沿轴方向“头碰头”，存在s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键 平行或“肩并肩”，存在p-p π键
电子云形状 特征 轴对称（可以旋转） 镜面对称（不可以旋转）
牢固程度 键强度大，不易断裂 键强度较小，容易断裂
成键判断规律 σ键形成过程中电子云重叠程度比π键大，故一般情况下，σ键比π键稳定（注意：π键不能单独存在，必须与σ键共存，而σ键可单独存在）
〔人教选择性必修3〕
苯分子中的大π键
（1）大π键的概念
在一个平面形的多原子分子中，如果相邻原子有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种多中心π键又称为“共轭π键”或“离域π键”，简称“大π键”，表示为，其中m为平行的p轨道数（即参与形成大π键的原子数），n为平行p轨道里的电子数。
（2）大π键的形成条件
①所有参与离域π键的原子都必须在同一平面内，即连接这些原子的中心原子只能采取sp或sp2杂化。
②所有参与离域π键的原子都必须提供一个或两个相互平行或行的p轨道。
③根据泡利原理，参与离域π键的p轨道上的电子数必须小于2倍的p轨道数。
（3）苯分子中的大π键
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合，每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键，表示为，这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同。
4.键参数
（1）概念
（2）键参数对分子性质的影响
键能越大，键长越短，分子越稳定。
易错辨析
　（1）共价键的成键原子只能是非金属原子。（　　）
（2）所有物质中都存在化学键。（　　）
（3）在任何情况下，都是σ键比π键强度大。（　　）
（4）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。（　　）
（5）非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，多个原子间可能形成离子键。（　　）
关键能力
考向1　化学键与化合物类型的判断
1.〔教材习题改编〕下列关于σ键和π键的说法不正确的是（　　）
A.σ键能单独形成，π键不能单独形成
B.σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C.双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键
D.CH3—CH3、CH2CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C，所以键能都相同
2.有以下8种物质：
①Ne ②HCl
③P4 ④H2O2
⑤Na2S ⑥NaOH
⑦Na2O2 ⑧NH4Cl
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　　　　，只存在非极性共价键的是　　　　。
（3）属于共价化合物的是　　　　。
（4）既存在非极性共价键又存在极性共价键的是　　　　。
（5）只存在离子键的是　　　　。
（6）既存在离子键又存在共价键的是　　　　　　　　。
（7）属于离子化合物的是　　　　。
　离子化合物和共价化合物的判断方法
考向2　基本化学用语
3.下列图示或化学用语正确的是（　　）
A.（2025·重庆模拟）HClO的电子式：
B.（2025·山东菏泽模拟）基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
C.（2025·山东潍坊模拟）用电子式表示HCl的形成过程：H×＋·H＋]－
D.（2025·山东潍坊模拟）N2中σ键的原子轨道的电子云图形：
4.（2025·河北唐山模拟）反应2Cr2＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O4＋3CH3COOH可用于乙醇的检验。下列说法错误的是（　　）
A.基态Cr3＋核外价层电子排布图为
B.碳的基态原子最高能级轨道形状为哑铃形
C.基态O的价层电子排布式为2s22p6
D.H2O的形成过程可表示为H×＋··＋×HH
　电子式书写常见的四大误区
误区一 混淆离子化合物与共价化合物的电子式。如NaCl错写成N，H2O错写成 H＋H＋
误区二 漏写未参与成键的电子对。如CCl4错写为 Cl︰︰Cl，NH3错写为H︰︰H
误区三 错写分子中原子的结合方式。如HClO中H应与O相结合，而错写成H︰︰︰
误区四 误合并离子。如Na2S的电子式错写成 N[︰︰
考向3　共价键及键参数
5.下列说法错误的是（　　）
化学键 C—H Si—H CO C—O Si—O C—C Si—Si
键能/（kJ· mol－1） 411 318 799 358 452 346 222
A.1个CO分子内含有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—Si＜Si—Si，因此熔点：SiC＞Si
D.键长：C—C＜Si—Si，因此金刚石的硬度小于晶体硅
6.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）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　　　　。
（2）利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有　 　　个σ键，　 　　个π键。
考点二　分子的空间结构
必备知识
一、价层电子对互斥（VSEPR）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）孤电子对的排斥力较大，孤电子对数越多，排斥力越强，键角越小。
2.价层电子对数的计算
（1）计算方法：价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数
其中：①a表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
对于主族元素：a＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
对于阳离子：a＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－
离子的电荷数。如N中a＝5－1＝4。
对于阴离子：a＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋
离子的电荷数（绝对值）。如C中a＝4＋2＝6。
②x表示与中心原子结合的原子数。
