2019-2020学年高中化学 第2章 微型专题（三）分子（离子）空间构型与杂化轨道类型的判断课件

第2章化学键与分子间作用力1.能利用价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。学习目标定位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WEIXINGZHUANTI01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SO2C.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sp1、sp2；CO2分子中杂化轨道数为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sp1、sp2；C项中中心原子杂化轨道类型均为sp3；D项中中心原子杂化轨道类型分别为sp1、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π键数目判断，如1个CO2、C2H2、C2H4分子中π键数目分别为2、2、1，碳原子杂化轨道类型分别为sp1、sp1、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234杂化轨道类型sp1sp2sp3(2)根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型：①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子采取sp3杂化；②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；③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sp1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sp1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①BF3②CH2==CH2③④CH≡CH⑤NH3⑥CH4A.①②③B.①⑤⑥C.②③④D.③⑤⑥√解析sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为sp1杂化；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。例2下列各组分子的空间构型相同的是A.SnCl2、BeCl2B.BF3、NH3C.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：σ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SnCl22(4－2×1)＝13V形BeCl22(2－2×1)＝02直线形CS22(4－2×2)＝02直线形OF22(6－2×1)＝24V形12121212B项中BF3、NH3的空间构型分别为平面三角形、三角锥形；C项中，CCl4与SiF4的空间构型均为正四面体形。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；二是运用计算式推导出价电子对数。变式2下列分子或离子中，中心原子电子对的空间构型为正四面体形且分子或离子的空间构型为V形的是A.B.PH3C.H3O＋D.OF2√解析中心原子价层电子对的空间构型为正四面体形，且分子或离子的空间构型为V形的只有3个原子构成的分子或离子，OF2为V形结构。A选项是三角锥形的NH3结合了一个H＋，呈正四面体形，B项中PH3为三角锥形，C中H3O＋是V形的H2O结合了一个H＋，呈三角锥形。NH＋4NH＋4返回考题精选KAOTIJINGXUAN021.(2019·南昌月考)下列分子或离子的中心原子采用sp3杂化的是①NF3②C2H4③C6H6④C2H2⑤A.①②④B.①⑤C.②③D.③⑤√解析①NF3分子中N原子采取sp3杂化；②C2H4分子中C原子采取sp2杂化；③C6H6分子中C原子采取sp2杂化；④C2H2分子中C原子采取sp1杂化；⑤中N原子采取sp3杂化。1234567NH＋4NH＋42.下列说法正确的是A.CH2Cl2分子的空间构型为正四面体形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sp1，分子的空间构型为直线形D.的空间构型为平面三角形√1234567SO2－3解析CH4中4个共价键完全相同，为正四面体形，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形，A错误；1234567H2O分子中O原子的价电子对数＝2＋12×(6－1×2)＝4，为sp3杂化，含有2对孤电子对，分子的空间构型为V形，B错误；CO2中C原子的价电子对数＝2＋12×(4－2×2)＝2，为sp1杂化，分子的空间构型为直线形，C正确；SO2－3中S原子的价电子对数＝3＋12×(6＋2－3×2)＝4，为sp3杂化，含1对孤电子对，分子的空间构型为三角锥形，D错误。3.(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、SO2C.SO2、CH4D.NF3、CH2O1234567√同样分析可知，BeCl2中Be原子采取sp1杂化，BeCl2是直线形结构，CO2中C原子采取sp1杂化，CO2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是正四面体形结构，C项不符合题意；NF3中N原子采取sp3杂化，NF3是三角锥形结构，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。1234567解析根据价电子对互斥理论可知，H2O中O原子上的孤电子对数＝6－2×12＝2，σ键电子对数为2，采取sp3杂化，故H2O为V形结构，SO2中S原子的孤电子对数＝6－2×22＝1，σ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；4.(2019·淄博高二检测)下列说法中正确的是A.PCl3分子是三角锥形，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形或三角锥形或V形D.AB3型的分子空间构型必为平面三角形√12345671234567sp3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形，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分子是三角锥形，H2O分子是V形，故选项D错误，C项正确。解析PCl3分子中中心磷原子的价电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋5－3×12＝4，因此PCl3分子中磷原子为sp3杂化，故选项A错误；5.(2018·呼和浩特校级期末)下列说法正确的是①CS2为V形分子②的空间构型为平面三角形③SF6中有6对完全相同的成键电子对④SiF4和的中心原子均采取sp3杂化A.①②B.②③C.③④D.①④√1234567ClO－3SO2－31234567解析①CS2和CO2的分子构型相同，为直线形分子，错误；②ClO－3中Cl的价电子对数＝3＋12×(7＋1－2×3)＝4，含有1对孤电子对，则ClO－3的空间构型为三角锥形，错误；③SF6中含有6个S—F键，每个S—F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；④SiF4中Si的价电子对数＝4＋12×(4－1×4)＝4，SO2－3中S的价电子对数＝3＋12×(6＋2－2×3)＝4，则SiF4和SO2－3的中心原子均采取sp3杂化，正确。6.(2019·武汉月考)(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间构型。：__________；CS2：________；BCl3：____________。1234567PO3－4正四面体形直线形平面三角形解析属于AB4型，成键电子对数是4，孤电子对数为0，呈正四面体形；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。PO3－4(2)有两种活泼性反应中间体粒子(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碳原子的杂化方式。______、_________。______、_________。1234567CH＋3sp2杂化CH－3sp3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；若有一对孤电子对，则呈三角锥形，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CH＋3、sp2杂化，CH－3、sp3杂化。(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形，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1234567BNBF3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，形成三角锥形结构7.(2018·衡水二中期中)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88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)X、Y两种元素在周期表中的位置分别为_______________________________。(2)在元素X和元素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______，该分子的中心原子以sp2杂化，分子构型为_____。12345第2周期ⅥA族、第3周期ⅥA族SO2V形67(3)X的质量分数为60%的化合物的化学式为_____，该分子的中心原子以sp2杂化，分子构型为____________。(4)由氢、X、Y三种元素形成的常见化合物有两种，其水溶液均呈酸性，其分子式分别为______________，并比较酸性强弱：______________。(5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是_______(填分子式，下同)，分子构型为V形的是______。SO3平面三角形H2SO3、H2SO4H2SO4＞H2SO3H2O2H2O1234567解析根据氢化物化学式H2X知MrXMrX＋2×100%＝88.9%，Mr(X)≈16。故X的相对原子质量为16，则X为O，Y为S。由元素X和元素Y形成的两种化合物分别为SO2、SO3，根据杂化轨道理论确定其分子构型、极性。氢、X、Y三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4，酸性：H2SO4＞H2SO3。X元素为O，与氢元素形成的两种化合物为H2O和H2O2，其中H2O的分子构型为V形，H2O2分子中含有非极性O—O键。返回