拓展专题4 分子（或离子）空间结构与杂化轨道类型的判断
1.分子的空间结构判断方法归纳
（1）用价层电子对互斥模型判断
价层电子对互斥模型说明价层电子对的排斥作用对分子空间结构的影响，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时，分子的空间结构与VSEPR模型一致。
②当中心原子有孤电子对时，分子的空间结构与VSEPR模型不一致。
（2）用杂化轨道理论判断
杂化轨道类型 杂化轨 道数目 杂化轨道间夹角 分子的空间结构 实例
sp 2 180° 直线形 BeCl2、CH≡CH
sp2 3 120° 平面三角形 BF3、BCl3
sp3 4 109°28' 四面体形 CH4、CCl4、CH3Cl
2.杂化轨道类型判断方法归纳
（1）根据杂化轨道数判断
杂化轨道数＝中心原子上的价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数。
杂化轨道数 杂化轨道类型 举例
4 sp3 如Cl、Cl的杂化轨道数均为4，所以氯原子均采用sp3杂化（但离子的空间结构不同，前者为三角锥形，后者为正四面体形）
3 sp2
2 sp
注意：对于能明确结构式（或电子式）的分子或离子，根据其结构式或电子式可直接判断出中心原子的σ键电子对数和孤电子对数。
（2）根据杂化轨道之间的夹角判断
内容 夹角 杂化轨道类型
不同的杂化方式，其杂化轨道之间的夹角不同，所以可根据杂化轨道间的夹角判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型 109°28' sp3
120° sp2
180° sp
（3）根据VSEPR模型判断
VSEPR模型 杂化轨道类型
四面体形 sp3
平面三角形 sp2
直线形 sp
（4）根据分子或离子的空间结构判断
分子或离子的空间结构 杂化轨道类型
四面体形、三角锥形 sp3
平面三角形 sp2
V形 sp3或sp2
直线形 sp
1.已知某微粒Q的中心原子为sp3杂化。下列说法中错误的是（ ）
A.Q可能是三角锥形
B.Q不可能是V形
C.Q可能是正四面体形
D.Q的VSEPR模型是四面体形
2.（2025·岳阳高二月考）下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式有错误的是（ ）
选项 分子或离子 空间结构 杂化方式
A CH≡CH 直线形 sp
B S 正四面体形 sp3
C C 平面三角形 sp2
D SO2 直线形 sp2
3.（2025·泰安高二调研）从微粒结构角度分析，下列说法错误的是（ ）
A.的空间结构为V形，中心原子的杂化方式为sp3
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
C.根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，H2S的中心原子价层电子对数与其他分子不同
D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
4.有几种含氯元素的阴离子的信息如下：
阴离子 Cl Cl M ClO－
中心元素化合价 ＋5 ＋3 ＋1
中心原子杂化轨道类型 sp3 sp3
下列推断错误的是（ ）
A.Cl和C的价电子总数相同
B.M的化学式为Cl
C.Cl、ClO－中氯原子的杂化类型都为sp3
D.M的空间结构为V形
5.（1）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为，其中P采取 杂化方式。
（2）磷酸根离子的空间结构为 ，其中P的价层电子对数为 ，杂化轨道类型为 。
（3）Sn为第ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。SnCl4空间结构为 。
6.（1）如图为某硅氧离子的空间结构示意图（虚线不表示共价键）。通过观察分析，下列叙述错误的是 。
A.键角为120°
B.Si原子采取sp2杂化
C.化学组成为Si
（2）O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 ；OF2分子的空间结构为 。
（3）已知（CH3）3Ga分子空间结构为平面三角形，则其中镓原子的杂化方式是 杂化。
3 / 3拓展专题6 从不同角度解释影响物质性质的因素
1.化学键对物质性质的影响
对物理性质的影响 金刚石等物质熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高
对化学性质的影响 N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定；H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解
2.范德华力对物质性质的影响
对物质熔、沸点的影响 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高
相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低
对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大
3.氢键对物质性质的影响
对物质熔、沸点的影响 分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要破坏分子间的氢键，存在着分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点
有机物能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低
对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水
引起密度的变化 由于水分子之间的氢键，水结冰时体积变大而密度变小；冰刚融化成水时，体积减小而密度变大
4.物质溶解性的判断与比较
依据“相似相溶”规律 非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性溶质一般易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂
依据溶质与溶剂之间是否存在氢键 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。甲醇、乙醇等易溶于水，就是因为它们与水分子间形成氢键
依据分子结构的相似性 溶质与溶剂分子结构的相似程度越大，其溶解度越大，相似程度越小，其溶解度越小，如烃基越长的醇（羧酸、醛）在水中的溶解度越小
1.（2025·辽宁七校高二期中）下列关于分子性质的解释错误的是（ ）
A.H2O比H2S沸点高，是因为O—H键能大于S—H键能
B.丙酸酸性弱于乙酸，是因为丙酸的烃基长，推电子效应大，其羧基中羟基的极性小
C.乙醇与水以任意比互溶，主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键
D.沸点：I2＞Cl2，是因为范德华力：I2＞Cl2
2.下列关于N、P及其化合物结构与性质的论述错误的是（ ）
A.键能：N—H＞P—H，因此NH3的热稳定性强于PH3
B.电负性：N＞P，因此NH3分子的极性大于PH3
C.相对分子质量：NH3＜PH3因此NH3的沸点低于PH3
D.成键电子对斥力：NH3＞PH3，因此NH3的键角大于PH3
3.（2025·华东师大附中高二月考改编）砷是第ⅤA族元素，黄砷（As4）是其一种单质，其分子空间结构与白磷（P4）相似，以下关于黄砷与白磷的比较正确的是（ ）
A.分子中共价键键角均为109°28'
B.黄砷中共价键键能大于白磷
C.黄砷难溶于水
D.黄砷熔点低于白磷
4.（2025·邵阳高二期中）过氧乙酸是一种绿色生态杀菌剂，结构简式为，下列说法错误的是（ ）
A.分子中2个碳原子的杂化方式不相同
B.其熔点主要取决于所含化学键的键能
C.过氧乙酸中含有极性共价键和非极性共价键
D.过氧乙酸易溶于水
5.（1）H2O2分子的氧原子的杂化轨道类型为 ；H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是
。
（2）在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①
，
② 。
（3）、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是 。
6.（1）H2Se的沸点低于H2O，其原因是
。
（2）（2024·山东高考16题节选）MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂（见如图）。FDCA的熔点远大于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是
。
（3）（2024·浙江6月高考17题节选）化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。
HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键（—O—H…OH2），按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说明理由 。
（4）S8的熔、沸点比SO2高很多，主要原因是 。
3 / 3第1课时 共价键
学习目标
1.认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。 2.知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。
知识点一 共价键的形成与特征
1.共价键的形成
（1）共价键概念
原子间通过 所形成的相互作用。
（2）成键微粒
一般为 原子之间（相同或不相同）或金属原子与非金属原子之间。
（3）成键本质
原子间通过 （即原子轨道重叠）产生的强烈作用。
（4）成键条件
非金属元素的原子之间形成共价键，电负性之差小于 的金属原子与非金属原子之间形成共价键。
2.共价键的特征
（1）特征
饱和性 ①含义：一个原子有几个 ，便可和几个 的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。 ②作用：共价键的饱和性决定了分子的 ，即原子形成分子时相互结合的数量关系
方向性 ①含义：除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。 ②作用：共价键的方向性决定了分子的
（2）问题探究
所有的共价键都具有饱和性，是不是所有的共价键都有方向性？请举例说明。
【教材挖掘】
描述“共价键具有饱和性”，NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）共价键的本质是一种静电吸引作用。（ ）
（2）非金属单质中不存在共价键。（ ）
（3）共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的。（ ）
（4）共价键的方向性是由成键原子的原子轨道的方向性决定的。（ ）
2.（教材改编题）下列说法中正确的是（ ）
A.共价键的成键原子只能是非金属原子
B.某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C.在所有分子中都存在化学键
D.1个O原子最多只能与2个H原子结合形成H2O分子，是由共价键的饱和性决定的
3.（苏教版习题）请回答下列问题。
（1）为什么两个H原子能结合成H2，而两个He原子不能结合成He2？
（2）H2和Cl2化合时，为什么只能生成HCl，而不能生成H2Cl或HCl2？
知识点二 σ键和π键
1.σ键
形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成
类型 s-s型
s-p型
p-p型
特征 ①轴对称：以形成化学键的两原子核的 为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形 ； ②σ键的强度较大
2.π键
形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成
p-p π键
特征 ① 对称：每个π键的电子云由两块组成，它们互为 ； ②π键 旋转；不如σ键 ，比较容易
3.σ键和π键的存在
共价单键 共价双键 共价三键
键 一个 键、 一个 键 一个 键、 两个 键
提醒：π键不能独立存在，π键是以σ键所连接的两个原子成镜面对称的。
4.分子或离子中σ键和π键数目的判断
（1）依据共价键的类型判断
共价键
（2）依据电子式或结构式进行判断
如丙炔（CH3C≡CH）分子中σ键数为6，π键数为2；CN－（[︰C N︰]－）中σ键数为1，π键数为2。
（3）依据分子或原子团的组成判断σ键数目
ABx型分子或原子团中，含σ键数目为x；如H2O中含2个σ键，NH3中含3个σ键，C中含3个σ键，S中含4个σ键。
5.探究有机化合物分子中的σ键和π键
乙烯、乙烷、乙炔都是重要的化工原料，在工业生产中有着非常重要的作用。这三种物质的分子都由碳原子与氢原子构成，但分子的结构并不完全相同。
（1）乙烯和乙炔分子中的碳原子间，既存在σ键，又存在π键，σ键和π键的成键方式有何不同？
（2）乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？
（3）乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成σ键。（ ）
（2）两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。（ ）
（3）两个原子之间形成共价键时，至少有一个σ键。（ ）
（4）σ键和π键都能单独存在。（ ）
（5）σ键和π键都只能存在于共价化合物中。（ ）
2.比较下列共价键的形成过程，其中形成的是π键的是（ ）
3.（2025·湖州高二月考）下列含有π键的化合物是（ ）
A.N2H4 B.CO2
C.H2O2 D.石墨
4.下列关于σ键与π键的说法正确的是（ ）
A.σ键是原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键，π键是原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键
B.π键电子云呈轴对称
C.一般而言，原子轨道以“头碰头”方式重叠比以“肩并肩”方式重叠的程度小，所以σ键比π键活泼
D.可以表示N2分子中σ键和π键存在的情况
5.（鲁科版习题）Cl2、HCl分子中的共价键是σ键还是π键 ？请说明分析依据
。
1.（教材改编题）下列说法对σ键和π键的认识错误的是（ ）
A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键
B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的
C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的
D.含有π键的分子在反应时，π键较易断裂发生化学反应
2.下列分子或离子中，只有σ键没有π键的是（ ）
A.[C≡N]－ B.CH4
C.CH2CH2 D.CH≡CH
3.（2025·牡丹江高二检测）下列有关共价键的解释错误的是（ ）
A.共价键都具有方向性和饱和性
B.σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转
C.C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键
D.Cl2分子中p-p σ键的形成：
4.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN（H—C≡N）。
（1）只有σ键的是 （填序号，下同）；既有σ键又有π键的是 。
（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
（3）含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
（4）含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
提示：完成课后作业 第二章 第一节 第1课时
3 / 4拓展专题5 大π键与键角大小的判断
一、大π键
1.大π键
含义 大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键
示例 如苯分子中的每个碳原子均采取sp2杂化，形成三个σ键（两个与相邻碳原子，一个与氢原子）。每个碳原子还剩下一个未杂化的p轨道，这些p轨道垂直于苯环平面，相互平行重叠，形成一个整体的大π键
形成 条件 （1）所有参与形成离域π键的原子在同一平面上，因此中心原子采取sp2杂化或sp杂化； （2）参与形成离域π键的原子都必须提供一个或两个相互平行的p轨道； （3）形成离域π键的p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍
表达式 ，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，n≤2m，如苯分子中大π键的表示方法为
一般 判断 对于多电子的粒子，若中心原子的杂化方式不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成大π键
2.常见分子（或离子）中的大π键
分子（或离子） 大π键
C6H6（苯）
CH2CH—CHCH2
N、C、SO3
CO2、SO2、SCN－、N、、N2O、O3
3.C中的大π键电子数目的分析
根据价层电子对互斥模型判断C为平面三角形结构，中心C原子为sp2杂化，价层电子轨道表示式为每个O原子有两个单电子，三个O分别用一个单电子与中心C原子形成三个C—O σ键，另一个单电子参与形成大π键，形成两个负电荷的电子也参与形成大π键。则大π键的电子总数为1＋3＋2＝6，表示为。
1.（鲁科版习题）以下有关苯分子中所含化学键的描述中，错误的是（ ）
A.每个碳原子的sp2杂化轨道中的一个参与形成大π键
B.苯分子中6个碳原子各提供1个电子，共同形成大π键
C.碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个σ键
D.苯分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角均为120°
2.（2025·马鞍山高二检测）经X射线衍射测得化合物（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl的晶体结构，其局部结构如图所示。
该化合物中阴离子中的σ键总数为 个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则中的大π键应表示为 。
3.（2024·山东高考节选）吡啶（）中含有与苯类似的大π键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据 （填字母）。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
二、键角大小的判断
1.不同空间结构的分子键角大小的比较
直线形＞平面三角形＞正四面体形＞三角锥形＞V形
2.判断键角大小的思维流程
1.下列说法正确的是（ ）
①S8分子中S原子采用的杂化轨道类型为sp3
②C2H4分子中只有以s轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ键
③SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角＜120°
④H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大
A.①② B.③④
C.①②③ D.①③④
2.下列粒子按键角由大到小的顺序排列为
（填序号）。
①HCN ②SiF4 ③H2O ④C ⑤H3O＋
3.甲醛（H2CO）在Ni催化作用下加氢可得甲醇（CH3OH）。甲醇分子内C原子的杂化方式为 ，甲醇分子内的O—C—H的键角 （填“＞”“＜”或“＝”）甲醛分子内的O—C—H的键角。
4.（1）CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都为sp3，键角依次减小的原因是
。
（2）CO2、BF3、SO2分子中的键角由大到小的顺序是 。
（3）H2O分子中键角为105°，而H2S分子的键角约为92°，其原因是
。
（4）在HCHO分子中，∠HCH ∠HCO，原因是 。
5.（1）（2025·衡阳高二调研）H2S、PH3、SiH4中键角从大到小的顺序是 （用化学式表示），其原因是
。
（2）（2025·吉林名校高二检测）N2O和NO2中心原子都是N原子，都存在大π键（），NO2是V形分子。N2O、NO2中N原子的轨道杂化方式分别为 、 ；N—N—O键角 （填“＞”“＜”或“＝”）O—N—O键角。
（3）（2025·湖北师大附中高二月考）广谱杀虫剂硫酰氟（SO2F2）常温常压下为无色气体，S原子的轨道杂化方式为 ，其F—S—F键角 （填“＞”或“＜”）硫酰氯（SO2Cl2）中的Cl—S—Cl键角，原因是 。
提示：完成课后作业 第二章 阶段重点练（二）
3 / 3第1课时 分子结构的测定、多样的分子空间结构、价层电子对互斥模型
学习目标
1.知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。 2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，认识共价分子结构的多样性。 3.理解价层电子对互斥模型的含义，并能判断简单分子或离子的空间结构。
知识点一 分子结构的测定 多样的分子空间结构
1.分子结构的测定
（1）早期测定方法
主要靠对物质的 进行系统总结得出规律后进行推测。
（2）现代测定方法
应用 、晶体X射线衍射等现代仪器和方法测定分子的结构。
（3）红外光谱工作原理
①原理
当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的 相同的红外线，再记录到图谱上呈现 。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可分析出分子中含有何种 或 的信息。
②某未知物的红外光谱
读谱可知，该有机物分子中有 种不同的化学键，分别是 、 、 。
（4）质谱法
①目的：测定分子的 。
②仪器： 。
③质谱图（以甲苯分子为例）
读谱可知，甲苯的相对分子质量为 。
④问题探究
a.红外光谱可以推断化学键或官能团的种类，能否确认化学键或官能团的个数？
b.怎样根据质谱图得出分子的相对分子质量？
2.多样的分子空间结构
（1）三原子分子的空间结构
三原子分子的空间结构有 形和 形（又称角形）两种。
化学式 空间结构 结构式 键角 空间结构模型
CO2 180°
H2O 105°
（2）四原子分子的空间结构
大多数四原子分子采取 形和 形两种空间结构。
化学式 空间结构 结构式 键角 空间结构模型
CH2O 约 120°
NH3 107°
（3）五原子分子的空间结构
五原子分子的形状更多，最常见的是 。
化学式 空间结构 结构式 键角 空间结构模型
CH4 109°28'
（4）问题探究
科学家研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3，如图所示。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°。试推测四个氮原子围成的空间是正四面体形吗？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）利用红外光谱可分析分子中所含的官能团的信息。（ ）
（2）利用质谱法可测定分子的质量。（ ）
（3）粒子的实际质量与其电荷之比，就是质荷比。（ ）
（4）质谱图中，质荷比的最大值就是样品分子的相对分子质量。（ ）
（5）NH3分子键角大于CH4分子键角。（ ）
2.TBC的一种标准谱图如图所示，它是（ ）
A.核磁共振氢谱 B.质谱
C.红外光谱 D.紫外光谱
3.（鲁科版习题）哪些物质的分子呈以下形状？写出其化学式，并标出分子中各化学键的键角。
（1）直线形： 、 ；
（2）平面三角形： 、 ；
（3）三角锥形： 、 ；
（4）正四面体形： 、 。
知识点二 价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型（VSEPR model）理论要点
分子的 是中心原子周围的“价层电子对” 的结果。VSEPR的“价层电子对”是指分子中的 与结合原子间的σ键 和中心原子上的 。
2.中心原子上价层电子对的计算
（1）价层电子对数＝ 。多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对。
