新教材高中化學(xué)第2章微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)第1課時(shí)分子空間結(jié)構(gòu)的理論分析導(dǎo)學(xué)案魯科版選擇性必修2

第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)第1課時(shí)分子空間結(jié)構(gòu)的理論分析核心素養(yǎng)學(xué)業(yè)要求1．能將化學(xué)事實(shí)和微粒間相互作用相關(guān)理論模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)和合理的匹配。2．能選取適當(dāng)?shù)淖C據(jù)從不同的視角分析問題，推出合理的結(jié)論；能描述和表示與微粒間相互作用有關(guān)的理論模型，指出模型表示的詳細(xì)含義。1．能夠用雜化軌道理論說明一些典型分子的空間結(jié)構(gòu)。2．了解價(jià)電子對互斥理論，能預(yù)料某些分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3．了解常見分子的空間結(jié)構(gòu)。雜化軌道理論1．在外界條件影響下，原子內(nèi)部eq\x(\s\up1(01))能量相近的原子軌道重新組合形成新的原子軌道的過程叫作eq\x(\s\up1(02))原子軌道的雜化。組合后形成的一組新的原子軌道叫作eq\x(\s\up1(03))雜化原子軌道。2．s軌道和p軌道雜化后，雜化軌道不僅變更了原有s軌道和p軌道的eq\x(\s\up1(04))空間取向，而且使它在與其他原子的原子軌道成鍵時(shí)eq\x(\s\up1(05))重疊的程度更大，形成的共價(jià)鍵eq\x(\s\up1(06))更堅(jiān)固。3．有幾個(gè)原子軌道參與雜化，雜化后就生成eq\x(\s\up1(07))幾個(gè)雜化軌道。雜化軌道的能量eq\x(\s\up1(08))相同。4．幾個(gè)典型的雜化類型(1)sp雜化一個(gè)s軌道和一個(gè)p軌道雜化形成eq\x(\s\up1(09))兩個(gè)sp雜化軌道，夾角eq\x(\s\up1(10))180°，空間結(jié)構(gòu)為eq\x(\s\up1(11))直線形。如eq\x(\s\up1(12))乙炔分子中的碳原子采納sp雜化。(2)sp2雜化一個(gè)s軌道和兩個(gè)p軌道雜化形成eq\x(\s\up1(13))三個(gè)sp2雜化軌道，夾角為eq\x(\s\up1(14))120°，空間結(jié)構(gòu)為eq\x(\s\up1(15))平面三角形，如eq\x(\s\up1(16))乙烯分子中的碳原子采納sp2雜化。(3)sp3雜化一個(gè)s軌道和三個(gè)p軌道雜化形成eq\x(\s\up1(17))四個(gè)sp3雜化軌道，夾角為eq\x(\s\up1(18))109°28′，空間結(jié)構(gòu)為eq\x(\s\up1(19))正四面體形，如eq\x(\s\up1(20))甲烷分子中的碳原子采納sp3雜化。5．苯分子的空間結(jié)構(gòu)和大π鍵(1)依據(jù)雜化軌道理論，形成苯分子時(shí)每個(gè)碳原子的價(jià)電子原子軌道都發(fā)生了eq\x(\s\up1(21))sp2雜化，由此形成的eq\x(\s\up1(22))三個(gè)sp2雜化軌道在同一平面內(nèi)，還有一個(gè)未參與雜化的2p軌道(如2pz)垂直于這個(gè)平面。(2)每個(gè)碳原子的兩個(gè)eq\x(\s\up1(23))sp2雜化軌道分別與鄰近的兩個(gè)碳原子的sp2雜化軌道重疊形成σ鍵，于是六個(gè)碳原子組成一個(gè)正六邊形的碳環(huán)；每個(gè)碳原子的另一個(gè)eq\x(\s\up1(24))sp2雜化軌道分別與一個(gè)氫原子的1s軌道重疊形成σ鍵。(3)每個(gè)碳原子上各有一個(gè)未參與雜化的垂直于碳環(huán)平面的2p軌道，這六個(gè)軌道以“eq\x(\s\up1(25))肩并肩”的方式相互重疊形成屬于六個(gè)C原子的大π鍵。6．形成氨分子時(shí)，因?yàn)榈拥?s和2p原子軌道發(fā)生的是sp3雜化，所以四個(gè)sp3雜化軌道在空間的分布呈eq\x(\s\up1(26))四面體形。又因?yàn)樗膫€(gè)sp3雜化軌道中的一個(gè)軌道已有一對電子，只有另外三個(gè)軌道中的未成對電子可以與氫原子的1s電子配對成鍵，所以形成的氨分子的空間結(jié)構(gòu)與甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)不同，呈eq\x(\s\up1(27))三角錐形。價(jià)電子對互斥理論1．