1、第2节 共价键与分子的立体构型名师导航知识梳理一、一些典型分子的立体构型1.甲烷分子的形成及立体构型（1）杂化及杂化的过程 美国化学家鲍林提出的杂化轨道理论非常好地解决了甲烷分子的空间构型问题。他认为，在甲烷分子的形成过程中，碳原子中原来能量相近的2s轨道与三个2p轨道将重新组合形成新的、能量相同的原子轨道。这种在外界条件影响下，原子内部轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道（hybrid orbital）。 杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在_、_和_等过程。如CH4分子的形成过程：碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到_空轨道
2、上，这个过程称_，但此时各个轨道的能量_，于是1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量_、_的4个_杂化轨道，然后4个sp3杂化轨道上的电子间_，使四个杂化轨道指向空间_的四个顶点，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的_轨道形成4个相同的_键，从而形成CH4分子。由于4个CH键_，所以形成的CH4分子为_形，键角是_。图2-1 杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上_（比较图2-1中的s、p轨道和杂化后形成的sp3杂化轨道），从而使它与其他原子的轨道重叠的程度_，形成的共价键更_。（2）杂化轨道的类型sp3杂化 CH4分子形成时,分子中碳原子的杂化轨道是由一个_轨道
3、和三个_轨道重新组合而成的,这种杂化称为_,生成的_个杂化轨道则称为sp3杂化轨道。鲍林还根据精确计算得知每两个sp3杂化轨道之间的夹角为_。由于这四个杂化轨道的能量_，根据洪特规则，碳原子的价电子以_的方式分占每个轨道。因此，当碳原子与氢原子成键时，碳原子中的每个杂化轨道的一个_电子与氢原子的一个1s电子配对形成一个共价键，这样所形成的四个共价键是_的，从而使甲烷分子具有_构型。sp杂化 sp杂化轨道是由一个_轨道和一个_轨道组合而成的。sp杂化轨道间的夹角是_，呈_形。例如，气态的BeCl2分子的结构。Be原子的电子结构_，从表面上看Be原子似乎不能形成共价键，但是在激发状态下，Be的一个
4、_可以进入_，经过杂化形成2个sp杂化轨道，与氯原子中的3p轨道重叠形成两个sp-p键。由于杂化轨道间的夹角为_，所以形成的BeCl2分子的空间结构是_形。BeCl2分子杂化态图2-2sp2杂化 sp2杂化是由一个_轨道和_个_轨道组合而成的。sp2杂化轨道间的夹角是_，呈_形。例如BF3分子的结构，硼原子的电子层结构为_，当硼与氟反应时，硼原子的一个_电子激发到一个空的_轨道中，使硼原子的电子层结构变为_。硼原子的_轨道和两个_轨道杂化组合成_杂化轨道，硼原子的三个_杂化轨道分别与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2-p的键，由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为_，所以BF
5、3分子具有_形结构。图2-4图2-5乙烯与乙炔的形成 乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp2杂化。形成乙烯分子时，两个碳原子各用一个配对，形成一个键;每个碳原子的另外两个sp2杂化轨道上的电子分别与两个氢原子的1s轨道的电子配对形成共价键;每个碳原子_能够以_的方式重叠，该轨道上的电子配对形成一个_键。这样，在乙烯分子中的碳原子间，存在一个_键和一个_键。类似地，乙炔分子中的碳原子采取sp1杂化_。两个碳原子间存在一个键和两个键。氨分子的形成 在形成氨分子时，氮原子中的原子轨道也发生了_杂化，生成四个sp3杂化轨道，但所生成的四个sp3杂化轨道中，只有三个轨道各含有_，可分别与一个氢原子的1s电
