2020届高考化学一轮复习微粒的空间构型与中心原子杂化类型的判断学案
2020版高考化学(苏教版)一轮复习分子空间结构与物质性质学案Word版
第三单元 分子空间结构与物质性质1．杂化轨道理论 (1)杂化图式①sp 3杂化(以CH 4为例)(2)分子空间构型与杂化关系(3)规律：杂化轨道形成σ键和容纳孤电子对，未杂化轨道可以形成π键。
2．价电子对互斥模型 (1)价电子对数与价电子对构型(2)对AB m 型分子价电子对数(n )的计算n ＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m 2(说明：中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。
)(3)价电子对的几何构型与分子空间构型的关系 ①无孤电子对，二者相同。
②有孤电子时，二者不同，分子构型为省略孤电子对的剩余构型。
(4)价电子对之间斥力的大小顺序孤电子对与孤电子对间斥力＞孤电子对与成键电子对间斥力＞成键电子对与成键电子对斥力。
即孤电子对越多，成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。
如CH 4、NH 3、H 2O 分子中键角依次减小。
3．等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N 2与CO 、O 3与SO 2、N 2O 与CO 2、CH 4与NH ＋4等。
[应用体验] 填表②03平面三角形平面三角形sp2③14四面体三角锥sp3④04正四面体正四面体sp3⑤14四面体三角锥sp3考法1分子或离子的空间构型和杂化方式类型1．(2019·衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用于推测键角大小，下列判断正确的是() A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥型的分子C[A项，SO2为V形；B项，SnBr2为sp2杂化，中心原子有一对孤电子对，键角小于120°；D项，PCl5不是三角锥型。
高考一轮复习化学课件价电子对互斥理论杂化轨道理论及应用
价电子对定义及分类
价电子对
01
指分子中中心原子上的价电子形成的电子对，包括成键电子对
和孤电子对。
成键电子对
02
与中心原子形成共价键的电子对。
孤电子对
03
未参与成键的价电子对。
互斥原则与分子构型关系
互斥原则
价电子对之间由于电子云重叠会产生 斥力，使分子尽可能采取斥力最小的 构型。
分子构型
根据价电子对互斥原则，分子会采取 不同的空间构型，如直线型、平面三 角形、四面体型等。
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杂化轨道理论
理解杂化轨道理论的基本概念，能够判断中心原子的杂化类型和分 子的空间构型。
化学键与分子间作用力
掌握化学键的类型和性质，理解分子间作用力的种类和影响因素。
难点问题解决方法
图形结合，形象记 忆
利用分子模型、图形等辅助工具，帮助理解和记忆抽象的 理论知识。
对比分析，深化理 解
通过对比分析相似或相反的知识点，加深对难点问题的理 解和记忆。
光照、加热、催化剂等外界条件以及 反应历程中的中间态都可能影响杂化 类型和分子构型。
03
价电子对互斥理论与杂化轨道理论 关系
二者联系与区别
联系
价电子对互斥理论（VSEPR）和杂化轨道理论都是用于预测分子几何构型的工具，它们基于电子的排布和相互作 用来解释分子的形状。
区别
VSEPR理论主要关注价电子对的排斥作用，通过计算价电子对数量来预测分子构型；而杂化轨道理论则侧重于原 子轨道的混合，通过形成杂化轨道来解释分子的成键和构型。
常见分子构型判断方法
VSEPR模型
根据价电子对互斥理论，通过计算中心原子的价电子对数（ 包括成键电子对和孤电子对）来判断分子的构型。
2024年新人教版高考化学一轮复习讲义(新高考版) 第6章 强化14 微粒空间结构 大π键的判断
根据图可知，N－ 5 中的 σ 键总数为 5；N－ 5 中每个 N 原子采 取 sp2 杂化，未参与杂化的 p 轨道，垂直于该离子平面形 成大 π 键，每个 p 轨道各提供一个电子，再加上一个单位 的负电荷，所以 N－ 5 中一共有 6 个电子参与形成大 π 键， 应表示为 Π65。
4.[2022·山东，16(3)节选]吡啶(
6.已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的 p 轨道，则 p
电子可在多个原子间运动，形成“离域 π 键”(或大 π 键)。大 π键的电子数和原子个数，如苯分子中大 π 键表示为 Π66。
按要求回答下列问题：
(1)下列微粒中存在“离域 π 键”的是__a_d___(填字母)。
C6H6、N3B3H6(俗称无机苯)
_三__角__锥__形___ _正__四__面__体__形__ _正__四__面__体__形__ __平__面__六__边__形___
(二)大π键(离域π键)
1.形成条件 (1)中心原子采取sp或sp2杂化。 (2)参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。 2.大π键共用电子数分析方法 (1)大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。 (2)判断出中心原子的杂化方式，并画出价层电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨 道，优先填充两个电子，形成孤电子对，杂化轨道中的电子不参与形成大π键。 (3)根据配位原子的价层电子轨道表示式，判断配位原子中未参与成键且垂直该分子 或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。
