1、第十二章物质结构与性质第二节 分子结构与性质考点二 分子的立体构型精讲精练提考能02 基础知识再巩固01课时作业基础知识再巩固 01 夯实基础厚积薄发1.用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)理论要点价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力_，体系的能量_。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)价层电子对数的确定方法 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 1 个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x 是与中心原子结合的原子数。(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型(1)杂化轨道
2、概念：在外界条件的影响下，原子内部_的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。(2)杂化轨道的类型与分子立体构型(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成 键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数中心原子的孤电子对数中心原子的 键个数。代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型CO2022_CH2O033_CH4044_SO2123_NH3134_H2O224_(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断3.等电子原理_相同，_相同的粒子具有相似的化学键特征，它们的许多性质_，如 CO 和_。等电子体的微粒有着相同的分子构型，中
3、心原子也有相同的杂化方式。常见等电子体与空间构型微粒通式价电子总数立体构型CO2、CNS、NO2、N3AX216e直线形CO23、NO3、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NO2AX218eV 形SiO44、PO34、SO24、ClO4AX432e正四面体形PO33、SO23、ClO3AX326e三角锥形CO、N2AX10e直线形CH4、NH4AX48e正四面体形答案1.(1)最小 最低(3)直线形 平面三角形 V 形 正四面体形 三角锥形 V 形2.(1)能量相近(2)1 个 s 轨道 1 个 p 轨道 180 直线形 BeCl2、C2H2、CO2 1 个 s 轨道 2 个 p 轨道
4、 120 平面三角形 BF3、HCHO 1 个 s 轨道 3 个 p 轨道 10928 正四面体形 CH4、CCl4(3)sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3(4)直线形 V 形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形3.原子总数 价电子总数 相似 N2判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1.杂化轨道只用于形成 键或用于容纳未参与成键的孤电子对。()2.分子中中心原子若通过 sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构。()3.NH3 分子为三角锥形，N 原子发生 sp2杂化。()4.只要分子构型为平面三角形，中心原子均为 sp2 杂化。()5.中心原子是 sp 杂化的，其分子构型
5、不一定为直线形。()答案1.2.3.4.5.1.杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤电子对，剩余的 p轨道可以形成 键，即杂化过程中若还有未参与杂化的 p 轨道，可用于形成 键。2.杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。3.杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。4价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。5.中心原子采取 sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可
6、以为四面体形(如 CH4)，也可以为三角锥形(如 NH3)，也可以为 V 形(如 H2O)。一、价层电子对互斥理论的应用1.下列描述中正确的是()CS2为 V 形的极性分子ClO3 的空间构型为平面三角形SF6中有 6 对完全相同的成键电子对SiF4和 SO23 的中心原子均为 sp3杂化A.B C D解析：CS2的空间构型与 CO2 相同，是直线形，错误；ClO3的空间构型是三角锥形，错误；SF6分子是正八面体构型，中心原子 S 原子具有 6 个杂化轨道，每个杂化轨道容纳 2 个电子(1 对成键电子对)，形成 6 个 SF 键，所以 SF6分子有 6 对完全相同的成键电子对，正确；SiF4