6、子形成一个_键，另一个sp3杂化轨道中已有_，属于_，不能再与氢原子形成键了。所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。 由于四个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氢原子的1s电子配对成键，所以氨分子的构型为_形。由于氨分子中存在着未成键的孤对电子，它对成键电子对的排斥作用较强，所以使三个NH键的空间分布发生一点变化，他们之间的键角从_被压缩到_。2.苯环的结构与大键 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_杂化（如s、px、py），由此形成的三个sp2杂化轨道在_，这样，每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个
7、碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成键，于是六个碳原子组成一个_碳环;每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的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_，它们均含有_。这六个碳原子的2p轨道相互平行，它们以_的方式相互重叠，从而形成含有六个电子、属于六个原子的键。人们把这种在的键称为_大键。所以，在苯分子中，整个分子呈平面正六边形、六个碳碳键完全相同，键角皆为_。二、分子构型与分子性质1.分子的对称性（1）对称性（symmetry）是指一个物体包含若干等同部分，这些部分相互_，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地方有
8、的部分，经操作后在原有的地方依旧存在相同的部分，也就是说_。对于甲烷分子而言，相对于通过其中两个氢和碳所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称这个平面为_。分子的许多性质如极性、旋光性及化学反应等都与分子的对称性有关。（2）手性 当四个_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，_，即它们不_，我们称它们表现为手性（chirality）。具有手性的分子叫做手性分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对_，通常分别用D和L来标记。因为构成生命的重要物质如蛋白质和核酸等都是由手性分子缩合而成的，因此生物体内进行的化
9、学反应也将受到这些分子构型的影响。2.分子的极性 用毛皮摩擦过的橡胶棒带有负电，它能使水流的方向_，说明水流与橡胶棒间有电性作用，由此可推知水分中存在着带_极和带_极的分子。橡胶棒不能使四氯化碳液流的方向改变，说明四氯化碳液流不受橡胶棒所带负电的影响，由此可推知四氯化碳分子中无_之分。像水分子这样分子内存在正、负两极的分子，通常称_分子，而像四氯化碳分子内没有正、负两极的分子，称为_分子。（1）双原子分子的极性 由相同原子组成的单质分子。如氯分子中，因两原子间的化学键是_，所以氯分子为_分子。而在不同种原子组成的双原子分子如氯化氢分子中，两原子间的化学键为极性键，即分子内有_存在，所以分子为_
10、。由此可知，对双原子分子来说，键的极性与分子的极性是一致的：化学键有极性，分子就_;反之，化学键无极性，通常分子也_。（2）多原子分子的极性 多原子分子的极性与分子中键的极性关系比较复杂。如果组成分子的所有化学键均为非极性键，则分子通常为_分子，如白磷分子（P4）;但组成分子的化学键为极性键时，则分子可能是极性分子如水分子、氨分子等，也可能是非极性分子如二氧化碳分子、甲烷分子等。这是由于多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的_有关。 水分子和二氧化碳分子都是由三个原子组成的分子，但二氧化碳分子为_，分子内两个C=O极性键位于碳原子的两侧，所以两个键的极性相互_，使正、负电荷重心_。因
11、此CO2分子是_分子，在水分子中，分子内的两个OH键的夹角为_，这两个OH键极性不能相互_，正负电荷重心_，所以水分子是极性分子。3.分子极性对物质的熔点、沸点、溶解性的影响（1）分子的极性对物质的熔点、沸点有一定的影响，分子极性越大，分子间的电性作用_，克服分子间的引力使物质熔化或气化所需外界能量就_，故熔点、沸点_。（2）分子极性对物质的溶解性影响 由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质容易溶于_组成的溶剂，难溶于_组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于_组成的溶剂，难溶于_组成的溶剂，这个经验规律又叫_原理。例如，氯化氢易溶于水难溶于汽油，碘易溶于CCl4，难溶于水。疑难突破1
