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第 54 讲 分子结构与性质
复习目标 1.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。2.能用键
能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型
(sp、sp2、sp3)。4.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立体构
型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.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。
考点一 共价键及其参数
1．本质
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。
3．分类
分类依据 类型
形成共价键的原 σ 键 电子云“头碰头”重叠
子轨道重叠方式 π 键 电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电 极性键 共用电子对发生偏移
子对是否偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移
单键 原子间有一对共用电子对
原子间共用电子
双键 原子间有两对共用电子对
对的数目
三键 原子间有三对共用电子对
特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，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，而形成离子键。
(2)同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的共价
键为极性键。
4．键参数
(1)概念(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。
②
5．等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。等电子体具有相似的结构特
征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。确定等电子体的方法(举例)：
―――――――――――→
―――――――――――→
――――――――――――――――→
变换过程中注意电荷变化，并伴有元素种类的改变
序号 方法 示例
竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上 CO 与CS
2 2
1
下交换，即可得到相应的等电子体 O 与SO
3 2
横换：换相邻主族元素，这时候价电子发生
2 N 与CO
2
变化，再通过得失电子使价电子总数相等
O 与NO
3
可以将分子变换为离子，也可以将离子变换
3 CH 与NH
4
为分子
CO与CN－
(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(×)
错因：AlCl 中是共价键。
3
(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(×)
错因： 在 N 分子中， π 键大于 σ 键 。
2
(3)s-s σ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同(√)
(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(×)错因： 均比 3 倍、 2 倍小 。
(6)所有的共价键都有方向性(×)
错因：s-s_ σ 键无方向性 。
1．N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，N—N键的键能为193 kJ·mol－1，则一个π键的平均键能
为__________，说明N 中________键比________键稳定(填“σ”或“π”)。
2
答案 376.5 kJ·mol－1 π σ
解析 π键的平均键能为＝376.5 kJ·mol－1，所以N 中π键比σ键稳定。
2
2．结合事实判断CO和N 相对活泼的是____________，试用下表中的键能数据解释其相对
2
活泼的原因：___________________________________________________________。
CO C—O C==O C≡O
键能/(kJ·mol－1) 357.7 798.9 1 071.9
N N—N N==N N≡N
2
键能/(kJ·mol－1) 154.8 418.4 941.7
答案 CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·mol－1)比断开N 分子的第
2
一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·mol－1)小
解析 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·mol－1＝273.0 kJ·
mol－1]比断开N 分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4) kJ·mol－1＝523.3 kJ·mol－1]
2
小，可知CO相对活泼。
题组一 用分类思想突破化学键的类别
1．在下列物质中：①HCl、②N 、③NH 、④NaO 、⑤HO 、⑥NH Cl、⑦NaOH、
2 3 2 2 2 2 4
⑧Ar、⑨CO、⑩C H
2 2 4
(1)只存在非极性键的分子是_________；既存在非极性键又存在极性键的分子是__________；
只存在极性键的分子是__________(填序号，下同)。
(2)只存在单键的分子是__________，存在三键的分子是__________，只存在双键的分子是
__________，既存在单键又存在双键的分子是__________。
(3)只存在σ键的分子是__________，既存在σ键又存在π键的分子是__________。
(4)不存在化学键的是__________。
(5)既存在离子键又存在极性键的是_________；既存在离子键又存在非极性键的是________。
答案 (1)② ⑤⑩ ①③⑨ (2)①③⑤ ② ⑨ ⑩ (3)①③⑤ ②⑨⑩ (4)⑧
(5)⑥⑦ ④
2．现有以下物质：①HF，②Cl ，③HO，④N ，⑤C H ，⑥C H ，⑦H ，⑧HO ，
2 2 2 2 4 2 6 2 2 2
⑨HCN(H—C≡N)。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________________________。
答案 ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ①③⑤⑥⑧⑨ ②④⑤⑥⑧⑨
(1)在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH 等，有的只存在非极性键，如N 、H 等，
3 2 2
有的既存在极性键又存在非极性键，如HO、C H 等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。
2 2 2 4
(2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性键，如 NaOH、NaSO 等；有的存在
2 4
非极性键，如NaO、CaC 等。
2 2 2
(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。
题组二 键参数及应用
3．(2019·南京期末)已知几种共价键的键能如下：
化学键 H—N N≡N Cl—Cl H—Cl
键能/kJ·mol－1 390.8 946 242.7 431.8
下列说法错误的是( )
A．键能：N≡N＞N==N＞N—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431.8 kJ·mol－1
C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH 的沸点高于HCl
3
D．2NH (g)＋3Cl(g)===N(g)＋6HCl(g)
3 2 2
ΔH＝－463.9 kJ·mol－1
答案 C
解析 A项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：
N≡N＞N==N＞N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，
则ΔH＝－431.8 kJ·mol－1，正确；C项，NH 的沸点高于HCl是由于NH 形成分子间氢键，
3 3
而HCl不能，键能不是主要原因，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物)－E(生成物)，则
2NH (g)＋3Cl(g)===N(g)＋6HCl(g) ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝
3 2 2
－463.9 kJ·mol－1，正确。
4．已知键能、键长部分数据如下表：
共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O
键能
242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
(kJ·mol－1)
键长(pm) 198 228 267 96
共价键 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O键能
347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
(kJ·mol－1)
键长(pm) 154 133 120 109 101
(1)下列推断正确的是________(填字母，下同)。
A．稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI
B．氧化性：I＞Br ＞Cl
2 2 2
C．沸点：HO＞NH
2 3
D．还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF
(2)下列有关推断正确的是________。
A．同种元素形成的共价键的稳定性：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．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强
(3)在HX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。
答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于
解析 (1)根据表中数据，同主族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；由表格数据知，E ＞E ，又因为r ＜r ，则HO的沸点比NH 高，
H—O N—H O N 2 3
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键、O==O键的键能知，B项错误；C—H键的键长大于N
