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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点32 分子的空间构型、σ 键与π 键、大π 键、配合物、超分子
知识精讲
一.共价键的分类:σ 键、π 键
二.大π 键
三.配位键和配合物
四.超分子
五.价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)
六.杂化轨道理论
七.键角大小的判断方法
课后精练
选择题:
20
题
非选择题:
5
题
建议时长:
60
分钟
实际时长: 分钟
一.共价键的分类:σ 键、π 键
(1)σ 键与π 键的判断
①由轨道重叠方式判断
a.“头碰头”重叠为σ 键,σ 键的特征:电子云为轴对称,即是以形成化学键的两个原子核的连线为
轴作旋转操作,σ 键电子云的图形不变。利用电子云描述σ 键的形成过程:
ss σ 键:两个成键原子均提供s 轨道形成的
共价键。
sp σ 键:两个成键原子分别提供s 轨道和p
轨道形成的共价键。
1
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pp σ 键:两个成键原子均提供p 轨道形成的
共价键。
b.“肩并肩”重叠为π 键,π 键的特征:π 键电子云为镜像对称,即每个π 键的电子云由两块组成,
分别位于由两个原子核构成的平面的两侧;π 键重叠程度较小,不稳定,容易断裂;若原子半径大,原子
间形成的σ 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。p 轨道和p 轨道形成π
键的过程如图所示:
②由物质的结构式判断:通过物质的结构式,可以快速有效地判断键的种类及数目:
共价单键是σ 键;
共价双键中含有个σ 键,个π 键;
共价三键中含有个σ 键,个π 键。
③由成键轨道类型判断:s 轨道形成的共价键全部是σ 键;杂化轨道形成的共价键全部为σ 键。
④依据强度判断: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。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。
二.大π 键
1.大π 键的简介
简介
大π 键一般是三个或更多个原子间形成的,是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形
成的π 键。
形成条件
(1)所有参与形成离域π 键的原子在同一平面上,因此中心原子采取sp2杂化或sp 杂化;
(2)参与形成离域π 键的原子都必须提供一个或两个相互平行的p 轨道;
(3)形成离域π 键的p 轨道上的电子总数小于p 轨道数的2 倍;
表达式
,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,n≤2m
一般判断
对于多电子的粒子,若中心原子的杂化方式不是sp3杂化,中心原子与配位原子可能形成
2
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大π 键。
2.
中m 和n 的计算方法
(1)ABn 型的分子或离子
①m 为原子个数:一般粒子有几个原子,就是几个p 轨道,如:SO2有3 个原子形成π 键,则m=3。
②n 值的计算
a.分析出参与形成离域π 键的每个原子形成几个σ 键。
b.形成σ 键后,若只有一个成单电子,则该电子参与形成大π 键,若没有成单电子,则最多有一对
孤对电子参与形成大π 键。
物质
分析方法
大π 键
SO2
S、O 原子的电子式分别为:S 、O ,中心原子S 采取sp2杂化,形成2
个σ 键,还有4 个电子即2 对孤对电子,S 原子最多提供1 对孤对电子形
成大π 键,O 原子形成1 个σ 键后,还有5 个电子,有1 个单电子,则两
个O 原子的单电子参与形成大π 键,故n=2+2×1=4,因此SO2大π 键为
。
O3
O 原子的电子式分别为:O ,中心原子O 采取sp2杂化,形成2 个σ 键,
还有4 个电子即2 对孤对电子,中心O 原子最多提供1 对孤对电子形成大
π 键,配位O 原子形成1 个σ 键后,还有5 个电子,有1 个单电子,则两
个O 原子的单电子参与形成大π 键,故n=2+2×1=4,因此O3大π 键为
。
NO
N、O 原子的电子式分别为:N 、O ,中心原子N 采取sp2杂化,形成
2 个σ 键,还有3 个电子则有1 个单电子,中心N 原子最多提供1 个单电
子形成大π 键,配位O 原子形成1 个σ 键后,还有5 个电子,有1 个单电
子,则两个O 原子的单电子参与形成大π 键,由于带一个单位的负电
荷,也要参与形成大π 键,故n=1+1+2×1=4,因此NO 大π 键为
。
规律
** 错误的表达式 **若微粒互为等电子体,则大π 键是相同的;** 错误的表达式 **
若为离子,n 的数值遵循“阴加阳减”
CO2
C、O 原子的电子式分别为:C 、O ,中心原子C 采取sp 杂化,形成2
个σ 键,还有2 个电子即1 对孤对电子,中心C 原子最多提供1 对孤对电
子形成大π 键,O 原子形成1 个σ 键后,还有5 个电子,有1 个单电子,
则两个O 原子的单电子参与形成大π 键,由于带一个单位的负电荷,也
3
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要参与形成大π 键,故n=2+2×1=4,因此CO2大π 键为
。
同理
SCN—、NO2
+、N3
-互为等电子体,则大π 键是相同的,大π 键为
CO
C、O 原子的电子式分别为:C 、O ,中心原子C 采取sp2杂化,形成3
个σ 键,还有1 个单电子,中心C 原子最多提供1 个单电子形成大π 键,
