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
典例导悟1
已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第1个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们所形成化合物的分子式是XY4。
试回答：
（1）若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，则XY4中X与Y之间的化学键为________（填“共价键”或“离子键”）。
（2）该化合物的立体构型为________，中心原子的杂化类型为________，分子为__________（填“极性分子”或“非极性分子”）。
（3）该化合物在常温下为液体，该化合物中分子间作用力是________。
（4）该化合物的沸点与SiCl4比较，________（填化学式）的高，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
二、等电子原理及应用
1．常见的等电子体汇总（完成下表）
微粒
通式
价电子总数
立体构型
CO2、CNS－、NO
、N
AX2
CO
、NO
、SO3
AX3
SO2、O3、NO
AX2
V形
SO
、PO
AX4
PO
、SO
、ClO
AX3
三角锥形
CO、N2
AX
直线形
CH4、NH
AX4
2.应用
根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构，并推测其物理性质。
（1）（BN）x与（C2）x，N2O与CO2等也是等电子体；
（2）硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝（AlP）和砷化镓（GaAs）也是很好的半导体材料；（3）白锡（β Sn2）与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；
（4）SiCl4、SiO
、SO
的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体形立体构型。
特别提醒 等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。
典例导悟2
1919年，Langmuir提出等电子原理：
原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。
等电子体的结构相似、物理性质相近。
（1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：
________和______；________和________。
（2）此后，等电子原理又有所发展。
例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。
在短周期元素组成的物质中，与NO
互为等电子体的分子有：
________、________。
1．[2017·课标全国卷－37（3）（4）]（3）在BF3分子中，F—B—F的键角是____________，B原子的杂化轨道类型为__________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF
的立体构型为________________。
（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为__________。
2．[2017·福建理综，30（3）（4）]（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是__________。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N2O4（l）＋2N2H4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）
ΔH＝－1038.7kJ·mol－1
若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键有______mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。
N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在________（填标号）。
a．离子键b．共价键
c．配位键d．范德华力
（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2）。
分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是______（填标号）。
a．CF4b．CH4c．NH
d．H2O
3．[2017·山东理综－32
（2）（3）]
（2）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________________________________________________________。
的沸点比
高，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用____杂化。
H3O＋中H—O—H键角比H2O
中H—O—H键角大，原因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．[2010·山东理综，32
（1）（3）]碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。
（1）碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过______杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠____________结合在一起。
（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角____120°（填“>”、“<”或“＝”）。
姓名：
________ 班级：
________ 学号：
________5.[2010·福建理综，30
（1）]中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：
2KNO3＋3C＋S
A＋N2↑＋3CO2↑（已配平）
①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为
________________________________________________________________________
______________。
②在生成物中，A的晶体类型为________________，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为________。
③已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
6．[2010·海南理综，19－Ⅰ，19－Ⅱ（5）]
Ⅰ.下列描述中正确的是（ ）
A．CS2为V形的极性分子
B．ClO
的立体构型为平面三角形
C．SF6中有6对完全相同的成键电子对
D．SiF4和SO
的中心原子均为sp3杂化
Ⅱ.（5）丁二酮肟常用于检验Ni2＋：
在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。
①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是__________，氮镍之间形成的化学键是
________________________________________________________________________；
②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在
________________________________________________________________________；
③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有