（2）计算
①σ键电子对的计算
由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。如NH3分子中，N有 个σ键电子对。
②中心原子上的孤电子对数的计算
中心原子上的孤电子对数＝
a.a为中心原子的 。
对于主族元素：a＝ 。
对于阳离子：a＝ 。
对于阴离子：a＝ 。
b.x为 。
c.b为与中心原子结合的原子 （氢为 ；其他原子＝ ）。
3.VSEPR模型与分子（或离子）的空间结构
分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称
CO2
SO2
C
H2O
NH3
CH4
提醒：价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
4.利用价层电子对互斥模型判断分子（或离子）的空间结构的步骤
5.问题探究
三氯化硼（BCl3）主要用作有机反应催化剂，也可用作铸镁及合金时的防氧化剂。三氟化氮（NF3）是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。
（1）分别计算BCl3、NF3的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数。
（2）利用价层电子对互斥模型判断BCl3、NF3的VSEPR模型、分子空间结构是怎样的？
（3）通过BCl3、NF3两例分析价层电子对的空间结构与分子的空间结构一定相同吗？
1.（2025·吉林市高二月考）下列各组计算微粒中心原子的价层电子对数的代数式错误的是（ ）
A.BCl3：3＋（3－3×1）
B.S：3＋
C.H3O＋：3＋
D.CS2：2＋（4－2×2）
2.（教材改编题）结构模型是反映分子的结构特点的主要模型。下列分子价层电子对互斥模型与分子空间结构一致的是（ ）
A.水分子 B.甲烷分子
C.氨分子 D.二氧化硫分子
3.计算下列分子中标“·”原子的孤电子对数：
（1）H2 ；
（2）Cl5 ；
（3）F3 ；
（4）H3 。
4.计算下列分子中标“·”原子的价层电子对数：
（1）Cl4 ；
（2）Cl2 ；
（3）Cl3 ；
（4）Cl3 。
1.下列分子的中心原子的价层电子对数是3的是（ ）
A.H2O B.BF3
C.CH4 D.NH3
2.（2025·大同高二月考）设H＋的质荷比为β，某有机物样品的质荷比如图所示（假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关），则该有机物可能是（ ）
A.甲醇（CH3OH） B.甲烷
C.丙烷 D.乙烯
3.（苏教版习题）用价层电子对互斥模型判断SiCl4分子的空间结构为（ ）
A.正四面体形 B.V形
C.三角锥形 D.平面三角形
4.根据价层电子对互斥模型填空：
（1）OF2分子中，中心原子上的σ键电子对数为 ，孤电子对数为 ，价层电子对数为 ，VSEPR模型为 ，分子的空间结构为 。
（2）N中，中心原子上的σ键电子对数为 ，孤电子对数为 ，价层电子对数为 ，VSEPR模型为 ，分子的空间结构为 。
（3）S中，中心原子上的σ键电子对数为 ，孤电子对数为 ，价层电子对数为 ，VSEPR模型为 ，分子的空间结构为 。
提示：完成课后作业 第二章 第二节 第1课时
4 / 5第2课时 键参数——键能、键长与键角
学习目标
1.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。 2.能利用键能、键长、键角三个键参数推断某些简单分子的性质。
知识点一 键能
1.概念
气态分子中1 mol化学键解离成 所吸收的能量，单位是 。例如：解离1 mol H—H需要吸收436.0 kJ热量，则H—H的键能为 kJ·mol－1。
2.应用
应用 解释
判断共价键的稳定性 原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 ，释放能量 ，所形成的共价键键能越大，共价键越
判断分子的稳定性 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越
计算反应热 ΔH＝ 的总键能－ 的总键能
3.共价键强弱的判断
（1）共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
（2）成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
4.探究键能数据的分析与应用
结合教材中某些共价键的键能数据（部分数据见下表），思考讨论：
键 键能/（kJ·mol－1） 键 键能/（kJ·mol－1）
C—C 347.7 CC 615
C≡C 812 H—F 568
H—Cl 431.8 H—Br 366
H—I 298.7
（1）分析数据，总结成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律。
（2）判断HF、HCl、HBr、HI的热稳定性强弱；其中哪种化合物更容易发生热分解生成相应的单质？
（3）若形成1 mol H—Cl释放的能量是多少kJ？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值。（ ）
（2）σ键一定比π键牢固。（ ）
（3）碳碳双键键能等于碳碳单键键能的2倍。（ ）
（4）键能越大，共价化合物越稳定。（ ）
2.N—H键能的含义是（ ）
A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量
B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量
C.拆开约6.02×1023个N—H所吸收的能量
D.形成1个N—H所放出的能量
3.（鲁科版习题）碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H C—O
键能/（kJ·mol－1） 356 413 336
化学键 Si—Si Si—H Si—O
键能/（kJ·mol－1） 226 318 452
（1）硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
。
（2）SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是
。
知识点二 键长与键角
1. （1）键长的概念
构成化学键的两个原子的 。
（2）键长与原子半径
原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越 。
（3）键长与共价键的稳定性
共价键的键长越短，往往键能越 ，表明共价键越 。
（4）键长大小的判断
①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
【教材挖掘】
描述“化学键的键长与键能是相关的”，HF、HCl、HBr、HI的键长大小关系是什么？结构相似的物质的键长与键能、物质稳定性的关系是什么？
2.键角
（1）键角的概念
在多原子分子中， 之间的夹角称为键角。
（2）键角与分子的空间结构
多原子分子的键角一定，表明共价键具有 性。键角是描述分子 的重要参数。
（3）数据的获得
键长和键角的数值可通过晶体的 获得。
（4）常见分子的键角与分子的空间结构
①实例
化学式 结构式 键角 空间结构
CO2 OCO
NH3 107° 三角锥形
H2O
BF3 120° 平面三角形
CH4
②问题探究
如图白磷和甲烷均为正四面体结构，它们的键角是否相同，为什么？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）键长是构成化学键的两个原子静止时的核间距。（ ）
（2）双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定。（ ）
（3）键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关。（ ）
（4）分子空间结构与键角密切相关。（ ）
2.（教材改编题）人们常用HX表示卤化氢（X代表F、Cl、Br、I），下列说法中，正确的是（ ）
A.形成共价键的两个原子的直径和叫做键长
B.H—F的键长是H—X中最短的
C.H—F是p-p σ键
D.H—I的键能是H—X中最大的
3.NH3、NF3、NCl3等分子中心原子相同，如果周围原子电负性大者键角小，那么NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角大小的顺序正确的是（ ）
A.NH3＞NF3＞NCl3 B.NCl3＞NF3＞NH3
C.NH3＞NCl3＞NF3 D.NF3＞NCl3＞NH3
4.（2025·大同高二月考）用“＞”或“＜”填空。
（1）比较键长大小：
①C—H N—H H—O；
②N2H4分子中的N—N N2分子中的N≡N。
（2）比较键能大小：C—H N—H H—O。
（3）比较键角大小：
①CO2 NH3；
②H2O CH4。
1.下列单质分子中，键长最长，键能最小的是（ ）
A.H2 B.Cl2
C.Br2 D.I2
2.下列说法正确的是（ ）
A.双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定
B.双原子分子中化学键键长越大，分子越稳定
C.双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定
D.在双键中，σ键的键能要小于π键的键能
3.（2025·北京东城区高二期中）下列说法正确的是（ ）
A.分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅠA族（除H外）和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D.H—O的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ
4.下表所列数据是在相同条件下，不同物质中氧氧键的键长和键能的实测数据，下列有关说法正确的是（ ）
微粒 O2
键长/pm 149 128 121 112
键能/（kJ·mol－1） a b 496 628
A.a＜b
B.O—O键的键能为496 kJ·mol－1
C.中存在π键
D.键长愈长，键能愈大
5.（教材改编题）某些共价键的键能数据如下表（单位：kJ·mol－1）：
共价键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—I
键能 436 243 194 432 299
共价键 I—I N≡N H—O H—N
键能 153 946 463 391
（1）把1 mol Cl2分解为气态原子时，需要 （填“吸收”或“放出”） kJ能量。
（2）由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是 ，最不稳定的是 ；形成的化合物分子中最稳定的是 ，最不稳定的是 。
（3）试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g） ΔH＝ 。
提示：完成课后作业 第二章 第一节 第2课时
4 / 4第2课时 分子间的作用力
学习目标
1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。 2.了解范德华力的广泛存在，能说明范德华力对物质性质（如熔点、沸点）的影响。 3.了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在，能列举含有氢键的物质并说明氢键对物质性质（如熔点、沸点）的影响。
知识点一 范德华力及其对物质性质的影响
1.范德华力及其影响因素
概念 范德华力是分子之间普遍存在的 ，它使得许多物质能以一定的凝聚态（固态和液态）存在
特征 只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力，范德华力很弱，比化学键的键能小 个数量级
影响 因素 分子结构和组成相似的物质，相对分子质量 ，范德华力越大
分子的极性 ，范德华力越大
事实 依据 降温加压时气体会 ，降温时液体会
2.范德华力对物质熔、沸点的影响
（1）通常组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4。
（2）相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点越低。如熔、沸点：N2＜CO。
3.问题探究
（1）CO2和CS2结构和组成相似，为什么常温下CO2是气体、CS2是液体？
（2）CO和N2的相对分子质量相同，为什么CO的熔、沸点高于N2？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）范德华力有一定的方向性和饱和性。（ ）
（2）任何分子间在任何情况下都会产生范德华力。（ ）
（3）HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，故HI的沸点比HCl的高。（ ）
（4）卤素单质从F2到I2，熔、沸点越来越高，与范德华力有关。（ ）
2.（教材改编题）蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原因是（ ）
A.蜘蛛脚的尖端锋利，能抓住天花板
B.蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上
C.蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力”使蜘蛛不致坠落
D.蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体
3.（2025·天津四校高二联考改编）有下列两组命题，其中乙组命题正确且能用甲组命题解释的是（ ）
甲组 乙组
Ⅰ.H—I的键能大于H—Cl的键能 a.HI比HCl稳定
Ⅱ.H—I的键能小于H—Cl的键能 b.HCl比HI稳定
Ⅲ.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力 c.HI的沸点比HCl的高
Ⅳ.HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力 d.HI的沸点比HCl的低
①Ⅰ a ②Ⅱ b
③Ⅲ c ④Ⅳ d
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
归纳总结
（1）共价键存在于共价分子之内，范德华力存在于分子之间。
（2）共价键是强相互作用，范德华力是弱相互作用，作用强度：共价键＞范德华力。
知识点二 氢键及其对物质性质的影响
1.氢键及其形成条件
（1）概念
氢键是由已经与 很大的原子形成共价键的 （如水分子中的氢）与另一个 很大的原子（如水分子中的氧）之间形成的作用力。
（2）表示方法
氢键的通式可用X—H…Y—表示。式中X和Y表示 ，“—”表示 ，“…”表示 。
（3）形成条件
①要有与电负性很大的原子X（或Y）以 结合的“氢原子”。
②原子X（或Y）的原子半径要 ，这样空间位阻较小。
2.氢键的特征
（1）氢键属于一种较弱的作用力，不属于化学键，比化学键的键能 数量级。
（2）氢键具有一定的方向性和饱和性。
①方向性：A—H…B三个原子一般在同一方向上。
②饱和性：每一个A—H只能与一个B原子形成氢键。
3.氢键的分类及对物质性质的影响
（1）氢键的分类
① 氢键，如（对羟基苯甲醛）；
② 氢键，如（邻羟基苯甲醛）。
（2）氢键对物质性质的影响
分子间氢键使物质熔、沸点 ；分子内氢键使物质熔、沸点 。
4.由分子构成的物质熔、沸点高低的判断
（1）由分子构成的物质如组成和结构相似，相对分子质量越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：HI＞HBr＞HCl。
（2）由分子构成的物质如组成和结构不相似，但相对分子质量相近，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：CO＞N2。
（3）在同分异构体中，一般支链数越多，熔、沸点越低。如熔、沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。
（4）由分子构成的物质如具有分子间氢键，与同类化合物相比，其熔、沸点较高。如熔、沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
5.问题探究
Ⅰ.水是熔、沸点较高的液态物质之一，冰的密度比水小，水的这些特性都与氢键密切相关。第ⅥA族元素形成的氢化物除H2O外，还有H2S、H2Se、H2Te等，它们熔、沸点的高低顺序如下：
（1）H2O的相对分子质量小于同主族其他元素的氢化物H2S、H2Se、H2Te等，为什么熔、沸点却比它们高？
（2）H2S、H2Se、H2Te的熔、沸点为什么逐渐升高？
（3）常温下水为液态，氨气为气态，为什么水的熔、沸点高于氨气？
Ⅱ.（4）苯胺（）与甲苯
（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（－5.9 ℃）、沸点（184.4 ℃）分别高于甲苯的熔点（－95.0 ℃）、沸点（110.6 ℃），原因是什么？
1.（教材改编题）下列关于氢键X—H…Y—的说法错误的是（ ）
A.X、Y元素具有很大的电负性，是氢键形成的基本条件
B.氢键是共价键的一种
C.某些物质因分子之间存在氢键，导致沸点反常升高
D.同一分子内也可能形成氢键
2.关于氢键，下列说法正确的是（ ）
A.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
B.冰中存在氢键，水中不存在氢键
C.每一个水分子内含有两个氢键
D.H2O是一种非常稳定的化合物，这是因为含有氢键
3.（苏教版习题）试解释下列事实。
（1）常温常压下，水的沸点比硫化氢的沸点高 。
（2）常温常压下，氯单质为气态，溴单质为液态 。
（3）相同条件下，冰的密度比水的密度小 。
（4）低级醇的熔点和沸点比碳原子数相同的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。如甲醇的沸点比甲烷高229 ℃，乙醇的沸点比乙烷高167 ℃ 。
1.（苏教版习题）下列说法中正确的是（ ）
A.范德华力存在于所有分子之间
B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素
C.相对于其他气体来说，Cl2是易液化的气体，由此得出范德华力属于强作用力
D.范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用
2.下列说法正确的是（ ）
A.范德华力是一种分子间作用力，也是一种特殊的化学键
B.在冰中含有的作用力有共价键、氢键和范德华力
C.常温常压下，卤素单质从F2→I2由气态、液态到固态的原因是氢键的作用力逐渐增大
D.H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子间存在氢键
3.（教材改编题）下列现象与氢键有关的是（ ）
①液态氟化氢中有三聚氟化氢[（HF）3]分子存在
②水分子高温下也很稳定
③接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
A.①②③④ B.①③④
C.①②③ D.①②④
4.CO2＋3H2CH3OH＋H2O反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为 ，原因是 。
提示：完成课后作业 第二章 第三节 第2课时
4 / 4学习讲义部分
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
知识点一
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）× （4）×
2.C ②L能层只有s、p能级，没有d能级，错误；③K能层只有s能级，没有p能级，错误；①④正确。
3.C 某一原子中，3d能级最多容纳的电子数为10个，实际容纳的电子数可能少于10个，C错误。
4.（1）＜ （2）＜ （3）＞ （4）＜ ＜
解析：不同能层的能量按K、L、M、N、O、P、Q的顺序依次升高，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f……的顺序依次升高。
知识点二
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）× （4）×
2.C 激光、焰色试验、霓虹灯光均与原子核外电子发生跃迁有关，缓慢氧化放热是化学能转化为热能，与电子跃迁无关，选C。
3.B 金属原子的核外电子先吸收能量，由基态转化为激发态，再将电子由激发态跃迁到基态，将能量以光的形式释放，从而形成烟花，该过程中并没有化学反应发生，只是电子发生基态与激发态的转换，属于物理变化。
【随堂演练】
1.D M能层包括s、p、d三个能级，没有f能级，D项错误。
2.B 每一能层所含的能级数目＝能层序数，所以共有4个能级的能层是第四能层，第四能层符号为N。
3.A 能层含有的能级数等于能层序数，每一能层总是从s能级开始，B错误；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数都是2，C错误；多电子原子中，同一能层的同一能级上电子的能量相同，D错误。
4.D 原子中的电子从激发态向基态跃迁时产生发射光谱，从基态向激发态跃迁时产生吸收光谱，D错误。
5.（1） （2）① 吸收 发射
解析：（1）根据所学知识，钠原子结构示意图为。（2）由于能量：3s＜3p＜3d，则钠原子的能量最低的情况是①；由于能量：①＜②，所以若将钠原子完成①转化②，则会吸收能量；因为能量：③＞①，所以将钠原子从③转化为①，则会产生发射光谱。
第2课时 构造原理与电子排布式
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√
2.B 根据原子中上述能级的能量高低顺序：ns＜（n－2）f＜（n－1）d＜np，所以最后一个排布的应是能量最高的能级，应为np能级。
3.A B项，按照构造原理，应为E（4d）＞E（5s）＞E（4p）；C项，应为E（4f）＞E（4d）＞E（4s）；D项，应为E（5f）＞E（5s）＞E（4s）。
知识点二
【对点训练】
1.D A项，基态Mg原子的电子式排布式为1s22s22p63s2，基态Mg2＋的电子排布式为1s22s22p6，正确；B项，基态Br原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，正确；C项，基态O原子的电子排布式为1s22s22p4，基态O2－的电子排布式为1s22s22p6，正确；D项，基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，错误。
2.B V是23号元素，根据构造原理可知，基态V原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，其价层电子排布是3d34s2，选B。
3.（1）1s22s22p63s23p5（或[Ne]3s23p5）
（2）1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2）
（3）1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）
（4）1s22s22p63s23p3（或[Ne]3s23p3）
4.（1）1s22s22p63s23p64s1（或[Ar]4s1） N
（2）31 [Ar]3d104s24p1 （3）2s22p3 （4）3s23p4
解析：（1）根据构造原理书写电子排布式，最高能层为N层。（2）镓（Ga）的原子序数为31，基态Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1。（3）基态N原子电子排布式为1s22s22p3，其价层电子排布式是2s22p3。（4）基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，其价层电子排布式为3s23p4。
【随堂演练】
1.A 根据构造原理，多电子原子中，3s、3d、4p能级的电子能量由低到高的顺序为3s＜3d＜4p，选A。
2.C A项，该原子基态电子排布式为[Ne]3s23p2，不符合题意；B项，该原子基态电子排布式为[Ar]3d54s2，不符合题意；D项，该原子基态电子排布式为[Ar]3d34s2，不符合题意。
3.D 21号Sc元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，A错误；Ca原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2，B错误；Cu原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1，C错误；K是19号元素，K＋核外有18个电子，电子排布式为[Ne]3s23p6，D正确。
