物质结构与性质高考热点---共价键理论

1、物质结构与性质高考热点-共价键理论2010新课标考试大纲1.了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。2.了解简单配合物的成键情况。3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。考点精讲一、共价键价键理论1.键：（以“头碰头”重叠形式） a.特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。 b.种类：S-S键 S-P键 P-P键 2.键 特征：镜像对称 3.键和键比较 重叠方式 键：头碰头 键：肩并肩 键比键的强度较大 成键电子：键 S

2、-S S-P P-P 键 P-P 键成单键 键成双键、叁键3、由原子轨道相互重叠形成的键和丌键总称价键轨道。4、判断共价键类型规律：共价单键是键；而共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成。二、价层电子对互斥模型1、中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子中的价电子对相互排斥的结果。如：ABn立体结构范例n=2直线型CO2n=3平面三角形CH2On=4正四面体型CH42、中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。如：化学

3、式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2S22V形NH222V形BF303正三角形CHCl304四面体SiF404正四面体三、杂化轨道理论1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。(1)sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28，称为sp3杂化轨道。(2)sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。四、配位键1、“电子对给予接受键”被称为配位键。一方提

4、供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。如：Cu(H20)2、NH4中存在配位键。表示：A B电子对给予体 电子对接受体条件：其中一个原子必须提供孤对电子。另一原子必须能接受孤对电子轨道。2、通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。3、配合物的形成Cu2+2NH3·H2O=Cu（OH）2+2NH4Cu（OH）2+4 NH3·H2O=Cu（NH3）42+2OH+4H2O(Cu（NH3）42深蓝色)五、键的极性和分子的极性1、极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（+），另一个呈负电性(一)。 2、极性分子

5、和非极性分子：极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合；非极性分子的正电中心和负电中心重合。3、判断极性分子或非极性分子经验规律：若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子。分子共价键的极性分子中正负电荷中心结论举例同核双原子分子非极性键重合非极性分子H2、N2、O2异核双原子分子极性键不重合极性分子CO、HF、HCl异核多原子分子分子中各键的向量和为零重合非极性分子CO2、BF3、CH4分子中各键的向量和不为零不重合极性分子H2O、NH3、CH3Cl六、氢键及范德华力及其对物质的影响范德华力：分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱，约比化学键能小l一2数量级。相对分子质量越大，范德

6、华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。氢键表示方法：XHY。2、分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。3、分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。七、溶解性1、“相似相溶”的规律：非极性溶质一

7、般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。2、溶解度影响因素：溶剂的极性、溶剂和溶质之间的氢键作用、典型高考试题解析例1（2007海南·23）用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是（ ）A直线形；三角锥形                &

8、#160;      BV形；三角锥形C直线形；平面三角形                    DV形；平面三角形解析：本题考查了价层电子对互斥理论的应用。H2S为V形；BF3为平面三角形。答案：D 例2（08年海南化学·22）在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用

9、力分别是Asp，范德华力Bsp2，范德华力 Csp2，氢键Dsp3，氢键解析：由于石墨的结构是平面六边形，每个碳原子以sp2杂化轨道的类型形成的三个共价键是正三角形构型，而硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。因此B原子杂化轨道的类型为sp2类型，且羟基之间作用力为氢键。答案：C。例3（09年海南化学·19.3）下列说法中错误的是:ASO2、SO3都是极性分子B在NH4+ 和Cu(NH3)42+中都存在配位键C元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强D原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 解析：A选项中，SO3是平面三角

10、形的分子，为非极性分子，明显错误。答案：A 。例4（07年广东化学·29）（10分）C、S、O、Se是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题：（1）Ge的原子核外电子排布式为（2）C、Si、Sa三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是（3）按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式 ；SO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式 ；已知SnO2是离子晶体，写出其主要物理性质 （写出2条即可）（4）CO可以和很多金属形成配合物，如Ni（CO）2，Ni与CO之间的键型为 （5）碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成

11、正比，已知Ni（CO）4中碳氧键的伸缩振动频率为2060cm3，CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143cm2，则Ni（CO）中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度 （填字母）A强 B弱 C相等 D无法判断解析：考查学生对原子结构和原子核外电子排布的了解，对常见物质空间构型和化学键与物质性质的了解，以及对原子晶体、金属晶体、简单配合物的结构的了解和对离子键形成的理解，考查学生的归纳推理能力、信息迁移能力及其综合应用能力。答案：（10分）（1）1s22s22p63s23p63d104s24p2（2）Sn（3）直线型 共价键（或键与键）Si=O通过共价键形成四面体结构，四面体之间通过共价键形成空间