價(jià)電子對互斥理論能比較簡便地eq\x(\s\up1(01))定性預(yù)料分子的空間結(jié)構(gòu)，其基本觀點(diǎn)是：分子中的中心原子的價(jià)電子對——eq\x(\s\up1(02))成鍵電子對(bp)和eq\x(\s\up1(03))孤電子對(lp)由于相互eq\x(\s\up1(04))排斥作用，處于不同的eq\x(\s\up1(05))空間取向且盡可能趨向于eq\x(\s\up1(06))彼此遠(yuǎn)離。2．價(jià)電子對互斥理論能較便捷地預(yù)料分子的空間結(jié)構(gòu)。若n個(gè)價(jià)電子對全部是成單鍵的電子對且沒有孤電子對，為使價(jià)電子對之間的eq\x(\s\up1(07))斥力最小，價(jià)電子對應(yīng)盡量eq\x(\s\up1(08))遠(yuǎn)離。因此當(dāng)n＝2、3、4、5、6時(shí)，分子的空間結(jié)構(gòu)分別為eq\x(\s\up1(09))直線形、eq\x(\s\up1(10))三角形、eq\x(\s\up1(11))四面體形、eq\x(\s\up1(12))三角雙錐形和eq\x(\s\up1(13))八面體形。代表物質(zhì)有二氯化汞、三氟化硼、四氯化碳、五氯化磷和六氟化硫。3．在乙醇分子中，羥基上的氧原子有eq\x(\s\up1(14))兩對成鍵電子對和eq\x(\s\up1(15))兩對孤電子對，價(jià)電子對共有eq\x(\s\up1(16))四個(gè)空間取向；氧原子價(jià)電子對相互排斥而遠(yuǎn)離，呈eq\x(\s\up1(17))四面體形，因此C—O—H呈eq\x(\s\up1(18))角形。在乙酸分子中，羧基上的碳原子的價(jià)電子對均為成鍵電子對，C=O上的成鍵電子對僅有eq\x(\s\up1(19))一個(gè)空間取向，因此碳原子的價(jià)電子對共有eq\x(\s\up1(20))三個(gè)空間取向，相互排斥而遠(yuǎn)離，因此部分呈eq\x(\s\up1(21))三角形。1．推斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形態(tài)發(fā)生了變更。()(2)雜化軌道全部參與形成化學(xué)鍵。()(3)凡是中心原子實(shí)行sp3雜化軌道成鍵的分子其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形。()(4)VSEPR模型可用來預(yù)料分子的空間結(jié)構(gòu)。()(5)中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子四周的空間并參與相互排斥。()(6)分子中鍵角越大，價(jià)層電子對相互排斥力越大。()答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×解析(2)雜化軌道可以部分參與形成化學(xué)鍵，如NH3中N發(fā)生sp3雜化，形成4個(gè)sp3雜化軌道，但只是3個(gè)雜化軌道參與形成化學(xué)鍵。(3)中心原子實(shí)行sp3雜化的分子，其VSEPR模型是正四面體形，但其空間結(jié)構(gòu)不肯定是正四面體形，如H2O和NH3分子中中心原子均實(shí)行sp3雜化，但H2O是角形，NH3是三角錐形。(6)分子中鍵角越大，價(jià)層電子對相互排斥力越小。2．有關(guān)苯分子的說法不正確的是()A．苯分子中C原子均以sp2雜化方式成鍵，形成夾角為120°的三個(gè)sp2雜化軌道，故為正六邊形的碳環(huán)B．每個(gè)碳原子還有一個(gè)未參與雜化的2p軌道，垂直于碳環(huán)平面，相互交蓋，形成大π鍵C．大π鍵中6個(gè)電子被6個(gè)C原子共用，故稱為6中心6電子大π鍵D．苯分子中共有六個(gè)原子共面，六個(gè)碳碳鍵完全相同答案D解析苯分子中六個(gè)碳原子、六個(gè)氫原子共十二個(gè)原子共平面。3．在中，中間的碳原子和兩邊的碳原子分別采納的雜化方式是()A．sp2sp2 B．sp3sp3C．sp2sp3 D．spsp3答案C解析中碳原子形成了3個(gè)σ鍵，所以須要形成3個(gè)雜化軌道，即采納sp2雜化方式；—CH3中碳原子形成4個(gè)σ鍵，需形成4個(gè)雜化軌道，即采納sp3雜化方式。4．下列說法中正確的是()A．PCl3分子是三角錐形，這是因?yàn)镻原子是以sp2雜化的結(jié)果B．sp3雜化軌道是由隨意的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的四個(gè)sp3雜化軌道C．凡中心原子實(shí)行sp3雜化的分子，其VSEPR模型都是四面體形D．AB3型的分子空間結(jié)構(gòu)必為平面三角形答案C解析PCl3分子的中心原子P含有3個(gè)成鍵電子對和1個(gè)孤電子對，屬于sp3雜化，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，A錯(cuò)誤；能量相近的s軌道和p軌道形成雜化軌道，則sp3雜化軌道是能量相近的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的四個(gè)sp3雜化軌道，B錯(cuò)誤；凡中心原子實(shí)行sp3雜化的分子，其VSEPR模型都是四面體形，而分子的空間結(jié)構(gòu)還與含有的孤電子對數(shù)有關(guān)，C正確；AB3型的分子空間結(jié)構(gòu)與中心原子的孤電子對數(shù)也有關(guān)，如BF3中B原子沒有孤電子對，為平面三角形，NH3中N原子有1個(gè)孤電子對，為三角錐形，故D錯(cuò)誤。