高二化学教案-知识讲解——共价键与分子的空间构型（提高）.doc

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1、共价键与分子的空间构型（提高）编稿：房鑫 审稿：张灿丽【学习目标】1、认识共价键的主要类型键和键；会用电子式表示共价键的形成；理解共价键的形成条件及其本质。2、认识键能、键长、键角等概念，能用它们说明简单分子的某些性质；认识等电子原理，了解其应用。3、认识共价分子立体结构的多样性和复杂性。4、认识杂化轨道理论的要点，进一步了解有机化合物中碳的成键特征，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型，培养分析、归纳、综合的能力和空间想象能力。5、了解分子的对称性和分子的极性。【要点梳理】要点一、共价键的形成及其本质 1共价键的形成通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。那么两

2、个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。 当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。2共价键的本质：共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子

3、排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。形成共价键的微粒是同种或不同种原子。要点二、共价分子的表示方法 1电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。如： 2结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1Cl，这种式子叫结构式。 注意 在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构

4、式表示。 3用电子式表示共价化合物的形成过程 用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。如： 要点三、键与键 原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做键；原子轨道在核间连接两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫做键。氮分子中含有一个键和两个键，氮分子的结构可用结构式NN表示。 在有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成键的重叠程度要比键的重叠程度小得多。所以碳原子与碳原子之间形成的键比键牢固，在化学反应中，键易发生断裂。 氮气分子中的三个共价键使得构成氮分子的

5、氮原子紧紧地结合在一起，因而氮气的化学性质异常稳定。除了少数植物如豆科类具有将空气中的氮气转化为含氮的化合物的本领外，大部分植物不能直接吸收空气中的氮。因此，设法将空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物成为一个世纪以来备受关注的课题，其关键点就在于，削弱氮分子中的化学键。在合成氨工业中，人们利用高温（500左右）、高压（15 MPa）、并用铁的化合物作为催化剂将氢气和氮气合成为氨。 要点四、共价键的特征饱和性与方向性是共价键的两点特征。 1共价键具有饱和性。这是因为只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相

6、反的电子形成共价键。所以在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。 2共价键具有方向性。这是因为形成共价键时，两个参与成键的原子的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降的也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表示出方向性（s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性）。共价键的方向性决定着分子的空间构型。要点五、极性键和非极性键 1非极性（共价）键：由同种元素的原子间形成的共价键是非极性键。 在共价单质分子

7、中，由同种原子形成共价键，两个原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，因此，成键的原子不显电性，这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。如HH键、ClCl键、N三N键都是非极性键。非极性键可以存在于非金属单质中，也可以存在于化合物中。 2极性（共价）键：由不同种元素的原子间形成的共价键是极性键。 在共价化合物分子中，不同种原子形成共价键，因为原子吸引电子的能力不同，共用电子对将偏向吸引电子能力强的一方，因而吸引电子能力强的一方显负电性，化合价为负值，吸引电子能力弱的一方显正电性，化合价为正值，数值即这种元素的1个原子跟其他元素的原子形成的共用电子对的数目。如HCl分子中，Cl

8、原子吸引电子的能力比H原子强，共用电子对偏向Cl原子，偏离H原子，而使Cl原子一方相对显负电性，H原子一方相对显正电性。像这样共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键，简称极性键。如H2O中的OH键，CO2中的CO键都是极性键。极性键不存在于单质分子中，只存在于化合物中。 3键的极性强弱判断方法：成键的两原子吸引电子对的能力差别（即非金属性差别）越大，电子对偏移的程度越大，键的极性越强。如处于短周期的四种元素，它们之间能形成共价键，键的极性最强的是XY，键的极性最弱的是WZ。要点六、 键参数 1键能 （1）概念：在101.3 kPa、298 K条件下，断开1 mol AB（g）分子中的化学键，使其

9、分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫AB键的键能。 （2）表示方式：EAB。 （3）键能大小决定化学键的强弱程度。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。 （4）常见化学键的键能： 共价键 键能kJmol1 共价键 键能kJmol1 CH 413 OH 467 CC 347 FH 565 CN 305 ClH 431 CO 358 IH 297 CS 259 CC 614 ClCl 243 CC 839 BrBr 193 CO 745 II 151 NN 945 NH 391 OO 498 2键长 （1）概念：两个成键原子之间的核间距离叫键长。 （2）原子间的键长越短，化学键越

