文档文本内容
分子结构与性质
重难点 题型 分值
1. 杂化轨道类型的判断
2. 分子或离子立体构型的判断
重点
3. 共价键类型的判断
选择题 4-6分
3. 物质中作用力的判断及其对物质性质的影响
1. 分子或离子立体构型的判断
难点
2. 物质中作用力的判断及其对物质性质的影响
一、杂化轨道类型的判断
1. 根据杂化轨道数目判断
杂化轨道数 ＝ 中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数。
即：
杂化轨道数 2 3 4
杂化轨道类型 sp sp2 sp3
2. 根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型：
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子采取sp3杂化；
第1页②若杂化轨道在空间的分布为平面三角形，则分子的中心原子采取sp2杂化；
③若杂化轨道在空间的分布为直线形，则分子的中心原子采取sp杂化。
3. 根据杂化轨道之间的夹角判断中心原子杂化轨道类型：若杂化轨道之间的夹角为
109°28′，则分子的中心原子采取sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心
原子采取sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子采取sp杂化。
【典例分析1】氯化亚砜（SOCl ）是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水
2
剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子（S）采取杂化方式的说法正确的是（
）
A. 三角锥形、sp3 B. V形、sp2
C. 平面三角形、sp2 D. 三角锥形、sp2
【答案】A
1
2
【解析】SOCl 分子中硫原子的价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋ ×
2
（6－2×1－2）＝4，故S原子采取sp3杂化，由于孤电子对占据一个杂化轨道，所以分子构
型为三角锥形。
二、分子（离子）立体构型的判断
通过分子的价层电子对数、孤电子对数确定分子的立体构型。
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。
σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 立体构型
1
SnCl 2 2 2 （4－2×1）＝1 3 V形
1
BeCl 2 2 2 （2－2×1）＝0 2 直线形
1
CS 2 2 2 （4－2×2）＝0 2 直线形
1
OF 2 2 2 （6－2×1）＝2 4 V形
第2页方法规律：判断分子或离子的立体构型时，要能够正确计算价层电子对数：一是直接
根据中心原子的价电子成键情况分析；二是运用计算式推导出价层电子对数。
【总结提升】
s、p 杂化轨道和简单分子的空间结构的关系
杂化类型 sp sp2 sp3 sp3不等性杂化
轨道夹角 180° 120° 109°28′
中心原子上的孤 0 0 0 1 2
电子对数
分子的空间结构 直线形 平面三角形 正四面体 三角锥 V形
形
实例 BeCl 、CO BF CH、SiCl NH 、 HO 、
2 2 3 4 4 3 2
PH HS
3 2
三、共价键类型的判断
1. 共价键的分类
分类依据 类型
σ 键 电子云“头碰头”重叠
形成共价键的原子轨道重叠方式
π 键 电子云“肩并肩”重叠
极性键 共用电子对发生偏移
形成共价键的电子对是否偏移
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
原子间共用电子对的数目 双键 原子间有两对共用电子对
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
的为极性键。
2. 共价键类型的判断方法
①根据成键元素判断：同种元素间形成的是非极性键，不同元素间形成的是极性键。
②根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。
第3页③根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，
则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。
【拓展提升】键的极性与分子极性的关系
1. 对于双原子分子，键的极性就是分子的极性。
①由极性键形成的双原子分子（表示为 AB型分子），一定是极性分子，如 CO、
NO、HCl等分子。
②由非极性键形成的双原子分子（表示为A 型分子），一定是非极性分子，如O 、
2 2
N、Cl 等分子。
2 2
2. 三原子及三原子以上的分子，结构有可能对称，键的极性互相抵消，有可能为非极性
分子，比如：CH、、CCl 、CO 等。
4 4 2
【典例精析2】
已知以下反应中的四种物质由三种元素组成，其中a的分子立体构型为正四面体形，
组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10，组成b物质的元素为第三周期元素。下列
判断正确的是（ ）
A. 四种分子中的化学键均是极性键
