資源簡介

(共78張PPT)
第34講
價(jià)層電子對互斥模型、
雜化軌道理論及應(yīng)用
1.掌握價(jià)層電子對互斥模型和雜化軌道理論的內(nèi)容并能用其推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。
2.掌握鍵角大小原因并能作出規(guī)范描述。
復(fù)
習(xí)
目
標(biāo)
1.價(jià)層電子對互斥模型
(1)理論要點(diǎn)
①價(jià)層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。
②孤電子對排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。
(2)價(jià)層電子對互斥模型推測分子(離子)的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵——價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算
價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子上的孤電子對數(shù)
說明：σ鍵電子對數(shù)＝中心原子結(jié)合的原子數(shù)；
中心原子上的孤電子對數(shù)＝ (a－xb)，其中
①a表示中心原子的_________。
對于主族元素：a＝___________________。
對于陽離子：a＝_________________________________。
對于陰離子：a＝_______________________________________。
②x表示_______________________。
③b表示與中心原子結(jié)合的原子___________________(氫為__，其他原子＝_________
___________。如氧和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素均為1)。
價(jià)電子數(shù)
原子的最外層電子數(shù)
中心原子的價(jià)電子數(shù)－離子的電荷數(shù)
中心原子的價(jià)電子數(shù)＋離子的電荷數(shù)(絕對值)
與中心原子結(jié)合的原子數(shù)
最多能接受的電子數(shù)
1
的價(jià)電子數(shù)
8－該原子
例如，SOCl2的空間結(jié)構(gòu)的判斷：
SOCl2的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為 ×(6－1×2－2×1)＝1，價(jià)層電子對數(shù)為4，這些價(jià)層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型，由于中心原子上有1個(gè)孤電子對，則SOCl2的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
提示　H2SO3的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為 ×(6－1×2－2×1)＝1，價(jià)層電子對數(shù)為4。這些價(jià)層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型， 由于中心原子上有1 個(gè)孤電子對， 所以H2SO3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
2.雜化軌道理論
(1)雜化軌道理論概述
中心原子上若干不同類型(主要是s、p軌道)、能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成同等數(shù)目、能量完全相同的新軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角就不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)就不同。
(2)雜化軌道三種類型
1個(gè)s軌道
1個(gè)p軌道
180°　
直線
1個(gè)s軌道
2個(gè)p軌道
120°
平面三角
1個(gè)s軌道
3個(gè)p軌道
109°28′
四面體
(3)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型
雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝______________
_________＋___________________＝_______________________。
電子對數(shù)
中心原子的孤
中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)
中心原子的價(jià)層電子對數(shù)
3.VSEPR模型與微?？臻g結(jié)構(gòu)的關(guān)系
完成下列表格
實(shí)例 價(jià)層電子對數(shù) σ鍵電子對數(shù) 孤電子對數(shù) 中心原子雜化軌道類型 VSEPR 模型 分子(離子)
空間結(jié)構(gòu)
BeCl2、CS2 __ __ __ ___ _______ _______
BF3、SO3、 __ __ __ ___ ___________ __________
O3、SO2 __ __ ___ _____
SnCl4、 __ __ __ ___ ____________ __________
PH3、 __ __ ___ _________
H2S、 __ __ ___ ______
2
2
0
sp
直線形
直線形
3
3
0
sp2
平面三
角形
平面三角形
2
1
sp2
V形
4
4
0
sp3
3
1
sp3
2
2
sp3
四面
體形
正四面體形
三角錐形
V形
1.價(jià)層電子對互斥模型中，π鍵電子對數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對數(shù)(　　)
2.N2分子中N原子沒有雜化，分子中有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵(　　)
3.只要分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，中心原子均為sp2雜化(　　)
4.分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(　　)
5.SiF4與 的中心原子均為sp3雜化(　　)
√
√
×
√
√
6. 為四角錐結(jié)構(gòu)， 中心原子I沒有孤電子對(　　)
7.六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4(　　)
×
×
一、價(jià)層電子對數(shù)及雜化方式的判斷
1.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.C2H6與C2H2
√
BeCl2中Be形成2個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp雜化，BF3中B形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp2雜化，故C錯(cuò)誤；
C2H6中C形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp3雜化，C2H2中形成2個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp雜化，故D錯(cuò)誤。
2.用價(jià)層電子對互斥模型判斷下列微粒中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。
微粒 AsH3 H3O＋ H2Se SO2 BF3
價(jià)層電 子對數(shù) __ __ __ __ __ __
4
4
4
3
3
3
3.判斷下列物質(zhì)中心原子的雜化方式。
(1)PCl3分子中，P的雜化方式為________。
(2)[2019·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是____、____。
(3)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是_______。
(4)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子雜化軌道類型為________。
sp3雜化
sp3　
sp3
sp3和sp
sp2、sp
的結(jié)構(gòu)為 。 在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由____變?yōu)開___。
sp3
sp2
二、分子(離子)空間結(jié)構(gòu)的判斷
4.(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。
①H2S_____；②BeF2________；③PF3________；④SO3 ___________。
(2)在BF3分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是_____，硼原子的雜化軌道類型為____，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4， 的空間結(jié)構(gòu)為____________。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是___。
V形
直線形
三角錐形
平面三角形
120°
sp2
正四面體形
三角錐形
sp3
NH3分子中σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1，價(jià)層電子對數(shù)為4，N原子采用sp3雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，N2H4中氮原子與NH3中氮原子雜化類型相同，均為sp3雜化。
(4) 的空間結(jié)構(gòu)是___________，其中硫原子的雜化軌道類型是____。
正四面體形
sp3
5.V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。
(1)SO2分子中S原子價(jià)層電子對數(shù)是___，分子的空間結(jié)構(gòu)為_____；氣態(tài)SO3為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為____。
(2)SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為____。
3
V形
sp2
sp3
SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，S原子形成4個(gè)σ鍵，則S原子采取sp3雜化。
練真題 明考向
1.(2022·遼寧，7)理論化學(xué)模擬得到一種 離子，結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該離子的說法錯(cuò)誤的是
A.所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)
B.N原子的雜化方式有2種
C.空間結(jié)構(gòu)為四面體形
D.常溫下不穩(wěn)定
√
1
2
3
4
1
2
3
4
中心N原子為sp3雜化，與中心N原子直接相連的N原
子為sp2雜化，與端位N原子直接相連的N原子為sp雜
化，端位N原子為sp2雜化，則N原子的雜化方式有3
種，B錯(cuò)誤；
中心N原子為sp3雜化，則其空間結(jié)構(gòu)為四面體形，C正確；
中含 ，常溫下不穩(wěn)定，D正確。
2.(1)[2023·北京，15(3)] 的空間結(jié)構(gòu)是_________。
(2)[2023·浙江1月選考，17(1)節(jié)選]Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為______，分子中氮原子的雜化軌道類型是____。
(3)[2022·福建，14(4)][BrOF2]＋的中心原子Br的雜化軌道類型為___。
(4)[2021·湖南，18(2)②節(jié)選]N-甲基咪唑( )中碳原子的雜化軌道類型為
________。
1
2
3
4
四面體形
四面體
sp3
sp3
sp3、sp2
N-甲基咪唑分子中含有甲基和碳碳雙鍵，則該分子中碳原子的雜化軌道類型為sp3、sp2。
(5)[2021·全國甲卷，35(1)節(jié)選]SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為_____。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機(jī)理如下：

含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為____(填標(biāo)號)。
1
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4
sp3
②
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3
4
根據(jù)SiCl4的結(jié)構(gòu)式可知，Si的價(jià)層電子對數(shù)為4，故Si采取sp3雜化；根據(jù)SiCl4(H2O)的結(jié)構(gòu)式可知Si的價(jià)層電子對數(shù)為5，采取sp3d雜化。
3.[2021·山東，16(3)]Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為_____，下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是____(填字母)。
A.sp B.sp2
C.sp3 D.sp3d
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5
D
4.(1)[2022·湖南，18(1)③]比較鍵角大小：氣態(tài)SeO3分子____ 離子(填“>”“<”
或“＝”)，原因是______________________________________________________。
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2
3
