搜索
专题4分子空间结构与物质性质专题复习课知识网络构建专题总结对练杂化轨道类型的判断方法1.根据分子的空间构型判断根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下：杂化轨道类型杂化轨道空间构型键角sp直线形180°sp2平面三角形120°sp3正四面体形109.5°由于常考的分子或离子构型多为直线形、平面三角形、V形、正四面体形、三角锥形等，故可按图索骥、简单判断。分子或离子的空间构型常见分子或离子中心原子杂化轨道类型直线形CO2、CS2、BeCl2、HC≡CH、HC≡N等sp平面三角形BF3、BCl3、SO3、NO－3、CO2－3等sp2正四面体形CH4、CCl4、SiF4、ClO－4、SO2－4、PO3－4、SiO4－4等sp3三角锥形NH3、NCl3、PH3、SO2－3、ClO－3sp3[说明]常见的C2H4、C6H6为平面形分子，键角为120°，可推断其碳原子的杂化轨道类型为sp2。2．根据价电子对互斥理论判断根据价电子对互斥理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型，其关系如下表。中心原子价电子对数杂化轨道空间构型中心原子杂化轨道类型2直线形sp3平面三角形sp24正四面体形sp3【典例1】指出下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型，并判断分子或离子的空间构型。(1)GeCl4中Ge的杂化轨道类型为__________________，分子空间构型为________________。(2)AsCl3中As的杂化轨道类型为__________________，分子空间构型为________________。(3)SeO2－4中Se的杂化轨道类型为__________________，离子空间构型为________________。[解析](1)GeCl4：Ge的价电子对数＝4＋12×[4－4×(8－7)]＝4＋0＝4，Ge采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤对电子，故分子空间构型为正四面体形。(2)AsCl3：As的价电子对数＝3＋12×[5－3×(8－7)]＝3＋1＝4，As采用sp3杂化，因为中心原子上有1对孤对电子，故分子空间构型为三角锥形。(3)SeO2－4：Se的价电子对数＝4＋12×[6＋2－4×(8－6)]＝4＋0＝4，Se采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤对电子，故离子空间构型为正四面体形。[答案](1)sp3正四面体形(2)sp3三角锥形(3)sp3正四面体形3．应用等电子原理判断等电子体具有相同的结构特征，一般来说，等电子体的中心原子的杂化类型相同。对于结构模糊或复杂的分子、离子，可将其转化成熟悉的等电子体，然后进行判断。常见的等电子体往往是同族不同元素或同周期相近元素构成的微粒。4．根据共价键类型判断从杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未杂化轨道形成π键，杂化轨道形成σ键。对于能够明确结构式的分子、离子，可直接用下式判断其中心原子的杂化轨道类型：杂化轨道数n＝中心原子的σ键数＋中心原子的孤电子对数(双键、叁键中只有一个σ键，其余均为π键)。(1)SiF4分子中硅原子杂化轨道类型分析：基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子恰好形成4个σ键，无未成键电子。n＝4，则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。(2)基态碳原子有4个价电子，在HCHO分子中，碳原子与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C===O键，C===O键中有1个σ键、1个π键，碳原子无未成键电子，n＝3，则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。(3)三聚氰胺(结构简式如图所示)中有两种环境的氮原子，环外氮原子分别形成3个σ键，用去基态氮原子5个价电子中的3个，余下1对孤对电子，n＝4，则环外氮原子采用sp3杂化；环内氮原子分别形成2个σ键、1个π键，用去基态氮原子5个价电子中的3个，余下1对孤对电子，n＝3，则环内氮原子采用sp2杂化。【典例2】甲醛分子的结构式如图所示，用2个Cl取代甲醛分子中的H可得到碳酰氯，下列描述正确的是()A．甲醛分子中有4个σ键B．碳酰氯分子中的C原子为sp3杂化C．甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl键角相等D．碳酰氯分子的空间构型为平面三角形，分子中存在一个π键D[甲醛分子中有3个σ键，A不正确；碳酰氯分子中的C原子为sp2杂化，B不正确；根据价层电子对互斥理论可知，碳酰氯分子中的氯原子有3对孤对电子，孤电子对对成键电子对有更强的排斥作用，所以，甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl键角不相等，C不正确；碳酰氯分子的空间构型为平面三角形，碳与氧形成的双键中有一个是π键，D正确。]图解分子构型及其性质【典例3】美国科学家合成了含有N＋5的盐类，含有该离子的盐是高能爆炸物质，该离子的结构呈“V”形，如下图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该物质的说法中正确的是()A．每个N＋5中含有35个质子和36个电子B．该离子中只含有非极性键C．该离子中含有2个π键D．N＋5与PO3－4互为等电子体B[A项，含有35个质子和34个电子；B项正确；C项，含有两个N≡N键，故含4个π键；D项，N＋5含有24个价电子，PO3－4含有32个价电子。故选B。]