③b表示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＝8－该原子的价电子数。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1）。
（2）计算下列微粒中心原子的价层电子对数
微粒 AsH3 H3O＋ H2Se C SO2 BF3 XeF2
价层电子对数
3.中心原子的价层电子对数与分子（或离子）空间结构之间的关系
价层电 子对数 σ键数 孤电子 对数 VSEPR 模型 分子（或离子） 空间结构
2 2 0 直线形 　　　　形
3 3 0 平面 三角形 　　　　　　形
2 1 　　　形
4 4 0 四面 体形 　　　　　形
3 1 　　　　形
2 2 　　　形
二、杂化轨道理论
1.理论要点
原子成键时，原子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，轨道间夹角不同，分子的空间结构不同。
2.三种杂化轨道类型
　
3.计算下列分子（或离子）的价层电子对数并判断杂化轨道类型
实例 σ键电 子对数 孤电子 对数 价层电子对数 （杂化轨道数） 中心原子的 杂化类型
CO2
SO2
NH3
H2O
C
N
提醒：杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数（与中心原子直接相连的原子个数）＝中心原子的价层电子对数。
易错辨析
（1）杂化轨道用于形成σ键或用来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形结构。（　　）
（3）NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。（　　）
（4）只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。（　　）
（5）价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。（　　）
关键能力
考向1　分子（或离子）空间结构的判断
1.下列说法正确的是（　　）
A.（2024·浙江1月选考）SO2的价层电子对互斥（VSEPR）模型：
B.（2024·吉林高考）PCl3的空间结构：平面三角形
C.（2024·江苏高考）H2O的空间结构为直线形
D.（2024·贵州高考）S的空间结构：平面三角形
2.下列分子或离子的VSEPR模型及空间结构均正确的是（　　）
选项 分子或离子 VSEPR 模型名称 分子或离子 的空间结构
A H2Se V形 V形
B C 平面三角形 平面三角形
C PCl3 四面体形 平面三角形
D BBr3 平面三角形 三角锥形
　四步判断分子（或离子）的空间结构
（1）没有孤电子对时，VSEPR模型与分子（或离子）的空间结构一致。
（2）有孤电子对时，略去VSEPR模型中的孤电子对，得分子（或离子）的空间结构。
考向2　杂化轨道类型的判断
3.〔教材习题改编〕下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（　　）
A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3
D.C2H6与C2H2
4.下列有关杂化轨道的判断正确的是（　　）
A.N和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2
B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化
C.金刚石、石墨、石墨炔，这三种物质中的碳原子都是sp3杂化
D.不存在稳定的NF5分子，原因是N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个N—F键
5.判断下列物质中心原子的杂化方式。
（1）PCl3分子中，P的杂化方式为　　　　　　　　　　。
（2）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳原子的杂化类型分别是　　　　、　　　　。
（3）HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型是　　　　　　。
（4）丙烯腈分子（H2CCH—C≡N）中碳原子杂化轨道类型为　　　　　　。
（5）氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3·BH3＋6H2O3N＋B3＋9H2↑。B3的结构为
。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由　　　　　　变为　　　　　　。
1.（2025·山东高考7题）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.的空间结构为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·黑吉辽蒙高考3题）Cl2O可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应：Cl2O＋H2O2HClO。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.（2024·甘肃高考14题）温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是（　　）
A.相同条件下N2比O2稳定 B.N2O与N的空间结构相同
C.N2O中N—O比N—N更易断裂 D.N2O中σ键和大π键的数目不相等
4.按要求填写下列空白：
（1）（2024·新课标卷节选）Ni（CO）4结构为，其中σ键的数目为　　　　。
（2）（2024·全国甲卷节选）①CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（填字母）。
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，硅原子的杂化轨道类型为　　　　。
（3）（2024·山东高考节选）[BMIM]＋B（见图）是MnOx晶型转变的诱导剂。B的空间结构为　　　　　　；[BMIM]＋中咪唑环存在大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为　　　　。
第24讲　化学键　分子的空间结构
考点一
必备知识
一、1.原子　强烈　离子　共价　金属　σ键、π键　非极性键　三键
2.相反电荷　共用电子对　阴、阳离子　原子　金属　
非金属　同种　不同种　
[︰]－Ca2＋]－　
H×＋·
3.离子键　共价键　阴、阳离子　原子　离子键　共价键　共价键
应用示例：
（1）①②④　③　⑤⑥⑦⑨⑩　（2）④　③⑤⑥⑦⑨⑩
