2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【學(xué)科素養(yǎng)】1.宏觀辨識與微觀探析：從不同層次認(rèn)識分子的空間結(jié)構(gòu)，并對共價鍵進(jìn)行分類，從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。2．變化觀念與平衡思想：認(rèn)識共價鍵的本質(zhì)及類型，多角度、動態(tài)地分析分子的空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，并運(yùn)用相關(guān)理論解決實際問題。3．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：運(yùn)用價層電子對互斥模型和雜化軌道理論等，解釋分子的空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。4．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的問題，設(shè)計探究方案進(jìn)行探究分析，面對異常現(xiàn)象敢于提出自己的見解。考點考題考點一：共價鍵2021全國甲卷第35(2)題2021全國乙卷第35(3)題2021河北選擇考第17(3)題2020山東等級考第4題2020全國卷Ⅲ第35(2)題2020江蘇高考第21(4)題2019全國卷Ⅲ第35(4)題考點二：分子的空間結(jié)構(gòu)2021全國甲卷第35(1)題2021全國乙卷第35(3)題2021浙江6月選考第12題2021河北選擇考第17(4)題2021廣東選擇考第20(4)題2021湖南選擇考第18(2)題2021山東等級考第16(2)、(3)題2020山東等級考第7、12題2020全國卷Ⅰ第35(3)題2020全國卷Ⅱ第35(4)題2020全國卷Ⅲ第35(2)題2020山東等級考第17(1)題2020江蘇高考第21(2)題2019全國卷Ⅰ第35(2)題2019全國卷Ⅱ第35(1)題2019江蘇高考第21(2)題考點三：分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)2021全國甲卷第35(3)題2021全國乙卷第35(3)題2021山東等級考第9、第16(2)題2021廣東選擇考第20(2)(5)題2020全國卷Ⅲ第35(3)題2020山東等級考第17(2)題2019全國卷Ⅱ第35(1)題2019全國卷Ⅲ第35(3)題2019江蘇高考第21(3)題分析近五年高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：1．從考查題型和內(nèi)容上看，高考的命題規(guī)律主要為非選擇題，在新高考試題中也會以選擇題的形式考查，考查內(nèi)容主要有以下三個方面：(1)借助具體的化學(xué)物質(zhì)考查共價鍵的不同類型，特別是σ鍵和π鍵的判斷等；(2)考查微粒(分子或離子)的空間結(jié)構(gòu)以及中心原子的雜化類型，尤其是雜化類型的判斷是高考命題的重點。(3)考查范德華力、氫鍵、配位鍵的特點及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。2．從命題思路上看，命題側(cè)重結(jié)合新科技，新能源等社會熱點為背景，考查σ鍵、π鍵、雜化方式、分子或離子的空間結(jié)構(gòu)(價層電子對互斥模型)、氫鍵等必備知識。3．從考查學(xué)科核心素養(yǎng)角度看，注重考查宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知和科學(xué)探究與創(chuàng)新意識等化學(xué)核心素養(yǎng)。根據(jù)高考命題的特點和規(guī)律，在復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時要注意以下幾點：(1)從不同的角度認(rèn)識共價鍵的類型，尤其是σ鍵和π鍵的判斷等。(2)價層電子對互斥模型和雜化軌道理論的主要要點和應(yīng)用。(3)利用微粒之間的作用力等解釋物質(zhì)的性質(zhì)，如溶解性、熔沸點、空間結(jié)構(gòu)等?？键c一：共價鍵(基礎(chǔ)性考點)(一)利用分類思想理解共價鍵的類型1．共價鍵的定義、本質(zhì)與特征(1)定義：原子間通過共用電子對(電子云的重疊)所形成的化學(xué)鍵。(2)本質(zhì)：在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。(3)特征：具有方向性和飽和性。助理解共價鍵的特征(1)共價鍵的方向性決定著分子的空間結(jié)構(gòu)；(2)共價鍵的飽和性決定著每個原子所能形成的共價鍵的總數(shù)或以共價鍵連接的原子數(shù)目。深思考是不是所有的共價鍵都有方向性？提示：不是。H—H鍵沒有方向性，因為H—H鍵是s-sσ鍵，沒有方向性。2．共價鍵的分類分類依據(jù)類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移原子間共用電子對的數(shù)目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對三鍵原子間有三對共用電子對深思考防曬霜之所以能有效地減輕紫外線對人體的傷害，是因為它所含的有效成分的分子中含有π鍵，這些有效成分的分子中的π電子可在吸收紫外線后被激發(fā)，從而阻擋部分紫外線對皮膚的傷害。下列哪些物質(zhì)沒有防曬效果？①氨基苯甲酸②羥基丙酮③肉桂酸(C6H5—CH=CH—COOH)④酒精提示：④。π鍵只存在于不飽和鍵中，前三項中均含有C=O，有π鍵，而D項中無不飽和鍵，不含有π鍵，所以酒精沒有防曬效果。(二)從微觀角度理解共價鍵參數(shù)1．概念深思考試根據(jù)下表中某些共價鍵的鍵長數(shù)據(jù)，推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些？其影響的結(jié)果是怎樣的？