O 原子形成1 个σ 键后,还有5 个电子,有1 个单电子,则3 个O 原子的
单电子参与形成大π 键,由于带2 个单位的负电荷,也要参与形成大π
键,故n=1+2+3×1=6,因此CO 大π 键为
。
同理
NO3
—、SO3互为等电子体,则大π 键是相同的,大π 键为
(2)多个中心原子(AmBn)型的分子或离子
①m 为原子个数:一般粒子有几个原子,就是几个p 轨道,如:SO2有3 个原子形成π 键,则m=3
②n 值的计算
a.分析出参与形成离域π 键的每个原子形成几个σ 键。
b.形成σ 键后,若只有一个成单电子,则该电子参与形成大π 键,若没有成单电子,则最多有一对
孤对电子参与形成大π 键。
物质
分析方法
大π 键
C 原子的电子式为:C ,每个C 原子采取sp2杂化,形成3 个σ
键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π 键,因此
其大π 键为
N
C、N 原子的电子式为:C 、N ,C 原子都采取sp2杂化,形
成3 个σ 键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π
键,N 原子形成2 个σ 键,还有3 个电子,有一个成单电子参与
形成大π 键,所以n=5×1+1=6,因此其大π 键为
HN
C、N 原子的电子式为:C 、N ,C 原子都采取sp2杂化,形
成3 个σ 键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π
键,N 原子形成3 个σ 键,还有1 对孤对电子,这对孤对电子一
定参与形成大π 键,所以n=4×1+2=6,因此其大π 键为
N
HN
1
2
C、N 原子的电子式为:C 、N ,C 原子都采取sp2杂化,形
成3 个σ 键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π
键,1 号N 原子形成3 个σ 键,还有1 对孤对电子,这对孤对电
4
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子一定参与形成大π 键,2 号N 原子形成2 个σ 键,还有3 个电
子,则有一个成单电子参与形成大π 键,所以n=3×1+2+1=6,
因此其大π 键为
O
C、O 原子的电子式为:C 、O ,C 原子都采取sp2杂化,形
成3 个σ 键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π
键,O 原子形成2 个σ 键,还有4 个电子即2 对孤对电子,O 原
子最多提供1 对孤对电子形成大π 键,所以n=4×1+2=6,因此其
大π 键为
S
C、S 原子的电子式为:C 、S ,C 原子都采取sp2杂化,形成
3 个σ 键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π
键,S 原子形成2 个σ 键,还有4 个电子即2 对孤对电子,S 原
子最多提供1 对孤对电子形成大π 键,所以n=4×1+2=6,因此其
大π 键为
Se
C、Se 原子的电子式为:C 、Se ,C 原子都采取sp2杂化,形
成3 个σ 键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π
键,Se 原子形成2 个σ 键,还有4 个电子即2 对孤对电子,Se
原子最多提供1 对孤对电子形成大π 键,所以n=4×1+2=6,因此
其大π 键为
CH2
CH
CH
CH2
C 原子的电子式为:C ,C 原子都采取sp2杂化,形成3 个σ
键,每C 原子有1 个成单电子,该单电子参与形成大π 键,所以
n=4×1=4,因此其大π 键为
三.配位键和配合物
1.配位键
(1)概念:由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键,即
“电子对给予—接受”键,是一类特殊的共价键。
①成键原子一方能提供孤电子对,如:分子有NH3、H2O、CO 等;离子有Cl-、OH-、CN-、SCN-
等。
②成键原子另一方能提供空轨道,如:H+、Al3+、B 及过渡金属的原子或离子。
(2)表示方法:配位键可以用A→B 来表示,其中A 是提供孤电子对的原子,B 是接受孤电子对的原子。
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例如:
中铜离子与水分子之间的化学键是由H2O 提供孤电子对给予Cu2+形
成的。
(3)配位键与共价键的关系
①形成过程不同:配位键实质上是一种特殊的共价键,在配位键中一方提供孤电子对,另一方提供空
轨道;普通共价键的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。
②配位键与普通共价键实质是相同的:它们都被成键原子双方共用。如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同普通共价键一样,配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子之中(如NH)。
2.配位化合物
(1)概念:通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键
结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,如:[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH。配位化合物多数能
溶解、能电离、有颜色。
(2)配合物的组成:如[Cu(NH3)4]SO4
