文档内容
知识清单 15 分子结构与性质、化学键
知识点01 化学键 知识点02 微粒构型和杂化
知识点03 分子间作用力
知识点 01 化学键
一、共价键的特征及成键原则1．共价键的本质和特征
本质 两原子之间形成共用电子对
共价键 一定有饱和性
特征
有方向性（ H － H 键除外）
2．常见原子的成键数目
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
H Be B、Al C、Si N、P O、S F、Cl
1 2 3 4 3 2 1
3．形成化学键的目的：使体系的能量最低，达到稳定结构
二、极性键和非极性键
1．分类依据：共用电子对的偏移程度
2．极性键和非极性键的比较
分类 极性共价键 非极性共价键
成键原子 不同元素原子 相同元素原子
电子对 发生偏移 不发生偏移
成键原子的电性 一个原子呈正电性（δ＋），一个原子呈负电性（δ－） 呈电中性
3．极性强弱：成键元素的电负性差别越大，共用电子对偏移程度越大，极性越强。
4．键的极性对化学性质的影响
（1）共价键的极性越强，键的活泼性也越强，容易发生断裂，易发生相关的化学反应。
（2）成键元素的原子吸引电子能力越强，电负性越大，共价键的极性就越强，在化学反应中该分子的
反应活性越强，在化学反应中越容易断裂。
5．键的极性对羧酸酸性的影响
①酸性强弱 三氟乙酸＞三氯乙酸
（1）三氟
乙酸与三氯乙 电负性：F＞Cl 极性：F－C＞Cl－C 极性：FC－＞ClC－ 羟
②原因 3 3
酸的酸性强弱 基极性：三氟乙酸＞三氯乙酸
①酸性强
（2）甲 甲酸＞乙酸＞丙酸
弱：
酸、乙酸和丙
烷基（－R）是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基
酸的酸性强弱 ②原因
极性越小，羧酸的酸性越弱。随着烷基加长，酸性差异越来越小
三、σ 键和 键
1．分类依据：电子云的重叠方式和程度
2．形成
（1）σ 键的形成
σ
形成 由成键原子的s轨道或p轨道重叠形成①
s-s
型
②
键 类型 s-p
型
③
p-p
型
（2） 键的形成：由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
3．成键特点
共价键 σ 键 键
头碰
电子云重叠方式 平行或肩并肩
头
轨道重叠程度 大 小
轴对
电子云对称特征 镜像对称
称
能否自由旋转 能 不能
3．（1）判断方法：一般来说，共价单键是σ 键，共价双键是σ + 键，共价三键是σ +2 键。
（2）常见分子中的键型和数目
分子 N HCN COS C H C H
2 2 4 2 2
结构式 H—C三N O=C=S H-C三C-H
键型、数 1 个σ 键 2 个σ 键 2 个σ 键 5 个σ 键 3 个σ 键
目 2 个 键 2 个 键 2 个 键 1 个 键 2 个 键
4．稳定性：一般σ 键稳定，必须根据键能进行计算化学键 N≡N N－N
键能kJ·mol－1 942 247
计算判断氮气中 键的稳定。
四、配位键
1．配位键
概念 共用电子由 一 方 原子单方面 提供形成共价键
①配位键一旦形成，与普通的共价键没有任何区别
本质 一类特殊的共价键
②配位键都是σ 键（从电子云重叠角度考虑）
配
位 ① 中心体 提供空轨道的原子、分子或离
成键条件
键
② 配位体 提供孤对电子的原子、分子或离子
① 有方向 性 孤对电子必须沿着“空轨道”的方向来成键
特征
② 有饱和 性 “空轨道”和孤对电子都是有限的
2．配位键的判断及表示
（1）配位键的判断
①不正常的共价键即为配位键（比正常的成键数多或少）
②分子和其他微粒形成的化学键一定是配位键
（2）表示方法：A（配位体）→B（中心体）
①金属和非金属间成键：非金属元素→金属元素
②非金属和非金属成键：需判断孤对电子提供者
（3）离子中的配位键
五、配合物（络合物）
1．概念：金属离子或原子与某些微粒以配位键结合形成的化合物
（1）配合物中的两个“一定”
①配位化合物中一定含有配位键
②一定含有金属原子或离子，即中心体
（2）含配位键的化合物不一定是配合物，如NH +、HO +等
4 3
（3）配离子：中心体与配位体通过配位键结合形成的复杂离子2．配合物的构成
（1）几个概念
①中心原子或离子：即中心体，提供空轨道，一般只有1个
②配体：即配位体，提供孤对电子，可能有多个
③配位数：直接同中心离子（或原子）配位的原子的数目，不一定是配位体的个数
④判断：配离子［Cu（En）］2+的配位体数为2，配位数为4
2
（2）配合物中的化学键
①内界和外界通过离子键结合，一般较易电离
②中心体和配位体通过配位键结合，一般很难电离
（3）配合物结构的确定
①1mol［CoCl （NH ）］Cl--------------→1 mol AgCl
2 3 4