共價鍵鍵長/nmC—C0.154C=C0.133C≡C0.120C—O0.143C=O0.122N—N0.146N=N0.120N≡N0.110提示：原子半徑、原子間形成的共用電子對數(shù)目。形成相同數(shù)目的共用電子對，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短；原子半徑相同，形成的共用電子對數(shù)目越多，鍵長越短。2．鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響(1)深思考正四面體結(jié)構(gòu)的分子的鍵角一定是109°28′嗎？提示：不一定。具有正四面體結(jié)構(gòu)的分子，只有頂點與體心連線的鍵角才是109°28′，而白磷分子(P4)是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是60°。(2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。深思考N≡N鍵的鍵能為946kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193kJ·mol－1，計算N2中一個π鍵的平均鍵能，并判斷N2中σ鍵和π鍵穩(wěn)定性。提示：N2中一個π鍵的平均鍵能為eq\f(（946－193）kJ·mol－1,2)＝376.5kJ·mol－1，比N—N鍵的鍵能193kJ·mol－1大，所以N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。能力點一：共價鍵類型和判斷1．σ鍵和π鍵的比較能力點一:共價鍵類型和判斷1.σ鍵和π鍵的比較鍵的類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式兩個原子的成鍵軌道沿著鍵軸的方向以“頭碰頭”的方式重疊兩個原子的成鍵軌道以“肩并肩”的方式重疊原子軌道重疊部位兩原子核之間,在鍵軸處鍵軸上方和下方,鍵軸處為零原子軌道重疊程度大小鍵的強(qiáng)度較大較小化學(xué)活潑性不活潑活潑示意圖判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價單鍵為σ鍵;共價雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵;共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成。2.判斷σ鍵和π鍵的步驟(1)畫：根據(jù)成鍵規(guī)則畫出微粒的結(jié)構(gòu)式①常見原子的成鍵數(shù)目ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHBeB、AlC、SiN、PO、SF、Cl1234321②畫出結(jié)構(gòu)式，成鍵多的放中間，少的放兩邊，滿足各自的成鍵數(shù)(2)斷：根據(jù)數(shù)量規(guī)則計算σ鍵和π鍵數(shù)①數(shù)量規(guī)則：一般來說，共價單鍵是σ鍵，共價雙鍵是σ＋π鍵，共價三鍵是σ＋2π鍵。②典型實例物質(zhì)N2CO2C2H2N2F2結(jié)構(gòu)式N≡NO=C=OH—C≡C—HF—N=N—Fσ鍵數(shù)1233π鍵數(shù)2221【典例】(2020·江蘇高考節(jié)選)(1)與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為________________(填化學(xué)式)。(2)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為________mol。【解析】(1)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中，N失去一個電子為C，則CH4與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互為等電子體。(2)—COOH中，C與O形成雙鍵以及C與O形成單鍵，1mol—COOH中含有2molσ鍵，C與羥基相連為單鍵，為一個σ鍵，所以1mol檸檬酸中碳與氧共有7molσ鍵。答案：(1)CH4(或SiH4)(2)7思維拓展·延伸設(shè)問(1)1mol檸檬酸分子中總共含有σ鍵的物質(zhì)的量是多少？提示：根據(jù)檸檬酸分子結(jié)構(gòu)可以判斷1mol檸檬酸分子中總共含有σ鍵的物質(zhì)的量為20mol。(2)1mol檸檬酸分子中含有π鍵的物質(zhì)的量是多少？提示：檸檬酸分子中含有3個—COOH，其中每個—COOH含有一個碳氧雙鍵，即含有1個π鍵。所以1mol檸檬酸分子中含有π鍵的物質(zhì)的量為3mol。1．磷是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一。它對作物高產(chǎn)及保持品種的優(yōu)良特性有明顯的作用。P元素的價層電子排布為3s23p3，P與Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，對此判斷正確的是()A．磷原子最外層有三個未成對電子，故只能結(jié)合三個氯原子形成PCl3B．PCl3分子中的P—Cl鍵含有π鍵C．PCl5分子中的P—Cl鍵都是π鍵D．磷原子最外層有三個未成對電子，但是能形成PCl5，說明傳統(tǒng)的價鍵理論存在缺陷【解析】選D。PCl3的電子式為，P—Cl鍵都是σ鍵。PCl5分子中有5個P—Clσ鍵，這違背了傳統(tǒng)價鍵理論飽和性原則，說明傳統(tǒng)價鍵理論不能解釋PCl5的結(jié)構(gòu)，即傳統(tǒng)價鍵理論存在缺陷。2．含碳元素的物質(zhì)是化學(xué)世界中最龐大的家族。(1)CH4中的化學(xué)鍵從形成過程來看，屬于__________(填“σ”或“π”)鍵，從化學(xué)鍵是否具有極性來看屬于____________鍵。(2)已知CN－與N2結(jié)構(gòu)相似，推算HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為__________。(3)C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成共價鍵，且每個碳原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則C60分子中π鍵的數(shù)目為__________。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的結(jié)構(gòu)式為,每個COCl2分子內(nèi)含有的σ鍵、π鍵數(shù)目為。

