备考2025届高考化学一轮复习讲义第五章物质结构与性质元素周期律第4讲化学键分子的空间结构考点1化学键及物质构成

第4讲化学键分子的空间结构课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.相识离子键、共价键的本质。结合常见的离子化合物和共价分子的实例，相识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。知道金属键的特点与金属某些性质的关系。2.相识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。知道依据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。3.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行说明和预料化学键及物质构成2024江苏，T5；2024湖北，T5；2024全国甲，T35；2024天津，T4；2024湖南，T18；2024广东，T20；2024福建，T14；2024山东，T7；2024江苏，T21；2024上海，T31.宏观辨识与微观探析：能联系物质的组成和结构说明宏观现象；能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质的差异及缘由。2.证据推理与模型认知：能依据化学键的特点，说明和预料化合物的性质；能理解、描述VSEPR模型和杂化轨道理论模型，并运用VSEPR模型和杂化轨道理论模型说明或推想物质的组成、结构、性质与变更分子的空间结构2024辽宁，T2；2024年1月浙江，T3；2024湖南，T18；2024广东，T20；2024湖北，T11；2024天津，T16；2024山东，T16；2024重庆，T18；2024江苏，T21；2024江苏，T21；2024全国Ⅲ，T35命题分析预料1.高考常考查化学键类型的推断、困难离子或分子的空间结构、等电子体的推断等，其中氢键、大π键是近两年的考查热点，考查考生对微观粒子结构的认知实力。2.2025年高考可能会选择有社会价值或探讨价值的新奇 素材创设命题情境，考查化学键类型的推断、困难离子或分子的空间结构等1.宏观与微观结合视角化学键的变化2.模型化视角（1）用电子式、结构式表征化学键。（2）利用价层电子对互斥模型预料分子的空间结构。（3）利用杂化轨道理论说明分子的空间结构。考点1化学键及物质构成1.化学键2.共价键共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，具有饱和性和方向性。（1）共价键的分类分类依据类型形成共价键的原子轨道的重叠方式σ键原子轨道[1]头碰头重叠（s－sσ键、s－pσ键、p－pσ键）π键原子轨道[2]肩并肩重叠（p－pπ键）形成共价键的共用电子对是否偏移极性键（A—B型）共用电子对[3]发生偏移，一个原子呈正电性（δ＋），一个原子呈负电性（δ－）非极性键（A—A型）共用电子对[4]不发生偏移，成键原子呈电中性原子间共用电子对的数目单键：原子间有[5]1对共用电子对。双键：原子间有[6]2对共用电子对。三键：原子间有[7]3对共用电子对提示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时，形成离子键。（2）键参数说明（1）键能越大，键长越短，分子越稳定。（2）利用键能（E）计算ΔH的公式：ΔH＝E（反应物）－E（生成物）。（3）分子晶体的熔、沸点与共价键的强弱无关，共价晶体的熔、沸点与共价键的强弱有关。3.离子键概念阴、阳离子通过[8]静电作用形成的化学键形成过程形成条件一般认为，当成键原子所属元素的电负性差值大于1.7时，原子间通常形成离子键特征[9]没有方向性和饱和性提示离子键的强弱与阳离子所带电荷（4.金属键概念金属中[10]金属阳离子和[11]自由电子之间存在的猛烈的相互作用本质金属阳离子和自由电子之间的[12]电性作用存在金属单质和合金特征[13]没有方向性和饱和性，金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整块金属5.化学键与物质类别的关系6.电子式（1）电子式的书写类别电子式的表示方法留意事项举例原子元素符号四周标明价电子，每个方向不能超过2个电子价电子数少于4时以单电子分布，多于4时多出的部分以电子对分布S：[14].S‥‥阳离子单原子离子符号右上方标明正电荷数Mg2＋多原子元素符号紧邻排列，四周标明电子分布用“[]”括起来，右上方标明正电荷数NH4＋：[15]阴离子单原子元素符号四周合理分布价电子及所获电子用“[]”括起来，右上方标明负电荷数Cl－：[16][∶Cl‥‥∶]多原子元素符号紧邻排列，合理分布价电子及所获电子相同原子不能合并，用“[]”括起来，右上方标明负电荷数OH－：[17][∶O‥‥∶H]离子化合物由阳离子电子式和阴离子电子式组成同性不相邻，离子合理分布，相同离子不能合并KF：[18]K＋[∶F····∶]共价化合物把共用电子对写在两成键原子之间要标明未成键电子CH4：[19]CO2：[20]∶O··∶∶C∶∶O（2）用电子式表示化合物的形成过程①离子化合物，如NaCl：[21]。