判断几何构型
几何构型的判断方法
几何构型的判断方法一、引言几何构型是指由几何图形或形状组成的特定模式或结构。
在几何学中，判断几何构型的方法多种多样。
本文将介绍几种常见的几何构型判断方法，包括对称性、相似性、共线性、垂直性和平行性等。
二、对称性判断方法对称性是指物体或图形在某个轴线或平面上具有镜像对称的特性。
判断对称性的方法主要有以下几种：1. 轴对称法：通过寻找轴线来判断图形是否具有对称性。
如果图形可以沿某条直线折叠后两部分完全重合，则该图形是轴对称的。
2. 中心对称法：通过寻找中心点来判断图形是否具有对称性。
如果图形的每个点关于中心点对称，则该图形是中心对称的。
3. 线对称法：通过寻找线段来判断图形是否具有对称性。
如果图形的每个点关于一条线段对称，则该图形是线对称的。
三、相似性判断方法相似性是指两个图形在形状上具有相似比例关系的特性。
判断相似性的方法主要有以下几种：1. 角度相等法：如果两个图形的对应角度相等，则它们是相似的。
2. 边长比例法：如果两个图形的对应边长之比相等，则它们是相似的。
3. 直角边比例法：如果两个直角三角形的斜边比相等，则它们是相似的。
四、共线性判断方法共线性是指三个或更多个点在同一条直线上的特性。
判断共线性的方法主要有以下几种：1. 三点共线法：如果三个点在同一条直线上，则它们是共线的。
2. 共线向量法：如果两个向量共线，则它们所表示的点也是共线的。
3. 斜率相等法：如果两条直线的斜率相等，则它们是共线的。
五、垂直性判断方法垂直性是指两条直线或线段之间的相互垂直关系。
判断垂直性的方法主要有以下几种：1. 斜率互为负倒数法：如果两条直线的斜率互为负倒数，则它们是垂直的。
2. 两条直线的乘积为-1法：如果两条直线的斜率的乘积为-1，则它们是垂直的。
3. 两条线段的内积为0法：如果两个线段的向量的内积为0，则它们是垂直的。
六、平行性判断方法平行性是指两条直线或线段之间的相互平行关系。
判断平行性的方法主要有以下几种：1. 斜率相等法：如果两条直线的斜率相等，则它们是平行的。
运用价层电子对互斥理论判断分子构型
运用价层电子对互斥理论判断分子构型作者：闫象全来源：《中学化学》2016年第01期一、价层电子对互斥理论要点由价层电子对互斥理论可以归纳得到以下的四个要点：1.分子或离子的空间构型决定了中心原子周围的价层电子数。
2.价层电子对尽可能彼此远离，使它们之间的斥力最小。
3.通常采取对称结构，分子的构型总是采取电子对排斥力平衡的形式。
4.ABn型分子的几何构型取决于中心原子A的价层中电子对的排斥作用。
二、推断分子或离子空间构型的步骤1.确定中心原子中价层电子对数（1）中心原子价层电子对总数和对数①中心原子价层电子总数等于中心原子A的价电子数加上配体在成键过程中提供的电子数，如CCl4：4+1×4=8②氧族元素的原子作中心原子时，价电子数为6，如H2O、H2S；作配体时，提供电子数为0，如在CO2中O提供的是0个电子。
③处理离子体系时，要加减离子价。
如：PO3-4：5+0×4+3=8；NH+4：5+1×4-1=8。
④总数除以2，即可得电子对数：总数为奇数时，对数进1。
例如：总数为9，对数为5。
⑤中心原子价层电子对数计算公式：价层电子对数=（中心原子价电子数+配位原子提供的电子数-离子电荷代数值）/2如PO3-4：磷原子的价层电子对数=[5+0-（-3）]/2=4；NH3：氮原子价层电子对数=（5+1×3）/2=4。
（2）根据中心原子价层电子对数，找到相应电子对的排布，这种排布方式可使电子对之间的斥力最小（见表1）。
三角形四面体三角双锥八面体（3）分子的构型取决于中心原子的价层电子对数目及电子对的构型。
（4）配位原子按相应的几何构型排布在中心原子周围，每1对电子连接1个配位原子，剩下未结合的电子便是孤对电子，孤对电子的位置会影响分子的空间构型。
孤对电子与成键电子对比较的原则是：孤对-孤对的排斥力>>孤对-成键电子对的排斥力>成键-成键电子对的排斥力。
分子几何构型判断3
一、 轨道杂化理论 ( Pauling, 1931) Hybridization Theory
1、轨道的杂化 、 在同一个原子中能量相近的不同类型的几 个原子轨道在成键时可以相互叠加而组成同等 个原子轨道在成键时可以相互叠加而组成同等 数量的能量完全相同的杂化原子轨道 数量的能量完全相同的杂化原子轨道 原子形成杂化轨道的一般过程 激发 杂化 轨道重叠
• 孤对电子相对来说带有较多的负电荷。受孤 孤对电子相对来说带有较多的负电荷。 对电子云的排斥， 分子中N－ 键间的夹 对电子云的排斥，NH3分子中 －H键间的夹 角被压缩为107º，H2O分子中 分子中O—H键间的夹 角被压缩为 ， 分子中 键间的夹 角被压缩到104º40¹。 角被压缩到 。 • 含有孤对电子的杂化被称为不等性杂化。 含有孤对电子的杂化被称为不等性杂化。 不等性杂化 NH3和H2O分子中 和O都发生了不等性 3杂 分子中N和 都发生了不等性 都发生了不等性sp 分子中 化
• 四个 3 杂化轨道在空间均匀对称地分布 四个sp 杂化轨道在空间均匀对称地分布— —以碳原子核为中心，伸向正四面体的四个 以碳原子核为中心， 以碳原子核为中心 顶点。 顶点。这四个杂化轨道的未成对电子分别与 氢原子的1s电子配对成键 电子配对成键， 氢原子的 电子配对成键，这就形成了甲烷 分子。 分子。
