寒假预习：分子的空间结构（学生版）-2025年高二化学寒假专项提升（人教版）

第02讲分子的空间结构

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模块一思维导图串知识1.了解分子结构的测定方法。

模块二基础知识全梳理(吃透教材)2.认识共价分子结构的多样性和复杂性。

模块三核心考点精准练3.理解价层电子对互斥模型的含义，并能判断简单分子

模块四小试牛刀过关测或离子的空间结构。

4.了解杂化轨道理论的基本内容。能根据有关理论判断

简单分子或离子的空间结构。

模块一思维导图串知识

6模块二基础知识全梳理------------------------

笛【学习新知】

知识点一分子结构的测定

1.分子结构的最早测定方法

早年的科学家主要靠对物质的进行系统总结得苏规律后进行推测分子的结构。

2.现代的分子结构测定方法

科学家应用、晶体X射线衍射等现代仪器和方法测定分子的结构。

3.红外光谱仪工作原理

(1)原理：当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的相同的红外线，再记

录到图谱上呈现O通过和己有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以分析出分子中含有何种

或的信息。

(2)红外光谱仪原理示意图

4.质谱法(相对分子质量的测定)

用高能电子流轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子，分子离子和

碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间因相对质量而先后有别，其结果

被记录为质谱图。

如甲苯分子的质谱图：

3040506070809010('110

质荷比(出

读谱：相对分子质量=最大质荷比，甲苯的相对分子质量为92。

知识点二多样的分子空间结构

1.三原子分子的空间结构

三原子分子的空间结构有形和形两种。

CO2呈_______形，氏0呈_______形，键角o

化学式结构式分子的空间结构模型

co2O=C=O

“。A1人

2.四原子分子的空间结构

大多数四原子分子采取形和形两种空间结构。

甲醛(CH2O)分子呈_______形，键角约，氨分子呈________形，键角

3.五原子分子的空间结构

五原子分子的空间结构更多,最常见的是.形。

甲烷键角为.

化学式结构式分子的空间结构模型

CH4

知识点三价层电子对互斥模型

1.价层电子对互斥模型

分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”的结果。

2.价层电子对

VSEPR的“价层电子对“是指分子中的与结合原子间的,和中心原子上的

3.价层电子对确定方法

价层电子对数=+

中心原子上的孤电子对数=£（。一动）。其中:

。表示中心原子的

对于主族元素：

对于阳离子：一离子的电荷数。

对于阴离子：〃=+离子的电荷数（绝对值）。

X表示,

人表示与中心原子结合的原子.，氢为，其他原子为“

4.VSEPR模型与分子或离子的空间结构

o键电子对数十中心原子上的孤电子对数=价层电子对数价以比子时”片横手VSEPR模型

险主胆曳均,分子或离子的空间结构。

分子或离子的

分子或离子弧电子对数价层电子对数VSEPR模型名称

空间结构名称

直线形直线形

co202

平面三角形V形

so213

co；03平面三角形平面三角形

2四面体形V形

H204

NH314四面体形三角锥形

CH404正四面体形正四面体形

知识点四杂化轨道理论简介

杂化轨道的数H

杂化轨道间的夹角

空间结构名称

实例、BF3、

82C2H2HCHOCH4.CC14

(l)Sp3杂化轨道

°次dv

s%1

SPx

PyP,

jsp3杂化

a/

SR，杂化

(2)sp杂化轨道

□丝女mrn

匚H

sPPp扁PP

。步/国凉答少w

sP,I)yP,P«I

sp杂化

(3)sp2杂化轨道

Sp2杂化

□L1_U1----S口J」E

sF，PP苛f?

o/^发与&苍碧h

sP,P，P，1200^0。P

Sp?杂化

【交流讨论】填写下表

HO

CH4NH32CO2

分子空间构型

杂化轨道类型

杂化轨道

空间构型

中心原子

孤电子对数

成键类型及个数

同类分子」型分子或离子NC13、PC13^H2S、SC12等

ABcs2

◊＞模块三核心考点精准练

力核心考点一，价层电子对互斥模型

【例1】用价层电子对互斥模型分别预测H2s和BF3的空同结构，两个结论都正确的是（）

A.直线形三角锥形B.V形三角锥形

C.直线形平面三角形D.V形平面三角形

【归纳小结】

用价层电子对互斥模型判断共价分子或离子的空间结构

（1）确定中心原子的价层电子对数

①对于AB,型分子，。键电子对数=B原子的个数，如H?0的中心原子是0,有2对。键电子对。

②中心原子上的孤电子对数=；（a-xb）,其中a为中心原子的价电子数，工为与中心原子结合的原子

数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

③对于阳（或阴）离子来说，〃为中心原子的价电子数减去（或加上）离子的电荷数（绝对值）。

④中心原子价层电子对数=。键电子对数十中心原子上的孤电子对数。

（2）根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型

（3）略去孤电子对，确定分子的空间结构，示例如下：

。键电子孤电子价层电子电子对的排VSEPR分子或离子

实例

对数对数对数列方式模型的空间结构

2:G直线形直线形

20HgChxBeCI2>CO2

平面三角形、

30平面三BF3BC13

3A

V角形

21V形SnBr?、PbCh

/A、..

40杰♦.♦正四面体形CH』、CCh

，蜃四面体

314••底:三角锥形NH3、NF?