—H键的键长，但是N—H键的键能反而较小，C项错误；由C—H、N—H的键能知，CH
4
的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。
(1)分子的空间构型与键参数
键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型。一般来说，知道了
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。
(2)反应热与键能：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。
题组三 等电子原理
5．原子数相同、价电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和
________；________和________________。
(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，
各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周
期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有________、________。
答案 (1)N CO NO CO (2)SO O
2 2 2 2 3
解析 (1)仅由第二周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子中，如：N
2
与CO电子总数均为14个电子，NO与CO 电子总数均为22个电子。
2 2
(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO为
三原子，各原子最外层电子数之和为5＋6×2＋1＝18，SO 、O 也为三原子，各原子最外层
2 3
电子数之和为6×3＝18。
6．按要求回答下列问题
(1)CaCN 中阴离子为CN，与CN互为等电子体的分子有NO和________(填化学式)，由此
2 2
可以推知CN的立体构型名称为________。
(2)已知 ClO 为 V 形，中心氯原子周围有四对价层电子。写出一个 ClO 的等电子体：
____________。
(3)已知CS 与CO 分子结构相似，CS 的电子式是________________。
2 2 2
(4)H O＋的立体构型名称为____________。
3
(5)CO与N 结构相似，CO分子内σ键与π键的个数之比为________。
2
答案 (1)CO 直线形 (2)Cl O(或OF ) (3) (4)三角锥形 (5)1∶2
2 2 2
7．等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N 和CO为等电子体。下表
2
为部分元素等电子体分类、立体构型表。
等电子体类型 代表物质 立体构型名称
4原子24电子等电子体 SO 平面三角形
3
4原子26电子等电子体 SO 三角锥形
5原子32电子等电子体 CCl 正四面体形
4
6原子40电子等电子体 PCl 三角双锥形
5
7原子48电子等电子体 SF 八面体形
6
试回答：
(1)写出下面物质分子或离子的立体构型名称：
BrO________，CO________，ClO________。
(2)由第二周期元素组成，与F 互为等电子体的离子有____________。
2(3)SF 的立体构型如图1所示，请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF 分子中O、S、F
6 4
原子的空间位置。已知OSF 分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。
4
答案 (1)三角锥形 平面三角形 正四面体形 (2)O
(3)
解析 (1)BrO为四原子26电子体，与SO互为等电子体，由表格信息可知二者的立体构型
为三角锥形；CO为四原子24电子体，与SO 互为等电子体，由表格信息可知二者的立体构
3
型为平面三角形；ClO为五原子32电子体，与CCl 互为等电子体，由表格信息可知二者的
4
立体构型为正四面体形。
(2)F 为双原子14电子体，所以在与F同周期元素中，与F 互为等电子体的离子为O。
2 2
(3)SF 为七原子48电子体，立体构型为八面体形，OSF 为六原子40电子体，其立体构型为
6 4
三角双锥形。
常见等电子体及立体构型
等电子体类型 常见等电子体 立体构型
二原子10电子(价电子，下
CO、N、CN－、C 直线形
2
同)
二原子14电子 F、O、Cl 直线形
2 2
三原子8电子 HO、HS、NH V形
2 2
CO、NO、CNO－、N、
2 2
三原子16电子 直线形
SCN－、HgCl 、BeCl (g)
2 2
三原子18电子 O、SO 、NO V形
3 2
四原子8电子 NH 、PH 、HO＋ 三角锥形
3 3 3
四原子24电子 SO (g)、CO、NO、BF 平面三角形
3 3
四原子26电子 SO、ClO、BrO、IO、XeO 三角锥形
3
五原子8电子 CH、SiH、NH、BH 正四面体形
4 4
五原子32电子 CCl 、SiF、SiO、SO、ClO、PO 正四面体形
4 4
十二原子30电子 C H、NB H(俗称无机苯) 平面六边形
6 6 3 3 6七原子48电子 AlF、SiF、PF、SF 八面体形
6
考点二 分子的立体构型
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，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型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是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心
原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。
(3)示例分析
价层电 孤电子 电子对立体 分子立体构
σ键电子对数 实例
子对数 对数 构型名称 型名称
2 2 0 直线形 直线形 CO
2
3 0 平面三角形 BF
3
3 三角形
2 1 V 形 SO
2
4 0 正四面体形 CH
4
4 3 1 四面体形 三角锥形 NH
3
2 2 V 形 HO
2
2.杂化轨道理论
(1)理论要点
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也不同。
(2)杂化轨道与分子立体构型的关系
杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 立体构型名称 实例
sp 2 180° 直线形 BeCl
2
sp2 3 120° 平面三角形 BF
3
sp3 4 109°28′ 四面体形 CH
43.配位键
(1)孤电子对
分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。
(2)配位键
①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。
②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如 NH可表
示为 ，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过
程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。
(3)配合物
如[Cu(NH )]SO
3 4 4
配体有孤电子对，如HO、NH 、CO、F－、Cl－、CN－等。
2 3
中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
(1)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(×)
错因： 如 NH 、 H O 中心原子均为 sp 3 杂化，但分子构型均不是正四面体结构 。
3 2
(2)中心原子是sp杂化的，其分子构型一定为直线形(√)
(3)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(√)
(4)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大(×)
错因：孤电子对越多，孤电子对的排斥作用越强，键角越小。
1．(1)填表
中心原 价层 VSEPR 分子或离子的 中心原子
子上的 电子 模型名称 立体构型名称 杂化类型
序号 物质
孤电子 对数
对数
① CS
2
② HCHO
③ NCl
3④ SO
⑤ HO＋
3
答案 ①0 2 直线形 直线形 sp
②0 3 平面三角形 平面三角形 sp2
③1 4 四面体形 三角锥形 sp3
④0 4 正四面体形 正四面体形 sp3
⑤1 4 四面体形 三角锥形 sp3
(2)比较下列分子或离子中键角大小。
①HO________H O＋，NH ________NH。
2 3 3
②SO ________CCl ，CS________SO 。
3 4 2 2
答案 ①＜ ＜ ②＞ ＞
解析 ①HO与HO＋，NH 与NH的中心原子均采用sp3杂化，孤电子对数越多，排斥力越
2 3 3
大，键角越小。
②杂化不同，键角不同。
2．NH 分子中∠HNH键角为107°，而配离子[Zn(NH )]2＋中∠HNH的键角为109°28′，配
3 3 6
离子[Zn(NH )]2＋∠HNH键角变大的原因是_____________________________________。
3 6
答案 NH 分子中N原子的孤电子对进入Zn2＋的空轨道形成配离子后，原孤电子对对N—H
3
键的成键电子对的排斥作用变为成键电子对之间的排斥，排斥作用减弱
题组一 价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的理解应用
1．根据价层电子对互斥理论填空：
(1)OF 分子中，中心原子上的σ键电子对数为______，孤电子对数为________，价层电子对
2
数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，VSEPR模型为____________，分子
的立体构型为______________。
(2)BF 分子中，中心原子上的σ键电子对数为________，孤电子对数为________，价层电子
3
对数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，VSEPR模型为____________，分
子的立体构型为____________。
答案 (1)2 2 4 sp3 四面体形 V形
(2)3 0 3 sp2 平面三角形 平面三角形
解析 (1)O原子最外层有6个电子，F原子最外层有7个电子。OF 分子中， O和F之间形
2
成单键，中心原子为O原子，与2个F原子形成σ键，故σ键电子对数为2，孤电子对数为
[(6＋2)－2×2]÷2＝2，价层电子对数为σ键电子对数与孤电子对数之和，即2＋2＝4，中心
原子的杂化方式为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，分子的立体构型为V形。(2)B的最外层有3个电子，F的最外层有7个电子。BF 分子中，中心原子上的σ键电子对
3