4.（1）①33 ②4 8
③1s22s22p63s23p63d104s24p3
（2）①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p6
③1s22s22p63s23p6 （3）①25 ②4 ③13
解析：（1）核电荷数＝原子序数＝核外电子数，故此原子的核外电子数为33；依据构造原理，能量由低到高的顺序为E（4s）＜E（3d）＜E（4p），则此元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。（2）书写离子的电子排布式时，先书写基态原子的电子排布式，再根据得失电子数推理写出基态离子电子排布式。（3）从电子排布式看，各能级的电子数之和为25，该原子最高能级为4s能级，故有4个能层，M层电子排布为3s23p63d5，故该能层电子数为13。
第3课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√
2.D 电子云图和原子轨道不是同一个概念，A项错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz 3个伸展方向，并且互相垂直，D项正确。
3.A B项，p能级有3个原子轨道，其在空间中的伸展方向不同， 错误；C项，s能级均只含有1个原子轨道，错误；D项，各能层（n）含有的原子轨道数为n2，错误。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）×
2.B 表示激发态He原子的轨道表示式，A不符合题意；表示基态C原子的轨道表示式，B符合题意；表示基态N原子的轨道表示式，但不符合泡利原理，其正确表示为C不符合题意；违背了洪特规则，D不符合题意。
3.C A项，违反了洪特规则，错误；B项，同一原子轨道中的两个电子自旋平行，违反了泡利原理，错误；C项，Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s2，违反能量最低原理，正确；D项，Fe3＋的电子排布式：1s22s22p63s23p63d5，评价错误，错误。
【随堂演练】
1.C 2s能级有1个原子轨道，2p能级有3个原子轨道，4d能级有5个原子轨道，4f能级有7个原子轨道，则能级中轨道数为5的是4d能级。
2.D 3px中，3表示第三能层，p原子轨道在三维空间的分布分别沿x、y、z三个方向，px表示沿x轴方向伸展的p轨道，A错误；能层数为3时，有3s、3p、3d 3个能级，有3类轨道，共有9个轨道，B项错误；氢原子中只有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项错误；能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，D正确。
3.B 2p能级上的电子在2px、2py原子轨道各排布一个电子，且自旋平行，排布违背了洪特规则，A项正确；根据构造原理，电子应先填充4s能级，再填充3d能级，违背了能量最低原理，B项错误；1s、2s轨道上的 2个电子应自旋相反， 违背了泡利原理，C项正确；电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合能量最低原理，书写正确，D项正确。
4.（1）球 1 哑铃 3
（2）2p 3 氮 S
解析：（1）根据图中信息可得，s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。（2）元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝2，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有3个伸展方向；原子核外有7个电子，为氮元素。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，则n＝3，原子核外有16个电子，为S元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其轨道表示式为。
拓展专题1 核外电子排布的规范书写与应用
【对点训练】
1.D A项只表示出最外层电子数，B项只表示出核外电子的分层排布情况，C项具体到能层、能级以及能级上的电子数，而D项包含了能层、能级以及原子轨道上电子的自旋状态。
2.D 基态32Ge原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，A错误；基态28Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，B错误；基态O原子的轨道表示式为C错误；能层高的电子先失去，即先失去4s电子，后失去3d电子，Cu＋的价层电子排布为3d10，D正确。
3.B Na＋的轨道表示式是A错误；Na＋核外有10个电子，Na＋结构示意图：，B正确；基态Cu原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，C错误；基态Ga（镓）原子的价层电子排布为4s24p1，D错误。
4.（1）N （2）
（3）1s22s22p63s23p63d104s1
解析：（1）由题意知，A元素基态原子只有2个能层，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3，A为N元素，其轨道表示式为。（2）由题意知，B为S元素、C为K元素，B的原子结构示意图为，B、C所形成的化合物的电子式为K＋[︰︰]2－K＋。（3）D元素原子核外电子数目为2＋8＋18＋1＝29，故D为Cu元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1， Cu＋的价层电子的轨道表示式为。
5.（1）①[Ne]3s23p2 ②
③1s22s22p63s23p64s1 （2）As 4s24p3
解析：已知A原子中只含1个电子，为H元素；B原子的3p轨道上得到1个电子后形成半满结构，3p轨道上有2个电子，为Si元素；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，则2p轨道上有4个电子，为O元素；D原子3d能级全空，第四电子层上只有1个电子，为K元素；E原子的核电荷数为B、D核电荷数之和，则E的原子序数为14＋19＝33，为As元素。（1）①B为Si元素，原子序数为14，原子核外有3个电子层，最外层电子数为4，基态原子简化核外电子排布式为[Ne]3s23p2；②C为O元素，原子核外有8个电子，原子的价层电子轨道表示式为；③D为K元素，原子核外有4个电子层，最外层电子数为1，电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。（2）E为As元素，原子序数为33，价层电子排布式为4s24p3。
拓展专题2 电子运动状态
与未成对电子数的判断
一、电子运动状态的判断
【对点训练】
1.D 由基态原子的轨道表示式可知，该基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p2，该原子序数为6，为C元素；该原子有2个电子层，最外层有4个电子，核外电子占据的能级为1s、2s、2p 能级，故有3种能量不同的电子，A、B、C正确；该原子核外共有 6 个电子，则有 6 种不同运动状态的电子，D错误。
2.A N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，各具有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多可容纳2个电子，故可容纳32个电子，所以可容纳32种运动状态的电子，A正确；在K能层中，只有1个轨道，能容纳自旋相反的2个电子，B错误；电子云通常是用小黑点来表示电子出现的机会多少，但小黑点不表示电子，D错误。
3.8 哑铃形 4s24p1
解析：基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，核外电子空间运动状态共有8种；核外电子占据最高能级为p能级，形状为哑铃形；镓元素的原子序数是31，其基态原子的价层电子排布式为4s24p1。
4.（1）9 （2）3d24s2 12 22 （3）4 洪特规则 （4）15
解析：（1）基态F原子共有9个核外电子，每个电子都有对应的原子轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。（2）基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s能级有一种空间运动状态，p能级有三种空间运动状态，d能级有五种空间运动状态，3d能级只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。（4）基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子核外有几个原子轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。
二、基态原子中未成对电子数的判断
【对点训练】
1.C A中1s22s22p63s23p6中每个轨道上都达到饱和，未成对电子数为0；B中1s22s22p63s23p63d54s2中3d轨道上有5个未成对电子，其他轨道达到饱和，未成对电子数为5；C中1s22s22p63s23p63d54s1中的3d、4s轨道上各有5、1个未成对电子，未成对电子数为6；D中1s22s22p63s23p63d104s1只有4s上有1个未成对电子，未成对电子数为1。
2.B 价层电子排布为3d14s2、3s23p1、3s23p5的元素的基态原子M层都有一个未成对电子，3d94s2不遵循能量最低原理，排布式不正确，正确的排布式为3d104s1，M层没有未成对电子，选B。
3.（1）2 （2）Cr （3）1s22s22p4或[He]2s22p4 2 （4）4∶5
解析：（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布式为ns2np2，核外未成对电子数为2。（2）基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2，未成对电子有5个，同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr，基态Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子。（3）O为8号元素，基态O原子核外有8个电子，因此基态O原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4，其2p轨道有2个未成对电子，即O原子有2个未成对电子。（4）根据构造原理可知基态Fe2＋和Fe3＋的价层电子排布式分别为3d6和3d5，其未成对电子数分别为4和5，即未成对电子数之比为4∶5。
4.（1）3d104s24p2 2 （2）[Ar]3d84s2 2 （3）[Ar]3d64s2 （4）4
解析：（1）Ge处于第四周期第ⅣA族，基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；根据洪特规则，基态Ge原子有2个未成对电子。（2）镍元素的原子序数为28，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，根据洪特规则，Ni原子3d轨道上有2个未成对电子。（3）第四周期元素中未成对电子数为4的元素是Fe，Fe原子的原子序数为26，基态Fe原子的简化核外电子排布式为[Ar]3d64s2。（4）Cu为29号元素，其4s轨道上有一个未成对电子，与Cu同周期且基态原子核外未成对电子数为1的元素有K（4s1）、Sc（3d14s2）、Ga（4s24p1）、Br（4s24p5）共4种。
第二节 原子结构与元素的性质
第1课时 原子结构与元素周期表
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）× （4）√
2.D 由价层电子排布式（不涉及电子）知，该元素原子最高能层为M层，位于第三周期，最外层有6个电子，位于第ⅥA族。
3.D 如铬元素，d能级上有5个电子，s能级上有1个电子，对应第6列，A错误；第18列He元素最外层电子排布为1s2，B错误；第四周期第8列元素的原子序数为26，是铁元素，C错误；第15列元素原子的价层电子排布为ns2np3，最外层有5个电子，D正确。
知识点二
【对点训练】
1.D 由简化电子排布式为[Xe]5d106s2可知，位于元素周期表第六周期第ⅡB族，处于ds区，选D。
2.D 氢元素分布在s区，A错误；s区的氢元素是非金属元素，B错误；s区元素的最后一个电子进入s轨道，C错误；d区、ds区和f区都属于过渡金属，均为金属元素，D正确。
3.（1）四 18 （2）ⅢA 1 （3）p 第ⅢA～ⅦA族、0族
解析：（1）根据该元素原子核外有4个电子层及容纳的电子数可知，该元素处于第四周期，该周期对应能级组的电子排布式为[Ar]3d1～104s1～24p1～6，故共有18种元素。
（2）该元素位于第ⅢA族，该族只有一种非金属元素——硼。
（3）根据价层电子排布式4s24p1可以确定该元素位于p区，该区所包括族的种类是第ⅢA～ⅦA族、0族。
【随堂演练】
1.B Ca是20号元素，位于s区， Co是27号元素，位于d区， Zn是30号元素，位于ds区， Ga是31号元素，位于p区。
2.C 元素的最外层电子数为2，价电子数为3，并且是同族中原子序数最小的元素，则基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，该元素为位于元素周期表第ⅢB族且处于d区的Sc元素。
3.B 第一周期元素原子的最外层电子排布是从1s1到1s2，A错误；价层电子排布为（n－1）d6～8ns2的元素为第Ⅷ族元素，一定是过渡元素，B正确；Zn的电子排布式为[Ar]3d104s2，最外层电子数为2，但Zn位于ds区，C错误；主族元素原子的最外层电子数等于其所在主族的族序数，0族或副族均有例外，如Cu的价层电子排布为3d104s1，Cu位于第ⅠB族，D错误。
4.（1）
（2）ds （3）见上图
解析：对于24号元素，若根据构造原理，其核外价层电子排布应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满状态时能量较低，而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1，而不是3d94s2，故将29号、30号元素所在纵列归为ds区。所以有的同学认为第6、7纵列的部分元素可以排在ds区是有道理的。
第2课时 元素周期律
知识点一
【对点训练】
1.B 由电子排布式知，A为P原子，B为N原子，C为C原子，D为S原子，由同一周期、同一主族原子半径大小关系知，原子半径：P＞S，P＞N，C＞N，S有3个电子层，N有2个电子层，半径：S＞N，半径最小的是N原子。
2.D 由电子排布式知，X2－为S2－，Y为O2－，Z为Cl－，Na＋与O2－、S2－与Cl－电子层结构相同，半径：O2－＞Na＋，S2－＞Cl－，O2－有2个电子层，Cl－有3个电子层，半径：Cl－＞O2－，半径大小：S2－＞Cl－＞O2－＞Na＋，即②＞④＞③＞①。
3.（1）O＜N＜C （2）B （3）Mg2＋
解析：（1）同一周期的元素，从左到右原子半径依次减小，因此，原子半径从小到大的顺序为O＜N＜C。（2）H、B、N中，H的电子层数最少，原子半径最小，而B、N同周期， N的核电荷数大，原子半径小于B，三种元素中原子半径最大的是B。（3）Mg2＋、Al3＋的电子层结构相同，但铝的核电荷数大，Al3＋的半径小。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）× （4）√
2.C 所给元素都是第三周期元素，分别是P、Cl、S、Ar，同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于其相邻元素，第一电离能大小顺序是Ar＞Cl＞P＞S，所以第一电离能最小的原子是S。
3.B 某短周期元素R的第三电离能剧增，说明该原子最外层有2个电子，处于第ⅡA族，该原子存在第五电离能，说明核外电子数大于4，故R为Mg元素。Mg的最高正价为＋2价，原子最外层共有2个电子，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2。
知识点三
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）√ （4）×
2.A 电子排布式为1s22s22p4，为O元素；电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素；电子排布式为1s22s22p63s23p2，为Si元素；电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca元素。Ca属于金属元素，电负性最小，非金属性：O＞P＞Si，故O元素的电负性最大。
3.（1）0.93 1.57
（2）电负性越大，其原子半径越小 周期性
（3）－2 0 （4）共价键 （5）六 ⅠA
解析：（1）由表中数据可知，非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小。据此可知电负性Mg大于Na，而小于Be，即0.93＜Mg＜1.57。（2）同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大。同主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，电负性逐渐减小，即同周期（同主族）中，电负性越大，其原子半径越小；体现了元素性质的周期性变化规律。（3）电负性：F＞O＞Cl，所以在化合物HClO和HFO中氧元素的化合价分别是－2价和0价（因为F没有正价，只有－1价和0价）。（4）Al的电负性是1.61，Br的电负性小于3.16，二者的电负性差值小于1.7，因此二者形成的化学键是共价键。（5）金属性越强，电负性越小，则元素周期表中，电负性最小的元素为位于第六周期第ⅠA族的Cs（放射性元素除外）。
【随堂演练】
1.D 同周期元素主族从左到右原子半径减小，电负性增大，最高正化合价从＋1价逐渐增大（除O、F外），第一电离能总体呈增大趋势（第ⅡA、ⅤA 族元素有特殊情况），选D。
2.C 同周期越靠右原子半径越小，A错误；同周期越靠右第一电离能越大，但是铝和硫除外，B错误；同周期越靠右元素的电负性越大，C正确；钠、镁、铝常温下是固体，但是氯气常温下为气体，熔点较低，D错误。
3.B 同周期元素从左到右，电负性依次增大，电负性：N＜O＜F，A错误； 电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越多半径越小，原子半径：Na＞O＞F，C错误；第ⅡA族元素p能级处于全空状态，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：Mg＞Al＞Na，D错误。
4.（1）Na Ar （2）F （3）Cs （4）F （5）N、P、As
解析：同周期从左到右，元素的第一电离能（除第ⅡA族、第ⅤA族反常外）逐渐增大，同周期中第ⅠA族元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，故第三周期中第一电离能最小的为Na，最大的为Ar。元素的电负性，同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故元素周期表中，电负性最大的元素是氟。
拓展专题3 元素周期表与元素周期律的综合应用
【对点训练】
1.B 由短周期元素 X、Y、Z、W在周期表中的相对位置可知，X、Y位于第二周期，Z、W位于第三周期，设Y的质子数为y，W的质子数为y＋8，则Z的质子数为y＋5，根据Y、Z质子数之和为21，y＋y＋5＝21，解得y＝8，可知X为C、Y为O、Z为Al、W为S。除稀有气体元素外，同周期元素从左到右原子半径递减，Z、W元素原子半径大小关系为r（W）＜r（Z），A错误；同主族元素从上到下非金属性递减，非金属性越强，简单氢化物越稳定，则Y、W的气态氢化物中，Y的稳定性高，B正确；元素X与Y能形成CO、CO2，不止一种化合物，C错误；除O、F外，主族序数＝最外层电子数＝最高正价，W为S，W元素的最高化合价为＋6价，D错误。
2.D 基态X原子的价层电子排布式中p能级上排有电子，则s能级有2个电子，即n－1＝2，n＝3，故X的价层电子排布式为3s23p4，为S元素，则Y为As元素，由此可判断A、B、C项正确。同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，即原子半径：Mg＞S，D项错误。
3.A 原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期主族元素中，X元素原子的最外层有三个未成对电子，则X为N，且第一电离能比Y大，由于N为半充满状态，故N的第一电离能大于O，则Y为O元素，Z元素的简单离子半径在同周期中最小，则Z为Al元素，Y、W位于同一主族，W为S元素，X、Y、Z、W分别是N、O、Al、S。同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增强，则电负性：N＜O，即Y（O）的电负性更大，A错误；Y、Z简单离子分别为O2－、Al3＋，核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：Y＞Z， B正确；W为S元素，其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，为强酸，C正确；X、Y两种元素的价层电子排布式分别为2s22p3、2s22p4，都位于元素周期表p区，D正确。
4.C 基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，则X的核外电子排布式为1s22s2或1s22s22p4，X为Be或O元素；Z可与X形成淡黄色的化合物Z2X2，则Z为Na元素，X为O元素，化合物Z2X2为Na2O2；X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大，则Y只能是F元素，Y、W最外层电子数相同，则W为Cl元素。根据第一电离能的递变规律可知其相对大小顺序为F＞O＞Cl＞Na，A项错误；根据非金属性：F＞O＞Cl，可知简单离子的还原性：Cl－＞O2－＞F－，B项错误；根据离子半径的变化规律，可知简单离子半径：Cl－＞O2－＞F－＞Na＋，C项正确；氢化物水溶液的酸性：HF＜HCl，D项错误。
5.（1）1s22s22p4 （2）
（3）四 ⅡB （4）H︰︰︰H （5）AlCl3
解析：
章末整合提升
【主题探究】
1.（1）提示：A为基态原子，能量最低，B、C、D均发生了跃迁，B中发生1s轨道电子跃迁至2p轨道，C中发生2s轨道电子跃迁至2p轨道，由于1s轨道能量低，故能量：B＞C；D中将1s轨道、2s轨道电子跃迁至2p轨道，能量最高，故能量由低到高的顺序为A＜C＜B＜D。
（2）提示：六 [Ar]3d104s24p3。根据价层电子排布可知最高能层数为6，所以位于周期表的第六周期；4f有7个轨道，所以4f6的电子排布图为As的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
（3）提示：3d24s2。基态Ti原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。
2.（1）提示：F＞O＞N＞As。
（2）提示：F＞N＞O，原因：N、O、F位于同一周期，从左到右原子半径减小，核电荷数增大，失电子能力减弱，所以F的第一电离能最大，由于N的2p轨道半充满，能量低且稳定，所以N的第一电离能大于O。
3.（1）提示：Sc是第21号元素，处于周期表的第四周期第ⅢB族，所以Y在第五周期第ⅢB族。该族中包括Sc、Y、镧系（15种元素）、锕系（15种元素）一共32种元素。
（2）提示：没有。Y：d区、Ba：s区；Cu：ds区；O：p区。
（3）提示：Cl－＞O2－＞F－。Cl－核外电子排布有三个能层，O2－与F－核外电子排布有两个能层，且O2－的核内质子数小于F－。
【针对训练】
1.C X、Y是同周期的两种主族元素，由X元素：I2 I1可知，X是第ⅠA族元素，Y元素：I3 I2，Y是第ⅡA族元素。同周期元素从左到右，电负性增大，所以电负性：X＜Y，A错误；同周期元素从左到右，金属性减弱，所以金属性：X＞Y，金属性越强，越易与水反应，与水反应剧烈程度：X＞Y，B错误；由X元素：I2 I1可知，X是第ⅠA族元素，X的最外层电子数为1，C正确；由Y元素：I3 I2可知，Y是第ⅡA族元素，Y的最高化合价为＋2价，D错误。
2.（1）ⅢB （2）3d104s1
（3）＞ 氧、硫为同一主族元素，氧原子半径小于硫原子，氧原子核对核外电子的吸引力更大 （4）d