12、.怎样用价层电子对互斥理论确定分子空间构型？剖析：价层电子对互斥理论的基本要点：(1)在AXm型分子中，中心原子A的周围配置的原子或原子团的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对（包括成键电子对和未成键电子对的孤电子对）的互相排斥作用，分子的几何构型总是采取电子对相互排斥作用最小的那种结构。(2)价层电子对之间互相排斥作用大小的一般规律： 孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对-成键电子对推断分子或离子的空间构型的具体步骤：(1)确定中心原子A价层电子对数目中心原子A的价电子数与配体X提供共用的电子数之和的一半，即中心原子A价层电子对数目。(2)确定价层电子对的空间构型。 分子
13、空间构型确定。根据分子中成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子几何构型，如果中心原子成键电子对数是2，孤电子对数是0，则电子对的排列方式是，分子的空间构型是直线形，例如HgCl2、CO2。如果中心原子的成键电子对数是3，孤电子对数是0，电子对的排列方式是，分子的空间构型是三角形，例如BF3。如果中心原子成键电子对数是4，孤电子对数是0，则电子对的排列方式是，分子的空间构型是正四面体形，如CH4、CCl4。2.什么是等电子原理？剖析：等电子原理：含有相同原子数和相同价电子数（指全部电子总数或价电子总数）的分子或离子往往具有相似的几何构型和化学键合情况。下面我们列举几种常见的等电子体
14、及其特征。如表：类型实例结构特征二原子10电子的等电子体N2、CO、NO+、C2-2、CN-一个键，两个离域键直线形三原子16电子的等电子体CO2、CS2、N2O、BeCl2(g)两个键，两个离域键，直线形三原子18电子的等电子体、O3、SO2两个键，一个，V形四原子24电子的等电子体、BF3、SO3（g）三个键，一个平面三角形五原子32电子的等电子体SiF4、CCl4、四个键，正四面体形3.杂化轨道类型、空间构型以及成键能力之间有何关系？剖析：分子空间构型与杂化类型间的关系：sp杂化直线形；sp型杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成的，每个sp杂化轨道含有p和s的成分,轨道间的夹角
15、为180。sp2杂化平面三角形：sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的，每个sp2杂化轨道含有成分，杂化轨道间的夹角都是120，呈平面三角形。如：BF3分子。sp3杂化四面体型：sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道组合而成，每个sp3杂化轨道都含有的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109.5。空间构型为四面体形。问题探究问题1：为了满足生成BF3和BeCl2的要求，B和Be原子的价电子排布应如何改变？用轨道表示B、Be原子的价电子结构的改变。探究：B原子的电子层结构为1s22s22，当硼与氟反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使硼原子的电子层结构变为1s
16、22s12,Be原子的电子结构是1s22s2，在激发态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，使Be原子的电子结构为1s22s12。B原子电子结构的改变过程Be原子电子结构的改变过程图2-6问题2：碳原子的价电子排布为1s22s22p2，最外层只有两个未成对电子，为什么碳能结合四个氢原子形成甲烷分子，而且分子空间构型为正四面体形？探究：碳原子在形成CH4、CF4、CCl4等分子时，C原子有一个电子从2s轨道激发到2p的一个空轨道上去，这样，就有4个未成对电子，同时，碳原子2s的一个轨道和2p的三个轨道“混合”起来，重新形成四个均等的轨道，在这些新轨道中，每个都含有1/4的s和3/4的p的成分，
17、叫做sp3杂化轨道，这四个sp3杂化轨道的键角都是109.5，这样的伸展方向能量最低，形成的共价键最稳定。问题3：BF3和CO2是非极性分子，NH3、H2O是极性分子，在极性键构成的多原子分子中，同样是12型、13型分子，为什么有的是极性分子，有的是非极性分子？探究：ABn（n1）型分子，n个B原子来分享A原子的周围空间，A和B之间的共用电子对因带有同性电荷而彼此排斥，所以n个B原子趋向于平均分享A原子的周围空间，分子呈现中心对称性，使分子成为非极性分子；但是如果A原子的周围存在着未成键的孤对价电子，孤对价电子发生变形，变为非中心对称的极性分子。所以，对于ABn（n1）型分子，中心原子A上如果