a.配体(配位体):含有孤电子对的分子或离子,如NH3、H2O、CO、F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、
CN-、OH-等。当配体中有两原子有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如CO 作配体时C 为配位
原子。
b.配位原子:配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如H2O 中的O 原子,NH3中的N 原子。
c.中心离子(或原子):一般是金属离子,特别是过渡金属离子,中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、
Zn2+、Ag+等。
d.配位数:直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目,中心原子(或离子)
的配位数一般为2、4、6、8 等。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2,[Fe(CN)6]4-中
配位数为6。
e.配离子:由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子,如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
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f.配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,
如
2Cl -,而内界微粒很难电离,因此,配合物
[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl-不能被Ag+沉淀,只有外界的Cl-才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
(3)配合物中化学键的类型及共价键数目的判断
若配体为单核离子如Cl-等,可以不予计入,若为分子,需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的
个数,此外,还要加上中心原子与配体形成的配位键,这也是σ 键。如:[Cu(NH3)4]SO4化学键的类型:离
子键、共价键、配位键,共价键数(σ 键)为3×4+4+4=20
(4)典型配合物
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
Al3+
配体
NH3
CN-
NH3
F-
配位原子
N
C
N
F
配位数(n)
4
6
2
6
外界
SO
K+
OH-
Na+
(5)其他特殊配合物
多齿配位
配体有多个配位原子,与中心原子形成螯合物,如:铜离子与乙二胺形成配离
子
金属羰基
配合物
是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物,如:四羰基镍[Ni(CO)4]
3.配合物的生成实验探究
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配合物形成时性质的改变:
①溶解度的改变:一些难溶于水的金属化合物形成配合物后,易溶解,如Cu(OH)2→[Cu(NH3)4]2+、
AgCl→[Ag(NH3)2]+:
CuSO4溶液―――→Cu(OH)2(蓝色沉淀)―――→[Cu(NH3)4]2+(深蓝色),其反应的离子方程式为:
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,
Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-。
NaCl 溶液―――→AgCl(白色沉淀)――→[Ag(NH3)2]+,反应的离子方程式为
Cl-+Ag+===AgCl↓,
AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
②颜色的改变:当简单离子形成配合物时颜色会发生改变,如Fe(SCN)3的形成,利用此性质可检验铁
离子的存在。
FeCl3溶液―――→Fe(SCN)3(血红色),KSCN 溶液检验Fe3+。
③稳定性改变:形成配合物后,物质的稳定性增强。
4.配合物的种类与应用
配合物种类繁多,如叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物。如叶绿素中Mg2+为中心离子,大环有
机化合物作配体,配位原子为N。配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域应用广泛。
四.超分子
(1)定义:由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,这里的分子也包含离子。
(2)特点:超分子这种分子聚集体,有的是有限的,有的是无限伸展的。
(3)超分子内分子间的作用力:超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水
作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。
(3)应用
①分离C60和C70
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②冠醚识别碱金属离子:冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。
(4)特征:超分子的两特征分别为分子识别和自组装。
五.价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)