B. a、c分子中中心原子均采用sp3杂化
C. 四种分子中既有σ键，又有π键
D. b、d分子中共价键的键能：b>d
【答案】B
【解析】由题意可知，a是甲烷，b为氯气。四种分子中氯气分子所含的化学键为非极
性键，A错；四种分子中均只存在σ键而没有π键，C错；b为氯气，所含共价键Cl—Cl
的键长比H—Cl的键长长，故键能小于氯化氢中的H—Cl的键能，D错。
四、物质中作用力的判断及对物质性质的影响
1. 共价键的特征及应用
（1）利用范德华力判断物质熔、沸点高低的前提是物质的组成和结构要相似。结构相
似的判断方法有两种：一是同一主族同一类别的物质的结构相似，如HS和HTe；二是运
2 2
用价层电子对互斥理论模型判断其分子的立体构型。
（2）比较分子沸点时，一定要注意氢键的存在。分子间氢键能使沸点升高，分子内氢
键使沸点降低。
第4页2. 范德华力、氢键及共价键的比较
范德华力 氢键 共价键
氢原子、电负性很大的
作用微粒 分子或原子（稀有气体） 原子
原子
强度比较 共价键 > 氢键 > 范德华力
①随着分子极性的增大而
成键原子半径越
增大； 对于A—H…B—，A、B
影响强度 小，键长越短，
②组成和结构相似的物 的电负性越大，B原子的
的因素 键能越大，共价
质，相对分子质量越大， 半径越小，作用力越大
键越稳定
范德华力越大
①影响物质的熔点、沸
点、溶解度等物理性质； 分子间氢键的存在，使 ①影响分子的稳
②组成和结构相似的物 物质的熔、沸点升高， 定性；
对物质性
质，随相对分子质量的增 在水中的溶解度增大， ②共价键的键能
质的影响
大，物质的熔、沸点升 如熔、沸点：HO>HS， 越大，分子稳定
2 2
高，如F<Cl<Br <I ， HF>HCl，NH >PH 性越强
2 2 2 2 3 3
CF<CCl <CBr
4 4 4
【典例精析3】氧族元素的氢化物的沸点如下表：
HO HS HSe HTe
2 2 2 2
100 ℃ －61. 8 ℃ －41. 1 ℃ －2 ℃
下列说法中正确的是（ ）
A. 氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关
B. 范德华力一定随相对分子质量的增大而减小
C. 水分子间还存在一种特殊的分子间作用力
D. 水分子间存在共价键，加热时较难断裂
【答案】C
【解析】HS、HSe、HTe 的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，其沸点逐
2 2 2
渐升高，HO与HS等的结构具有相似性，HO的相对分子质量最小，但其沸点最高，说
2 2 2
明HO分子间除了存在范德华力外，还存在一种特殊作用力——氢键。HO分子极为稳定，
2 2
加热时分子内的共价键很难断裂。综合上述，选项C正确。
第5页例题1 （1）碳是形成化合物种类最多的元素。
① C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是________
（填字母）。
A. B. CH
4
C. CH=== CHCH D. CH CHC≡CH
2 3 3 2
② 乙醇（CHCHOH）与二甲醚（CHOCH ）的分子式均为C HO，但CHCHOH的
3 2 3 3 2 6 3 2
沸点高于CHOCH 的沸点，其原因是____________________________。
3 3
（2）麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。
①“笑气”（NO）是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。已知NO分子中氧原子只
2 2
与一个氮原子相连，则NO的电子式可表示为____________，其分子立体构型是________
2
形。
②另一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被氧化，产生剧毒光气（COCl ）：2CHCl
2 3
＋O―→2HCl＋2COCl ，光气（COCl ）分子的立体构型是____________形。
2 2 2
【答案】（1）①D ② 乙醇中分子间能形成氢键，甲醚不能形成氢键，导致乙醇的
沸点高于甲醚
（2）① 直线 ②平面三角
【解析】（1）① 饱和C原子采取sp3杂化，双键C原子和苯环C原子采取sp2杂化，
三键C原子采取sp杂化。
第6页②乙醇分子间能形成氢键，甲醚分子间不能形成氢键，导致乙醇的沸点高于甲醚。
（2）①因氧原子只与一个氮原子相连，利用每个原子最外层 8e－稳定结构可写出其电
子式为 ，中间氮原子价层电子对数为2，孤电子对数为0，故NO为直线
2
形。②COCl 的结构式为 ，碳原子形成1个π键和3个σ键，故碳原子采取sp2
2
杂化，COCl 为平面三角形分子。
2
例题2 已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三
周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电
子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子
数是未成对电子数的3倍。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有
