1、第一单元分子构型与物质的性质1初步认识分子空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念。2了解杂化轨道的类型(sp3、sp2、sp)，并能运用杂化轨道理论判断分子的空间构型。3能根据价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型。4结合实例说明“等电子原理”的应用。5认识分子的空间构型与极性的关系，能运用有关理论预测分子的极性。分子的空间构型1杂化轨道理论(1)轨道的杂化原子内部能量相近的原子轨道重新组合，形成与原轨道数目相等的一组新轨道的过程。(2)杂化轨道杂化后形成的新的能量相等、成分相同的一组原子轨道。(3)杂化类型sp杂化sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成的，每
2、个sp杂化轨道都含有s和p轨道的成分，杂化轨道间的夹角为180，呈直线形。sp2杂化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杂化轨道都含有s和p轨道的成分，杂化轨道间的夹角为120，呈平面三角形。sp3杂化sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道组合而成的，每个sp3杂化轨道都含有s和p轨道的成分，杂化轨道间的夹角为1095，空间构型为正四面体形。(1)在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程，叫做轨道的杂化。双原子分子中，不存在杂化过程。(2)只有能量相近的轨道才能杂化(ns，np)。(3)杂化过程中，
3、原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。(4)杂化过程中，轨道的形状发生变化。2价层电子对互斥模型(1)分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。电子对之间的夹角越大，排斥力越小。(2)ABm型分子的价电子对计算方法对于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，价电子对数其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。3等电子原理：具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。1判断正误(正确
4、的打“”，错误的打“”)。(1)杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同，但能量不同。()(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。()(3)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。()(4)只有原子总数和价电子总数都相同的分子(或离子)才是等电子体。()(5)互为等电子体的物质，物理性质、化学性质都相似。()(6)CH4、H2O、NH3、HF均含10个质子和10个电子，故为等电子体。()(7)H2O、H2S、H2Se互为等电子体。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是()BF3CH2=CH2CHCHNH3
5、CH4ABC D解析：选A。sp2杂化轨道形成夹角为120的平面三角形，BF3为平面三角形且BF键夹角为120；C2H4中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道重叠形成键；与相似；乙炔中的碳原子为sp杂化，未杂化的2p轨道重叠形成键；NH3中的氮原子为sp3杂化；CH4中的碳原子为sp3杂化。3下列关于杂化轨道的说法错误的是()A并不是所有的原子轨道都参与杂化B同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D杂化轨道都用来成键解析：选D。参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s与2s、2p的能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A、
6、B正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云的重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C项正确；并不是所有的杂化轨道都用来成键，也可以容纳孤电子对(如NH3、H2O的形成)，故D项错误。4用价层电子对互斥模型预测H2O和CH4的空间构型，两个结论都正确的是()A直线形，三角锥形 BV形，三角锥形C直线形，正四面体形 DV形，正四面体形解析：选D。在H2O分子中，价电子对数为4，若无孤电子对存在，则其应为正四面体形。但中心原子O上有两对孤电子对，而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间，它们相互排斥，因此H2O为V形结构。在CH4分子中，价电子对数为4，无孤电子对，所以CH4为正