10、强，键越牢固。 （3）常见化学键的键长： 共价键 键长nm 共价键 键长nm CC 0.154 HH 0.074 CC 0.134 FF 0.143CC 0.121 ClCl 0.199 NN 0.141 BrBr 0.228 NN 0.110 II 0.266 OO 0.121 3键角 （1）概念：多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫键角。（2）常见物质的键角：CO2：180（直线形）；H2O：104.5（V形）；NH3：107.3（三角锥形）。（3）键角和键长常用于描述多原子分子的空间构型。要点七、杂化轨道理论与分子空间构型 1杂化轨道理论的要点 （1）原子在形成分子的过程中，根据原子的成

11、键要求，在周围原子的影响下，能量相近的不同类型的原子轨道可以重新组合形成一组新的原子轨道。这种原子轨道的重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的原子轨道叫做杂化轨道。 （2）原子轨道在杂化过程中，轨道数目保持不变，即有多少个原子轨道参加杂化，就形成多少个杂化轨道。 （3）为了使轨道间的排斥作用最小、体系能量最低，杂化轨道总是尽量远离，使杂化轨道间的夹角最大。因而，杂化轨道在空间总是有规则排列的。根据最大重叠原理，由杂化轨道类型就可以推断分子的空间构型。 （4）杂化轨道在空间的伸展方向和分布情况都发生了改变，电子云分布更集中、更突出，在与其他原子轨道重叠成键时，重叠程度更高，更易成键，即杂化轨

12、道的成键能力增强了，形成的分子更加稳定。 2杂化轨道的类型与分子构型 （1）sp1杂化直线形 sp1杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成，每个sp1杂化轨道含有s和p的成分，轨道间夹角为180，呈直线形。如BeCl2 （2）sp2杂化平面三角形 sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成，每个sp2杂化轨道都会有s和p成分，杂化轨道间的夹角为120，呈平面三角形。如BF3分子 （3）sp3杂化四面体型：sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个坤轨道组合而成的，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109.5，空间构型为四面体型。如CH4分子的结构： 要点

13、八、典型分子的空间构型 1甲烷分子的空间构型 形成CH4分子时，碳原子的1个2s电子激发到空的2p轨道上，变成1s22s12p1x2p1y2p1z的排布，2s轨道和3个2p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道，碳的4个价电子以自旋方向相同的方式分占各个轨道，这样4个sp3杂化轨道再分别与氢原子的单电子1s轨道重叠成键形成四个等同的CH共价键，所以CH4分子的空间构型为正四面体型，键角为109.5。如右图。 2苯分子的空间构型 （1）根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中的原子轨道发生了sp2杂化，由此形成的3个sp2杂化轨道在同一平面内。这样每个碳原子的2个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的2个

14、碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成键，于是6个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与1个氢原子的1s电子配对形成键。与此同时，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2p轨道，它们均含有一个未成对电子，这6个碳原子的2p轨道相互平行，它们能以“肩并肩”的方式相互重叠，从而形成含有6个电子、属于6个原子的键。所以，在苯分子中，6个碳碳键完全相同，键角皆为120。正是由于苯分子所具有的这种结构特征，使得它表现出特殊的稳定性，而不像乙烯那样容易使酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液退色。苯分子中的化学键如下图： （2）对苯分子结构的认识 构成苯分子的6

15、个C原子和6个H原子处在同一平面内。 苯分子中的碳碳键既不是单纯的单键，也不是单纯的双键，而是一种介于单键和双键之间的一种独特的键。 苯分子中各原子的成键方式：C、H原子之间形成6个键，C、C原子之间形成6个键和6个C原子共同形成6电子大键。 苯的典型性质是易发生取代反应，也可以发生加成反应，难发生氧化反应。要点九、分子的对称性 1对称性 对称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部分相互对应且相称，它们经过不改变物体内任意两点间距离的操作能够复原，即操作前在物体中某个地方有的部分，经操作后原有的地方依旧存在相同的部分，也就是说，无法区别操作前后的物体。 2手性与手性分子 （1）手性 具有完全相

