【化学up】高考化学全国版+ 结构与性质 02 考点三 价电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用（学生版）+讲义

这是一份【化学up】高考化学全国版+ 结构与性质 02 考点三 价电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用（学生版）+讲义，共6页。学案主要包含了必备知识，概念辨析，跟踪练习等内容，欢迎下载使用。

【必备知识】
一、价层电子对互斥模型（VSEPR模型）与空间构型
二、杂化轨道理论
1、概念：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干能量相近的原子轨道混合起来，重新组成与原轨道数相同的一组新轨道的过程。（轨道 发生改变，轨道 不改变。）
①sp杂化：由一个s轨道和一个p轨道杂化而成，杂化轨道夹角为 ，呈直线形。
②sp2杂化：由一个s轨道和两个p轨道杂化而成，杂化轨道夹角为 ，呈平面三角形。
③sp3杂化：由一个s轨道和三个p轨道杂化而成，杂化轨道夹角为 ，呈四面体形。

2、价电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数
说明：σ键电子对数＝中心原子结合的原子数；中心原子的孤电子对数＝1/2 (a-xb ±电荷)
①a表示中心原子的价电子数。对于主族元素：a＝原子的最外层电子数。
②x表示与中心原子结合的原子数。
③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，即化合价绝对值。
例1、完成下列表格
例2、判断以下有机物中原子的杂化轨道类型。
(1)中氮原子的杂化方式 ，碳原子的杂化方式 。
(2)中氮原子的杂化方式 ，C2H2、C2H4、C2H6、HCHO中碳原子的杂化方式分别为 ， ， ， 。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。
(4)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子杂化轨道类型为________。
键角比较
1、优先看杂化方式，键角：sp sp2 sp3
2、电子对结构(或杂化方式)相同，看电子对间的斥力。
①三键 双键 单键
②孤多角小：孤对电子之间的斥力 孤对电子与共用对电子的斥力 共用电子对之间的斥力
3、空间结构相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的电负性。
①配大角小：中心原子相同，配体不同时，配体电负性越大，键角越 。
解释：配体电负性大，对电子云的吸引力大，使成键电子离开中心原子，减少成键的斥力，键角越小。
②心大角大：配体相同，中心原子不同时，中心原子电负性越大，键角越 。
解释：中心原子电负性大，对电子云的吸引力大，使成键电子靠近中心原子，增大成键的斥力，键角越大。
例3、按要求回答问题
（1）Si与C元素位于同一主族，SiO2键角小于CO2的原因是___________________________。
（2）H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角________(填“大于”“等于”或“小于”) BHeq \\al(－,4)中的 H—B—H 的键角，判断依据是______________________________________________________________。
（3）高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N______(填“>”“<”或“＝”)Si—N—Si，原因是____________________________________________________________。
（4）已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是____________，原因为___________________________________________________。
（5)①NH3的键角______PH3的键角，原因是_________________________________________。
②NF3的键角____NH3的键角，理由是_____________________________________________。
已知BF3键角为120º，预测CH2O中C-H键之间的键角 120º。
已知C2H2、C2H4、C2H6三种分子中，C-H间键角由大到小的顺序是____________。
在分子中，键角∠HCO________(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH。理由是_______________________________________________________________________。
【概念辨析】
1、价电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价电子对数( )
2、N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键( )
3、只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化( )
4、分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子一定为正四面体结构( )
5、SiF4与SOeq \\al(2－,3)的中心原子均为sp3杂化( )
6、杂化轨道只用于形成共价键。（ ）
7、XeF2的中心原子价电子对数为6( )
8、AsCl3分子的空间构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。( )
9、六氟化硫分子空间结构呈正八面体形，其中心原子的价电子对数为4( )
10、PhB(OH)2和中B原子的价电子对数相等(—Ph 代表苯基，—Pr 代表异丙基)( )
11、杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变。（ ）
12、sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°。（ ）
13、S8分子中S原子采用的杂化轨道类型为sp3。（ ）
14、C2H4分子中只有以s轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ键。（ ）
15、BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°。（ ）