当中心原子的价层电子对数为4时，VSEPR模型为四面体形，硫原子无孤电子 对，所以空间结构为四面体形；配位原子得电子能力越弱，其与中心原子形成 的共用电子对之间的斥力越强，F原子的得电子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分 子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
人教版2020高考化学第12章(物质结构与性质)第2节2)分子的立体构型讲与练(含解析)
第12章（物质结构与性质）李仕才第二节分子结构与性质考点二分子的立体构型1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)价层电子对数的确定方法其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。
(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。
(2)杂化轨道的类型与分子立体构型(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。
代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型CO20＋2＝2 spCH2O 0＋3＝3 sp2CH40＋4＝4 sp3SO21＋2＝3 sp2NH31＋3＝4 sp3H2O 2＋2＝4 sp3(4)3.等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相似，如CO和N2。
等电子体的微粒有着相同的分子构型，中心原子也有相同的杂化方式。
常见等电子体与空间构型微粒通式价电子总数立体构型CO2、CNS－、NO＋2、N－3AX216e－直线形CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形SO2、O3、NO－2AX218e－V形SiO4－4、PO3－4、SO2－4、ClO－4AX432e－正四面体形PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形CO、N2AX 10e－直线形CH4、NH＋4AX48e－正四面体形判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。
高考化学(人教版)一轮复习教学案：选修三物质结构与性质第2节分子结构与性质
第2节分子结构与性质考纲点击1．了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
2．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
3．了解简单配合物的成键情况。
4．了解化学键和分子间作用力的区别。
5．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。
一、共价键1．本质在原子之间形成____________。
2．基本特征具有________性和________性。
3．共价键的类型分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式[来源学+科+网Z+X+X+K]σ键电子云“__________”重叠[来源:1][来源:]π键电子云“__________”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对______偏移非极性键共用电子对________偏移4(1)σ键与π键①依据强度判断：σ键的强度较________，较稳定，π键强度较________，比较容易断裂。
注意N≡N中的π键强度大。
②共价单键是σ键，共价双键中含有____个σ键____个π键；共价三键中含有____个σ键____个π键。
(2)极性键与非极性键看形成共价键的两原子：不同种元素的原子之间形成的是____性共价键；同种元素的原子之间形成的是__________性共价键。
5．键参数(1)键能________________原子形成__________化学键释放的最低能量。
键能越____________，化学键越稳定。
(2)键长形成共价键的两个原子之间的____________。
键长越__________，共价键越稳定。
(3)键角在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。
如O===C===O键角为________，H—O—H键角为__________。
6．等电子原理______________相同、______________相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质____________，如CO和________。
高考化学一轮复习（第六辑）考点八十九 分子的立体构型（含解析）
考点八十九分子的立体构型聚焦与凝萃1．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)；2．能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推想常见的简洁分子或离子的立体构型；3．生疏一些典形的分子构型（如：CH4、NH3、C2H4等）；4．进一步了解有机化合物中碳的成键特征；5．知道配位键、配位化合物的概念；6．知道配位键、配位化合物的表示方法；7．了解配位键的形成过程；8．了解常见的配位化合物，知道配位化合物在国防及工农业中有重要作用。
解读与打通常规考点一、分子的立体构型1．价层电子对互斥理论（1）价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
