第38讲 化学键与分子间作用力
考纲要求 1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp1、sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
考点一 共价键及其参数
1．本质：在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。 2．特征：具有饱和性和方向性。 3．分类
分类依据 形成共价键的原子轨道重叠方式 形成共价键的电子对是否偏移 σ键 π键 极性键 非极性键 单键 原子间共用电子对的数目 双键 叁键
特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。
(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。 4．键参数 (1)概念
类型 电子云“头碰头”重叠 电子云“肩并肩”重叠 共用电子对发生偏移 共用电子对不发生偏移 原子间有一对共用电子对 原子间有两对共用电子对 原子间有三对共用电子对
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大，键长越短，分子越稳定。
②
5．等电子原理
原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和空间结构，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH4等。
(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(×) (2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(×) (3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(√) (4)s-s σ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同(√) (5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(√) (6)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(√)
(7)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(×) (8)键长等于成键两原子的半径之和(×)
1．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子的s轨道重叠形成σ键的是________；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σ键的是________；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σ键的是________。
答案 ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ①③⑤⑥⑧⑨ ②④⑤⑥⑧⑨
2．写出与CCl4互为等电子体的分子或离子有____________________等。 答案 SiCl4、CBr4、SO24、CF4(合理即可)
－
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题组一 共价键的类别及判断
1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼 B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键 D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
答案 B
解析 同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。
(2)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________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________。
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(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为内含有的σ键、π键数目为________。 A．4个σ键
C．2个σ键、1个π键
B．2个σ键、2个π键 D．3个σ键、1个π键
，每个COCl2分子
答案 (1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D 题组二 键参数及应用
3．(2018·漳州期末)下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是( ) A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强 C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅 D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 答案 C
解析 A项，F2、Cl2、Br2、I2属于分子晶体，影响熔沸点的因素是分子间作用力的大小，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，与共价键的键能大小无关，错误；B项，HF、HI、HBr、HCl属于共价化合物，影响稳定性的因素是共价键，共价键的键能越大越稳定，与共价键的键能大小有关，但是HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，错误；C项，金刚石、晶体硅属于原子晶体，原子之间存在共价键，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，与共价键的键能大小有关，正确；D项，NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体，离子半径越大，键能越小，熔沸点越低，与共价键的键能大小无关，错误。 4．(2018·安康期末)已知几种共价键的键能如下：
化学键 键能/kJ·mol1 －H—N 391 N≡N 946 Cl—Cl 328 H—Cl 431
下列说法错误的是( ) A．键能：N≡N＞N==N＞N—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431 kJ·mol1
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C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HCl D．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝－202 kJ·mol1
－
答案 C
解析 A项，叁键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N≡N＞N===N＞N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431 kJ·mol1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl
－
不能，键能不是主要原因，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物)－
E(生成物)，则2NH3(g)
－
＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－202 kJ·mol1，正确。
题组三 等电子原理的理解与应用
5．(2019·东河区期末)根据等电子原理判断，下列说法中错误的是( ) A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上 B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应 C．H3O和NH3是等电子体，均为三角锥形 D．CH4和NH4是等电子体，均为正四面体形 答案 B
解析 B3N3H6和苯是等电子体，其结构相似；C项，H3O和NH3是等电子体，根据氨气分子的空间构型判断水合氢离子的空间构型；D项，CH4和NH4是等电子体，根据甲烷的空间构型判断铵根离子的空间构型。 6．回答下列问题。
(1)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________。
(2)在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有________、________。 (3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)，阴离子为________。 (4)与N2互为等电子体的阴离子是________，阳离子是________。 答案 (1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3 (3)H2F NH2 (4)CN(或C22) NO
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考点二 分子的空间构型
1．价层电子对互斥理论 (1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。 ②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)用价层电子对互斥理论推测分子的空间构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。
其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。 (3)示例分析
电子对数 2 3 σ键电子对数 2 3 2 4 4 3 2
2.杂化轨道理论 (1)理论要点
当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。 (2)杂化轨道与分子空间构型的关系
杂化类型 sp1 sp2 sp3 杂化轨道数目 2 3 4 杂化轨道间夹角 180° 120° 109.5° 空间构型 直线形 平面三角形 四面体形 实例 BeCl2 BF3 CH4 孤电子对数 0 0 1 0 1 2 四面体形 电子对空间构型 直线形 三角形 分子空间构型 直线形 平面三角形 V形 正四面体形 三角锥形 V形 实例 CO2 BF3 SO2 CH4 NH3 H2O
2020年高考化学一轮复习：第12章 第38讲(含答案解析)