7、和 SO23 的中心原子都是 sp3杂化(但是前者为正四面体，后者为三角锥形)，正确。答案：C2.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是()A.SO2、CS2、HI 都是直线形的分子B.BF3键角为 120，SnBr2键角大于 120C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子解析：A.SO2 是 V 形分子；CS2、HI 是直线形的分子，错误；B.BF3键角为 120，是平面三角形结构；而 Sn 原子价电子是 4，在 SnBr2中两个价电子与 Br 形成共价键，还有一对
8、孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于 120，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3 都是三角锥形的分子，而 PCl5是三角双锥形结构，错误。答案：C3.填表，VSEPR 模型和分子(离子)立体模型的确定。化学式孤电子数(axb)/2 电子对数价层电子对数VSEPR 模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型ClOHCNCHCH化学式孤电子数(axb)/2键电子对数价层电子对数VSEPR 模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型H2SH2OBF3NH3NH4CO23化学式孤电子数(axb)/2 键电子对数价层电子对数VSER模型名
9、称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型SO23SO24SO2SO3NO3HCHO化学式孤电子数(axb)/2 键电子对数价层电子对数VSEPR 模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型NCl3H3OClO3CH4PO34化学式孤电子数(axb)/2 键电子对数价层电子对数VSEPR 模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型CH2=CH2C6H6CH3COOH答案：3 1 4 四面体形 直线形 sp30 2 2 直线形 直线形 sp 直线形 sp2 2 4 四面体形 V 形 sp32 2 4 四面体形 V 形 sp30 3 3 平面三角形 平面三角形 sp21 3 4 四面体
10、形 三角锥形 sp30 4 4 正四面体形 正四面体形 sp30 3 3 平面三角形 平面三角形 sp21 3 4 四面体形 三角锥形 sp30 4 4 正四面体形 正四面体形 sp31 2 3 平面三角形 V 形 sp20 3 3 平面三角形 平面三角形 sp20 3 3 平面三角形 平面三角形 sp20 3 3 平面三角形 平面三角形 sp21 3 4 四面体形 三角锥形 sp31 3 4 四面体形 三角锥形 sp31 3 4 四面体形 三角锥形 sp30 4 4 正四面体形 正四面体形 sp30 4 4 正四面体形 正四面体形 sp3 平面形 sp2 平面正六边形 sp2 sp2，sp3
11、二、等电子原理4.N2 的结构可以表示为，CO 的结构可以表示为，其中椭圆框表示 键，下列说法中不正确的是()A.N2 分子与 CO 分子中都含有三键B.CO 分子中有一个 键是配位键C.N2 与 CO 互为等电子体D.N2 与 CO 的化学性质相同解析：由题，N2分子中 N 原子之间、CO 分子中 C、O 原子之间通过 2 个 键，一个 键，即三键结合。其中，CO 分子中1 个 键由 O 原子单方面提供孤电子对，C 原子提供空轨道通过配位键形成。N2 化学性质相对稳定，CO 具有比较强的还原性，两者化学性质不同。答案：D5.下列粒子属于等电子体的是()A.CH4 和 NH4 BNO 和 O2
12、C.NO2 和 O3DHCl 和 H2O解析：只要微粒的原子个数和最外层电子数相等即为等电子体。答案：A6.已知 CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测 COS、CO23、PCl3的空间结构_。解析：COS 与 CO2互为等电子体，其结构与 CO2 相似，所以其为直线形结构；CO23 与 SO3互为等电子体，结构相似，所以 CO23为平面正三角形结构；PCl3与 NF3互为等电子体，结构相似，所以 PCl3为三角锥形结构。答案：COS 为直线形结构；CO23 为平面正三角形结构；PCl3为三角锥形结构精讲精练提考能 02 重点讲解提升技能中心原子杂化类型的判