7、四面体形。5下列不是等电子体的是()AN2O和CO2BO3和NOCCH4和NHDOH和NH解析：选D。原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。A、B、C项的原子总数相同，价电子总数也相同；D项的原子总数不相同。1三种杂化类型的比较杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道1个s轨道1个p轨道1个s轨道2个p轨道1个s轨道3个p轨道杂化轨道及数目2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道示意图分子结构示意图 杂化轨道间夹角1801201095形成分子空间构型直线形平面三角形正四面体形实例BeCl2、C2H2BF3CH4、CCl4(1)杂化轨道间的夹角与分子内的键角
8、不一定相等，中心原子杂化类型相同时，孤电子对越多，键角越小；无孤电子对时，键角相同。(2)杂化轨道数目与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。(3)杂化轨道应尽量占据整个空间使它们之间的排斥力最小。(4)杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。2杂化类型的判断方法(1)根据杂化轨道数目判断杂化轨道只能用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个键，故有下列关系：杂化轨道数目价层电子对数目键电子对数目中心原子的孤电子对数目，再由杂化轨道数目确定杂化类型。杂化轨道数目234杂化类型spsp2sp3(2)根据杂化轨道的空间分布构型判断若杂化轨道在空间的分布为正四面体，则分子的
9、中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp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1095，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。3价电子对数与分子空间构型的关系价电子对数杂化轨道类型价电子对空间构型孤电子对数成键电子对数分子空间构型实例2sp直线形02直线形BeCl23sp2平面三角形03平面三角形BF312V形SnCl24sp3正四面体形04正四面体形
10、CH413三角锥形NH322V形H2O(1)价电子对包括孤电子对和成键电子对，一般孤电子对离核较近。(2)价电子对之间存在相互排斥作用，为减小斥力，相互之间尽可能远离，因此分子的空间构型受到影响。一般地，分子尽可能采取对称的空间结构以减小斥力。(3)价电子对间斥力大小顺序：孤电子对与孤电子对之间的斥力孤电子对与成键电子对之间的斥力成键电子对与成键电子对之间的斥力。4常见的等电子体类型实例三原子、16个价电子的等电子体CO2、CS2、N2O、NO、N、BeCl2(g)两原子、10个价电子的等电子体N2、CO、NO、C、CN三原子、18个价电子的等电子体NO、O3、SO2四原子、24个价电子的等电
11、子体NO、CO、BF3、SO3(g)五原子、32个价电子的等电子体SiF4、CCl4、BF、SO、PO5等电子原理的应用：等电子体的许多性质是相近的，立体构型是相同的。(1)利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如NH3和H3O，原子总数和价电子总数都相等，其立体构型相同(三角锥形)；SiCl4、SO、SiO、PO等的原子数目和价电子总数都相等，互为等电子体，都呈正四面体形。(2)应用于新材料的制造。等电子体不仅有相似的立体构型，而且有相似的性质。如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体AlP、GaAs也都是良好的半导体材料。(3)利用等电子原理针对某物质找等电子体。(1)
12、BF3是平面三角形，但NF3却是三角锥形，试用杂化轨道理论加以说明。(2)甲烷中的碳原子是sp3杂化，下列用*表示的碳原子的杂化和甲烷中的碳原子杂化方式相同的是_。ACH2=CH*CH2CH3B*CH2=CHCH3CCH2=*CHCH3DCH2=*CH2解析(1)BF3中B原子以sp2杂化轨道与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2p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为平面三角形的结构。而NF3分子中N原子采用不等性sp3杂化，有一对孤电子对占据一个杂化轨道，三个sp3杂化轨道与F原子的2p轨道形成三个共价键，由于孤电子对占据四面体的一角，使NF3分子
13、空间构型成为三角锥形。(2)当碳原子以sp3杂化轨道成键时，应形成4个键，A项符合题意。其他选项中带星号的碳原子均形成了1个键(杂化方式是sp2杂化)，不符合题意。答案(1)BF3中B原子采用sp2杂化轨道成键，没有孤电子对，所以其分子构型是平面三角形；NF3中N原子采用sp3杂化轨道成键且杂化轨道中有1个由孤电子对占据，所以其分子构型是三角锥形。(2)A轨道杂化时，轨道的数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变。对于判断分子的杂化方式及空间构型，一般要求熟记教材上常见的分子。 杂化轨道类型及概念判断1s轨道和p轨道杂化的类型不可能有()Asp杂化Bsp2杂化Csp3杂化 Dsp4杂化