A．4個σ鍵 B．2個σ鍵、2個π鍵C．2個σ鍵、1個π鍵 D．3個σ鍵、1個π鍵【解析】(1)CH4中的化學(xué)鍵為C—H鍵，屬于單鍵，因此屬于σ鍵，C和H為不同元素，因此屬于極性鍵。(2)根據(jù)題意，HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N，分子中含有2個σ鍵，2個π鍵，因此σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為1∶1。(3)每個碳原子的原子核外有4個電子，每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成共價鍵，即每個碳原子形成3個σ鍵，則每個碳原子還有1個電子形成π鍵，由于每兩個碳原子各提供一個電子形成一個π鍵，因此C60分子中π鍵的數(shù)目為eq\f(60,2)＝30。(4)COCl2分子中單鍵均為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，因此每個分子內(nèi)含有3個σ鍵、1個π鍵。答案：(1)σ極性(2)1∶1(3)30(4)D能力點二：鍵參數(shù)及其應(yīng)用1．分子的空間結(jié)構(gòu)與鍵參數(shù)鍵長、鍵能決定了共價鍵的穩(wěn)定性，鍵長、鍵角決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。一般來說，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長等數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間結(jié)構(gòu)。2．反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能。3．共價鍵強(qiáng)弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。(3)由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。(4)由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價鍵越穩(wěn)定?！镜淅?2022·北京海淀區(qū)模擬)已知各共價鍵的鍵能如表所示，下列說法正確的是()共價鍵H—HF—FH—FH—ClH—I鍵能E(kJ/mol)436157568432298A.eq\a\vs4\al(鍵的極性大小)①順序：H—I＞H—Cl＞H—FB．表中eq\a\vs4\al(最穩(wěn)定的共價鍵)②是F—F鍵C．432kJ·mol－1＞E(eq\a\vs4\al(H—Br)③)＞298kJ·mol－1D．上述鍵能可以說明eq\a\vs4\al(熱穩(wěn)定性)④的順序是HF＜HCl＜HI[解題思維]解答本題的思維流程如下：信息提?、冁I的極性大?。虎谧罘€(wěn)定的共價鍵；③H—Br；④熱穩(wěn)定性信息轉(zhuǎn)化①共價鍵的極性大小取決成鍵兩元素電負(fù)性的相對大?。虎谧罘€(wěn)定的共價鍵是指鍵能最大的共價鍵；③H—Br中的Br元素與F、Cl、I同屬于第ⅦA族；④氫化物熱穩(wěn)定性是指受熱分解情況，取決于鍵能的大小聯(lián)想質(zhì)疑為什么H—F、H—Cl、H—I的鍵能逐漸減??？提示：F、Cl、I屬于同一主族元素，原子半徑逐漸增大，因此H—F、H—Cl、H—I的鍵長逐漸增大，鍵能逐漸減小?！窘馕觥窟xC。電負(fù)性的差值越大，鍵的極性越強(qiáng)，F(xiàn)、Cl、I與H的電負(fù)性差值逐漸減小，因此鍵的極性大小順序：H—I＜H—Cl＜H—F，故A錯誤；鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，因此表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵，故B錯誤；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得到E(H—Br)介于H—I和H—Cl之間，即432kJ·mol－1＞E(H—Br)＞298kJ·mol－1，故C正確；鍵能越大，分子越穩(wěn)定，因此上述鍵能可以說明熱穩(wěn)定性的順序是HF＞HCl＞HI，故D錯誤。思維拓展·延伸設(shè)問根據(jù)題目中的數(shù)值計算H2(g)＋F2(g)=2HF(g)的ΔH。提示：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝436kJ·mol－1＋157kJ·mol－1－568kJ·mol－1×2＝－543kJ·mol－1。1．(2022·石家莊模擬)下列說法正確的是()A．乙烯中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷中碳碳單鍵的鍵能的2倍B．N—O鍵的鍵長比C—O鍵的鍵長長C．1個氮氣分子中含有1個σ鍵和2個π鍵D．NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中4個N—H鍵的鍵能不同【解析】選C。