（2）孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例键角2 2 0 直线形直线形BeCl2180°3 3 0三角形平面正三角形BF3120°2 1 V形SnBr2105°4 4 0正四周体形正四周体形CH4109°28′3 1 三角锥形NH3107°2 2 V形H2O 105°留意：（1）价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时，两者的构型全都；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不全都。
（2）价层电子对互斥理论能猜测分子的几何构型，但不能解释分子的成键状况，杂化轨道理论能解释分子的成键状况，但不能猜测分子的几何构型。
两者相结合，具有肯定的互补性，可达处处理问题简便、快速、全面的效果。
2．杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。
杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。
sp杂化：同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。
高考化学分子的空间结构一轮复习小题训练(解析版)
分子的空间结构1．利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可初步判断该有机物分子拥有的( )A ．同分异构体数B ．原子个数C ．化学键和官能团种类D ．有机化合物的分子式 【答案】C【解析】组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰，利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以清晰地记录出不同基团的吸收峰，所以可初步判断该有机物分子拥有的基团种类。
故选C 。
2．下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是( )A ．价层电子对就是σ键电子对B ．孤电子对数由分子式来确定C ．分子的立体构型是价层电子对互斥的结果D ．孤电子对数等于π键数【答案】C【解析】价层电子对数是σ键电子对数与孤电子对数之和，孤电子对数是指没有成键的价电子对数，其与中心原子价层电子总数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数有关，A 、B 、D 项错误。
故选C 。
3．用价层电子对互斥理论预测H 2O 和NO －3的立体结构，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 【答案】D【解析】H 2O 分子的中心原子上的孤电子对数＝12(6－2×1)＝2，因其σ键电子对数为2，故分子为V 形结构；NO －3的中心原子上的孤电子对数＝12(5＋1－3×2)＝0，因其σ键电子对数为3，则分子为平面三角形。
故选D 。
4．乙炔分子中的碳原子采取的杂化方式是( )A ．sp 1杂化B ．sp 2杂化C ．sp 3杂化D ．无法确定【答案】A【解析】乙炔的结构式为H—C≡C—H ，其空间构型为直线形，属于sp 1杂化。
5．在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是()A．sp2sp2B．sp3sp3 C．sp2sp3D．sp1sp3【答案】C【解析】中碳原子形成了3个σ键，无未成键价电子对，需要形成3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。
高考苏教版化学一轮复习教案选修3第4讲分子空间构型与物质性质
第 4 讲分子空间构型与物质性质考纲点击1．能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型。
2．“等电子原理〞的含义，能结合实例说明“ 等电子原理〞的应用。
3．了解键的极性和分子的极性，了解极性分子和非极性分子及其性质的差异。
4．了解简单配合物的成键情况。
一、分子构型与物质的性质(一 )分子的空间构型1．杂化轨道理论简介(1)sp 杂化sp 杂化轨道由 ________和 ________组合而成，杂化轨道间夹角为______，呈 ______形，如 __________ 。
(2)sp2杂化sp2杂化轨道由 ________ 和 __________ 组合而成，杂化轨道间夹角为______，呈__________ ，如 ______。
(3)sp3杂化sp3杂化轨道由 ________和______组合而成，杂化轨道间夹角为__________，呈 ________形，如 ________。
2．价层电子对互斥模型(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键AB n几何构型范例n＝ 2n＝ 3n＝ 4(2)中心原子上有孤对电子的分子中心原子上的____________________，并参与 ______。
分子的立体结构模型与其VSEPR 模型不完全相同，如H 2O 呈 ______形， NH 3分子呈 ______形。
3．常见分子的立体结构分子类型实例结构式立体结构其他实例三原子CO2BeCl2分子H 2O SO2、H 2S四原子HCHO BF3分子NH 3PH3五原子CH4CCl 4分子CH 3Cl CH 3Br 4．等电子原理________相同、________相同的分子具有相似的____________ ，它们的许多性质 ______，如 CO 和 ______。
特别提示：由于孤对电子参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。
如水分子中氧原子的 sp3杂化轨道有 2 个是由孤对电子占据的，其分子不呈正四面体构型，而呈 V 形，氨分子中氮原子的 sp3杂化轨道有 1 个由孤对电子占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。