解析：（1）铁为26号元素，钇（Y）的原子序数比Fe大13，Y为39号元素，位于元素周期表的第四周期第ⅢB族。（2）基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，价层电子排布式为3d104s1。（3）氧、硫为同一主族元素，第一电离能：I1（O）＞I1（S）。（4）根据钡的核外电子排布[Xe]6s2可知，该元素位于元素周期表第六周期第ⅡA族，位于同周期第ⅠA族的元素是Cs。Ba的电负性及第一电离能均比Cs大；钡的金属性强于同主族的钙，钙能与冷水反应生成氢气，故钡也能与冷水反应放出氢气。
3.（1）ad d （2）
（3）Cu Cu的第二电离能失去的是3d10电子，第一电离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失去的是4s1电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大
（4） a 同周期元素从左往右第一电离能的总体趋势是依次升高的，但N元素的2p轨道处于半充满状态，相对较稳定，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高 b
解析：（1）F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，1s22s22p43s1是基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确；1s22s22p43d2，核外共10个电子，不是氟原子，b错误；1s22s12p5，核外共8个电子，不是氟原子，c错误；1s22s22p33p2是基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d正确；而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2。（2）F为第9号元素，其电子排布为1s22s22p5，则其价层电子排布图为。（3）铜元素的第二电离能失去的是3d10电子，第一电离能失去的是4s1电子，锌元素的第二电离能失去的是4s1电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大，所以铜与锌相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是铜元素。（4）同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，但N的2p轨道上的电子排布是半充满的，比较稳定，其第一电离能高于邻位C、O的第一电离能，故图a符合C、N、O、F第一电离能的大小顺序；C、N、O、F的价层电子排布式分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5，失去两个电子后，价层电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3，此时F的2p轨道上的电子排布处于半充满状态，比较稳定，其第三电离能最大，O的半径小于N的半径，O的第三电离能大于N，C失去的第三个电子为2s上的电子，导致其第三电离能大于N，故图b符合C、N、O、F第三电离能的大小顺序。
4.（1）[Ar]3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2 （2）HClO4
（3）PH3 （4） Cu＋
解析：前四周期元素X、Y、Z、R、Q核电荷数依次增加，由Y原子的M层p轨道有3个未成对电子可知，Y原子价电子排布为3s23p3，则Y为P元素；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大，则Z为Cl元素；R原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1说明最外层电子数为2，由d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶2可知，d轨道电子数为5，原子的价电子排布为3d54s2，则R为Mn元素；由X、Y、Z、R四种元素的核电荷数之和为58可知，X元素核电荷数为58－15－17－25＝1，则X为H元素；Q2＋的价电子排布式为3d9，则Q为Cu元素。（1）锰元素的原子序数为25，位于元素周期表中第四周期第ⅦB族，基态原子核外电子的排布式为[Ar]3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2。（2）氯元素的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，化学式为HClO4。（3）非金属元素的非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，氯元素的非金属性强于磷元素，则氯化氢的稳定性强于磷化氢。（4）铜元素的原子序数为29，位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，基态原子的价电子排布式为3d104s1，则价电子轨道表示式为，铜原子失去1个电子形成亚铜离子，价电子排布式为3d10，失去2个电子形成铜离子，价电子排布式为3d9，亚铜离子的3d轨道为全充满稳定结构，则从轨道结构角度看，亚铜离子的稳定性强于铜离子。
【真题体验】
1.A A项，41Ca的质量数为41，质子数为20，所以中子数为41－20＝21，正确；B项，41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，错误；C项，根据题意41Ca衰变一半所需的时间要大于14C衰变一半所需的时间，错误；D项，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，错误。
2.A 钇原子序数比Fe大13，为39号元素，位于元素周期表的第五周期第ⅢB族，A正确；钙为20号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，基态Ca原子的核外电子填充在10个轨道中，B错误；同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，5种元素中，钙第一电离能比铁小，C错误；同周期主族元素从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；5种元素中，电负性最大的是O，D错误。
3.C
解析：元素周期表中H的原子半径最小，A错误；同周期元素从左至右第一电离能呈增大趋势，故每一周期最后一种元素（稀有气体元素）的第一电离能最大，B错误；同周期主族元素从左至右，元素的电负性逐渐变大，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则元素周期表中F的电负性最强，C正确；F没有正化合价，D错误。
4.D X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素，W元素的焰色试验呈黄色，则W为Na元素；Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，则Z为O元素、Q为S元素；Y原子核外有两个单电子，且原子序数小于O元素，故Y为C元素；结合X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18，则X的最外层电子数为1，故X为H元素或Li元素。C的电负性大于H和Li，故该化合物中C为负价，具有还原性，则该化合物具有可燃性，A项正确；该化合物中S元素为负价，具有还原性，B项正确；Na2O、Na2O2均能与水反应，C项正确；Na2S属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，D项错误。
5.D Z的价电子所在能层有16个轨道，故Z为第四周期元素，结合题给化合物的结构图可知，Z为K元素；W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，结合题给结构图可知，X为O元素、Y为S元素；W形成一个共价键，则W为H元素。电负性：H＜S，A错误；H2SO3为弱酸，故酸性：H2SO3＜H2SO4，B错误；基态H原子中未成对电子数为1，基态O原子中未成对电子数为2，C错误；K的氧化物溶于水生成KOH，溶液pH＞7，S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4，溶液pH＜7，D正确。
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√
2.D 氯化铝分子中铝原子与氯原子之间形成的化学键是共价键，A错误；非金属元素的原子形成的共价键数目不一定等于该元素的价电子数，如NH3中共价键数是3，但是氮原子的价电子数是5，B错误；稀有气体分子中不存在任何化学键，C错误。
3.（1）氢原子核外只有1个电子，需形成1对共用电子对达到稳定结构即形成H2，而氦原子最外层上已经达到2个电子的稳定结构，无需形成共用电子对即形成单原子分子即可，不能形成He2。
（2）氢原子核外只有1个电子即1个成单电子，Cl原子核外有7个电子，但只有1个成单电子，根据共价键具有饱和性，二者均只能形成一对共用电子对，即1个H原子与1个Cl原子结合成HCl，而不能形成H2Cl或HCl2。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）×
2.A A是2个p轨道“肩并肩”重叠形成的π键；B是s轨道与p轨道重叠形成的σ键；C是2个p轨道重叠形成的σ键；D是2个s轨道重叠形成的σ键。
3.B 肼分子的结构式为，则肼分子只含σ键，不含π键；二氧化碳分子的结构式为OCO，则二氧化碳是含有σ键和π键的共价化合物；过氧化氢的结构式为H—O—O—H，则过氧化氢分子只含σ键，不含π键；石墨是非金属单质，不是化合物。
4.A π键电子云呈镜面对称，B错误；一般而言，σ键比π键重叠程度大，π键更活泼，C错误；N与N连线形成的是σ键，D错误。
5.σ键 由于Cl2、HCl分子中只存在一对共用电子，即形成的是单键，单键为σ键
【随堂演练】
1.C p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，C错误。
2.B CH4分子只有C—H单键，单键为σ键；[C≡N]－、CH2CH2、CH≡CH分别含三键、双键、三键，既有σ键又有π键。
3.A 不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键不具有方向性，A错误。
4.（1）①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ （2）⑦ （3）①③⑤⑥⑧⑨ （4）②④⑤⑥⑧⑨
解析：（1）单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。（2）H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。（3）含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的有①③⑤⑥⑧⑨。（4）含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键，说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子，其为②④⑤⑥⑧⑨。
第2课时 键参数——键能、键长与键角
知识点一
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）× （4）√
2.C 键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。N—H的键能是指拆开1 mol N—H所吸收的能量，不是指形成1个N—H所释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol N—H，拆开1 mol NH3吸收的能量是N—H键能的三倍。
3.（1）依据图表中键能数据分析，C—C、C—H键能大，难断裂；Si—Si、Si—H键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
（2）C—H键能大于C—O，C—H比C—O稳定。Si—H键能远小于Si—O的键能，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si—O
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√
2.B 形成共价键的两个原子的核间距叫做键长，A错误；F、Cl、Br、I中F原子半径最小，H—F的键长是H—X中最短的，B正确；H—F是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”成键，是s-p σ键，C错误；键长越短键能越大，H—F的键长是H—X中最短的，键能是H—X中最大的，D错误。
3.C 已知电负性：F＞Cl＞H，且NH3、NF3、NCl3分子中心原子相同，如果周围原子电负性大者键角小，可知，键角：NH3＞NCl3＞NF3，选C。
4.（1）①＞ ＞ ②＞ （2）＜ ＜ （3）①＞ ②＜
解析：（1）①由于C、N、O的原子半径依次减小，所以C—H、N—H、H—O的键长依次减小；②N2H4分子中的N—N的键长大于N2分子中的N≡N的键长。（2）由于C—H、N—H、H—O的键长依次减小，因此键能依次增大。（3）①CO2为直线形分子，NH3为三角锥形分子，故CO2的键角大于NH3；②H2O为V形分子，H2O分子键角是105°，CH4分子键角是109°28'，H2O分子中键角小于CH4分子中键角。
【随堂演练】
1.D 原子半径越大，形成的分子的键长越长，键能越小。四种原子中，I的原子半径最大，键能最小，D项正确。
2.A 键能越大，键长越小时，分子越稳定，A正确，B错误；双原子分子中的共价键不存在键角，C错误；两原子之间σ键的重叠程度一般大于π键，故σ键的键能一般要大于π键，D错误。
3.B 分子中键长越短，键能越大，则分子越稳定，A错误；元素周期表中的第ⅠA族（除H外）和第ⅦA族元素都是典型的金属和非金属元素，所以形成的化学键是离子键，B正确；水分子的结构是V形，键角是105°，C错误； 18 g H2O即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时消耗的能量为2×463 kJ，D错误。
4.A O2和的键长分别是121 pm、112 pm，键能分别为496 kJ·mol－1、628 kJ·mol－1，说明键长愈短，键能愈大，因此a＜b，A正确，D错误；氧气中不含O—O键，O—O键的键能不是 496 kJ·mol－1，B错误；中氧原子之间形成的是非极性共价单键，并且有1对共用电子，电子式为[︰︰︰]2－，不存在π键，C错误。
5.（1）吸收 243 （2）N2 I2 H2O HI
（3）－185 kJ·mol－1
解析：（1）键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，新键形成释放能量，旧键断裂吸收能量，根据能量守恒定律，断开1 mol Cl—Cl吸收的能量等于形成1 mol Cl—Cl释放的能量。（2）键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，化学性质越稳定，因此最稳定的单质为N2，最不稳定的单质是I2，最稳定的化合物是H2O，最不稳定的化合物是HI。（3）ΔH＝E（反应物键能之和）－E（生成物键能之和）＝（436＋243－2×432）kJ·mol－1＝－185 kJ·mol－1。
第二节 分子的空间结构
第1课时 分子结构的测定、多样的
分子空间结构、价层电子对互斥模型
知识点一
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）× （4）√ （5）×
2.C 该标准谱图为红外光谱。
3.（1）CO2、C2H2（合理即可） 键角为180°
（2）CH2O 键角约为120° （3）NH3 键角为107°
（4）CH4 键角为109°28'
知识点二
【对点训练】
1.C H3O＋中心原子的价层电子对数为3＋＝4，C错误。
2.B 水分子价层电子对互斥模型为四面体形，分子空间结构为V形，A不符合题意；甲烷分子价层电子对互斥模型为正四面体形，分子空间结构为正四面体形，B符合题意；氨分子价层电子对互斥模型为四面体形，分子空间结构为三角锥形，C不符合题意；二氧化硫分子价层电子对互斥模型为平面三角形，分子空间结构为V形，D不符合题意。
3.（1）2 （2）0 （3）0 （4）1
4.（1）4 （2）2 （3）3 （4）4
【随堂演练】
1.B 水分子中氧原子、甲烷分子中碳原子和氨分子中氮原子的价层电子对数都为4，三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3，选B。
2.B 由题图知，右边最高质荷比为16，是H＋质荷比的16倍，即其相对分子质量为16，可能是甲烷。
3.A SiCl4中Si原子的价层电子对数为4＋×（4－4×1）＝4，孤电子对数为0，为正四面体形。
4.（1）2 2 4 四面体形 V形 （2）3 0 3 平面三角形 平面三角形 （3）4 0 4 正四面体形 正四面体形
第2课时 杂化轨道理论简介
知识点一
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）×
2.D 同一能层上的s轨道与p轨道的能量差异不大，sp2杂化轨道是由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成的，A项正确；同种类型的杂化轨道能量相同，B项正确；sp2杂化轨道是由1个s轨道与2个p轨道杂化而成的，还有1个p轨道未参与杂化，可用于形成π键，C项正确；sp2杂化轨道最多可形成3个σ键，D项错误。
3.A sp杂化轨道的空间结构是直线形，夹角是180°，sp3杂化轨道的空间结构为正四面体形，夹角是109°28'，sp2杂化轨道的空间结构为平面三角形，夹角是120°，因此sp杂化轨道的夹角最大，A正确。
知识点二
【对点训练】
1.C PCl3分子中中心原子磷原子上的价层电子对数为4，因此PCl3分子中磷原子采取sp3杂化，A项错误；sp3杂化轨道是原子中能量相近的最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混杂”起来，形成能量相等、成分相同的4个轨道，B项错误；中心原子采取sp3杂化轨道全部用于成键得到的分子的空间结构为四面体形，如甲烷分子，但如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则空间结构发生变化，如NH3、PCl3分子是三角锥形，H2O分子是V形，C项正确，D项错误。
2.
PCl3 BCl3 CS2 SCl2
sp3 sp2 sp sp3
三角锥形 平面三角形 直线形 V形
解析：
分子 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 VSEPR 模型名称 中心原子的杂化轨道类型 分子空间结构
PCl3 3 ×（5－3×1）＝1 4 四面体形 sp3 三角锥形
BCl3 3 ×（3－3×1）＝0 3 平面三角形 sp2 平面三角形
CS2 2 ×（4－2×2）＝0 2 直线形 sp 直线形
SCl2 2 ×（6－2×1）＝2 4 四面体形 sp3 V形
3.（1）4 sp3 （2）3 sp2 （3）4 sp3 （4）3 sp2
解析：（1）NH3中n＝＝4，N为sp3杂化。（2）N中n＝＝3，N为sp2杂化。（3）N中n＝＝4，N为sp3杂化。（4）SO2中n＝＝3，S为sp2杂化。
【随堂演练】
1.D 该杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个杂化轨道，为sp杂化，A错误；未形成杂化轨道，B错误；杂化轨道的空间结构为正四面体形，为sp3杂化，C错误；杂化轨道的空间结构为平面三角形，为sp2杂化，D正确。
2.D 碳原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成4个杂化轨道，因此碳原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道，且自旋平行。
3.B SO3中心原子的成键电子对数为3，孤电子对数为＝0，采用sp2杂化；H3O＋中心原子的成键电子对数为3，孤电子对数为＝1，采用sp3杂化；SO2中心原子的成键电子对数为2，孤电子对数为＝1，采用sp2杂化；C中心原子的成键电子对数为3，孤电子对数为＝0，采用sp2杂化。
4.（1）三角锥形 sp3 （2）sp （3）sp
解析：（1）AsCl3中As原子价层电子对数为4，As的杂化方式为sp3，AsCl3分子的空间结构为三角锥形。（2）CS2的结构式为SCS，C原子形成2个双键，无孤电子对，所以为sp杂化。（3）（CN）2的结构式为N≡C—C≡N，其中1个碳原子与1个氮原子形成1个三键，与另一个碳原子形成1个单键，则C原子采取sp杂化。
5.（1）sp2 sp3
（2）120° 正四面体形
（3）SCS 直线形
（4）2∶1 3
（5）H2O分子中O原子有两对孤电子对，H3O＋中O原子只有一对孤电子对，排斥作用较小
解析：（1）BCl3的中心原子的价层电子对数是3，NCl3的成键电子对数为3，孤电子对数为1，则NCl3的中心原子的价层电子对数是4，根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型，前者为sp2，后者为sp3。（2）BF3分子为平面正三角形结构，所以F—B—F键角为120°；B中B原子价层电子对数＝4＋＝4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断该微粒的空间结构为正四面体形。（3）等电子体结构相似，CO2的结构式为OCO，是直线形分子，则二硫化碳结构式为SCS，也为直线形。（4）共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，所以丙烯腈分子中σ键和π键的个数之比＝6∶3＝2∶1；C—C≡N位于同一条直线上，所以该分子中最多有3个原子共直线。（5）孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，H2O分子中O原子有两对孤电子对，H3O＋中O原子只有一对孤电子对，排斥作用较小，所以H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。
拓展专题4 分子（或离子）
空间结构与杂化轨道类型的判断
【对点训练】
1.B 若有1个孤电子对，为三角锥形，A项正确；若有2个孤电子对，则为V形，B项错误；若无孤电子对，可为正四面体形，C项正确；中心原子为sp3杂化，其VSEPR模型为四面体形，D项正确。
2.D SO2中S原子的价层电子对数为2＋＝3，杂化方式为sp2，VSEPR模型为平面三角形，有1个孤电子对，所以分子的空间结构为V形，D项错误。
3.D 将中一个碘原子看成中心原子，另两个是与中心原子结合的原子，中心原子的价层电子对数为2＋（7－1－2×1）＝4，所以其空间结构为V形，中心原子的杂化方式为sp3，A正确；C中，中心原子价层电子对数为3＋（4＋2－3×2）＝3，C原子为sp2杂化，C空间结构为平面三角形，B正确；单分子SO3的中心S原子价层电子对数为3＋＝3，其杂化方式为sp2，由题给三聚分子固体的结构式可知，其S原子形成4个共价键，其杂化方式为sp3，D错误。
4.A Cl和C的价电子总数分别为7＋3×6＋1＝26、4＋3×6＋2＝24，不相同，A项错误；M中Cl元素的化合价是＋3价，杂化轨道类型是sp3，因此M的化学式为Cl，B项正确；Cl中价层电子对数是3＋＝4，ClO－中价层电子对数是1＋＝4，因此氯原子的杂化类型都为sp3，C项正确；M中价层电子对数是2＋＝4，含有2个孤电子对，所以空间结构为V形，D项正确。
5.（1）sp3 （2）正四面体形 4 sp3 （3）正四面体形
解析：（2）P中中心原子P不含孤电子对，成键电子对数为4，价层电子对数为4，因此其空间结构为正四面体形，P原子采用sp3杂化。（3）在SnCl4中，Sn的价层电子对数为4＋（4－4×1）＝4，则Sn采取sp3杂化，SnCl4的空间结构为正四面体形。
6.（1）AB （2）F＞O＞Cl V形
（3）sp2
解析：（1）由结构示意图可知，4个O原子构成正四面体，Si位于正四面体的中心，键角为109°28'，A项错误；Si原子形成4个Si—O，Si的化合价为＋4价，O的化合价为－2价，则该离子的化学组成为Si，C项正确；Si原子形成4个Si—O σ键，Si原子上没有孤电子对，则中心原子Si采取sp3杂化，B项错误。（2）电负性一定程度上相当于得电子能力，所以电负性大小顺序为F＞O＞Cl；根据VSEPR模型，中心原子的价层电子对数为2＋＝4，去掉2个孤电子对，知OF2分子的空间结构是V形。（3）已知（CH3）3Ga分子的空间结构为平面三角形，则其中心原子镓原子的杂化方式是sp2杂化。
