分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔沸点：
H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强
（1）氢键属于一种较强的分子间作用力。
（2）有氢键的物质分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。
（3）一个氢原子只能形成一个氢键，这是氢键的饱和性。
4.键参数——键能、键长、键角
概念
意义
键能
气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量
键能越大，化学键越强、越牢固，形成的分子越稳定
键长
形成共价键的两个原子之间的核间距
键长越短，化学键越强，形成的分子越稳定
键角
两个共价键之间的夹角
键角决定分子空间构型
二、共价键的特征及类型
1.共价键的特征
（1）共价键的饱和性
①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。
H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。
②共价键的饱和性决定了共价分子的组成。
（2）共价键的方向性
①共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越大，形成的共价键就越牢固。
电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。
多原子分子的键角一定，也表明了共价键具有方向性。
②共价键的方向性影响着共价分子的立体结构。
2.共价键的类型
（1）按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。
（2）按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。
（3）按原子轨道的重叠方式分为σ键、π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。
例1 关于乙醇分子的说法正确的是（ ）
A．分子中共含有8个极性键B．分子中不含非极性键
C．分子中只含σ键D．分子中含有1个π键
[解析] 写出乙醇分子的结构式，根据分子中所含共价键的类型（单键、双键、三键）判断。
乙醇的结构式为
，共含有8个共价键，其中C—H、C—O、O—H键为极性键，共7个，C—C键为非极性键。
由于全为单键，故无π键。
[答案] C
通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：
共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和1个π键，三键中有一个σ键和两个π键。
三、非极性分子、极性分子的判断方法
1．根据所含键的类型及分子的空间构型判断
非极性分子、极性分子的判断，首先看键是否有极性，然后再看各键的空间排列状况。
键无极性，分子必无极性；键有极性，各键空间排列均匀，使键的极性相互抵消，分子无极性；键有极性，各键空间排列不均匀，不能使键的极性相互抵消，分子有极性。
共价键的极性与分子极性的关系可总结如下：
2．根据中心原子最外层电子是否全部成键判断
中心原子即其他原子围绕它成键的原子。
分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。
CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。
H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，含孤对电子，它们都是极性分子。
例2 下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是（ ）
A．NH3 B．Cl2 C．H2OD．CCl4
[解析] NH3分子中的N—H是极性键，分子构型为三角锥形，N位于锥顶，电荷分布不对称，是极性分子；Cl2是双原子单质分子，Cl—Cl是非极性键，故Cl2是含有非极性键的非极性分子；H2O中H—O是极性键，分子构型是V形，电荷分布不均匀，是极性分子；CCl4中的C—Cl是极性键，分子构型为正四面体，C位于正四面体中心，电荷分布对称，是非极性分子。
[答案] D
四、分子的立体结构
1.价层电子对互斥模型的两种类型
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的排斥作用对分子空间构型的影响，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。
（1）当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致。
（2）当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。
2.价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子空间构型的关系
分
子
构
型
杂化
轨道
理论
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间构型
实例
sp
2
180°
直线形
BeCl2
sp2
3
120°
平面三角形
BF3
sp3
4
109°28′
正四面体形
CH4
分
子
构
型
价层
电子
对互
斥模
型
电子
对数
成键
对数
孤对
电子数
电子对空
间构型
分子空
间构型
实例
2
2
0
直线形
直线形
BeCl2
3
3
0
三角形
平面三角形
BF3
2
1
V形
SnBr2
4
0
正四面体形
CH4
4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
四面体
V形
H2O
例3 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B．V形；三角锥形
C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形
[解析] 价层电子对互斥理论的基本要点是：
分子中的价电子对由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。
关键是不可忽视孤对电子对成键电子的影响。
在H2S中，价电子对数为4，若无孤电子对存在，则其应为正四面体构型。
但中心原子S上有两对孤电子对，而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间，它们相互排斥，因此H2S为V形结构。
在BF3中，价电子对数为3，其中心原子B上无孤电子对，因此BF3应为平面三角形。
[答案] D
五、分子的性质
1.氢键及其对物质性质的影响
（1）氢键不是化学键，而是一种分子间作用力。
（2）氢键是由已经与电负性很强的原子X形成共价键的H原子与另一个分子中电负性很强的原子Y之间的作用力，可表示为X—H…Y，其中“—”表示共价键，“…”表示氢键。
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H原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。
（3）X—H…Y中X、Y可为相同的原子也可为不同的原子。
如水分子间的氢键就是O—H…O，水分子与氨分子之间的氢键就是N—H…O。
（4）氢键可以是分子间氢键，如，；
也可以是分子内氢键，如。
（5）氢键对物质熔、沸点的影响