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＞
SeO3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形， 的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形
(2)[2022·北京，15(1)②改編]比較 和H2O分子中的鍵角大小并給出相應(yīng)解釋：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
課時(shí)精練
1.VSEPR模型和雜化軌道理論常用于預(yù)測和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是
A.凡是AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp2雜化軌道成鍵
B.凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形
C.雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對
D.凡是分子中形成π鍵的原子，均采用sp2雜化
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AB3型的共價(jià)化合物，如BF3中B原子采用sp2雜化，NH3中N原子采用sp3雜化，故A錯(cuò)誤；
中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形、三角錐形、V形，CCl4、NH3、H2O中中心原子都采取sp3雜化，但其空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形、三角錐形、V形，故B錯(cuò)誤；
分子中形成π鍵的原子，可能采用sp2雜化，也可能采用sp雜化，如HC≡CH分子的C原子可形成π鍵，采用sp雜化，故D錯(cuò)誤。
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2.下列有機(jī)物分子中的碳原子既有sp3雜化又有sp雜化的是
A.CH3CH==CH2 B.CH3—C≡CH
C.CH3CH2OH D.CH≡CH
√
CH3CH==CH2中雙鍵碳為sp2雜化、單鍵碳為sp3雜化，故不選A；
CH3—C≡CH中三鍵碳為sp雜化、單鍵碳為sp3雜化，故選B；
CH3CH2OH中碳原子均為sp3雜化，故不選C；
CH≡CH中碳原子只有sp雜化，故不選D。
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3.下列關(guān)于水合氫離子(H3O＋)的說法錯(cuò)誤的是
A.含有極性鍵
B.空間結(jié)構(gòu)為三角錐形
C.鍵角：H3O＋D. H3O＋和H2O中氧原子均為sp3雜化
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水合氫離子中含有氫氧鍵，是極性鍵，A正確；
水合氫離子中的氧原子為sp3雜化，含有一個(gè)孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，B正確；
水分中含有兩個(gè)孤電子對，孤電子對數(shù)目越多鍵角越小，故鍵角：H3O＋>H2O ，C錯(cuò)誤；
H3O＋ 和 H2O 中氧原子均為 sp3 雜化，D正確。
15
4.BeCl2是共價(jià)分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在，三者結(jié)構(gòu)簡式依次為
Cl—Be—Cl、 、 。
其單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型依次為
A.sp3、sp2、sp B.sp2、 sp、sp3
C.sp2、sp3、sp D.sp、sp2、sp3
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Cl—Be—Cl中Be原子形成2個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2，雜化軌道類型為sp雜化；
中Be原子形成3個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為3，雜化軌道類型為sp2雜化；
中Be原子形成4個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，雜化軌道類型為sp3雜化，故選D。
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√
Cl2O中O有兩個(gè)孤電子對，價(jià)層電子對數(shù)為2＋2＝4，所以O(shè)為sp3雜化，Cl2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，選項(xiàng)B正確；
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氯元素的原子序數(shù)為17，電子排布式為1s22s22p63s23p5，核外有9種原子軌道，故基態(tài)原子的核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種，選項(xiàng)D正確。
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6.下表中各粒子、粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是
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選項(xiàng) 粒子 空間結(jié)構(gòu) 解釋
A 氨基負(fù)離子( ) 直線形 N原子采取sp雜化
B 二氧化硫 V形 S原子采取sp3雜化
C 碳酸根離子( ) 三角錐形 C原子采取sp3雜化
D 乙炔(C2H2) 直線形 C原子采取sp雜化且C原子的價(jià)電子均參與成鍵
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7.(2023·濟(jì)南模擬)下列說法不正確的是
A.BF3和SO3中B、S雜化軌道類型相同，二者VSEPR模型均為平面三角形
B.CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子
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D.AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，則A為sp3雜化
√
CH4含有C—H極性鍵，CCl4含有C—Cl極性鍵，二者結(jié)構(gòu)對稱、正負(fù)電荷中心重合，都為非極性分子，故B正確；
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AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，A原子價(jià)層電子對數(shù)可能是3或4，如SO2中S原子為sp2雜化，H2O中O為sp3雜化，故D錯(cuò)誤。
8.下列分子或離子中鍵角由大到小排列的順序是
①BCl3　②NH3?、跦2O?、? 　⑤HgCl2
A.⑤④①②③ B.⑤①④②③
C.④①②⑤③ D.③②④①⑤
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9.六氟化硫分子呈正八面體結(jié)構(gòu)(如圖所示)，在高電壓下仍有良好的絕緣性，性質(zhì)穩(wěn)定，在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途，但逸散到空氣中會引起強(qiáng)溫室效應(yīng)，下列有關(guān)六氟化硫的推測正確的是
A.SF6各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
B.S原子軌道雜化方式與SO3中的S一樣
C.六氟化硫分子中只含極性鍵
D.S—F是σ鍵，鍵長可能不相等
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根據(jù)題圖知，每個(gè)F原子和1個(gè)S原子形成1個(gè)共用電子對，每個(gè)S原子和6個(gè)F原子形成6個(gè)共用電子對，所以F原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但S原子最外層達(dá)到12個(gè)電子，A錯(cuò)誤；
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同種原子間形成非極性鍵，不同種原子間形成極性鍵，六氟化硫分子中的S—F均為極性鍵，不含非極性鍵，C正確；
六氟化硫分子中的S—F都是σ鍵，六氟化硫分子為正八面體形結(jié)構(gòu)，所以各鍵的鍵長與鍵能都相等，D錯(cuò)誤。
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11.在白磷分子(P4)中，四個(gè)P原子分別處于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上，結(jié)合P原子的成鍵特點(diǎn)，下列有關(guān)白磷分子的說法正確的是
A.白磷分子中的鍵角為109°28′
B.分子中共有4個(gè)共用電子對
C.白磷分子中的鍵角為60°
D.分子中有6個(gè)孤電子對
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根據(jù)共價(jià)鍵的方向性和飽和性，每個(gè)磷原子都以3個(gè)共價(jià)鍵與其他3個(gè)磷原子結(jié)合，從而形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以鍵角為60°，分子中共有6個(gè)共價(jià)單鍵(即6個(gè)共用電子對)，4個(gè)孤電子對。
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√
Al元素；Y為N元素；X為C元素。金屬元素的電負(fù)性和電離能均小于非金屬元素，同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，電負(fù)性依次增大，所以碳、氮、鋁三種元素的電負(fù)性和電離能的大小順序均為Y>X>Z，故A正確；
碳酸根離子中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，碳酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故B正確；
硝酸根離子中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，雜化方式為sp2雜化，故C正確；
電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則氮離子的半徑大于鋁離子，故D錯(cuò)誤。
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13.解答下列問題：
(1)NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)，H—N—H鍵角為107°。如圖是
[Zn(NH3)6]2＋的部分結(jié)構(gòu)以及H—N—H鍵角的測量值。解
釋NH3形成如圖配合物后H—N—H鍵角變大的原因：____
_________________________________________________________________________
_______________________________________________________。
(2)AsH3分子為三角錐形，鍵角為91.80°，小于氨分子的鍵角107°，AsH3分子鍵角較小的原因是_______________________________________________________________
______________。
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NH3
分子中N原子的孤電子對進(jìn)入Zn2＋的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對間的排斥作用，排斥作用減弱
砷原子的電負(fù)性小于氮原子，其共用電子對離砷核距離較遠(yuǎn)，斥力較小，鍵角較小
(3)乙酸分子( )中鍵角1大于鍵角2，其原因?yàn)開________________________
__________________。
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C—O對C—C的斥力
C==O對C—C的斥力大于
14.(1)Cu2＋處于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，則有2種結(jié)構(gòu)，則Cu2＋是否為sp3雜化？____(填“是”或“否”)，理由為__________
________________________________________________________________________________________________。
(2)用價(jià)層電子對互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角___(填“＞”“＜”或“＝”)120°。
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否
若是sp3雜化，[Cu(NH3)4]2＋的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，則只有1種結(jié)構(gòu)
＜
甲醛分子中，碳氧之間為雙鍵，根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型可知雙鍵與單鍵之間的斥力大于單鍵與單鍵之間的斥力，所以H—C—H的鍵角小于120°。
(3)SO2Cl2和SO2F2中S==O之間以雙鍵結(jié)合，S—Cl、S—F之間以單鍵結(jié)合。請你預(yù)測SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl____SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。