在乙烯分子中，碳碳雙鍵鍵能不是碳碳單鍵鍵能的2倍，而是介于單鍵鍵能和2倍單鍵鍵能之間，A錯誤；N原子半徑比C的小，N—O鍵的鍵長比C—O鍵的鍵長短，B錯誤；氮氣分子中含有三鍵，則1個分子中有1個σ鍵和2個π鍵，C正確；NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中4個N—H鍵的鍵能相同，D錯誤。2．(1)SbF6被廣泛用作高壓電氣設(shè)備絕緣介質(zhì)。SbF6是一種共價化合物，可通過類似Born-Haber循環(huán)能量構(gòu)建能量圖(如圖所示)計算相關(guān)鍵能。則F—F鍵的鍵能為________kJ·mol－1，Sb—F鍵的鍵能為________kJ·mol－1。(2)某科學(xué)研究中心借助ADF軟件對一種新型環(huán)烯類儲氫材料(C16S8)進(jìn)行研究，從理論角度證明這種分子中的原子都處于同一平面上(結(jié)構(gòu)如圖所示)，每個平面上下兩側(cè)最多可儲存10個H2分子。有關(guān)鍵長數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—SC=SC16S8中碳硫鍵鍵長/pm181155176從表中數(shù)據(jù)可以看出，C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間，原因可能是______________________________________________________?！窘馕觥?1)由圖像可知，斷裂3molF—F鍵，吸收465kJ能量，則F—F鍵的鍵能為155kJ·mol－1，形成6molSb—F鍵，放出1962kJ能量，則Sb—F鍵的鍵能為eq\f(1962,6)kJ·mol－1＝327kJ·mol－1。(2)C—S鍵鍵長為181pm，C=S鍵鍵長為155pm，C16S8中碳硫鍵鍵長為176pm，鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間，類比苯環(huán)中的化學(xué)鍵，其原因可能是分子中的C與S原子之間有π鍵或分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)。答案：(1)155327(2)分子中的C與S原子之間有π鍵或分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)3．(1)N2H4分子中________(填“含”或“不含”)π鍵；已知：物質(zhì)H3C—CH3H2N—NH2HO—OHA—A鍵的鍵能(kJ·mol－1)346247207N2H4中的N—N鍵的鍵能比H2O2中的O—O鍵鍵能大，其原因是______________________________________________________________。(2)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能(kJ·mol－1)356413336226318452①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是__________________________________________________。②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_____________________?！窘馕觥?1)N2H4分子中每個N原子和兩個H原子形成兩個共價單鍵，N原子之間存在共價單鍵，其結(jié)構(gòu)式為，所以N2H4分子中不含π鍵；原子半徑C＞N＞O，則鍵長應(yīng)該是C—C＞N—N＞O—O。根據(jù)鍵能和鍵長的關(guān)系結(jié)合表中數(shù)據(jù)，反而得出鍵長應(yīng)該是O—O＞N—N＞C—C，與理論值相反。這三種分子的電子式依次為乙烷分子中碳原子上無孤電子對，N2H4分子中每個氮原子上有1對孤電子對，H2O2分子中每個氧原子上有2對孤電子對，孤電子對之間存在排斥力，孤電子對數(shù)越多，排斥力越大，鍵長越長。(2)①烷烴中的C—C鍵和C—H鍵大于硅烷中的Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能，所以硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成；②鍵能越大、物質(zhì)就越穩(wěn)定，C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，故C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定，而Si—H鍵的鍵能小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵。答案：(1)不含N2H4中的N—N鍵上氮原子孤電子對比H2O2中O—O鍵上氧原子的孤電子對少，排斥力小，鍵長短(2)①C—C鍵和C—H鍵鍵能較大，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵考點二：分子的空間結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ)性考點)(一)從微觀角度認(rèn)識雜化軌道理論1．理論要點(1)當(dāng)原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。(2)雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。深思考原子成鍵時是不是原子中的所有軌道均可以形成雜化軌道？提示：不是。只有能量相近的原子軌道之間才能參與雜化形成新的雜化軌道。2．雜化軌道的類型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系雜化軌道類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間結(jié)構(gòu)實例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面體形CH4深思考分子中的中心原子采用sp3雜化，則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)嗎？