数为3，孤电子对数为0，价层电子对数为3，中心原子的杂化方式为sp2杂化，VSEPR模型
为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形。
2．为了解释和预测分子的立体构型，科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。
(1)利用VSEPR理论推断PO的VSEPR模型是________。
(2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面
给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：
甲： ________；
乙： ________。
(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子：
__________，三角锥形分子：__________，四面体形分子：__________。
(4)写出SO 常见的等电子体的化学式，一价阴离子：________(写出一种，下同)；二价阴离
3
子：________，它们的中心原子采用的杂化方式都是________。
答案 (1)正四面体形
(2)CH CH
(3)BF NF CF
3 3 4
(4)NO CO sp2
3．BeCl 是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，请写
2
出单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型：
(1)Cl—Be—Cl：________；
(2) ：________；
(3) ：________。
答案 (1)sp杂化 (2)sp2杂化 (3)sp3杂化
“五方法”判断分子中中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的立体构型判断
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，则分子的中心原子发生sp杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹
角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心
原子发生sp杂化。
(3)根据等电子原理进行判断
如CO 是直形线分子，CNS－、N与CO 互为等电子体，所以其分子构型均为直线形，中心
2 2
原子均采用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，为3是sp2杂化，为2，则是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1个π键为sp2杂化，含2个π键为sp杂化。
题组二 配合物理论的理解应用
4．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取 CoCl ·6NH (黄色)、CoCl ·5NH (紫红色)、
3 3 3 3
CoCl ·4NH (绿色)和CoCl ·4NH (紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶
3 3 3 3
液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl ·6NH _____________________________，CoCl ·4NH (绿色和紫色)________________。
3 3 3 3
②上述配合物中，中心离子的配位数都是_________________________________________。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色，该反应在有的教材
中用方程式FeCl ＋3KSCN===Fe(SCN) ＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN) 是配合物，Fe3
3 3 3
＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合，请按要求填空：
①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供________，SCN－提供________，二者通过配位键结合。
②所得Fe3＋与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，
含该离子的配合物的化学式是____________。
答案 (1)①[Co(NH )]Cl [Co(NH )Cl]Cl ②6
3 6 3 3 4 2
(2)①空轨道 孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl
2
解析 (1)①每个CoCl ·6NH 分子中有3个Cl－为外界离子，配体为6个NH ，化学式为
3 3 3
[Co(NH )]Cl ；每个CoCl ·4NH (绿色和紫色)分子中有1个Cl－为外界离子，配体为4个
3 6 3 3 3
NH 和2个Cl－，化学式均为[Co(NH )Cl]Cl。
3 3 4 2
②这几种配合物的化学式分别是[Co(NH )]Cl 、[Co(NH )Cl]Cl 、[Co(NH )Cl]Cl，其配位
3 6 3 3 5 2 3 4 2
数都是6。
(2)①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过
配位键结合。
②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2＋，故FeCl 与KSCN在水溶液中反
3应生成[Fe(SCN)]Cl 与KCl。
2
5．Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸
铜可用作杀菌剂。
(1)向CuSO 溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH) ]2－。不考虑立体构型，[Cu(OH) ]2－
4 4 4
结构可用示意图表示为________________。
(2)胆矾CuSO ·5H O可写为[Cu(H O) ]SO ·H O，其结构示意图如下：
4 2 2 4 4 2
下列有关胆矾的说法正确的是________(填字母)。
A．所有氧原子都采取sp3杂化
B．氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C．Cu2＋的价电子排布式为3d84s1
D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去
Ⅱ.经研究表明，Fe(SCN) 是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以
3
其他个数比配合。
若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl 与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可
3
以表示为_________________________________________________。
答案 Ⅰ.(1)
(2)D
Ⅱ.FeCl ＋5KSCN===K[Fe(SCN) ]＋3KCl
3 2 5
解析 Ⅰ.(2)A项，与S相连的氧原子没有杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2＋的价
电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个HO与其他微粒靠氢键结合，易失去，
2
有4个HO与Cu2＋以配位键结合，较难失去。
2
考点三 分子间作用力与分子的性质
1．分子间作用力
(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键。
(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，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力
逐渐增大。
(5)氢键
①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一
个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B
③特征：具有一定的方向性和饱和性。
④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响
主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。
2．分子的性质
(1)分子的极性
类型 非极性分子 极性分子
正电荷中心和负电荷中 正电荷中心和负电荷中心
形成原因
心重合的分子 不重合的分子
存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键
分子内原子排列 对称 不对称
(2)分子的溶解性
①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。
若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。
②随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小，如甲醇、乙醇和水以任意
比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(3)无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成(HO) RO ，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，
m n
使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：
HClO＜HClO＜HClO＜HClO。
2 3 4
(4)分子的手性
①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，
在三维空间里不能重叠的现象。
②手性分子：具有手性异构体的分子。
③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分
子是手性分子，如 。
(1)可燃冰(CH·nHO，6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(×)
4 2
错因： 可燃冰中水分子间存在氢键，但 CH 与 H O 之间不存在氢键 。
4 2
(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(×)
错因： 乙醇分子、水分子中都有— OH ，符合形成氢键的条件 。
(3)氢键具有方向性和饱和性(√)
(4)H O 分子间存在氢键(√)
2 2
(5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(×)
错因：分子内氢键能使物质的熔、沸点降低。
(6)H O比HS稳定是因为水分子间存在氢键(×)
2 2
