資源簡介

應用課
第二章 分子結構與性質
課時6 雜化軌道類型的判斷方法
【學習目標】
掌握分子（離子）中心原子雜化軌道類型的判斷方法。
【學習活動】
學習任務
目標：掌握分子（離子）中心原子雜化軌道類型的判斷方法。 任務： 判斷分子中心原子的雜化類型的常見方法 1．根據雜化軌道數目判斷 內容雜化軌道數目雜化軌道類型舉例對于ABm型分子(或離子)，中心原子A的價層電子對數為其雜化軌道數。可先確定分子或離子的VSEPR模型，然后確定中心原子的雜化軌道類型4sp3如ClO、ClO的價層電子對數均為4，則雜化軌道數均為4，所以氯原子均采用sp3雜化(但二者的空間結構不同，前者為三角錐形，后者為正四面體形)3sp22sp
2．根據雜化軌道間的夾角判斷 內容夾角雜化軌道類型不同的雜化方式，其雜化軌道之間的夾角不同，所以可根據雜化軌道間的夾角判斷分子或離子的中心原子的雜化軌道類型109°28′sp3120° sp2180°sp
3．取代法 以中學常見的、熟悉的物質分子為基礎，用其他原子或原子團取代分子中的部分原子或原子團，得到的新分子的中心原子與原分子對應的中心原子的雜化軌道類型相同。如： (1)CH3CH===CH2分子可看作乙烯基取代了CH4分子中的一個氫原子而得，則甲基中碳原子為sp3雜化，也可看作甲基取代了CH2===CH2分子中的一個氫原子而得，故兩個不飽和碳原子均為sp2雜化。 (2)(CH3)3N可看作三個甲基取代了NH3分子中的三個氫原子而得，所以其分子中氮原子采用sp3雜化。 4．根據共價鍵類型判斷 由雜化軌道理論可知，原子之間成鍵時，未參與雜化的軌道用于形成π鍵，雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。對于能明確結構式的分子、離子，其中心原子的雜化軌道數n＝中心原子形成的σ鍵數＋中心原子上的孤電子對數。例如： (1)在SiF4分子中，基態硅原子有4個價電子，與4個氟原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，n＝4，則SiF4分子中硅原子采用sp3雜化。 (2)在HCHO分子中，基態碳原子有4個價電子，與2個氫原子形成2個σ鍵，與氧原子形成C===O，C===O中有1個σ鍵、1個π鍵，沒有孤電子對，n＝3，則HCHO分子中碳原子采用sp2雜化。 5．等電子原理的應用 原子總數相同、價電子總數相同的粒子互為等電子體。等電子體具有相同的結構特征，一般來說，等電子體的中心原子的雜化軌道類型相同。對于結構模糊或復雜的分子、離子，可將其轉化成熟悉的等電子體，然后進行判斷。如NO與CO2互為等電子體，而CO2的中心原子碳原子為sp雜化，則NO的中心原子氮原子為sp雜化。 針對訓練1.下列分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間結構為直線形且分子中沒有形成π鍵的是(　　) A．CH≡CH B．CO2 C．BeCl2 D．BF3 答案：C 解析：CH≡CH中含有碳碳三鍵，分子中有π鍵，A項不符合題意；CO2的結構式為O===C===O，分子中含有碳氧雙鍵，含有π鍵，B項不符合題意；氯化鈹分子中，鈹原子含有兩個共價單鍵，不含孤電子對，所以價層電子對數是2，中心原子以sp雜化軌道成鍵，分子中不含π鍵，C項符合題意；BF3中B原子含有3個共價單鍵，不含孤電子對，所以價層電子對數是3，中心原子以sp2雜化軌道成鍵，D項不符合題意。 針對訓練2.下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是(　　) A．CO2與SO2 B．CH4與NH3 C．BeCl2與BF3 D．C2H4與C2H2 答案：B 解析：CO2中C原子的價層電子對數為2，采取sp雜化，SO2中S原子的價層電子對數為3，采取sp2雜化，二者雜化方式不同，故A錯誤；CH4中C原子的價層電子對數為4，采取sp3雜化，NH3中N原子的價層電子對數為4，采取sp3雜化，二者雜化方式相同，故B正確；BeCl2中Be原子的價層電子對數為2，采取sp雜化，BF3中B原子的價層電子對數為3，采取sp2雜化，二者雜化方式不同，故C錯誤；C2H2分子中含有碳碳三鍵，C原子采取sp雜化，C2H4分子中含有碳碳雙鍵，C原子采取sp2雜化，二者雜化方式不同，故D錯誤。 