②1mol［CoCl（NH ）］Cl--------------→2 mol AgCl
3 5 2
（4）特别提醒
①有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe（CO）、四羰基合镍Ni（CO）。
5 4
②有的配合物有多种配体。如［Cu（NH ） （HO） ］ SO 、［Co（SO ）（NH ） ］Br、［Co
3 2 2 2 4 4 3 5
（NH ）Br］SO 。
3 5 4
3．配合物的稳定性：提供孤对电子和空轨道的能力越强，越稳定
（1）配位原子的半径越大，越易提供孤对电子
（2）过渡金属提供空轨道的能力强
（3）判断
①血红蛋白：Mb·O、Mb·CO、Mb·NO， Mb·C O 最稳定
2
②稳定性：［Mg（NH ）］2+＜［Cu（NH ）］2+
3 4 3 4
4．配合物的空间结构
（1）二配位：一般是直线形
（2）AB 型四配位
4
①AB C 有一种结构：正四面体形
2 2
②四配位：AB C 有两种结构：正方形
2 2（3）六配位：一般是正八面体形
六、常见配合物的形成
1．铜氨溶液的形成
（1）反应过程：CuSO 溶液 Cu（OH） ［Cu（NH ）］2+
4 2 3 4
（2）反应现象：先产生蓝色沉淀，后产生深蓝色溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体
（3）相关反应：
① Cu 2+ +2NH · H O Cu （ OH ） ↓ + 2 NH +
3 2 2 4
② Cu （ OH ） +4NH ［ C u （ NH ） ］ 2 + +2OH －
2 3 3 4
③ ［ C u （ NH ） ］ 2 + +SO 2 － +H O ［ C u （ NH ） ］ SO · H O ↓
3 4 4 2 3 4 4 2
2．银氨溶液的形成
（1）反应过程：AgNO 溶液 AgOH ［Ag（NH ）］+
3 3 2
（2）反应现象：先产生白色沉淀，后产生无色溶液
（3）相关反应：
①AgNO+NH · H O AgOH ↓ +NH NO
3 3 2 4 3
②AgOH+2NH · H O ［ A g （ NH ） ］ OH+2H O
3 2 3 2 2
3．硫氰酸铁型溶液的形成（1）反应过程：FeCl 溶液 ［Fe（SCN） ］3－m
3 m
（2）反应现象：产生血红色溶液
（3）相关反应：
①m＝1：FeCl + K SCN ［ F e （ SCN ） ］ C l + KCl
3 2
②m＝2：FeCl + 2K SCN ［ F e （ SCN ） ］ C l + 2KC l
3 2
③m＝3：FeCl + 3K SCN Fe （ SCN ） + 3KCl
3 3
④m＝4：FeCl + 4K SCN K ［ Fe （ SCN ） ］ + 3KC l
3 4
⑤m＝5：FeCl + 5K SCN K ［ F e （ SCN ） ］ + 3KC l
3 2 5
⑥m＝6：FeCl + 6K SCN K ［ F e （ SCN ） ］ + 3KC l
3 3 6
4．四羟基合铝酸盐的形成
（1）反应过程：AlCl 溶液 Al（OH） ［Al（OH）］－
3 3 4
（2）反应现象：先产生白色沉淀，后产生无色溶液
（3）相关反应：
① Al 3 + + 3OH － Al （ OH ） ↓
3
② Al ( OH ) + OH － ［ A l （ OH ） ］ －
3 4
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)所有分子中都存在化学键。( )
(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。( )
(6)H O 分子中既有极性键，又有非极性键。( )
2 2
(7)H 分子中的共价键不具有方向性。( )
2
(8)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。( )
(9)通常σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强。( )
(10)s－s σ键与s－p σ键的电子云形状对称性相同。( )
(11)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍。( )
(12)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )
(13)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。( )(14)常温常压下4.4 g乙醛所含σ键数目为0.7N 。( )
A
(15)CS 分子中σ键与π键的数目之比是2∶1。( )
2