探究一雜化軌道理論為什么甲烷分子具有正四面體的空間結(jié)構(gòu)？提示：在形成CH4分子時(shí)，碳原子的一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成四個(gè)能量相等的sp3雜化軌道。四個(gè)sp3雜化軌道分別與四個(gè)H原子的1s軌道重疊成鍵形成CH4分子，所以四個(gè)C—H鍵是等同的?？杀硎緸楣蔆H4是正四面體的空間結(jié)構(gòu)。1．雜化軌道理論四要點(diǎn)(1)能量相近原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(2)數(shù)目不變形成的雜化軌道數(shù)與參與雜化的原子軌道數(shù)相等。(3)成鍵實(shí)力增加雜化變更原有軌道的形態(tài)和伸展方向，使原子形成的共價(jià)鍵更堅(jiān)固。(4)排斥力最小雜化軌道為使相互間的排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同。2．雜化軌道類型的推斷方法(1)依據(jù)雜化軌道之間的夾角推斷：若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則中心原子發(fā)生sp雜化。(2)依據(jù)分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)推斷①正四面體形→中心原子為sp3雜化；三角錐形→中心原子為sp3雜化；②平面三角形→中心原子為sp2雜化；③直線形→中心原子為sp雜化。3．雜化軌道類型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)當(dāng)雜化軌道全部用于形成σ鍵時(shí)雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目s111p123雜化軌道數(shù)目234雜化軌道間的夾角180°120°109°28′空間結(jié)構(gòu)直線形平面三角形正四面體形實(shí)例BeCl2、HgCl2、CO2、CS2BCl3、BF3、BBr3CF4、SiCl4、SiH4(2)當(dāng)雜化軌道中有未參與成鍵的孤對電子時(shí)，由于孤對電子的排斥作用，會使分子的空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道在空間的分布不同，如H2O和NH3，O與N的雜化類型都為sp3雜化，孤電子對數(shù)分別為2、1，分子空間結(jié)構(gòu)分別為角形、三角錐形。對于ABm型分子、中心原子的雜化軌道數(shù)可以這樣計(jì)算。雜化軌道數(shù)n＝eq\f(中心原子價(jià)電子數(shù)＋配位原子供應(yīng)的價(jià)電子數(shù),2)。其中配位原子中，鹵素原子、氫原子供應(yīng)1個(gè)價(jià)電子，硫原子、氧原子不供應(yīng)價(jià)電子，即供應(yīng)價(jià)電子數(shù)為0。例如：代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型CO2eq\f(1,2)×(4＋0)＝2spCH2Oeq\f(1,2)×(4＋2＋0)＝3sp2CH4eq\f(1,2)×(4＋4)＝4sp3SO2eq\f(1,2)×(6＋0)＝3sp2NH3eq\f(1,2)×(5＋3)＝4sp3H2Oeq\f(1,2)×(6＋2)＝4sp31．能正確表示CH4中碳原子的成鍵方式的示意圖為()A. B.C. D.答案D解析碳原子的2s軌道與2p軌道形成4個(gè)等性的雜化軌道，因此碳原子4個(gè)價(jià)電子分占在4個(gè)sp3雜化軌道上，且自旋狀態(tài)相同。2．有關(guān)雜化軌道的說法不正確的是()A．雜化軌道全部參與形成化學(xué)鍵B．雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形態(tài)發(fā)生了變更C．sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為109°28′、120°、180°D．部分四面體形、三角錐形、角形分子的結(jié)構(gòu)可以用sp3雜化軌道說明答案A解析雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤電子對。(1)sp雜化和sp2雜化的兩種形式中，原子還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵，而雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤對電子。