14、解析：选D。np轨道有三个：npx、npy、npz，当s轨道和p轨道杂化时只有三种类型：sp杂化：由一个ns轨道和一个np轨道组合而成；sp2杂化：由一个ns轨道和两个np轨道组合而成；sp3杂化：由一个ns轨道和三个np轨道组合而成。2下列说法正确的是()APCl3分子呈三角锥形，这是磷原子采取sp2杂化的结果Bsp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混杂形成的4个新轨道C中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型可能是四面体形或三角锥形或V形DAB3型分子的立体构型必为平面三角形解析：选C。PCl3分子的价电子对数4，因此PCl3分子中磷原子采取sp3杂化，A项错误。sp3杂化轨道是原
15、子最外电子层上的s轨道和3个p轨道混杂形成的4个新轨道，B项错误。一般采取sp3杂化的分子，其立体构型呈四面体形，但如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则分子的立体构型会发生变化，如NH3、PCl3分子呈三角锥形，H2O分子呈V形，C项正确，D项错误。3有关杂化轨道的说法不正确的是()A杂化前后的轨道数目不变，但轨道的形状发生了改变Bsp3、sp2、sp杂化轨道间的夹角分别为1095、120、180C四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释D杂化轨道可用来形成键解析：选D。杂化轨道用于形成键或容纳未参与成键的孤电子对。杂化轨道与分子构型4根据价层电子对互斥理论及原子的杂
16、化轨道理论判断PF3分子的立体构型和中心原子的杂化方式分别为()A直线形sp杂化B平面三角形sp2杂化C三角锥形sp2杂化D三角锥形sp3杂化解析：选D。判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连的原子个数。在PF3分子中P原子的孤电子对数为1，与其相连的原子数为3，所以根据价层电子对互斥理论判断分子构型为三角锥形，进而可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，类似NH3。5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、sp2D三角锥
17、形、sp2解析：选A。SOCl2分子中S原子的杂化轨道数为134，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。6如图是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题：甲醛分子的比例模型甲醛分子的球棍模型(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是_，作出该判断的主要理由是_。(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是_(填序号)。单键双键键键键和键(3)甲醛分子中CH键与CH键之间的夹角_(填“”“”或“”)120，出现该现象的主要原因是_。解析：(1)原子的杂化轨道类型不同，分子的立体构型也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2
18、杂化。(2)醛类分子中都含有C=O键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是键和键的组合。(3)由于碳氧双键中存在键，它对CH键的排斥作用较强，所以甲醛分子中CH键与CH键之间的夹角小于120。答案：(1)sp2杂化甲醛分子的立体构型为平面三角形(2)(3)碳氧双键中存在键，它对CH键的排斥作用较强等电子原理、等电子体7下列各对粒子中，空间结构相似的是()ACS2与NO2BCO2与N2OCSO2与O2 DPCl3与BF3解析：选B。A选项中CS2的价电子总数为16，NO2的价电子总数为17，故二者不属于等电子体；B选项中CO2和N2O的价电子总数均为16，且均为三原子分子，二者互为等电
19、子体，因此具有相似的空间结构；C选项中SO2和O2原子数目不同，价电子总数也不同，故二者不属于等电子体；D选项中PCl3的价电子总数为26，BF3的价电子总数为24，故二者不属于等电子体。8(1)根据等电子原理判断，下列说法中错误的是_。AB3N3H6分子中所有原子均在同一平面上BB3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应CH3O和NH3互为等电子体，均为三角锥形结构DCH4和NH互为等电子体，均为正四面体结构(2)下列微粒组是等电子体的是_。AN2O4和NO2BNa和ClCSO和PO DNO和O2解析：(1)等电子原理是指具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相似的结构特征。苯是B3N
20、3H6的等电子体，因此，它们的结构相似。苯分子中所有的原子均在同一平面上，苯分子中不存在双键，存在大键，B错误。H3O和NH3互为等电子体，NH3为三角锥形结构，则H3O也是三角锥形结构。CH4和NH互为等电子体，CH4是正四面体结构，所以NH也是正四面体结构。(2)N2O4的原子总数和价电子总数都是NO2的2倍；NO的价电子总数是11，O2的价电子总数是12，故A、D不正确；Na的价电子数是10，Cl的价电子数是18，故B不正确。答案：(1)B(2)C分子的极性手性分子一、分子的极性1键的极性与非极性：两种非金属元素之间形成化学键，如果两种元素相同，则形成非极性键，若两者不同，则形成极性键。