1.价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)的理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时,电子对之间的夹角越大,排斥力最小,体系的能量最低,分
子尽可能采取对称的空间构型。
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。价层电子对排斥力度比较:
孤电子对间>孤电子对与成键电子>成键电子间
2.用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构
(1)中心原子价层电子对数的计算
【方法1】
式中a 为中心原子的价电子数,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(H 为1,其他原子为“8-该原子的价电子数”),对于阳离子来说a 为中心原子的价电子数减
去离子的电荷数,对于阴离子来说a 为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。
如SO 的中心原子为S,a=6+2=8,b=2,x=4,中心原子上的孤电子对数=×(8-4×2)=0,价层
电子对数为4。
【方法2】
中心原子的价层电子对数
中心原子的价电子数
配位原子的化合价的总和
+
2
①配位原子是指中心原子以外的其它原子,即:与中心原子结合的原子;
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②若是离子,则应加上或减去与离子所带的电荷数,即:阴加阳减;
③氧、硫原子若为配位原子,则其化合价规定为"零”,若为中心原子,则价电子数为6;
分子或离子
中心原
子
价层电子对数
σ 键电子
对
中心原子上的孤电子对数
CO2
C
2
0
BF3
B
3
0
NH4
+
N
4
0
CO
C
3
0
SF6
S
6
0
(2)价层电子对互斥(VSEPR)模型与分子空间结构的关系
由
电子的排列方式
VSEPR 模型
分子或离子的空间结
构
价层电子对数
σ 键电子对数
孤电子对数
VSEPR 模型名称
分子空间结构名称
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO2
3
3
0
平面三角形
平面三角形
BF3
2
1
V 形
SO2
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V 形
H2O
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5
5
0
三角双锥
三角双锥
PCl5
2
3
三角双锥
V 形
XeF2
6
6
0
正八面体
正八面体
SF6
价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)与分子的空间结构的区别:
价层电子对互斥模型指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,两者的结构一致。
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的结构不一致。
如中心原子采取sp3杂化的分子,其价层电子对互斥模型为四面体形,其分子结构可以为四面体形(如
CH4),也可以为三角锥形(如NH3),也可以为V 形(如H2O)。
六.杂化轨道理论
1.理论要点
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。
杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。杂化轨道只能用来形成σ 键和用来容纳未参
与成键的孤电子对,不能形成π 键。
2.杂化轨道的类型
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①sp 杂化:sp 杂化轨道是由1 个ns 轨道和1 个np 轨道杂化而成的,每个sp 杂化轨道含有s 和p 的成
分,sp 杂化轨道间的夹角为180°,呈直线形。如,BeCl2
②sp2杂化:sp2杂化轨道是由1 个ns 轨道和2 个np 轨道杂化而成的,每个sp2杂化轨道含有s 和p 成
分,sp2杂化轨道间的夹角都是120°,呈平面三角形。如,BF3
③sp3杂化:sp3杂化轨道是由1 个ns 轨道和3 个np 轨道杂化而成,每个sp3杂化轨道都含有s 和p 的成
分,sp3杂化轨道间的夹角为109°28′,空间结构为正四面体形。如,CH4、CF4、CCl4
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【微点拨】①sp2杂化后,未参与杂化的一个np 轨道可以用于形成π 键,如:乙烯分子中的C==C 键的形
成;
②sp 杂化后,未参与杂化的两个np 轨道可以用于形成π 键,如:乙炔分子中的C≡C 键的形
成;
3.判断中心原子杂化轨道类型的方法
杂化轨道只能用于形成σ 键或者用来容纳未参与成键的孤电子对,而两个原子之间只能形成一个σ
键,故有下列关系:杂化轨道数目=价层电子对数目=σ 键电子对数目+中心原子的孤电子对数目,再由
杂化轨道数目确定杂化类型。
(1)根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断:
杂化轨道数==价层电子对数==σ 键电子对数+孤电子对数
杂化类型
价层电子对数
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
分子空间结构名称
实例
sp
2
2
180°
直线形
BeCl2
sp2
3
3
120°
平面三角形
BF3
sp3
4
4
109°28′
