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疑难杂症5 键角大小的判断
一、夯实基础知识
1.概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角，例如：
在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角影响着共价分子
的空间结构。
2.键角大小由什么决定：
中心原子的价层电子对互斥理论认为，分子的空间结构是中心原子的价层电子对互斥
的结果。
（1）价层电子对=成键的σ 键电子对+孤电子对（不包括π 键）
（2）价层电子对互相排斥，决定键角的大小和分子的空间结构。
二、常见的键角大小
1.没有孤电子对时
（1）像CO2, HC≡CH, CS2, HCN, BeCl2等，中心原子含有2 个σ 键电子对（π 键
不算），没有孤电子对，分子空间结构呈直线形，呈sp 杂化，键角：180°：
（2）像SO3,BF3,NO3
-,CO3
2-,苯分子等，中心原子有3 个价层电子对，没有孤电子对，
属于sp2杂化，分子结构呈平面型，键角：120°
（3）像CH4,CCl4,SiF4,SO4
2-，PO4
3-等，有4 个σ 键组成4 个价层电子对，空间结构呈正
四面体形，呈sp3杂化，键角：109°28′：
2.有孤电子对时
（1）sp3杂化，有1 个孤电子对时，由于孤电子对的排斥力比较大，键角被压缩，小
于109°28’；变为107°左右；有2 个孤电子对时，排斥力对成键的电子对排斥力更大，变为
105°左右
CH4:109°28′ NH3：107° H2O：105°
(2)sp2杂化，有1 个孤电子对时，由于孤电子对的排斥力比较大，键角被压缩，小于
120°，如：
3.常见典型的键角
分子的空间结构
杂化方式
键角
实例
直线形
sp 杂化
180°
CO2、CS2、CH≡CH
平面形
sp2杂化
120°
苯、乙烯、BF3等
正四面体形
sp3杂化
109°28′
CH4、CCl4
三角锥形
sp3杂化
107°
NH3
V 形(角形)
sp3杂化
105°
H2O
三、影响键角大小的因素规律
【规律1】键角大小与分子构型的关系：
直线形＞＞平面三角形>正四面体形＞三角锥形＞V 形
180°>120°>109°28′>107°> 105°
【规律2】均为sp3杂化时，键角大小与孤电子对数的关系：
无孤电子对>一个孤电子对>两个孤电子对
【规律3】分子中重键的存在和孤电子对的存在，由于它们的负电荷集中，将排斥其余的
成对电子对，使得相关的键角变小。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
【规律4】配体相同，中心原子电负性越大，成键电子对距离中心越近，于是成键电子对
相互排斥距离小，排斥力大，键角变大，以达到平衡。如NH3的键角大于SbH3的键角。
【规律5】中心相同，配体电负性越大，成键电子对距离中心越远，成键电子对相聚较
远，排斥性小，键角缴械奥，如PF3的键角小于PBr3.
【规律6】 分子有孤电子对时，键角较小；该分子形成配位键时，排斥力变小，键角增
大。
1、白磷和甲烷均为正四面体结构
它们的键角是否相同，为什么？
2、氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则a、b、c 的大小关系为(
)
A．a<b<c B．c<b<a C．b<c<a D．b<a<c
3、Si 与C 元素位于同一主族，SiO2键角小于CO2的原因是
______________________________
4、NH3分子中H—N—H 键角为107°，判断[Zn(NH3)6]2＋离子中H—N—H 键角________(填
“大于”“小于”或“等于”)107°。
5、两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小
于NH3的原因
___________________________________________________________________。
6、光气中C 原子采取sp2杂化，理论上应该为120°键角；但实际上形成的两种键角分别为
124.1°、111.8°，试加以解释____________________________________________.