21、2(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子称为极性分子。(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子称为非极性分子。3“相似相溶规则”： 一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂。二、手性分子1手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列方式的分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。2手性分子：具有手性异构体的分子。3手性碳原子：在有机物分子中，连接四个不同的原子或基团的碳原子。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)极性分子中不可能含有非极性键。()(2)离子化合物中不可能含有非极性键
22、。()(3)非极性分子中不可能含有极性键。()(4)一般极性分子中含有极性键。()(5)H2O、CO2、CH4都是非极性分子。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列各组物质中，都是由极性键形成极性分子的一组是()ACH4和Br2BNH3和H2OCH2S和CCl4 DCO2和HCl解析：选B。CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S、HCl都是由极性键形成的极性分子，Br2是由非极性键形成的非极性分子。3乳酸()是人体生理活动中无氧呼吸时的一种代谢产物，它_(填“存在”或“不存在”)手性异构体。若存在，请用“*”标出分子中的手性碳原子：_(若不存在，则
23、此空不用填写)。乳酸分子中碳原子的杂化方式为_。答案：存在sp2、sp31判断分子极性的一般思路2判断ABn型分子极性的方法(1)化合价法：ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，该分子为极性分子。具体实例如下：分子BF3CO2SO3(g)H2ONH3SO2中心原子的化合价的绝对值346234中心原子的价电子数346656分子极性非极性非极性非极性极性极性极性(2)根据键的极性、分子立体构型判断类型实例键的极性立体构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性
24、分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2 (X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子3手性分子的判断方法(1)观察实物与其镜像能否重叠，如果不能重叠，说明是手性分子。如图： (2)观察是否有手性碳原子有机物具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用*C来表示。例如：中含有1个手性碳原子。4手性分子的应用(1)手性碳原子与手性分子的判断：手性碳原子
25、必须是饱和碳原子，且饱和碳原子所连接的四个原子或原子团必须不同。含有手性碳原子的分子叫手性分子。(2)具有手性关系的分子互称为手性异构体，又叫对映异构体、光学异构体。(3)手性分子的主要用途生产手性药物。人工合成的手性药物百分之八十以上是手性异构体各半的消旋药，它像一把双刃剑，一手可治病，另一手却可能致病。因此，目前的手性制药要求必须把手性异构体分离开，出售药品中只含能治病的那种手性异构体。生产手性催化剂。手性催化剂是只催化或主要催化一种手性分子的合成，不得到或基本上得不到它的手性异构体分子。下列叙述中正确的是()ANH3、CO、CO2都是极性分子BCH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C
26、HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强DCS2、H2O、C2H2都是直线形分子解析CO2是非极性分子，A项错误。非金属性：FClBrI，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，C项错误。由价层电子对互斥理论可知，H2O分子的立体构型为V形，D项错误。答案B(1)非金属单质中，O3是V形分子，为空间不对称结构，故O3为极性分子(非金属单质中的特例)。(2)可从分子立体结构是否对称来判断复杂的多原子分子是极性分子还是非极性分子。如HCN为直线形分子，为不对称结构，属于极性分子；又如H2O2的结构式为HOOH，其立体结构如图所示，它不是对称结构，属于
27、极性分子。PH3的分子构型为三角锥形；BeCl2的分子构型为直线形；CH4的分子构型为正四面体形；CO2的分子构型为直线形；BF3的分子构型为平面正三角形；NF3的分子构型为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是()A为极性分子，为非极性分子B只有为非极性分子，其余为极性分子C只有为极性分子，其余为非极性分子D只有为非极性分子，其余为极性分子解析：选A。CO2 分子为直线形，键的极性可抵消，为非极性分子。CH4 分子为正四面体形，键的极性也可抵消，为非极性分子。NF3 中由于N原子的孤电子对对成键电子对的排斥作用，使电子不能均匀分布，为极性分子，同理，PH3也为极性分子。BeCl2 分子构型为