四面体形
CH4
sp3d
5
5
120°,90°
三角双锥
PCl5
sp3d2
6
6
180°,90°
正八面体
SF6
(2)有多个中心原子时,则根据:“杂化轨道数==价层电子对数==σ 键电子对数+孤电子对数”来判
断。
如:三聚氰胺分子的结构简式如图所示,分析氮原子、碳原子的杂化类型
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杂化类
型
价层电子
对数
σ 键电子
对数
孤电子对
数
孤电子对数确定方法
** 错误的
表达式 **
号氮原子
sp3
4
3
1
氮原子最外层有5 个电子,形成了3
对共用电子对,则有一对孤对电子
** 错误的
表达式 **
号氮原子
sp2
3
2
1
** 错误的
表达式 **
号碳原子
sp2
3
3
0
碳原子最外层4 个电子,形成了4 对
共用电子对,所以碳上无孤对电子
(3)根据σ 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)
①含C 有机物:2 个σ 键—sp,3 个σ 键—sp2,4 个σ 键—sp3。
②含N 化合物:2 个σ 键—sp2,3 个σ 键—sp3。
③含O(S)化合物:2 个σ 键—sp3。
(4)根据键角判断
若键角为109°28′,则分子的中心原子发生sp3杂化;
若键角为120°,则分子的中心原子发生sp2杂化;
若键角为180°,则分子的中心原子发生sp 杂化。
(5)根据分子的空间结构判断
①若分子的空间结构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若分子的空间结构呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。
③若分子的空间结构呈直线形,则分子的中心原子发生sp 杂化。
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七.键角大小的判断方法
1.孤电子对对键角影响的理论解释
(1)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律
孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。
随着孤电子对数目的增多,成键电子对与成键电子对之间的斥力减小,键角也减小,如:CH4、NH3
和H2O 分子中的键角依次减小。
(2)由于孤电子对有较大斥力,含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR 模型的预测值。
(3)中心原子上有孤电子对(价电子中未参加形成共价键的电子对),会占据中心原子周围空间,与成键电
子互相排斥,使分子的空间结构发生变化,键角也相应变化。如:
H
①
2O 的VSEPR 构型为四面体形,中心原子价层电子和对中心原子构成的夹角是109°28′,但氧原子
上的两对孤电子对,且孤电子对对成键电子对的排斥力较大,会使两个成键电子相互靠拢,键角会变小,
从而使键角小于109°28′,变成105°;
NH
②
3分子中氮原子上有一对孤电子对,且孤电子对对成键电子对的排斥力较大,会使成键电子相互
靠拢,键角会变小,NH3化学键键角会小于109°28′,变成107°。H2O 和H2S 的VSEPR 构型为四面体形,
有两个成键电子对和孤电子对。氧的半径比硫要小,氧的孤电子对对成键电子排斥力力度更大,所以H2O
的键角会比H2S 要大。
2.中心原子的杂化方式不同且中心原子无孤对电子——看中心原子杂化方式:
sp(1800)>sp2(1200)>sp3(109028')
分子
CO2、CS2
BF3、SO3
CH4、NH4
+
杂化方式
sp
sp2
sp3
分子构型
直线型
平面三角形
正四面体
键角
1800
1200
109028'
3.中心原子杂化方式相同且中心原子有孤对电子——看中心原子的孤电子对数
排斥力大小顺序:孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对,中心原
子孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小
分子
CH4
NH3
H2O
杂化方式
sp3
sp3
sp3
孤电子对数
0
1
2
15
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键角
109028'
107018'
104030'
分子构型
正四面体
三角锥形
V 形
4.中心原子不同,配位原子及中心原子孤电子对数相同且结构相似——看中心原子的电负性:中心原子
的电负性越大,成键电子对越靠近中心原子,成键电子对排斥力增大,键角增大。
键角:NH3>PH3>AsH3;H2O>H2S>H2Se
5.中心原子及孤电子对数相同,配位原子不同且结构相似——看配位原子的电负性:配位原子电负性越
大,成键电子对越偏离中心原子,成键电子对排斥力减小,键角越小。
键角:NF3<NCl3<NBr3;NF3<NH3;OF2<H2O
6.单键、双键、三键的影响
三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序:三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单
键—单键。
C
C
H
H
H
H
j
k
乙烯分子中键角** 错误的表达式 **(121.3°)
>键角** 错误的表达式 **(117.4°)
原因是斥力大小:双键—单键>单键—单键
7.配体体积对键角的影响:配体体积越大,电子云占据空间增大,对成键电子斥力增强,导致键角减
小。
键角:NH3>NH2OH>NH2(CH3)
1.下列有关物质结构与性质说法错误的是
A.