的一种有害气体，A、B两种元素组成的原子个数比为1∶1的化合物N是常见的有机溶剂。
E有“生物金属”之称，E4＋和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题：（答题时，
A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的基态原子的外围电子排布式为________。
（2）由A、B、C形成的ABC分子中，含有________个σ键，________个π键。
（3）下列叙述正确的是________（填字母）。
a. M易溶于水，是因为M与水分子间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是
因为N是非极性分子
b. M和二氧化碳分子的中心原子均采用sp2杂化
c. 分子中含有6个σ键和1个π键
d. BD 晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
2
（4）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为________。
【答案】（（1）3d24s2 （2）2 2 （3）ad （4）C＜O＜N
【解析】A、B、C、D、E原子序数依次增大，A位于周期表的s区，其原子中电子层
数和未成对电子数相同，A为H；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且
每种轨道中电子总数相同，B为碳；D的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，D为O，
C为N；A、B、D三种元素形成的化合物M是新装修居室中常含的有害气体，M为甲醛，
A、B形成的原子个数比为1∶1的常见有机溶剂N为苯，E有“生物金属”之称，E4＋离子
和氩原子核外电子排布相同，E为Ti。（1）Ti基态外围电子排布式为3d24s2。（2）HCN
分子中含有2个σ键，2个π键。（3）甲醛与水分子间能形成氢键，且为极性分子，苯不
溶于水，苯为非极性分子，a项对；甲醛分子的中心原子采用sp2杂化，二氧化碳分子的中
第7页心原子采用sp杂化，b项错；苯分子中含有12个σ键和1个大π键，c项错；CO 晶体是
2
分子晶体，SiO 晶体是共价晶体，CO 晶体熔、沸点都比二氧化硅晶体低，d项对。（4）
2 2
C、N、O第一电离能顺序为C＜O＜N。
（答题时间：45分钟）
一、选择题
1. 共价键、离子键和范德华力是微粒之间的不同作用力，下列物质中含有两种上述作用
力的是（ ）
① NaOH ② SiO ③ NaO ④金刚石 ⑤NaCl ⑥白磷
2 2 2
A. ①③⑥ B. ①②④ C. ②④⑤ D. ③④⑤
2. 根据键能数据（H—Cl 431 kJ·mol－1，H—I 297 kJ·mol－1），可得出的结论是（ ）
A. 溶于水时，HI比HCl更容易电离，所以氢碘酸是强酸
B. HI比HCl熔、沸点高
C. HI比HCl稳定
D. 拆开等物质的量的HI和HCl，HI消耗的能量多
3. 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，其反应如下：
⃗催化剂
HCHO＋O CO＋HO。下列有关说法正确的是（ ）
2 2 2
A. 反应物和生成物都是非极性分子
B. 0. 5 mol HCHO含有1 mol σ键
C. HCHO、CO 分子中中心原子杂化类型相同
2
D. HCHO能溶解在HO中
2
4. 用短线“—”表示共用电子对，用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。
R分子的路易斯结构式可以表示为 。则以下叙述错误的是（ ）
A. R为三角锥形 B. R可以是BF
3
C. R是极性分子 D. 键角小于109°28′
5. 在化学中，常用一条短线表示一个化学键，如下图所示的物质结构中，虚线不表示化
学键或分子间作用力的是（ ）
6. 下列分子或离子中键角由大到小排列的是 （ ）
第8页+
①BCl ②NH ③HO ④PCl4 ⑤BeCl
3 3 2 2
A. ⑤④①②③ B. ⑤①④②③
C. ④①②⑤③ D. ③②④①⑤
7. 下列有机物分子中有3个手性碳原子的是（ ）
A. 乳酸 CH—CHOH—COOH
3
B. 甘油 CHOH—CHOH—CH OH
2 2
C. 脱氧核糖 CHOH—CHOH—CHOH—CH —CHO
2 2
D. 核糖 CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
2
8. 下列说法正确的是（ ）
A. CHCl 是三角锥形
3
B. AB 是V形，其A可能为sp2杂化
2
C. 二氧化硅为sp杂化，是非极性分子
+
D. NH4是平面四边形结构
二、非选择题
9. Ⅰ. 碳、氮元素及其化合物与生产、生活密切相关，回答下列问题。
（1）K[Fe（CN） ]晶体中Fe3＋与CN－之间的作用力为________，该化学键能够形成
3 6
的原因是____________。
（2）某有机物的结构简式为 。该有机物分子是________（填
“极性”或“非极性”）分子，该有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大
到小的顺序为________。
（3）乙二胺（HNCH CHNH ）分子中氮原子杂化类型为________，乙二胺和三甲胺