提示：不一定。也可以是四面體形如CH3Cl，三角錐形如NH3，還可以是V形如H2O等。3．由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝中心原子上的孤電子對數(shù)＋中心原子的σ鍵個數(shù)。深思考判斷下列分子中心原子的雜化類型。代表物中心原子的雜化類型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O提示：代表物中心原子的雜化類型CO2spCH2Osp2CH4sp3SO2sp2NH3sp3H2Osp3(二)從創(chuàng)新角度理解價層電子對互斥(VSEPR)模型1．理論要點(1)價層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時，排斥力最小，體系的能量最低。(2)孤電子對的排斥力較大，孤電子對數(shù)越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。2．判斷分子的中心原子上的價層電子對數(shù)的方法其中：a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))；x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8－該原子的價電子數(shù)”。3.價層電子對互斥模型與分子空間結(jié)構(gòu)價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子空間結(jié)構(gòu)實例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2續(xù)表價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子空間結(jié)構(gòu)實例440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O深思考判斷SiF4與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的空間結(jié)構(gòu)。提示：SiF4為正四面體形，因為中心原子的價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))為三角錐形，因為中心原子的價層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1。3．價層電子對互斥模型與分子空間結(jié)構(gòu)價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子空間結(jié)構(gòu)實例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O深思考判斷SiF4與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的空間結(jié)構(gòu)。提示：SiF4為正四面體形，因為中心原子的價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))為三角錐形，因為中心原子的價層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1。能力點一：“四方法”判斷分子中心原子的雜化類型(1)根據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)判斷空間結(jié)構(gòu)雜化類型四面體形或三角錐形sp3平面三角形sp2直線形sp角形或V形有2對孤電子對sp3有1對孤電子對sp2(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷例如，CO2是直形線分子，CNS－、Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))與CO2互為等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。(4)根據(jù)中心原子的價電子對數(shù)判斷例如，中心原子的價電子對數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。1．化合物A是一種新型鍋爐水除氧劑，其結(jié)構(gòu)式如圖所示，下列說法正確的是()A．碳、氮原子的雜化類型相同B．氮原子與碳原子分別為sp3雜化與sp2雜化C．1molA分子中所含σ鍵的數(shù)目為10NAD．編號為a的氮原子和與其成鍵的另外三個原子在同一平面內(nèi)【解析】選B。A分子中碳、氮原子各形成了3個σ鍵，氮原子有一對孤電子對而碳原子沒有，故氮原子是sp3雜化而碳原子是sp2雜化，A項錯誤、B項正確；A分子中有一個碳氧雙鍵，故有12對共用電子對、11個σ鍵，C項錯誤；氮原子為sp3雜化，相應(yīng)的四個原子形成的是三角錐形結(jié)構(gòu)，不可能共平面，D項錯誤。2．氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡式為，它是經(jīng)國家批準(zhǔn)使用的植物生長調(diào)節(jié)劑。(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對電子數(shù)為________。(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類型為________，羰基碳原子的雜化軌道類型為________。(3)查文獻(xiàn)可知，可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應(yīng)，生成氯吡苯脲+,反應(yīng)過程中，每生成1mol氯吡苯脲，斷裂________個σ鍵，斷裂________個π鍵。