1、专题4 分子空间结构与物质性质 1.能利用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论判断和解释分子或离子的空间构型。2.能利用共价键类型及杂化轨道理论判断中心原子的杂化类型。核心素养发展目标 考题精选精练深思 触类旁通微型专题克难解疑 精准高效内容索引NEIRONGSUOYIN微型专题WEI XING ZHUAN TI01 例1 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 A.BeCl2与BF3B.CO2与SO2 C.CCl4与NH3D.C2H2与C2H4 一、杂化轨道类型的判断解析 BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化轨道类型分别为sp、sp2。CO2分子中杂化轨道数为2，
2、SO2分子中杂化轨道数为3，中心原子杂化轨道类型分别为 sp、sp2。C项中中心原子杂化轨道类型都为sp3。D项中中心原子杂化轨道类型分别为sp、sp2。方法点拨 含双键或叁键的分子的中心原子的杂化轨道类型还可以根据键数目判断，如1个CO2、C2H2、C2H4分子中键数目分别为2、2、1，碳原子杂化轨道类型分别为sp、sp、sp2。相关链接 杂化轨道类型判断方法小结(1)由杂化轨道数目判断 杂化轨道数中心原子孤电子对数中心原子结合的原子数。即：杂化轨道数 2 3 4 杂化轨道类型 sp sp2 sp3(2)根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型：若杂化轨道在空间的分布为正四面体型或三角
3、锥型，则分子的中心原子采取sp3杂化；若杂化轨道在空间的分布为平面三角形，则分子的中心原子采取sp2杂化；若杂化轨道在空间的分布为直线形，则分子的中心原子采取sp杂化。(3)根据杂化轨道之间的夹角判断中心原子杂化轨道类型；若杂化轨道之间的夹角为109.5，则分子的中心原子采取sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则分子的中心原子采取sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则分子的中心原子采取sp杂化。变式1 下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是 BF3 CH2=CH2 CHCHPH3 CH4 A.B.C.D.解析 BF3、PH3、CH4 中心原子的杂化轨道数分别为12(33)3
4、、12(53)4、12(44)4，所以 B、P、C 的杂化类型分别为 sp2、sp3、sp3 杂化。双键 C 原子采取 sp2 杂化、叁键 C 原子采取 sp 杂化，C2H4 中 C 原子为 sp2 杂化，C2H2 中 C 原子为 sp 杂化。C6H6 中的 C 原子采取 sp2 杂化。例2 下列各组分子的空间构型相同的是 A.SnCl2、BeCl2B.BF3、NH3 C.CCl4、SiF4D.CS2、OF2 二、分子(离子)空间构型的判断 解析 通过分子的价电子对数、孤电子对数确定分子的空间构型，其中A、D项中分子的具体情况如下表：键电子对数 中心原子上的孤电子对数 价电子对数 空间构型 S
5、nCl2 2(421)1 3 V形 BeCl2 2(221)0 2 直线形 CS2 2(422)0 2 直线形 OF2 2(621)2 4 V形 12121212B项中BF3、NH3的空间构型分别为平面三角形、三角锥型；C项中，CCl4与SiF4的空间构型均为正四面体型。方法规律 判断分子或离子的空间构型时，要能够正确计算价层电子对数：一是直接根据中心原子的价电子成键情况分析；二是运用计算公式算出价电子对数。变式2 下列分子或离子中，中心原子价层电子对互斥模型为四面体型，且分子或离子空间构型为V形的是 A.B.C.H3OD.H2S NH4ClO3解析 中价电子对数4(5141)4，且不含孤电子
6、对，价层电子对互斥模型和离子的空间构型均为正四面体型，故A错误；NH412ClO3 中价电子对数312(7132)4，价层电子对互斥模型为四面体型，且含有一个孤电子对，所以离子空间构型为三角锥型，故 B 错误；H3O中价电子对数314，所以其价层电子对互斥模型为四面体型，该离子中含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥型，故C错误；H2S 中价电子对数212(62)4，价层电子对互斥模型为四面体型，且含有 2个孤电子对，所以 S 原子采用 sp3 杂化，为 V 形结构，故 D 正确。返回考题精选KAO TI JING XUAN02 1.(2019昆明月考)下列分子或离子的中心原子采用sp3杂化
7、的是 NF3 C2H4 C6H6 C2H 2 A.B.C.D.解析 NF3分子中N原子采取sp3杂化；C2H4分子中C原子采取sp2杂化；C6H6分子中C原子采取sp2杂化；C2H2分子中C原子采取sp杂化；NH4NH4 中 N 原子采取 sp3 杂化。12345678123452.下列分子或离子中，价层电子对互斥模型与粒子的空间构型一致的是 A.SO2B.HCHOC.NCl3D.H3O 678解析 当中心原子没有孤电子对时，价层电子对互斥模型与分子的空间构型就是一致的，SO2、NCl3、H3O的中心原子均有孤电子对，A、C、D项错误。123453.下列说法正确的是 A.CH2Cl2分子的空间
8、构型为正四面体型 B.H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的空间构型为V形 C.CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的空间构型为直线形 D.的空间构型为平面三角形 678SO2312345解析 CH4中4个共价键完全相同，为正四面体型，CH2Cl2分子的4个共价键不完全相同，所以分子的空间构型不是正四面体型，A错误；678中S原子的价电子对数3(6232)4，为sp3杂化，含1对孤电子对，分子的空间构型为三角锥型，D错误。SO2312CO2中C原子的价电子对数2(422)2，为sp杂化，分子的空间构型为直线形，C正确；12H2O分子中O原子的价电子对数2(612)4，为sp3