16、同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，称它们的表现为手性。 （2）手性分子 当四个不同的原子或基团连接在碳原子（如CHBrClF）上时，这个碳原子是不对称碳原子，这种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似而不完全相同，即它们不能重叠，这样的分子叫做手性分子。要点十、分子的极性 1分子的极性与分子的空间构型 对于复杂的多原子分子来说，如果组成原子相同（如：S8、P4等分子），那么原子间的化学键一定是非极性键。这样的多原子分子无疑是非极性分子（O3分子有微弱的极性，是一个例外）。但是，如果组成原子不相同（如：SO2、CO2、CCl4、CHCl3等

17、），那么这样分子的极性，不仅决定于元素的键的极性而且还决定于分子的空间构型。分子的空间构型均匀对称的是非极性分子，如AB2型的直线型分子CO2；AB3型的平面正三角形分子BF3；AB4型的正四面体型分子CH4等。分子的空间构型不对称或中心原子具有孤对电子或配位原子不完全相同的多原子分子为极性分子，如V形的H2O；三角锥形的NH3；不规则四面体分子CH3Cl等。 2分子极性的几种判断方法 （1）化合价法：ABm型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数目，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，

18、具体实践如下：化学式BF3CO2PCl5SO3（g）H2ONH3SO2中心原子化合价绝对值3456234中心原子价电子数3456656分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性 （2）物理模型法：将ABm型分子中的中心原子看做一个受力物体，将A、B间的极性共价键看做作用于中心原子上的力，根据ABm的空间构型，判断中心原子受力是否平衡，若受力平衡，则ABm型分子为非极性分子，否则为极性分子。 （3）根据所含键的类型及分子的空间构型判断： 当ABm型分子的空间构型是空间对称结构时，由于分子中正负电荷重心可以重合，故为非极性分子，如CO2直线形，BF3平面正三角形，CH4正四面体型等均为非极性分子

19、。当ABm型分子的空间构型不是空间对称结构时，一般为极性分子，如H2O为V形，NH3为三角锥形，它们均为极性分子。具体判断如下： AA型分子一定是非极性分子。如N2、Cl2。 AB型分子一定是极性分子。如HCl、HF。 AB2型分子除线型结构BAB为非极性分子外，其他均为极性分子。如CO2、CS2为非极性分子，H2S、H2O为极性分子。 AB3型分子除平面正三角形结构为非极性分子外，其他均为极性分子。如BF3为非极性分子，NH3、PH3为极性分子。 AB4型除正四面体结构及平面正四边形结构为非极性分子外，其他均为极性分子。如CH4、CCl4、SiF4为非极性分子。 （4）据中心原子最外层电子是

20、否全部成键判断： 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，它们都是极性分子。 3一些常见分子的构型类型常见分子举例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型X2H2、N2非极性键非极性分子直线形XYHCl、NO极性键极性分子直线形XY2（X2Y）CO2、CS2180极性键非极性分子直线形SO2120极性键极性分子V形H2O、H2S104.5极性键极性分子V形XY

21、3BF3120极性键非极性分子平面三角形NH3107.3极性键极性分子三角锥形XY4CH4、CCl4109.5极性键非极性分子正四面体型【典型例题】类型一、键与键的认识与判断 例1 、下列说法中不正确的是（ ） A键比键重叠程度大，形成的共价键强 B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键 C气体单质中，一定有键，可能有键 DN2分子中1个键，2个键 【思路点拨】共价键形成的根本原因是电子云的重叠，使整个分子的能量降低，并且重叠的程度越大，键越牢固，分子越稳定，即共价键具有方向性。成键原子有几个未成对电子，就可以形成几对共用电子对，即共价键具有饱和性。【答案】C【解析】在单质分子中存在键（如Cl

22、2、H2）、（键（N2中存在键和键），但稀有气体为单原子分子，不存在化学键，所以C不正确。【总结升华】由于共价键的方向性，成键原子在形成共价键时，总是使电子云达到最大限度的重叠。电子云的重叠形式有“头碰头”和“肩并肩”两种形式，即键和键。在一个分子中，如果成键原子间只形成一对共用电子对，此键一定是键，若形成n对共用电子对，则其中一个是键，另外的（n1）个是键。举一反三：【变式1】N2分子中，两个氮原子间存在的共价键类型是（ ） A3个键 B2个键1个键 C1个键2个键 D3个键【答案】C【解析】NN中，2 pz与2 pz形成1个键；2px与2px、2py与2py形成2个键。 【变式2】（201