2 2 2 2
[N（CH）]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_____________。
3 3
（4）NCl 的立体构型为________，其中心原子的杂化轨道类型为________。
3
Ⅱ. 叠氮化合物是一类重要的化合物，其中氢叠氮酸（HN ）是一种弱酸，其分子结构
3
可表示为H—N===N≡N，肼（NH ）被亚硝酸氧化时便可得到氢叠氮酸（HN ），发生的
2 4 3
−
反应为NH ＋HNO===2H O＋HN 。HN 的酸性和醋酸相近，可微弱电离出H＋和N3 。试
2 4 2 2 3 3
回答下列问题：
（1）下列有关说法正确的是________（填序号）。
A. HN 中含有5个σ键
3
B. HN 中的三个氮原子均采用sp2杂化
3
C. HN 、HNO、HO、NH 都是极性分子
3 2 2 2 4
第9页D. 肼（NH）的沸点高达113. 5 ℃，说明肼分子间可形成氢键
2 4
（2）叠氮酸根能与许多金属离子等形成配合物，如[Co（N ）（NH ） ]SO ，在该配
3 3 5 4
2−
合物中钴显________价；根据价层电子对互斥理论判断SO4 的空间构型为________。
−
（3）与N3 互为等电子体的分子有________（写两种即可）。
第10页1.【答案】A
【解析】①NaOH是离子化合物，Na＋与OH－之间存在离子键，氧原子与氢原子之间
2−
存在共价键；②SiO 是共价化合物，只存在共价键；③NaO 是离子化合物，Na+与O2 间
2 2 2
存在离子键，氧原子与氧原子之间存在共价键；④金刚石是共价晶体，只存在共价键；
⑤NaCl是离子化合物，只存在离子键；⑥白磷存在P—P共价键，属于分子晶体，分子通
过范德华力结合，故选A。
2.【答案】A
【解析】对于共价键键能的概念要理解：①拆开1 mol共价键所需要吸收的能量或形
成1 mol共价键所释放的能量，都称键能；②键能越大，键越牢固，由该键形成的物质越
稳定。比较H—I键和H—Cl键的键能大小可知H—I键的键能小，易断裂，因此HI比HCl
稳定性弱，酸性强，但键能与由分子组成的物质的熔、沸点无关。
3. 【答案】D
【解析】A项，HCHO、HO都是极性分子，错误。B项，根据结构式 可知，
2
0. 5 mol HCHO含有1. 5 mol σ键，错误。C项，HCHO、CO 分子中中心原子分别采用
2
sp2、sp杂化，错误。D项，HCHO和HO都属于极性分子，HCHO能溶解在HO中，正确。
2 2
4. 【答案】B
【解析】在 中含有3个单键和1对孤电子对，价层电子对数为4，空间上为三角锥
形，故A正确；B原子最外层含有3个电子，BF 中B原子形成3个共价键，B原子没有孤
3
电子对，所以R不是BF ，故B错误；由极性键构成的分子，若结构对称，正、负电荷的
3
中心重合，则为非极性分子，R分子的结构不对称，R是极性分子，故C正确；三角锥形
分子的键角为107°，键角小于109°28′，故D正确。
5.【答案】C
【解析】A选项中的虚线表示石墨结构中层与层之间存在的范德华力。C选项中的实
线表示CCl 分子中实际存在的C—Cl共价键，虚线表示四个成键的氯原子相连时在空间形
4
成的正四面体。B、D两项中的虚线表示共价键。
6.【答案】B
【解析】根据价层电子对理互斥理论可知：BCl 价层电子对数为3，无孤电子对，所
3
以为平面三角形结构，键角为120°；NH 价层电子对数为4，有一个孤电子对，排斥力较
3
小，故为三角锥形结构，键角为107. 3°；HO价层电子对数为4，有2个孤电子对，排斥
2
+
力较大，故为V形结构，键角为104. 5°，PCl4价层电子对数为4，无孤电子对，故结构为
正四面体，键角为109°28′；BeCl 价层电子对数目为2，无孤电子对，故为直线形结构，键
2
第11页+
角为180°。所以键角的大小顺序为：BeCl >BCl >PCl4>NH>H O，所以B正确。
2 3 3 2
7.【答案】D
【解析】乳酸CH—CHOH—COOH中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子
3
团，故只有1个手性碳原子，A项错误；甘油CHOH—CHOH—CH OH中没有手性碳原子，
2 2
B项错误；脱氧核糖CHOH—CHOH—CHOH—CH —CHO中次甲基上的碳原子连有四个
2 2
不同的原子或原子团，故含有2个手性碳原子，C项错误；核糖CHOH—CHOH—CHOH
2
—CHOH—CHO中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故有3个手性碳原子，
D项正确。
8.【答案】B
【解析】CHCl 分子中C原子没有孤电子对，是四面体，A错误；AB 分子中A原子
3 2
如果以sp2或sp3杂化均是V形，B正确；二氧化硅中硅以sp3杂化，且是共价晶体，无分子，
+
C错误；NH4是正四面体结构，D错误。
9.【答案】（Ⅰ.（1）配位键 Fe3＋提供空轨道，CN－提供孤对电子，形成配位键
（2）极性 O＞N＞C （3）sp3 乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢
键 （4）三角锥形 sp3
Ⅱ. （1）CD （2）＋3 正四面体形 （3）CO、CS（其他合理答案也可）
2 2
第12页