針對訓練3.BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氫氟酸或NaF溶液中都形成BF，則BF3和BF中B原子的雜化軌道類型分別是(　　) A．sp2、sp2 B．sp3、sp3 C．sp2、sp3 D．sp、sp2 答案：C 解析：BF3中B原子的價層電子對數為3，所以為sp2雜化，BF中B原子的價層電子對數為4，所以為sp3雜化。 針對訓練4.下列分子的空間結構可用sp2雜化軌道來解釋的是(　　) ①BF3、②CH2===CH2、③、④CH≡CH、⑤NH3、⑥CH4。 A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥ 答案：A　 解析：sp2雜化軌道形成夾角為120°的平面三角形，①BF3為平面三角形且B—F夾角為120°；②C2H4中碳原子以sp2雜化，且未雜化的2p軌道形成π鍵；③同②相似；④乙炔中的碳原子為sp雜化；⑤NH3中的氮原子為sp3雜化；⑥CH4中的碳原子為sp3雜化。 針對訓練5.在BrCH=CHBr分子中，C—Br采用的成鍵軌道是(　　) A．sp—p B．sp2—s C．sp2—p D．sp3—p 答案：C 解析：BrCH=CHBr分子中的兩個碳原子都采取sp2雜化，溴原子的價層電子排布為4s24p5，4p軌道上有一個未成對電子，與碳原子的一個sp2雜化軌道成鍵，C項正確。 針對訓練6.下列說法正確的是(　　) A．有機物CH2==CH—CH3中C原子的雜化類型有sp3和sp2，分子中含有2個π鍵和7個σ鍵 B．CO和N2的原子總數、價電子總數均相等，故二者的性質完全相同 C．COCl2分子中所有原子的最外層都不滿足8電子穩定結構 D．已知Zn2＋的4s軌道和4p軌道可以形成sp3雜化軌道，則[ZnCl4]2－的立體構型為正四面體形 答案：D 解析：雙鍵兩端的C原子均采取sp2雜化，甲基中的C原子采取sp3雜化，該有機物分子中含有8個σ鍵和1個π鍵，A項錯誤；CO和N2互為等電子體，某些性質相似，B項錯誤；COCl2的結構為，由此可知，分子中所有原子的最外層均滿足8電子穩定結構，C項錯誤；由CH4的立體構型可判斷[ZnCl4]2－的立體構型為正四面體形，D項正確。 針對訓練7.下列說法正確的是(　　) A．C2H2分子中σ鍵與π鍵的數目之比為1∶1，且σ鍵的原子軌道重疊程度比π鍵大，形成的共價鍵更牢固 B．SO2和CS2均為V形分子 C．NCl3的鍵角比CH4的鍵角大 D．SiF4和SO的中心原子均為sp3雜化 答案：D 解析：C2H2分子中σ鍵與π鍵數目比為3∶2，A錯誤。CS2中中心原子C的價層電子對數＝2＋×(4－2×2)＝2，中心原子C為sp雜化，且無孤電子對，所以CS2為直線形分子，B錯誤。NCl3、CH4的中心原子均采取sp3雜化，且N原子上有1個孤電子對，孤電子對與成鍵電子對間的排斥力較大，所以NCl3的鍵角比CH4的鍵角小，C錯誤。SiF4中中心原子Si的價層電子對數＝4＋×(4－4×1)＝4，SO中中心原子S的價層電子對數＝3＋×(6＋2－3×2)＝4，所以SiF4和SO的中心原子均為sp3雜化，D正確。
2應用課
第二章 分子結構與性質
課時6 雜化軌道類型的判斷方法
【學習目標】
掌握分子（離子）中心原子雜化軌道類型的判斷方法。
【學習活動】
學習任務
目標：掌握分子（離子）中心原子雜化軌道類型的判斷方法。 任務： 判斷分子中心原子的雜化類型的常見方法 1．根據雜化軌道數目判斷 內容雜化軌道數目雜化軌道類型舉例對于ABm型分子(或離子)，中心原子A的價層電子對數為其雜化軌道數。可先確定分子或離子的VSEPR模型，然后確定中心原子的雜化軌道類型4sp3如ClO、ClO的價層電子對數均為4，則雜化軌道數均為4，所以氯原子均采用sp3雜化(但二者的空間結構不同，前者為三角錐形，后者為正四面體形)3sp22sp