错因：H O 比 H S 稳定是因为 O—H 键键能大于 S—H 键键能，而与氢键无关 。
2 2
1．NH 极易溶于水的原因有哪些？
3
答案 ①NH 是极性分子，易溶于极性分子HO形成的溶剂中；
3 2
②NH 与HO之间形成分子间氢键；
3 2
③NH 可与水反应。
3
2．按要求回答下列问题：
(1)HCHO分子的立体构型为________形，它与H 加成后，加成产物的熔、沸点比CH 的熔、
2 4
沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)________________________________。
答案 平面三角 加成产物CHOH分子之间能形成氢键
3
(2)S 位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，HTe 比 HS 沸点高的原因是
2 2
_________________________，HO比HTe沸点高的原因是____________________________。
2 2
答案 ⅥA 两者均为分子晶体且结构相似，HTe相对分子质量比HS大，分子间作用力
2 2
更强 两者均为分子晶体，HO分子之间存在氢键
2
3．HSeO 的K 和K 分别为2.7×10－3和2.5×10－8，HSeO 第一步几乎完全电离，K 为
2 3 1 2 2 4 2
1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：
(1)H SeO 和HSeO 第一步电离程度大于第二步电离的原因：______________________。
2 3 2 4
(2)H SeO 比HSeO 酸性强的原因：__________________________。
2 4 2 3
答案 (1)第一步电离产生的H＋抑制第二步电离，第一步电离后生成的负离子较难再进一步
电离出带正电荷的氢离子
(2)H SeO 和HSeO 可表示为(HO) SeO和(HO) SeO ，HSeO 中的Se为＋4价，而HSeO 中
2 3 2 4 2 2 2 2 3 2 4
的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，在水分子作用下越
易电离出H＋题组一 共价键的极性和分子极性
1．下列叙述正确的是( )
A．NH 是极性分子，N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
3
B．CCl 是非极性分子，C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
4
C．HO是极性分子，O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
2
D．CO 是非极性分子，C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
2
答案 C
解析 NH 是极性分子，N原子处在三角锥形的顶点，3个H原子处于锥底，A错误；CCl
3 4
是非极性分子，4个Cl原子构成的是正四面体结构，C原子处在4个Cl原子所组成的四面
体的中心，B错误；HO是极性分子，是V形分子，O原子不处在2个H原子所连成的直线
2
的中央，C正确；CO 是非极性分子，三个原子在一条直线上，C原子处在2个O原子所连
2
成的直线的中央。
2．福州大学王心晨课题组以氨基氰(CHN)为原料制得类石墨相氮化碳(g-C N)，其单层结
2 2 3 4
构如图所示。
氨基氰(CHN)分子中碳、氮原子均满足8电子稳定结构，则该分子的结构式为________；
2 2
该分子为________(填“极性”或“非极性”)分子。
答案 极性
3．如图所示是过氧化氢(H O)分子的空间结构示意图。
2 2
(1)写出过氧化氢分子的电子式：____________________________________。
(2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是________(填序号)。
①分子中有极性键 ②分子中有非极性键 ③氧原子的轨道发生了sp2杂化 ④O—O共价
键是p-p σ键
⑤分子是非极性分子(3)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是___________________________________________；
过氧化氢易溶于水，主要原因是____________________________________________。
答案 (1) (2)①② (3)H O 分子是极性分子，CS 分子是非极性分子 HO
2 2 2 2 2
分子与HO分子之间形成氢键
2
解析 在H—O—O—H分子中，H—O键是极性键，O—O键是非极性键。由于HO 分子具
2 2
有图中所示的空间结构，所以HO 分子是极性分子。借助HO分子中氧原子发生的原子轨
2 2 2
道杂化可知，HO 分子中氧原子的原子轨道杂化方式是sp3，所以O—O共价键不是p-p σ键。
2 2
H—O—O—H分子中的O—H键决定了HO 分子之间存在氢键。HO 分子是极性分子，CS
2 2 2 2 2
分子是非极性分子，HO 分子和CS 分子之间不能形成氢键，且HO 和CS 不发生化学反
2 2 2 2 2 2
应，所以过氧化氢难溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理解释。HO 分子和HO分子中
2 2 2
都含有O—H键，所以HO 分子与HO分子之间可形成氢键，氢键的形成能增大物质的溶
2 2 2
解度。
题组二 范德华力、氢键对物质性质的影响
4．按要求回答下列问题
(1)H O在乙醇中的溶解度大于HS，其原因是___________________________。
2 2
(2)关于化合物 ，下列叙述正确的是________(填字母)。
A．分子间可形成氢键
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中有7个σ键和1个π键
D．该分子在水中的溶解度大于2-丁烯
(3)已知苯酚( )具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数 K (水杨
2
酸)________K(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_________________________。
(4)化合物NH 的沸点比化合物CH 的高，其主要原因是_____________________。
3 4
(5)H O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________。
2
的沸点比 高，原因是___________________。
(6)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，
呈现这种变化的原因是__________________________________________。(7)纳米TiO 是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明
2
显高于化合物甲，主要原因是__________________________________________________。
――――――→
化合物甲
化合物乙
答案 (1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键 (2)BD (3)< 能形成分子内氢键，
使其更难电离出 H＋ (4)NH 分子间能形成氢键 (5)O—H 键>氢键>范德华力
3
形成分子内氢键，而 形成分子间氢键，分子间氢键使分子
间作用力增大，沸点升高 (6)硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，
熔、沸点升高 (7)化合物乙分子间存在氢键
解析 (2)题给化合物不能形成分子间氢键，A错误； 是非极性键，C—H、C==O
是极性键，B正确；该有机物的结构式为 ，σ键数目为9，π键数目
为3，C错误；该有机物与HO能形成分子间氢键，D正确。
2
(3)氧的电负性较大，则 中形成分子内氢键，即O—H…O(或—COO－中双键氧
与羟基氢之间形成氢键)，其大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出 H＋，则水杨
酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。(4)分子间氢键能使分子间作用力增大，使物质的熔、沸点升高。
(5)氢键弱于共价键而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键。
题组三 无机含氧酸的酸性
5．(2020·长沙市明德中学检测)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。如下表所示：
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
名称 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸
结构简式 Cl—OH
非羟基氧原子数 0 1 2 3
酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
(1)亚磷酸HPO 和亚砷酸HAsO 分子式相似，但它们的酸性差别很大，HPO 是中强酸，
3 3 3 3 3 3
HAsO 既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为
3 3
①________________，②________________。
(2)H PO 和HAsO 与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是
3 3 3 3
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(3)在HPO 和HAsO 中分别加入浓盐酸，分析反应情况：__________________________，
3 3 3 3
写出化学方程式：______________________________________________。
答案 (1)① ②
(2)①HPO ＋2NaOH===NaHPO ＋2HO
3 3 2 3 2
②HAsO ＋3NaOH===NaAsO ＋3HO
3 3 3 3 2
(3)H PO 为中强酸，不与盐酸反应，HAsO 可与盐酸反应 HAsO ＋3HCl===AsCl ＋3HO
3 3 3 3 3 3 3 2
解析 此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题，考查同学们运用题给信息推断物质结构和
性质的能力。(1)已知HPO 为中强酸，HAsO 为弱酸，依据题给信息可知HPO 中含1个
3 3 3 3 3 3
非羟基氧原子，HAsO 中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书
3 3
写，需得知HPO 和HAsO 分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟
3 3 3 3
基氢，则该酸为几元酸。故HPO 为二元酸，HAsO 为三元酸。
3 3 3 3