离子的空间结构是平面正方形
B.
是非极性分子
C.手性分子一定含有手性碳原子
D.
中S 原子采取
杂化
2.在合成氨工业中,原料气(
、
及少量CO、
的混合气)进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的
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是除去其中的CO,原理为:
,
下列说法正确的是
A.
中的化学键为配位键、极性键和氢键
B.1 mol
中含有6 mol σ 键
C.
中的配位原子是N 和O
D.升高温度或降低压强均有利于铜氨溶液再生
3.下列粒子的VSEPR 模型为四面体、且其空间结构为V 形的是
A.
B.
C.
D.
4.意大利化学家阿伏加德罗的重大贡献是建立分子学说,下列说法不正确的是
A.18 个碳原子构成的碳环分子的结构如图甲所示,该物质也是碳的一种同素异形体
B.
的结构如图乙,可看作
分子中H 原子被硝基取代,
是极性分子
C.白磷
晶胞如图丙所示,白磷晶体中1 个
分子周围有8 个紧邻的
分子
D.图丁中,环戊二烯中的碳原子的杂化方式有
和
,环戊二烯负离子和亚铁离子形成的二茂铁中
无离子键
5.某盐由四种短周期非金属元素(X、Y、Z、W,原子序数依次增大)和金属元素R 组成,5 角硬币为R 金
属芯镀锌,X 元素是所有主族元素中原子半径最小的,W、Z 同主族,Z 原子的最外层电子数是电子层数
的3 倍,Y 的简单氢化物常用作制冷剂。下列说法错误的是
A.R 的氢氧化物溶于Y 的氢化物的水溶液
B.在
离子中Y 提供孤对电子
C.热稳定性:
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D.原子半径按X、Y、Z、W 的顺序依次增大
6.工业上制备硫酸的流程:
,设
为阿伏加德
罗常数,下列有关说法正确的是
A.
中
未成对电子数目为6
B.
的中心原子弧对电子数为1,其VSEPR 模型为V 型
C.标准状况下,22.4L
中含有氧原子数目为3
D.10℃,1LpH=1
溶液中,含有的
数目为0.1
7.下列化学用语或表述错误的是
A.
的晶体类型:分子晶体
B.1 个干冰(固态二氧化碳)晶胞中
分子存在4 种空间取向
C.
的VSEPR 模型:平面三角形
D.标准状况下,11.2L 的NO 中电子总数为
8.氨气和
能发生如下反应:
,下列说法正确的是
A.键角:
B.反应前后B 原子杂化轨道类型不同
C.
为离子化合物
D.
可与水形成氢键,表示为
9.某笼形络合物
晶胞结构中,镍离子与
连接形成平面层,两个平面层
通过
分子连接,所有N 原子均参与形成配位键,苯分子填充于空隙正中心,其晶胞结构如图(H 原子
未画出)。下列说法错误的是
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A.基态Ni 原子核外有28 种不同空间运动状态的电子
B.N 的杂化方式为sp、
C.电负性:N>C>H
D.可用X 射线衍射法测定该晶体结构
10.利用
粒子轰击不同原子,可获得核素
和
的过程为
;
。下列说法错误的是
A.基态原子第一电离能:M>Z
B.
可用于测定文物年代
C.原子半径:M<Z
D.
与
互为等电子体
11.联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,
其中一种反应机理如图所示。
下列说法正确的是
A.N2H4中N 的杂化类型为sp2
B.
中配位原子是H
C.基态原子核外未成对电子数:N>O
D.第一电离能:
12.
是一种消毒剂,可用反应
制备。下列说法正确的是
A.
的VSEPR 模型:
B.
中
键的示意图:
C.
是非极性分子
D.