7、NF3的键角小于NH3的键角，理由是：
8、比较键角大小：气态SeO3分子_______SeO3
2-离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。
9、比较SO4
2-和H2O 分子中的键角大小并给出相应解释：___________。
10、NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为_____________。
11、SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。键角∠FSF 都
等于90°（ ）
12、NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大（ ）
13、NH3分子中∠HNH 为109º28ˊ （ ）
14、NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为_____________。
答案及解析
1、【答】不同，白磷分子的键角是指P—P 之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C
—H 的夹角，为109°28′。
2、【答案】 D
【解析】 甲烷分子中含有4 个成键电子对，NH3分子中含有1 个孤电子对，3 个成键
电子对；H2O 分子中含有2 个孤电子对，2 个成键电子对。由于排斥力：孤-孤>孤-成>成-
成，所以孤电子对的存在会压缩键角，孤电子对增加，键角减小。甲烷是正四面体形分
子，键角为109°28′，氨分子是三角锥形分子，键角为107°，水分子是V 形分子，键角为
105°，若氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则b<a<c。
3、【解析】SiO2中心Si 原子采用SP3杂化，键角109°28'；CO2中心C 原子采用sp 杂化，
键角为180°
4、【解析】【解析】NH3 分子中有1 对孤电子对，排斥力较大，键角小于109°28′；与
Zn2+形成配位键后，孤电子对消失，形成的配位键排斥力较小，键角约等于109°28′。故
[Zn(NH3)6]2＋ 中H—N—H 键角大于107°。。
5、【答案】N 电负性强于P，且原子半径小于P，NH3中成键电子对离中心原子更近，成
键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大
【解析】由于电负性N 强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越
近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，因此PH3的键
角小于NH3的。
6、【解析】在光气分子中含有两种化学键，其中C=O 重键的负电荷集中，对C—Cl 的排
斥力大于C—Cl 对C—Cl 的排斥力。
【拓展】甲醛分子中的双键对C-H 成键电子对的排斥，使得∠HCH 的键角略小于
120°，∠OCH 的键角略大于120°。
7、【解析】中心原子均为N 原子，电负性F>N>H；在NH3 分子中，电子对偏向N，
电子对之间的距离小，排斥力大，故键角大；在NF3 分子中，电子对偏向F，电子对之
间的距离大，排斥力小，键角小。
【规律】中心原子相同，配位原子不同(AB3与AC3，且电负性B＞A＞C，键角：AB3
＜AC3)：电负性B＞A＞C，在AB3中成键电子对离中心原子较远，成键电子对之间的排
斥力较小，因而键角较小
8、【答案】＞ SeO3的空间构型为平面三角形，SeO3
2-的空间构型为三角锥形
【解析】③三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，分子的空
间构型为平面三角形，键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电
子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°。
9、【答案】SO4
2-的键角大于H2O；SO4
2-中S 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为
0，离子的空间构型为正四面体形;H2O 分子中O 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为
2，分子的空间构型为V 形。
【解析】(2)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空
间构型为正四面体形，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空
间构型为V 形，所以硫酸根离子的键角大于水分子，故答案为：SO4
2-的键角大于H2O，
SO4
2-中S 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，
H2O 分子中O 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形。
10、【答案】 NH3、PH3、AsH3
【解析】（2）NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1 对孤电子对，中心原子的
电负性越小，成键电子对距离越远，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种
物质键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3；
11、【答案】×
【解析】SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，故键角∠FSF 不都等于90°，还有
180°共两种键角。
12、【答案】正确（）
✔
【解析】N 的电负性比P 大，NH3中成键电子对距离N 比PH3中成键电子对距离P 近，NH3
中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，正确。
13、【答案】B
【解析】NH3 分子中有1 个孤电子对和3 个σ 键，由于1 个孤电子对的排斥力较大，NH3
分子为三角锥形，键角略小于109°28′，∠HNH 为107º18ˊ，故说法错误。
14、【答案】 （2）NH3、PH3、AsH3
【解析】（2）NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1 对孤电子对，中心原子的
电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以
这三种物质 键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3