28、直线形，键的极性可抵消，为非极性分子。BF3分子构型为平面正三角形，键的极性可抵消，为非极性分子。键的极性与分子的极性1下列有关分子的叙述中正确的是()A以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B以极性键结合起来的分子一定是极性分子C非极性分子只能是双原子单质分子D非极性分子中一定含有非极性共价键解析：选A。对于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质判断正误。A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的空间结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，非极性分子不一定是双原子单质分子，如C
29、H4；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。2下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A二氧化硫B四氯化碳C双氧水 D乙烯解析：选D。SO2只含极性键，是极性分子；四氯化碳是只含极性键的非极性分子；H2O2是既含极性键(OH)又含非极性键(OO)的极性分子；乙烯是既含极性键(CH)又含非极性键(C=C)的非极性分子。3PH3又称磷化氢，在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体，电石气的杂质中常含有它。它的结构与NH3分子结构相似。以下关于PH3的叙述中正确的是()APH3是非极性分子BPH3分子中有未成键的电子对CPH3是一种强氧化剂DPH3分子中的PH键是非极
30、性键解析：选B。PH3与NH3分子的结构相似，因此在P原子的最外层有一对孤电子对未成键。PH键是由不同种原子形成的共价键，属于极性键。根据PH3的分子结构可知该分子的正电荷重心和负电荷重心不重合，故分子有极性。PH3中P呈3价，具有很强的还原性。手性分子4下列有机物分子具有手性异构体的是()ACH4 BCH3CH2OHC DCH3COOH解析：选C。存在手性异构体的分子中一定存在至少1个连接4个不同原子或基团的碳原子。因此4个选项中只有C项中存在手性异构体，中标有“*”的碳原子是手性碳原子，其余选项中碳原子均不是手性碳原子。5下列有机物分子中属于手性分子的是()CH3CH2CH(OH)COOH
31、 2丁醇 丙三醇A只有 B和C D解析：选C。写出各分子的结构简式： ，可知中含手性碳原子(用“*”标记)，而中不含手性碳原子，故属于手性分子。6下列分子中含有3个手性碳原子的是()解析：选D。A选项中无手性碳原子，B、C、D中含有的手性碳原子(带*者)分别为 ，故正确选项为D。重难易错提炼1杂化轨道理论是为了解释分子的立体构型提出的一种价键理论。常见的杂化类型有sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。2价电子对数为2、3、4时，中心原子分别采取sp、sp2、sp3杂化。3sp杂化得到夹角为180的直线形杂化轨道，sp2杂化得到三个夹角为120的平面三角形杂化轨道，sp3杂化得到4个夹角为1095的
32、四面体形杂化轨道。4课后达标检测基础巩固1下列现象中，不能用“相似相溶规则”解释的是()A酒精与水以任意比互溶B用纯碱洗涤油脂C氨易溶于水D用苯将溴水中的溴萃取出来解析：选B。酒精与水均为极性分子，且二者之间能形成氢键，酒精易溶于水，A正确；用纯碱洗涤油脂利用的是水解原理，B错误；NH3与H2O均是极性分子，相似相溶，且二者还能形成氢键，增大了其溶解性，C正确；苯与Br2均为非极性分子，互相溶解，D正确。2下列有关苯分子中的化学键描述正确的是()A每个碳原子的一个sp2杂化轨道参与形成大键B每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大键C碳原子的3个sp2杂化轨道与其他碳原子形成2个键和1个键D碳原
33、子的未参加杂化的2p轨道与其他碳原子的2p轨道形成键解析：选B。杂化轨道只能形成键，而不能形成键。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碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成键；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；未参与杂化的2p轨道形成大键。3下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A二硫化碳B甲烷C一氯乙烷 D乙炔解析：选D。A、B、D三项分子均为非极性分子，但A、B两项分子中不含有非极性键。4下列关于SO2与CO2的说法正确的是()A都是直线形结构B中心原子都采取sp杂化C硫原子和碳原子上都没有孤电子对DSO2为V形
34、结构，CO2为直线形结构解析：选D。CO2中碳原子是sp杂化，是直线形结构，SO2中硫原子是sp2杂化，是V形结构，有一对孤电子对。5下列分子中，不含手性碳原子的是()解析：选B。如果一个碳原子连接四个不同的原子或基团，这样的碳原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原子。6关于结构如图所示的有机物的叙述中正确的是()A1 mol此有机物与足量Na发生反应，生成3 mol H2B分子中有3个手性碳原子C分子中sp2、sp3杂化的原子个数比为11D1 mol此有机物与足量H2发生加成反应，有2 mol 键断裂解析：选D。1 mol此有机物含 3 mol OH，与足量钠反应生成15 mol H