12、网状结构共价键（或键）熔融时能导电、较高的熔点（4）配位键（5）B专题训练一、选择题1有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是 （ ）A两个碳原子采用sp杂化方式 B两个碳原子采用sp2杂化方式C每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成键D两个碳原子形成两个键2（09年海南化学·19.1）在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是:ALi，FBNa，FCNa，C1DMg，O3膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是 （ ）APH3分子中有未成键

13、的孤对电子 BPH3是非极性分子CPH3是一种强氧化剂 DPH3分子的PH键是非极性键4下列物质中，难溶于CCl4的是 （ ）A碘单质 B 水 C 苯 D甲烷 5用带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流发生偏转的是 （ ）A苯 B二硫化碳 C氯水 D四氯化碳6碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 （ ）ACCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大BCCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子CCCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素DCCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子7下列分子或离子中，含有孤对电子的是 （ ）AH2O

14、 BCH4 CSiH4 DNH4+8氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 （ ）A两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。BNH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。CNH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。D氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。9在乙烯分子中有5个键、一个键，它们分别是 （ ）Asp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键CC-H之间是sp2形成的键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DC-C之间是sp2形成

15、的键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的键10.最近，中国科大的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面，在268时冻结分子的热振荡，并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含单键又含双键的是 （ ） ACO2 BC2H4O CCOCl2 DH2O211.下列化学式中，能真实表示物质的分子组成的是 （ ）ACuSO4 CS2 Ar CsCl12.有关苯分子中的化学键描述正确的是 ( )A每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大键 B每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大键 碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个键 碳原子的未参加

16、杂化的2p轨道与其它形成键 13.下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是 ( )A CO2 H2S B C2H4 CH4 C C60 C2H4 NH3 HCl14.氯化硼的熔点为-107，沸点为12.5，在其分子中键与键之间的夹角为120o，它能水解，有关叙述正确的是 （ ） 氯化硼液态时能导电而固态时不导电 氯化硼加到水中使溶液的pH升高 氯化硼分子呈正三角形，属非极性分子 氯化硼遇水蒸气会产生白雾15三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，不正确的是 （ ）APCl3分子中三个共价键的键长，键角都相等BPCl3分子中的P-Cl键属

17、于极性共价键CPCl3分子中三个共价键键能，键角均相等 DPCl3是非极性分子16.实验测得 BeCl2为共价化合物，两个BeCl键间的夹角为180°。由此可见，BeCl2属于 （ ） 由极性键构成的极性分子 由极性键构成的非极性分子由非极性键构成的极性分子 由非极性键构成的非极性分子17.关于氢键，下列说法正确的是 （ ）每一个水分子内含有两个氢键 冰、水和水蒸气中都存在氢键CDNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的DH2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致18下列分子或离子中不能跟质子结合的是 （ ）NH3 BH2O CCa2+ DNH4+19.据权威刊物报道，1996年科

18、学家在宇宙中发现H3分子。甲、乙、丙、丁四位学生对此报道的认识正确的是 （ ） A甲认为上述发现绝对不可能，因为H3分子违背了共价键理论B乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质，因为氢元素有三种同位素必然有三种同素异形体C丙认为H3分子实质上是H2分子与H+以特殊共价键结合的产物，应写成H3+D丁认为如果上述的发现存在，则证明传统的价键理论有一定的局限性有待继续发展二、填空题20（07年宁夏理综·31B）化学选修物质结构与性质 已知A、B、C、D和E 5种分子所含原子数目依次为1、2、3、4和6，且都含有18个电子。又知B、C和D是由两种元素的原子组成。请回答：（1）组成A分子的原子的核

19、外电子排布式是 ；（2）B和C的分子式分别是 和 ；C分子的立体结构呈 型，该分子属于 分子（填“极性”或“非极性”）；（3）若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成。则D的分子式是 ，该反应的化学方程式为 ；（4）若将1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2molH2O，则E的分子式是 。21化学选修物质结构与性质（15分）（08年宁夏理综·35）X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请