②共价化合物，如HCl：[22]。1.易错辨析。（1）化学键是相邻离子或原子间的猛烈的作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。（√）（2）全部物质中都存在化学键。（✕）（3）全部的共价键都具有方向性。（✕）（4）由金属元素与非金属元素形成的化学键都是离子键。（✕）（5）非金属元素的两个原子之间形成的确定是共价键，但多个原子间也可能形成离子键。（√）（6）离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中确定不含离子键。（√）（7）NaOH中含有离子键和共价键。（√）（8）某物质熔融状态能导电，可以证明该物质内确定存在离子键。（✕）（9）单质分子中确定含有非极性共价键。（✕）（10）两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。（√）（11）多原子分子中确定含有σ键，可能含有π键。（√）（12）共价单键都是σ键。（√）（13）共价三键中，一个是π键，另两个是σ键。（✕）（14）C2H4与Cl2的加成反应只涉及π键断裂。（✕）（15）N2分子中σ键与π键的数目比n（σ）∶n（π）为1∶2。（√）2.请写出下列物质所含共价键的数目。（1）丙炔的结构简式为，则丙炔分子中含有6个σ键和2个π键；（2）（CN）2为直线形分子，含有3个σ键和4个π键；（3）乙烷分子中含有7个σ键和0个π键；（4）乙醇分子中含有7个极性共价键，1个非极性共价键，8个σ键，0个π键；（5）乙烯分子中含有5个σ键和1个π键。3.F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但F—F的键能却比Cl—Cl的键能小，缘由是氟原子的半径很小，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离很小，排斥力很大。4.试从键能、键长角度说明乙烯、乙炔比乙烷活泼的缘由虽然键长C≡C＜CC＜C—C，键能C≡C＞CC＞C—C，但乙烯、乙炔在发生加成反应时，只有π键断裂（π键的键能一般小于σ键的键能）。5.[全国Ⅰ高考]Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，缘由是Ge原子半径大，原子间形成的σ键较长，p轨道与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。6.下列物质中：①MgCl2；②Na2O2；③CS2；④NaOH；⑤H2；⑥Ne（1）只存在极性键的是③（填序号，下同）。（2）只存在非极性键的是⑤，只存在离子键的是①。（3）既存在离子键又存在极性共价键的是④，既存在离子键又存在非极性共价键的是②。（4）不存在化学键的是⑥。（5）属于离子化合物的有①②④，其中含非极性键的离子化合物有②。7.推断下列电子式书写的正误。（1）次氯酸：H∶Cl····∶O····∶（2）Na2O2：Na∶O····∶O····∶Na（3）CaBr2：[∶Br····∶]－Ca2＋[∶Br····∶]－（4）用电子式表示MgCl2的形成过程：（✕）研透高考明确方向命题点1化学键与物质类别的关系1.下列叙述正确的是（D）A.[全国Ⅰ高考改编]KH为共价化合物B.[全国Ⅱ高考改编]Na与N、O、Cl分别形成的化合物中只含有离子键C.[浙江高考改编]KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物D.[浙江高考改编]N和Cl可形成共价化合物NCl3解析K＋、H－构成KH，含离子键，属于离子化合物，A项错误。Na与N、O、Cl分别形成的Na3N、Na2O、NaCl中只含离子键，形成的NaN3、Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误。HCl属于共价化合物，C项错误。NCl3中只含共价键，属于共价化合物，D项正确。命题拓展（1）下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是（A）A.Na2O2 B.H2SO4C.CH2Cl2 D.SiC（2）下列分子中都存在极性键的一组物质是（A）A.H2S、NH3、SO3 B.CO2、NH4Cl、Na2O2C.N2、CS2、NO D.CaO、H2O2、CH4解析（1）过氧化钠是由Na＋和O22－构成的离子化合物，O22－中两个氧原子间存在共价键，A正确。