高二化学（人教版）教学课件选择性必修二第二章第二节第4课时杂化轨道类型和分子空间结构的判断

杂化轨道类型和分子空间结构的判断第4课时目录命题热点（一）杂化轨道类型的判断命题热点（二）分子(离子)空间结构的判断课时跟踪检测杂化轨道类型的判断命题热点(一)

√

系统融通知能1.由杂化轨道数目判断杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数=价电子对数。杂化轨道数234杂化轨道类型spsp2sp32.根据杂化轨道之间的夹角判断内容夹角杂化轨道类型不同的杂化方式,其杂化轨道之间的夹角不同,所以可根据杂化轨道间的夹角判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型109°28'sp3120°sp2180°sp3.根据杂化轨道的空间结构判断杂化轨道的空间结构杂化轨道类型正四面体形sp3平面三角形sp2直线形sp4.根据分子或离子的空间结构判断分子或离子的空间结构杂化轨道类型四面体形、三角锥形sp3平面三角形sp2角形sp3或sp2直线形sp5.有机物中碳原子的杂化方式可根据成键情况判断若碳原子形成的全部为单键,则为sp3杂化;若有一个双键,则为sp2杂化;若有三键,则为sp杂化。题点多维训练1.在BrCH===CHBr分子中,C—Br采用的成键轨道是(

)A.sp⁃p B.sp2⁃s C.sp2⁃p D.sp3⁃p解析:BrCH===CHBr分子为平面结构,C===C中的C原子为sp2杂化,与Br原子的4p轨道上的单电子成键,所成C—Br采用的成键轨道为sp2⁃p。√2.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间结构和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是(

)A.三角锥形、sp3

B.平面三角形、sp3C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2√

√

4．(1)NH4H2PO4中P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。

(2)磷酸根离子的空间结构为___________，其中P的价电子对数为______、杂化轨道类型为______。sp3σ正四面体形4sp3

sp3sp2命题热点(二)分子(离子)空间结构的判断典例导学

[例2]下列各组分子的空间结构相同的是(

)A.SnCl2、BeCl2

B.BF3、NH3C.CCl4、SiF4

D.CS2、OF2√[解析]

其中A、D项中分子的分析如下表:

σ键电子对数中心原子上的孤电子对数价电子对数空间结构SnCl223角形BeCl222直线形CS222直线形OF224角形B项中BF3、NH3的空间结构分别为平面三角形、三角锥形;C项中CCl4与SiF4的空间结构均为正四面体形。系统融通知能1.利用价电子对互斥理论判断价电子对数杂化类型σ键电子对数孤电子对数VSEPR模型名称分子或离子空间结构实例2sp20直线形直线形BeCl23sp230平面三角形平面三角形BF321角形SnBr24sp340四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322角形H2O续表

题点多维训练√

2．三氯氧磷(POCl3)可由如下两种方法制取：2PCl3＋O2===2POCl3，P4O10＋6PCl5===10POCl3，其中P4O10的结构如图所示。下列说法正确的是(

)A．P4O10中只含有σ键B．基态原子第一电离能：Cl>S>PC．PCl3的VSEPR模型为四面体形D．PCl3和POCl3中P原子的杂化类型不相同√

3．硼砂是含结晶水的四硼酸钠。以硼砂为原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，请回答下列问题：(1)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的空间结构模型如图所示，则在Xm－中，2号硼原子的杂化类型为________；m＝________(填数字)。sp22解析:根据图示可知,2号B原子的价层电子对数为3,且无孤电子对,故采取sp2杂化;该阴离子的化学式为[H4B4O9]m-,其中H显+1价、B显+3价、O显-2价,所以m=2。

+3N的电负性大于B的电负性正四面体形

课时跟踪检测12345678910111213√

12345678910111213

15678910111213234√2.(2024·天津滨海新区高二阶段练习)鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构,下列关于粒子的描述正确的是(

)选项粒子空间结构解释ASO2V形S原子采取sp2杂化BCO2直线形C原子采取sp2杂化CSO3平面形C原子采取sp3杂化D四面体形Cl原子采取sp3杂化15678910111213234