(2)雜化軌道成鍵時(shí)，要滿意能量最低原理，各軌道電子之間排斥力大小確定鍵的方向，即確定雜化軌道間的夾角。由于鍵角越大化學(xué)鍵之間的排斥力越小，對sp雜化來說，當(dāng)鍵角為180°時(shí)，其能量最小，所以sp雜化軌道成鍵時(shí)分子呈直線形；對sp2雜化來說，當(dāng)鍵角為120°時(shí)，其能量最小，所以sp2雜化軌道成鍵時(shí)，分子呈平面三角形。由于雜化軌道類型不同，雜化軌道間夾角也不相同，其成鍵時(shí)鍵角也就不相同，故雜化軌道的類型與分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。(3)雜化軌道的夾角與成鍵軌道的夾角大小不肯定相等。如NH3、H2O的中心原子均為sp3雜化，但由于中心原子有孤對電子及其數(shù)目不同，使得成鍵軌道的夾角小于雜化軌道的夾角。探究二價(jià)電子對互斥理論價(jià)電子對互斥理論模型與分子的空間結(jié)構(gòu)是否一樣？提示：價(jià)電子對互斥理論模型說的是價(jià)電子對的空間結(jié)構(gòu)，而分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對空間結(jié)構(gòu)，不包括孤電子對。①當(dāng)中心原子無孤電子對時(shí)，兩者的結(jié)構(gòu)一樣；②當(dāng)中心原子有孤電子對時(shí)，兩者的結(jié)構(gòu)不一樣。1．基本觀點(diǎn)分子中的中心原子的價(jià)電子對——成鍵電子對和孤電子對由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離。2．空間結(jié)構(gòu)(n個(gè)成鍵電子對全部是成單鍵的電子對且沒有孤電子對)ABn價(jià)電子對數(shù)空間結(jié)構(gòu)模型分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角n＝22直線形180°n＝33平面三角形120°n＝44正四面體形109°28′n＝55三角雙錐形90°、120°n＝66正八面體形90°3．價(jià)電子對互斥理論模型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系價(jià)電子對互斥理論模型說的是價(jià)電子對的空間結(jié)構(gòu)，而分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對的空間結(jié)構(gòu)，不包括孤電子對。(1)當(dāng)中心原子無孤電子對時(shí)，二者的結(jié)構(gòu)一樣；(2)當(dāng)中心原子有孤電子對時(shí)，二者的結(jié)構(gòu)不一樣。雜化類型價(jià)層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價(jià)電子對空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)實(shí)例sp220直線形直線形HgCl2、BeCl2sp2321平面三角形角形SO2330平面三角形平面三角形BF3、SO3sp3422四面體形角形H2O431四面體形三角錐形NH3440正四面體正四面體CH4留意：價(jià)電子對數(shù)(1)成鍵電子對數(shù)：由分子式確定，等于與中心原子成鍵的原子數(shù)。(2)中心原子上的孤電子對數(shù)：中心原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)×(中心原子的價(jià)電子數(shù)－與中心原子結(jié)合的原子未成對電子數(shù)之和)4．價(jià)電子對之間的斥力的大小規(guī)律(1)電子對之間的夾角越小，排斥力越大。(2)由于成鍵電子對受兩個(gè)原子核的吸引，所以電子云比較緊縮，而孤電子對只受到中心原子的吸引，電子云比較“肥大”，對鄰近電子對的斥力較大，所以電子對之間斥力大小依次如下：孤電子對—孤電子對>孤電子對—成鍵電子>成鍵電子—成鍵電子。(1)等電子體原理化學(xué)通式相同，價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子互為等電子體，具有相同的空間結(jié)構(gòu)。