________________________________________________________________________。
题组一 共价键
1．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是（ ）
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A．①②③B．③④⑤⑥
C．①③⑥D．③⑤⑥
2．（2017·台州质检）下列有关σ键的说法错误的是（ ）
A．如果电子云图象是由两个s电子重叠形成的，即形成s sσ键
B．s电子与p电子形成s pσ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含一个s pσ键
3．（2017·青州调研）下列说法不正确的是（ ）
A．双键、三键中都有π键
B．成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固
C．因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定
D．所有原子轨道在空间都具有自己的方向性
题组二 分子的立体构型
4．（2017·兰州调研）下列分子中，各原子均处于同一平面上的是（ ）
A．NH3B．CCl4C．H2O2D．CH2O
5．下列推断正确的是（ ）
A．BF3是三角锥形分子
B．NH
的电子式：
，离子呈平面形结构
C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s pσ键
D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—Hσ键
题组三 分子的性质
6．（2017·合肥模拟）下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是（ ）
A．CO2、H2SB．C2H4、CH4
C．Cl2、C2H2D．NH3、HCl
7．（2017·成都模拟）已知CO2、BF3、CH4、SO3都是非极性分子，NH3、H2S、H2O、SO2都是极性分子，由此可推知ABn型分子是非极性分子的经验规律是（ ）
A．分子中所有原子在同一平面内
B．分子中不含氢原子
C．在ABn分子中，A元素为最高正价
D．在ABn型分子中，A原子最外层电子不一定都成键
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
题组四 综合探究
8．均由两种短周期元素组成的A、B、C、D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。
A和C分子中的原子个数比为1∶1，B和D分子中的原子个数比为1∶2。
D可作为火箭推进剂的燃料。
请回答下列问题：
（1）A、B、C、D分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为______________（用元素符号回答）。
（2）A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是
________________________________________________________________________。
（3）B分子的空间构型为____________形，该分子属于________分子（填“极性”或“非极性”）。
由此可以预测B分子在水中的溶解度较______（“大”或“小”）。
（4）A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为__________（填化学式），若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱。
HXO____HXO3____HXO4；H2YO3____H2YO4
（5）D分子中心原子的杂化方式是__________，由该原子组成的单质分子中包含________个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为__________。
学案64 分子结构与性质
【课前准备区】
知识点一
1．共用电子对
2．饱和 方向
4．
（1）①1mol ②kJ·mol－1 ④多 牢固
（2）①核间距 ②大 稳定
（3）②空间构型 ③方向 ④180° 直线 角 V 正四面体
5．等电子体
知识点二
1．价层电子对 成键电子对
（1）一致
（2）不一致
3．
（1）2 180° 直线形 3 120° 平面三角形 4
109°28′ 四面体形
知识点三
1．
（1）①电子对发生偏移 ②电子对不发生偏移
（2）①不重合 ②重合
2．
（1）分子 分子
（2）很弱 （3）①相对分子质量 ②分子极性
（4）物理 化学
3．
（1）除范德华力之外的另一种分子间作用力 电负性很强 A—H…B—
（2）①范德华力 化学键 十 ②分子间 分子内
③方向 饱和
（3）升高
4．
（1）非极性溶剂 极性溶剂 越强
（2）互溶 减小
（3）SO2与H2O
问题思考
1．一般有两种方法：
①经验判断，活泼金属与活泼的非金属，强碱，多数盐形成的是离子键，非金属原子间、酸、弱碱等分子中形成的是共价键，同种元素间形成的是非极性键，不同种元素间形成的是极性键。
②电负性判断：
当两原子间的电负性相差很大（大于1.7）时，形成的为离子键；当原子间的电负性相差不大时形成的是共价键，电负性相同的原子形成的为非极性键，其余为极性键。
2．H2分子中的s－sσ键无方向性。
3．π键比σ键活泼，易断开。
4．它们都是以sp3杂化的方式形成分子的，电子对空间构型都是四面体形，CH4分子中碳原子无孤对电子故其分子构型为正四面体，而H2O分子中氧原子有两对未成键电子，而分子的空间构型是指成键电子对的空间构型，故其分子构型为V形。
5．不一定，如CH4、CCl4等，分子中全是极性键，但正负电荷中心重合，不显极性。
6．氢键不是化学键，定位于一种较强的分子间作用力。
若分子间形成氢键，造成分子间作用力增大，分子间距离增大（如熔化、汽化）克服的能量较高，故熔、沸点升高。
若仅分子内形成氢键，则分子间的作用力减弱，则熔、沸点降低。
【课堂活动区】
一、由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力 分子间 某些含强极性键氢化物的分子间（如HF、H2O、NH3）或含F、N、O及H的化合物中或其分子间 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 共价键>氢键>范德华力 ①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 ①影响分子的稳定性；②共价键键能越大，分子稳定性越强
二、1.16e－ 直线形 24e－ 平面三角形 18e－ 32e－ 正四面体形 26e－ 10e－ 8e－ 正四面体形
典例导悟
1．
（1）共价键
（2）正四面体形 sp3杂化 非极性分子
（3）范德华力
（4）GeCl4 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高
解析 推断出X为Ge，Y元素为Cl，与CCl4，SiCl4类比即可。
2．
（1）N2 CO N2O CO2
（2）SO2 O3
解析
（1）仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如：
N2与CO均为14个电子，N2O与CO2均为22个电子。
（2）依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO
为三原子，各原子最外层电子数之和为：
5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。
【课后练习区】
高考集训
1．（3）120° sp2 正四面体形 （4）共价键（或极性共价键） 分子间作用力
解析 （3）BF3的空间构型为平面正三角形，故F—B—F的键角为120°；B原子的杂化类型
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