②sp2杂化
分子时， • 碳原子在形成乙烯（C2H4）分子时，每个碳原 碳原子在形成乙烯（ 子的2S轨道与两个 轨道发生杂化，称为sp 轨道与两个2p轨道发生杂化 子的 轨道与两个 轨道发生杂化，称为 2杂 杂化后形成3个杂化轨道 它们的形状与sp 个杂化轨道。 化。杂化后形成 个杂化轨道。它们的形状与 3 杂化轨道相似， 杂化轨道相似，在空间以碳原子梭为中心指向平 面正三角形的三个顶点。 面正三角形的三个顶点。 • 未杂化的 个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平 未杂化的l个 轨道则垂直于杂化轨道所在的平 面。3个sp2杂化轨道与未杂化的 1个2p轨道各有 个 个 轨道各有 1个未成对电子。两个碳原子分别以 个sp2杂化 个未成对电子。 个未成对电子 两个碳原子分别以1个 轨道互相重叠形成σ 两个碳原子的另外4个 轨道互相重叠形成σ键，两个碳原子的另外 个 sp2杂化轨道分别与氢原子结合。 杂化轨道分别与氢原子结合。
选修二2.2.3 解题策略 分子的空间结构及判断方法
sp
1个ns和 1个np
轨道夹角 180°
实例
CO2
sp2
1个ns和 2个np
120°
BF3
sp3
1个ns和 3个np
109°28 ′ CH4
【典例1】下列分子中,中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构也相
同的是( )
A.H2O、SO2 答案 B
B.BeCl2、CO2
C.H2O、NH3
D.NH3、CH2O
VSEPR模型
分子或离子的立体构型。
2.确定分子或离子的立体构型。
①若中心原子A无孤电子对,则分子或离子的立体构型为价层电子对的立体构
型—VSEPR模型。
②若中心原子A有孤电子对,则分子或离子的立体构型为略去中心原子孤电子
对后的成键电子对的立体构型。
【三言两语话重点】
(1)1个公式:
1
中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+ 2 (a-xb)。
空间结构 间结构
直线形 直线形
三角形
三角形 V形
正四面体形
四面体形 三角锥形
V形
实例
BeCl2 BF3
SnBr2 CH4 NH3 H2O
3．利用键角判断 一般来说，高中阶段知道了多原子分子中的键角数据，就可确 定该分子的空间几何构型。常见分子的键角与分子构型如下表：
分子 硫化氢
水
氨
甲烷
二氧化碳
键角 约90° 105°
107° 109°28′
180°
分子构型 V形
V形 三角锥形 正四面体形 直线形
分子 白磷 三氯化硼 乙烯
乙炔
苯
键角 60° 120°
120°
高中化学2章本章重难点专题突破三价层电子对互斥模型的应用判断分子或离子的空间构型高中化学
3 价层电子对互斥模型的应用——判断分子或离子的空间构型价电子对互斥模型认为，在一个共价分子中，中心原子周围电子对排布的空间构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。
所谓价层电子对包括成键的σ电子对和未成键的孤对电子。
价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些，这样电子对彼此之间的排斥力最小，整个分子最为稳定。
这样也就决定了分子的空间结构。
因此利用价电子对互斥模型可以预测简单分子或离子的空间结构。
利用价电子对互斥模型推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下：1．确定中心原子A价层电子对数目中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半，就是中心原子A价层电子对的数目。
例如BF3分子，B原子有3个价电子，三个F原子各提供一个电子，共6个电子，所以B原子价层电子对数为3。
如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。
如PO3－4中P原子的价层电子数应加上3，而NH＋4中N原子的价层电子数则应减去1。
2．确定价层电子对的几何构型由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能地相互远离。
于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示：3．分子空间构型的确定价层电子对有成键电子对和孤对电子之分，价层电子对的总数减去成键电子对数，得孤对电子数。
根据成键电子对数和孤对电子数，可以确定相应的较稳定的分子空间构型。
判断分子空间构型时应注意：(1)如果在价层电子对中出现孤对电子时，价层电子对空间构型还与下列斥力顺序有关：孤对—孤对>孤对—键对>键对—键对。
因此，价层电子对空间构型为正三角形和正四面体时，孤对电子的存在会改变键对电子的分布空间。
(2)对于分子中有双键、叁键等多重键时，使用价电子对理论判断其分子构型时，双键的两对电子和叁键的三对电子只能作为一对电子来处理。
或者说在确定中心原子的价电子层电子对总数时，不包括π电子。
实例分析：判断HCHO分子和HCN分子的空间构型。