(3)H PO 为中强酸，不与盐酸反应；HAsO 为两性物质，可与盐酸反应。
3 3 3 3
题组四 手性分子
6．下列说法正确的是( )
A．甘油(CHOH—CHOH—CH OH)分子中含有1个手性碳原子
2 2B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同
C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同
D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同
答案 B
解析 CHOH—CHOH—CH OH分子中不存在手性碳原子，故A错误；手性异构体为具有
2 2
完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含化学键的种类和数目完全相同，故B正确；
互为手性异构体的化合物，物理性质不同，光学活性不同，故C错误；互为手性异构体的
化合物，分子组成相同，故D错误。
类型一 共价键问题
1．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_________________________________________。
答案 Ge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，不易形成双键或三键
2．碳及其化合物广泛存在于自然界中，碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是
________________________________________________________________________。
答案 C原子有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构
3．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如下所
示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol－1) 365 413 336 226 318 452
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
________________________________________________________________________。
(2)SiH 的 稳 定 性 小 于 CH ， 更 易 生 成 氧 化 物 ， 原 因 是
4 4
___________________________________。
答案 (1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能
较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—
H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
4．下表是CO和N 两者的键能数据表：(单位：kJ·mol－1)
2
A—B A==B A≡B
CO 351 745 1 071.9
N 139 418 946
2结合数据说明CO比N 活泼的原因：______________________________________。
2
答案 CO中第一个π键的键能是326.9 kJ·mol－1，N 中第一个π键的键能是528 kJ·mol－1，
2
则CO的第一个π键比N 更容易断裂
2
5．CH 的键角大于NH 的原因：__________________________________________________。
4 3
答案 CH 都是 CH 单键，键与键之间的排斥力一样，所以是正四面体形，键角为
4
109˚28′，而NH 有未成键的孤电子对，孤电子对间的排斥力>孤电子对对成键电子对的排
3
斥力>成键电子对间的排斥力，所以由于孤电子对的排斥，键角要小于没有孤电子对排斥的
CH 的键角，且孤电子对越多，排斥力越大
4
6．高温陶瓷材料Si N 晶体中键角N—Si—N______Si—N—Si(填“>”“<”或“＝”)，原
3 4
因是________________________________________________________________________。
答案 > N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得 Si—N—
Si键角较小
7．两种三角锥形气态氢化物膦(PH )和氨(NH )的键角分别为93.6°和107°，试分析PH 的键
3 3 3
角小于NH 的原因：____________________________________________________。
3
答案 N原子的电负性强于P原子，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更
近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而 PH 的键角小于NH 或N
3 3
原子的电负性强于P原子，PH 中P周围的电子密度小于NH 中N周围的电子密度，故PH
3 3 3
的键角小于NH
3
8．NF 的键角______NH 的键角(填“>”“<”或“＝”)，理由是________________。
3 3
答案 < F的电负性比H大，NF 中N周围电子云密度减小，成键电子对之间的排斥力较小
3
9．NH中H—N—H的键角比NH 中H—N—H的键角______(填“大”或“小”)，原因是
3
________________________________________________________________________。
答案 大 NH中氮原子上均为成键电子，而NH 分子中的氮原子上有一对孤电子对，孤电
3
子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对之间的排斥力，导致 NH中H—N—H的键
角比NH 中大
3
10．比较NH 和[Cu(NH )]2＋中H—N—H键角的大小：NH ______[Cu(NH )]2＋(填“>”或
3 3 4 3 3 4
“<”)，并说明理由：__________________________________________________________。
答案 < 由于NH 提供孤电子对与Cu2＋形成配位键后，N—H成键电子对受到的排斥力减
3
小
11．SeO 中 Se—O 的键角比 SeO 中的键角______(填“大”或“小”)，原因是
3
________________________________________________________________________。
答案 小 SeO的立体构型为正四面体，键角为109°28′，SeO 的立体构型为平面正三角
3
形，键角为120°
类型二 和氢键有关的问题
12．乙二胺分子(H N—CH —CH—NH )中氮原子杂化类型为sp3，乙二胺和三甲胺[N(CH )]
2 2 2 2 3 3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________。
答案 乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
13．丙酸钠(CHCHCOONa)和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸(CHCHCOOH)和氨
3 2 3 2
基乙酸(H NCH COOH)，常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是__________。
2 2
答案 羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间
氢键
14．硝酸和尿素( )的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素
为固体，请解释原因：________________________________________________。
答案 尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔、沸点降
低
15．氨(NH )的熔、沸点比联氨(H N—NH)低的主要原因：____________________________。
3 2 2
答案 联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键数目
16．苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9
℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是
____________。
答案 苯胺分子之间存在氢键
类型三 配位键、配合物
17．Co2＋在水溶液中以[Co(H O) ]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的
2 6
[Co(NH )]2＋，其原因是_____________________________________________。
3 6
答案 N元素的电负性比O元素的电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2＋形
成的配位键更强
18．NH 容易与Cu2＋形成配离子，但NF 不易与Cu2＋形成配离子，其原因是____________。
3 3
答案 F的电负性比N大，N—F键的成键电子对向F偏移，导致NF 中N原子核对其孤电
3
子对的吸引力增强，难以形成配位键
19．氟硼酸(HBF ，属于强酸)常用于替代浓硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可由HF和BF
4 3
合 成 ， 从 化 学 键 形 成 角 度 分 析 HF 与 BF 能 化 合 的 原 因 ：
3
________________________________。
答案 HF分子中F原子有孤电子对，而BF 分子中B原子有空轨道，二者可形成配位键
3
20．乙二胺(H NCH CHNH )是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳
2 2 2 2
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＋”)。
答案 乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键 Cu2＋
21．金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，
其原因是______________________________________________________。
答案 过氧化氢为氧化剂，可氧化金属铜为Cu2＋，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行
22．在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因：____________________。
答案 可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌会溶于过量的氨水中，生成[Zn(NH )]2＋，氨