18、没有未成键的孤对价电子，分子即为非极性分子。本结论也可以叙述为对于ABn(n1)型分子，如果中心原子A化合价的绝对值处于最大值（即所有价电子全部参与成键，不存在孤对电子），则分子为非极性分子，而如果中心原子A化合价的绝对值处于非最大值（即所有价电子并未全部参与成键，存在孤对电子），则分子为极性分子。如H2O、NH3、PCl3由于O、N、P原子均存在孤对电子，而成为极性分子；CO2、BF3、CH4由于C、B、C原子均不存在孤对电子，而成为非极性分子。 对于更复杂的多原子分子，先通过原子达到稳定结构还缺少的电子数确定原子的成键连接情况，然后选连接在一起的三个原子为局部的研究对象，根据中心原子上是否
19、有孤对电子来确定分子的局部结构，最后将分子的各个局部结构进行综合分析，推导出整体结构和分子的极性。如CHCH，先通过原子达到稳定结构还缺少的电子数确定原子的成键连接情况：HCCH，选取前三个原子和后三个原子为研究对象，因中心原子C上无孤对电子，最终确定分子是直线形的，为非极性分子。再如H2O2，先通过原子达到稳定结构还缺少的电子数确定原子的成键连接情况为HOOH，选取前三个原子和后三个原子为研究对象，因中心原子O上存在孤对电子，两组研究对象分别构成角形结构，最终确定分子不是直线形而是一个空间构型，是极性分子。典题精讲【例1】 下列分子的空间构型是正四面体形的是（ ）CH4 NH3 CF4 Si
20、H4 C2H4 CO2A. B. C. D.思路解析：C与Si都是ns2np2结构，在参与成键时都是形成了四个sp3杂化轨道，故它们的空间构型都是正四面体形。用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成过程答案：B【例2】 能说明苯分子苯环的平面正六边形结构中碳碳键不是单双键交替排列的事实是（ ）A.苯的一元取代物没有同分异构体 B.苯的间位二元取代物只有一种C.苯的邻位二元取代物只有一种 D.苯的对位二元取代物只有一种思路解析：苯的邻位二元取代物可表示为或而实验测定它们是同一种物质，性质完全相同，故说明苯分子中碳碳键不是单双键交替排列，而是均匀分布的相同的键。答案：C【例3】 试用杂化轨道理论说明下列分
21、子或离子的几何构型。（1）CO2（直线形）（2）SiF4（正四面体）（3）BCl3（平面三角形）（4）NF3（三角锥形）（5）（V形）（6）N2H4（NN单键，非平面形）解答：（1）CO2：C以两个sp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形。（3）BCl3：B采取sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个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
22、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。（5）：N采取sp2杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成键，另一个有一对孤对电子，未杂化的p轨道与两个O上的另一个p轨道形成键，形成V形分子结构。（6）N2H4：N采取sp3杂化，四个杂化轨道中的三个分别与一个N和两个H形成三个键，每个N上还有一对孤对电子，故不可能为平面结构。知识导学 通过回忆学过的一些重要分子的空间形状，明确常见分子：NH3、H2O、CO2、CH4及苯分子的空间构型及共价键的键角。 重点阅读教材来理解sp、sp2、sp3杂化的轨道形成。sp：直线形，如C2H2.sp2：平面正三角形，如BF
23、3.sp3：正四面体形，如CF4等。 在成键过程中，成键原子的价电子除主要受其核的吸引外，还受到原子外其他因素（如其他成键原子）对它的作用。这种较小的附加作用可使成键原子的能量相近的价层轨道组合形成一系列新的原子轨道，这个过程称为杂化。其所形成的新的原子轨道就是杂化轨道。杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。 杂化的过程：激发杂化轨道重叠 杂化轨道的数目，等于参与杂化的原子轨道的总数，并包含原原子轨道的成分共价键。 由于价层原子轨道的种类和数目不同，可以组成不同类型的杂化轨道。 常见的有ns和np轨道形成的杂化轨道。 杂化轨道理