23、5 武汉联考）下列物质的分子中既有键，又有键的是（ ）。 HCl H2O N2 H2O2 C2H4 C2H2 A B C D【答案】D【解析】共价键尽可能沿着原子轨道重叠最大的方向形成，这样原子轨道重叠越多，形成的键越牢固。其中键比键牢固。当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个键，另外的原子轨道只能形成键。N2中有三个共价键：一个键，两个键；C2H4中碳碳原子之间有两个共价键：一个键，一个键；C2H2中碳碳原子之间有三个共价键：一个键，两个键。类型二、键的极性的判断 例2、CH4、NH3、H2O和HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是（ ） ACH4、NH3、H2O、HF BHF、H

24、2O、NH3、CH4 CH2O、HF、CH4、NH3 DHF、H2O、CH4、NH3 【思路点拨】同种元素的原子，原子所属元素的电负性相同，原子核吸引电子的能力相同；不同种元素的原子，原子所属元素的电负性不同，原子核吸引电子的能力也不同。【答案】B 【解析】比较共价键的极性，应比较成键的两个原子吸引电子能力的大小，两原子吸引电子的能力相差越大，则键的极性越强。本题所给分子中都含有H原子，比较键的极性强弱即是比较C、N、O、F得电子能力的强弱，由于得电子能力：FONC，故共价键的极性由强到弱为：HFH2ONH3CH4。【总结升华】由极性键和非极性键的定义可知，同种元素原子之间的共价键一般为非极性

25、键；不同种元素原子之间的共价键一般为极性键。在极性键中，成键原子所属元素的电负性差值越大，共价键的极性越强（称为强极性键）；电负性差值越小，共价键的极性越弱（称为弱极性键）。举一反三：【变式1】下列有关化学键的叙述正确的是（ ） A全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键 B所有物质中都存在化学键 CH2O2分子中既有极性键又有非极性键 D已知乙炔的结构式为HCCH，则乙炔分子中存在2个键（CH）和3个键（CC） 【答案】C【解析】NH4Cl全部是由非金属元素组成的，但NH4Cl中含有离子键，A项不正确；稀有气体单质中不存在化学键，因为其原子本身就达到了稳定结构，B项不正确；H2O2分子

26、中存在HO极性键和OO非极性键，C项正确；乙炔分子中3个键（2个CH键和碳碳叁键中的1个键）和2个键（碳碳叁键中的2个键）。【变式2】下列分子既含极性键又含非极性键的是（ ） ANH3 BCl2 CCO2 DC2H6 【答案】D【解析】C2H6的结构为，碳碳间为非极性键，碳氢间为极性键。 【变式3】下列物质的分子中，只存在极性共价键的是（ ） ACCl4 BH2O2 CC2H2 DCl2【答案】A【解析】H2O2中O与O之间存在非极性键，C2H2中C与C之间存在非极性键，Cl2中Cl与Cl之间为非极性键。 类型三、共价分子的表示方法 例3、下列物质的结构式书写不正确的是（ ） AHH BHCl

27、 CNN DCOO【答案】D【解析】CO2的电子式为，其结构式为OCO。【总结升华】共价物质的结构式是用短线表示共用电子对的式子，一对共用电子用“”表示，两对共用电子对用“”表示，三对共用电子对用“”表示，没有成键的电子不画出。举一反三：【变式1】下列式子书写正确的是（ ） 【答案】BC【解析】A中O2的电子式为，D中氮气的结构式为NN，A、D错。 类型四、键参数例4、（2014 重庆诊断）（1）关于键长、键能和键角，下列说法中不正确的是（ ）。 A键角是描述分子立体结构的重要参数 B键长的长短与成键原子的半径和成键数目有关 C键能越大，键长越长，共价化合物越稳定 D键角的大小与键长的长短、键

28、能的大小无关 ECC键的键能等于CC键键能的2倍 F因为OH键的键能小于HF键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强 （2）NN键的键能是946 kJmol，NN键的键能为193 kJmol，经过计算后可知N2中_键比_（填“”或“”）键稳定。【思路点拨】本题考查化学键及其中共价键的参数。明确物质中含有化学键的种类、共价键各项参数的意义。【答案】（1）C、E （2） 【解析】（1）键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中的2个HO键的键角为105，故H2O为角形（V形）分子，A正确；键长的长短与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，ClCl键的键长小于II键的键长，