3 4
水的量不易控制
23．已知硼酸(H BO)是一元酸，解释其原因：______________________。
3 3
答案 HBO 与一个水分子可形成配位键，产生[B(OH) ]－和一个H＋
3 3 4
24．CO为配合物中常见的配体。CO作配体时，提供孤电子对的通常是C原子而不是O原
子，其原因是___________________________________________。
答案 C元素电负性比O元素小，C原子提供孤电子对的倾向更大，更易形成配位键
1．(2020·浙江 7 月选考，26)(1)气态氢化物热稳定性 HF 大于 HCl 的主要原因是
____________。
(2)CaCN 是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN 的电子式是_____________。
2 2
(3)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是________________________________。
答案 (1)原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H
(2)
(3)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷不能与水形成氢键
解析 (1)同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，即原子半径：F＜Cl，原子半径越
小，化学键的键长越短，键能越大，气态氢化物的热稳定性越大。(2)CaCN 是离子化合物，
2
各原子均满足8电子稳定结构，故电子式为 。(3)乙醇分子中有羟基
能与水形成分子间氢键，易溶于水，而氯乙烷中没有羟基等亲水基，在水中的溶解度小于乙
醇。
2．[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，17(1)(2)(3)]CdSnAs 是一种高迁移率的新型热电材料，回
2
答下列问题：
(1)Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl 反应生成SnCl 。常温常压下SnCl 为无色液体，
2 4 4
SnCl 立体构型为____________，其固体的晶体类型为____________。
4
(2)NH 、PH 、AsH 的沸点由高到低的顺序为____________(填化学式，下同)，还原性由强
3 3 3
到弱的顺序为____________，键角由大到小的顺序为____________。
(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 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有
________ mol，该螯合物中N的杂化方式有__________种。答案 (1)正四面体形 分子晶体
(2)NH 、AsH 、PH AsH 、PH 、NH NH 、PH 、AsH
3 3 3 3 3 3 3 3 3
(3)6 1
解析 (1)Sn最外层有4个电子，与4个Cl形成4个σ键，因此SnCl 的立体构型为正四面体
4
形；由题给信息知SnCl 常温常压下为液体，说明SnCl 的熔点较低，所以其固体的晶体类
4 4
型为分子晶体。
(2)NH 、PH 、AsH 均为分子晶体，NH 分子间形成氢键，因此沸点高于 PH 、AsH ；
3 3 3 3 3 3
AsH 、PH 的分子结构相似，AsH 的相对分子质量大于PH ，因此AsH 的沸点高于PH ，即
3 3 3 3 3 3
三者沸点由高到低的顺序为NH 、AsH 、PH 。非金属性：N＞P＞As，因此氢化物的还原性
3 3 3
由强到弱的顺序为AsH 、PH 、NH 。NH 、PH 、AsH 分子中，N、P、As均形成3对共用
3 3 3 3 3 3
电子对和一对孤电子对，原子半径：As＞P＞N，键长：As—H＞P—H＞N—H，因此σ键电
子对之间的排斥力由强到弱的顺序为N＞P＞As，即键角由大到小的顺序为NH 、PH 、
3 3
AsH 。
3
(3)由题给图示可知，通过螯合作用形成了3个环，每个环中Cd2＋均可与2个N原子或2个
氧原子形成配位键，即1个Cd2＋与4个N原子分别形成4个配位键，与2个O原子分别形
成2个配位键，因此1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol；每个N原子均
形成3个σ键，因此所有N原子的杂化方式均为sp2杂化，即杂化方式只有1种。
3．[2020·全国卷Ⅰ，35(3)]磷酸根离子的立体构型为________，其中P的价层电子对数为
________、杂化轨道类型为________。
答案 正四面体形 4 sp3
解析 根据价层电子对互斥理论，PO中P的价层电子对数为4＋＝4，无孤电子对，故杂化
轨道类型为sp3，立体构型为正四面体形。
4．[2020·全国卷Ⅱ，35(2)]Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF 熔点高于其他三种卤化物，
4
自TiCl 至TiI 熔点依次升高，原因是____________________________________________。
4 4
化合物 TiF TiCl TiBr TiI
4 4 4 4
熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155
答案 TiF 为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大，分
4
子间作用力增大，熔点逐渐升高解析 TiF 的熔点明显高于TiCl ，而TiCl 、TiBr 、TiI 的熔点依次升高，由此说明TiF 为
4 4 4 4 4 4
离子化合物，而TiCl 、TiBr 、TiI 为共价化合物，共价化合物随相对分子质量的增大，分
4 4 4
子间作用力增大，因此熔点逐渐升高。
5．[2020·全国卷Ⅲ，35(2)(3)](2)NH BH 分子中，N—B化学键称为________键，其电子对
3 3
由________提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：
3NH BH＋6HO3NH＋B O＋9H↑
3 3 2 3 2
B O 的结构为 。在该反应中，B 原子的杂化轨道类型由________变为
3
________。
(3)NH BH 分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，
3 3
电负性大小顺序是_____________。与NH BH 原子总数相等的等电子体是____________(写
3 3
分子式)，其熔点比NH BH________(填“高”或“低”)，原因是在NH BH 分子之间，存
3 3 3 3
在________________作用，也称“双氢键”。
答案 (2)配位 N sp3 sp2
(3)N＞H＞B C H 低 Hδ＋与Hδ－的静电引力
2 6
解析 (2)NH 分子中N原子有1对孤电子对，BH 分子中B原子有空轨道，则NH BH 分子
3 3 3 3
中N—B化学键是配位键，N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。NH BH 中B原子形
3 3
成3个B—H键和1个B—N键，B原子周围有4对成键电子对，则B原子采取sp3杂化；
中每个B原子均形成3个B—O键，且B原子最外层不含孤电子对，则B原
子采取sp2杂化，故在该反应中，B原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2。
(3)NH BH 分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，
3 3
说明N的电负性强于H，B的电负性弱于H，故电负性：N＞H＞B。NH BH 分子含8个原
3 3
子，其价电子总数为14，与其互为等电子体的分子是C H。NH BH 分子间存在“双氢键”，
2 6 3 3
类比“氢键”的形成原理，则CHCH 熔点比NH BH 低的原因是在NH BH 分子之间存在
3 3 3 3 3 3
Hδ＋与Hδ－的静电引力。
6．[2019·全国卷Ⅲ，35(2)(4)(5)](2)FeCl 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚
3
分子存在的 FeCl 的结构式为_________________________________________________，其
3
中Fe的配位数为________。
(4)NH HPO 中，电负性最高的元素是________；P的________杂化轨道与O的2p轨道形成
4 2 4
________键。
(5)NH HPO 和LiFePO 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如焦磷
4 2 4 4
酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_____________________________________(用n代
表P原子数)。
答案 (2) 4
(4)O sp3 σ (5)(P O )(n＋2)－
n 3n＋1
解析 (2)Fe能够提供空轨道，而Cl能够提供孤电子对，故FeCl 分子双聚时可形成配位键。
3
由常见AlCl 的双聚分子的结构可知FeCl 的双聚分子的结构式为 ，其
3 3
中Fe的配位数为4。(4)同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于
N，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性N大于P，又因H的电负性小于
O，因此NH HPO 中电负性最高的元素是O。PO中中心原子P的价层电子对数为4，故P
4 2 4
为sp3杂化，P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键。(5)由三磷酸根离子的结构可知，中
间P原子连接的4个O原子中，2个O原子完全属于该P原子，另外2个O原子分别属于2
个P原子，故属于该P原子的O原子数为2＋2×＝3，属于左、右两边的2个P原子的O原
子数为3×2＋×2＝7，故若这类磷酸根离子中含n个P原子，则O原子个数为3n＋1，又因
O元素的化合价为－2价，P元素的化合价为＋5价，故该离子所带电荷为－2×(3n＋1)＋5n
＝－n－2，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(P O )(n＋2)－。
n 3n＋1
7．[2018·全国卷Ⅱ，35(2)(4)](2)根据价层电子对互斥理论，HS、SO 、SO 的气态分子中，
2 2 3
中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__________________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________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S原子的杂化轨道类型
为________。
答案 (2)H S (4)平面三角 2 sp3