24、论要点：（1）原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。（2）参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。（3）杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。 sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道组合而成。 成键原子的ns轨道和三个np轨道的杂化,可以得到四个sp3等性杂化轨道。 sp3杂化轨道间的夹角是10928，空间构型为正四面体形，因而sp3杂化也叫正四面体杂化，所形成的分子具有正四面体的结构。如CH4 、CCl4、NH3、H2O的成键过程与分子结构。 ns轨道与一个np轨道杂化，形成两个sp杂化轨道，形成的两个轨道能量均等，两个杂化轨道对称轴之间
25、的夹角是180（成一条直线）。 两个未参与杂化的p轨道互相垂直，并且都与两个sp杂化轨道对称轴组成的直线垂直。BeCl2分子是直线形的，Be:1s22s22p0sp杂化:图2-3 2条sp杂化轨道是直线形分布，分别与 2个 Cl的3p轨道成键，故分子为直线形。 sp2杂化是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的。sp2杂化轨道间的夹角是120，呈平面三角形。例如BF3分子的结构，硼原子的电子层结构为1s22s22px1，当硼与氟反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空2p轨道中，使硼原子的电子层结构为1s22s12Px12py1。硼原子的2s轨道和两个2p轨道杂化组合成三个sp2杂化轨道分别与
26、三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2-p的键，由于三个sp2杂化轨道,在同一平面上，而且夹角为120，所以BF3分子具有平面三角形结构。 在sp杂化轨道中， s和 p的成分各 1/2，sp2杂化中，s占1/3，p占2/3。p的成分大时，轨道分布向某方向集中，s无方向性，故sp2比sp集中，在成键时重叠程度较大，键较强，体系能量低，这就是杂化过程的能量因素。 s和 p之间形成的杂化轨道，其能量高于 s，低于 p，但p的成分越多能量越高。杂化轨道的类型和特征（见表）杂化类型用于杂化的原子轨道杂化轨道的夹角空间构型Sp一个ns轨道，1个np轨道180直线sp21个ns轨道，2个np轨道120
27、平面三角形sp31个ns轨道，3个np轨道10928四面体形sp3d21个ns轨道，3个np轨道，2个nd轨道90、180八面体sp3d1个ns轨道，3个np轨道，1个nd轨道90、120、180三角双锥形 不同的分子结构,其分子中所含的原子会因在空间的伸展方向不同而具有不同的能量，因而具有不同的稳定性。 乙烯分子和乙炔分子中碳原子的杂化轨道不同，乙烯和乙炔的分子中都具有键，但在乙烯分子中碳原子是以sp2杂化，乙炔分子中碳原子是以sp杂化轨道成键的。 三个sp2杂化轨道的对称轴在同一平面上,对称轴夹角为120。 根据各杂化轨道中所含各原子轨道成分是否相同，又分为等性杂化和不等性杂化。 在NH3
28、分子形成时N原子采取了sp3不等性杂化，形成的4个杂化轨道中有1个轨道中有1对孤对电子，其余3个轨道各有1个不成对电子，孤对电子所在轨道s成分多些，能量低些，与其余3个轨道不同等。 孤对电子不参与成键，所以NH3分子的空间构型为三角锥形。 孤对电子对成键电子对的斥力较大，所以HNH小于正四面体中键间夹角。 用杂化后的原子成键的原理即键和键的形成来分析分子空间结构及分子的稳定性。在杂化成键理论的基础上阅读课本以理解苯分子中大键的形成，理解大键的稳定性，键与一般键的关系。 杂化方式的判断是一个难点，要注意积累经验，原子间形成的共价键，既包括键，也包括键及大键。 根据最大重叠原理，中心原子与每个配位
29、原子之间只能形成且必定形成一个键。除此之外，其他价电子只能形成键或大键。 中心原子的价层电子对数等于中心原子孤电子对数和成键电子对数之和。 以甲烷为例，对于甲烷分子而言，相对于通过其中两个氢和碳所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称这个平面为对称面。分子的许多性质如极性、旋光性及化学反应等都与分子的对称性有关。通过对分子对称元素（对称轴、对称面等）的认识，了解分子的对称性与分子性质之间的关系。 对于手性分子，应从以下两个方面认识：（1）如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。（2）手性碳原子：连接四