的电子式:
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13.醛生成亚胺的反应机理如图,R 代表烃基。下列说法错误的是
A.反应历程中,极性键、非极性键均涉及断裂和形成
B.反应历程中,N 原子的杂化方式有2 种
C.反应历程中,氧原子始终保持8 电子稳定结构
D.苯甲醛与羟胺(
)反应的产物存在顺反异构
14.下列说法正确的是
A.图甲用
(杯酚)识别
和
,操作①②为过滤,操作③为蒸馏
B.图乙装置可用于收集
并验满
C.图丙装置可用于干燥
D.图丁装置可用于探究铁的析氢腐蚀
15.超导材料在强电应用领域的用途极其广泛。我国科学家发现了一系列超导材料,如由Fe、Sm、As、
F、O 组成的铁系超导材料,由La、Ni、O 组成的镍基超导体等。下列说法正确的是
A.基态Ni 原子的简化电子排布式为
B.
分子中O 与F 之间存在的是离子键
C.
分子中
键角小于
分子中
键角
D.配合物
可作催化剂,其配体CO 是由极性键构成的非极性分子
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16.NH3可用于生产铵盐、硝酸等。液氨中
和
的性质类似于水中的
和OH-;NH3中的一个H
被-NH2取代形成N2H4,N2H4中的两个H 被-CH3取代形成
。下列说法正确的是
A.电负性:H<O<N
B.键角:
C.
存在顺反异构
D. N2H4和
都可做配体
17.很多络离子的颜色是因为发生了价层电子的d-d 跃迁导致的。配体使原来能量相同的d 轨道发生分
裂,有的d 轨道能量升高,有的d 轨道能量降低,价层电子的d 轨道上的电子可以在不同能量的d 轨道之
间跃迁,吸收一定波长的光而表现出特定颜色。下列络合离子可能有颜色的是
A.
B.
C.
D.
18.下列说法正确的是
A.浓硫酸具有强氧化性,可用于与
反应制HF
B.熔点:碳化硅>金刚石,C-Si 键能大于C-C 键能
C.
中,
提供空轨道,
提供孤对电子
D.乙醇易溶于水,可用于消毒杀菌
19.设
为阿伏加德罗常数的值。四乙基铅[
,熔点为
]可用作汽油抗爆震剂,制备原理
为
。下列说法错误的是
A.
含有的价电子数目为
B.
中所含共价键的数目为
C.
中
杂化的原子数目为
D.每消耗
,反应转移的电子数目为
20.
是一种重要的化工产品,实验室可利用
制取该配合物:
。已知
的空间结构如图,其中1~6
处的小圆圈表示
分子,各相邻的
分子间的距离相等,中心离子
位于八面体的中心,
分
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子到中心离子的距离相等(图中虚线长度相等),下列说法正确的是
A.
为非极性分子
B.
中键角
小于
中键角
C.1 mol
含有
键的数目为18
D.若
中两个
被
替代,得到的
有2 种结构
21.钴(Co)是人体必需的微量元素,含钴化合物在机械制造、磁性材料等领域具有广泛的应用,是一种重
要的战略金属。回答下列问题:
(1)下列状态的Co 微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A.
B.
C.
D.
(2)Co 与Ca 位于同一周期,且最外层电子数相等,但单质Co 的熔点、沸点均比单质Ca 高,原因是
。
(3)Co 配合物
为紫红色固体,1mol
中含有的
键数目为 ,
分子
与
形成配合物后H-N-H 键角 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)Co 配合物
中配位体
的空间构型为 。中国化学家首次成功制得含全氮阴
离子(
)的金属盐
,这是一种配合物分子,
的结构式如图所示。该
金属盐中不存在的微粒间作用力有 (填标号)。
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a.
键b.
键c.离子键d.氢键e.金属键f.范德华力
(5)化学家发现了具有超导性的
晶体,其层状结构如图所示。下列用粗线画出的重复结构单元示意图
不能描述其化学组成的是_______(填标号)。
A.
B.
C.
D.
