2026人教版高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第二章　第二节　提升课3　分子的空间结构课件

分子的空间结构提升课3第二章第二节1.掌握杂化轨道类型的判断方法。2.掌握杂化轨道类型与分子空间结构的关系及其应用。3.掌握键角的判断与比较方法。4.了解大π键及其表示方法。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、分子空间结构的判断二、键角的判断与比较三、知识拓展：大π键<一>分子空间结构的判断首先计算出中心原子的价层电子对数，确定杂化方式，然后构建对应的VSEPR模型，最后略去孤电子对，得到分子的空间结构。价层电子对数杂化类型σ键电子对数孤电子对数VSEPR模型分子空间结构实例2sp20直线形直线形BeCl23sp230平面三角形平面三角形BF321V形SnBr24sp340四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O1.对于能够明确结构式的分子或离子能否通过分析其价层电子参与成键的情况直接判断其杂化类型和空间结构？请以SiF4、HCHO为例分析。提示

可以判断。SiF4：Si原子有4个价电子，与4个F原子恰好形成4个σ键，无未成键电子，故Si原子采用sp3杂化，SiF4为正四面体形。HCHO：C原子有4个价电子，与2个H原子形成2个σ键，与O原子形成C==O，C==O中有1个σ键、1个π键，C原子无剩余价电子，故C采用sp2杂化，HCHO为平面三角形。2.等电子体是指原子总数相同、价层电子总数相同的分子或离子。请分析下列几组等电子体的杂化类型与空间结构，有什么规律？等电子体杂化类型空间结构__________________________NH3、H3O+、PH3__________________________sp直线形sp2平面三角形sp3三角锥形sp3四面体形提示

规律：互为等电子体的分子或离子中心原子的杂化轨道类型相同，具有相似的空间结构。

√

2.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：(1)一种有机化合物的结构简式如下：该分子中有

个sp2杂化碳原子；

个sp3杂化碳原子。

26该分子中，双键上的碳原子均为sp2杂化，饱和碳原子均为sp3杂化，即该分子中有2个sp2杂化碳原子，6个sp3杂化碳原子。

直线sp

平面三角sp2

(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为

。

三角锥形As与N同族，则AsH3中As价层电子对数为4，存在1个孤电子对，采取sp3杂化，空间结构为三角锥形。返回<二>键角的判断与比较比较键角的一般思路1.先看中心原子的杂化方式，一般sp>sp2>sp3。如键角：CO2>SO3>CH4。2.中心原子杂化方式相同，看孤电子对数：孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小。如键角：CH4>NH3>H2O。3.中心原子杂化方式相同且孤电子对数目也相同：看中心原子或配位原子的电负性。(1)中心原子不同，配位原子相同，中心原子电负性越大，键角越____。原因：中心原子电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角越大。如键角：H2O>H2S。(2)中心原子相同，配位原子不同，配位原子的电负性越大，键角越____。原因：配位原子电负性越大，成键电子对离中心原子越远，斥力越小，键角越小。如键角：NH3>NF3。大小4.同一粒子中不同共价键的键角，由于斥力：双键间>双键与单键间>单键间，则键角大小不同。如甲醛中：

，键角：α>β。

√分析如下：微粒中心原子上孤电子对数中心原子上价层电子对数VSEPR模型名称杂化轨道类型空间结构键角①BCl33平面三角形sp2平面三角形120°②NH34四面体形sp3三角锥形107°③H2O4四面体形sp3V形105°键角由大到小的顺序为⑤①④②③。微粒中心原子上孤电子对数中心原子上价层电子对数VSEPR模型名称杂化轨道类型空间结构键角4正四面体形sp3正四面体形109°28'⑤BeCl22直线形sp直线形180°2.比较下列物质中键角的大小(填“>”“=”或“<”)。(1)CH4

P4。

(2)NH3

PH3

AsH3。

(3)PF3

PCl3。

(4)光气(COCl2)中∠Cl—C==O

∠Cl—C—Cl。>>><返回><三>知识拓展：大π键1.定义在多原子分子或离子中，2个以上的相邻原子的互相平行的p轨道“肩并肩”重叠形成的多中心、多电子π键称为大π键，也叫共轭大π键或离域π键(离域是指形成的π键不局限于2个原子之间，而是属于多原子体系)。2.条件(1)形成大π键的原子之间以σ键相连，且位于同一平面上；(2)中心原子采取sp杂化或sp2杂化；(3)原子中都有p轨道，且各原子的p轨道互相平行。

sp2每个碳原子与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道各有1个未成对电子，以“肩并肩”方式相互重叠形成属于六个碳原子的大π键，表示为___。整个苯分子呈___________形，键角皆为______。由于这种结构特征，表现出特殊的稳定性。平面正六边120°

(2)O3分子中的大π键O3分子中的中心O原子采取____杂化，只有1个p轨道未杂化。其中1个杂化轨道容纳孤电子对，另外两个杂化轨道和两个端位O原子形成两个σ键。中心O原子未参与杂化的p轨道上2个电子和两个端位O原子p轨道中各1个电子形成了大π键，表示为____。sp2

(3)CO2分子中的大π键CO2分子的中心C原子采取____杂化，它的两个未参与杂化的p轨道与sp杂化轨道的键轴互相垂直，这两个p轨道可与两个端位O原子形成2个3原子4电子的大π键，表示为____。sp

1.呋喃()与氢气加成得到四氢呋喃()，已知呋喃是一种具有芳香性的平面分子，分子中含有大π键，该大π键可表示为

。

sp2>ClO2分子中Cl—O的键长小于Cl2O中Cl—O的键长，其原因是ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl—O的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键返回课时对点练对一对答案1234567891011121314题号12345678答案ADBDACCB题号9101112答案CBCD1513.答案123456789101112131415(1)120°

sp2正四面体形(2)三角锥形sp3(3)CH≡CH

CH2==CH2、

CH3CH3

(答案合理即可)答案12345678910111213141514.

