高三一轮学案化学（人教版）第七章第3讲价层电子对互斥模型杂化轨道理论

第32讲价层电子对互斥模型杂化轨道理论[复习目标]1.了解分子结构的测定方法。2.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。考点一价层电子对互斥模型1.分子结构的测定测定分子结构的仪器和方法：——分子中含有的化学键和官能团；——相对分子质量；X射线衍射实验——晶体结构的测定。

2.价层电子对互斥模型(1)理论要点ABn型分子中中心原子A周围的价层电子对的空间结构，主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用，价层电子对尽量远离，使它们之间斥力最小，能量最低，物质最稳定。(2)价层电子对数的计算价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数说明：σ键电子对数=中心原子结合的原子数；中心原子上的孤电子对数=12(axb)①a表示中心原子的。

对于主族元素：a=。

对于阳离子：a=。

对于阴离子：a=。

②x表示。

③b表示与中心原子结合的原子(氢为，其他原子=。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。

3.价层电子对数与VSEPR模型之间的关系价层电子对数VSEPR模型VSEPR模型名称2直线形3平面三角形4四面体形5三角双锥形4.预测分子(或离子)空间结构的思维路径以预测SOCl2的空间结构为例第一步，确定σ键电子对数中心原子为S，有三个成键原子，则σ键电子对数为3。第二步，计算孤电子对数中心原子孤电子对数=12(axb)=12×(61×22×1)第三步，确定VSEPR模型价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+1=4，则VSEPR模型为四面体形。第四步，确定空间结构略去VSEPR模型中孤电子对，得到SOCl2分子的空间结构为三角锥形。1.完成下列表格：分子或离子σ键电子对数孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称空间结构H2SeBCl3PCl3SO2SO2.下列说法正确的是()A.为四角锥结构，中心原子I没有孤电子对B.六氟化硫分子空间结构呈正八面体形，其中心原子的价层电子对数为4C.PhB(OH)2和中B原子的价层电子对数相等(—Ph代表苯基，i⁃Pr—代表异丙基，—Bu代表丁基)D.价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数3.(2024·潍坊高三模拟)下列分子的空间结构相同的是()A.XeO3和NH3B.COClB.COCl2和SOCl2C.ClF3和BF3 D.CO2和SCl2考点二杂化轨道理论1.杂化轨道理论概述中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角就不同，形成分子的空间结构就不同。2.常考的三种杂化轨道类型3.杂化轨道数目的计算杂化轨道总数=σ键数+孤电子对数=中心原子的价层电子对数。4.杂化类型的判断(1)依据杂化轨道总数判断杂化轨道总数234…杂化类型spsp2sp3…(2)依据中心原子成键形式判断①第ⅡA族Be形成2个共价键，采取sp杂化；第ⅢA族B、Al、Ga等形成3个共价键，采取sp2杂化，形成4个共价键，则采取sp3杂化。②第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素，一般情况下，只形成单键时采取sp3杂化，形成1个双键时采取sp2杂化，形成1个三键时采取sp杂化。一、杂化方式的判断1.判断下列物质中心原子的杂化方式。(1)PCl3分子中，P的杂化方式为。

(2)[2019·全国卷Ⅰ，35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。

(3)HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型是。

(4)丙烯腈分子(H2CCH—C≡N)中碳原子杂化轨道类型为。

(5)[2020·全国卷Ⅲ，35(2)节选]氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O3NH4++B3O6B3O63-的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由变为。2.(2024·聊城模拟)PCl5分子结构如图所示，中心P原子的轨道杂化类型为(填字母)。

A.sp3 B.sp3dC.d2sp3 D.dsp2二、VSEPR模型与杂化轨道类型的关系3.根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论，完成下列表格。实例价层电子对数σ键电子对数孤电子对数中心原子杂化轨道类型VSEPR模型名称分子(或离子)空间结构BeCl2、CS2BF3、SO3、COO3、SO2SnCl4、PO43-、PH3、SOH2S、I4.(1)指出下列粒子的空间结构。H2S；BeF2；

PF3；SO3。

(2)在BF3分子中，F—B—F的键角是，硼原子的杂化轨道类型为，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的空间结构为(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是。

5.我国医学典籍《本草衍义》中记载了有关砒霜(As2O3)的制备、性质和药用等。As2O3是两性氧化物，其二聚分子的结构如图所示，溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3被LiAlH4还原生成AsH3。(1)As2O3二聚体中，As原子采取杂化，O原子采取杂化。

(2)AsCl3中心As原子采取杂化，其分子的空间结构为。

(3)LiAlH4中阴离子为AlH4-，中心Al原子采取杂化，其离子的空间结构为1.(2024·湖北，5)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是()A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成2.(2024·河北，9)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是()A.HCl的形成过程可表示为H·+·Cl······HB.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构C.在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力3.(2024·山东，9)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是A.图中代表F原子B.该化合物中存在过氧键C.该化合物中I原子存在孤对电子D.该化合物中所有碘氧键键长相等4.(2024·湖南，9)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是()A.P为非极性分子，Q为极性分子B.第一电离能：B<C<NC.1molP和1molQ所含电子数目相等D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化5.[2021·全国甲卷，35(1)节选]SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为。SiCl4可发生水解反应，机理如下：

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为(填标号)。答案精析考点一整合必备知识1.红外光谱质谱2.(2)①价电子数原子的最外层电子数中心原子的价电子数离子的电荷数中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值)②与中心原子结合的原子数③最多能接受的电子数18该原子的价电子数提升关键能力1.212×(62×1)=24四面体形V312×(33×1)=03312×(53×1)=14212×(62×2)=13平面三角形V412×(6+24×2)=042.D3.A考点二整合必备知识2.1个s轨道1个p轨道180°直线1个s轨道2个p轨道120°平面三角1个s轨道3个p轨道109°28'四面体提升关键能力1.(1)sp3(2)sp3sp3(3)sp3和sp(4)sp2、sp(5)sp3sp22.B[PCl5的价层电子对数为5+5-1×52=5，选3.220sp直线形直线形330sp221sp2平面三角形平面三角形V形440sp331sp322sp3四面体形正四面体形三角锥形V形4.(1)V形直线形三角锥形平面三角形(2)120°sp2正四面体形(3)三角锥形sp3解析(3)NH3分子中σ键数为3，孤电子对数为1，价层电子对数为4，N原子采用sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同，均为sp3杂化。5.(1)sp3sp3(2)sp3三角锥形(3)sp3正四面体形练真题明考向1.A2.B[HCl是共价化合物，其电子式为H··Cl······，HCl的形成过程可表示为H·+·Cl······H··Cl······，A错误；N