(16)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH )]Cl ，1 mol该配合物中含有σ键的数目为14N 。(
3 4 2 A
)
(17)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键。( )
【答案】(1) (×)(2) (×)(3) (×)(4) (×)(5) (×)(6) (√)(7) (√)(8) (√)(9) (√)(10 (√)(11) (×)(12) (√)
(13) (√)(14) (×)(15) (×)(16) (×)(17) (√)
1．下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
A．化合物NH 所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1 mol NH 中含有5N 个N—H σ键
5 5 A
(N 表示阿伏加德罗常数的值)
A
B．乙烯酮的结构简式为CH===C===O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之
2
比为1∶1
C．已知乙炔的结构简式为CH≡CH，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
【解析】NH 即NH H，为离子化合物，1 mol NH 中含有4N 个σ键，还含有离子键，A项错误；乙烯酮
5 4 5 A
分子中σ键与π键之比为2∶1，B项错误；1个乙炔分子中存在3个σ键和2个π键，C项错误。
2．回答下列问题：
(1)1 mol HOOCCH CHCHO分子中含有_10__mol单键，_2__mol双键；含有_2__mol π键，_12__mol σ键。
2 2
(2)在[Ag(NH)]＋中_NH __的_N__原子提供孤电子对，_ Ag ＋ __提供空轨道。
3 2 3
3．(1)Co 的氯化物与氨水反应可形成配合物[CoCl(NH )]Cl ，1 mol 该配合物中含有 σ 键的数目为
3 5 2
_ 21 N __，含1 mol [CoCl(NH )]Cl 的溶液中加入足量AgNO 溶液，生成_2__mol AgCl沉淀。
A 3 5 2 3
(2)下列物质中，①只含有极性键的分子是_ B 、 C __，②既含离子键又含共价键的化合物是_G__；③只存在
σ键的分子是_ A 、 C 、 E __，④同时存在σ键和π键的分子是_ B 、 D __。
A．H B．CO C．CHCl D．C H E．C H F．CaCl G．(NH )SO
2 2 2 2 3 6 2 6 2 4 2 4
知识点 02 微粒构型和杂化
一、价层电子对互斥理论
1．（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)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系
价层电 成键 孤电子 电子对立
分子立体构型 实例 键角
子对数 对数 对数 体构型
BeCl
2
2 2 0 直线形 _直线__形 180°
CO
2
3 0 _平面三角__形 BF 120°
3
3 三角形
2 1 _V__形 SnBr 105°
2
4 0 _正四面体__形 CH 109°28′
4
4 3 1 四面体形 _三角锥__形 NH 107°
3
2 2 _V__形 HO 105°
2
二、杂化轨道理论
1．(1)杂化轨道的定义：在外界条件的影响下，原子内部能量_相近__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)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
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键个数。
代表物 杂化轨道数 中心原子杂化轨道类型
CO 0＋2＝2 _sp__
2
CHO 0＋3＝3 _ sp 2 __
2
CH 0＋4＝4 _ sp 3 __
4
SO 1＋2＝3 _ sp 2 __
2
NH 1＋3＝4 _ sp 3 __
3HO 2＋2＝4 _ sp 3 __
2
(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断
分子组成 中心原子的 中心原子的
分子空间构型 示例
(A为中心原子) 孤电子对数 杂化方式
0 sp _直线形__ BeCl
2
AB 1 sp2 _ V 形 __ SO
2 2
2 sp3 _ V 形 __ HO
2
0 sp2 _平面三角形__ BF
3
AB
3
1 sp3 _三角锥形__ NH
3
AB 0 sp3 _正四面体形__ CH