13、断1.根据杂化轨道数进行推断(1)公式杂化轨道数中心原子孤电子对数(未参与成键)中心原子形成的 键个数(2)中心原子形成 键个数的判断方法因为两原子之间只能形成一个 键，所以中心原子形成的 键个数中心原子结合的原子数。(3)中心原子孤电子对数的判断方法依据经验公式进行计算，对于通式 AXnm 中心原子(A)未用于成键的孤电子对数如 SO24 中的孤电子对数624220、NH4 中的孤电子对数54120、HCN 中的孤电子对数41320。根据分子结构式推断出中心原子的孤电子对数。如 HCN：结构简式(HCN)，中心原子 C 形成两个 键，C 原子的四个价电子全部参与成键，无孤电子对；H2O：结构
14、式(HOH)，中心原子 O 形成两个 键，O 只有两个价电子参与成键，还余四个电子形成两对孤电子对。2.根据分子的空间构型推断杂化方式多原子(3 个或 3 个以上)分子的立体结构与中心杂化方式的对照：分子的立体结构正四面体形三角锥形V 形平面三角形V 形直线形杂化类型sp3sp2sp(1)只要分子构型为直线形的，中心原子均为 sp 杂化，同理，只要中心原子是 sp 杂化的，分子构型均为直线形。(2)只要分子构型为平面三角形的，中心原子均为 sp2杂化。(3)只要分子中的原子不在同一平面内的，中心原子均是 sp3杂化。(4)V 形分子的判断需要借助孤电子对数，孤电子对数是 1 的中心原子是 sp
15、2杂化，孤电子对数是 2 的中心原子是 sp3杂化。3.根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为 10928，则分子的中心原子发生sp3 杂化；若杂化轨道之间的夹角为 120，则分子的中心原子发生 sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为 180，则分子的中心原子发生 sp 杂化。4.根据等电子体原理结构相似推断如：CO2是直线形分子，CNS、NO2、N3 与 CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用 sp 杂化。V1.下列说法正确的是()A.凡是中心原子采取 sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体形B.在 SCl2中，中心原子 S 采取 sp 杂化轨道成键C.杂化轨道只用
16、于形成 键或用于容纳未参与成键的孤电子对D.凡 AB3型的共价化合物，其中心原子 A 均采用 sp3杂化轨道成键解析：A 项，中心原子采取 sp3杂化的分子，其分子构型可以是正四面体形，也可以是三角锥形或 V 形，A 错误；B 项，SCl2中 S 原子采取 sp3 杂化轨道成键，B 错误；D 项，AB3型共价化合物，中心原子可采取 sp2杂化，如 SO3等，D 错误。答案：C2.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是()A.三角锥形、sp3BV 形、sp2C.平面三角形、sp2 D三角锥形、
17、sp2解析：首先求出 SOCl2分子中 S 原子的价层电子对数。孤电子对数12(6221)1，配位原子为 3，所以价层电子对数为 4，S 原子采取 sp3杂化，由于孤电子对占据一个杂化轨道，分子构型为三角锥形。答案：A3.下列分子的空间构型可以用 sp2杂化轨道来解释的是()BF3 CH2=CH2 HCCH NH3 CH4A.BC.D解析：sp2杂化轨道形成夹角为 120的平面三角形杂化轨道，BF3为平面三角形且 BF 键夹角为 120；C2H4中 C 原子以sp2 杂化，且未杂化的 2p 轨道形成 键；同相似；乙炔中的 C 原子为 sp 杂化；NH3中 N 原子为 sp3杂化；CH4中的碳原
18、子为 sp3 杂化。答案：A4.下列分子中，杂化类型相同，空间构型也相同的是()A.H2O、SO2BBeCl2、CO2C.H2O、NH3 DNH3、CH2O解析：各选项中的杂化类型和空间构型分别为：H2O sp3杂化，“V”形，SO2 sp2杂化，“V”形；BeCl2和 CO2都是 sp 杂化，直线形；NH3 sp3 杂化，三角锥形；CH2O sp2杂化，平面三角形。答案：B5.(1)在硅酸盐中，SiO44 四面体(如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中 Si 原子的杂化形式为_。(2)BCl3和 NCl3中心
19、原子的杂化方式分别为_和_。(3)在 H2S 分子中，S 原子轨道的杂化类型是_。(4)S 单质的常见形式为 S8，其环状结构如下图所示，S 原子采用的轨道杂化方式是_。解析：(1)在硅酸盐中，Si 与 4 个 O 形成 4 个 键，Si 无孤电子对；SiO44 为正四面体结构，所以硅原子的杂化形式为 sp3。(2)根据价层电子对互斥理论可知，BCl3和 NCl3中心原子含有的孤电子对数分别是(331)20、(531)21，所以前者是平面三角形，B 原子是 sp2杂化；后者是三角锥形，N 原子是 sp3杂化。(3)S 原子与 H 原子形成了 2 个 键，另外还有 2 个孤电子对，所以 S 为 sp3杂化类型。(4)每个 S 原子与另外 2 个 S 原子形成 2 个共价单键，所以 S 原子的杂化轨道数 键数孤电子对数224，故 S 原子为 sp3杂化。答案：(1)sp3(2)sp2 sp3(3)sp3(4)sp3