(4)膨大劑能在動物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。①請用共價鍵知識解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因：________________________________________________________________。②H2O、NH3、CO2分子的空間結(jié)構(gòu)分別是____________，中心原子的雜化類型分別是__________________________?！窘馕觥?1)根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成對電子數(shù)為1。(2)根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡式可知，有2個氮原子均形成3個單鍵，孤電子對數(shù)為1，屬于sp3雜化；剩余1個氮原子形成1個雙鍵和1個單鍵，孤電子對數(shù)為1，是sp2雜化；羰基碳原子形成2個單鍵和1個雙鍵，為sp2雜化。(3)由于σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可以看出，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N=C鍵中的π鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H鍵。(4)①O、N屬于同周期元素，O的原子半徑小于N，H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。②H2O分子中O原子的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，孤電子對數(shù)為2，所以為V形結(jié)構(gòu)，O原子采用sp3雜化；NH3分子中N原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，孤電子對數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子采用sp3雜化；CO2分子中C原子的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(4－2×2,2)＝2，不含孤電子對，所以是直線形結(jié)構(gòu)，C原子采用sp雜化。答案：(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)①H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能②V形、三角錐形、直線形sp3、sp3、sp能力點二：分子結(jié)構(gòu)的判斷【典例】(2022·湛江模擬)用價層電子對互斥理論可以預(yù)測空間結(jié)構(gòu)，也可以推測鍵角大小，下列判斷不正確的是()A.SO2為V形結(jié)構(gòu)的分子，CS2、BeCl2為直線形的分子B．BF3鍵角為120°，NF3鍵角小于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．NH3、PCl3、SF6都是三角錐形的分子【解析】選D。SO2中S的價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(（6－2×2）,2)＝3，且含有1個孤電子對，所以SO2為V形結(jié)構(gòu)，CS2、BeCl2為直線形結(jié)構(gòu)，A正確；BF3中價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(（3－3×1）,2)＝3，所以為平面三角形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°；NF3中價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(（5－3×1）,2)＝4，且含有1個孤電子對，所以NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，由于孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以NF3的鍵角小于109°28′，B正確；CH2O中C原子形成3個σ鍵，C原子為sp2雜化，故為平面三角形結(jié)構(gòu)；BF3、SO3中的中心B、S原子都是sp2雜化，故形成的都是平面三角形的分子，C正確；NH3、PCl3中價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(（5－3×1）,2)＝4，且含有一個孤電子對，所以NH3、PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)；而SF6中S原子的價層電子對數(shù)＝6＋eq\f(（6－6×1）,2)＝6，因此為正八面體形分子，D錯誤。原因分析·理論解釋(1)有同學(xué)認(rèn)為CH2O為平面三角形結(jié)構(gòu)，分子中的鍵角均為120°，這種說法是否合理？為什么？提示：不合理，因為CH2O的分子結(jié)構(gòu)為，其中雙鍵-單鍵的排斥力大于單鍵-單鍵的排斥力，因此∠HCO大于∠HCH，即∠HCO大于120°，∠HCH小于120°。(2)判斷NF3、NH3的分子結(jié)構(gòu)，并比較鍵角的大小。提示：NF3、NH3二者中心原子的價層電子對數(shù)均為3＋eq\f(（5－3×1）,2)＝4，孤電子對數(shù)均為1，因此均為三角錐形。由于F的電負(fù)性比H大，因此成鍵電子對偏離中心N原子，導(dǎo)致N—F鍵之間排斥力減小，從而鍵角減小(或者認(rèn)為中心原子上的孤電子對越靠近N原子，孤電子對-成鍵電子對的斥力越大)，所以NF3分子的鍵角小于NH3分子的鍵角。1．(2022·茂名模