结构化学题库与答案（9）
结构化学题库与答案（9）《结构化学》第五章习题5001 NF 3和NH 3分⼦中，键⾓∠FNF ⽐∠HNH 要（a ），这是因为（b ）。
5002 写出下列分⼦的结构式(标明单键和多重键等键型)和⽴体构型：(1) Al 2Cl 6 ，(2) HN 3 ，(3) Fe(CO)3(η4- C 4H 4) ，(4) XeOF 4 ，(5) XeF 4 5003 NH 3和PH 3分⼦键⾓值⼤者为___________________分⼦。
5004 ⽤价电⼦对互斥理论推断： PF 4+的构型为_________________，中⼼原⼦采⽤的杂化轨道为_____________________： XeF 4的构型为___________________，中⼼原⼦采⽤的杂化轨道为________________________。
5005 写出下述分⼦中中⼼原⼦的杂化⽅式及分⼦的⼏何构型：HgCl 2_________________： Co(CO)4-__________________：BF 3___________________： Ni(CN)42-__________________。
5006 sp 2(s ，p x ，p y )等性杂化轨道中，若1ψ和x 轴平⾏，2ψ和y 轴成30°，1ψ，2ψ，3ψ互成120°。
请写出满⾜正交归⼀化条件的三个杂化轨道表达式：1ψ______________________________：2ψ______________________________：3ψ______________________________。
5007 O 3的键⾓为116.8°，若⽤杂化轨道ψ=c 1s 2ψ+c 2p 2ψ描述中⼼O 原⼦的成键轨道，试按键⾓与轨道成分关系式cos θ=-c 12/c 22，计算：(1) 成键杂化轨道中c 1和c 2值；(2) ψ2s 和ψ2p 轨道在杂化轨道ψ中所占的⽐重。
2020届高三化学选修三物质结构和性质常考题型——立体结构和杂化类型判断
2020届高三化学选修三物质结构与性质常考题型——立体结构和杂化类型判断.DOC【方法和规律】1、立体构型的判断方法——价层电子对互斥理论 (1)中心原子价层电子对数===σ键电子对数＋孤电子对数 (2)2中心原子的数中心原子的价层和配位原子的化合价的总价电子数电子对+=2中心原子的数中心原子的价层和配位原子的化合价的总最外层电子数电子对+=【微点拨】①配位原子是指中心原子以外的其它原子 (即与中心原子结合的原子) ②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数 (阴加阳减)③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为6 (3)价层电子对互斥理论判断分子空间构型的具体方法价层电子对数目 电子对排布方式电子对的空间构型(VSEPR 模型)孤电子对数 分子的立体结构 常见实例2直线形0 直线形 CO 2 1 直线形 3平面正三角形0 正三角形 BF 3 1 V 形 SO 2 2 直线形 4空间正四面体正四面体 CH 4 1 三角锥 NH 3 2 V 形 H 2O 3直线形ClO —(4)分子或离子 中心原子 价层电子对数 δ键电子对数孤电子对数 电子对构型分子构型中心原子杂化类型 CO 2 BeCl 2 BF 3 SO 3 SO 2 CH 4 NH 3 PCl 3 H 2O NO 3— SO 32— NH 4+PO 43— H 3O +2、中心原子的杂化类型判断规律：杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数价层电子对数杂化方式 4 sp 3杂化 3 sp 2杂化 2sp 杂化技巧1：ABn 型的分子或离子，用2中心原子的数中心原子的价层和配位原子的化合价的总价电子数电子对+=，来迅速判断 (见上表)技巧2：若有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断 如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型杂化类型 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数孤电子对数确定方法环外氮原子 sp 3 4 3 1 氮原子最外层有5个电子，形成了3对共用电子对，则有一对孤对电子 环上氮原子 sp 2 3 2 1 环上碳原子sp 233碳原子最外层4个电子，形成了4对共用电子对，所以碳上无孤对电子①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp 3杂化 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp 2杂化 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp 杂化 技巧4：根据杂化轨道之间的夹角判断①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp 3杂化 ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp 2杂化 ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp 杂化 技巧5：根据等电子原理进行判断CO 2是直线形分子，CNS －、N －3与CO 2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp 杂化 技巧6：根据分子或离子中有无π键及π键数目判断没有π键为sp 3杂化，含一个π键为sp 2杂化，含两个π键为sp 杂化 【真题感悟】1、[2019·全国卷Ⅰ·节选] 乙二胺(H 2NCH 2CH 2NH 2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_______2、[2019·全国卷Ⅱ·节选] 元素As 与N 同族。
结构化学题库与答案 (9)
《结构化学》第五章习题5001 NF 3和NH 3分子中， 键角∠FNF 比∠HNH 要 （a ） ， 这是因为（b ）。
5002 写出下列分子的结构式(标明单键和多重键等键型)和立体构型：(1) Al 2Cl 6 ，(2) HN 3 ，(3) Fe(CO)3(η4- C 4H 4) ，(4) XeOF 4 ，(5) XeF 4 5003 NH 3和PH 3分子键角值大者为___________________分子。
5004 用价电子对互斥理论推断： PF 4+的构型为_________________， 中心原子采用的杂化轨道为_____________________： XeF 4的构型为___________________，中心原子采用的杂化轨道为________________________。
5005 写出下述分子中中心原子的杂化方式及分子的几何构型： HgCl 2_________________： Co(CO)4-__________________：BF 3___________________： Ni(CN)42-__________________。
5006 sp 2(s ，p x ，p y )等性杂化轨道中，若1ψ和x 轴平行，2ψ和y 轴成30°，1ψ，2ψ，3ψ互成120°。
请写出满足正交归一化条件的三个杂化轨道表达式：1ψ______________________________：2ψ______________________________：3ψ______________________________。
5007 O 3的键角为116.8°，若用杂化轨道ψ=c 1s 2ψ+c 2p 2ψ描述中心O 原子的成键轨道，试按键角与轨道成分关系式cos θ=-c 12/c 22，计算：(1) 成键杂化轨道中c 1和c 2值；(2) ψ2s 和ψ2p 轨道在杂化轨道ψ中所占的比重。
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实例分析:试判断PCl5离子的空间构型。
解：P离子的正电荷数为5，中心原子P有5个价电子，Cl原子各提供1个电子，所以P原子的价层电子对数为（5+5-0）/2 = 5，其排布方式为三角双锥。因价层电子对中无孤对电子，所以PCl5为三角双锥构型。
实例分析：试判断H2O分子的空间构型。
解：O是H2O分子的中心原子，它有6个价电子，与O化合的2个H原子各提供1个电子，所以O原子价层电子对数为（6+2）/2 = 4，其排布方式为四面体，因价层电子对中有2对孤对电子，所以H2O分子的空间构型为V形。
2．判断分子的空间构型
根据中心原子的价层电子对数，从表9-4中找出相应的价层电子对构型后，再根据价层电子对中的孤对电子数，确定电子对的排布方式和分子的空间构型。
电子对数
电子对空间排布
孤电子对数
分子类型
分子形状（分子空间构型）
实例
2
直线
0
AB2
直线
BeCl2
3
平面三角形
0
AB3
平面三角形
BF3
1
. .
判断几何构型
价层电子对理论(VSEPR theory)预测分子空间构型步骤为：
1.确定中心原子中价层电子对数
中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和减去离子带电荷数除以2[价电子对数=1/2(中心原子的价电子数+配位原子提供的σ电子数-离子电荷代数值）]，即为中心原子的价层电子对数。规定：(1)作为配体，卤素原子和H原子提供1个电子，氧族元素的原子不提供电子；(2)作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算；(3)对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数；(4)计算电子对数时，若剩余1个电子，亦当作1对电子处理。(5)双键、叁键等多重键作为1对电子看待。
:AB2
V型
SnCl2
4
正四面体
0
AB4
正四面体
CH4
1
:AB3
三角锥
NH3
2
. .
:AB2
V型
H2O
5
三角双锥
0
AB5
三角双锥
PCL5
1
:AB4
变形四面体
TeCl4
2
. .
:AB3
T型
ClF3
3
. .
:AB2
. .
直线
I3-F6
1
:AB5
四方锥
IF5
2
. .
:AB4
平面正方形