2
解析 (2)根据价层电子对互斥理论可知，HS、SO 、SO 三种分子中S原子的价层电子对数
2 2 3
分别为4、3、3，因此HS中S原子价层电子对数不同于其他两种分子。
2
(4)SO 的中心原子为S，中心原子的孤电子对数＝(6－2×3)/2＝0，价层电子对数为0＋3＝
3
3，S为sp2杂化，根据sp2杂化轨道构型可知，SO 的立体构型为平面三角形，符合形成大π
3键的条件，可形成4中心6电子大π键，因此有两种共价键类型。如图(b)所示的三聚分子中
每个S原子与4个O原子结合，形成正四面体结构，S原子的杂化轨道类型为sp3。
8．[2017·全国卷Ⅱ，35(3)]经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所
示。
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填字
母)
A．中心原子的杂化轨道类型
B．中心原子的价层电子对数
C．立体结构
D．共价键类型
②R中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π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(如苯分子中的大π键可表示为
Π)，则N中的大π键应表示为________。
③ 图 (b) 中 虚 线 代 表 氢 键 ， 其 表 示 式 为 (NH)N—H…Cl 、 _________________ 、
____________。
答案 ①ABD C ②5 Π ③(H O＋)O—H…N(N) (NH)N—H…N(N)
3
1．下列对分子的性质的解释，不正确的是( )
A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释
B．酸性：HPO >HClO，因为 HPO 的非羟基氧原子数比 HClO 的多
3 4 3 4
C．SiCl 分子中硅氯键的极性比CCl 中碳氯键的弱
4 4
D．青蒿素分子式为C H O，结构如图，该分子中包含7个手性碳原子
15 22 5
答案 C
解析 碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶
剂水，所以都可用相似相溶原理解释，所以A正确；HPO 的非羟基氧原子数比HClO的多，
3 4
含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，所以B正确；碳元素的电负性大于硅元素，因此Si、Cl间的电负性差别较大，Si—Cl的极性强，故C错误；
手性碳原子是指碳原子周围相连的4个原子或原子团都不相同。根据青蒿素的结构简式图知，
该分子中包含 7 个手性碳原子，故D正确。
2．关于氢键和分子间作用力，下列说法不正确的是( )
A．水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键
B．NH 的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
3
C．在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键
D．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少
答案 B
解析 水在结冰时体积膨胀是由于水分子间以氢键互相联结，氢键有方向性和饱和性，所以
形成的晶体相对疏松，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀，A项正确；NH 的稳定性
3
取决于N—H键的稳定性，而不是氢键，B项错误；氨分子和水分子之间主要是以氢键结合，
氨气极易溶于水，所以在氨水中水分子和氨分子之间存在氢键，C项正确；分子间作用力较
弱，破坏它所需能量较少，D项正确。
3．下列有关氢键的说法正确的是( )
A．HF溶液中存在三种类型的氢键
B． 的沸点比 的低
C．HO的稳定性高，是因为水分子间存在氢键
2
D． 形成分子内氢键，故 比 难电离
答案 D
解析 HF溶液中HF与HF、HO与HO、HF与HO之间均存在氢键，氢键类型有如下4种：
2 2 2
F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O，A项错误； 形成分子间
氢键，而OHCHO形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故HOCHO的沸点比
的高，B项错误；HO的稳定性高，是因为水分子中H—O键的键能大，而
2
氢键影响物理性质，C项错误； 相对于 ，苯环上多了一个—
COO－，羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键，使其更难电离出 H＋，因此
的电离常数比 的电离常数小，D项正确。4．尿的主要成分是尿素，化学式为CO(NH) ，结构简式可表示为 。下列有
2 2
关说法正确的是( )
A．1 mol CO(NH ) 分子中含有3 mol σ键
2 2
B．CO(NH) 分子中C原子、N原子的轨道杂化类型是均为sp3
2 2
C．组成尿素的四种元素第一电离能由大到小的顺序是O、N、C、H
D．根据结构推测，尿素可能易溶于水，熔、沸点高于丙酮( )
答案 D
解析 单键是σ键，双键中一个σ键，所以1 mol CO(NH ) 分子中含有7 mol σ键，故A错
2 2
误；CO(NH) 分子中C原子形成三个σ键、N原子形成三个σ键和一对孤电子对，所以C
2 2
原子、N原子的轨道杂化类型分别为sp2、sp3，故B错误；同一周期元素，其第一电离能随
着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，这四
种元素第一电离能由大到小的顺序是 N、O、C、H，故C错误；尿素分子与水分子间易形
成氢键，所以尿素可能易溶于水，尿素分子间也可形成氢键，所以尿素的熔、沸点高于丙酮，
故D正确。
5．下列说法正确的是( )
①S 分子中S原子采用的轨道杂化方式为sp3
8
②C H 分子中只有以s轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ键
2 4
③SnBr 分子中Br—Sn—Br的键角<120°
2
④HO＋中H—O—H键角比HO中H—O—H键角大
3 2
A．①② B．③④ C．①②③ D．①③④
答案 D
解析 ①S 是一个环形分子，每个S与两个其他S原子相连，S原子形成两对孤电子对，两
8
个σ键，所以S是sp3杂化，故正确；②碳碳双键中一个是σ键，还有一个是π键，所以除
了碳氢σ键(s-sp2σ键)，还有sp2-sp2 σ键，故错误；③SnBr 分子中，Sn原子的价层电子对
2
数目是＝3，配位原子数为2，故Sn含有1对孤电子对，SnBr 立体构型为V形，根据价层
2
电子对互斥理论可以判断其键角小于120°，故正确；④HO＋价层电子对理论模型为四面体
3
形，氧原子采取sp3杂化，HO中O原子有两对孤电子对，HO＋中O原子有一对孤电子对，
2 3
因为孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力，导
致HO＋中H—O—H键角比HO中H—O—H键角大，故正确。
3 2
6．关于化学式为[TiCl(H O) ]Cl ·H O的配合物，下列说法正确的是( )
2 5 2 2
A．配位体是Cl－和HO，配位数是8
2B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H O) ]2＋
2 5
C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2
D．在1 mol该配合物中加入足量AgNO 溶液，可以得到3 mol AgCl沉淀
3
答案 C
解析 配合物[TiCl(H O) ]Cl ·H O中配位体是Cl－和HO，配位数是6，故A错误；中心离
2 5 2 2 2
子是Ti3＋，故B错误；配合物[TiCl(H O) ]Cl ·H O，内配离子Cl－为1，外配离子Cl－为2，
2 5 2 2
内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2，故C正确；加入足量AgNO 溶液，外界离子Cl－与
3
Ag＋反应，内配离子Cl－不与Ag＋反应，1 mol该配合物只能生成2 mol AgCl沉淀，故D错
误。
7．下列有关说法不正确的是( )
A．C H 中碳原子都采用的是sp3杂化
3 8
B．O、CO、N 都是非极性分子
2 2 2
C．酸性：HCO＜HPO ＜HSO ＜HClO
2 3 3 4 2 4
D．CO的一种等电子体为NO＋，它的电子式为
答案 C
解析 C H 分子中每个C原子含有4个σ键，所以每个C原子价层电子对数是4，则C原子
3 8
采用sp3杂化，故A正确；O 、N 都是以非极性键结合的双原子分子一定为非极性分子，
2 2
CO 中含有极性键，为直线形分子，结构对称，分子中正、负电荷中心重合，为非极性分子，
2
故B正确；非金属性：C＜P＜S＜Cl，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物对应的水
化物的酸性越强，HClO不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，则酸性：HCO ＜HPO
2 3 3 4
＜HSO ＜HClO ，又HCO 酸性大于HClO，则有酸性：HClO ＜HCO ＜HPO ＜HSO ＜
2 4 4 2 3 2 3 3 4 2 4
HClO ，故C错误；根据等电子体的定义，CO的等电子体必须是双原子分子或离子，且价
4
电子总数相等，如果是阳离子，原子序数之和减去所带电荷数值等于价电子数，如NO＋，
其电子式为 ，故D正确。
8．通常情况下，NCl 是一种油状液体，其分子立体构型与NH 相似，下列对NCl 和NH 的
3 3 3 3
有关叙述错误的是( )
A．分子中N—Cl键键长与CCl 分子中C—Cl键键长不相等
4
B．NCl 分子是极性分子
3
C．NBr 比NCl 易挥发
3 3
D．在氨水中，大部分 NH 与 HO 以氢键(用“…”表示)结合形成 NH ·H O 分子，则
3 2 3 2
NH ·H O的结构式为
3 2
答案 C解析 C原子的原子半径大于N原子的原子半径，所以CCl 中C—Cl键键长比NCl 中N—
4 3
Cl键键长长，故A正确；NCl 的分子立体构型与氨分子相似，都是三角锥形结构，氨分子
3
是极性分子，所以NCl 分子也是极性分子，故B正确；分子晶体中物质的熔、沸点与相对
3
分子质量有关，一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大其熔、沸点越高，
所以NBr 比NCl 的熔、沸点高，NCl 比NBr 易挥发，故C错误；在氨水中， NH 与HO
3 3 3 3 3 2
以氢键(用“…”表示)结合形成NH ·H O分子；则NH ·H O的结构式为 ，故
3 2 3 2
D正确。
9．X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期，X原子
的最外层电子排布式是2s22p4，Z原子的核外电子数比Y原子少1，下列说法不正确的是(
)
A．CX 分子是非极性分子
2
B．ZH 的VSEPR模型名称为三角锥形
3
C．Z 分子是非极性分子
4
D．酸HYO 比酸HZO 的酸性强
2 4 3 4
答案 B
解析 X、Y、Z是三种短周期元素，X原子的最外层电子排布式是2s22p4，X为O元素；