(2)常見的等電子體類型實(shí)例空間結(jié)構(gòu)雙原子10價(jià)電子N2、CO、NO＋、Ceq\o\al(2－,2)、CN－直線形三原子16價(jià)電子CO2、CS2、N2O、CNO－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)、SCN－、BeCl2直線形三原子18價(jià)電子NOeq\o\al(－,2)、O3、SO2角形四原子24價(jià)電子NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、BOeq\o\al(3－,3)、SiOeq\o\al(2－,3)、BF3、SO3平面三角形四原子26價(jià)電子NF3、PCl3、NCl3、SOeq\o\al(2－,3)三角錐形五原子8價(jià)電子CH4、NHeq\o\al(＋,4)、SiH4正四面體形五原子32價(jià)電子SiF4、CCl4、BFeq\o\al(－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)(3)找等電子體的方法①同周期左右替換法，如O3和NOeq\o\al(－,2)、N2O和Neq\o\al(－,3)等。②同主族上下替換法，如SO2和O3、BF3和AlCl3等。3．依據(jù)價(jià)電子對互斥理論及原子的雜化軌道理論推斷，NF3分子的空間結(jié)構(gòu)和中心原子的雜化方式為()A．直線形、sp雜化 B．平面三角形、sp2雜化C．三角錐形、sp2雜化 D．三角錐形、sp3雜化答案D解析NF3分子中N原子價(jià)電子對數(shù)＝eq\f(5＋3,2)＝4eq\o(→,\s\up7(價(jià)電子對),\s\do5(互斥理論))N原子價(jià)電子對空間結(jié)構(gòu)為四面體形eq\o(→,\s\up7(N原子上的孤電子對數(shù)＝1))NF3為三角錐形；NF3分子中，N原子雜化軌道數(shù)為4eq\o(→,\s\up7(雜化軌道),\s\do5(理論))N原子雜化軌道(sp3雜化)。4．用價(jià)電子對互斥理論(VSEPR)可以預(yù)料很多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，有時(shí)也能用來推想鍵角大小。下列推斷正確的是()A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子答案C解析SO2是角形分子，CS2、HI是直線形的分子，A錯(cuò)誤；BF3鍵角為120°，是平面三角形結(jié)構(gòu)，而Sn原子價(jià)電子數(shù)是4，在SnBr2中兩個(gè)價(jià)電子與Br形成共價(jià)鍵，還有一對孤對電子，對成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于120°，B錯(cuò)誤；COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子，C正確；PCl3、NH3都是三角錐形的分子，而PCl5是三角雙錐形結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。(1)依據(jù)價(jià)電子對互斥理論分析分子或離子空間結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是分析分子或離子中的中心原子的成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)。(2)中心原子的價(jià)電子對數(shù)等于中心原子的雜化軌道數(shù)。價(jià)電子對數(shù)目234中心原子雜化方式spsp2sp3本課小結(jié)eq\a\vs4\al\co1(分子空間,結(jié)構(gòu)的理,論分析)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(雜化軌道理論,說明分子的空,間結(jié)構(gòu))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(sp雜化,sp2雜化,sp3雜化)),價(jià)電子對互斥理論：預(yù)料分子的空間結(jié)構(gòu)))課時(shí)作業(yè)一、選擇題(本題共8小題，每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列有關(guān)雜化軌道的說法不正確的是()A．原子中能量相近的某些軌道，在成鍵時(shí)能重新組合成能量相等的新軌道B．軌道雜化前后軌道數(shù)目可以相等，也可以不等C．雜化軌道成鍵時(shí)，要滿意原子軌道最大重疊原理、最小排斥原理D．雜化軌道可分為sp、sp2、sp3雜化等答案B解析B項(xiàng)，雜化軌道的數(shù)目與雜化前的軌道數(shù)目相等，但軌道形態(tài)發(fā)生變更，錯(cuò)誤。2．如圖所示，在乙烯分子中有5個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，下列表述正確的是()A．C、H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、C之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵B．C、C之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，C、H之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵C．