2．用杂化轨道理论推测分子或离子的空间构型
杂化
类型
杂化轨
道数目
杂化轨道
间夹角
空间构型
实例
sp1
2
180°
直线形
BeCl2或HCN
sp2
3
120°
平面三角形
BF3或CO
sp3
4
109°28′
四面体形
CH4或NH
示例
填表
物质
中心原子
上的孤电
子对数
价层电
子对数
VSEPR
模型名称
分子或离子
空间构型
中心原子
杂化类型
①
CS2
②
HCHO
③
NCl3
④
SO
⑤
H3O＋
【提示】 ①0 2 直线形 直线形 sp1
②0 3 平面三角形 平面三角形 sp2
③1 4 四面体形 三角锥形 sp3
④0 4 正四面体形 正四面体形 sp3
⑤1 4 四面体形 三角锥形 sp3
3．等电子原理
化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间构型和化学键类型等结构特征，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH
等。
[高考命题点突破]
命题点1 推测分子或离子的空间构型和中心原子的杂化类型
1．指出下列分子或离子的空间构型和中心原子的杂化类型
（1）H2S__________，CO2__________，PH3__________，PCl3__________，BF3__________，HCN__________，HCHO________，SO2________，SiH4________。
（2）NH
________，NO
________，SO
________，SO
__________，ClO
__________，ClO
________，SiO
________。
【答案】
（1）V形、sp3 直线形、sp1 三角锥形、sp3 三角锥形、sp3 平面三角形、sp2 直线形、sp1 平面三角形、sp2 V形、sp2 正四面体形、sp3
（2）正四面体形、sp3 V形、sp2 正四面体形、sp3 三角锥形、sp3 三角锥形、sp3 正四面体形、sp3 平面三角形、sp2
2．
（1）（2017·全国Ⅰ卷，节选）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I
离子。
I
离子的几何构型为________________________，中心原子的杂化形式为________________________________________________________________________。
（2）（2017·全国Ⅲ卷，节选）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。
【解析】
（1）I
的价层电子对数为2＋
（7－1－2×1）＝4，中心原子杂化轨道类型为sp3，I
中有2对孤对电子，I
为V形。
（2）CO2中价层电子对数为2＋
（4－2×2）＝2，杂化类型为sp1，CH3OH中C形成4个σ键，杂化类型为sp3。
【答案】
（1）V形 sp3
（2）sp1 sp3
3．
（1）（2016·全国Ⅰ卷，节选）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是____________________________。
（2）（2016·全国Ⅱ卷，节选）[Ni（NH3）6]SO4中阴离子的空间构型是________，NH3中心原子的杂化类型是________。
（3）（2016·全国Ⅲ卷，节选）AsCl3分子的空间构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。
（4）（2016·江苏高考，节选）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。
（5）
中C、O、N的杂化类型分别为________、________、________。
【解析】
（1）Ge单晶为金刚石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为sp3，因此Ge原子的杂化方式也为sp3。
微粒之间存在的作用力为共价键。
（2）SO
中，S原子的价层电子对数为
＝4，成键电子对数为4，故SO
的空间构型为正四面体。
NH3分子中，N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp3。
（3）As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个As—Cl键，且含有1个未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的空间构型为三角锥形。
（4）根据HOCH2CN的结构简式为
可知，“CH2”中的C原子形成4个σ键，该碳原子采取sp3杂化；“CN”中的C原子形成1个σ键、2个π键，该碳原子采取sp1杂化。
（5）根据结构中C、O、N形成的σ键数和孤对电子数确定杂化类型。
【答案】
（1）sp3 共价键
（2）正四面体 sp3
（3）三角锥形 sp3
（4）sp3和sp1
（5）sp2 sp3 sp3
1根据杂化轨道的空间分布构型
①直线形—sp1，②平面三角形—sp2，③四面体形—sp3
2根据杂化轨道间的夹角,①109.5°—sp3，②120°—sp2，③180°—sp1
3利用价层电子对数确定三种杂化类型适用于中心粒子
2对—sp1杂化，3对—sp2杂化，4对—sp3杂化
4根据σ键数与孤电子对数适用于结构式已知的粒子
①含C有机物：
2个σ—sp，3个σ—sp2，4个σ—sp3
②含N化合物：
2个σ—sp2，3个σ—sp3
③含OS化合物：
2个σ—sp3
5根据等电子原理,如CO2是直线形分子，CNS－、N
与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp1杂化
命题点2 粒子中键角的大小比较
4．比较下列分子或离子中键角大小。
（1）H2O________H3O＋，NH3________NH
。
（2）H2O________H2S，NH3________PH3。
（3）SO3________CCl4，CS2________SO2。
【解析】
（1）H2O与H3O＋，NH3与NH
的中心原子均采用sp3杂化，孤对电子越多，斥力越大，键角越小。
（2）H2O与H2S，NH3与PH3中键长不同，键长越长，斥力越小，键角越小。
（3）杂化不同，键角不同。
【答案】
（1）< <
（2）> > （3）> >
5．（2014·山东高考，节选）石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________（填“>”“<”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
【解析】
（1）石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。
（2）图乙中1号碳原子形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5°。