杂化判断
如何判断分子的空间构型和原子的杂化如何判断分子的空间构型和一个分子的中心原子究竟采取哪种类型的杂化是高考的一个重点也是一个难点。
可以用“价层电子对互斥理论（VSEPR）”判断分子的空间构型，也可以借助“杂化轨道理论”来判断分子的空间构型。
这里来介绍“价层电子对互斥理论”的应用及判断一个分子的中心原子杂化类型的方法。
“价层电子对互斥理论（VSEPR）”认为：AＢｘ型分子的空间构型总是采取中心原子A 价层电子对相互排斥最小的那种几何构型。
第一步：确定中心原子A的价层电子对数目。
中心原子A的价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括δ键电子对（也称成键电子对）和中心原子上的孤电子对。
δ键电子对数有分子式确定：对AＢｘ型分子，ｘ就是中心原子A的δ键电子对数目。
如BCl3分子中，中心原子B的δ键电子对数= 3；H2O中O的δ键电子对数= 4 SO3中S的δ键电子对数=3而中心原子的孤电子对数＝（ａ－ｘｂ）／２式中的ａ为中心原子的价电子数，对主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数；ｘ为与中心原子结合的原子数（即AＢｘ分子中的ｘ）；ｂ为与中心原子结合的原子最多结合的电子数，Ｈ为１，其它原子等于“８－该原子的价电子数”如果讨论的是离子，对阳离子ａ为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，对阴离子ａ为中心原子的价电子数加上离子的电荷数；例如CCl4中δ键电子对数为4，孤电子对数=（4-4 ×1）/2=0C的价层电子对数= 4 + 0 = 4SO3中δ键电子对数为3；孤电子对数=（6-3×2）/2=0S的价层电子对数=3 + 0 = 3H2O中δ键电子对数为2；孤电子对数=（6-2×1）/2=2O的价层电子对数= 2 +2 = 4NH4+中δ键电子对数为4；孤电子对数=（5-1-4×1）/2=0N的价层电子对数= 4 + 0 = 4SO42—中δ键电子对数为4；孤电子对数=（6+2-4×2）/2=0S的价层电子对数= 4 + 0 = 4PO43—中δ键电子对数为4；孤电子对数=（5+3-4×2）/2=0P的价层电子对数=4 + 0 = 4如果价层电子对数出现小数，可把这个单电子当作电子对看待四，如果对分子空间构型比较清楚的话，也可以根据分子的空间构型判断中心原子的杂化，直线型的中心原子发生SP杂化，如CO2、乙炔中的碳原子发生SP杂化；平面三角形结构的中心原子发生SP2杂化，如烯烃中形成的C=C、苯环、醛基、羧基、羰基、石墨、石墨烯中的C原子发生SP2杂化；呈正四面体结构，以SP3杂化方式。
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＋孤电子对数中心原子的价电子数配位原子的化合价的总和(2)中心原子的价层电子对数2中心原子的最外层电子数配位原子的化合价的总和中心原子的价层电子对数2【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PO43—H3O+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4sp3杂化3sp2杂化2sp 杂化用中心原子的价层电子对数中心原子的价电子数配位原子的化合价的总和，2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sp3431氮原子最外层有5 个电子，形成了3环上氮原子sp2321对共用电子对，则有一对孤对电子环上碳原子sp2330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技巧3：根据杂化轨道的空间分布构型判断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sp3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sp2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sp3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sp2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 －、N3－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sp3杂化，含一个π键为sp2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。
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微粒的空间构型与中心原子杂化类型的判断考情剖析 考查“物质结构与性质”的试题中关于微粒的空间构型与中心原子杂化类型的判断是必考问题。
如果是考生熟悉的微粒还问题不大,如2018全国卷Ⅲ,判断ZnCO 3中阴离子的空间构型和中心原子的杂化类型。
还有一类是给出结构或知道结构的物质中的某微粒的杂化类型判断,难度不大。
对陌生的微粒考生就往往无从下手了,如2017全国卷Ⅰ,判断I 3+的空间构型和中心原子的杂化类型。
本微课就带同学们探究突破微粒的空间构型与中心原子杂化类型的判断。
年份2018 2017 2016 2015 题号全国Ⅰ35(5);全国Ⅱ35(5) 全国Ⅰ35(4)(5);全国Ⅱ35(4) 全国Ⅰ37(3)(6);全国Ⅱ37(4) 全国Ⅰ37(5);全国Ⅱ37(2)(5) 增分点一 价层电子对互斥理论判断法【解题策略】 遇到陌生微粒的空间构型与中心原子杂化类型的判断的问题,首先看能否直接用VSEPR 进行判断。