sp2雜化軌道形成σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵D．sp2雜化軌道形成π鍵，未雜化的2p軌道形成σ鍵答案C解析乙烯分子中兩個(gè)碳原子均實(shí)行sp2雜化，其中雜化軌道共形成5個(gè)σ鍵，未雜化的2p軌道形成π鍵。C、H之間形成4個(gè)σ鍵，C、C之間形成1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵。3．下列說法正確的是()A．中心原子為sp3雜化的分子肯定是四面體結(jié)構(gòu)B．中心原子為sp2雜化的分子不肯定是平面結(jié)構(gòu)C．通過sp3雜化軌道形成的化合物分子中含有σ鍵D．通過sp2或sp雜化軌道形成的化合物分子中肯定含有π鍵答案C解析有孤對電子的中心原子采納sp3雜化形成的化合物可能是角形或三角錐形，A錯(cuò)誤；中心原子為sp2雜化的分子肯定是平面結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；sp3雜化軌道只能形成σ鍵，C正確；BF3中的B原子為sp2雜化，BeF2中Be原子為sp雜化，但二者中均沒有π鍵，D錯(cuò)誤。4．下列分子的空間結(jié)構(gòu)可用sp2雜化軌道來說明的是()①BF3②CH2=CH2③④CH≡CH⑤NH3⑥CH4A．①②③ B．①⑤⑥C．②③④ D．③⑤⑥答案A解析①BF3為平面三角形結(jié)構(gòu)且B—F鍵夾角為120°，B原子為sp2雜化；②C2H4分子中C原子實(shí)行sp2雜化，且未雜化的2p軌道形成π鍵；③苯分子中C原子實(shí)行sp2雜化；④乙炔分子中的C原子實(shí)行sp雜化；⑤NH3分子中N原子實(shí)行sp3雜化；⑥CH4分子中的碳原子實(shí)行sp3雜化。5．下列關(guān)于價(jià)電子對互斥理論的敘述不正確的是()A．價(jià)電子對互斥理論可用來預(yù)料分子的空間結(jié)構(gòu)B．分子中中心原子的價(jià)電子對的相互排斥作用確定了分子的空間結(jié)構(gòu)C．中心原子上的孤電子對不參與相互排斥作用D．分子中鍵角越大，價(jià)電子對之間的斥力越小答案C解析中心原子上的孤電子對會占據(jù)中心原子四周的空間，并參與相互排斥作用。6．若ABn的中心原子A上沒有孤電子對，運(yùn)用價(jià)電子對互斥理論模型推斷下列說法正確的是()A．若n＝2，則分子的空間結(jié)構(gòu)為角形B．若n＝3，則分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形C．若n＝4，則分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形D．以上說法都不正確答案C解析若中心原子A上沒有孤電子對，則依據(jù)斥力最小原則，當(dāng)n＝2時(shí)，分子結(jié)構(gòu)為直線形；n＝3時(shí)，分子結(jié)構(gòu)為平面三角形；n＝4時(shí)，分子結(jié)構(gòu)為正四面體形。7．下列分子或離子中，空間結(jié)構(gòu)是平面三角形的是()A．SiH4 B．NF3C．NOeq\o\al(－,3) D．CO2答案C解析A項(xiàng)，SiH4中Si原子形成4個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)＝eq\f(4－4×1,2)＝0，中心原子實(shí)行sp3雜化，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形；B項(xiàng)，NF3中N原子形成3個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)＝eq\f(5－3×1,2)＝1，中心原子實(shí)行sp3雜化，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；C項(xiàng)，NOeq\o\al(－,3)中N原子形成3個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)＝eq\f(5－3×2＋1,2)＝0，中心原子實(shí)行sp2雜化，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；D項(xiàng)，CO2中碳原子形成2個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)＝eq\f(4－2×2,2)＝0，中心原子實(shí)行sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形。8．下列分子或離子的價(jià)電子對互斥理論模型為四面體形，而空間結(jié)構(gòu)為角形的是()A．CCl4 B．