【答案】
（1）3
（2）sp3 ＜
（1）杂化类型不同→sp1>sp2>sp3
命题点3 等电子原理及其应用
6．
（1）（2015·全国Ⅰ卷，节选）写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。
（2）根据等电子原理，仅由第2周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________。
（3）在短周期元素组成的物质中，与NO
互为等电子体的分子有________、________。
（4）（2015·江苏高考，改编）与H2O互为等电子体的一种阳离子为________（填化学式），阴离子为________。
（5）（2014·江苏高考，节选）与OH－互为等电子体的一种分子为________（填化学式）。
（6）与SO3互为等电子体的阴离子为________。
（7）与N2互为等电子体的分子是________，阴离子是________，阳离子是________。
【答案】
（1）CO2、SCN－（或COS等）
（2）N2 CO N2O CO2 （3）SO2 O3 （4）H2F＋ NH
（5）HF （6）CO
或NO
（7）CO CN－或C
NO＋
微粒
通式
价电子总数
空间构型
CO2、CNS－、NO
、N
AX2
16
直线形
CO
、NO
、SO3
AX3
24
平面三角形
SO2、O3、NO
AX2
18
V形
CCl4、SO
、
PO
、ClO
AX4
32
正四面体形
PO
、SO
、ClO
AX3
26
三角锥形
C
、CO、N2、CN－
AX
10
直线形
CH4、NH
、SiH4
AX4
8
正四面体形
NH3、PH3、H3O＋
AX3
8
三角锥形
考点3|粒子间作用力和分子的性质
（对应学生用书第240页）
[考纲知识整合]
1．配位键与配位化合物
（1）孤对电子
分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤对电子。
（2）配位键——电子对给予接受键
①配位键的形成：
成键原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道形成共价键。
②配位键的表示：
常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤对电子的原子，如NH
可表示为
，在NH
中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。
（3）配合物的组成
如[Cu（NH3）4]SO4
①配体有孤对电子，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。
②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
示例
对于K3[Fe（CN）6]配合物中含有的化学键有离子键、配位键、共价键，其中配离子的结构简式为[Fe（CN）6]3－，配体的电子式为[C⋮⋮N]－，配位数是6。
1mol[Fe（CN）6]3－中含有σ键的数目为12NA。
配体中提供孤对电子的原子是C。
2．分子间作用力
（1）概念：
物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
（2）分类：
分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
（3）强弱：
范德华力<氢键<化学键。
（4）范德华力：
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。
范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。
一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大；分子的极性越大，范德华力也越大。
（5）氢键
①形成：
已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子（该氢原子几乎为裸露的质子）与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：
A—H…B。
提醒：
a.A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。
b.A、B可以相同，也可以不同。
③特征：
具有一定的饱和性和方向性。
如在冰中每个H2O分子周围四面体的4个方向形成4个氢键。
④分类：
氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
其中分子间氢键主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。
⑤影响：
A—H…B中A、B的电负性越强，氢键越强。
如F—H…F>O—H…O>N—H…N。
示例
HF的水溶液中存在的氢键有F—H…O，F—H…F，O—H…F，O—H…O。
3．分子的性质
（1）分子的极性
0
（2）分子溶解性
①“相似相溶”的规律：
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。
若能形成氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶（C2H5OH和H2O中的羟基相近），而戊醇在水中的溶解度明显减小。
③分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解度，如SO2、NO2。
（3）分子的手性
①手性异构：
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。
②手性分子：
具有手性碳原子的分子。
③手性碳原子：
在有机物分子中，连有四个不同基团的碳原子。
含有手性碳原子的分子是手性分子，
如
（4）无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成（HO）mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：
HClO示例
（1）对于葡萄糖分子CH2OH（CHOH）4CHO中有4个手性碳原子。
（2）对于HNO3和HNO2，HNO3酸性较强。
（3）NH3极易溶于水的原因为NH3为极性分子；NH3与H2O形成分子间氢键；NH3与H2O反应生成NH3·H2O。
[高考命题点突破]
命题点1 配位键，配合物理论
1．
（1）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2＋配离子。
已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（2）向C
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