30、个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。 判断分子极性主要是把握住键的极性与分子构型的关系。任何一个分子必定存在一个正电荷重心和负电荷重心，如果分子中正电荷重心和负电荷重心重合，该分子就是非极性分子。如果分子中正电荷重心和负电荷重心不重合，该分子就是极性分子。分子中正负电荷重心相距越远，分子的极性就越大。 分子极性的判断：看一个分子是否是极性分子，就要看整个分子里的电荷分布是否对称，电荷均匀分布为非极性分子，不对称的为极性分子。分子是否有极性，不能仅由键的极性决定，也取决于分子的空间构型。分子的极性可以从以下几方面来判断：(1)看化学键类型：只由非极性键构成或不含共价键的分子一定是非极性分子
31、；只含极性键的分子可能是极性分子也可能是非极性分子；含有非极性键的分子也可能是极性分子；极性分子一定含有极性键，也可能含有非极性键等说法应准确理解。(2)看键角：以极性键结合的多原子分子中，有些属于极性分子，有些属于非极性分子，这取决于分子中各键的空间排列，而键角是决定分子空间构型的因素之一。(3)看分子的对称性：分子构型的对称性从整体看，键的极性相互抵销，分子则没有极性。分子空间结构的不对称性则为极性分子。(4)看化合价：分子内中心原子的化合价绝对值（或可理解为共价单键数目，一个双键或一个配位键看作两个单键）等于其主族序数（即最外层电子数）时，为非极性分子，其他为极性分子。(5)看孤对电子：
32、分子内中心原子的最外层无孤对电子（非共用电子对）为非极性分子。对于双原子分子，分子的极性是由化学键的极性引起的。对于多原子分子，形成分子的化学键有极性，但分子不一定是极性分子。其分子的极性主要取决于分子结构是否为中心对称。 极性大，熔沸点一般要高一些。对于极性分子，相对分子质量增大，熔沸点升高。 极性分子易溶于极性溶剂，难溶于非极性分子。如NH3、HCl极易溶于水，难溶于CCl4和苯；非极性分子易溶于非极性的有机溶剂，难溶于极性分子。例如Br2、I2易溶于CCl4、苯等有机溶剂,难溶于水。根据此性质，可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。疑难导析 首先要理解价层电
33、子对互斥理论，应注意以下问题： AXm分子中，A与X之间通过两对或三对电子（即通过双键或叁键）结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或叁键作为一个电子对看待。 要注意重键（叁键、双键）比单键包含的电子数目较多及叁键、双键、单键的斥力大小次序。 计算中心原子价层电子对数时，应注意：（1）氧族元素原子作为配位原子时，是否可认为不提供电子，但作中心原子时可认为它提供所有的6个价电子。（2）如果讨论的是离子，是否应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如中P原子价层电子数应加上3，而中N原子的价层电子数应减去1。（3）如果价层电子数出现奇数电子，是否可把这个单电子当作电子对看待。 由于价层电子对之间的互相排
34、斥作用，它们是否趋向于尽可能的相互远离。 要清楚价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系。 要清楚含有相同原子数和相同价电子数（指全部电子总数或价电子总数）的分子或离子是否往往具有相似的几何构型和化学键合情况。 常常需要针对某一物质找到其等电子体，要知道其基本方法是否是在相同的原子个数前提下，找某原子同周期邻近（左或右、左右结合）的原子组合。 某些时候也可能给出一种物质的结构特点和性质，让你判断其等电子体的结构和性质。例如已知中C原子采取sp2轨道杂化。的结构是平面正三角形，中的S原子采取sp3轨道杂化，其空间构型是正四面体形。试判断、它们的轨道杂化方式及空间构型。 考虑这个问题时，先看、都
35、属于四原子24电子的等电子体，杂化轨道相似，微粒的空间构型相似，所以都属于sp2杂化，平面正三角形结构。另外两种离子同以上分析。 等电子原理可以较快地判断一些分子的构型以及其键合的情况，在科学研究中也有一定的用途，但在应用它时也应注意实际情况，以免误判。例如的结构就不同于的结构。这是因为中心原子用于成键的轨道及杂化类型不同而导致的离子或分子的构型不同的缘故。 要弄清杂化轨道类型、空间构型以及成键能力之间有何关系，首先要清楚杂化轨道的形成过程。 要知道ns轨道和np轨道可组合成几种杂化轨道。 还要知道每种杂化轨道杂化需要几个ns轨道和几个np轨道。 要明确每种杂化轨道分别形成怎样的空间构型，杂化