16、H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大。（ ）
17、已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道，那么[ZnCl4]2－的空间结构为正四面体形( )
【跟踪练习】
1、下列描述正确的是( )
A．CS2为角形的极性分子 B．ClOeq \\al(－,3)的空间结构为平面三角形
C．SF6中有6对完全相同的成键电子对 D．SiF4和SOeq \\al(2－,3)的中心原子均为sp2杂化
2、科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A．分子中N、O原子间形成的共价键是非极性键 B．分子中四个氮原子共平面
C．该物质既有氧化性又有还原性 D．分子中四个氮原子围成一个空间正四面体
3、用价电子对互斥(VSEPR)理论可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形分子 B．BF3键角为120°，SnF2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子
4、下列关于价电子对互斥(VSEPR)理论的叙述中不正确的是( )
A．VSEPR理论可用来预测分子的空间结构
B．分子中价电子对相互排斥决定了分子的空间结构
C．分子中键角越大，价电子对相互排斥力越小，分子越稳定
D．中心原子上的孤电子对不参与互相排斥
5、下列分子或离子中键角由大到小排列的顺序是( )
①BCl3 ②NH3 ③H2O ④PCleq \\al(＋,4) ⑤HgCl2
A．⑤④①②③ B．⑤①④②③ C．④①②⑤③ D．③②④①⑤
6、CHeq \\al(＋,3)、—CH3、CHeq \\al(－,3)都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法错误的是( )
A．CHeq \\al(－,3)与H3O＋的空间结构均为三角锥形 B．它们的C均采取sp2杂化
C．CHeq \\al(＋,3)中的所有原子均共面 D．CHeq \\al(＋,3)与OH－形成的化合物中不含有离子键
7、如图为酞菁钴分子的结构简式。下列说法不正确的是( )
A．电负性：N>C>H B．4个N原子均与C形成配位键
C．分子中C的杂化轨道类型为sp2 D．结构中存在σ键、π键
8、按要求回答问题
(1)[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____。
(2)[2021·全国乙卷，35(3)节选]PH3中P的杂化类型是 ________。
(3)[2021·湖南，18(2)②节选]N-甲基咪唑()中碳原子的杂化轨道类型为________。
(4)[2022·河北，17(3)]SnCleq \\al(－,3)的空间结构为________，其中心离子杂化方式为__________。
(5)[2022·北京，15(2)]比较SOeq \\al(2－,4)和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：____________。
(6)[2021·山东，16(3)]Xe是第5周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价电子对数为____________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是______________(填标号)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
(7)[2020·全国卷Ⅰ，35(3)]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________。
(8)[2018·全国卷Ⅰ，35(3)节选]LiAlH4中的阴离子空间结构是________，中心原子的杂化形式为________。
(9)[2019·新课标Ⅲ]NH4H2PO4中，电负性最高的元素是___；P的_____杂化轨道与O的2p轨道形成____键。
(10)[2019·江苏卷]抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为__________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：____________（填“难溶于水”或“易溶于水”）。
9、按要求回答问题
(1)Cu2＋处于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2＋中的2个NH3换为CN－，则有2种结构，则Cu2＋是否为sp3杂化？__________(填“是”或“否”)，理由为______________________________。
(2)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的空间构型为____；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________。(3)SO2Cl2和SO2F2中S==O之间以双键结合，S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为__________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl_____SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。
(4)乙酸分子()中键角1大于键角2，其原因为_____________________________。
(5)NH3分子在独立存在时，H—N—H键角为107.3°。如图是[Zn(NH3)6]2＋的部分结构以及H—N—H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H—N—H键角变大的原因：_________________________________。
(6)AsH3分子为三角锥形，键角为91.80°，小于氨分子的键角107.3°，AsH3分子键角较小的原因是______________________________________________________________________________。价层电子对数
2
3
4
5
6
VSEPR构型
杂化类型
…
…
孤对电子对数
0
0
1
0
1
2
…
…
空间构型
…
…
ABn
б键数
孤对电子对数
价电子对数
中心原子杂化轨道类型
空间构型
SOCl2
中心原子为S
NH4+
SO42-
ClO4-
NH3
H2O
SO3
BF3
SO2
NO2
CS2
O3