當(dāng)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為四面體形；配位原子得電子能力越弱，其與中心原子形成的共用電子對之間的斥力越強(qiáng)，F(xiàn)原子的得電子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
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四面體形
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(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中碳原子的雜化軌道類型為________。
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sp2、sp3
15.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形?；卮鹣铝袉栴}：
(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為_______，HZO分子的中心原子價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算式為
_____________________，該分子的空間結(jié)構(gòu)為____。
由題意可推出D、E、X、Y、Z分別為C、N、Si、S、Cl。
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H—Cl
V形
(2)Y的價(jià)層電子排布式為_______，Y的最高價(jià)氧化物的VSEPR模型為____________。
SO3中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形。
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3s23p4
平面三角形
(3)X與Z形成的最簡單化合物的化學(xué)式是______，該分子中的鍵角是________。
SiCl4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28′。
SiCl4
109°28′
(4)D、E的最簡單氫化物的分子空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形與三角錐形，這是因?yàn)開__(填字母)。
a.兩種分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)不同
b.D、E的非金屬性不同
c.E的氫化物分子中有一個(gè)孤電子對，而D的氫化物分子中沒有
CH4、NH3的中心原子價(jià)層電子對數(shù)均為4，分子空間結(jié)構(gòu)不同的根本原因是NH3分子中有孤電子對而CH4分子中沒有，分子空間結(jié)構(gòu)與元素的非金屬性強(qiáng)弱無關(guān)。
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c
鍵角大小原因解釋的三種模型
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<
答題規(guī)范(5)
模型1　價(jià)層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)不相同，優(yōu)先看雜化方式，鍵角：sp>sp2>sp3
例1　Si與C元素位于同一主族，SiO2鍵角小于CO2的原因是______________________
______________________________________________________________。
SiO2中中心Si原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′；CO2中中心C原子采取sp雜化，鍵角為180°
答題模板：×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××，而×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××。
變式訓(xùn)練1　比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：
①H2O__CS2，原因是_______________________________________________________
__________________________。
②SO3___ 。
③BF3___NCl3。
＜
H2O中中心O原子采取sp3雜化，鍵角約為105°；CS2中中心C原子采取sp雜化，鍵角為180°
＞
＞
模型2　價(jià)層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)相同，看電子對間的斥力
(1)電子對排斥力大小順序：孤電子對與孤電子對之間>孤電子對與成鍵電子對之間>成鍵電子對與成鍵電子對之間。
例2　已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是__________________，
原因是___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
CH4＞NH3＞H2O
CH4分子中無孤電子對，NH3分子中含有1個(gè)孤電子對，H2O分子中含有2個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用依次增大，故鍵角逐漸減小
答題模板： ×××分子中無孤電子對，×××分子中含有n個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大，因而鍵角較小。
變式訓(xùn)練2　比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：
①PH3___ ，原因是____________________________________________________
__________________________________________________________________________________。
<
中無孤電子對，PH3分子中含有1個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大，因而鍵角較小
<
(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵，舉例：
COCl2的雜化軌道角度：120°；
排斥力分析：C==O對C—Cl的排斥力大于C—Cl對C—Cl的排斥力；
實(shí)際鍵角：形成兩種鍵角分別為124°18′、111°24′。
變式訓(xùn)練3　在 分子中，鍵角∠HCO_____(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH，理由是_____________________。
＞
π鍵斥力大于σ鍵斥力
模型3　空間結(jié)構(gòu)相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的電負(fù)性
(1)中心原子不同，配位原子相同
例3　AC3與BC3，若電負(fù)性：A＞B，則鍵角：AC3____BC3，原因是______________
____________________________________________________________________________________。
>
中心原子的電負(fù)性A強(qiáng)于B，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，斥力越大，鍵角也越大
(2)中心原子相同，配位原子不同
例4　AB3與AC3，若電負(fù)性：B＞A＞C，則鍵角：AB3___AC3，原因是___________
_________________________________________________________________。
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電負(fù)性：B＞A＞C，在AB3中成鍵電子對離中心原子較遠(yuǎn)，斥力較小，因而鍵角較小
變式訓(xùn)練4?、貼H3的鍵角___PH3的鍵角，原因是______________________________
___________________________________________________________________。
②NF3的鍵角____NH3的鍵角，理由是________________________________________
___________________________________。
＞
中心原子的電負(fù)性N強(qiáng)于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，斥力越大，鍵角也越大
<
F的電負(fù)性比H大，NF3中成鍵電子對離中心原子較遠(yuǎn)，斥力較小，因而鍵角也較小
1.H3BO3 分子中的O—B—O的鍵角______(填“大于”“等于”或“小于”) 中的
H—B—H的鍵角，判斷依據(jù)是_______________________________________________
___________________________________。
規(guī)范精練
H3BO3分子中的B采取sp2雜化，而 中的B采取sp3雜化，sp2雜化形成的鍵角大于sp3雜化
大于
2.高溫陶瓷材料Si3N4晶體中鍵角N—Si—N___(填“>”“<”或“＝”)Si—N—Si，原因是___________________________________________________________________
______________。
>
N原子上有孤電子對，由于孤電子對與成鍵電子對的排斥力更大，使得Si—N—Si鍵角較小
3. 中Se—O的鍵角比SeO3的鍵角___(填“大”或“小”)，原因是____________
_________________________________________________________________________
_____。
小
中中心Se原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′，SeO3中中心Se原子采取sp2雜化，鍵角為120°1．VSEPR模型和雜化軌道理論常用于預(yù)測和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
A．凡是AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp2雜化軌道成鍵
B．凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形
C．雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對
D．凡是分子中形成π鍵的原子，均采用sp2雜化
2．下列有機(jī)物分子中的碳原子既有sp3雜化又有sp雜化的是(　　)
A．CH3CH==CH2 B．CH3—C≡CH
C．CH3CH2OH D．CH≡CH
3．下列關(guān)于水合氫離子(H3O＋)的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．含有極性鍵
B．空間結(jié)構(gòu)為三角錐形
C．鍵角：H3O＋D. H3O＋和H2O中氧原子均為sp3雜化
4．BeCl2是共價(jià)分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在，三者結(jié)構(gòu)簡式依次為Cl—Be—Cl、、。
其單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型依次為(　　)
A．sp3、sp2、sp B．sp2、 sp、sp3
C．sp2、sp3、sp D．sp、sp2、sp3
5．氯元素有多種化合價(jià)，可形成Cl2O、Cl－、ClO－、ClO、ClO、ClO等微粒。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．鍵角：ClO>ClO>ClO
B．Cl2O的空間結(jié)構(gòu)為V形
C．ClO、ClO、ClO中Cl的雜化方式相同
D．基態(tài)Cl原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種
6．下表中各粒子、粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是(　　)
選項(xiàng) 粒子 空間結(jié)構(gòu) 解釋
A 氨基負(fù)離子(NH) 直線形 N原子采取sp雜化
B 二氧化硫 V形 S原子采取sp3雜化
C 碳酸根離子(CO) 三角錐形 C原子采取sp3雜化
D 乙炔(C2H2) 直線形 C原子采取sp雜化且C原子的價(jià)電子均參與成鍵
7.(2023·濟(jì)南模擬)下列說法不正確的是(　　)
A．BF3和SO3中B、S雜化軌道類型相同，二者VSEPR模型均為平面三角形
B．CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子
C．C與O互為等電子體，1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為2NA
D．AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，則A為sp3雜化
8．下列分子或離子中鍵角由大到小排列的順序是(　　)
①BCl3?、贜H3　③H2O?、躊Cl　⑤HgCl2
A．⑤④①②③ B．⑤①④②③
C．④①②⑤③ D．③②④①⑤
9．六氟化硫分子呈正八面體結(jié)構(gòu)(如圖所示)，在高電壓下仍有良好的絕緣性，性質(zhì)穩(wěn)定，在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途，但逸散到空氣中會引起強(qiáng)溫室效應(yīng)，下列有關(guān)六氟化硫的推測正確的是(　　)