PH3C．H3O＋ D．OF2答案D解析CCl4的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝4＋eq\f(4－1×4,2)＝4，沒有孤電子對，其價(jià)電子對互斥理論模型為正四面體形，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形；PH3的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝3＋eq\f(5－1×3,2)＝4，含有一對孤電子對，PH3的價(jià)電子對互斥理論模型為正四面體形，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；H3O＋的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝3＋eq\f(6－1×3－1,2)＝4，含有一對孤電子對，H3O＋的價(jià)電子對互斥理論模型為正四面體形，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；OF2的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，含有2對孤電子對，OF2的價(jià)電子對互斥理論模型為正四面體形，空間結(jié)構(gòu)為角形。二、選擇題(本題共4小題，每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)9．毒奶粉事務(wù)曾一度震驚全國，主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺。下列關(guān)于三聚氰胺分子的說法正確的是()A．三聚氰胺分子中全部碳原子均實(shí)行sp2雜化B．一個(gè)三聚氰胺分子中共含有15個(gè)σ鍵C．三聚氰胺的分子式為C3N3H6D．三聚氰胺分子中同時(shí)含有極性鍵和非極性鍵答案AB解析三聚氰胺分子中碳原子成鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，故碳原子采納sp2雜化，A正確。一個(gè)三聚氰胺分子中共含有6個(gè)N—H鍵、6個(gè)N—C鍵、3個(gè)N=C鍵，故共含有15個(gè)σ鍵，B正確；三聚氰胺的分子式為C3N6H6，C錯(cuò)誤；三聚氰胺分子中不存在由同種元素的原子形成的共價(jià)鍵，故不存在非極性鍵，D錯(cuò)誤。10．有關(guān)苯分子中化學(xué)鍵的描述正確的是()A．每個(gè)碳原子的一個(gè)sp2雜化軌道參與形成大π鍵B．每個(gè)碳原子的未參與雜化的2p軌道形成大π鍵C．碳原子的3個(gè)sp2雜化軌道與其他碳原子形成2個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵D．碳原子的未參與雜化的2p軌道與其他碳原子的2p軌道形成σ鍵答案B解析雜化軌道只能形成σ鍵，而不能形成π鍵。每個(gè)碳原子的兩個(gè)sp2雜化軌道上的電子分別與鄰近的兩個(gè)碳原子的sp2雜化軌道上的電子配對形成σ鍵；每個(gè)碳原子的另一個(gè)sp2雜化軌道上的電子分別與一個(gè)氫原子的1s電子配對形成σ鍵；未參與雜化的2p軌道形成大π鍵。11．利用價(jià)電子對互斥理論可以預(yù)料很多分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，也可推想鍵角的大小，下列推斷正確的是()A．CS2是直線形分子B．SnBr2的鍵角大于120°C．BF3是三角錐形分子D．NHeq\o\al(＋,4)的鍵角等于109°28′答案AD解析CS2的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝2＋(4－2×2)÷2＝2，不含孤電子對，CS2為直線形，A正確，SnBr2的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝2＋(4－2×1)÷2＝3，含有一對孤電子對，SnBr2為角形，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以SnBr2的鍵角小于120°，B錯(cuò)誤；BF3的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝3＋(3－3×1)÷2＝3，BF3為平面三角形，C錯(cuò)誤；NHeq\o\al(＋,4)的中心原子的價(jià)電子對數(shù)＝4＋(5－1×4－1)÷2＝4，NHeq\o\al(＋,4)為正四面體形，NHeq\o\al(＋,4)的鍵角等于109°28′，D正確。12．