4 4
2.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。
(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109.5°，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，
则分子或离子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子或离子的中心原子发生sp
杂化。
(3)根据等电子原理进行判断。
如CO 是直线形分子，CNS－、N与CO 是等电子体，所以这些离子构型均为直线形，中心原子均采用 sp
2 2
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。
3．轨道构型和微粒构型的区别
（1）轨道构型（VSEPR模型）
n 2 3 4
杂化方式 sp sp2 sp3
轨道构型
（理想化模型）
直线形 平面正三角形 正四面体形
轨道夹角 180° 120° 109°28′
（2）轨道构型和微粒构型的关系
微粒 杂化方式 VSEPR模型 微粒构型 分子极性SO sp 2 正四面体形 三角锥形 极性分子
2
SO sp 2 正四面体形 平面正三角形 非极性分子
3
NO
2
sp 2 平面正三角形 三角锥形
－
NO
3
sp 2 平面正三角形 平面正三角形
－
NO+ sp 直线形 直线形
2
三、分子的极性
1．化学键极性和分子极性的关系
2．分子极性的判断方法
（1）根据键的极性判断
①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子是非极性分子。如O、H、P、C 。
2 2 4 60
②含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。
③含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。
（2）判断AB 型分子极性的经验规律
n
①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，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。
②中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。
（3）结构判断
①对称性判断：高度对称的是非极性分子
分子
分子类
非极性分子 非极性分子 极性分子 非极性分子
型
②孤电子对判断：中心原子上含孤电子对的一定是极性分子
③构型判据：分子构型和轨道构型完全一致的是非极性分子
分子 HCHO PCl PCl SF
3 5 6轨道构型 平面正三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形
分子构型 平面三角形 三角锥形 三角双锥形 正八面体形
分子类型 极性分子 极性分子 非极性分子 非极性分子
（4）AB C 型分子
2 2
①立体结构：只有一种结构，极性分子
②平面结构：两种结构
图示
分子类
极性分子 非极性分子
型
（5）实验判据：相似相溶原理
①极性分子易溶于极性溶剂
②非极性分子易溶于非极性溶剂
四、键参数的比较
1．共价键的键能的比较
（1）键能和键长的关系：键长越短，键能越大
（2）同种元素不同类型键能：叁键＞双键＞单键
（3）共价分子的键能和稳定性的关系
①共价单键：半径越小，键能越大，分子越稳定
②叁键或双键：断裂1 个键的能量越大，越稳定
③实例：活泼性CO＞N
2
化学键 C－O C＝O C≡O
键能/kJ•mol－
351 803 1071
1
化学键 N－N N＝N N≡N
键能/kJ•mol－
159 418 946
1
2．共价键的键长的比较
（1）看有成键原子上是否都有孤对电子
①无孤对电子：只看成键原子的半径之和
②有孤对电子：还要看孤对电子之间的排斥作用
③键长比较
微粒组 键长长短
NH 和PH N－H＜P－H
3 3金刚石和晶体硅 C－C＜Si－Si
稳定性：HO＜NH＜CHCH O－O＞N－N＞C－C
2 2 2 4 3 3
O、O－、O+、O2－ 氧氧键：O2－＞O－＞O＞O+
2 2 2 2 2 2 2 2
（2）看能否形成 键：形成 键使键长变短
①乙烷、苯和乙烯：C－C＞特殊键＞C＝C
②金刚石和石墨中的碳碳键：金刚石＜石墨
③SO 的三聚体环状结构，键长：a＞b
3
3．键角大小的比较
（1）求键角的大小：利用价层电子对互斥理论计算的轨道夹角
价层电子对n 2 3 4
杂化方式 sp sp2 sp3
键角 1 8 0 ° 120 ° 109°28 ′