9、杂化，含有2对孤电子对，分子的空间构型为V形，B错误；12123454.(2018绵阳中学高二月考)下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间构型也相同的是 A.BeCl2、CO2B.H2O、SO2 C.SO2、CH4D.NF3、CH2O 67812345678解析 根据价层电子对互斥理论可知，H2O中O原子上的孤电子对数2，键电子对数为2，采取sp3杂化，故H2O为V形结构，SO2中S原子上的孤电子对数1，键电子对数为2，采取sp2杂化，故SO2为V形结构，B项不符合题意；62126222同样分析可知，BeCl2中Be原子采取sp杂化，BeCl2是直线形结构，CO2中C原子采取sp杂化，C
10、O2是直线形结构，A项符合题意；SO2中S原子采取sp2杂化，SO2是V形结构，CH4中C原子采取sp3杂化，CH4是正四面体型结构，C项不符合题意；NF3中N原子采取sp3杂化，NF3是三角锥型结构，CH2O中C原子采取sp2杂化，CH2O是平面三角形结构，D项不符合题意。5.(2019青岛高二检测)下列说法中正确的是 A.PCl3分子是三角锥型，这是因为磷原子是sp2杂化的结果 B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道 C.中心原子采取sp3杂化的分子，其空间构型可能是四面体型或三角锥型或V形 D.AB3型的分子空间构型必为平面三角形 12345678
11、 12345678解析 PCl3分子中心磷原子上的价电子对数键电子对数孤电子对数34，因此PCl3分子中磷原子是sp3杂化，故选项A错误；5312sp3杂化轨道是原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个轨道，故选项B错误；一般中心原子采取sp3杂化的分子所得到的空间构型为四面体型，如甲烷分子，但如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则构型发生变化，如NH3、PCl3分子是三角锥型，H2O分子是V形，故选项D错误，C正确。6.(2018无锡校级期末)下列说法正确的是 CS2为V形分子 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和的
12、中心原子均采取sp3杂化 A.B.C.D.12345678 ClO3SO2312345678解析 CS2和CO2的分子构型相同，为直线形分子，错误；ClO3 中 Cl 的价电子对数312(7123)4，含有 1 对孤电子对，则 ClO3 的空间构型为三角锥型，错误；SF6中含有6个SF键，每个SF键含有1对成键电子对，则SF6分子中有6对完全相同的成键电子对，正确；SiF4 中 Si 的价电子对数412(414)4，SO23 中 S 的价电子对数312(6223)4，则 SiF4 和 SO23 的中心原子均采取 sp3 杂化，正确。7.(2018苏州月考)(1)利用价层电子对互斥模型推断分子或
13、离子的空间构型。12345678PO34 _；CS2_；BCl3_。正四面体型直线形平面三角形解析 PO34 属于 AB4 型，成键电子对数是 4，孤电子对数为 0，呈正四面体型；CS2属于AB2型，成键电子对数是2，孤电子对数为0，呈直线形；BCl3属于AB3型，成键电子对数是3，孤电子对数为0，呈平面三角形。(2)有两种活性反应中间体粒子(带电荷)，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式并判断原子的杂化方式。_、_；_、_。CH3sp2杂化 CH3sp3杂化解析 对于 AB3 型分子，若中心原子无孤电子对，呈平面三角形；若有一对孤电
14、子对，则呈三角锥型，所以题中两种模型表示的化学式及碳原子的杂化方式分别是 CH3、sp2杂化，CH3、sp3 杂化。12345678(3)BF3和NF3都是四原子分子，BF3的中心原子是_(填元素符号，下同)，NF3的中心原子是_；BF3分子的空间构型是平面三角形而NF3分子的空间构型是三角锥型，其原因是_。12345678BNBF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的孤电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥型结构 8.硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，
15、请根据下列信息回答有关问题：(1)硼砂中阴离子Xm(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示，则在Xm中，2号硼原子的杂化类型为_；m_(填数字)。sp22解析 根据图示可知，2号B原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，故采取sp2杂化；根据图示可知，该阴离子的化学式为H4B4O，其中H显1价，B显3价、O显2价，所以m2。m912345678(2)BN中B的化合价为_，请解释原因：_。解析 由于电负性：NB，所以 BN 中 B 显3 价，BF4 的空间构型为正四面体型。123456783N的电负性大于B的电负性12345678返回(3)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的空间构型为_；NaBF4的电子式为_。正四面体型BF4解析 NaBF4的电子式为。本课结束