拓展专题5 大π键与键角大小的判断
一、大π键
【对点训练】
1.A 每个碳原子的未参与杂化的p轨道参与形成大π键，A错误；苯分子中6个碳原子各提供1个电子，共同形成大π键，B正确；碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个σ键，C正确；苯分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角均为120°，D正确。
2.5
解析：根据图可知，中的σ键总数为5；中每个N原子采取sp2杂化，未参与杂化的p轨道，垂直于该离子平面形成大π键，每个p轨道各提供一个电子，再加上一个单位的负电荷，所以中一共有6个电子参与形成大π键，应表示为。
3.D
解析：已知吡啶中含有与苯类似的大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道。
二、键角大小的判断
【对点训练】
1.D ①S8是一个环形分子，每个S与另外两个S原子相连，S原子形成2个孤电子对，2个σ键，所以S是sp3杂化，正确；②碳碳双键中一个是σ键，另一个是π键，错误；③SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数是×（4－2×1）＋2＝3，含有1个孤电子对，SnBr2的空间结构为V形，根据价层电子对互斥模型可以判断其键角小于120°，正确；④H3O＋和H2O中氧原子均采取sp3杂化，H2O中O原子有2个孤电子对，H3O＋中O原子有1个孤电子对，导致H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大，正确。
2.①④②⑤③
解析：①HCN中的C原子采取sp杂化，键角为180°。②SiF4中Si原子杂化轨道数为4，采取sp3杂化，键角为109°28'。③H2O中O原子杂化轨道数为4，采取sp3杂化，含有2个孤电子对，分子为V形结构，键角为105°。④C中C原子的杂化轨道数为3，所以C原子采取sp2杂化，分子为平面三角形结构，键角为120°。⑤H3O＋中O原子的杂化轨道数为4，所以O原子采取sp3杂化，O原子上有1个孤电子对，分子为三角锥形结构，键角大于H2O的键角，但小于120°。所以各粒子按键角由大到小的顺序排列为①④②⑤③。
3.sp3 ＜
解析：甲醇分子内C原子价层电子对数为4＋0＝4，所以C原子的杂化方式为sp3杂化，O—C—H的键角约为109°28'，甲醛分子内的C原子的杂化方式为sp2杂化，O—C—H的键角约为120°，所以甲醇分子内的O—C—H的键角小于甲醛分子内的O—C—H的键角。
4.（1）CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。孤电子对数越多，排斥作用越大，键角越小
（2）CO2＞BF3＞SO2
（3）H2O、H2S中心原子都采用sp3杂化，都有2对孤电子对，由于电负性：O＞S，所以成键电子对靠近O原子，故H2O分子中成键电子对的斥力更大，H2O的键角大于H2S的键角
（4）＜ C、O原子形成双键，对C—H键的斥力大
5.（1）SiH4＞PH3＞H2S 中心原子都是sp3杂化，H2S、PH3的中心原子分别有2个、1个孤电子对，SiH4的中心原子无孤电子对，而孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，导致H2S的键角最小，PH3次之，SiH4最大
（2）sp sp2 ＞
（3）sp3 ＜ F的电负性大于Cl，S—F成键电子对间的斥力小
解析：（1）H2S、PH3、SiH4三者中心原子都是sp3杂化，H2S、PH3的中心原子分别有2个、1个孤电子对，SiH4的中心原子无孤电子对，而孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小，则H2S的键角最小，PH3次之，SiH4最大，则键角：SiH4＞PH3＞H2S。（2）N2O的中心N原子采取sp杂化，N2O中存在2个大π键（）；NO2是V形分子，且存在大π键，则NO2中N原子采取sp2杂化，N—N—O键角大于O—N—O键角。（3）SO2F2中S的价层电子对数为4，则其杂化方式为sp3；F的电负性大于Cl，则SO2F2中S—F的共用电子对更加偏向于F，共价键斥力较小，键角较小，即F—S—F键角＜硫酰氯（SO2Cl2）中的Cl—S—Cl键角。
第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
知识点一
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）×
2.D 由极性键构成的分子不一定是极性分子，如甲烷是非极性分子，A错误；含非极性键的分子不一定是非极性分子，如S2Cl2（Cl—S—S—Cl）结构不对称，是极性分子，B错误；非极性分子不一定含有非极性键，如甲烷是非极性分子，只含极性键，C错误；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如氯化氢是极性分子，D正确。
3.（1）非极性 （2）有 有 （3）a
解析：（1）N4分子是正四面体形结构，是非极性分子。（2）P—H为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键，PH3分子的空间结构为三角锥形，正、负电中心不重合，PH3为极性分子。（3）NCl3中N原子的价层电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，该分子的空间结构为三角锥形，a错误；N、Cl之间形成的键为极性键，b正确；NCl3分子的正、负电中心不重合，为极性分子，c正确。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）× （4）√
2.A 根据与羧基（—COOH）相连的基团中共价键或基团的特点进行判断。—CH3是推电子基团，导致羧基中O—H的极性减小，酸性减弱，故酸性：HCOOH＞CH3COOH；F的电负性最大，C—F的共用电子对偏向F，通过传导作用，导致羧基中O—H的极性增大，酸性增强，F原子越多，酸性越强，故酸性：CHF2COOH＞CH2FCOOH＞CH3COOH，选A。
3.D 羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关，与相对分子质量和分子中氢原子数目无关，A、B错误，D正确；羧基所连基团的极性越大，如—CF3，羧酸的酸性越强，而烷基越长，酸性越弱，C错误。
【随堂演练】
1.C 同种元素的电负性相同，电子对不出现偏移，原子间形成的共价键为非极性共价键，C错误。
2.D CO2的结构式为OCO，分子中共价键为碳氧极性键，不存在非极性键，A错误；CH4分子、H2O分子中共价键均为极性键，不存在非极性键，B、C错误；CH2CH2中含有碳氢极性键和碳碳非极性键，由于CH2CH2分子结构对称，为非极性分子，D正确。
3.C H2O2分子中H—O为极性键，O—O为非极性键，A正确；H2O2分子为含有极性键和非极性键的极性分子，B、D正确，C错误。
4.（1）⑥ （2）⑤ （3）③ （4）②③⑤
解析：①HF是含有极性键的双原子分子，为极性分子；②H2O中氧原子采取sp3杂化，与H原子形成极性键，为极性分子；③NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，为三角锥形结构；④CS2与CO2相似，为由极性键形成的直线形非极性分子；⑤CH4中C原子采取sp3杂化与H原子形成极性键，为正四面体形的非极性分子；⑥N2是由非极性键结合的非极性分子；⑦BF3中B原子采取sp2杂化，与F形成极性键，为非极性分子。
第2课时 分子间的作用力
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√
2.C 蜘蛛不能掉下的根本原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力。
3.B 键能影响分子的稳定性，键能越大，分子越稳定。H—Cl的键能大于H—I的键能，所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质的熔、沸点，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，所以HI的沸点比HCl的高，选B。
知识点二
【对点训练】
1.B 氢键不属于化学键，B错误；氢键分为分子间氢键和分子内氢键，所以同一分子内也可能形成氢键，D正确。
2.A 分子间氢键的存在使分子间作用力增强，物质的熔点和沸点升高，A正确；冰和水都是由水分子构成的，冰中存在氢键，水中也存在氢键，B错误；氢键为分子间作用力，水分子内部为O原子和H原子之间形成的共价键，C错误；H2O是一种非常稳定的化合物，这是因为H—O键能较大，D错误。
3.（1）水分子间有氢键
（2）由分子构成的结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高
（3）冰中所有水分子以氢键互相联结成晶体，氢键的形成使水分子之间的间隙增大
（4）醇分子间有氢键
解析：（1）水分子间存在氢键，而硫化氢分子间为范德华力，两种作用力相比，氢键的作用力大于范德华力，因此水的沸点比硫化氢高。（2）氯单质与溴单质结构相似，其熔、沸点与分子间作用力有关，溴的相对分子质量大，范德华力较大，熔、沸点较高，因此溴在常温下为液态。（3）冰中所有水分子以氢键互相联结成晶体，氢键的形成使水分子之间的间隙增大，因此冰的密度比水的密度小。（4）烃分子间的作用力为范德华力，而醇分子中含有羟基，分子间可形成氢键，导致醇的熔、沸点比碳原子数相同的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。
【随堂演练】
1.D 范德华力相比于化学键，属于弱作用力，属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用，只有分子间距离很近时才存在范德华力，它只影响由分子构成的物质的物理性质。
2.B 范德华力是一种分子间作用力，不是化学键，A错误；在水分子内含有O—H共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力，B正确；卤素单质从F2→I2由气态、液态到固态的原因是范德华力增大，C错误；H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子内氧氢键键能大，化合物的稳定性与氢键无关，D错误。
3.B ①氟化氢分子间易形成氢键，导致液态氟化氢中形成了三聚氟化氢[（HF）3]分子，①符合题意；②水分子高温下也很稳定与氢氧键的键能大有关，与氢键无关，②不符合题意；③接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些，其主要原因是接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而形成了“缔合分子”，③符合题意；④邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，则邻羟基苯甲酸的熔、沸点低于对羟基苯甲酸，④符合题意。
4.H2O＞CH3OH＞CO2＞H2 H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大，范德华力较大
解析：4种物质中，H2O和CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2和H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量大，范德华力较大，所以沸点从高到低的顺序为H2O＞CH3OH＞CO2＞H2。
第3课时 溶解性 分子的手性
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）× （4）√
2.C 二氧化氮易溶于水而且与水反应，不能用排水法收集，A错误；乙醇与水互溶，不能萃取碘单质，B错误；氯化氢和水都是极性分子，利用“相似相溶”规律可以解释氯化氢极易溶于水进行喷泉实验，C正确；二氧化硫用NaOH溶液吸收是由于发生了化学反应，D错误。
3.（1）①氢键、范德华力
②CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4
③SO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO2的溶解度较大
（2）H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
解析：（1）②根据题给数据可知，笼状空腔的直径是0.586 nm，而CO2分子的直径是0.512 nm，笼状空腔直径大于CO2分子的直径，而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4，因此可以实现用CO2置换CH4的设想。③SO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO2的溶解度较大。（2）水可以与乙醇互溶，是因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。
知识点二
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）√ （4）√
2.C Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，含有极性键，也含有非极性键（C—C），A错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，但是二者存在的化学键相同，正、负电荷中心不重合，都是极性分子，B错误；Ⅰ和Ⅱ属于对映异构，Ⅰ和Ⅱ分子中均存在1个手性碳原子，C正确；Ⅰ和Ⅱ中存在化学键的种类和数目均相同，D错误。
3.A 圈内部分相同，所以指定的碳原子（用*标记）不属于手性碳原子，A项符合题意。
【随堂演练】
1.D C60属于非极性分子，不溶于水溶液中，在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非极性溶剂中有一定的溶解性，选D。
2.C 手性碳原子是指与四个不相同原子或基团相连的碳原子，该分子中含有2个手性碳原子，位置为，选C。
3.D “相似相溶”规律：由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，所以碘单质在水中的溶解度很小，在CCl4中的溶解度很大。
4.（1）乙醇分子与水分子之间形成氢键，而氯乙烷分子与水分子之间不能形成氢键
（2）无 （3）易溶于水 2
解析：（1）乙醇、氯乙烷、水均为极性分子，但乙醇与水分子之间能形成氢键，而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键，因此在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷。（2）手性碳原子所连接的四个基团是不同的，乙烷的二溴代物不存在手性碳原子，故乙烷的二溴代物中无手性分子。（3）1个抗坏血酸分子中含有4个—OH，其可以与H2O形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水；连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，抗坏血酸分子中有2个手性碳原子，如图所示：。
拓展专题6 从不同角度解释影响物质性质的因素
【对点训练】
1.A H2O比H2S沸点高，是因为H2O分子之间除范德华力外，还存在氢键，增加了分子之间的作用力，而H2S分子之间只存在范德华力，沸点高低与物质分子内的化学键的键能大小无关，A错误。
2.C 键能：N—H＞P—H，键能更大，稳定性更强，因此NH3的热稳定性强于PH3，A正确；由于N的电负性大于P的电负性，因此N—H的极性大于P—H的极性，故NH3分子的极性较强，B正确；氨分子之间存在氢键，则沸点高低为NH3＞PH3，C错误；由于N的电负性大于P的电负性，NH3中N—H的键长比PH3中P—H的键长要短，所以在NH3中成键电子对更靠近N，排斥力更大，以致键角更大，D正确。
3.C 分子为正四面体形结构，原子位于顶点，共价键键角均为60°，A错误；原子半径：As＞P，一般键长越长，键能越小，B错误；黄砷分子为非极性分子，根据“相似相溶”规律，黄砷难溶于水，C正确；黄砷与白磷结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔点越高，所以黄砷的熔点高于白磷，D错误。
4.B 过氧乙酸分子中含有单键碳原子和双键碳原子，碳原子的杂化方式不相同，分别为sp3杂化和sp2杂化，A正确；过氧乙酸由分子构成，其熔点取决于分子间作用力的强弱，与共价键的键能大小无关，B错误；过氧乙酸分子中含有碳氢、碳氧、氢氧极性共价键和碳碳、氧氧非极性共价键，C正确；过氧乙酸分子是能与水分子形成氢键的极性分子，在水中的溶解度大，易溶于水，D正确。
5.（1）sp3 水分子和过氧化氢分子同为极性分子，它们的结构相似，相似相溶，且相互之间可以形成氢键，互相吸引，所以可以任意比例互溶
（2）①吡啶分子能与H2O分子形成分子间氢键 ②吡啶分子和H2O分子均为极性分子，相似相溶，而苯分子为非极性分子
（3）
解析：（1）H2O2的结构式为H—O—O—H，氧原子形成两个σ键并含有两个孤电子对，杂化轨道类型为sp3；H2O2和H2O能以任意比例互溶，这是由于水分子和过氧化氢分子同为极性分子，它们的结构相似，相似相溶，且相互之间可以形成氢键，互相吸引。（2）已知苯分子为非极性分子，吡啶分子和H2O分子均为极性分子，且吡啶分子中N原子上含有孤电子对，能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度：吡啶远大于苯。（3）已知—CH3为推电子基团，—Cl是吸电子基团，则导致N原子电子云密度大小顺序为＞＞，结合题干信息可知，其中碱性最弱的为。
6.（1）水存在分子间氢键 （2）FDCA形成的分子间氢键更多
（3）HC＞HB＞HA O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：CO＞CS＞CSe，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与水形成的氢键逐渐增强 （4）S8的相对分子质量大，范德华力强
解析：（1）H2Se的沸点低于H2O，其原因是水存在分子间氢键，沸点高。（2）由HMF和FDCA的结构可知，HMF和FDCA均能形成分子间氢键，但FDCA形成的分子间氢键更多，使得FDCA的熔点远大于HMF。（3）O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：CO＞CS＞CSe，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC＞HB＞HA。（4）S8的相对分子质量大于SO2，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高。
章末整合提升
【主题探究】
1.（1）提示：8 3。CH3CH2OH结构式为，共价单键都是σ键，1个CH3CH2OH分子中含有8个σ键。HCHO结构式是，共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键，1个HCHO分子中含有3个σ键。
（2）提示：极性键。CS2是由分子构成，结构式是SCS，CS是两种不同的非金属元素的原子形成的共价键，因此属于极性键。
（3）提示：sp3 σ。NH4H2PO4中，H2P中心P原子的价层电子对数为4，P的杂化轨道类型是sp3，另外，杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，故P的sp3杂化轨道与氧原子的2p轨道形成σ键。
2.（1）提示：正四面体形 4 sp3。P中不含孤电子对，成键电子对数为4，价层电子对数为4，因此其空间结构为正四面体形，P原子采用sp3杂化。
（2）提示：sp2。该药物中N原子形成2个σ键，有1个孤电子对。
（3）提示：sp3、sp2。甲醇中碳原子是饱和碳原子，是sp3杂化，甲醛中碳原子是sp2杂化。
3.（1）提示：乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出。
（2）提示：沸点：B＞A。A能形成分子内氢键，B能形成分子间氢键，所以沸点：B＞A。
【针对训练】
1.A H原子中未成对电子为s电子，O原子中未成对电子为sp3杂化轨道中的电子，所以H2O分子的共价键是s轨道和sp3杂化轨道形成的σ键，A错误；非金属性较强的元素的氢化物易形成氢键，则H2O分子间可以形成氢键，B正确；H2O分子中O原子价层电子对数为2＋＝4且含有2个孤电子对，则水分子为V形结构，C正确；H2O分子内含有H—O极性共价键，H2O分子空间结构为V形，分子结构不对称，正、负电荷中心不重合，则为极性分子，D正确。
2.A CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4，故CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形，A正确；S的中心原子S的价层电子对数为3＋＝4，含有1个孤电子对，故S的空间结构为三角锥形，B错误；CF4的结构与甲烷相似，正、负电中心重合，为非极性分子，SF4中S的价层电子对数为4＋＝5，含有1个孤电子对，SF4的结构不对称，正、负电中心不重合，为极性分子，C错误；XeF2、XeO2中Xe的孤电子对数不同，F、O的电负性不同，成键电子对间的排斥力不同，键角不相等，D错误。
3.（1）三角锥形 sp3 （2）sp2 sp3
解析：（1）Sn是第ⅣA族元素，SnC的中心Sn原子的价层电子对数为3＋＝4，有1个孤电子对，中心原子是sp3杂化，SnC的空间结构是三角锥形。（2）CF2CF2中C原子存在3个σ键，其C原子的杂化方式为sp2杂化，但其共聚物ETFE中C原子存在4个σ键，其C原子为sp3杂化。
4.（1）＞ （2）肼分子间存在氢键，乙烯分子间无氢键
（3）sp2 V形 （4）氨分子能与水分子间形成氢键；氨气是极性分子；氨气能与水反应（任意作答两点即可）
（5）小于 H2O中O和NH3中N均为sp3杂化，O有两个孤电子对，N有一个孤电子对，孤电子对越多，排斥力越大，键角越小
解析：（1）同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，N原子核外电子排布处于半充满较稳定状态，其第一电离能大于相邻主族元素，则第一电离能：N＞O。（2）N2H4和C2H4均属于共价化合物，N2H4分子间存在氢键，C2H4分子间无氢键，所以肼沸点远高于乙烯。（3）尿素中C原子上没有孤电子对，形成3个σ键，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化；N中N的价层电子对数：2＋＝3，含一个孤电子对，空间结构为V形。（4）氨分子能与水分子间形成氢键，增大NH3在水中的溶解度；氨气是极性分子，水分子是极性分子，根据相似相溶，氨易溶于水。（5）H2O中O和NH3中N的价层电子对数均为4，均为sp3杂化，O有两个孤电子对，N有一个孤电子对，孤电子对越多，排斥力越大，键角越小。
【真题体验】
1.C 由题干物质结构式可知，过氧化氢为非平面分子，故不可能所有原子处于同一平面，A错误；由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，其中O的化合价为－1价，其余氧的化合价为－2价，B错误；由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，具有强氧化性，杀菌能力源于其氧化性，C正确；由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，过氧键为非极性键，其余共价键均为极性键，D错误。
2.A P和Q分子结构对称，正、负电中心重合，都是非极性分子，A错误；第一电离能由小到大的顺序为B＜C＜N，B正确；P的分子式为C24H12，Q的分子式为B12N12H12，P、Q分子都是含156个电子，故1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等，C正确；P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键，且P和Q为平面结构，C、B和N均为sp2杂化，D正确。
3.B HCl是共价化合物，其形成过程表示为H·＋·︰H︰︰，A错误；N的中心N原子为sp3杂化，孤电子对数为0，Cl的中心Cl原子为sp3杂化，孤电子对数为0，故N和Cl的VSEPR模型和空间结构都相同，B正确；C60和石墨中的碳原子均为sp2杂化，金刚石中的碳原子为sp3杂化，C错误；NH3分子间存在氢键，CO2分子间作用力为范德华力，D错误。