29、此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中CC键的键长比乙炔分子中CC键的键长要长，B正确；键能越大，键长越短，共价键越强，共价化合物越稳定，故C错误；键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，D正确；CC键的键能为615 kJmol1，CC键的键能为347.7 kJmol1，二者并不是2倍的关系，E错误：OH键的键能为462.8 kJmol1，HF键的键能为568 kJmol1，OH键的键能小于HF键的键能，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2跟H2反应的能力依次增强，F正确。 （2）NN键中含有1个键和2个键，键的键能=376.5 kJmol。因为NN键中键的键能比键

30、的键能大，所以N2中键比键稳定。【总结升华】键能、键长决定了共价键的稳定性；键长、键角决定了分子的空间构型。举一反三：【变式1】下列分子中键能最大的是（ ） AF2 BCl2 CBr2 DI2【答案】A【解析】F、C1、Br、I中，F的原子半径最小，FF键最短，键能最大。 【变式2】下列说法中正确的是（ ）A、N- C的键长比N-N的键长小B、H2O键角是180，NH3是平面三角形C、H-H比H-F键长短，所以H-H键键能大D、C=C键键能比C-C键大，所以乙烯比乙烷更稳定【答案】C 【解析】键长的大小可通过比较半径得出；C=C键是1个键和1个键，其中的键不稳定，容易断裂；H2O键角是105，

31、NH3是三角锥形。类型五、杂化轨道与分子的空间构型例5、下列说法正确的是（ ）A、CHCl3是三角锥形 B、如果AB2分子是V形，其中心原子A可能为sp2杂化C、二氧化硅为sp杂化，是非极性分子D、NH4+是平面四边形结构【思路点拨】本题考查常见分子空间构型、杂化方式、分子极性的判断。【答案】B【解析】CHCl3是四面体形；二氧化硅不能称作分子；NH4+是正四面体形【总结升华】记忆常见分子（或离子）的空间构型、杂化方式。理解判断分子（或离子）的空间构型、杂化方式、分子极性的方法。举一反三：【变式1】已知AB3易溶于有机溶剂，不溶于水，则下列说法正确的是（ ）A、AB3是非极性分子B、A原子p能

32、级中无空轨道C、A原子为sp3杂化 D、AB3为三角锥形结构【答案】A【解析】因AB3不溶于水，根据相似相溶原理判断，AB3是非极性分子，所以，其结构应为平面三角形对称结构，而不是三角锥形；杂化方式为sp2杂化；成键方式应该是A原子的p轨道与B原子成键，所以A原子的p能级有空轨道。【变式2】下列常见微粒的中心原子的杂化轨道类型是sp3的是： A、CH3+ B、CH4 C、SO2 D、CO2【答案】B 例6、试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型。 （1）CO2（直线形） （2）SiF4（正四面体型） （3）BCl3（平面三角形） （4）NF3（三角锥形） 【答案】（1）CO2：C原子采取

33、sp1杂化，所形成的分子为直线形。 （2）SiF4：Si原子采取sp3杂化，所形成的分子为正四面体构型。 （3）BCl3：B原子采取sp2杂化，所形成的分子为平面三角形。 （4）NF3：N采取sp3杂化，因为sp3杂化轨道中的一个轨道已有一对电子，只有另外三个轨道中的未成对电子可以与氟原子形成三个键，所以NF3分子为三角锥形。 【解析】（1）CO2：C以两个sp1杂化轨道分别与两个O形成键。C上另两个未杂化的p轨道分别与两个O上的p轨道形成键，分子构型为直线形。 （2）SiF4：Si以四个sp3杂化轨道分别与四个F形成键，分子构型为正四面体构型。 （3）BCl3：B采取sp2杂化，三个sp2杂

34、化轨道分别与三个Cl形成键，分子构型为平面三角形。（4）NF3：N采取sp3杂化，其中一个轨道上有一对电子，不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个F形成键，由于一对电子的存在，三个F不可能平均瓜分N周围的空间，而是被孤对电子排斥到一侧，形成三角锥形结构。 【总结升华】杂化轨道的类型决定分子构型，由分子构型又可推断杂化轨道的类型，一般规律是：直线形分子sp1杂化；三角形分子sp2杂化；正四面体型分子sp3杂化。 举一反三：【变式1】下列分子的空间构型为三角锥形的是（ ） ACH4 BH2O CCO2 DNH3 【答案】D【解析】CH4分子为正四面体型，CO2分子为直线形，H2O分子为V形，NH3