如果不能就借用等电子体的途径进行判断。
例1 ⅥA 族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA 族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
请回答下列问题:图Z15-1(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图Z15-1所示,S原子采用的轨道杂化方式是。
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为。
(3)Se原子序数为,其核外M层电子的排布式为。
(4)H2Se的酸性比H2S(填“强”或“弱”)。
气态SeO3分子的立体构型为,S O32-的立体构型为。
变式题氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为。
的沸点比高,原因是。
(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中氧原子采用杂化。
H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大,原因是。
增分点二利用结构结合VSEPR判断例2[2018·安徽皖北协作区高三年级联考]已知N、S、Cl元素可形成多种物质,在工业生产上有着广泛的应用。
回答下列问题:已知S4O62-的结构为,其中S原子的杂化方式是。
N、P可分别形成多种三角锥形分子,已知NH3的键角大于PH3,原因是。
变式题气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为形,其中共价键的类型有种;固体三氧化硫中存在如图Z15-2所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为。
图Z15-2增分点三借助等电子体判断【解题策略】本案例是不能直接用理论判断的题目,可以借用等电子体进行判断。
例3[2017·全国卷Ⅰ节选]X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在I3+离子。
I3+离子的几何构型为,中心原子的杂化形式为。
变式题半导体材料磷化硼(BP)可由BBr3和PBr3在高温下合成。
一定温度下PBr5能形成阴、阳离子个数比为1∶1的导电熔体,阴阳离子均带一个单位电荷,经测定其中P—Br键键长均相等。
写出该导电熔体中阳离子的电子式:,其中P原子的杂化轨道类型是。
1.[2017·江苏卷节选]铁氮化合物(Fe x N y)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。
某Fe x N y的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是,1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为。
2.[2017·全国卷Ⅲ节选]研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
回答下列问题:(1)Co基态原子核外电子排布式为。
元素Mn与O中,第一电离能较大的是,基态原子核外未成对电子数较多的是。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。
3.元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。
元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。
元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
图Z15-3(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图Z15-3所示。
①在1个晶胞中,X离子的数目为。
②该化合物的化学式为。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是。
(4)Y与Z可形成Y Z42-①Y Z42-的空间构型为(用文字描述)。
②写出一种与Y Z42-互为等电子体的分子的化学式:。
4.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。
立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。
它们的晶体结构如图Z15-4所示。
图Z15-4(1)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 ,其结构与石墨相似却不导电,原因是 。
(2)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为 。
5.新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH 3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu 2O 。
乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1 mol 乙醛分子中含有的σ键的数目为 。
6.[2018·宁德普通高中毕业班质量检测] 科学的进步离不开技术的突破。
原子光谱、核磁共振、X 射线衍射、量子计算等技术的发展与应用都推进了结构的研究。
如过渡元素原子结构、超分子结构、晶体结构研究等。
(1)过渡元素Ni 原子的基态电子排布式为 ,Ni 的核外电子由基态跃迁至激发态时产生的光谱是 (填“吸收”或“发射”)光谱。