4.D 由结构图知，Y形成5个共价键，Z形成3个共价键，Z和Y同族，Y的原子序数比Z大，则Z为N元素，Y为P元素；W形成4个共价键，原子序数比N小，则W为C元素；R形成1个共价键，原子序数比C小，则R为H元素；X形成2个共价键，原子序数在N和P之间，则X为O元素。NH3分子间可形成氢键，PH3分子间为范德华力，故沸点：NH3＞PH3，A项错误；非金属性：C＜N，则最高价氧化物的水化物的酸性：H2CO3＜HNO3，B项错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅤA族元素由于p能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：C＜O＜N，C项错误；N中N原子的价层电子对数为3＋＝3，无孤电子对，N的空间结构为平面三角形，C中C原子的价层电子对数为3＋＝3，无孤电子对，C的空间结构为平面三角形，D项正确。
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√
2.D 常温下Hg是液态，A错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，B错误；塑晶态是物质介乎晶态和非晶态之间的聚集状态，C错误。
3.A 固态物质不一定由离子构成，例如Fe，气态和液态物质不一定由分子构成，例如Hg，A错误。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）√
2.D 玻璃、石蜡、沥青、塑料都是常见的非晶体，水晶为晶体。
3.①③④⑤
解析：将液态的玻璃冷却所得到的固体玻璃不是晶体，②错误；熔融石蜡迅速冷却形成的石蜡固体不是晶体，⑥错误。
知识点三
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）√ （4）√ （5）×
2.D 常规的晶胞是平行六面体，A错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中晶胞的大小一般不相同，B错误；描述晶体结构的基本单元称为晶胞，晶胞的结构并不是晶体的结构，C错误；“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同，D正确。
3.A 对乙酸晶体进行测定，可以得到其晶胞结构中含有4个乙酸分子，A错误。
4.（1）XY3Z （2）2 BN
解析：（1）晶胞中X位于顶点，一个晶胞中X数目为8×＝1；晶胞中Y位于棱上，一个晶胞中Y数目为12×＝3；Z位于晶胞内部，一个晶胞中Z数目为1；则该化合物的化学式为XY3Z。（2）该功能陶瓷晶胞中，B原子位于顶点和内部，B原子的个数为8×＋1＝2，N原子位于棱上和内部，N原子的个数为4×＋1＝2，B和N原子的个数比为1∶1，所以该功能陶瓷的化学式为BN。
【随堂演练】
1.B 液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电场时，液晶分子能够平行于电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态。
2.B 题图所示晶体结构中，硼原子数为6，镁原子位于上、下面心（2个）及12个顶角，共有镁原子数为2×＋12×＝3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。
3.（1）非晶硅 晶体硅 （2）ACD
解析：（1）从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。（2）A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。
4.（1）X2Y （2）1∶3∶1 （3）8
解析：（1）X位于晶胞体心，该晶胞中含有1个X；Y位于顶角，该晶胞中Y的个数＝4×＝，则该晶胞中X、Y的个数比是2∶1，又X为阳离子，所以甲晶体的化学式为X2Y。（2）乙晶胞中A的个数＝8×＝1，B的个数＝6×＝3，C的个数为1，所以乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比为1∶3∶1。（3）丙晶体中每个D微粒周围结合E微粒的个数是8，即共用D微粒的8个晶胞中的E微粒的个数，这8个E微粒与D微粒的距离最近且相等。
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）√ （4）×
2.C 碘升华时只破坏分子间作用力，不破坏共价键；分子晶体中分子间作用力越大，晶体的熔点越高，不影响分子的稳定性；在He、Ne、Ar形成的分子晶体中只有原子，其中不存在共价键。
3.（1）分子 （2）稀有气体是分子晶体，随着相对分子质量增大，范德华力增大，熔、沸点逐渐升高；随着相对分子质量的增大，稀有气体与水分子之间的作用力也逐渐增大，在水中的溶解度也逐渐增大
解析：（1）由化合物熔点为253 K，沸点为376 K可知，其熔、沸点较低，所以为分子晶体。（2）由题表可知，随着相对分子质量增大，稀有气体的熔、沸点逐渐升高，在水中的溶解度逐渐增大。
知识点二
【对点训练】
1.A B项，冰晶体属于分子晶体；C项，水分子间通过分子间作用力形成冰晶体；D项，冰融化，氢键部分断裂，水分子之间的空隙减小。
2.A 干冰晶体中CO2分子间只存在范德华力，分子采取密堆积，一个分子周围有12个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，采取非密堆积的方式。
3.C 干冰为分子晶体，能自发地呈现多面体外形，A正确；根据“均摊法”，晶胞中含8×＋6×＝4个CO2分子，B正确；干冰升华为物质状态的变化，破坏的是分子间作用力，不是CO受到破坏，C错误；CO2分子中含有碳氧极性键，分子结构对称，正、负电中心重合，为非极性分子，D正确。
【随堂演练】
1.B H2属于分子晶体，但为单质；SiO2不是分子晶体；Na2S中含有离子键，不属于分子晶体。
2.B 根据HF分子晶体与冰结构相似可知，每个HF分子周围有4个HF分子与之最近，构成四面体，B正确。
3.B 水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，分子的空间结构为V形；雪花是分子晶体，融化时只破坏范德华力和氢键，不会破坏共价键，融化成液态水后，水的质量不变，但体积变小，所以密度变大。
4.（1）分子晶体 HF、H2O2 （2）随着同族元素的电子层数的增多，熔点依次升高，原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，同族元素的氯化物随同族元素的电子层数增多，相对分子质量增大，分子间作用力增大，则其熔点升高
解析：（1）常温常压下，HOF为无色气体，则HOF的沸点较低，固态HOF的晶体类型为分子晶体。HOF分子中F显－1价，其水解时结合H2O电离的H＋生成HF，则OH＋结合H2O电离的OH－，两者反应生成H2O2，因此，HOF水解反应的产物为HF、H2O2。（2）由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，随着相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大，则其熔点依次升高。
第2课时 共价晶体
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）√ （4）×
2.A C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子，只含极性共价键，不含非极性共价键，A错误，C正确；C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，则C3N4晶体为共价晶体，其C—N键比C—C键更牢固，则该晶体的熔点比金刚石高，B、D正确。
3.D 共价晶体中原子是通过共价键连接的，熔化时需要破坏共价键。
4.（1）分子 共价 （2）分子 能 （3）强
解析：（1）由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，晶体硼的熔、沸点很高，所以晶体硼是共价晶体。（2）由表中数据可知AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华。（3）C原子半径小于Si的原子半径，金刚石中的C—C键长比晶体硅中的Si—Si键长短，键能也大，C—C比Si—Si强。
知识点二
【对点训练】
1.（1）√ （2）× （3）√ （4）×
2.C 二氧化碳为分子晶体，二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体，晶体中不存在分子，C错误。
3.（1）AB （2）sp3
解析：（1）共价键具有方向性和饱和性，导致SiO2中Si和O必须按照一定的方向和一定的数目比例进行结合，导致在二氧化硅晶体中原子未排列成紧密堆积结构。（2）由二氧化硅晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链可知，每个硅原子连有4个氧原子，硅原子的杂化方式为sp3杂化。
【随堂演练】
1.A 碳化硅是由碳原子和硅原子形成的共价晶体，A正确。
2.B 共价晶体的熔点高，但不能导电，延展性差，B符合题意。
3.C 金刚石是共价晶体，CH4是分子晶体，二者的晶体类型不同；C—C的键能大，断裂时需要的能量多，故金刚石的熔点很高；碳原子数与C—C数之比为1∶＝1∶2；在打孔过程中会产生很高的温度，若不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化或高温下氧化。
4.（1）共价晶体 晶体硼的熔、沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间，而金刚石、晶体硅都是共价晶体（或熔、沸点都很高，硬度大） （2）12 60°
解析：（1）晶体硼的熔、沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间，而金刚石、晶体硅都是共价晶体，因此晶体硼也是共价晶体。（2）每个三角形的顶点B原子被5个三角形所共有，所以，此顶点B原子完全属于一个三角形的只占到，每个三角形中有3个这样的顶点，且晶体B中有20个这样的三角形，因此，晶体B中的顶点（B原子）有×3×20＝12个。又因晶体B中的三角形为正三角形，所以键角为60°。
第三节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属键与金属晶体
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）× （4）×
2.B 金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强烈的相互作用，“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质是电性作用，包括静电吸引和静电排斥，B错误。
3.由题表可知，铜的原子半径更小、价电子数更多，熔点更高，故铜的金属键强于钾
解析：金属键的强弱直接影响金属的熔点，原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强，导致金属的熔点越高。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）× （3）× （4）√
2.B 金属易失电子是由金属原子的结构决定的，和晶体结构无关。
3.（1）1∶4∶2 （2）无
解析：（1）a中原子位于顶点，数目为8×＝1；b中原子位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4；c中原子位于顶点和体心，数目为8×＋1＝2；a、b、c三种晶胞内金属原子数目之比为1∶4∶2。（2）由于金属晶体中的自由电子不属于每个固定的原子，而是在整个晶体中自由移动，故自由电子无确切的堆积方式。
【随堂演练】
1.B 金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，金属阳离子和自由电子（“电子气”）之间存在的强烈的相互作用称金属键。
2.D 因金属元素的电负性和电离能较小，金属原子中的价电子容易脱离原子核的束缚成为晶体中的“自由电子”，A错误；金属导电的实质是“自由电子”在外电场作用下的定向移动，B错误；金属性的强弱与价电子数的多少无必然联系，C错误。
3.C 电荷数：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＞Li＋＝Na＋；而金属阳离子半径：r（Ba2＋）＞r（Ca2＋）＞r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋）＞r（Li＋），则A中熔、沸点：Al＞Mg，B中熔、沸点：Li＞Na，D中熔、沸点：Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。
4.（1）金属 （2）8 12
解析：（1）纯铁晶体中铁原子以金属键相互结合。（2）在1 183 K以下的纯铁晶体中，以图甲体心处铁原子为例与铁原子等距离且最近的铁原子为立方体顶角的8个铁原子；在1 183 K以上的纯铁晶体中，以图乙顶点处铁原子为例，与铁原子等距离且最近的铁原子为互相垂直的3个面上的铁原子，每个面上4个，共12个。
第2课时 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体
知识点一
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）× （4）×
2.B 四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。对Mg2＋、Cs＋、Ca2＋、Ba2＋进行比较，Cs＋半径最大、所带电荷数最少，其与O2－形成的离子键最弱，故Cs2O的熔点最低；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋所带电荷数一样多，半径：Mg2＋＜Ca2＋＜Ba2＋，与O2－形成的离子键由强到弱的顺序是MgO＞CaO＞BaO，相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO＞CaO＞BaO。综上所述，四种离子晶体熔点由高到低的顺序是MgO＞CaO＞BaO＞Cs2O。
3.D A项，该晶体含活泼金属元素Zn，则该晶体属于离子晶体；B项，从晶胞图分析，属于该晶胞的Zn2＋数目为8×＋6×＝4，S2－数目也为4，所以化合物中Zn2＋与S2－个数之比为1∶1，Zn2＋与S2－的数目相等；C项，在ZnS晶胞中，Zn2＋的配位数为4；D项，ZnO和ZnS中，r（O2－）小于 r（S2－），所带的电荷数相等，所以ZnO的熔点大于ZnS。
4.（1）
（2）12 （3）4 8×＋6×＝4 4 12×＋1＝4
解析：（1）氯化钠晶体中，阳离子和阴离子是交替排列的，且氯离子和钠离子的配位数都是6。（2）在（1）中所示的NaCl晶胞中，氯离子所处的位置是顶点和面心，从体心处的Na＋看，与它最近且距离相等的Na＋共有12个。（3）根据均摊法，（1）中所示的NaCl晶胞中，钠离子所处的位置是体心和棱边的中点，所含Na＋的个数为12×＋1＝4，氯离子所处的位置是顶点和面心，则所含Cl－的个数为8×＋6×＝4。
知识点二
【对点训练】
1.（1）× （2）√ （3）× （4）√ （5）×
2.A 根据表格信息，电负性差值越大的两种元素组成的化合物中离子键成分的百分数越大。前四周期元素中，钾元素的电负性最小，氟元素的电负性最大，A项符合题意。
3.②③⑦
解析：①石墨层内为平面结构，因此石墨中的C为sp2杂化，错误；④石墨的熔点比金刚石的高，错误；⑤石墨中每个碳原子形成3个共价键，因此石墨中碳原子数和C—C个数之比为2∶3，错误；⑥石墨质软，金刚石的硬度大，错误。
【随堂演练】
1.B CaCl2中只有离子键；K2SO4中，钾离子和硫酸根离子之间存在离子键，硫酸根离子中S和O之间为极性共价键；Na2O中只有离子键；Na2O2中含有离子键和非极性共价键。
2.D NaI是离子化合物，如改变离子的核间距，可能为共价化合物，但仍为纯净物，不是混合物，A错误；NaOH晶体中就有离子键和共价键，但不是泽维尔的研究成果，B错误；NaI晶体中当Na＋和I－的核间距为1.0～1.5 nm时，呈共价键，但不存在既有离子键又有共价键的情形，C错误。
3.D 利用均摊法计算，一个NaCl晶胞里含有4个Na＋和4个Cl－，Na＋、Cl－的配位数都为6，A、B错误；每个钠离子周围与它最近且等距离的钠离子有12个，C错误；将晶胞分成8个小正方体，CD为右上后方小正方体的体对角线，与AB平行，若将晶胞沿体对角线AB作投影，则C、D两原子的投影相互重合，D正确。
4.（1）同素异形体 （2）分子 混合型 （3）8
解析：（1）由同种元素组成的不同单质互称为同素异形体。（2）一个“C60”就是一个分子，故C60属于分子晶体；石墨层与层之间是范德华力，而同一层中碳原子之间是共价键，故石墨为混合型晶体。（3）金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子。
拓展专题7 不同类型晶体的比较
【典例1】 B 四种物质都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔、沸点越低，Si—Si键长最长，所以熔点最低的为单晶硅。
【典例2】 （1）SnF4为离子晶体，熔点最高，后三个为分子晶体，熔点较低，随着相对分子质量增加，熔点逐渐升高
（2）钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体
解析：（1）根据表中数据可知，SnF4的熔点远高于其余三种物质，SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高。（2）NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是氯化钠为离子晶体，其熔点较高，而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。
【对点训练】
1.D 石墨固态时能导电，是混合型晶体；金属熔融状态也能导电；水溶液能导电的晶体不一定是离子晶体，某些分子晶体的水溶液也能导电，如干冰。
2.A 原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，A项正确；金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合型晶体，C项错误；金刚石中没有自由移动的电子，不能导电，D项错误。
3.C 金刚石中C原子杂化方式为sp3，石墨中碳原子的杂化方式为sp2，金刚石中每个碳原子被12个六元环共用，A错误；石墨是混合型晶体，B错误；键角3是硫酸根离子中的键角，S中S上的孤电子对数为0，价层电子对数为4，键角为109°28'，键角1与键角2中的O均采用sp3杂化，键角1中的O含有1个孤电子对，键角2中O的孤电子对数为2，导致键角1比键角2大，故键角1、2、3由大到小的顺序：3＞1＞2，C正确；离子半径：Ca2＋＞Mg2＋，熔点：MgO＞CaO，金刚石是共价晶体，熔点高于CaO和MgO，则晶体熔点：金刚石＞MgO＞CaO，D错误。
4.（1）共价 共价键 （2）①②③④ （3）②④
（4）NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl
解析：（1）A组熔点最高，属于共价晶体，微粒间作用力为共价键。（2）B组物质为金属，具有金属光泽、导电性、导热性、延展性。（3）D组物质为离子晶体，有硬度大、水溶液能导电、固体不能导电而第1课时 共价键的极性
学习目标
1.知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键，知道分子可以分为极性分子和非极性分子。 2.知道分子极性与分子中键的极性以及分子的空间结构密切相关。 3.能根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。
知识点一 键的极性和分子的极性
1.键的极性
分类 极性共价键 非极性共价键
成键原子 元素的原子 元素的原子
电子对 偏移 偏移
成键原子的电性 一个原子呈 电性（δ＋），一个原子呈 电性（δ－） 呈 性
存在 存在于共价化合物和部分离子化合物中，例如：HCl、NaOH、NH4NO3等 存在于非金属单质、部分共价化合物、部分离子化合物中，例如：H2、H2O2、Na2O2等
2.分子的极性
3.键的极性与分子极性的关系
（1）只含非极性键的分子一定是 分子。
（2）①含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为 分子，否则为 分子。
②含有极性键的分子，如果正电中心与负电中心重合，则为 分子，否则为 分子。
（3）极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的 分子。
4.分子极性的判断
（1）只含有非极性键的双原子分子或多原子分子一般是非极性分子；如O2、H2、P4、C60。
（2）含有极性键的双原子分子都是极性分子；如HCl、HF、HBr。
（3）含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。
（4）判断ABn型分子极性的经验规律
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
5.问题探究
（1）根据下列分子的结构式，判断下列分子的正电中心与负电中心是否重合？并确定该分子是极性分子还是非极性分子？
化学式 HCl CO2 HCN H2O
结构式 H—Cl OCO H—C≡N
（2）以下是一些常见物质的分子：①N2 ②HF ③NH3 ④BCl3 ⑤H2O2 ⑥CCl4
⑦H2S ⑧SO3
属于极性分子的有 ；属于非极性分子的有 。
（3）臭氧层可吸收太阳光中对人体有害的短波（30 nm以下）光线，使生物免受紫外线的伤害。臭氧分子（O3）中的共价键是极性键还是非极性键？臭氧分子是极性分子还是非极性分子？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）只含非极性键的分子是非极性分子。（ ）
（2）非极性分子中一定含有非极性键。（ ）
（3）极性分子中不可能含有非极性键。（ ）
（4）以极性键结合起来的分子一定是极性分子。（ ）
（5）非极性分子只能是双原子单质分子。（ ）
2.（鲁科版习题）下列说法中，正确的是（ ）
A.由极性键构成的分子都是极性分子
B.含非极性键的分子一定是非极性分子
C.非极性分子一定含有非极性键
D.以极性键结合的双原子分子一定是极性分子
3.已知N、P均属于元素周期表的第ⅤA族元素。N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H间的夹角是107°。
（1）N4分子的空间结构为，它是一种 （填“极性”或“非极性”）分子。
（2）PH3分子中P—H （填“有”或“无”，下同）极性，PH3分子 极性。
（3）NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述错误的是
（填字母）。
a.该分子呈平面三角形
b.该分子中的化学键为极性键
c.该分子为极性分子
知识点二 键的极性对化学性质的影响
1.羧酸酸性的衡量标准
（1）羧酸
羧酸是一大类含羧基（—COOH）的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。
（2）标准
羧酸的酸性大小与其分子的 有关。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量。
（3）规律
pKa越小，酸性 。如丙酸（C2H5COOH）的pKa＝4.88，乙酸（CH3COOH）的pKa＝4.76，则酸性：C2H5COOH CH3COOH。
2.键的极性对羧酸酸性的影响
（1）三氟乙酸与三氯乙酸的酸性强弱
酸性强弱 三氟乙酸 三氯乙酸
原因 电负性：F Cl ↓ 极性：F—C Cl—C ↓使得 极性：F3C— Cl3C— ↓导致 羟基极性：三氟乙酸 三氯乙酸
（2）甲酸、乙酸和丙酸的酸性强弱
酸性强弱 甲酸 乙酸 丙酸
原因 烷基（符号R—）是 基团，烷基越长 效应越大，使羧基中的羟基的极性 ，羧酸的酸性 。随着烷基加长，酸性的差异越来越小
提醒：苯基为吸电子基。
【教材挖掘】
教材描述“键的极性对物质的化学性质有重要影响”，从键的极性的角度分析为什么乙醇和钠反应不如水与钠反应剧烈？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）羧酸的pKa（pKa＝－lg Ka）越大，其酸性越强。（ ）
