分子的空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道 講義 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

分子的空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道學(xué)習(xí)目標1.能準確判斷共價分子中中心原子的雜化軌道類型。2.能用雜化軌道理論和價層電子對互斥理論判斷分子共價鍵的形成和空間構(gòu)型。粒子(分子或離子)空間結(jié)構(gòu)與雜化類型的判斷一、中心原子軌道雜化類型的判斷雜化類型spsp2sp3軌道組成1個ns、1個np1個ns、2個np1個ns、3個np軌道夾角180°120°109°28'VSEPR模型直線形平面三角形正四面體形價層電子對數(shù)234孤電子對數(shù)001012分子(離子)空間結(jié)構(gòu)直線形平面三角形V形正四面體形三角錐形V形實例CO2BF3SO2CH4NH3H2O二、根據(jù)價層電子互斥理論推測簡單分子(或離子)空間結(jié)構(gòu)的方法1.思維模型價層電子對數(shù)VSEPR模型分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)2.關(guān)鍵步驟(1)確定中心原子的價層電子對數(shù)和中心原子孤電子對數(shù)。①對簡單分子(ABm型)或離子(ABmx±型),通過前面“中心原子雜化軌道類型的判斷方法”,②根據(jù)雜化軌道數(shù)=中心原子形成的σ鍵數(shù)+中心原子孤電子對數(shù),可推出:中心原子孤電子對數(shù)=雜化軌道數(shù)-中心原子形成的σ鍵數(shù)=中心原子的價層電子對數(shù)-配位原子的個數(shù)=n-m。(2)由價層電子對數(shù)確定VSEPR模型(即雜化軌道空間構(gòu)型)。(3)略去孤電子對,應(yīng)用價層電子對互斥理論確定分子或離子空間結(jié)構(gòu)(具體見表格)。價層電子對數(shù)(n)234雜化軌道類型spsp2sp3VSEPR模型直線形平面三角形正四面體形孤電子對數(shù)(n-m)001012分子或離子的空間結(jié)構(gòu)直線形平面三角形V形正四面體形三角錐形V形舉例BeCl2NOSO2CH4NH3H2O鍵角180°120°119.5°109°28'107°105°[例1](1)(2023·北京卷節(jié)選)S2O32?的空間結(jié)構(gòu)是(2)(2023·浙江1月卷節(jié)選)硅材料在生活中占有重要地位。請回答:Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為,分子中氮原子的雜化軌道類型是。

[例2](1)(2022·湖南卷節(jié)選)科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型配合物,該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化H2,將N3-轉(zhuǎn)化為NH2?,產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為。

(2)(2022·山東卷節(jié)選)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的Π66大π鍵、則吡啶中N原子的價層孤電子對占據(jù)(填標號)。A.2s軌道 B.2p軌道C.sp雜化軌道 D.sp2雜化軌道(3)(2022·全國乙卷節(jié)選)一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一個雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl鍵。

1.用價層電子對互斥理論預(yù)測H2S和BF3的立體結(jié)構(gòu),兩個結(jié)論都正確的是()A.直線形;三角錐形 B.V形;三角錐形C.直線形;平面三角形 D.V形;平面三角形2.PCl3的分子結(jié)構(gòu)是()A.平面三角形,鍵角小于120°B.平面三角形,鍵角120°C.三角錐形,鍵角小于109°28'D.三角錐形,鍵角109°28'3.白磷是一種能自燃的單質(zhì),其分子的球棍模型如圖所示:,下列敘述錯誤的是()A.每個磷原子形成3個σ鍵,磷原子為sp2雜化B.每個磷原子的價層電子對數(shù)為4,磷原子均為sp3雜化C.1mol白磷中共含6mol共價鍵D.白磷分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形4.(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物,其分子中氮原子、碳原子的雜化軌道類型分別是、。

(2)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑,LiAlH4中陰離子的空間結(jié)構(gòu)是,其中心原子的雜化軌道類型為。

(3)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的空間結(jié)構(gòu)為;固態(tài)三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為。

(4)S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示,S原子采取的軌道雜化方式是。

分子的空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道題型突破[例1](1)四面體形(2)四面體形sp3解析(1)SO42?的中心原子S的價層電子對數(shù)為4,無孤電子對,空間構(gòu)型為四面體形,S2O32?可看作是SO42?中1個O原子被S原子取代,則S2O32?的空間構(gòu)型為四面體形。(2)Si(NH2)4分子可視為SiH4分子中的4個氫原子被—NH[例2](1)sp3雜化(2)D(3)sp2σ解析(1)由結(jié)構(gòu)簡式可知,產(chǎn)物中氮原子的價層電子對數(shù)為4,原子的雜化方式為sp3雜化;(2)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的Π66大π鍵,則說明吡啶中N原子也是采用sp2雜化,雜化軌道只用于形成σ鍵和存在孤電子對,則吡啶中N原子的價層孤電子對占據(jù)sp2雜化軌道,故答案為D;(3)一氯乙烯的結(jié)構(gòu)式為,碳為雙鍵碳,采取sp2雜化,因此C的一個sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C-Clσ鍵。對點訓(xùn)練1.D[在H2S中,價層電子對數(shù)為4,若無孤電子對存在,則其應(yīng)為正四面體形。但中心原子S上有兩個孤電子對,而且孤電子對也要占據(jù)中心原子周圍的空間,它們相互排斥,因此H2S為V形結(jié)構(gòu)。在BF3中,價層電子對數(shù)為3,其中心原子B上無孤電子對,因此BF3應(yīng)為平面三角形。]2.C[PCl3與NH3互為等電子體,因此PCl3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,鍵角小于109°28'。]3.A[由白磷分子的球棍模型圖可知,每個磷原子均形成了3個σ鍵,又因每個磷原子還有一個孤電子對,故價層電子對數(shù)為4,磷原子為sp3雜化,A項錯誤,B項正確;由圖可知C、D項正確。]4.(1)sp3sp3(2)正四面體形sp3(3)平面三角形sp3(4)sp3解析(1)H2NCH2CH2NH2中N原子形成3個σ鍵,孤電子對數(shù)為1,C原子形成4個σ鍵,無孤電子對,二者的價層電子對數(shù)都為4,因此N原子、C原子的雜化軌道類型都為sp3。(2)LiAlH4中的陰離子是AlH4?