依據(jù)雜化軌道理論和價(jià)電子對互斥理論模型推斷，下列分子或離子的中心原子的雜化方式及空間結(jié)構(gòu)正確的是()選項(xiàng)分子或離子中心原子雜化方式價(jià)電子對互斥理論模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)ASO2sp直線形直線形BCOCl2sp2平面三角形三角錐形CNF3sp2四面體形平面三角形DNHeq\o\al(＋,4)sp3四面體形正四面體形答案D解析SO2的中心原子的雜化方式為sp2雜化，價(jià)電子對互斥理論模型為平面三角形，中心原子含有一對孤電子對，該分子的空間結(jié)構(gòu)為角形，故A錯(cuò)誤；COCl2的中心原子的雜化方式為sp2雜化，價(jià)電子對互斥理論模型為平面三角形，中心原子沒有孤電子對，該分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故B錯(cuò)誤；NF3的中心原子的雜化方式為sp3雜化，價(jià)電子對互斥理論模型為四面體形，中心原子含有一對孤電子對，該分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，故C錯(cuò)誤；NHeq\o\al(＋,4)的中心原子的雜化方式為sp3雜化，價(jià)電子對互斥理論模型為四面體形，中心原子沒有孤電子對，該離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，故D正確。三、非選擇題(本題共3小題)13．已知下列微粒：①CH4；②CH2=CH2；③CH≡CH；④NH3；⑤NHeq\o\al(＋,4)；⑥BF3；⑦H2O；⑧H2O2。試回答下列問題：(1)分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體形的是________(填序號，下同)。(2)中心原子為sp3雜化的是________，中心原子為sp2雜化的是________，中心原子為sp雜化的是________。(3)全部原子共平面(含共直線)的是________，共直線的是________。答案(1)①⑤(2)①④⑤⑦⑧②⑥③(3)②③⑥⑦③解析①CH4中C原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝4＋0＝4，所以C原子實(shí)行sp3雜化，CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形；②CH2=CH2中C原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝3＋0＝3，所以C原子實(shí)行sp2雜化，CH2=CH2中全部原子共平面；③CH≡CH中C原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝2＋0＝2，所以C原子實(shí)行sp雜化，CH≡CH的空間結(jié)構(gòu)為直線形；④NH3中N原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝3＋1＝4，所以N原子實(shí)行sp3雜化，NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；⑤NHeq\o\al(＋,4)中N原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝4＋0＝4，所以N原子實(shí)行sp3雜化，NHeq\o\al(＋,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形；⑥BF3中B原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝3＋0＝3，所以B原子實(shí)行sp2雜化，BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；⑦H2O中O原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝2＋2＝4，所以O(shè)原子實(shí)行sp3雜化，H2O的空間結(jié)構(gòu)為角形；⑧H2O2中O原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵數(shù)＋孤電子對數(shù)＝2＋2＝4，所以O(shè)原子實(shí)行sp3雜化，H2O2中兩個(gè)H原子如同在半綻開的書的兩面紙上并有肯定夾角，兩個(gè)O原子在書的夾縫上。14．已知：①CS2；②PCl3；③H2S；④CH2O；⑤H3O＋；⑥NHeq\o\al(＋,4)；⑦BF3；⑧SO2。請回答下列問題：(1)中心原子沒有孤電子對的是________(填序號，下同)。(2)空間結(jié)構(gòu)為直線形的是________；空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的是________。(3)空間結(jié)構(gòu)為角形的是________。(4)空間結(jié)構(gòu)為三角錐形的是________；空間結(jié)構(gòu)為正四面體形的是_______