（2）烃基（R—）是推电子基团，随着烃基加长，羧酸的酸性越强。（ ）
（3）羧酸的酸性：CH2ClCOOH＞CCl3COOH。（ ）
（4）羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H＋，则羧酸的酸性越大。（ ）
2.下列羧酸的酸性最弱的是（ ）
A.CH3COOH B.CH2FCOOH
C.HCOOH D.CHF2COOH
3.（2024·泉州高二检测）分析表中数据，下列结论正确的是（ ）
pKa 4.88 4.76 3.75 2.86 1.29 0.65 0.23
羧酸 丙酸 乙酸 甲酸 氯乙酸 二氯乙酸 三氯乙酸 三氟乙酸
A.相对分子质量越大，羧酸的酸性越强
B.羧酸的酸性强弱与分子中氢原子数目有关
C.连接羧基的烷基越长，羧酸的酸性越强
D.羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关
归纳总结
从物质结构角度判断酸性强弱的方法
（1）与羧基（—COOH）相连的C—X（X为卤素原子）的极性越大，羧酸的酸性越强，如酸性：CF3COOH＞CCl3COOH＞CH3COOH。
（2）C—X的数量越多，羧酸的酸性越强，如酸性：
CCl3COOH＞CHCl2COOH＞CH2ClCOOH。
（3）烷基链越长，羧酸的酸性越弱，如酸性：C2H5COOH＜CH3COOH＜HCOOH。
1.下列关于极性键的叙述错误的是（ ）
A.由不同种非金属元素原子形成的共价键
B.共价化合物中必定存在极性键
C.由同种元素的两个原子形成的共价键
D.共用电子必然偏向电负性大的原子一方
2.（教材改编题）下列物质中既有极性键又有非极性键的非极性分子是（ ）
A.CO2 B.CH4
C.H2O D.CH2CH2
3.（2025·三明高二月考改编）研究表明：H2O2具有立体结构，两个氢原子像在半展开一本书的两页上（如图所示），两页纸面的夹角为93°51'，氧原子在书的夹缝上，O—H与O—O之间的夹角为96°52'。下列说法错误的是（ ）
A.H2O2分子中既有极性键又有非极性键
B.H2O2分子为含有非极性键的极性分子
C.H2O2分子为非极性分子
D.H2O2分子为含有极性键的极性分子
4.（2024·湛江高二月考）在①HF、②H2O、③NH3、④CS2、⑤CH4、⑥N2、⑦BF3分子中（填序号）：
（1）以非极性键结合的非极性分子是 。
（2）以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是 。
（3）以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是 。
（4）以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是 。
提示：完成课后作业 第二章 第三节 第1课时
4 / 4探究工业中碳、硫、磷常见化合物的分子结构与性质
碳、硫、磷的相关化合物在工业化学等领域应用广泛。例如含碳的甲醇（CH3OH）是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。而硫被用来制造黑色火药、火柴等，硫化物在造纸业中用来漂白。由FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备的磷酸亚铁锂可用于制造锂离子电池。
1.共价键类型的判断
（1）1 mol CH3CH2OH分子和1 mol HCHO分子中含有σ键的数目分别为 NA、 NA。
（2）CS2分子中，共价键的类型有
（填“极性键”或“非极性键”）。
（3）NH4H2PO4中，P的 杂化轨道与O的2p轨道形成 键。
2.杂化轨道类型与分子空间结构的判断
（1）磷酸亚铁锂中磷酸根离子的空间结构为 ，其中P的价层电子对数为 ，杂化轨道类型为 。
（2）含S物质2-巯基烟酸氧钒配合物（结构如图）是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。
指出该药物中N原子的杂化方式。
（3）甲醇被氧化生成甲醛（HCHO），甲醇、甲醛中碳原子的杂化方式是哪种杂化轨道类型？
3.分子结构与物质性质的推断
（1）在一定条件下，甲醇（沸点64.7 ℃）转化为乙酸甲酯（CH3COOCH3，沸点57.1 ℃）。甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水，为什么？
（2）分析并比较含硫物质
A：与
B：的沸点高低及其原因。
1.宇航员在天宫实验室进行水球实验。下列有关水的说法错误的是（ ）
A.H2O分子的共价键是s-s σ键
B.H2O分子之间可以形成氢键
C.H2O分子的空间结构是V形
D.H2O分子内有极性共价键，H2O分子是极性分子
2.价层电子对互斥模型可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是（ ）
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间结构均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
3.（1）SnC的空间结构为 ，其中心原子杂化方式为 。
（2）2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH2CH2）与四氟乙烯（CF2CF2）的共聚物（ETFE）制成。CF2CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为 和 。
4.（2025·长春外国语学校高二检测）氮、氧及其化合物在工农业生产等方面有着重要应用。请按要求回答下列问题。
（1）元素第一电离能：N O（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）肼（N2H4）可用作火箭燃料等，它的沸点远高于乙烯（C2H4）的原因是：
。
（3）尿素（）中碳原子杂化轨道类型 ；的空间结构为 。
（4）氨气极易溶于水的主要原因是
。
（5）H2O的键角 NH3的键角（填“大于”“小于”或“等于”），判断依据是
。
一、共价键的极性与分子的极性及其关系
1.（2024·海南高考4题）过氧化脲[CO（NH2）2·H2O2]是一种常用的消毒剂，可由过氧化氢（H2O2）和脲[CO（NH2）2]加合而成，代表性结构如图所示。下列关于过氧化脲的说法正确的是（ ）
A.所有原子处于同一平面 B.氧的化合价均为－2价
C.杀菌能力源于其氧化性 D.所有共价键均为极性键
2.（2024·湖南高考9题）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.P为非极性分子，Q为极性分子
B.第一电离能：B＜C＜N
C.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
二、分子间作用力对物质性质的影响
3.（2024·河北高考9题）NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可
全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2CNH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。
下列有关化学用语或表述正确的是（ ）
A.HCl的形成过程可表示为H·＋·︰H＋[︰︰]－
B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C.在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式
D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
4.（2024·广东高考12题）一种可为运动员补充能量的物质，其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，则（ ）
A.沸点：ZR3＜YR3
B.最高价氧化物的水化物的酸性：Z＜W
C.第一电离能：Z＜X＜W
D.Z和W空间结构均为平面三角形
3 / 3第2课时 杂化轨道理论简介
学习目标
结合实例了解共价分子具有特定空间结构，并可运用杂化轨道理论进行解释和预测。
知识点一 杂化轨道理论
1.杂化轨道理论的提出及其应用
（1）杂化轨道理论是一种 理论，是 为了解释分子的空间结构提出的。
（2）用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
在形成CH4分子时，C原子的 轨道和3个 轨道会发生混杂，形成4个能量相等的 杂化轨道。4个 杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C—H 键，所以4个C—H是等同的，呈 的空间结构。
2.常见杂化轨道类型及其空间结构
（1）sp3杂化轨道
sp3杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是109°28'，空间结构为 （如图所示）。
（2）sp2杂化轨道
sp2杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角是 ，呈 （如图所示）。
（3）sp杂化轨道
sp杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角为 ，呈 （如图所示）。
（4）问题探究
sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，它和杂化轨道形成的化学键是否相同？
3.杂化轨道的形成及其特点
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）轨道杂化前后数目相等，形状、能量不同。（ ）
（2）杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键。（ ）
（3）CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的。（ ）
2.下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是（ ）
A.由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成
B.所形成的3个sp2杂化轨道的能量相同
C.未参与杂化的p轨道，可用于形成π键
D.sp2杂化轨道最多可形成2个σ键
3.下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（ ）
A.sp杂化轨道的夹角最大
B.sp2杂化轨道的夹角最大
C.sp3杂化轨道的夹角最大
D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
知识点二 VSEPR模型、杂化轨道理论与杂化轨道类型判断
1.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型
VSEPR模型及名称 杂化轨道类型 典型分子 空间结构
直线形 CO2 直线形
平面三角形 sp2 SO2 形
四面体形 H2O 形
平面三角形 sp2 SO3 形
四面体形 NH3 形
正四面体形 CH4 正四面体形
【拓展】
除VSEPR模型和杂化理论外，还有一种理论“等电子原理”也可用来判断分子或离子的空间结构。
（1）含义
原子总数相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征，这是等电子原理的基本观点。
（2）应用
利用该原理可以判断一些简单分子或原子团的空间结构。例如，S、P等离子具有AX4通式，价电子总数为32，中心原子（S和P）采取sp3杂化，使整个离子呈正四面体形空间结构；类似地，S、Cl等离子具有AX3通式，价电子总数为26，中心原子（S和Cl）采取sp3杂化，由于存在孤电子对，离子均呈三角锥形空间结构。
2.中心原子的价层电子对数与杂化轨道类型之间的关系
价层电子对数 孤电子对数 杂化轨道类型 空间结构 实例
2 0 sp 直线形 CO2、BeCl2
3 0 sp2 平面三角形 BF3、HCHO
1 V形 SO2
4 0 sp3 正四面体形 CH4、N
1 三角锥形 NH3、H3O＋
2 V形 H2O、H2S
5 0 sp3d 三角双锥形 PCl5
6 0 sp3d2 八面体形 SF6
3.杂化轨道类型的判断
（1）根据杂化轨道数目判断
（2）根据杂化轨道的空间分布判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。
（3）有机物中碳原子杂化类型的判断
饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。
4.探究活动
在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程，叫做轨道的杂化。双原子分子中，不存在杂化过程。
（1）已知CH2CH2分子中的键角都约是120°，碳原子直接相连的三个原子呈平面三角形，则乙烯中碳原子的杂化方式是什么？
（2）CO2和SO2都是三原子分子，为什么它们的空间结构不同？试用杂化轨道理论解释。
（3）已知NCl3分子的空间结构为三角锥形，则氮原子的杂化方式是什么？
1.（教材改编题）下列说法中正确的是（ ）
A.PCl3分子呈三角锥形，这是磷原子采取sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混杂形成的4个sp3杂化轨道
C.中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形或V形
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
2.指出下列分子的中心原子采取的杂化轨道类型，并推测分子的空间结构。
分子 PCl3 BCl3 CS2 SCl2
中心原子的杂化轨道类型
分子的空间结构
3.小明同学上网查阅了如下资料：
中心原子杂化类型的判断方法： （1）公式：n＝（中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数）/2。 说明：配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数看为0；当电荷数为正值时，公式中取“－”号，当电荷数为负值时，公式中取“＋”号。 （2）根据n值判断杂化类型： 当n＝2时为sp杂化；n＝3时为sp2杂化；n＝4时为sp3杂化。
请运用该方法计算下列微粒的n值，并判断中心原子的杂化轨道类型。
（1）NH3：n＝ ， 杂化；
（2）N：n＝ ， 杂化；
（3）N：n＝ ， 杂化；
（4）SO2：n＝ ， 杂化。
1.（教材改编题）许多分子中的中心原子是sp2杂化，下列图形表示BF3分子中B原子sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是（ ）
2.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为（ ）
3.（2025·武汉高二月考）下列微粒中，中心原子的杂化轨道类型与其他三个不相同的是（ ）
A.SO3 B.H3O＋
C.SO2 D.C
4.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：
（1）AsCl3分子的空间结构为 ，其中As的杂化轨道类型为 。
（2）CS2分子中C原子的杂化轨道类型是 。
（3）（CN）2分子中各原子电子层均达到稳定的结构，则碳原子杂化轨道类型为 。
5.回答下列问题：
（1）BCl3和NCl3中心原子的杂化类型分别为 杂化和 杂化。
（2）在BF3分子中，F—B—F的键角是 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，B的空间结构为 。
（3）CS2、N2O等与CO2互为等电子体，则CS2的结构式为 ，空间结构为 。
（4）乙炔与氢氰酸（HCN）反应可得丙烯腈（CH2CHCN）。丙烯腈分子中σ键和π键的个数之比为 ，分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。
（5）已知在水中存在平衡2H2OH3O＋＋OH－，H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为
。
提示：完成课后作业 第二章 第二节 第2课时
5 / 5基础梳理答案
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
知识点一
1.（1）能量 （2）K L M N O P Q
（3）越高 ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜
2.（1）能层 （2）s、p、d、f ns np nd nf
（3）②3s、3p、3d ③2倍
4.2 2 6 2 6 10 14 2 8 18 32
【思考】
（1）提示：s、p、d、f能级最多容纳的电子数分别为2、6、10、14。3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同，均为10个电子。
（2）提示：第五能层最多容纳2×52＝50个电子；它们分别容纳在5个能级中。
知识点二
1.（1）最低能量 （2）吸收 较高
2.（1）吸收或释放不同的光 吸收光谱 发射光谱
（2）吸收光谱 发射光谱 （3）①特征谱线
【教材挖掘】
（1）提示：当灯管通电时，氖原子的电子吸收能量由基态跃迁为激发态，电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量，所发出的光的波长恰好位于可见光区域中的红色波段，从而产生红光。
（2）提示：光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式，金属元素的焰色属于发射光谱，焰色试验属于物理变化。
第2课时 构造原理与电子排布式
知识点一
1.光谱学 能级
2.能层 能级 填入能级
【思考】
提示：先填充4s能级。
3.（1）4s→3d
【教材挖掘】
提示：不正确。根据构造原理，多电子原子核外电子应先填充4s能级，再填充3d能级。如K、Ca基态原子4s能级有电子，但3d能级没有填充电子。
知识点二
1.（1）右上 能层 （2）能级符号 电子数
2.（1）1s22s22p2 1s22s22p6 1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p64s1 （2）1s22s22p63s23p63d64s2
（3）[Ar]3d24s2 （4）电子排布 电子变动 3d64s2
3s23p5 （5）1s22s22p63s23p63d104s1
【思考】
（1）提示： 3d54s1和3d104s1。
（2）提示：[Ar]3d10。原子失电子时的顺序与电子填充顺序不完全相同，失去电子时先失最外层电子，所以基态Cu＋的简化电子排布式是[Ar]3d10。
第3课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
知识点一
1.（1）概率 （2）电子在某处出现的概率 概率密度
（3）①概率密度 大 空间运动状态 90％
②球形 一 哑铃形
2.（1）一个空间运动状态 （2）①球 大 ②哑铃
（3）1 5 7
【思考】
（1）提示：p能级的3个原子轨道互相垂直，分别用px、py、pz表示。在同一能层中，px、py、pz的能量相同。
（2）提示：7种。
知识点二
1.（1）顺时针和逆时针 自旋相反 （2）2 相反
2.（1）原子轨道 （2）能量相同的原子轨道 （3）同一原子轨道中，自旋相反的一对电子 （4）一个原子轨道中只有1个电子 （5）简并轨道中箭头同向的单电子 （6）1个电子及其自旋状态 2个自旋相反的电子 1个轨道
【教材挖掘】
提示：在基态氮原子中，有2对电子对，成对电子数为4，有3个单电子，未成对电子数为3。
3.（1）①平行
4.能量最低的原子轨道
【思考】
提示：根据构造原理，3d能量大于4s能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的能级可使整个原子的能量最低。
5.（1）提示：①②③⑤违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行。④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只容纳2个电子，而且这2个电子的自旋相反。
（2）提示：不正确。在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有稳定性和较低的能量。如24Cr的电子排布式应写为1s22s22p63s23p63d54s1，3d能级为半充满状态。
（3）提示：[Ar]3d24s2
第二节 原子结构与元素的性质
第1课时 原子结构与元素周期表
知识点一
1.（1）原子序数 周期性 （2）①原子序数（即原子核电荷数） ②表格
2.（1）①2s、2p 8 4s、3d、4p 18 6s、4f、5d、6p 32
②a.ns np （2）①相同 2 ②a.价层电子
【思考】
（1）提示：元素周期表共有18个纵列。同列元素的价层电子数不一定相等，如He的价层电子数为2，同列其他元素的价层电子数为8。第ⅢA族～第ⅦA族的价层电子排布通式是ns2np1～5。
（2）提示：该元素的价层电子排布式为4s24p4，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4。
知识点二
1.（1）能级 （n－1）d ns ds （2）ns1～2 ns2np1～6
【思考】
提示：该元素为Zn，位于ds区。s区（氢除外）、d区和ds区的元素原子最外层电子数为1～2（Pd除外），在反应中易失去电子，故都是金属元素。
2.（2）①右上角 左下角
3.（1）氧化物 过氧化物
【思考】
提示：根据对角线规则，Be、Al元素的化学性质相似，Al（OH）3与强酸（H＋）、强碱（OH－）发生反应的离子方程式分别为Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O、Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－，则Be（OH）2与强酸（H＋）、强碱（OH－）发生反应的离子方程式分别为Be（OH）2＋2H＋Be2＋＋2H2O、Be（OH）2＋2OH－[Be（OH）4]2－。
第2课时 元素周期律
知识点一
1.增大 减小
2.（1）越小 （2）越大
3.（1）提示：由于四种离子具有相同的电子层结构，所以四种离子的核外电子数相等，即a－2＝b－1＝c＋2＝d＋1，且在元素周期表中A、B在C、D的下一周期。
（2）提示：原子序数：a＞b＞d＞c；原子半径：B＞A＞C＞D；离子半径：C2－＞D－＞B＋＞A2＋。
（3）提示：A＞A2＋、D－＞D。
知识点二
1.（1）气态基态 最低能量 I1 （2）I2 I3 ＜ ＜
2.（1）最小 最大 增大 （2）变小
【教材挖掘】
（1）提示：同周期中，从左向右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族元素的价层电子排布为ns2，第ⅤA族元素的价层电子排布为ns2np3，np轨道为半充满状态，比较稳定，失去一个电子需要的能量大，所以第一电离能比同周期相邻元素的要高。
（2）①提示：原子失去一个电子变成＋1价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，原子核对电子的吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子更难失去，故I2＞I1，同理I3＞I2。
②提示：钠的I2比I1大很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成＋1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I3比I2大很多，说明Mg容易失去2个电子形成＋2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I4比I3大很多，说明Al容易失去3个电子形成＋3价离子。
3.（1）小 （3）＋1 ＋2 ＋3
知识点三
1.（1）化学键 （2）键合电子 越大
2.氟 锂
3.（1）变大 （2）变小
4.强 强 金属 非金属
【思考】
提示：元素电负性越大，非金属性越强，但第一电离能不一定越大，例如电负性：N＜O，而第一电离能：N＞O。
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
知识点一
1.（1）共用电子对 （2）非金属 （3）共用电子对 （4）1.7
2.（1）未成对电子 自旋相反 组成 空间结构