A．SF6各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
B．S原子軌道雜化方式與SO3中的S一樣
C．六氟化硫分子中只含極性鍵
D．S—F是σ鍵，鍵長可能不相等
10．CH、—CH3、CH都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，下列有關(guān)它們的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．CH與H3O＋的空間結(jié)構(gòu)均為三角錐形
B．它們的C均采取sp2雜化
C．CH中的所有原子均共面
D．CH與OH－形成的化合物中不含有離子鍵
11．在白磷分子(P4)中，四個(gè)P原子分別處于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上，結(jié)合P原子的成鍵特點(diǎn)，下列有關(guān)白磷分子的說法正確的是(　　)
A．白磷分子中的鍵角為109°28′
B．分子中共有4個(gè)共用電子對
C．白磷分子中的鍵角為60°
D．分子中有6個(gè)孤電子對
12．短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X元素基態(tài)原子有2個(gè)未成對電子，Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個(gè)，Z的一種“超原子”(Z)具有40個(gè)價(jià)電子，下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．X、Y、Z的電負(fù)性和電離能均為Y>X>Z
B．XO的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形
C．YO中心原子的雜化方式為sp2雜化
D．簡單離子半徑：Y13．解答下列問題：
(1)NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)，H—N—H鍵角為107°。如圖是[Zn(NH3)6]2＋的部分結(jié)構(gòu)以及H—N—H鍵角的測量值。解釋NH3形成如圖配合物后H—N—H鍵角變大的原因：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)AsH3分子為三角錐形，鍵角為91.80°，小于氨分子的鍵角107°，AsH3分子鍵角較小的原因是____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)乙酸分子()中鍵角1大于鍵角2，其原因?yàn)開____________________________
_______________________________________________________________________________。
14．(1)Cu2＋處于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，則有2種結(jié)構(gòu)，則Cu2＋是否為sp3雜化？_________________(填“是”或“否”)，理由為_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)用價(jià)層電子對互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)120°。
(3)SO2Cl2和SO2F2中S===O之間以雙鍵結(jié)合，S—Cl、S—F之間以單鍵結(jié)合。請你預(yù)測SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為________________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。
(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中碳原子的雜化軌道類型為________________________________________________________________________。
15．短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形?；卮鹣铝袉栴}：
(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為_________________________________________________________，
HZO分子的中心原子價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算式為____________________________________，該分子的空間結(jié)構(gòu)為____________。
(2)Y的價(jià)層電子排布式為_________________，Y的最高價(jià)氧化物的VSEPR模型為_______________________________________________________________________________。
(3)X與Z形成的最簡單化合物的化學(xué)式是____________，該分子中的鍵角是________。
(4)D、E的最簡單氫化物的分子空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形與三角錐形，這是因?yàn)開_______(填字母)。
a．兩種分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)不同
b．D、E的非金屬性不同
c．E的氫化物分子中有一個(gè)孤電子對，而D的氫化物分子中沒有
1．C　2.B　
3．C　[水合氫離子中含有氫氧鍵，是極性鍵，A正確；水合氫離子中的氧原子為sp3雜化，含有一個(gè)孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，B正確；水分中含有兩個(gè)孤電子對，孤電子對數(shù)目越多鍵角越小，故鍵角：H3O＋>H2O ，C錯(cuò)誤； H3O＋ 和 H2O 中氧原子均為 sp3 雜化，D正確。]
4．D　[Cl—Be—Cl中Be原子形成2個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2，雜化軌道類型為sp雜化；中Be原子形成3個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為3，雜化軌道類型為sp2雜化；中Be原子形成4個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，雜化軌道類型為sp3雜化，故選D。]
5．A　6.D　
7．D　[BF3中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為 3＋×(3－3×1)＝3 ，中心原子采取sp2雜化，沒有孤電子對，BF3的VSEPR模型為平面三角形；SO3中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為 3＋×(6－3×2)＝3 ，中心原子采取sp2雜化，沒有孤電子對，SO3的VSEPR模型為平面三角形，故A正確；CH4含有C—H極性鍵，CCl4含有C—Cl極性鍵，二者結(jié)構(gòu)對稱、正負(fù)電荷中心重合，都為非極性分子，故B正確；C與O互為等電子體，C中含有1個(gè)碳碳三鍵，則O中含有1個(gè)氧氧三鍵，氧氧三鍵中含有2個(gè)π鍵，所以1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為2NA，故C正確；AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，A原子價(jià)層電子對數(shù)可能是3或4，如SO2中S原子為sp2雜化，H2O中O為sp3雜化，故D錯(cuò)誤。]
8．B　[①BCl3中B的價(jià)層電子對數(shù)為3＋＝3，中心B原子為sp2雜化，鍵角為120°；②NH3中N的價(jià)層電子對數(shù)為3＋＝4，中心N原子為sp3雜化，由于NH3分子中有孤電子對存在，使鍵角小于109°28′；③H2O中O的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝4，中心O原子為sp3雜化，理論上正四面體結(jié)構(gòu)鍵角為109°28′，由于H2O分子中存在兩個(gè)孤電子對，使得鍵角比NH3分子的鍵角還??；④PCl中P的價(jià)層電子對數(shù)為4＋＝4，中心P原子為sp3雜化，鍵角為109°28′；⑤HgCl2中Hg的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝2，中心Hg原子為sp雜化，鍵角為180°；綜上，鍵角由大到小的順序?yàn)棰茛佗堍冖?。]
9．C　10.B　11.C　
12．D　[Z的一種超原子Z具有40個(gè)價(jià)電子，則Z原子的價(jià)電子數(shù)為＝3，則Z為Al元素；Y為N元素；X為C元素。金屬元素的電負(fù)性和電離能均小于非金屬元素，同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，電負(fù)性依次增大，所以碳、氮、鋁三種元素的電負(fù)性和電離能的大小順序均為Y>X>Z，故A正確；碳酸根離子中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，碳酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故B正確；硝酸根離子中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，雜化方式為sp2雜化，故C正確；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則氮離子的半徑大于鋁離子，故D錯(cuò)誤。]
13．(1)NH3分子中N原子的孤電子對進(jìn)入Zn2＋的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對間的排斥作用，排斥作用減弱　(2)砷原子的電負(fù)性小于氮原子，其共用電子對離砷核距離較遠(yuǎn)，斥力較小，鍵角較小　(3)C==O對C—C的斥力大于C—O對C—C的斥力
14．(1)否　若是sp3雜化，[Cu(NH3)4]2＋的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，則只有1種結(jié)構(gòu)　(2)＜　(3)四面體形?。尽?4)sp2、sp3
解析　(2)甲醛分子中，碳氧之間為雙鍵，根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型可知雙鍵與單鍵之間的斥力大于單鍵與單鍵之間的斥力，所以H—C—H的鍵角小于120°。(3)當(dāng)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為四面體形；配位原子得電子能力越弱，其與中心原子形成的共用電子對之間的斥力越強(qiáng)，F(xiàn)原子的得電子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
15．(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)　V形　(2)3s23p4　平面三角形　(3)SiCl4　109°28′　(4)c第34講　價(jià)層電子對互斥模型、雜化軌道理論及應(yīng)用
[復(fù)習(xí)目標(biāo)]　1.掌握價(jià)層電子對互斥模型和雜化軌道理論的內(nèi)容并能用其推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。2.掌握鍵角大小原因并能作出規(guī)范描述。
1．價(jià)層電子對互斥模型
(1)理論要點(diǎn)
①價(jià)層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。
②孤電子對排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。
(2)價(jià)層電子對互斥模型推測分子(離子)的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵——價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算
價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子上的孤電子對數(shù)
說明：σ鍵電子對數(shù)＝中心原子結(jié)合的原子數(shù)；
中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a－xb)，其中
①a表示中心原子的價(jià)電子數(shù)。
對于主族元素：a＝原子的最外層電子數(shù)。
對于陽離子：a＝中心原子的價(jià)電子數(shù)－離子的電荷數(shù)。
對于陰離子：a＝中心原子的價(jià)電子數(shù)＋離子的電荷數(shù)(絕對值)。
②x表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。
③b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(氫為1，其他原子＝8－該原子的價(jià)電子數(shù)。如氧和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素均為1)。
例如，SOCl2的空間結(jié)構(gòu)的判斷：
SOCl2的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為×(6－1×2－2×1)＝1，價(jià)層電子對數(shù)為4，這些價(jià)層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型，由于中心原子上有1個(gè)孤電子對，則SOCl2的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
思考　利用價(jià)層電子對互斥模型判斷H2SO3和SO的空間結(jié)構(gòu)。