15678910111213234√3.(2024·河南南阳高二阶段练习)下列有关分子中杂化类型和空间结构的分析不正确的是(

)A.XeF2中心原子的价电子对数为5B.SO2和SO3分子中S原子均采取sp2杂化,具有相同的VSEPR模型C.化合物Cl2O的空间结构为V形D.吡啶()中含有与苯类似的大π键,其N原子的孤电子对占据2p轨道15678910111213234

15678910111213234√4.类推的思维方法在化学学习中应用广泛,但类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论错误的是(

)A.Al(OH)3能与NaOH溶液反应,则Be(OH)2也能与NaOH溶液反应B.SO2是“V形”分子,则O3是“V形”分子C.NH3中N原子采用sp3杂化则PH3中P也采用sp3杂化D.工业制Mg采用电解熔融MgCl2的方法,则工业制Al也可采用电解熔融AlCl3的方法15678910111213234

15678910111213234√5.(2024·福建三明高二阶段练习)P原子在形成PCl5分子时,3s、3p轨道和1个3d轨道参与形成sp3d杂化,PCl5的空间构型为三角双锥形(如图所示)。下列关于PCl5分子的说法不正确的是(

)A.PCl5分子中价电子对数为5B.PCl5分子中没有形成π键C.PCl5分子中所有Cl—P—Cl的键角都相等D.PCl5为非极性分子15678910111213234

15678910111213234√6.3⁃氨基⁃1⁃金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是(

)A.分子中O原子和N原子均为sp3杂化B.分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角C.分子中O—H的极性大于N—H的极性D.分子式为C10H17NO15678910111213234解析:分子中O原子和N原子的价电子对数均为4,故均为sp3杂化,A正确;

N有一个孤电子对,O有两个孤电子对,O的孤电子对多,排斥作用大,分子中C—O—H的键角小于C—N—H的键角,B错误;电负性O>N>H,分子中O—H的极性大于N—H的极性,C正确;由结构可知,分子式为C10H17NO,D正确。15678910111213234√7.利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,其中[EMIM]+的结构如图所示。下列有关说法错误的是(

)A.该离子液体能导电B.[AlCl4]-的空间结构为正四面体形C.该物质中碳原子的杂化类型为sp3D.电解沉积金属时,金属在阴极析出15678910111213234解析:离子液体中含有可以自由移动的离子,可以导电,A正确;[AlCl4]-的价电子对数为4,则其空间结构为正四面体形,B正确;由结构图可知该阳离子中含与4个原子相连的C,采用sp3杂化,环上与3个原子相连的C原子采用sp2杂化,C错误;金属阳离子在阴极上得到电子生成单质,D正确。15678910111213234√8.很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ,化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的是(

)A.在Ⅰ中S原子采取sp2杂化B.在Ⅱ中S元素的电负性最大C.在Ⅲ中存在离子键与共价键D.在Ⅳ中硫氧键的键能均相等15678910111213234

156789101112132349．(2024·江苏扬州高二阶段练习)回答下列问题：(1)基态Cr原子价电子排布式为________；核外有_____种不同运动状态的电子。解析：铬元素原子序数为24，即基态铬原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，所以价电子排布式为3d54s1；基态铬原子核外有24个电子，结合能量最低原理和泡利不相容原理可知每个电子运动状态均不同，所以核外有24种不同运动状态的电子。3d54s12415678910111213234(2)CH3CH2OH与H2O能以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________________________________。解析：乙醇分子含有羟基，可以和水分子形成氢键。H2O与CH3CH2OH分子间能形成氢键15678910111213234(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO2催化的一个实例如图所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子数为________，化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为_________。7O>N>C15678910111213234解析：苯环上的碳原子以及形成双键的碳原子均为sp2杂化，所以有7个；化合物乙中羟基中的O原子、氨基中的N原子以及非苯环上的C原子均为sp3杂化，非金属性越强，电负性越大，所以电负性O＞N＞C。15678910111213234