（2）提示：不是所有的共价键都有方向性。两个s轨道重叠的共价键没有方向性，因为s轨道为球形，无论从什么方向发生原子轨道重叠，重叠程度都相同。
【教材挖掘】
提示：N和H原子的电子式分别为··和H·，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子形成3个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
知识点二
1.头碰头 ①连线 不变
2.肩并肩 ①镜面 镜像 ②不能 牢固 断裂
3.σ σ π σ π
5.（1）提示：σ键是原子轨道以“头碰头”方式发生重叠成键；π键是p轨道与p轨道以“肩并肩”方式发生重叠成键。
（2）提示：1个乙烷分子由7个σ键组成；1个乙烯分子由5个σ键和1个π键组成；1个乙炔分子由3个σ键和2个π键组成。
（3）提示：乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
第2课时 键参数——键能、键长与键角
知识点一
1.气态原子 kJ·mol－1 436.0
2.越大 越多 稳定 稳定 反应物 生成物
4.（1）提示：单键键能＜双键键能＜三键键能。由C—C、CC、C≡C键能可知，成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律：单键键能＜双键键能＜三键键能。
（2）提示：HF＞HCl＞HBr＞HI；HI；结构相似的物质，共价键的键能越大，分子越稳定。
（3）提示：431.8。气态原子形成1 mol化学键变成气态分子释放的能量与气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量相等，故形成1 mol H—Cl释放的能量是431.8 kJ。
知识点二
1.（1）核间距 （2）短 （3）大 稳定
【教材挖掘】
提示：键长：HF＜HCl＜HBr＜HI。对于结构相似的物质，键长越长，键能越小，物质稳定性越差。
2.（1）两个相邻共价键 （2）方向 空间结构 （3）X射线衍射实验 （4）①180° 直线形 105° V形（或角形）
109°28' 正四面体形
②提示：不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H的夹角，为109°28'。
第二节 分子的空间结构
第1课时 分子结构的测定、多样的
分子空间结构、价层电子对互斥模型
知识点一
1.（1）化学性质 （2）红外光谱 （3）①振动频率 吸收峰 化学键 官能团 ②3 C—H O—H C—O
（4）①相对分子质量 ②质谱仪 ③92
④a.提示：不能。
b.提示：相对分子质量＝最大质荷比。
2.（1）直线 V 直线形 OCO V形 （2）平面三角 三角锥 平面三角形 三角锥形 （3）四面体形 四面体形
（4）提示：不是。由于N—N—N键角都是108.1°。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体形而是三角锥形。
知识点二
1.空间结构 相互排斥 中心原子 电子对 孤电子对
2.（1）σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数 （2）①3
②（a－xb） a.价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数－离子的电荷数 中心原子的价电子数＋离子的电荷数（绝对值） b.与中心原子结合的原子数
c.最多能接受的电子数 1 8减去该原子的价电子数
3.0 2 直线形 直线形 1 3 平面三角形 V形 0 3
平面三角形 平面三角形 2 4 四面体形 V形 1 4
四面体形 三角锥形 0 4 正四面体形 正四面体形
5.（1）提示：BCl3分子中的中心原子是B，成键电子对数为3，孤电子对数＝（a－xb）＝×（3－3×1）＝0，价层电子对数＝0＋3＝3。
NF3分子中的中心原子是N，成键电子对数为3，孤电子对数＝（a－xb）＝×（5－3×1）＝1，价层电子对数＝1＋3＝4。
（2）提示：BCl3的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，分子空间结构为平面三角形；NF3的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，分子空间结构为三角锥形。
（3）提示：价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致，分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对（未用于形成共价键的电子对）。
第2课时 杂化轨道理论简介
知识点一
1.（1）价键 鲍林 （2）2s 2p sp3 sp3 σ 正四面体
2.（1）1 3 正四面体形 （2）1 2 120° 平面三角形
（3）1 1 180° 直线形
（4）提示：不相同。sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。
知识点二
1.sp V sp3 V 平面三角 sp3 三角锥 sp3
4.（1）提示：采取sp2杂化。乙烯分子中两个碳原子之间形成双键，碳原子为sp2杂化。
杂化轨道形成过程为：
（2）提示：CO2分子中的碳原子采用的是sp杂化，2个杂化轨道以碳原子为中心，呈直线形分布，分别与2个氧原子的2p轨道形成σ键，键角为180°，分子呈直线形；SO2分子中的硫原子采用的是sp2杂化，3个杂化轨道以硫原子为中心呈平面三角形分布，其中1个杂化轨道中是孤电子对，另2个杂化轨道中的未成对电子分别与2个氧原子的2p轨道形成σ键，分子呈V形，由于孤电子对的排斥作用，使键角小于120°。
（3）提示：sp3杂化。
第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
知识点一
1.不同 同种 发生 不发生 正 负 电中
2.不重合 不等于零 重合 等于零
3.（1）非极性 （2）①非极性 极性 ②非极性 极性
（3）极性
5.（1）提示：CO2的正电中心与负电中心重合，属于非极性分子；HCl、HCN、H2O的正电中心与负电中心不重合，属于极性分子。
（2）提示：②③⑤⑦ ①④⑥⑧
（3）提示：臭氧分子中的共价键是极性键，臭氧分子是极性分子。
知识点二
1.（2）组成和结构 （3）越强 ＜
2.（1）＞ ＞ ＞ ＞ ＞ （2）＞ ＞ 推电子 推电子 越小 越弱
【教材挖掘】
提示：乙醇分子中的C2H5—是推电子基团，使得乙醇分子中的电子云向着远离乙基的方向偏移，羟基的极性比水分子中的小，因而钠和乙醇的反应不如钠和水的剧烈。
第2课时 分子间的作用力
知识点一
1.相互作用力 1～2 越大 越大 液化 凝固
3.（1）提示：因为CS2比CO2相对分子质量大，所以分子间范德华力也大，使CS2沸点升高，常温下呈液态。
（2）提示：CO、N2的相对分子质量相同，CO是极性分子，N2是非极性分子，CO分子的极性比N2分子的极性强，分子的极性越大，范德华力也越大，分子的熔、沸点越高，故CO的熔、沸点高于N2。
知识点二
1.（1）电负性 氢原子 电负性 （2）F、O、N 共价键 氢键
（3）①共价键 ②小
2.（1）小1～2个
3.（1）①分子间 ②分子内 （2）升高 降低
5.Ⅰ.（1）提示：因为H2O分子间能形成氢键，H2S、H2Se、H2Te等分子间不能形成氢键，所以H2O的熔点和沸点高于H2S、H2Se、H2Te等。
（2）提示：H2S、H2Se、H2Te的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。
（3）提示：相同数目的水分子形成分子间氢键的数目多于氨分子，分子间作用力大。
Ⅱ.（4）提示：苯胺分子之间存在氢键。
第3课时 溶解性 分子的手性
知识点一
1.非极性 极性 易溶于 难溶于 易溶于 难溶于
2.温度 压强 好 氢键 氢键 增大
【教材挖掘】
（1）提示：白磷和CS2均为非极性分子，水为极性分子，依据“相似相溶”规律判断，白磷在CS2中的溶解度远大于在水中的溶解度。
（2）提示：氨分子和水分子都是极性分子，而甲烷分子是非极性分子，根据“相似相溶”原理，故氨气易溶于水而甲烷难溶于水，此外，氨分子和水分子之间还能形成氢键，增大了溶质与溶剂分子之间的作用力，溶解度也随之增大。
知识点二
1.（2）组成 原子排列 镜像 叠合
2.手性异构体
3.（3）手性异构体
4.有效 无效 有害的 只催化 催化 手性催化剂 手性分子
5.（1）提示：2个。根据手性碳原子周围连接四个不同的原子或基团可判断该分子结构简式中中间2个碳原子为手性碳原子。
（2）提示：不一定。有机物分子中如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有手性异构体。分子中如果有两个及以上手性碳原子，则该分子不一定是手性分子。
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
知识点一
2.分子
3.（1）电子 阳离子 电中性粒子 电中性 （2）液态 晶态 流动性 黏度 形变性 导热性 光学性质
知识点二
1.有 多面体 周期性有序 没有 多面体 无序
2.（1）熔融态 （2）气态 凝固 （3）溶质
3.（1）①自发地 ②速率 ③周期性
（2）强度 导热性 光学性质
（3）固定 X射线衍射
【探究活动】
活动1 提示：有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
活动2 提示：CuSO4·5H2O固体会变成规则的立方体。
活动3 提示：晶体有固定的熔点，由a的熔化曲线分析可知，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，该段所对应的温度就是晶体a的熔点；由b的熔化曲线可知，温度一直升高，所以物质b没有固定的熔点，为非晶体。
知识点三
1.基本单元
2.平行六面体 无隙并置 （1）间隙 （2）平行 相同
（3）形状 原子种类 个数 几何排列
【思考】
提示：A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。B图中的晶体结构不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。C图中的晶体结构不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。D图中的晶体结构不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。
3.（1）①a.8 b.4 c.2 （2）①8×＋6×＝4
②2 2 8 8
4.（1）X射线衍射仪 分立的斑点 明锐的衍射峰
（2）数目 位置
【探究活动】
活动1 提示：根据图示可以观察出Zn2＋位于晶胞的内部，1个晶胞含有4个Zn2＋；a位于晶胞的顶点和面心，个数为8×＋6×＝4。
活动2 提示：Zn2＋与a的个数比为1∶1，则该晶体的化学式为ZnS，a代表的离子符号为S2－。
活动3 提示：晶胞的体积为（540.0×10－10 cm）3，一个ZnS晶胞含有4个S2－和4个Zn2＋，则晶胞的密度为＝ g·cm－3。
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
知识点一
1.分子
2.分子 分子间作用力 共价键
3.非金属氢化物 非金属单质 非金属氧化物 酸 有机物
4.（1）较低 很小 （3）非极性 极性
知识点二
1.范德华力 12 范德华力、氢键
2.氢键 范德华力 氢键 四面体中心 四面体顶角 4 范德华力 氢键 4 12 12
【思考】
提示：由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状晶体，使冰的密度比水小，所以结的冰会浮在水面上。
【探究活动】
活动1 提示：冰晶体中微粒间的相互作用有：共价键、氢键、范德华力；电解水生成氢气和氧气时破坏的作用力是共价键。
活动2 提示：冰晶体中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键，因此，冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子。而硫化氢分子之间没有氢键，只有范德华力，范德华力无饱和性与方向性，晶体中分子采取密堆积，因此，1个硫化氢分子周围有12个紧邻分子。
活动3 提示：水分子存在分子间氢键，CO2分子之间只存在范德华力。
第2课时 共价晶体
知识点一
1.（1）原子 共价键 （2）骨架
【教材挖掘】
提示：二氧化硅为共价晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式为Si与O的最简个数比，而不是分子式。
2.非金属单质 非金属化合物
3.（1）很高 （2）短 大 高
【探究活动】
活动1 提示：三者形成的是结构相似的共价晶体，其中原子半径：Si＞C，共价键键长：Si—Si＞Si—C＞C—C，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高，硬度越大。
活动2 提示：能。根据元素周期表，碳和硅为同一主族元素，原子半径：C＜Si，因此键长大小顺序为C—C＜C—Si＜Si—Si，键能大小顺序为C—C＞C—Si＞Si—Si，晶体的熔点和硬度大小顺序为金刚石＞碳化硅＞晶体硅。
知识点二
1.（1）109°28' sp3 （2）6 4 （3）1∶2 （4）12
【思考】
1.（1）提示：8
（2）提示：
（3）提示：a
（4）提示：2r＝a pm，即r＝a pm。
2.提示：依据均摊法可知，金刚石中每个碳原子形成4个共价键，其中碳原子数与C—C共价键数之比是1∶2，故12 g金刚石中含有的C—C数目是2NA。
2.（1）①sp3 109°28' ②4 4 Si O 2 2 2 1∶2
③12 6 6 （2）硅氧四面体
第三节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属键与金属晶体
知识点一
1.金属阳离子 自由电子 金属阳离子 自由电子 价电子 电子气 金属原子 （2）方向 饱和
2.（1）强 （2）强
3.高 大 钨 铬
知识点二
1.金属键
2.相对滑动 不变 电子气 定向移动 降低 碰撞
【探究活动】
活动1 提示：金属中存在自由电子，自由电子被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，当金属受到外力作用时，各原子层发生相对滑动而具有良好的延展性；在外加电场作用下，自由电子会发生定向移动而导电；自由电子在运动时会与金属原子发生碰撞而传递热量。
活动2 提示：Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
活动3 提示：合金与纯金属相比，由于掺入了不同的金属或非金属原子，相当于滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石，所以一般情况下合金的延展性比纯金属差，硬度比纯金属大。
第2课时 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体
知识点一
1.阳离子 阴离子
2.（1）阳离子 阴离子 （2）离子键
3.6 6 12 4 4 8 8 1 1 6
4.（1）高 大 高 大 （2）能
【探究活动】
活动1 提示：不是，NaCl、CsCl和MgO都是离子晶体，只表示晶体中阴、阳离子个数比，是化学式。
活动2 提示：NaCl晶体。NaCl晶体和CsCl晶体均为离子晶体且离子所带电荷数相同，但Na＋半径小于Cs＋，随着离子半径的增大，离子键强度减弱，晶体熔点降低。
活动3 提示：MgO晶体。由于Mg2＋所带正电荷数比Na＋多，离子半径比Na＋小，O2－所带负电荷数比Cl－多，离子半径比Cl－小，故MgO中离子键强于NaCl中的离子键，所以MgO晶体的熔点高于NaCl晶体。
知识点二
1.（1）分子 共价 金属 离子
【思考】
提示：其中作为离子晶体处理的是Na2O；作为共价晶体处理的是Al2O3、SiO2；作为分子晶体处理的是P2O5、SO3、Cl2O7。
2.（2）①sp2 共价键 平面六元并环 整个碳原子平面 范德华力 （3）共价键 分子间作用力 （4）高 导电
【思考】
1.（1）提示：＞
（2）提示：金刚石中只存在C—C间的σ键，而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键，还存在大π键，电子云重叠程度大，所以C—C间的键长短。
2.提示：3 3 2 2 2∶3
第四节 配合物与超分子
知识点一
1.（1）孤电子对 空轨道 （2）[Cu（H2O）4]2＋ 水分子 铜离子 铜离子 水分子 （3）提供 接受 H2O H＋ []＋ NH3 H＋ []＋
2.（1）配位键 （2）①提供空轨道接受孤电子对
②提供孤电子对 直接同中心原子配位 ③配位键 6
3.蓝色沉淀 溶解 Cu2＋＋2NH3·H2OCu（OH）2↓＋2N Cu（OH）2＋4NH3[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－ [Cu（NH3）4]2＋＋S＋H2O[Cu（NH3）4]SO4·H2O↓
红色 Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3 白色沉淀 溶解 无色 Ag＋＋Cl－AgCl↓ AgCl＋2NH3[Ag（NH3）2]＋＋Cl－
4.（1）Fe2＋
【教材挖掘】
提示：CO能导致人体因缺氧而中毒，说明CO通过配位键与血红素中的Fe2＋结合能力强于O2，故Fe2＋与CO形成的配位键更稳定。
【探究活动】
活动1 提示：Cl－和H2O；6。
活动2 提示：2 mol；原因是只有外界的Cl－能与AgNO3溶液反应，而内界的Cl－与AgNO3溶液不反应。
活动3 提示：[Cu（NH3）4]2＋更稳定；原因是N和O都有孤电子对，但O的电负性大，吸引孤电子对的能力强，故NH3提供孤电子对的能力比H2O强。
活动4 提示：电负性：F＞H，使得NF3提供孤电子对的能力小于NH3。
知识点二
1.两种 两种 分子间
2.（1）C70 C70 杯酚 （2）空穴
12 / 12第3课时 溶解性 分子的手性
学习目标
1.知道影响物质溶解性的因素，了解“相似相溶”规律及应用。 2.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
知识点一 溶解性
1.“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于 溶剂，极性溶质一般能溶于 溶剂。如蔗糖和氨 水， 四氯化碳；而萘和碘却 四氯化碳， 水。
2.影响物质溶解性的因素
【教材挖掘】
教材描述“物质相互溶解的性质十分复杂，受许多因素影响”。
（1）为什么白磷（P4）易溶于CS2，却能在水中保存？
（2）氨气与甲烷在常温下都是气体，为什么氨气易溶于水，甲烷难溶于水？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理。（ ）
（2）CS2在水中的溶解度很小，是因为CS2是极性分子。（ ）
（3）液溴在溶剂中的溶解性：H2O＞CCl4。（ ）
（4）硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明极性：H2O＞C2H5OH＞CS2。（ ）
2.（教材改编题）下列表述正确且可以用“相似相溶”规律解释的是（ ）
A.二氧化氮可以用排水法收集
B.碘水可以用乙醇萃取
C.氯化氢可以做喷泉实验
D.二氧化硫可以用NaOH溶液吸收
3.（2025·长春高二月考改编）（1）一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如图所示）的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
分子 分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/（kJ·mol－1）
CH4 0.436 16.40
CO2 0.512 29.91
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是 。
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知如图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是 。
③相同条件下CO2与SO2在水中的溶解度较大的是SO2，理由是
。
（2）H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为
。
知识点二 分子的手性
1.手性异构体
（1）实例
相同点 分子组成相同，都是CHFClBr；从平面上看相似
不同点 在空间上完全不同，它们构成实物和镜像关系
（2）含义
具有完全相同的 和 的一对分子，如同左手与右手一样互为 ，却在三维空间里不能 ，互称手性异构体（或对映异构体）。
2.手性分子
有 的分子叫做手性分子。如乳酸（）分子。
3.手性碳原子
（1）碳原子连接四个不同的原子或原子团，则该碳原子称为手性碳原子。如，其中*C即为手性碳原子。
（2）不饱和碳原子（如碳碳双键、碳碳三键等中的碳原子）一定不是手性碳原子。
（3）有机物分子中如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有 。
4.手性分子的应用
应用领域 应用
医药 现今使用的药物中手性药物超过50％
对于手性药物，一个异构体可能是 的，而另一个异构体可能是 甚至是
合成 手性催化剂： 或者主要 一种手性分子的合成
用 生产药物，可以只得到或者主要得到一种 ，这种独特的合成方法称为手性合成
5.问题探究
氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物，氨基酸分子中含有氨基和羧基。一种氨基酸的结构简式为。
（1）该氨基酸的一个分子中含有几个手性碳原子？
（2）该氨基酸分子一定存在手性异构体吗？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）互为手性异构体的分子互为镜像。（ ）
（2）互为手性异构体的分子组成相同，性质也相同。（ ）
（3）在分子中含有1个手性C原子。（ ）
（4）手性异构体之间的转化属于化学变化。（ ）
2.（2025·蚌埠高二期中）丙氨酸（C3H7NO2）分子为手性分子，存在手性异构体，其结构如图所示：
下列关于丙氨酸的两种手性异构体（Ⅰ和Ⅱ）的说法正确的是（ ）
A.Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，不含非极性键
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，都是非极性分子
C.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在1个手性碳原子
D.Ⅰ和Ⅱ所含的化学键不同
3.（2025·三明高二检测）手性分子是指在分子结构中，当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子，下列分子中指定的碳原子（用*标记）不属于手性碳原子的是（ ）
A.木糖醇
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
1.（苏教版习题）C60虽然与金刚石互为同素异形体，但两者的物理性质差异较大。下列关于C60的说法中正确的是（ ）
A.易溶于水
B.易溶于氯化钠溶液
C.易溶于氨水
D.可溶于苯等有机溶剂
2.如图所示，分子中含有的手性碳原子个数为（ ）
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
3.碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，这是因为（ ）
A.CCl4与I2的相对分子质量相差较小，而H2O与I2的相对分子质量相差较大
B.CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子
C.CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
D.CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
4.（原创题）碳能形成多种化合物，请回答以下与碳的化合物相关的问题：
（1）常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是
。
（2）C2H6的二溴代物中 （填“有”或“无”）手性分子。
（3）抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性： （填“难溶于水”或“易溶于水”），抗坏血酸分子中有 个手性碳原子。
提示：完成课后作业 第二章 第三节 第3课时
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