（2）中心原子和配位原子均相同：中心原子上孤电子对越多，孤电子对键角的压缩作用越大，键角越小
①∠H－O－H：HO＜HO+
2 3
②∠H－N－H：NH －＜NH ＜［Zn（NH ）］2+
2 3 3 6
③∠H－C－H：CH+＞－CH＞CH－
3 3 3
④∠O－N－O：NO +＞NO ＞NO －
2 2 2
（3）中心原子不同或配位原子不完全相同
①中心原子电负性大：中心原子对键角的拉伸作用越大，键角越大
②配位原子电负性大：配位原子对键角的压缩作用越大，键角越小
③NH 和PH 中：∠H－N－H＞∠H－P－H
3 3
④HS和HO中：∠H－S－H＜∠H－O－H
2 2
⑤NCl 和NF 中：∠Cl－N－Cl＞∠F－N－F
3 3
⑥HCHO和COCl 中：∠H－C－H＞∠Cl－C－Cl
2
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)CH 、CH===CH 、CH≡CH 分子中的碳原子均采用sp3杂化。( )
4 2 2
(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。( )
(3)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。( )
(4)N 分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键。( )
2
(5)NH 分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。( )
3
(6)HCHO分子中碳原子为sp2杂化，分子为平面三角形。( )
(7)SO中中心原子孤电子对数为0，中心原子为sp3杂化。( )(8)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小。( )
(9)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。( )
(10)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。( )
(11)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。( )
【答案】(1)(×)(2) (×)(3) (√)(4) (√)(5) (×)(6) (√)(7) (√)(8) (√)(9) (×)(10) (√)(11) (√)
1．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( C )
A．SO 、CS、HI都是直线形的分子
2 2
B．BF 键角为120°，SnBr 键角大于120°
3 2
C．HCHO、BF、SO 都是平面三角形的分子
3 3
D．PCl 、NH 、PCl 都是三角锥形的分子
3 3 5
【解析】 SO 是V形分子，CS 、HI是直线形的分子，A错误；BF 键角为120°，是平面三角形结构，而
2 2 3
Sn原子价电子数是4，在SnBr 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
2
键角小于120°，B错误；HCHO、BF 、SO 都是平面三角形分子，C正确；PCl 、NH 都是三角锥形的分
3 3 3 3
子，而PCl 是三角双锥形分子，D错误。
5
2．填空：
(1)比较键角大小(填“>”“＝”或“<”)。
①HO_<__HO＋ ②NH _<__NH ③CO_>__SO ④NH _>__PH ⑤NF _>__NCl
2 3 3 3 3 3 3
(2)①甲醇分子内碳原子的杂化方式为_ sp 3 __，甲醇分子内的O—C—H键角_小于__(填“大于”“等于”或
“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
②氯丙烯分子( )中碳原子轨道杂化类型是_ sp 3 和 sp 2 __。
③在BF 分子中，F—B—F的键角是_120°__，硼原子的杂化轨道类型为_ sp 2 __，BF 和过量NaF作用可生
3 3
成NaBF ，BF的立体构型为_正四面体形__。
4
④SO的立体构型是_正四面体形__，其中硫原子的杂化轨道类型是_ sp 3 __。
(3)写出下列分子或离子的中心原子的价层电子对数、杂化类型、立体构型。
①NCl ②HO＋ ③CO ④NO
3 3
(4)已知HO、NH 、CH 三种分子中，键角由大到小的顺序是CH>NH>H O，请分析可能的原因。
2 3 4 4 3 2
【解析】(1)①HO中孤电子对比HO＋多，键角小；②NH 中孤电子对比NH多，键角小；③CO的C为
2 3 3
sp2杂化，键角约为120°，SO的S为sp3杂化，键角约为109°28′；④键长N—H