①分子间氢键使物质的熔、沸点升高。
②分子内氢键使物质的熔、沸点降低。
2．物质的溶解性
（1）相似相溶原理：
极性分子易溶于极性分子形成的溶剂中，非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。
（2）氢键：
溶质与溶剂之间形成氢键则其溶解性好。
如乙醇与水以任意比互溶。
（3）化学反应：
若溶质与水能反应将增大其在水中的溶解度（如SO2在水中溶解度较大）。
例4 已知PtCl2（NH3）2为平面正方形结构，Pt位于正方形中心，它可以形成两种固体：
一种为淡黄色，在水中溶解度小；另一种为黄绿色，在水中溶解度大。
请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图。
黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体大的原因是什么？
[解析] 正方形四个顶点，两个Cl原子只有相邻和相对两种情况，而淡黄色固体在水中溶解度小，说明它为非极性分子，即空间结构对称。
黄绿色固体易溶于水，说明它为极性分子，即空间结构不对称。
结合PtCl2（NH3）2为平面正方形的结构，不难作答[答案]
黄绿色固体为极性分子，而淡黄色固体为非极性分子，水为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂中，所以黄绿色固体比淡黄色固体在水中的溶解度大。
六、等电子原理
1.等电子原理的应用
（1）利用等电子原理，针对某物质找等电子体。
（2）等电子体许多性质相似、空间构型相同，故可用来预测分子的一些性质和空间构型。
（3）利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。
2.常见等电子体（推广到离子）
类型
实例
二原子10电子的等电子体
N2、CO、NO＋、C22－、CN－
三原子16电子的等电子体
CO2、CS2、N2O、NO2＋、N3－、BeCl2（g）
三原子18电子的等电子体
NO2－、O3、SO2
四原子24电子的等电子体
NO3－、CO32－、BO33－、BF3、SO3（g）
五原子32电子的等电子体
SiF4、CCl4、BF4－、SO42－、PO43－
例5 1919年，Langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，则可互称为等电子体。
等电子体的结构相似、物理性质相近。
根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（ ）
A．SO2与O3B．CO2与NO2C．CS2与NO2D．PCl3与BF3
[解析] 由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。
B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6。
[答案] A
课时训练：
一、选择题
1.（基础题）已知含氧酸可用通式XOm（OH）n来表示，如X是S，m＝2，n＝2，则这个式子表示H2SO4。
一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。
下列各含氧酸中酸性最强的是（ ）
A．HClO3 B．H2SeO3C．H3BO3D．HMnO4
解析：
依据信息：
A项中HClO3可写成ClO2（OH），B项中H2SeO3可写成SeO（OH）2，C项中H3BO3可写成B（OH）3，D项中HMnO4可写成MnO3（OH），根据XOm（OH）n，m大的是强酸，m小的是弱酸，所以HMnO4是酸性最强的酸。
答案：
D
2.（基础题）根据等电子原理，下列分子或离子与其他选项不属于同一类的是（ ）
A．SiCl4B．SiO44－C．SO42－D．SiH4
解析：
A、B、C三项为等电子体，属于同一类。
答案：
D
3．（基础题）下列各组分子中，按共价键极性由强至弱排序正确的是（ ）
A．HF、H2O、NH3、CH4B．CH4、NH3、H2O、HF
C．H2O、HF、CH4、NH3D．HF、H2O、CH4、NH3
解析：
元素的电负性越大，所形成的氢化物的极性越大，故共价键的极性由强到弱排序正确的是A项。
答案：
A
4.（能力题）从实验测得不同物质中氧—氧之间的键长和键能数据：
O22－
O2－
O2
O2＋
键长/10－12m
149
128
121
112
键能/（kJ·mol－1）
x
y
z＝494
w＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为：
w>z>y>x。
该规律是（ ）
A．成键时电子数越多，键能越大B．成键时电子数越少，键能越大
C．键长越长，键能越小D．成键时电子对偏移程度越大，键能越大
解析：
观察表中数据发现，O2与O2＋二者中键能大者键长短，以此推断，键能大，则键长短，根据表中数据，得出键长大小关系：
O22－>O2－>O2>O2＋，则键能的大小顺序为O2＋>O2>O2－>O22－，从而说明键长越长，键能越小。
答案：
C
5．（创新预测题）下列有关物质结构的叙述中，不正确的是（ ）
①含有共价键的化合物一定是共价化合物
②金属在常温时都以晶体形式存在
③每个水分子内含有两个氢键
④分子晶体中一定有分子间作用力，有的还可能有氢键
A．①③④B．①②④C．①②③D．②③
解析：
①共价键是原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，含有共价键的化合物也可能是离子化合物。
②绝大多数金属在常温时以晶体形式存在，但少数（如汞）常温时则为液体。
③水中氢键存在于分子之间，而不是分子内。
④正确，分子晶体中一定存在分子间作用力，有的还存在氢键，如NH3、H2O、HF等。
故C项不正确。
答案：
C
6.（2010·福建三校联考）σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。
则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是（ ）
A．H2B．HClC．Cl2D．F2
解析：
A项中H2是由两个1s轨道形成σ键；B项中H的1s轨道与Cl的3p轨道形成σ键；C项是由两个3p轨道形成σ键；D项是由两个2p轨道形成σ键。
答案：
A
7.（2010·浙江台州中学摸底）凡有一个手性碳原子的物质，一定具有光学活性。
有机化合物
（
），发生下列反应后生成的有机物仍有光学活性的是（ ）
A．与乙酸发生酯化反应B．与NaOH水溶液共热
C．与银氨溶液作用D．在催化剂作用下与H2作用
解析：
有机化合物分子中连接四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子。
题中所给的分子发生A项反应后，原来的手性碳原子上的羟基酯化成CH3COOCH2—与原有的一个基团相同，变为非手性碳原子；发生B项反应后，原来手性碳原子上的CH3COOCH2—水解成醇羟基且与原有的醇羟基相同，变为非手性碳原子；发生C项反应后，原来手性碳原子上的醛基变成羧基，使得碳原子连有的四个原子或基团都不同，仍然具有手性；发生D项反应后，原来手性碳原子上的醛基被还原为醇羟基且与原有的醇羟基相同，变为非手性碳原子。
答案：
C
8.（提高题）在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（ ）
A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键
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