20、回答下列问题：（1）X、Y的元素符号依次为 、 ；（2）XZ2与YZ2分子的立体结构分别是 和 ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 （写分子式），理由是 ；（3）Q的元素符号是 ，它属于第 周期，它的核外电子排布式为 ，在形成化合物时它的最高化合价为 ；（4）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键 。22（11分）（08年海南化学·25）四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为41，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比

21、为51。（1）Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是 、 ；杂化轨道分别是 、 _；a分子的立体结构是 。（2）Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是 晶体、 晶体。（3）X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是（填分子式） 。（4）Y与Z比较，电负性较大的 ，其+2价离子的核外电子排布式是 。23（12分）（08年江苏化学·21A）已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性

22、分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为21，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，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）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。（2）B的氢化物的分子空间构型是 。其中心原子采取 杂化。（3）写出化合物AC2的电子式 ；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为 。（4）E的核外电子排布式是 ，ECl3形成的配合物的化学式为 。（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最

23、低价，该反应的化学方程式是 。24（09年山东理综·32）（8分）（化学物质物质性质）G和Si元素在化学中占有极其重要的地位。（1）写出Si的基态原子核外电子排布式 。从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为 。（2）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为 ，微粒间存在的作用力是 。（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为 （填元素符号），MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似，MO的熔点比CaO的高，其原因是 。（4）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键

24、和键，SiO：中Si与O原子间不形成上述健。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述健 。参考答案及解析1 B 2、B 3 A 4 B 5 C 6D 7 A 8C 9 A 10. C 11. BC 12. BC 说明苯分子中每个碳原子中的三个sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成键.同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道 ,他们均有一个未成对电子.这些 2p轨道相互平行,以 “肩并肩”方式相互重叠,形成一个多电子的大键. 13. B 14. CD 说明 氯化硼水解生成的HCl在空气中形成白雾。 15. D 16. B 说明 BeCl键由不同元素

25、的原子形成，两种原子吸引电子能力不同，为极性键。由于两个BeCl键间的夹角为180°，分子空间构型为直线型，分子内正负电荷重心重叠，共价键的极性抵消，分子没有极性。由此可见，BeCl2属于由极性键构成的非极性分子。 17.C 说明用排除法求解。 18. CD 19. D 说明 理论是由实践总结得到的，还会继续发展。20、解析：（1）因A有18个电子且只有1个原子，所以A为18号元素Ar，按照核外电子排布规律可以写出其电子排布式为1s22s22p63s23p6 。（2）B、C两分子均有2种元素组成的，是分别含有2和3个原子的18电子的分子，所以B为HCl，C为H2S，H2S的结构与水分

26、子的结构相似均为“V”型的极性分子。（3）因为D分子中含有4个原子、2种元素、18个电子，且在溶液中加入MnO2后生成无色气体，所以D为H2O2 。反应的化学方程式为2H2O2MnO2 2H2O+O2。（4）因为1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2molH2O，所以1个E分子中含有1个C原子和4个H原子。又因为E分子中含有6个原子且为18电子分子，因此E中含有的另一个原子为O原子。因此E的化学式为CH4O。答案：（1）1s22s22p63s23p6 （2）HCl H2S V 极性 （3）H2O2 2H2O2MnO2 2H2O+O2（4）CH4O21、解析：根据电子的核外排布

27、规律，能量最低原理，且X原子核外的M层中只有两对成对电子，故X为硫元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，共有6个电子，Y为碳元素，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素为氧元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，Q的核电荷数为24，是铬元素，在元素周期表的各元素中电负性最大的是氟元素。XZ2与YZ2分子为SO2、CO2， SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大。且H易与O、 F、N形成氢键。答案：（1）S C（2）V形 直线形 SO2 因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大（3）Cr 四 1s22s22p63s23p63d54s1 +6（4）FHF FHO OHF OHO22、解析：由“Y原子的L层p轨道中有2个电子”可知Y原子的电子排布式是1s22s22p2，为碳元素；由“Z与Y原子的价层电子数相同”可知Z与碳元素同主族，又因Z位于元素周期表的前四周期且核电荷数大于Y，所以Z可能为硅元素（14号）或锗元素（32号），若Z为锗元素，则四种元素的核电荷数之和大于51（因W的核电荷数比Z的还要大），即Z只能为硅元素；由“W原子的L层电子数与最外