提示　H2SO3的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為×(6－1×2－2×1)＝1，價(jià)層電子對數(shù)為4。這些價(jià)層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型， 由于中心原子上有1 個(gè)孤電子對， 所以H2SO3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
SO的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為×(6＋2－3×2)＝1，價(jià)層電子對數(shù)為4。這些價(jià)層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型， 由于中心原子上有1個(gè)孤電子對， 所以SO的空間結(jié)構(gòu)也為三角錐形。
2．雜化軌道理論
(1)雜化軌道理論概述
中心原子上若干不同類型(主要是s、p軌道)、能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成同等數(shù)目、能量完全相同的新軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角就不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)就不同。
(2)雜化軌道三種類型
(3)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型
雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝中心原子的孤電子對數(shù)＋中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)＝中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。
3.VSEPR模型與微?？臻g結(jié)構(gòu)的關(guān)系
完成下列表格
實(shí)例 價(jià)層電子對數(shù) σ鍵電子對數(shù) 孤電子對數(shù) 中心原子雜化軌道類型 VSEPR模型 分子(離子) 空間結(jié)構(gòu)
BeCl2、CS2 2 2 0 sp 直線形 直線形
BF3、SO3、CO 3 3 0 sp2 平面三角形 平面三角形
O3、SO2 2 1 sp2 V形
SnCl4、PO、NH 4 4 0 sp3 四面體形 正四面體形
PH3、SO 3 1 sp3 三角錐形
H2S、I 2 2 sp3 V形
1．價(jià)層電子對互斥模型中，π鍵電子對數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對數(shù)(　　)
2．N2分子中N原子沒有雜化，分子中有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵(　　)
3．只要分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，中心原子均為sp2雜化(　　)
4．分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(　　)
5．SiF4與SO的中心原子均為sp3雜化(　　)
6.為四角錐結(jié)構(gòu)， 中心原子I沒有孤電子對(　　)
7．六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4(　　)
答案　1.√　2.√　3.√　4.×　5.√　6.×　7.×
一、價(jià)層電子對數(shù)及雜化方式的判斷
1．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．C2H6與C2H2
答案　B
解析　CO2中C形成2個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp雜化，SO2中S形成2個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)＝＝1，為sp2雜化，故A錯(cuò)誤；CH4中C形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp3雜化，NH3中N形成3個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)＝＝1，為sp3雜化，故B正確；BeCl2中Be形成2個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp雜化，BF3中B形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp2雜化，故C錯(cuò)誤；C2H6中C形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp3雜化，C2H2中形成2個(gè)σ鍵，無孤電子對，為sp雜化，故D錯(cuò)誤。
2．用價(jià)層電子對互斥模型判斷下列微粒中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。
微粒 AsH3 H3O＋ H2Se CO SO2 BF3
價(jià)層電子對數(shù) 4 4 4 3 3 3
解析　AsH3中心原子的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋×(5－3×1)＝4；H3O＋的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋ ×(6－1－3×1)＝4；H2Se中心原子的價(jià)層電子對數(shù)＝2＋ ×(6－2×1)＝4；CO中心原子的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋×(4＋2－3×2)＝3；SO2分子中，S原子價(jià)層電子對數(shù)＝＋2＝3；BF3分子中中心硼原子的價(jià)層電子對數(shù)＝＋3＝3。
3．判斷下列物質(zhì)中心原子的雜化方式。
(1)PCl3分子中，P的雜化方式為________。
(2)[2019·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是______、_______________。
(3)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是________。
(4)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子雜化軌道類型為________。
(5)[2020·全國卷Ⅲ，35(2)節(jié)選]氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：
3NH3BH3＋6H2O===3NH＋B3O＋9H2
B3O的結(jié)構(gòu)為。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由________變?yōu)開_______。
答案　(1)sp3雜化　(2)sp3　sp3　(3)sp3和sp　(4)sp2、sp　(5)sp3　sp2
二、分子(離子)空間結(jié)構(gòu)的判斷
4．(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。
①H2S________；②BeF2________；
③PF3________；④SO3 ________。
(2)在BF3分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是________，硼原子的雜化軌道類型為________，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4，BF的空間結(jié)構(gòu)為________。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是________。
(4)SO的空間結(jié)構(gòu)是________，其中硫原子的雜化軌道類型是________。
答案　(1)V形　直線形　三角錐形　平面三角形
(2)120°　sp2　正四面體形
(3)三角錐形　sp3
(4)正四面體形　sp3
解析　(3)NH3分子中σ鍵數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1，價(jià)層電子對數(shù)為4，N原子采用sp3雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，N2H4中氮原子與NH3中氮原子雜化類型相同，均為sp3雜化。
5．V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。
(1)SO2分子中S原子價(jià)層電子對數(shù)是______，分子的空間結(jié)構(gòu)為________；氣態(tài)SO3為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。
(2)SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為________。
答案　(1)3　V形　sp2　(2)sp3
解析　(2)SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，S原子形成4個(gè)σ鍵，則S原子采取sp3雜化。
1．(2022·遼寧，7)理論化學(xué)模擬得到一種N離子，結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該離子的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)
B．N原子的雜化方式有2種
C．空間結(jié)構(gòu)為四面體形
D．常溫下不穩(wěn)定
答案　B
解析　由N的結(jié)構(gòu)式可知，所有N原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A正確；中心N原子為sp3雜化，與中心N原子直接相連的N原子為sp2雜化，與端位N原子直接相連的N原子為sp雜化，端位N原子為sp2雜化，則N原子的雜化方式有3種，B錯(cuò)誤；中心N原子為sp3雜化，則其空間結(jié)構(gòu)為四面體形，C正確；N中含，常溫下不穩(wěn)定，D正確。
2．(1)[2023·北京，15(3)]S2O的空間結(jié)構(gòu)是________________________________________。
(2)[2023·浙江1月選考，17(1)節(jié)選]Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為__________，分子中氮原子的雜化軌道類型是____________。
(3)[2022·福建，14(4)][BrOF2]＋的中心原子Br的雜化軌道類型為__________。
(4)[2021·湖南，18(2)②節(jié)選]N-甲基咪唑()中碳原子的雜化軌道類型為________。
(5)[2021·全國甲卷，35(1)節(jié)選]SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為________。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機(jī)理如下：
含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為________(填標(biāo)號)。
答案　(1)四面體形　(2)四面體　sp3　(3)sp3　(4)sp3、sp2　(5)sp3　②
解析　(4)N-甲基咪唑分子中含有甲基和碳碳雙鍵，則該分子中碳原子的雜化軌道類型為sp3、sp2。(5)根據(jù)SiCl4的結(jié)構(gòu)式可知，Si的價(jià)層電子對數(shù)為4，故Si采取sp3雜化；根據(jù)SiCl4(H2O)的結(jié)構(gòu)式可知Si的價(jià)層電子對數(shù)為5，采取sp3d雜化。
3．[2021·山東，16(3)]Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為______________，下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是______________(填字母)。
A．sp B．sp2
C．sp3 D．sp3d
答案　5　D
解析　XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝5，其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d。
4．(1)[2022·湖南，18(1)③]比較鍵角大?。簹鈶B(tài)SeO3分子________SeO離子(填“>”“<”或“＝”)，原因是______________________________________________________________。
(2)[2022·北京，15(1)②改編]比較SO和H2O分子中的鍵角大小并給出相應(yīng)解釋：_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)＞　SeO3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，SeO的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形　(2)SO的鍵角大于H2O分子的鍵角，SO中S原子的價(jià)層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為0，SO的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，H2O分子中O原子的價(jià)層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為2，H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形
課時(shí)精練
1．VSEPR模型和雜化軌道理論常用于預(yù)測和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
A．凡是AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp2雜化軌道成鍵
