分子的空间结构

1、精品分子的空间结构 知识点回顾 一、杂化轨道理论（ 1 ）能量相近的原子轨道才能参与杂化；（ 2 ）杂化后的轨道一头大，一头小，电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向重叠，形成键；由于杂化后原子轨道重叠更大，形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键稳定。（ 3 ）杂化轨道能量相同，成分相同，如：每个sp 3 杂化轨道占有个 s 轨道、个p 轨道；（ 4 ）杂化轨道总数等于参与杂化的原子轨道数目之和。sp 3 杂化（举例：）sp 2 杂化（举例：）感谢下载载精品sp 杂化：（举例：）二、价层电子对互斥理论1 、价电子对：包括孤对电子对和成键电子对，一般孤电子对离核较近。2 、价电子对之间

2、存在相互排斥作用，为减小斥力，相互之间尽可能远离，因此分子的空间构型受到影响，一般，分子尽可能采取对称的空间结构以减小斥力。相邻电子对间斥力大小顺序：孤对电子对孤对电子对 > 孤对电子对成键电子对 > 成键电子对成键电子对三、确定分子空间构型的简易方法1 、对于 AB m 型分子价层电子对数目中心原子 A的价电子数配位原子 B提供的价电子数m(n)2（ 1 ）对于主族元素， 中心原子价电子数= 最外层电子数， 配位原子按提供的价电子数计算，感谢下载载精品如： PCl 5中 n51552（ 2 ）O 、 S 作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6 ；（ 3 ）离子

3、的价电子对数计算如： NH 4+ ： n51414； SO42-6022： n24例 1 ：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表价电子中心原子杂杂化轨道 / 电子分子空间物质轨道夹角键角对数化轨道类型对空间构型构型气态 BeCl 22sp直线型180 0直线型180 0CO 22sp直线型180 0直线型180 0BF 33Sp 2正三角形120 0正三角形120 0CH 44Sp 3正四面体109 028 正四面体109 028NH 4+4Sp 3正四面体109 028 正四面体109 028H 2 O4Sp 3正四面体109 0 28四面体104 °30 107.

4、3NH 34Sp 3正四面体109 0 28四面体100.1 °PCl 34Sp 3正四面体109 0 28四面体例 2 ：指出下列分子或离子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测几何构型。 HCHOH 3 O + SO 2 、 SO3 、 SO4 2- CO 32- 、 NO 3- 、 NO 2- ClO 4 - 、 PO4 3- 、SiO 44-四、等电子原理1 、规律内容：具有相同和相同的分子或离子具有相同的结构特征，某些物理性质也相似。如：CO 与 N 2， SiCl 4、 SiO 4 4- 与 SO 42-2 、常见的等电子体等电子体有哪些结构类型？感谢下载载精品答：等

5、电子体千千万万，了解常见的、重要的等电子体有助于我们解释推理一些性质和结构的关系。下面这些等电子体的分类中，通过理论计算和实验测定，不仅空间构型相似，而且键长、键角、偶极矩等参数都表现出相似之处。（ 1 ）二原子10 电子：最熟知的就是N 2 和 CO 。同属于这类的还有 C22 （乙炔基）、C2H 2、NO1 个键和（亚硝酰基）、CN（氰离子）。大家可以发现它们的分子内部都有2 个键。显然，两个原子组成的分子或离子，它们的分子构型必然是直线型的，无论它的电子数有多少因为电子云只有空间运动的“电子云”形状而没有具体固定的骨架。（ 2 ）三原子16 电子： CO 2、 N 2 O、 N 3 、C

6、NO 、 NCO 、 SCN 、气态BeCl 2、C3 H 4（丙二烯）等等。我们知道二氧化碳是直线型分子，由于结构对称，所以是一个非极性分子。 按照等电子原理，与 CO 2 同为等电子体的其它分子或离子的空间构型也应该是直线型。实验证明，事实与推测一样，中心原子上没有孤对电子而取sp 杂化轨道形成分子的骨架，键角为180 °，分子里有两套34 大键。有这么一道竞赛模拟题曾经问过N 3 的空间构型和结构式、N 原子的氧化数，杂化方式和成键方式，当我们知道N 3 与 CO 2分子互为等电子体，答案很快就可以出来了：直线型； 1/3 ；sp 杂化；两个键和两个43 键。（ 3 ）三原子

7、18 电子：常见的有NO 2 、O 3 、SO 2 。它们都是折线构型。中心原子N 、O 、S 以 sp 2 杂化轨道分别与2 个 O 原子形成2 个键，另有一个34 键。键角因受孤对电子的斥力而小于120 °。其中臭氧分子是单质分子中唯一的极性分子。（ 4）四原子 24 电子：主要有 NO 3 、 BO 3 2 、BF3 、CO 32、CS32 、SO 3 等。均为平面三角形。其中 B、C、N 、S 原子均以 sp 3 轨道分别与三个相邻原子结合，此外还有强感谢下载载精品度不同的46 。Chemistry Physics Letter曾经报道用理论计算表明OO 3 是一种亚稳结构，

8、并优化得到键长，而实验仅发现O 4以 O 2 二聚体形式存在。（ 5）五原子32 电子：主要有CX 4、 CXnY4 n （ X、Y 均为卤素）、 B（OH ） 4 、BF 44 44 、B（OH ）4是四面体构型。中心原子B、C 均以、 B（ OH ）n Fn，其中 CX、 BFsp 3 杂化轨道分别与四个相邻原子成4个键。（ 6）六原子30 电子的等电子体：最典型的有苯（C6H 6 ）和环硼氮烷（ B3 N 3H 6），它们不仅结构相似而且物理性质相近（如下表）。所以称后者为“无机苯”可以认为是苯分子中的6 个 C 被 3 个 B、 3 个 N 原子的相间取代物。熔点 /K临界温度 /K汽