35、2；该分子中只有六元环中两个连羟基的碳原子为手性碳原子；连有双键的4个碳原子为sp2杂化，其余3个碳原子及3个氧原子为sp3杂化；与H2加成时碳碳双键中的键断裂。7NH3、H2O、CH4三分子中键角的大小顺序正确的是()ANH3H2OCH4 BCH4NH3H2OCH2OCH4NH3 DH2ONH3CH4解析：选B。NH3、H2O、CH4分子的价层电子对模型均为正四面体形，价电子对间的夹角按理应为1095，由于NH3分子有一对孤电子对，H2O分子有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对有较大的斥力，使成键电子对之间的夹角减小。所以三个分子的键角从大到小的顺序是CH4NH3H2O。8下列说法不正确的是
36、()AHCHO分子中的C原子有两个未参与杂化的2p轨道形成键BH2O分子的键角不是90CSiH4是正四面体形分子，NCl3是三角锥形分子DBCl3的空间构型是平面三角形解析：选A。HCHO中的C原子和O原子各以1个未杂化的2p轨道形成键，A项错误。H2O分子的键角为1045；SiH4中Si原子和NCl3中的N原子均为sp3杂化，在SiH4中没有孤电子对，其分子构型为正四面体形；NCl3的中心原子N有1个sp3杂化轨道为孤电子对占有，另外3个杂化轨道与Cl原子的3p轨道上的电子成键，故NCl3分子的构型为三角锥形；BCl3中B原子为sp2杂化，BCl3为平面三角形分子，故B、C、D三项均正确。9
37、下列叙述正确的是()ANH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心BCCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心CH2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央DCO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央解析：选C。本题主要考查常见物质的结构和空间构型。NH3是三角锥形的立体极性分子，A错；CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构，B错；CO2是C原子在2个O原子中间的直线形分子，D错；水分子是O原子在2个H原子中间的V形分子，即，故选C。10下列关于等电子体的说法中，正确的是()AN2与CO不属于等电子体
38、，故它们的熔、沸点和溶解度相差较大BPO与SO不属于等电子体，故结构不相似CNO与O3属于等电子体，故NO为O2的同素异形体D苯与硼氮苯(如图)属于等电子体，故硼氮苯中含有大键解析：选D。选项A、B中的CO与N2、PO与SO均属于等电子体。选项C中NO与O3属于等电子体，但NO与O2不是同素异形体。11有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中，正确的是()A假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子B假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子C假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子D假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子解析：选C。本题考查了分
39、子极性与分子的空间结构的关系。12下列说法不正确的是()A某微粒空间构型为三角锥形，则该微粒一定是极性分子B某微粒空间构型为V形，则中心原子一定有孤电子对Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体形解析：选D。三角锥形分子的中心原子一定为sp3杂化，且有1对孤电子对，因此一定是极性分子；V形分子中的中心原子可能为sp2杂化或者为sp3杂化，若为sp2杂化则有1对孤电子对，若为sp3杂化则有2对孤电子对；sp3杂化轨道中参与杂化的s轨道和p轨道为同一电子层中的原子轨道，二者的能量相近；中心原子为
40、sp3杂化的分子也可能为V形分子或三角锥形分子。13指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。(1)CO2分子中的C采取_杂化，分子的结构式为_，空间构型是_。(2)CH4分子中的C采取_杂化，分子的结构式为_，空间构型是_。(3)H2S分子中的S采取_杂化，分子的结构式为_，空间构型是_。解析：杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成键和容纳孤电子对，剩余的p轨道还可以形成键。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间构型，如sp3杂化轨道间的夹角为1095，空间构型为四面体形，分子的空间构型为四面体形、三角锥形或V形。因此，也可根据分子的空间构型确定分子(或离子)中杂化