22.2022 年春晚中舞蹈诗剧《只此青绿》生动还原了北宋名画《千里江山图》,《千里江山图》之所以色
彩艳丽,璀璨夺目,与所使用矿物颜料有关,请回答下列问题:
(1)石青,又名蓝矿石,化学式为
。基态
原子的价电子排布式为 ;原子中电子
有两种相反的自旋状态,分别用
和
表示,称为电子的自旋磁量子数,则
中电子自旋磁量子数
的代数和为 。
(2)亚铁氰化钾,呈黄色结晶性粉末,化学式为
。
中配体
的配位原子是
(填元素符号);
中
原子的杂化方式 ;
中含
键为
。
(3)
呈黑色或灰黑色,已知:晶胞中
的位置如图1 所示,
位于
所构成的四面体中心,晶胞的
侧视图如图2 所示。
填充了晶胞中四面体空隙的百分率是 ,
配位数为 ;已知图1 中
原子的坐标参数为
,则与
原子距离最近的
的坐标参数为 ;若晶胞边长为
,则该晶体的密度为
(用代数式表示,设
为阿伏加德罗常数的值)。
23.金属镁、铝可用于制造轻质合金、精密仪器等,
26Mg 是
26Al 衰变的产物,可用于地质年代的研究。回
答下列问题:
(1)若将基态镁原子最高能级的电子排布图表示为
,则它违背的电子排布规律是 、 ;基
态铝原子核外电子所处最高能级轨道的形状为 。
(2)EDTA 与硬水中的Ca2+、Mg2+结合,使Ca2+、Mg2+浓度降低,避免结成锅炉水垢,Mg2EDTA 的结构简式
23
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为
。
Mg
①
2EDTA 中组成元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
Mg
②
2EDTA 分子内的原子中属于sp3杂化的是 (用元素符号表示)。
(3)镁与铍均属于碱土金属元素,氯化铍在1000℃时,完全离解为BeCl2单体,BeCl2单体的空间构型为
。
(4)在熔融条件下,铝的氧化物导电,氯化物不导电,则铝的氧化物为 晶体;一定条件下,铝的氯
化物为二聚体,二聚体中所含的化学键为 (填标号)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键
(5)由Mg、Al、O 构成的透明陶瓷立方晶胞结构信息如图所示:
①该透明陶瓷的化学式为 。
②已知两个最近的Mg 原子之间的距离为anm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该透明陶瓷立方晶胞的密
度为 g·cm−3(用含a、NA的代数式表示)。
24.火药是我国古代四大发明之一、黑火药爆炸时发生反应:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,CuSO4能与
K2S 反应生成CuS 沉淀。回答下列问题:
(1)基态Cu 原子价电子排布图为 ,基态S 原子核外电子空间运动状态有 种。
(2)C、N、O 的电负性从大到小的顺序为 ,(CN)2分子中σ 键与π 键的个数比为 。
24
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(3)KNO3中N 原子的杂化方式为 ,与
互为等电子体的其中一种阴离子的化学式为
。
(4)C3N4晶体和金刚石结构类似,且金刚石的熔点比C3N4低,分析其原因: 。
(5)已知含铜矿石一锌黄锡矿(K 型)是制备薄膜太阳能电池的重要原料,其晶胞结构如图所示(晶胞参数
α=β=γ= 90°)。该晶体的化学式为 , 晶体密度ρ= g·cm-3)(用含有NA的代数式表
示)。
25.过渡元素中,Ti 被誉为“未来金属”,其具有稳定的化学性质。回答下列问题:
(1)基态 Ti 原子的价电子轨道表达式为 。
(2)基态 Ti 原子中,最高能层电子的电子云轮廓图的形状为 ,与 Ti 同周期的所有过渡元素的基态
原子中,最外层电子数与钛不同的元素有 种。
(3)过渡元素可形成许多羰基配合物,即 CO 作为配体形成的配合物。
CO
①
的等电子体有
、
、 任写一个等
CO
②
作配体时,配位原子是 C 而不是 O,其原因是 。
(4)
是氧化法制取钛的中间产物。
分子结构与
相同,二者在常温下都是液体。
分
子的空间构型是 ;
的稳定性比
差,极易水解,试从结构的角度分析其原因:
。
(5)金红石
是含钛的主要矿物之一,具有典型的四方晶系结构,其晶胞结构晶胞中相同位置的原子
结构如图所示:
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4 个微粒A、B、C、D 中,属于氧原子的是 。
②若A、B、C 原子的坐标分别为 、、,则D 原子的坐标为;若晶胞底面边长为 x,则钛氧键的键长
。(用代数式表示)。
26