直线形N2、CO(CO2、N2O)1567891011121323410．(2024·四川凉山高二阶段练习)氢、碳、氮、氧元素的单质及化合物在很多领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)画出基态N原子的价电子轨道表示式______________，核外有_____种电子运动状态。解析:基态N原子价电子排布为2s22p3,则基态N原子的价电子轨道表示式为

,核外有7个电子,则有7种电子运动状态。715678910111213234(2)下列微粒中：①PH3

②NH3

③H2O2

④N2

⑤CO2

⑥C2H6⑦HCN，既有σ键又有π键的是________(填序号)；COCl2中σ键和π键的数目比为______，其空间结构为____________。④⑤⑦3∶1平面三角形15678910111213234解析:①PH3含P—H单键，②NH3含N—H单键，③H2O2含H—O、O—O单键，④N2含N≡N，⑤CO2含有C===O，⑥C2H6含有C—C单键和C—H单键，⑦HCN含H—C单键、C≡N，既有σ键又有π键说明含有双键或三键，则④⑤⑦符合；COCl2的结构式为

,O===C双键中σ键、π键各一个，C—Cl为σ键，故COCl2中σ键和π键数目比为3∶1，C原子的价电子对数为3，无孤电子对，其分子空间结构为平面三角形。15678910111213234

小于小于15678910111213234(4)N2F2(二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化，则N2F2的结构式为______________。解析:N2F2(二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化,说明N原子的价电子对数为3,说明N原子形成—NN—结构,则N2F2的结构式为F—N===N—F。F—N===N—F15678910111213234

1615678910111213234

②③⑥⑦⑧15678910111213234原子硼原子为sp2杂化,分子为平面正三角形;⑦HCHO中碳原子为sp2杂化,分子为平面三角形;⑧H2O中心原子氧原子为sp3杂化,分子为V形;⑨H2O2中氧原子为sp3杂化,分子为半开书页形,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上;⑩SiH4中心原子硅原子为sp3杂化,分子为正四面体形。(1)由上述分析,所有原子共平面的是粒子构型为平面或者直线形的,故有②③⑥⑦⑧。15678910111213234

⑥⑦15678910111213234⑨H2O2中氧原子为sp3杂化,分子为半开书页形,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上;⑩SiH4中心原子硅原子为sp3杂化,分子为正四面体形。(2)由上述分析,中心原子采用sp2杂化方式的是⑥⑦。15678910111213234

④⑦⑧⑨15678910111213234⑨H2O2中氧原子为sp3杂化,分子为半开书页形,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上;⑩SiH4中心原子硅原子为sp3杂化,分子为正四面体形。(3)极性键是不同原子形成的共价键,极性分子需要分子中正负电荷中心不重合,故为④⑦⑧⑨。15678910111213234

SeO3分子中心原子Se原子为sp2杂化,分子构型为平面正三角

角锥形,且由于孤电子对对成键电子的排斥,导致键角更小,键角小于109°28'>15678910111213234

15678910111213234(5)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为____________形；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为______，该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为___(填图中字母)。平面正三角sp3a15678910111213234解析:SO3中心原子硫原子为sp2杂化,分子为平面正三角形,固体三氧化硫中S原子都成四根单键与其他原子连接,杂化轨道类型为sp3杂化,根据氧原子的成键特点,a为双键,b为单键,故较短的为a。15678910111213234高阶思维训练12.由四种短周期主族元素形成的某有机物甲的结构如图所示,甲分子中所有原子共平面,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y、Z、W、X的原子半径依次减小。下列说法错误的是(

)A.通常状况下,由于甲分子间形成氢键使甲呈固态B.(YZ)2为直线形分子,其中2个Y原子均采取sp杂化C.由于甲分子中所有原子共平面,所以甲分子中Z的杂化方式为sp2D.电负性:Z<W,第一电离能:W>Z>Y√15678910111213234解析:X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,X半径最小,只连一个键,X为H元素;Y连4个键,Y为C元素;

Z形成3个共价键,Z为N元素;W形成2个共价键,W为O元