15.(1)>

(2)①sp3

②<

(3)abc

(4)<

7NA答案12345678910111213141514.

题组一分子的空间结构判断综合1.下列说法正确的是A.并不是所有的原子轨道都参与杂化B.凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构都是平面四边形C.凡是AB3型的共价化合物，其中心原子A均采取sp2杂化轨道成键D.SCl2属于AB2型共价化合物，中心原子S采取sp2杂化轨道成键对点训练答案123456789101112131415√中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构不一定是平面四边形，可能是四面体形、三角锥形或V形，故B错误；AB3型的共价化合物，其中心原子A不一定采取sp2杂化轨道成键，可能采取sp3杂化轨道成键，例如NH3，故C错误；SCl2中心原子S采取sp3杂化轨道成键，存在两个孤电子对，分子空间结构为V形，故D错误。答案123456789101112131415选项粒子空间结构杂化方式ASO3平面三角形S原子采取sp杂化BSO2V形S原子采取sp3杂化C三角锥形C原子采取sp2杂化DC2H2直线形C原子采取sp杂化2.下表中各粒子对应的空间结构及杂化方式均正确的是答案123456789101112131415√

答案123456789101112131415√

答案123456789101112131415

答案123456789101112131415

答案123456789101112131415√答案123456789101112131415

题组二键角的判断与比较5.杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列关于sp3、sp2、sp杂化轨道的最大夹角的比较正确的是A.sp杂化轨道的夹角最大B.sp2杂化轨道的夹角最大C.sp3杂化轨道的夹角最大D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等答案123456789101112131415√sp3、sp2、sp杂化轨道的最大夹角分别为109°28'、120°、180°，故A项正确。6.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角A.等于120° B.大于120°C.小于120° D.等于180°答案123456789101112131415√由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120°，但是由于SO2分子中的S原子有一个孤电子对，对其他的两个化学键存在较大的排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。7.NH3、NF3、NCl3等分子的中心原子相同，如果周围原子电负性大则键角小。NH3、NF3、NCl3三种分子中，键角大小的顺序是A.NH3>NF3>NCl3B.NCl3>NF3>NH3C.NH3>NCl3>NF3D.NF3>NCl3>NH3√因电负性：F>Cl>H，故键角大小为NH3>NCl3>NF3。答案1234567891011121314158.(2025·济宁一中1月段测)下列物质对应的描述正确的是A.SO3的VSEPR模型：B.NH3、H2O中心原子杂化方式相同C.基态Br原子的核外电子排布式：[Ar]4s24p5D.基态Fe2+的结构示意图：√答案123456789101112131415综合强化答案123456789101112131415

答案123456789101112131415Fe2+核外有24个电子，Fe原子失去的是4s上的电子，其结构示意图为

，D错误。

√答案123456789101112131415答案123456789101112131415

答案123456789101112131415

10.下列一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等的是A.CCl4、SiCl4、SiH4 B.H2S、NF3、CH4C.BCl3、NH3、CO2 D.SO3、BF3、H3O+√答案123456789101112131415答案123456789101112131415A项中粒子的中心原子都是sp3杂化，无孤电子对，键角相等；B项中粒子的中心原子都是sp3杂化，但S原子有2个孤电子对，N原子有1个孤电子对，C原子无孤电子对，键角不相等；C项中中心原子的杂化方式：BCl3为sp2、NH3为sp3、CO2为sp，键角不相等；D项中SO3中S原子采用sp2杂化，BF3中B原子采用sp2杂化，H3O+中O原子采用sp3杂化，键角不相等。

√答案123456789101112131415答案123456789101112131415

A.气态SO3分子空间结构为平面三角形B.γ⁃SO3中a对应的键长比b对应的键长短C.γ⁃SO3和β⁃SO3中硫原子均采取sp3杂化D.β⁃SO3形成的固体中作用力只有共价键12.SO3有多种结构变体，气态时主要以单分子存在，固态时分子有三种变体，其中γ⁃SO3和β⁃SO3分子结构如图所示，下列说法错误的是√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

15

答案123456789101112131415120°sp2正四面体形三角锥形sp3(3)碳原子有4个价层电子，在形成化合物时价层电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯中，碳原子采取sp杂化的分子是________(写结构简式，下同)，采取sp2杂化的分子是_________________，采取sp3杂化的分子是________。试写出一种有机物分子的结构简式，要求其同时含有三种不同杂化方式的碳原子：_______________________________。

答案123456789101112131415CH≡CHCH2==CH2、CH3CH3(答案合理即可)14.(2025·山东济宁一中检测)(1)鸟嘌呤和吡咯的结构如图所示。答案123456789101112131415①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为_________，夹角∠1_____(填“>”或“<”)∠2。

sp2、sp3>答案123456789101112131415鸟嘌呤中N原子有单键N原子和带双键的N原子，单键N原子价层电子对数为4，其杂化方式为sp3，带双键的N原子价层电子对为3，其杂化方式为sp2；孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大键角越大，故鸟嘌呤中夹角∠1>∠2。

答案123456789101112131415

(2)基态Mn原子核外未成对电子数为

。KSCN溶液是检验Fe3+的常用试剂，SCN-中含有的σ键与π键的数目之比为

。

51∶1基态Mn原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2，未成对电子数为5；SCN-的结构式为[S==C==N]-或[S—C≡N]-，含有2个σ键、2个π键，σ键与π键的数目之比为1∶1。

(3)NF3分子的空间结构为

。

答案123456789101112131415三角锥形15.砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。(1)第一电离能：As

(填“>”或“<”)Se。

答案12345678910111