形

风、

22V形H0

02

【变式训练1】下列分子或离子中，含有孤电子对的是（）

A.H2OB.CH4C.SiH4D.C02

【变式训练2］用价层电子对互斥模型分别预测H2S和BF3的空间结构，两个结论都正确的是（）

A.直线形三角锥形B.V形三角锥形

C.直线形平面三角形D.V形平面三角形

学核心考点二：杂化轨道理论

［例2］下列有关杂化轨道理论的说法中正确的是（）

A.NCb分子呈三角锥形，这是氮原子采取sp2杂化的结果

B.sp3杂化轨道是由能量相近的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，其空间结构一定是四面体形

D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形

【归纳小结】常见分子（离子）的杂化类型和空间构型

杂化类型分子类型空间构型举例

正四面体

AB4CH4>CCI4>NH4\金刚石等

AB3c四面体CH3CkCH3cH3等

Sp3

三角锥NH>NF3等

AB33

AB2V形H2O>H2S

Sp?AB3平面三角形BF3、AICI3、/C一、苯环等

直线形CO?、CS2、一c三等

spAB2

【变式训练】三聚制胺是制胺（H?N—C三N）的三聚体，已知三聚制胺的结构简式如图所示。请回答下列

问题：

H2NNNH2

（1）写出基态碳原子的电子排布式。

（2）就胺中一C三N中的氮原子、三聚氨胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子，这三种氮原子的杂化

轨道类型分别是、、。

（3）一个三聚轨胺分子中有________个o键。

（4）三聚制胺与三聚氨酸（IK/、N入0H）分子相互结合，在肾脏内易形成结石。三聚制酸分子中碳原子采

取杂化。该分子的结构简式中，形成双键的两个原子之间的共价键是（填字母）。

A.两个。键B.两个n键

C.一个。键，一个兀键

妗核心考点三：VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型

【例3】下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是（）

选项粒子空间结构解释

A氨基负离子（NH；）直线形N原子采用sp杂化

S原子采用sp?杂化，与H2O中的。原子

B二氧化硫（SO2）V形

杂化形式相同

C原子采用sp杂化且C原子的价电子均

C乙焕(C2H2)直线形

参与成键

D碳酸根离子(CO：)三角锥形C原子采用Sp3杂化

【归纳小结】

1.用价层电子对互斥模型判断杂化轨道类型

先”•算价层电子对数，在根据价层电子对数判断杂化轨道数目、类型及空间结构。

杂化轨道的

价层电子对数杂化轨道数杂化类型VSEPR模型

空间结构

22SP直线形直线形

33Sp?平面正三角形平面正三角形

44Sp3正四面体正四面体

2.根据已知分子结构判断杂化轨道类型若已知分子结构，可以根据分子结构判断杂化轨道类型。

杂化轨道只能用于形成。键或者用来容纳孤电子对，而两人原子之间只能形成一个。键，故有下列关

系：

杂化轨道数=中心原子孤电子对数+配位数，再由杂化轨道数判断杂化类型。例如：

代表物杂化轨道数杂化轨道类型

CO20+2=2sp

CH2O()+3=3sp-

0+4=43

CH4sp

1+2=3sp2

so2

1+3=4Sp3

NH3

2+2=4Sp，

H2O

【变式训练】硅、错(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。S3与N-甲基咪喋产。一，心反应可

以得到M?+,其结构如图所示：

113c-0CI阻

N-甲基咪噗分子中碳原子的杂化轨道类型为,H、C、N的电负性由大到小的顺序为

,1个M?+中含有个o键。

6模块四小试牛刀过关测-------------------------

【基础练】

1.下列说法中，正确的是()。

A.杂化轨道只用于形成b键或用于容纳未参与成键的孤电子对

B.凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是正四面体形

C.凡是AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键

2.下列分子中的中心原子是sp?杂化的是（）。

3.关于CO?和S。？的说法中，正确的是（）。

A.C和S上都没有孤电子对

B.C和S都是sp'杂化

C.都是AB2型，所以空间结构都是直线形

D.COz的空间结构是直线形，SO2的空间结构是V形

4.下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是（）。

5.下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为V形的是（）。

6.下列各组粒子的空间结构相同的是（）。

A.全部B.①②③⑤C.③®⑤D.②⑤

7.几种含氯阴离子的信息如表所示：

阴离子M

中心元素化合价+5+3+1

中心原子杂化类型sp3Sp?

下列推断不正确的是（）

D.M的空间结构为V形

8.正误判断，正确的打“q”，错误的打“x”。

（1）杂化轨道只用于形成共价键（）

（2）中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体形结构（）

（4）只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化（）

（5）中心原子是sp杂化的，其分子的空间结构不一定为直线形（）

（6）价层电子对互斥模型中，兀键电子对数不计入中心原子的价层电子对数（）

9.完成下表中的空白：

中心原子上的中心原子的杂

原子总数粒子空间结构

孤电子对数化轨道类型

C02

3

so2

BF3

4

5

10.A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大，A的核外电子总数与其周期字数相同；D

原子的L层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且无空轨道；B原子的L层中未成对电

子数与D相同，但还有空轨道；D与E同族。请回答下列问题：

（1）A与其他元素形成的二元共价化合物中，一种化合物分子呈三角锥形，该分子的化学式为,其

中心原子的杂化方式为；A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键，又含有非

极性共价键的化合物是（填化学式，任意写出三种）。

（2）这些元素形成的含氧酸根离子中，共中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是（填化学式，

下同）；酸根离子呈三角锥形结构的是o

（3）BA,分子的空间结构为；根据电子云重叠方式的不同，该分子中共价键的类型为