2．根據雜化軌道間的夾角判斷 內容夾角雜化軌道類型不同的雜化方式，其雜化軌道之間的夾角不同，所以可根據雜化軌道間的夾角判斷分子或離子的中心原子的雜化軌道類型109°28′sp3120° sp2180°sp
3．取代法 以中學常見的、熟悉的物質分子為基礎，用其他原子或原子團取代分子中的部分原子或原子團，得到的新分子的中心原子與原分子對應的中心原子的雜化軌道類型相同。如： (1)CH3CH===CH2分子可看作乙烯基取代了CH4分子中的一個氫原子而得，則甲基中碳原子為sp3雜化，也可看作甲基取代了CH2===CH2分子中的一個氫原子而得，故兩個不飽和碳原子均為sp2雜化。 (2)(CH3)3N可看作三個甲基取代了NH3分子中的三個氫原子而得，所以其分子中氮原子采用sp3雜化。 4．根據共價鍵類型判斷 由雜化軌道理論可知，原子之間成鍵時，未參與雜化的軌道用于形成π鍵，雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。對于能明確結構式的分子、離子，其中心原子的雜化軌道數n＝中心原子形成的σ鍵數＋中心原子上的孤電子對數。例如： (1)在SiF4分子中，基態硅原子有4個價電子，與4個氟原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，n＝4，則SiF4分子中硅原子采用sp3雜化。 (2)在HCHO分子中，基態碳原子有4個價電子，與2個氫原子形成2個σ鍵，與氧原子形成C===O，C===O中有1個σ鍵、1個π鍵，沒有孤電子對，n＝3，則HCHO分子中碳原子采用sp2雜化。 5．等電子原理的應用 原子總數相同、價電子總數相同的粒子互為等電子體。等電子體具有相同的結構特征，一般來說，等電子體的中心原子的雜化軌道類型相同。對于結構模糊或復雜的分子、離子，可將其轉化成熟悉的等電子體，然后進行判斷。如NO與CO2互為等電子體，而CO2的中心原子碳原子為sp雜化，則NO的中心原子氮原子為sp雜化。 針對訓練1.下列分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間結構為直線形且分子中沒有形成π鍵的是(　　) A．CH≡CH B．CO2 C．BeCl2 D．BF3 針對訓練2.下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是(　　) A．CO2與SO2 B．CH4與NH3 C．BeCl2與BF3 D．C2H4與C2H2 針對訓練3.BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氫氟酸或NaF溶液中都形成BF，則BF3和BF中B原子的雜化軌道類型分別是(　　) A．sp2、sp2 B．sp3、sp3 C．sp2、sp3 D．sp、sp2 針對訓練4.下列分子的空間結構可用sp2雜化軌道來解釋的是(　　) ①BF3、②CH2===CH2、③、④CH≡CH、⑤NH3、⑥CH4。 A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥ 針對訓練5.在BrCH=CHBr分子中，C—Br采用的成鍵軌道是(　　) A．sp—p B．sp2—s C．sp2—p D．sp3—p 針對訓練6.下列說法正確的是(　　) A．有機物CH2==CH—CH3中C原子的雜化類型有sp3和sp2，分子中含有2個π鍵和7個σ鍵 B．CO和N2的原子總數、價電子總數均相等，故二者的性質完全相同 C．COCl2分子中所有原子的最外層都不滿足8電子穩定結構 D．已知Zn2＋的4s軌道和4p軌道可以形成sp3雜化軌道，則[ZnCl4]2－的立體構型為正四面體形 針對訓練7.下列說法正確的是(　　) A．C2H2分子中σ鍵與π鍵的數目之比為1∶1，且σ鍵的原子軌道重疊程度比π鍵大，形成的共價鍵更牢固 B．SO2和CS2均為V形分子 C．NCl3的鍵角比CH4的鍵角大 D．SiF4和SO的中心原子均為sp3雜化
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