35、分子为三角锥形。 【总结升华】键角常用来描述多原子分子的空间构型，CO2分子中两个CO键的夹角为180，所以CO2分子呈直线形；H2O分子中两个HO键夹角为104.5，H2O分子为V形；CH4分子中两个CH键的夹角为109.5，CH4分子为正四面体型；NH3分子中NH键夹角为107.3，NH3分子为三角锥形。【变式2】与H2O分子空间构型相同的是（ ） AH2S BNH3 CH2Se DCO2【答案】AC【解析】O、S、Se均为A族元素，结构相似，形成氢化物的构型相同，均为V形；NH3为三角锥形；CO2为直线形。 类型六、手性分子 例7、下列分子有手性碳原子的是（ ） 【解析】A项中无连接四个

36、不同原子或基团的碳，故A项不符合；B项结构式为，无手性碳原子，B项不符合；C项中与Cl原子连接的碳原子即为手性碳原子；D项为乙醛，也无手性碳原子，D项不符合。【答案】C【总结升华】手性碳原子是指当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体，其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。举一反三：【变式1】下列分子为手性分子的是（ ） 【答案】D【解析】手性分子中应有连接4个不同原子或原子团的碳原子，D选项中的碳原子上连有CH3、OH、COOH、H，所以D中的分子为手性分子。 类型七、分子的结构与分子的极性 例8、完成下列表格。双原子分子三原子分子四原子分子五原子分

37、子分子键的极性键角空间构型分子极性【思路点拨】本题着重考查分子的极性与键的极性以及分子空间构型之间的关系。【答案】双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子分子H2HClH2OCO2BF3NH3CH4CH3Cl键的极性非极性极性极性极性极性极性极性极性键角104.5180120107.3109.5空间构型直线形直线形V形直线形平面正三角形三角锥形正四面体型四面体型分子极性非极性极性极性非极性非极性极性非极性极性【解析】由非极性键构成的分子一般都是非极性分子。由极性键构成的分子，若能空间对称，分子中电荷分布均匀，分子则无极性，这样的空间对称有三种：一是直线形对称，键角为180，常见的分子有：CO2

38、、C2H2等；二是平面对称，键角为120，分子构型为平面正三角形，常见的分子有BF3、BBr3等；三是立体对称，键角为109.5，分子构型为正四面体，常见有CH4、CCl4、SiH4等。【总结升华】分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两方面共同决定。以极性键结合而形成的双原子分子都是极性分子，如：HCl。以非极性键结合而形成的双原子分子都是非极性分子，如：Cl2。多数以非极性键结合而成的多原子分子也是非极性分子，如：P4。以极性键结合而形成的多原子分子，既有极性分子，又有非极性分子，分子的空间构型均匀对称的是非极性分子，如：直线形分子CO2；正三角形分子BF3；正四面体结构分子CH4等。分

39、子的空间构型不对称或中心原子具有孤对电子或配位原子不完全相同的多原子分子为极性分子，如V形的H2O；三角锥形的NH3；不规则的四面体型分子CH3Cl等。判断ABn型分子极性有一经验规律：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。如BF3、CO2等为非极性分子；NH3、H2O、SO2等为极性分子。举一反三：【变式1】X、Y为两种不同的非金属元素，下列化学式所表示的一定为极性分子的是（ ）AXY BXY2 CXY3 DXY4【答案】A【解析】XY是由极性键构成的双原子分子，一定是极性分子。 【变式2】下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是（ ） ACH4和Br2 BNH3和H2O CH2S和CCl4 DCO2和HCl【答案】B【解析】A中Br2是由非极性键构成的非极性分子，CH4是由极性键构成的非极性分子；C中CCl4是由极性键构成的非极性分子；D中CO2是由极性键构成的非极性分子。 【变式3】下列分子中，空间结构为平面三角形的是（ ）ABF3 BCS2 CPH3 DC6H6（苯）【答案】A【解析】CS2为直线形，PH3为三角锥形，苯分子为平面六边形，BF3为平面三角形。