4.（2）Na·　︰·　A　[︰︰]－　[H︰︰H]＋　[︰︰H]－　︰N N︰　[︰︰]－M[︰︰]－
Na＋[︰︰︰Na＋　︰︰︰C︰︰︰　
H︰︰︰H　（3）①　
②H×＋··＋×HH
二、2.头碰头　肩并肩　极性　发生　非极性　不发生　
一个　两个　三个
3.1　1　1　2
4.（1）键长　键角　（2）键长　键角
易错辨析
　（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√
关键能力
1.D　三种分子中分别含C—C、CC、C≡C和C—H，所以σ键也包含C—H，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误。
2.（1）①　（2）②　③　（3）②④　（4）④　（5）⑤　（6）⑥⑦⑧
（7）⑤⑥⑦⑧
3.D　次氯酸的结构式为H—O—Cl，电子式为，A错误；基态Cr原子的价层电子排布为3d54s1，价层电子轨道表示式为，B错误；氯化氢为共价化合物，用电子式表示形成过程为H×＋·，C错误。
4.C　 Cr为24号元素，价层电子排布式为3d54s1，基态Cr3＋核外价层电子排布图为，A正确；碳的基态原子最高能级为2p能级，轨道形状为哑铃形，B正确；氧原子质子数为8，价层电子排布式为2s22p4，C错误；H2O是共价化合物，形成过程可表示为H×＋··＋×HH，D正确。
5.D　CO的结构式为C≡O，则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键，A正确；原子半径：C＜Si，共价键键长：C—H＜Si—H，键能：C—H＞Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定，B正确；碳化硅和单晶硅均属于共价晶体，原子半径：C＜Si，键长：C—Si＜Si—Si，键能：C—Si＞Si—Si，故熔点：SiC＞Si，C正确；键长：C—C＜Si—Si，键能：C—C＞Si—Si，所以金刚石硬度大于晶体硅，D错误。
6.（1）1∶1 　（2）3　1
考点二
必备知识
一、2.（1）①中心原子的价电子数　原子的最外层电子数　中心原子的价电子数　中心原子的价电子数　（2）4　4　4　3　3　3　5
3.直线　平面三角　V　正四面体　三角锥　V
二、2.直线　平面三角　四面体
3.2　0　2　sp　2　1　3　sp2　3　1　4　sp3　2　2　4　sp3　3　0　3　sp2　4　0　4　sp3
易错辨析
　（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）√
关键能力
1.A　SO2的价层电子对数为2＋×（6－2×2）＝2＋1，价层电子对互斥（VSEPR）模型为平面三角形，A正确；PCl3的价层电子对数为3＋×（5－3×1）＝3＋1，空间结构为三角锥形，B错误；H2O的价层电子对数为2＋×（6－2×1）＝2＋2，空间结构为V形，C错误；S的价层电子对数为3＋×（6＋2－2×3）＝3＋1，空间结构为三角锥形，D错误。
2.B　H2Se中Se原子的价层电子对数为2＋×（6－2×1）＝4，含有2个孤电子对，则H2Se的VSEPR模型为四面体形，分子的空间结构为V形，A错误；C的中心原子C的价层电子对数为3＋×（4＋2－3×2）＝3＋0，无孤电子对，其VSEPR模型为平面三角形，其空间结构为平面三角形，B正确；PCl3中P原子的价层电子对数为3＋×（5－3×1）＝4，含有1个孤电子对，则PCl3的VSEPR模型为四面体形，分子的空间结构为三角锥形，C错误；BBr3中B原子的价层电子对数为3＋×（3－3×1）＝3，没有孤电子对，则BBr3的VSEPR模型为平面三角形，分子的空间结构为平面三角形，D错误。
3.B　CO2中C形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，SO2中S形成2个σ键，价层电子对数为2＋（6－2×2）＝3，为sp2杂化，A错误；CH4中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，NH3中N形成3个σ键，价层电子对数为3＋（5－3×1）＝4，为sp3杂化，B正确；BeCl2中Be形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，为sp2杂化，C错误；C2H6中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，C2H2中C形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，D错误。
4.D　 N和H2O的中心原子均为sp3杂化，A错误；NCl3和NH3的中心原子上均有一个孤电子对，N均为sp3杂化，B错误；金刚石中的碳都是sp3杂化，石墨中的碳都是sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳是sp2杂化，碳碳三键上的碳是sp杂化，C错误；N原子的电子排布式为1s22s22p3，价层为L层，有4个原子轨道，只能形成4个共价键，不能通过轨道重叠等方式形成5个N—F键，不存在稳定的NF5分子，D正确。
5.（1）sp3杂化　（2）sp3　sp3　（3）sp3和sp　（4）sp2、sp　
（5）sp3　sp2
【真题演练】
1.B　由HN3为一元弱酸可知，易水解：＋H2OHN3＋OH－，故NaN3的水溶液呈碱性，A正确；与CO2互为等电子体，故其空间结构为直线形，B错误；中存在共价键，Na＋与以离子键结合，C正确；由的空间结构为直线形知，其中心N原子的杂化方式为sp杂化，孤电子对数为0，故中心N原子所有价电子均参与成键，D正确。
2.B　水分子中的H—O σ键和HClO中的H—O σ键均为s-sp3 σ键，A错误；Cl2O中O的价层电子对数为2＋＝4，H2O中O的价层电子对数为2＋＝4，HClO中O的价层电子对数为2＋＝4，故反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形，B正确；原子半径：H＜Cl，故Cl—O键长大于H—O键长，C错误；HClO的电子式为H︰︰︰，故Cl的价电子层有3个孤电子对，D错误。
3.D　N2分子中存在键能较大的N≡N，故相同条件下N2比O2稳定，A项正确；N2O、N均为CO2的等电子体，故其空间结构相同，均为直线形微粒，B项正确；由题给材料可知，N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2，说明N2O中N—O比N—N更易断裂，C项正确；N2O的电子式为，则σ键和大π键的数目均为2，数目相等，D项错误。
4.（1）8　（2）①bd　②sp3　（3）正四面体形　sp2
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