36、轨道间的夹角是多少。 还要明确每种杂化轨道中的s成分和p成分的比例如何。 最后要弄清每种杂化轨道中的s成分和p成分的比例与成键能力有什么关系。问题导思 学习杂化轨道理论要把握住杂化方式与分子立体构型的关系，要学会用杂化轨道理论来解释一些常见分子的结构、构型和极性，用分子的结构、构型和极性推导原子的杂化方式。BF3是空间正三角形分子，由此可判断B原子采取sp2杂化，当B原子参加反应时，B原子的一个2S电子激发到空的2p轨道上，然后采取sp2杂化，BeCl2是直线型分子，采取sp杂化，Be原子的一个2s电子激发到2p轨道上然后发生sp杂化，形成2个sp杂化轨道，分别与两个F原子成键。 要注意：杂化
37、轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。但应注意，原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生变化的。同时只有能量相近的原子轨道（如2s、2p等）才能发生杂化。而1s轨道与2p轨道由于能量相差较大，它们是不能发生杂化的。在此基础上分析在形成CH4、CF4、CCl4等分子时，碳原子的2s轨道和2p的三个轨道是否形成sp3杂化轨道，从而判断分子空间构型是否为正四面体形。 对于复杂的多原子分子来说，要分以下几种情况讨论： 如果组成原子相同（如S8、P4等分子），那么原子间的化学键是否一定是非极性键。这样的多原子分子是否是非极性分子（O3分子有微弱的
38、极性，是一个例外）。 如果组成原子不相同（如：SO2、CO2、CCl4、CHCl3等），那么这样分子的极性，是否决定于元素的键的极性、决定于分子的空间构型。 分子的空间构型均匀对称是否是非极性分子，如AB2型的直线形分子CO2;AB3型的平面正三角形分子BF3;AB4型的正四面体结构分子CH4等。 分子的空间构型均匀对称是否是非极性分子，可以举例说明。在SO2和CO2分子中，虽然都有极性键（SO2中有S=O键;CO2中有C=O键）但是，因为 CO2分子具有直线形结构，键的极性互相抵消，它的正负电荷重心互相重合，所以CO2是否是一个非极性分子。 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
39、子不完全相同的多原子分子是否为极性分子，如V形的H2O;三角锥形的NH3;不规则四面体分子CH3Cl等。 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是否为极性分子，可以举例说明。SO2分子具有三角形结构，键的极性不能抵消，它的正负电荷重心没有重合，因而SO2是一个极性分子。典题导考绿色通道：碳原子在形成CH4、CF4、CCl4等分子时，C原子有一个电子从2s轨道激发到2p的一个空轨道上去，这样就有四个未成对电子，同时，碳原子2s的一个轨道和2p的三个轨道“混合”起来重新形成四个均等的轨道，在这些新轨道中，每个都含有1/4的s和3/4的p的成分，叫做sp3杂化轨道
40、，这四个sp3杂化轨道的键角都是10928，这样的伸展方向能量最低，形成的共价键最稳定。【典题变式1】 下列分子在形成共价键时有关原子发生sp3杂化的是_。H2O NH3 CH4 PCl3 CO2 N2答案：绿色通道：苯分子中的六个碳原子都是sp2杂化，sp2杂化轨道上的电子配对形成键，六个碳原子形成一个平面正六边形，而未参与杂化的2p轨道上的一个不成对电子以“肩并肩”形式重叠，从而形成了含有六个电子，属于六个碳原子的大键。【典题变式2】 、CH3、都是重要的有机物反应的中间体。中四个原子是共平面的，则C原子是_杂化，键角应是_。答案：sp2 120绿色通道：不同的杂化方式导致杂化轨道的空间角度分布不同，从而决定了分子的几何构型的差异，可根据分子的空间构型判断中心原子的杂化方式。【典题变式3】1.在中，中间的碳原子与两边的碳原子成键所采用的轨道是（ ）A.sp2sp2 B.sp3sp3 C.sp2sp3 D.spsp32.分子B3N3H6叫无机苯，结构为其分子结构与苯相似，试判断B3N3H6中B、N的杂化方式、键角和共价键的成键方式。答案：1.C2.B是sp2杂化，N是sp2杂化，键角为120；B-H与H-N是键，还有一个六原子六电子键。