B．凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形
C．雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對
D．凡是分子中形成π鍵的原子，均采用sp2雜化
答案　C
解析　AB3型的共價(jià)化合物，如BF3中B原子采用sp2雜化，NH3中N原子采用sp3雜化，故A錯(cuò)誤；中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形、三角錐形、V形，CCl4、NH3、H2O中中心原子都采取sp3雜化，但其空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形、三角錐形、V形，故B錯(cuò)誤；分子中形成π鍵的原子，可能采用sp2雜化，也可能采用sp雜化，如HC≡CH分子的C原子可形成π鍵，采用sp雜化，故D錯(cuò)誤。
2．下列有機(jī)物分子中的碳原子既有sp3雜化又有sp雜化的是(　　)
A．CH3CH==CH2 B．CH3—C≡CH
C．CH3CH2OH D．CH≡CH
答案　B
解析　CH3CH==CH2中雙鍵碳為sp2雜化、單鍵碳為sp3雜化，故不選A；CH3—C≡CH中三鍵碳為sp雜化、單鍵碳為sp3雜化，故選B；CH3CH2OH中碳原子均為sp3雜化，故不選C；CH≡CH中碳原子只有sp雜化，故不選D。
3．下列關(guān)于水合氫離子(H3O＋)的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．含有極性鍵
B．空間結(jié)構(gòu)為三角錐形
C．鍵角：H3O＋D. H3O＋和H2O中氧原子均為sp3雜化
答案　C
解析　水合氫離子中含有氫氧鍵，是極性鍵，A正確；水合氫離子中的氧原子為sp3雜化，含有一個(gè)孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，B正確；水分中含有兩個(gè)孤電子對，孤電子對數(shù)目越多鍵角越小，故鍵角：H3O＋>H2O ，C錯(cuò)誤； H3O＋ 和 H2O 中氧原子均為 sp3 雜化，D正確。
4．BeCl2是共價(jià)分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在，三者結(jié)構(gòu)簡式依次為Cl—Be—Cl、、。
其單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型依次為(　　)
A．sp3、sp2、sp B．sp2、 sp、sp3
C．sp2、sp3、sp D．sp、sp2、sp3
答案　D
解析　Cl—Be—Cl中Be原子形成2個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2，雜化軌道類型為sp雜化；中Be原子形成3個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為3，雜化軌道類型為sp2雜化；中Be原子形成4個(gè)Be—Cl，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，雜化軌道類型為sp3雜化，故選D。
5．氯元素有多種化合價(jià)，可形成Cl2O、Cl－、ClO－、ClO、ClO、ClO等微粒。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．鍵角：ClO>ClO>ClO
B．Cl2O的空間結(jié)構(gòu)為V形
C．ClO、ClO、ClO中Cl的雜化方式相同
D．基態(tài)Cl原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種
答案　A
解析　ClO、ClO和ClO的價(jià)層電子對數(shù)都為4，孤電子對數(shù)分別為2、1、0，孤電子對數(shù)越多，對成鍵電子對的斥力越大，成鍵原子的鍵角越小，則鍵角的大小順序?yàn)镃lO 6．下表中各粒子、粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是(　　)
選項(xiàng) 粒子 空間結(jié)構(gòu) 解釋
A 氨基負(fù)離子(NH) 直線形 N原子采取sp雜化
B 二氧化硫 V形 S原子采取sp3雜化
C 碳酸根離子(CO) 三角錐形 C原子采取sp3雜化
D 乙炔(C2H2) 直線形 C原子采取sp雜化且C原子的價(jià)電子均參與成鍵
答案　D
解析　NH中N原子的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝4，孤電子對數(shù)為2，采取sp3雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故A錯(cuò)誤；SO2中S原子的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝3，孤電子對數(shù)為1，采取sp2雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故B錯(cuò)誤；CO中C原子的價(jià)層電子對數(shù)為3＋＝3，孤電子對數(shù)為0，采取sp2雜化，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故C錯(cuò)誤。
7．(2023·濟(jì)南模擬)下列說法不正確的是(　　)
A．BF3和SO3中B、S雜化軌道類型相同，二者VSEPR模型均為平面三角形
B．CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子
C．C與O互為等電子體，1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為2NA
D．AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，則A為sp3雜化
答案　D
解析　BF3中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為 3＋×(3－3×1)＝3 ，中心原子采取sp2雜化，沒有孤電子對，BF3的VSEPR模型為平面三角形；SO3中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為 3＋×(6－3×2)＝3 ，中心原子采取sp2雜化，沒有孤電子對，SO3的VSEPR模型為平面三角形，故A正確；CH4含有C—H極性鍵，CCl4含有C—Cl極性鍵，二者結(jié)構(gòu)對稱、正負(fù)電荷中心重合，都為非極性分子，故B正確；C與O互為等電子體，C中含有1個(gè)碳碳三鍵，則O中含有1個(gè)氧氧三鍵，氧氧三鍵中含有2個(gè)π鍵，所以1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為2NA，故C正確；AB2的空間結(jié)構(gòu)為V形，A原子價(jià)層電子對數(shù)可能是3或4，如SO2中S原子為sp2雜化，H2O中O為sp3雜化，故D錯(cuò)誤。
8．下列分子或離子中鍵角由大到小排列的順序是(　　)
①BCl3?、贜H3　③H2O　④PCl?、軭gCl2
A．⑤④①②③ B．⑤①④②③
C．④①②⑤③ D．③②④①⑤
答案　B
解析?、貰Cl3中B的價(jià)層電子對數(shù)為3＋＝3，中心B原子為sp2雜化，鍵角為120°；②NH3中N的價(jià)層電子對數(shù)為3＋＝4，中心N原子為sp3雜化，由于NH3分子中有孤電子對存在，使鍵角小于109°28′；③H2O中O的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝4，中心O原子為sp3雜化，理論上正四面體結(jié)構(gòu)鍵角為109°28′，由于H2O分子中存在兩個(gè)孤電子對，使得鍵角比NH3分子的鍵角還?。虎躊Cl中P的價(jià)層電子對數(shù)為4＋＝4，中心P原子為sp3雜化，鍵角為109°28′；⑤HgCl2中Hg的價(jià)層電子對數(shù)為2＋＝2，中心Hg原子為sp雜化，鍵角為180°；綜上，鍵角由大到小的順序?yàn)棰茛佗堍冖邸?br/>9．六氟化硫分子呈正八面體結(jié)構(gòu)(如圖所示)，在高電壓下仍有良好的絕緣性，性質(zhì)穩(wěn)定，在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途，但逸散到空氣中會引起強(qiáng)溫室效應(yīng)，下列有關(guān)六氟化硫的推測正確的是(　　)
A．SF6各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
B．S原子軌道雜化方式與SO3中的S一樣
C．六氟化硫分子中只含極性鍵
D．S—F是σ鍵，鍵長可能不相等
答案　C
解析　根據(jù)題圖知，每個(gè)F原子和1個(gè)S原子形成1個(gè)共用電子對，每個(gè)S原子和6個(gè)F原子形成6個(gè)共用電子對，所以F原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但S原子最外層達(dá)到12個(gè)電子，A錯(cuò)誤；SO3中S原子孤電子對數(shù)為＝0、價(jià)層電子對數(shù)為3＋0＝3，故為sp2雜化，空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形，SF6中S原子孤電子對數(shù)為＝0、價(jià)層電子對數(shù)為6＋0＝6，空間結(jié)構(gòu)為正八面體形，不可能為sp2雜化，B錯(cuò)誤；同種原子間形成非極性鍵，不同種原子間形成極性鍵，六氟化硫分子中的S—F均為極性鍵，不含非極性鍵，C正確；六氟化硫分子中的S—F都是σ鍵，六氟化硫分子為正八面體形結(jié)構(gòu)，所以各鍵的鍵長與鍵能都相等，D錯(cuò)誤。
10．CH、—CH3、CH都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，下列有關(guān)它們的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．CH與H3O＋的空間結(jié)構(gòu)均為三角錐形
B．它們的C均采取sp2雜化
C．CH中的所有原子均共面
D．CH與OH－形成的化合物中不含有離子鍵
答案　B
解析　CH與H3O＋中C原子與O原子的價(jià)層電子對數(shù)都是4，且都含有1個(gè)孤電子對，均為三角錐形結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)正確；CH、—CH3、CH中C的價(jià)層電子對數(shù)分別是3、4、4，根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型知，C原子的雜化類型分別是sp2、sp3、sp3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CH中的碳原子采取sp2雜化，所有原子均共面，C項(xiàng)正確；CH與OH－形成的化合物是CH3OH，屬于共價(jià)化合物，不含離子鍵，D項(xiàng)正確。
11．在白磷分子(P4)中，四個(gè)P原子分別處于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上，結(jié)合P原子的成鍵特點(diǎn)，下列有關(guān)白磷分子的說法正確的是(　　)
A．白磷分子中的鍵角為109°28′
B．分子中共有4個(gè)共用電子對
C．白磷分子中的鍵角為60°
D．分子中有6個(gè)孤電子對
答案　C
解析　根據(jù)共價(jià)鍵的方向性和飽和性，每個(gè)磷原子都以3個(gè)共價(jià)鍵與其他3個(gè)磷原子結(jié)合，從而形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以鍵角為60°，分子中共有6個(gè)共價(jià)單鍵(即6個(gè)共用電子對)，4個(gè)孤電子對。
12．短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X元素基態(tài)原子有2個(gè)未成對電子，Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個(gè)，Z的一種“超原子”(Z)具有40個(gè)價(jià)電子，下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．X、Y、Z的電負(fù)性和電離能均為Y>X>Z
B．XO的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形
C．YO中心原子的雜化方式為sp2雜化
D．簡單離子半徑：Y答案　D
解析　Z的一種超原子Z具有40個(gè)價(jià)電子，則Z原子的價(jià)電子數(shù)為＝3，則Z為Al元素；Y為N元素；X為C元素。金屬元素的電負(fù)性和電離能均小于非金屬元素，同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，電負(fù)性依次增大，所以碳、氮、鋁三種元素的電負(fù)性和電離能的大小順序均為Y>X>Z，故A正確；碳酸根離子中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，碳酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故B正確；硝酸根離子中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，雜化方式為sp2雜化，故C正確；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則氮離子的半徑大于鋁離子，故D錯(cuò)誤。
13．解答下列問題：
(1)NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)，H—N—H鍵角為107°。如圖是[Zn(NH3)6]2＋的部分結(jié)構(gòu)以及H—N—H鍵角的測量值。解釋NH3形成如圖配合物后H—N—H鍵角變大的原因：__________
_______________________________________________________________________________。
(2)AsH3分子為三角錐形，鍵角為91.80°，小于氨分子的鍵角107°，AsH3分子鍵角較小的原因是____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)乙酸分子()中鍵角1大于鍵角2，其原因?yàn)開_____________________________。