图Z15-5(2)胍离子[C(NH 2)3+ 可以与甲基磺酸根离子(CH 3S O 3- )形成超分子晶体,其局部结构如图Z15-5所示。
①组成该晶体的元素中第一电离能最大的是,其中C的杂化类型有。
②元素C、N、S的简单氢化物在水中的溶解度从大到小的顺序为,原因是图Z15-6(3)近年研究人员通过量子化学计算预测并合成了化合物Na2He,经X 射线衍射分析其晶胞结构如图Z15-6所示。
①晶胞中Na堆积形成(填形状)空隙,He占据一半空隙,另一半由e-占据。
已知Na2He晶体不能导电,理由是。
②已知晶胞边长为a nm,晶胞中Na的半径为b nm,则He的半径为nm(列出计算式即可)。
【增分典例探究】例1(1)sp3(2)O>S>Se(3)343s23p63d10(4)强平面三角形三角锥形[解析 (1)硫原子最外层有6个电子,由S8结构可知一个硫原子与另外两个硫原子形成2个σ键,硫原子还余4个电子形成2对孤电子对,所以为sp3杂化。
(2)同一主族元素从上至下第一电离能逐渐减小。
(3)Se 属于第四周期第ⅥA族元素,原子序数比S大18,M层电子已经排满,排布式为3s23p63d10。
(4)H与Se形成的共价键键能小于H与S形成的共价键键能,所以在水溶液中,H2Se比H2S容易电离,H2Se的酸性更强;SeO3中,Se原子孤电子对数为0,σ键电子对数为3,所以Se原子为sp2杂化,SeO3为平面三角形;S O32-中S原子孤电子数为1,σ键电子对数为3,所以S原子为sp3杂化,S O32-为三角锥形。
变式题(1)2(2)O—H键、氢键、范德华力邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大(3)sp3H2O中氧原子有2对孤电子对,H3O+只有1对孤电子对,排斥力较小[解析(1)氧元素原子核外有8个电子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2。
(2)O—H键属于共价键,键能大;分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴,但氢键要强于分子间的范德华力,所以它们从强到弱的顺序依次为O—H键、氢键、范德华力;氢键不仅存在于分子之间,有时也存在于分子内,邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键,对羟基苯甲醛在分子间形成氢键,分子间氢键使分子间作用力增强,所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。
(3)H3O+中O上的孤电子对数为1,由于中心O的价层电子对数共有3+1=4对,因此H3O+中氧原子采用的是sp3杂化;H2O中氧原子上的孤电子对数为2,因此排斥力较大,H2O中H—O—H键角较小。
例2sp3由于电负性N>P>H,且N原子半径小于P原子半径,NH3中成键电子对彼此相距更近,斥力更大,所以键角NH3>PH3[解析S4O62-的结构中两边的S原子均形成4个σ键且无孤电子对,所以均为sp3杂化;中间的两个S原子均形成两个单键,且均有两对孤电子对,所以均为sp3杂化。
NH3和PH3均是三角锥形结构,都有一对孤电子对的斥力影响,由于电负性N>P>H,且N原子半径小于P原子半径,NH3中成键电子对彼此相离更近,斥力更大,所以键角NH3>PH3。
变式题平面三角2sp3[解析气态三氧化硫以单分子形式存在,中心原子的成键电子对数是3,且不存在孤电子对,所以其分子的立体构型为平面三角形。
分子中存在氧硫双键,因此其中共价键的类型有2种,即σ键、π键;固体三氧化硫中存在题图所示的三聚分子结构,该分子中S原子形成4个σ键,因此其杂化轨道类型为sp3。
例3V形sp3[解析在I3+中中心原子I的价层电子对数为4(其中2个σ键、2个孤电子对),因此其轨道杂化类型为sp3杂化,但离子的空间几何构型同水分子一样为V形。
变式题sp3[解析 PBr5能形成阴、阳离子个数比为1∶1的导电熔体,阴阳离子均带一个单位电荷,说明分别形成PB r4+和PB r6-。
PB r4+的结构应该与N H4+相似。
【提分强化训练】1.sp2和sp39 mol[解析一个丙酮分子中有两个甲基和一个羰基,甲基中碳原子为sp3杂化,羰基中碳原子为sp2杂化;一个丙酮分子中有6个碳氢键、2个碳碳单键和1个碳氧双键(1个σ键和一个π键) ,所以1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。
2.(1)[Ar 3d74s2O Mn(2)sp sp3[解析(1)Co为27号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar 3d74s2。
Mn是活泼金属,第一电离能较小,而O是非金属性较强的非金属元素,第一电离能较大,故第一电离能大小Mn<O;Mn的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,3d 轨道中有5个未成对电子,而O的基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,2p轨道中有2个未成对电子,Mn和O的基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。
(2)CO2中C原子的杂化形式为sp杂化,CH3OH中C原子的杂化方式为sp3杂化。
3.(1)①4②ZnS(2)sp3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(4)①正四面体②CCl4或SiCl4等4.(1)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(2)sp3[解析(1)六方相氮化硼层内一个硼原子与相邻N原子构成的空间构型为平面三角形,结构与石墨相似,但B原子最外层只有3个电子,没有自由移动的电子,故不能导电。