X、Y位于同一族，Y为S元素；Y、Z处于同一周期，均为第三周期元素，且Z原子的核
外电子数比Y原子少1，Z的质子数＝16－1＝15，则Z为P元素，由分析可知，X为O、Y
为S、Z为P。CX 的结构式为O==C==O，为直线形结构，结构对称、正负电荷的中心重合，
2
为非极性分子，故A正确；ZH 为PH ，P上有1对孤电子对，价层电子对数为4，VSEPR
3 3
模型为四面体形，分子构型为三角锥形，故B错误；P 为正四面体结构，结构对称、正负
4
电荷的中心重合，为非极性分子，故C正确；非金属性S >P，因此最高价氧化物对应水化
物酸性HSO 比HPO 的强，故D正确。
2 4 3 4
10．(2020·梅河口市第五中学高三模拟)第四周期过渡元素单质及其化合物在生活、生产中有
广泛应用。回答下列问题：
(1)基态Cr原子的价层电子排布式为_______________________。
(2)过渡金属单质及其化合物是有机合成反应的重要催化剂。
例如，
苯甲醇 苯甲醛
①苯甲醇分子中C原子的杂化类型是____________。
②苯甲醇、苯甲醛的沸点依次为 205.7 ℃、179 ℃，造成二者沸点差异的主要原因是
___________________________________________________________________________。(3)多数过渡金属的配离子在水溶液中有颜色，其显色与配合物分裂能有关。定义1个电子
从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能，用Δ表示，中
心离子电荷数越大，中心与配体距离越近，则作用越强，Δ越大。
分裂能(Δ)：[Co(H O) ]2＋________(填“＞”“＜”或“＝”)[Co(H O) ]2＋，理由是
2 6 2 6
____________________________________________________________________________。
答案 (1)3d54s1 (2)①sp2、sp3 ②苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子
间只存在范德华力
(3)＞ [Co(H O) ]2＋所带正电荷较多，对Co原子d轨道上的电子吸引力较强
2 6
解析 (1)Cr为24号元素，根据构造原理和洪特规则可知，基态 Cr原子的价层电子排布式
为3d54s1。
(2)①苯甲醇中碳原子均没有孤对电子，苯环上碳原子形成3个σ键，侧链中碳原子形成4
个σ键，则碳原子杂化方式分别为sp2、sp3。
②苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子间只存在范德华力，氢键比范德华
力更强，故苯甲醇的沸点更高。
(3)[Co(H O) ]2＋带2个单位的正电荷，而[Co(H O)]＋带1个单位的正电荷，前者所带正电荷
2 6 2
较多，对Co原子d轨道上的电子吸引力较强，故Δ[Co(H O) ]2＋＞Δ[Co(H O)]＋。
2 6 2
11．(2020·贵州铜仁高三模拟)我国科学家借助自主研制的新型钨钴铁合金催化剂攻克了单壁
碳纳米管结构的可控制备难题。海底金属软泥是在海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着
大量的金属资源， 含有钨、铁、锰、锌、钴等金属元素。
(1)基态钴原子的价电子排布图为____________。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷
曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式为___________________________。
(2)纳米结构氧化钴可在室温下将甲硫醛(CHS)完全催化氧化，甲硫醛分子属________(填
2
“极性”或“非极性”)分子，其中心原子的VSEPR模型名称为____________。
(3)六羰基钨[W(CO) ]的熔点为172 ℃，是一种重要的无机金属配合物，可溶于大多数有机
6
溶剂。三种组成元素的电负性由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。配体CO
中与W形成配位键的原子是C而不是O，原因是_________________________________。
(4)多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间
运动，形成“离域π键”。下列物质中存在“离域π键”的是________(填字母)。
A．苯 B．二氧化硫
C．四氯化碳 D．环己烷
答案 (1) sp2
(2)极性 平面三角形 (3)O>C>W C原子半径比O大，电负性小，对孤电子对吸引较弱，
所以C原子更易提供孤电子对，更容易形成配位键 (4)AB
解析 (1)Co元素是27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d74s2，3d上有3个未成对电子，则其价电子的排布图为 ；石墨是平面层状结构、石墨烯可看
作单层石墨，单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，则碳原子均形
成3个C—C键，杂化轨道为3，碳原子杂化方式为sp2。
(2)甲硫醛(CHS)与甲醛分子互为等电子体，按等电子原理，它们具有相同的结构特征，故
2
它们中C原子形成3个σ键，1个π键，VSEPR模型名称为平面三角形，正负电荷中心不重
合，属于极性分子。
(3)同周期主族元素自左而右电负性增大，一般非金属性越强电负性越大，故电负性：
O>C>W；在六羰基钨[W(CO) ]分子中，W是中心原子，CO是配体，由于C原子半径比O
6
大，电负性小，对孤电子对的吸引力较弱，更容易形成配位键，所以配体 CO中与W形成
配位的原子是C而不是O。
(4)已知信息：多原子分子中各原子若在同一平面内，且有相互平行的p轨道，则p电子可在
多个原子间运动，形成“离域π键”，苯分子中每个碳原子都采用sp2杂化，则6个碳原子
均有未参与杂化的相互平行的p轨道，故苯环上的C原子可以形成“离域π键”，其“离域
π键”为π，选A；二氧化硫分子中S上的孤电子对数为＝1，价层电子对数为2＋1＝3，故
中心原子为sp2杂化，立体构型为V形，中心原子S与两个O原子中有相互平行的p轨道，
可以形成“离域π键”，其“离域π键”为π，选B；四氯化碳分子中只存在σ键，不存在
π键，不选C；环己烷分子中只存在σ键，不存在π键，不选D。
12．碳、氮和磷元素是几乎所有的生物体中均含有的生命元素。回答下列问题：
(1)叠氮酸(HN )是一种弱酸，在水中能微弱电离出H＋和N，分子中的大π键可用符号π表示，
3
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(如苯分子中的大π键
可表示为π)，则N中的大π键应表示为______________。
(2)2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为NH(SO ) 的物质，经测定，该物质易溶于
4 4 4 2
水，在水中以SO和NH两种离子的形式存在。NH中N原子均为sp3杂化，请推测NH的
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结构式：_______________________________________________________。
(3)ATP(三磷酸腺苷)是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现贮能和
放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。ATP的结构简式如图所示。
分子中属于sp2杂化的N原子有________个。答案 (1)π (2)
(3)3
解析 (1)N价电子总数为16，原子总数为3，所以与CO 为等电子体，二者成键方式类似，
2
参与形成大π键的原子数为3，形成两个π键，如图 。
(2)N H中N原子均为sp3杂化，且该离子带4个正电荷，说明含有氢离子和N原子形成的配
4
位键，则应是4个N原子处于正四面体的4个顶点，每个N原子形成3个N—N键，还含有
1对孤电子对，H＋有空轨道，与N原子形成配位键，所以结构式为 。
(3)形成双键的N原子为sp2杂化，所以属于sp2杂化的N原子有3个。
13．明朝《天工开物》中有世界上最早的“火法”炼锌技术的记载，锌是生命体必需的微量
元素，被称为“生命之花”。(已知阿伏加德罗常数的值为N )
A
(1)基态 Zn 原子核外的最高能层符号是________，基态 Zn2＋最外层电子排布式为
____________________。
(2)乳酸锌[ 是一种很好的食品锌强化剂，其中存在的作用力有
________(填字母)。1 mol乳酸锌中含有________个σ键。
A．离子键 B．极性共价键
C．金属键 D．配位键
E．范德华力
(3)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，结构简式如图所示。其中所涉及的非金属元
素的电负性由大到小的顺序是________，HO分子的立体构型为________形，Zn2＋的配位数
2
为________。甘氨酸(H N—CH —COOH)中N原子的杂化轨道类型为________；甘氨酸易
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溶于水，试从结构角度解释_______________________________________________。
答案 (1)N 3s23p63d10 (2)AB 20N (3)O＞N＞C＞H V 5 sp3 甘氨酸为极性分子，
A
且分子中的氨基和羧基都能与水分子形成氢键解析 (1)锌是30号元素，位于第四周期，共有四层电子，基态Zn原子核外的最高能层符
号是N，基态Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，基态Zn2＋最外层电子排布式为
3s23p63d10。
(2)乳酸锌 属于离子化合物，分子中含有乳酸根离子和锌离子，
以离子键结合，乳酸分子中存在碳碳之间，碳氢之间，碳氧之间，氢氧之间的极性键，故乳
酸锌分子中存在的作用力有离子键和极性共价键，一个乳酸根中含有 10个σ键和1个π键，
故1 mol乳酸锌中含有20 mol σ键，故含有20N 个σ键。
A
(3)一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素有C、O、N、H元素，元素的非金属性越强，其
电负性越大，非金属性大小顺序为O＞N＞C＞H，则电负性大小顺序为O＞N＞C＞H；HO
2
分子中氧形成了两对共用电子对，剩余2对孤电子对，价层电子对为4对，VSEPR模型名
称为四面体形，HO的立体构型为V形；从一水合甘氨酸锌的结构简式可看出Zn2＋的配原
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子为O、N原子，根据图知，一水合甘氨酸锌中 Zn2＋的配位数为5；甘氨酸(H N—CH —
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COOH)中N原子的成键电子对数为3对，孤电子对为一对，价层电子对数为4对，杂化轨
道类型为sp3杂化；甘氨酸为极性分子，且氨基和羧基都能和水分子形成分子间氢键，导致
甘氨酸易溶于水。