答案　(1)NH3分子中N原子的孤電子對進(jìn)入Zn2＋的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對間的排斥作用，排斥作用減弱
(2)砷原子的電負(fù)性小于氮原子，其共用電子對離砷核距離較遠(yuǎn)，斥力較小，鍵角較小
(3)C==O對C—C的斥力大于C—O對C—C的斥力
14．(1)Cu2＋處于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，則有2種結(jié)構(gòu)，則Cu2＋是否為sp3雜化？__________(填“是”或“否”)，理由為_______________
_______________________________________________________________________________。
(2)用價(jià)層電子對互斥模型推斷甲醛中H—C—H的鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)120°。
(3)SO2Cl2和SO2F2中S==O之間以雙鍵結(jié)合，S—Cl、S—F之間以單鍵結(jié)合。請你預(yù)測SO2Cl2和SO2F2分子的空間結(jié)構(gòu)為________________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。
(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中碳原子的雜化軌道類型為_________________。
答案　(1)否　若是sp3雜化，[Cu(NH3)4]2＋的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，將配離子[Cu(NH3)4]2＋中的2個(gè)NH3換為CN－，則只有1種結(jié)構(gòu)　(2)＜　(3)四面體形?。尽?4)sp2、sp3
解析　(2)甲醛分子中，碳氧之間為雙鍵，根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型可知雙鍵與單鍵之間的斥力大于單鍵與單鍵之間的斥力，所以H—C—H的鍵角小于120°。(3)當(dāng)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4時(shí)，VSEPR模型為四面體形，硫原子無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為四面體形；配位原子得電子能力越弱，其與中心原子形成的共用電子對之間的斥力越強(qiáng)，F(xiàn)原子的得電子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
15．短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形?；卮鹣铝袉栴}：
(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為________，HZO分子的中心原子價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算式為____________________________________，該分子的空間結(jié)構(gòu)為____________。
(2)Y的價(jià)層電子排布式為__________，Y的最高價(jià)氧化物的VSEPR模型為_______________。
(3)X與Z形成的最簡單化合物的化學(xué)式是________________，該分子中的鍵角是________。
(4)D、E的最簡單氫化物的分子空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形與三角錐形，這是因?yàn)開_____(填字母)。
a．兩種分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)不同
b．D、E的非金屬性不同
c．E的氫化物分子中有一個(gè)孤電子對，而D的氫化物分子中沒有
答案　(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)　V形　(2)3s23p4　平面三角形　(3)SiCl4　109°28′　(4)c
解析　由題意可推出D、E、X、Y、Z分別為C、N、Si、S、Cl。(1)HClO中氧原子是中心原子，其價(jià)層電子對數(shù)為2＋×(6－1×1－1×1)＝4，所以HClO分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。(2)SO3中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形。(3)SiCl4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28′。(4)CH4、NH3的中心原子價(jià)層電子對數(shù)均為4，分子空間結(jié)構(gòu)不同的根本原因是NH3分子中有孤電子對而CH4分子中沒有，分子空間結(jié)構(gòu)與元素的非金屬性強(qiáng)弱無關(guān)。
答題規(guī)范(5)　鍵角大小原因解釋的三種模型
模型1　價(jià)層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)不相同，優(yōu)先看雜化方式，鍵角：sp>sp2>sp3
例1　Si與C元素位于同一主族，SiO2鍵角小于CO2的原因是__________________________。
答案　SiO2中中心Si原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′；CO2中中心C原子采取sp雜化，鍵角為180°
答題模板：×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××，而×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××。
變式訓(xùn)練1　比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：
①H2O________CS2，原因是______________________________________________________。
②SO3______SO。
③BF3________NCl3。
答案　①＜　H2O中中心O原子采取sp3雜化，鍵角約為105°；CS2中中心C原子采取sp雜化，鍵角為180°　②＞　③＞
模型2　價(jià)層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)相同，看電子對間的斥力
(1)電子對排斥力大小順序：孤電子對與孤電子對之間>孤電子對與成鍵電子對之間>成鍵電子對與成鍵電子對之間。
例2　已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是____________，原因是________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　CH4＞NH3＞H2O　CH4分子中無孤電子對，NH3分子中含有1個(gè)孤電子對，H2O分子中含有2個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用依次增大，故鍵角逐漸減小
答題模板： ×××分子中無孤電子對，×××分子中含有n個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大，因而鍵角較小。
變式訓(xùn)練2　比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：
①PH3________PO，原因是______________________________________________________。
②SO______SO。
答案?、?　PH3與PO中中心P原子都采取sp3雜化，PO中無孤電子對，PH3分子中含有1個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大，因而鍵角較小　②<
(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵，舉例：
COCl2的雜化軌道角度：120°；
排斥力分析：C==O對C—Cl的排斥力大于C—Cl對C—Cl的排斥力；
實(shí)際鍵角：形成兩種鍵角分別為124°18′、111°24′。
變式訓(xùn)練3　在分子中，鍵角∠HCO________(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH，理由是________________________________________________________________________。
答案?。尽ˇ墟I斥力大于σ鍵斥力
模型3　空間結(jié)構(gòu)相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的電負(fù)性
(1)中心原子不同，配位原子相同
例3　AC3與BC3，若電負(fù)性：A＞B，則鍵角：AC3________BC3，原因是___________________。
答案　>　中心原子的電負(fù)性A強(qiáng)于B，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，斥力越大，鍵角也越大
(2)中心原子相同，配位原子不同
例4　AB3與AC3，若電負(fù)性：B＞A＞C，則鍵角：AB3______AC3，原因是_________________
_______________________________________________________________________________。
答案　<　電負(fù)性：B＞A＞C，在AB3中成鍵電子對離中心原子較遠(yuǎn)，斥力較小，因而鍵角較小
變式訓(xùn)練4　①NH3的鍵角______PH3的鍵角，原因是_________________________________。
②NF3的鍵角____NH3的鍵角，理由是______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案?、伲尽≈行脑拥碾娯?fù)性N強(qiáng)于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，斥力越大，鍵角也越大?、?　F的電負(fù)性比H大，NF3中成鍵電子對離中心原子較遠(yuǎn)，斥力較小，因而鍵角也較小
1．H3BO3 分子中的O—B—O的鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”) BH中的H—B—H的鍵角，判斷依據(jù)是____________________________________________________。
答案　大于　H3BO3分子中的B采取sp2雜化，而BH中的B采取sp3雜化，sp2雜化形成的鍵角大于sp3雜化
2．高溫陶瓷材料Si3N4晶體中鍵角N—Si—N________(填“>”“<”或“＝”)Si—N—Si，原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　>　N原子上有孤電子對，由于孤電子對與成鍵電子對的排斥力更大，使得Si—N—Si鍵角較小
3．SeO中Se—O的鍵角比SeO3的鍵角______(填“大”或“小”)，原因是______________。
答案　小　SeO中中心Se原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′，SeO3中中心Se原子采取sp2雜化，鍵角為120°第34講　價(jià)層電子對互斥模型、雜化軌道理論及應(yīng)用
[復(fù)習(xí)目標(biāo)]　1.掌握價(jià)層電子對互斥模型和雜化軌道理論的內(nèi)容并能用其推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。2.掌握鍵角大小原因并能作出規(guī)范描述。
1．價(jià)層電子對互斥模型
(1)理論要點(diǎn)
①價(jià)層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。
②孤電子對排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。
(2)價(jià)層電子對互斥模型推測分子(離子)的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵——價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算
價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子上的孤電子對數(shù)
說明：σ鍵電子對數(shù)＝中心原子結(jié)合的原子數(shù)；
中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a－xb)，其中
①a表示中心原子的____________。
對于主族元素：a＝_______________________________________________________。
對于陽離子：a＝________________________________________________。
對于陰離子：a＝________________________________________________。
②x表示_________________________________________________________________。
③b表示與中心原子結(jié)合的原子__________________________________(氫為____，其他原子＝__________________________。如氧和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素均為1)。
例如，SOCl2的空間結(jié)構(gòu)的判斷：
