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本章整合BENZHANGZHENGHE知识网络专题归纳专题归纳知识网络专题一专题二专题一杂化轨道理论、价层电子对互斥理论与分子立体结构的关系1.杂化轨道类型与分子立体结构杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角分子的立体构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109.5°四面体形CH42.价层电子对互斥理论判断共价分子结构的一般规则中心原子的价层电子对数与分子的立体结构有密切联系,对ABm型化合物,A的价层电子对数:n=A的价电子数+B的价电子数×𝑚2一般来讲,价电子数即为最外层电子数,但B为卤素、氢原子时,提供1个价电子;若为氧原子、硫原子时,则不提供电子;若有成单电子时,则看成电子对。专题归纳知识网络专题一专题二如果价层电子对中有未成键的孤电子对,则分子立体结构发生相应的变化,用价层电子对理论解释。价层电子对互斥理论价层电子对数成键电子对数孤电子对数VSEPR模型分子的立体构型实例220直线形直线形BeCl2330平面三角形平面三角形BF321V形SnBr2440四面体形四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O专题归纳知识网络专题一专题二3.一些常见分子的键角和立体结构实例结构式键角分子的立体结构CO2180°直线形CS2CH≡CHH—C≡C—HH2O105°V形(角形)H2S105°BF3120°平面形120°专题归纳知识网络专题一专题二120°平面正六边形NH3107°三角锥形P460°正四面体形CH4109°28'专题归纳知识网络专题一专题二例题1如图所示是甲醛分子模型的示意图。根据该图和所学的化学键知识回答下列问题:(1)甲醛分子中碳原子轨道杂化的方式是,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(用序号填空)。①单键②双键③极性键④非极性键⑤σ键⑥π键⑦σ键和π键(3)甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角(填“=”“”或“”)120°,出现该现象的主要原因是。专题归纳知识网络专题一专题二解析:本题考查的是杂化轨道理论、价层电子对互斥模型、分子的立体结构与成键的类型、键参数等知识的综合运用。(1)原子杂化轨道的类型不同,分子的立体结构也不同。由图可知,甲醛分子为平面三角形,所以甲醛分子中碳原子的杂化方式是sp2。(2)碳与氧的电负性不同,所以碳氧键是极性键。醛的分子中都含有羰基(CO),所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说,双键是σ键和π键的组合。(3)由于碳氧双键中存在π键,它对C—H键电子对的排斥作用较强,所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。答案:(1)sp2杂化甲醛分子为平面三角形(2)②③⑦(3)碳氧双键中存在π键,它对C—H键电子对的排斥作用较强专题归纳知识网络专题一专题二专题二全面总结分子极性的判断方法判断分子的极性,可以从正负电中心、对称性、分子的立体构型、键角、化合价、中心原子的孤电子对数、溶解性等方面分析。1.从正负电中心是否重合判断正负电中心重合,为非极性分子;正负电中心不重合,为极性分子。如SO3为平面正三角形结构,硫原子位于正三角形的中心,三个氧原子位于正三角形的三个顶点上,结构对称,正负电中心重合,因此SO3为非极性分子。专题归纳知识网络专题一专题二2.利用分子的对称性判断当一个分子的对称元素(对称面、对称轴等)相交于一点时,该分子为非极性分子;当一个分子的对称元素相交于一根线时,该分子为极性分子。如甲烷分子的对称轴相交于中心碳原子上,所以甲烷分子为非极性分子。水分子、氨分子、一氧化碳分子的对称元素相交于一根线,所以这些分子为极性分子。当中心原子指向不明时,需先预测它的结构,再判断其结构的空间对称性。如C5H12分子,若它的结构简式为C(CH3)4,把—CH3看成CH4分子中的—H,显然其为非极性分子;若它的结构为直链结构或其他带有支链的结构,则为极性分子。3.从分子的立体构型判断当多原子分子的结构呈直线形、平面正三角形、正四面体形时,该分子为非极性分子,否则为极性分子。如BeCl2、CO2、CS2分子呈直线形,SO3、BF3分子呈平面正三角形,CH4、CCl4、SiCl4等分子呈正四面体形,PCl5分子呈三角双锥形,它们都为非极性分子。H2O、SO2分子呈V形,NH3分子呈三角锥形,它们都为极性分子。专题归纳知识网络专题一专题二4.从键角判断对多原子分子来说,当键角全部为180°、120°、109°28'时,为非极性分子;否则,为极性分子。如CO2、C2H2、BeCl2、CS2等,键角均为180°;SO3、BF3等,键角均为120°;CH4、CCl4等,键角均为109°28'。5.从中心原子的化合价判断不管中心原子是显正价还是显负价,只要其化合价的绝对值等于最外层电子数,该分子就为非极性分子;否则为极性分子。如CO2、CS2、BF3等,其中心原子的正化合价数值都与其最外层电子数相等,均为非极性分子;NH3分子中,H为+1价,N为-3价,中心原子N的最外层有5个电子,N的负化合价绝对值与其最外层电子数不等,NH3为极性分子。6.从中心原子的孤电子对判断当多原子分子中心原子的最外层电子全部参与成键,即不存在孤电子对时,为非极性分子;否则为极性分子。如CO2分子的中心原子C,最外层电子全部用于形成共价键,不存在孤电子对,CO2为非极性分子。SO2的中心原子S,最外层电子中存在1对孤电子对,SO2为极性分子。专题归纳知识网络专题一专题二7.从分子在某溶剂中的溶解性判断根据“相似相溶”,极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂。通过溶剂是否有极性,就可判断出分子是否有极性。如苯易溶于四氯化碳,而难溶于水,水为极性分子,而四氯化碳为非极性分子,则苯为非极性分子。从以上各种方法的分析不难看出,虽然各种方法都能判断分子的极性,但真正容易操作的方法还是第5种。第7种方法须做实验,然后才能进行判断。其他5种方法,需在明确分子立体构型的前提下,才能进行分析和判断。专题归纳知识网络专题一专题二例题2在极性分子中,正电中心同负电中心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电中心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量,μ=d·q。试回答以下问题。(1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ=0的是。(2)治癌药Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构,Pt处在四边形的中心,NH3和Cl分别处在四边形的4个端点上。已知该化合物有两种异构体,棕黄色者μ0,淡黄色者μ=0。试画出两种异构体的构型图,并比较它们在水中的溶解度。淡黄色者,棕黄色者;在水中溶解度较大的是。专题归纳知识网络专题一专题二解析:(1)μ=0的分子必须是非极性分子,HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中,只有CS2是非极性分子。(2)由棕黄色者μ0,淡黄色者μ=0可知,棕黄色者是极性分子,结构不对称,淡黄色者是非极性分子,结构对称。根据“相似相溶”的规律,棕黄色者在水中溶解度较大。答案:(1)CS2(2)棕黄色者