H2SO4、CH2Cl2、SiC均属于共价化合物，B、C、D错误。（2）H2S、NH3、SO3中都存在极性键，A项正确。Na2O2中存在离子键和非极性键，无极性键，B项错误。N2中只有非极性键，命题点2共价键类型的推断及共价键参数的应用2.[2024北京]由键能数据大小，不能说明下列事实的是（C）化学键C—HSi—HCOC—OSi—OC—CSi—Si键能/（kJ·mol－1）411318799358452346222A.稳定性：CH4＞SiH4 B.键长：CO＜C—OC.熔点：CO2＜SiO2 D.硬度：金刚石＞晶体硅解析键能越大越稳定，A项不符合题意；键长越短键能越大，B项不符合题意；SiO2为共价晶体，熔点由共价键确定，CO2为分子晶体，熔点由范德华力确定，C项符合题意；金刚石、晶体硅均为共价晶体，键能C—C＞Si—Si，故硬度金刚石＞晶体硅，D项不符合题意。3.（1）[2024全国甲]聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度说明缘由氟的电负性较强，C—F键的键能比C—H键的键能大。（2）[2024湖南]富马酸亚铁（FeC4H2O4）是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示。富马酸分子中σ键与π键的数目比为11∶3。（3）[2024河北]已知有关氮、磷的单键和三键的键能（kJ·mol－1）如下表：N—NP—P193946197489从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4（结构式可表示为）形式存在的缘由是1个键的键能大于3个N—N键的键能之和，而6个P—P键的键能之和大于2个键的键能之和。解析（2）由富马酸分子的结构模型可确定其结构简式为，由单键均为σ键，双键有1个σ键和1个π键，知该分子中σ键和π键的数目比为11∶3。（3）依据题给键能数据，知1个键的键能大于3个N—N键的键能之和，因此氮以N2的形式存在，而6个P—P键的键能之和大于2个键的键能之和，因此白磷以P4形式存在。命题点3电子式的书写4.（1）[2024上海]斜方硫和单斜硫都是常见单质，它们互为同素异形体，CS2的电子式为S····∶∶C∶∶S（2）[浙江高考]CaC2是离子化合物，各原子均满意8电子稳定结构。写出CaC2的电子式Ca2＋[∶C︙︙C∶]2－。（3）[浙江高考]CaCN2是离子化合物，各原子均满意8电子稳定结构，CaCN2的电子式是Ca2＋[N····∶∶C∶∶N····]解析（2）CaC2是离子化合物，CaC2的电子式为Ca2＋[∶C︙︙C∶]2－。（3）CaCN2是离子化合物，各原子均满意8电子稳定结构，则阴离子的结构式为[NCN]2－，故CaCN2的电子式为Ca2＋[N····∶∶C∶∶N····]2命题点4离子键金属键5.（1）[2024海南]Cu、Zn等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，缘由是Cu、Zn等金属中金属键由金属阳离子和自由电子形成，自由电子在外电场作用下可以定向移动。（2）[2024浙江]金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强，缘由是Na＋半径小于K＋，Na＋与H－的离子键作用强，H－更难失电子，还原性更弱。命题点5大π键6.（1）[2024全国乙]①一氯乙烯（C2H3Cl）分子中，C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Clσ键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键（Π3②一氯乙烷（C2H5Cl）、一氯乙烯（C2H3Cl）、一氯乙炔（C2HCl）分子中，C—Cl键长的依次是一氯乙烷（C2H5Cl）＞一氯乙烯（C2H3Cl）＞一氯乙炔（C2HCl），理由：C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl键越强；Cl参加形成的大π键越多，形成的C—Cl键越强。（2）[2024山东]已知吡啶（）中含有与苯类似的Π66大π键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据DA.2s轨道 B.2p轨道C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道解析（1）①杂化轨道形成共价键时只形成σ键。②因为一氯乙烷（C2H5Cl）、一氯乙烯（C2H3Cl）、一氯乙炔（