9、化热 /摩尔体积 /C-C键长（ kJ/mol）（ cm 3）B-N/pmC6H 635356130.896142B3N 3H 632852529.4100144五、分子的极性与手性分子 巩固练习 1 、下列有关杂化轨道的说法不正确的是（）A 、原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道B、轨道数在杂化前后可以相等，也可以不等C、杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理D 、 NH 3 分子中 N 原子形成三个杂化轨道，CH 4 分子中 C 原子形成 4 个杂化轨道。感谢下载载精品2、下列分子中， 结构构成平面三角形的是（）A、SO3B、 BF3C、 NCl

10、3D、PF33、下列分子中，键角最大的是（）A、P4B、 H2OC、 CCl4D、NH34、下列分子中所有原子都满足8 电子结构的是（）A 、光气（ COCl 2）B、六氟化硫C、二氟化氙D 、三氟化硼5、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（）A、CO2 和 SO2B、CH 4和 NH3C、 BeCl 2 和 BF3D 、C2H 4和 C2H26、下列分子中的碳原子采取sp 2 杂化的是（）A、C6H6B、C2H 2C、C2H 4D、C3H 8E、CO2F、石墨7、 下列分子的键角均是 109 °28 的是（）A、P4B、NH 3C、 CCl4D 、 CH2 Cl 28、有关

11、苯分子中的化学键描述正确的是()A 每个碳原子的sp 2 杂化轨道中的其中一个形成大键B每个碳原子的未参加杂化的2p 轨道形成大 键碳原子的三个sp 2 杂化轨道与其它形成三个键碳原子的未参加杂化的2p 轨道与其它形成键9 、下列判断正确的是（）A 、 BF3 是三角锥形分子B、铵根离子呈平面形结构C、甲烷分子中的4 个 C-H 键都是氢原子的1s 轨道与碳原子的p 轨道形成的s-p 键感谢下载载精品D 、甲烷分子中的 4 个 C-H 键都是氢原子的 1s 轨道与碳原子的 4 个 sp3 杂化轨道重叠形成的键10、B3N 3H6 和苯就是等电子体， 人们把 B3 N 3H 6称作无机苯， 下列

12、说法中正确的是 （）A 、 B3N 3 H 6 是由极性键组成的非极性分子B、 B3N3 H 6 能发生加成反应和取代反应C、 B3N3H 6 具有碱性D 、 B3 N 3H 6 各原子不在同一个平面上E、B3N3 H 6 中 B 和 N 原子的原子轨道可能采取sp 2 型杂化11、下列说法中不正确的是（）A 、分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）之间存在相互排斥作用B、分子中的价电子对之间趋向于彼此远离C、分子在很多情况下并不是尽可能采取对称的空间构型D 、当价电子对数目分别是2、 3 、4 时，价电子对分布的几何构型分别为直线型、平面三角型、正四面体型12 、成键原子中的孤电子对对

13、键能有影响，孤电子对的排斥作用使得键能变小。第2周期元素 A 与氢形成的化合物中A A 键的键能 （ kJ ·mol -1 ）如下： H 3CCH 3a； H 2 N NH 2 b；HOOHc 。则 a 、 b 、 c 的大小关系为（）A. a b cB. b a cC. c b aD.无法确定13 、有下列两个系列的物质：X、 Y、Z 、 W 可能是下列各组物质中的（）系列一： CH 4 C2H 6CO 32- Y C2O 42- W感谢下载载精品系列二： NH 4 +N 2H62+ X NO 2+ ZN 2A、NO3 -CO2N2O4COB、 NO3-CO2N2H4C H22C、

14、 NO 3- CONO 2-C2H 2D 、NO 3-HCO 3-N 2O 42- CO14 、写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式：硼原子用 sp 2 杂化轨道形成三个键：氮原子用sp 3 杂化轨道形成四个完全相同的化学键：；氮原子形成一个键两个键碳原子分别以sp 、 sp 2 、 sp 3 杂化轨道成键、。15、若 AB n 的中心原子上有一对孤对电子未能成键，当 n=2时，其分子结构为；当 n=3时，其分子结构为。16、1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。O 3 能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O 3 分子的结构如图，呈V 型，键角 116 5 。

15、三个原子以一个 O 原子为中心，与另外两个O 原子分别构成一个非极性共价键；中间 O 原子提供 2 个电子， 旁边两个 O 原子各提供 1 个电子，构成一个特殊的化学键三个O 原子均等地享有这4个电子。请从下列选项中选择合适的答案：中心原子与臭氧的中心氧原子的杂化轨道类型相同的有：。与 O 3 分子构型最相似的是。AH 2OBCO2CSO2D BF3E. NO 2-17、已知 H 2O2分子的结构如图所示， 此分子不是直线形的，两个 H原感谢下载载精品子犹如在半展开的书的两面纸上，试回答：（ 1）写出 H 2 O2 分子的电子式和结构式：、。（ 2）写出分子内的键型：。（ 3）估计它难溶于 CS ，简要说明原因2（ 4 ）指出氧元素的化合价，简要说明原因：。*（ 5 ）中心氧原子的孤对电子对数为，中心原子原子轨道可能采取类型杂化，该杂化轨道间夹角为， 而 H-O-O键角为 96°52 ，可能原因是，该原因也可能间接导致O-O键长变（长或短）。18 、（ 1） CNS 、NO 2+ 具有相同的通式：AX 2 ，它们的价电子总数都是16 ，因此它们的结构与由第二周期两元素组成的分子的结构相同，微粒呈形，中心原子都取杂化。（ 2 ） CO 3 2 、 NO 3 等微粒具有相同的通式：，它们