41、轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。答案：(1)spO=C=O直线形(2)sp3 正四面体形(3)sp3 V形141919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如：由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有_、_；这些等电子体的空间构型为_形
42、。 (3)CS2、BeCl2(g)、NO具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此，它们的结构与由第2周期两元素组成的_分子的结构相同，微粒呈_形，中心原子采取_杂化。(4)CO、NO等微粒具有相同的通式：_，它们的总价电子数都等于_，因此，它们与由第 A 族两元素组成的_分子结构相同，呈_形，中心原子都采取_杂化。答案：(1)N2COCO2N2O(2)O3SO2V(3)CO2(或N2O)直线sp(4)AX324SO3平面三角sp2 能力提升15元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为889%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在
43、这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)在X和Y两种元素形成的化合物中：X的质量分数为50%的化合物的化学式为_；该分子的中心原子发生_杂化，分子构型为_。X的质量分数为60%的化合物的化学式为_；该分子的中心原子发生_杂化，分子构型为_。(2)由元素X、Y和氢三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式：_、_，两种酸的酸根阴离子分别为_和_，其空间构型分别为_和_。(3)在由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是_(写分子式)，分子构型为V形的是_(写分子式)。解析：本题综合考查元素推断、轨道杂化以及分子构型和物质性质。根据氢化物化学式H2
44、X，知100%889%。可推知，X的相对原子质量为16，则X为O，Y为S，则其氧化物为SO2、SO3，形成的酸分别为H2SO3和H2SO4，对应的酸根阴离子分别为SO和SO。对于各种微粒的空间构型，如SO2、SO3、SO和SO，可依据步骤依次判断如下：SO2SO3SOSO价电子对数3344成键电子对数2334孤电子对数1010杂化轨道数3344空间构型V形平面三角形三角锥形正四面体形氧元素与氢元素形成的化合物可能为H2O或H2O2，其中H2O分子为 V形，H2O2分子中存在非极性键“OO”。答案：(1)SO2sp2V形SO3sp2平面三角形(2)H2SO3H2SO4SOSO三角锥形正四面体形(
45、3)H2O2H2O16有A、B、C、D、E五种元素，它们的原子序数依次增大，且都小于20。其中D、E是金属元素；A与E属同一主族，且最外层只有1个电子，其中A的原子核内没有中子，E单质与水剧烈反应并伴有一定的燃烧现象；D原子的电子层数与最外层电子数相同，且次外层具有8个电子；C原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；B原子的最外层电子数是奇数，其单质在常温下为难以液化的气体。请推断并回答：(1)AE的元素符号分别为A_、B_、C_、D_、E_。(2)B单质的电子式为_。(3)在这五种元素之中，A与C组成的具有共价键的三原子分子是_，A与B形成的具有极性键的四原子分子是_，这两种分子组成的物质互相
46、_(填“溶解”或“不溶解”)，原因是_。解析：A最外层有1个电子且核内没有中子，知为氢元素；E与A同主族，且原子序数小于20，知为钠、钾中的一种，又因E单质与水剧烈反应并伴有燃烧现象，知为钾元素；D原子次外层有8个电子，即D核外至少有3个电子层，又因电子层数等于最外层电子数，加之原子序数又小于20，故D为铝元素；C最外层电子数是次外层电子数的3倍，C只能是氧元素；B的原子序数小于C的，最外层电子数是奇数且形成气体，故为氮元素，氮气难液化符合题意。答案：(1)HNOAlK(2)NN(3)H2ONH3溶解二者都是极性分子，根据“相似相溶规则”，且二者之间能形成氢键，故两种分子组成的物质互相溶解17
47、氮可以形成多种离子，如N3、NH、N、NH、N2H、N2H等，已知N2H与N2H是由中性分子结合质子形成的，类似于NH，因此有类似于NH的性质。(1)写出N2H在碱性溶液中反应的离子方程式：_。(2)NH的电子式为_。(3)N有_个电子。(4)写出两种由多个原子组成的含有电子数与N相等的物质的化学式：_。(5)等电子体的微粒往往具有相似的结构，试预测N的空间构型为_。(6)据报道，美国科学家卡尔克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质，由于其具有极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个NN键。则“N5”分子碎片所带电荷是_。解析：(1)联想NH与碱溶液反应的离子方程式，可写出该反应的离子方程式：N2H2OH=N2H42H2O。(2)NH的电子式为。(3)N有73122个电子。(4)与N互为等电子体的微粒有N2O、CO2等。(5)互为等电子体的物质具有相似的结构特征，故N的空间构型为直线形。(6)由题意可以写出该分子碎片的结构式为，故该分子碎片带一个单位正电荷。答案：(1)N2H2OH=N2H42H2O(2) (3)22(4)N2O、CO2(合理即可) (5)直线形(6)一个单位正电荷