SOCl2的中心原子為S，σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為×(6－1×2－2×1)＝1，價(jià)層電子對數(shù)為4，這些價(jià)層電子對互相排斥，形成四面體形的VSEPR模型，由于中心原子上有1個(gè)孤電子對，則SOCl2的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
思考　利用價(jià)層電子對互斥模型判斷H2SO3和SO的空間結(jié)構(gòu)。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．雜化軌道理論
(1)雜化軌道理論概述
中心原子上若干不同類型(主要是s、p軌道)、能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成同等數(shù)目、能量完全相同的新軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角就不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)就不同。
(2)雜化軌道三種類型
(3)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型
雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝____________________＋_____________________________________＝______________________________________。
3.VSEPR模型與微粒空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系
完成下列表格
實(shí)例 價(jià)層電子對數(shù) σ鍵電子對數(shù) 孤電子對數(shù) 中心原子雜化軌道類型 VSEPR模型 分子(離子)空間結(jié)構(gòu)
BeCl2、CS2
BF3、SO3、CO
O3、SO2
SnCl4、PO、NH
PH3、SO
H2S、I
1．價(jià)層電子對互斥模型中，π鍵電子對數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對數(shù)(　　)
2．N2分子中N原子沒有雜化，分子中有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵(　　)
3．只要分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，中心原子均為sp2雜化(　　)
4．分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(　　)
5．SiF4與SO的中心原子均為sp3雜化(　　)
6.為四角錐結(jié)構(gòu)， 中心原子I沒有孤電子對(　　)
7．六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形，其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4(　　)
一、價(jià)層電子對數(shù)及雜化方式的判斷
1．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．C2H6與C2H2
2．用價(jià)層電子對互斥模型判斷下列微粒中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。
微粒 AsH3 H3O＋ H2Se CO SO2 BF3
價(jià)層電子對數(shù)
3.判斷下列物質(zhì)中心原子的雜化方式。
(1)PCl3分子中，P的雜化方式為________。
(2)[2019·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________________________________________________。
(3)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是________。
(4)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子雜化軌道類型為________。
(5)[2020·全國卷Ⅲ，35(2)節(jié)選]氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：
3NH3BH3＋6H2O===3NH＋B3O＋9H2
B3O的結(jié)構(gòu)為。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由________變?yōu)開_____。
二、分子(離子)空間結(jié)構(gòu)的判斷
4．(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。
①H2S____________；②BeF2____________；
③PF3_____________；④SO3 ____________。
(2)在BF3分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是______，硼原子的雜化軌道類型為________，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4，BF的空間結(jié)構(gòu)為________________。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是______________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是______________________________________________________________________________。
(4)SO的空間結(jié)構(gòu)是____________，其中硫原子的雜化軌道類型是________。
5．V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。
(1)SO2分子中S原子價(jià)層電子對數(shù)是______，分子的空間結(jié)構(gòu)為________；氣態(tài)SO3為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為______。
(2)SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為________。
1．(2022·遼寧，7)理論化學(xué)模擬得到一種N離子，結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該離子的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)
B．N原子的雜化方式有2種
C．空間結(jié)構(gòu)為四面體形
D．常溫下不穩(wěn)定
2．(1)[2023·北京，15(3)]S2O的空間結(jié)構(gòu)是________________。
(2)[2023·浙江1月選考，17(1)節(jié)選]Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為__________，分子中氮原子的雜化軌道類型是________。
(3)[2022·福建，14(4)][BrOF2]＋的中心原子Br的雜化軌道類型為__________。
(4)[2021·湖南，18(2)②節(jié)選]N-甲基咪唑()中碳原子的雜化軌道類型為________。
(5)[2021·全國甲卷，35(1)節(jié)選]SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為________。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機(jī)理如下：
含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為________(填標(biāo)號)。
3．[2021·山東，16(3)]Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為__________，下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是__________(填字母)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
4．(1)[2022·湖南，18(1)③]比較鍵角大小：氣態(tài)SeO3分子________SeO離子(填“>”“<”或“＝”)，原因是______________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)[2022·北京，15(1)②改編]比較SO和H2O分子中的鍵角大小并給出相應(yīng)解釋：_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答題規(guī)范(5)　鍵角大小原因解釋的三種模型
模型1　價(jià)層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)不相同，優(yōu)先看雜化方式，鍵角：sp>sp2>sp3
例1　Si與C元素位于同一主族，SiO2鍵角小于CO2的原因是________________________
______________________________________________________________________________。
答題模板：×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××，而×××中心原子采取×××雜化，鍵角為×××。
變式訓(xùn)練1　比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：
①H2O________CS2，原因是_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②SO3______SO。③BF3________NCl3。
模型2　價(jià)層電子對構(gòu)型(或中心原子雜化方式)相同，看電子對間的斥力
(1)電子對排斥力大小順序：孤電子對與孤電子對之間>孤電子對與成鍵電子對之間>成鍵電子對與成鍵電子對之間。
例2　已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是__________________，原因是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答題模板： ×××分子中無孤電子對，×××分子中含有n個(gè)孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大，因而鍵角較小。
變式訓(xùn)練2　比較下列分子或離子中的鍵角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：
①PH3________PO，原因是____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②SO______SO。
(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序：三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵，舉例：
COCl2的雜化軌道角度：120°；
排斥力分析：C==O對C—Cl的排斥力大于C—Cl對C—Cl的排斥力；
實(shí)際鍵角：形成兩種鍵角分別為124°18′、111°24′。
變式訓(xùn)練3　在分子中，鍵角∠HCO________(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH，理由是________________________________________________________________________。
模型3　空間結(jié)構(gòu)相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的電負(fù)性
(1)中心原子不同，配位原子相同
例3　AC3與BC3，若電負(fù)性：A＞B，則鍵角：AC3________BC3，原因是______________________________________________________________________________。
(2)中心原子相同，配位原子不同
例4　AB3與AC3，若電負(fù)性：B＞A＞C，則鍵角：AB3____________AC3，原因是______________________________________________________________________________。
變式訓(xùn)練4?、貼H3的鍵角______PH3的鍵角，原因是_______________________________
______________________________________________________________________________。
②NF3的鍵角____NH3的鍵角，理由是_____________________________________________
______________________________________________________________________________。
1．H3BO3 分子中的O—B—O的鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”) BH中的H—B—H的鍵角，判斷依據(jù)是___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
2．高溫陶瓷材料Si3N4晶體中鍵角N—Si—N________(填“>”“<”或“＝”)Si—N—Si，原因是________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
3．SeO中Se—O的鍵角比SeO3的鍵角______(填“大”或“小”)，原因是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。

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