2026年高考化学一轮复习PPT课件 第28讲　价层电子对互斥模型　杂化轨道理论及应用

这是一份2026年高考化学一轮复习PPT课件 第28讲　价层电子对互斥模型　杂化轨道理论及应用，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，价电子数，原子的最外层电子数，最多能接受的电子数，－该原子的价电子数，中心原子的孤电子对数，中心原子的σ键个数，sp3，sp2，直线形等内容，欢迎下载使用。
1.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。2.掌握键角大小原因并能作出规范描述。
考点一　价层电子对互斥模型　杂化轨道理论
考点二　等电子原理及应用
价层电子对互斥模型　杂化轨道理论
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)。
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)
与中心原子结合的原子数
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________。
2.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)杂化轨道三种类型
1个S轨道和1个P轨道
1个S轨道和2个P轨道
1个S轨道和3个P轨道
(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＝____________________＋ _________________＝ ____________________ 。
中心原子的价层电子对数
VSEPR模型与微粒空间结构的关系完成下列表格。
考向1 价电子对数的判断(1)XeF2的中心原子价电子对数为6 ( )(2)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) ( )
(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　　　　。
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.V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。(1)SO2分子中S原子价层电子对数是　　　　，分子的空间结构为　　　　；气态SO3为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为　　　　。(2)SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为　　　　。
SO3的三聚体环状结构中，S原子形成4个σ键，则S原子采取sp3杂化。
1.基本观点化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。2.确定等电子体的方法(举例)变换过程中注意电荷改变，并伴有元素种类的改变。
2.下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是A.H2OD.BeCl2
熟悉常见的等电子体及空间结构
(1)(2024·河北卷)NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 ( ) (2)(2024·河北卷)在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 ( ) (3)(2024·湖北卷)VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同( ) (4)(2024·湖北卷)sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 ( ) (5)(2024·江苏卷)石墨转化为金刚石，碳原子类型轨道的杂化由sp3转变为s ( ) (6)(2024·甘肃卷)苯和苯酚中C的杂化方式相同 ( ) (7)(2024·黑吉辽卷)PCl3的空间结构：平面三角形 ( )
2.(2022·山东卷)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N－Al键、N－Ga键。下列说法错误的是A.GaN的熔点高于AlNB.晶体中所有化学键均为极性键C.晶体中所有原子均采取sp3杂化D.晶体中所有原子的配位数均相同
AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，均为共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N－Al的键长小于N－Ga的键长，则N－Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，C原子无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，AlN、GaN与金刚石互为等电子体，金刚石中C为sp3杂化，则AlN、GaN晶体中所有原子均采取sp3杂化，配位数均为4，C、D说法正确。
3.(2024·安徽卷)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是A.该物质中Ni为＋2价B.基态原子的第一电离能：Cl＞PC.该物质中C和P均采取sp2杂化D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
由结构简式可知，P原子的3个孤电子与苯环形成共用电子对，P原子剩余的孤电子对与Ni形成配位键，Cl－与Ni形成共价键，由于整个分子呈电中性，故该物质中Ni为＋2价，A项正确；同周期元素随着原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，故基态原子的第一电离能：Cl＞P，B项正确；该物质中，C均存在于苯环上，采取sp2杂化，P与苯环形成3对共用电子对，剩余的孤电子对与Ni形成配位键，价层电子对数为4，采取sp3杂化，C项错误；Ni的原子序数为28，位于第四周期第Ⅷ族，基态Ni原子价电子排布式为3d84s2，D项正确。
微粒空间结构 大π键的判断
一、微粒空间结构的判断熟记常见分子(离子)的空间结构
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)。
(2)多个中心原子(AxBy)型的分子或离子①m为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p轨道，如：SO2有3个原子形成π键，则m＝3。②n值的计算a.分析出参与形成离域π键的每个原子形成几个σ键。b.形成σ键后，若只有一个单电子，则该电子参与形成大π键，若没有单电子，则最多有一对孤电子参与形成大π键。
(2)(2025·天津模拟)常用KSCN溶液检验Fe3＋的存在，KSCN中四种元素的电负性由小到大的顺序为　　　　　　　　(用元素符号表示)，SCN－的空间结构为　　　　，中心原子的杂化类型为　　　　。(3)(2024·杭州模拟)已知RbH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为　　　　　　，其中P采取　　　　杂化方式。
(4)(2025·济南模拟)非金属氮化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：氟化硝酰(NO2F)可用作火箭推进剂中的氧化剂，NO2F中心原子的杂化方式为　　　　。气态N2O5的分子结构为 ，而固态N2O5则由一种直线形的阳离子X与一种平面正三角形的阴离子Y构成，X的化学式为　　　　，Y的离域π键可表示为　　　　。
(2)N2O分子中的大π键表示为　　　　。
键角大小比较及原因解释的三种模型
1.电子对结构(或杂化方式)不相同，优先看杂化方式，键角：sp＞sp2＞sp3。[答题模板]　×××中心原子采取×××杂化，键角为×××，而×××中心原子采取×××杂化，键角为×××。2.电子对结构(或杂化方式)相同，看电子对间的斥力。[答题模板]　×××分子中无孤电子对，×××分子中含有n个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而键角较小。
3.空间结构相同，中心原子不同或配位原子不同，看中心原子或配位原子的电负性。[答题模板]　(1)中心原子不同，配位原子相同(AC3与BC3，若电负性：A＞B，则键角：AC3＞BC3)。原因：中心原子的电负性A强于B，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大。(2)中心原子相同，配位原子不同(AB3与AC3，若电负性：B＞A＞C，则键角：AB3＜AC3)。原因为电负性：B＞A＞C，在AB3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角较小。
　－NH2有孤电子对，孤电子对对成键电子对排斥力大，键角变小
ClO2为V形结构，且存在3原子5电子的大π键，则Cl的杂化类型为sp2；ClO2的VSEPR模型是平面三角形，因孤电子对与成键电子对间的排斥，O－Cl－O键角小于120°，而Cl2O的VSEPR模型是四面体形，存在两个孤电子对与成键电子对间的排斥，Cl－O－Cl键角小于109°28'，则O－Cl－O键角大于Cl－O－Cl键角。
3.(2023·湖南卷)回答下列问题：已知Et2O(乙醚)可作为配体，则分子中的C－Ga－C键角大小为Ga(CH3)3　　　Ga(CH3)3(Et2O)(填“＞”“＜”或“＝”)，其原因是___________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　_________ ____。
Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，为平面三角形结构，Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，为四面体结构
∠HCO中存在碳氧双键，双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力
SiO2中中心原子Si采取sp3杂化，键角为109°28'；CO2中中心原子C采取sp杂化，键角为180°
N原子上有孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力更大，所以Si－N－Si键角较小
10.H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是______ __ __，原因为____________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________ ______。11.(1)NH3的键角　　　(填“＞”“＜”或“＝”)PH3的键角，原因是________________________________________________________________________________________________。(2)NF3的键角　　　(填“＞”“＜”或“＝”)NH3的键角，理由是________________________________________________________________________。
　 CH4、NH3、H2O中心原子均为sp3杂化，CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角逐渐减小
CH4＞NH3＞H2O
中心原子的电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大
F的电负性比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角也较小
1.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
中心原子上的孤电子对参与相互排斥，故D说法错误。
4.下列关于水合氢离子(H3O＋)的说法错误的是A.含有极性键B.空间结构为三角锥形C.键角：H3O＋＜H2OD.H3O＋和H2O中氧原子均为sp3杂化
水合氢离子中含有氢氧键，是极性键，A正确；水合氢离子中的氧原子为sp3杂化，含有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，B正确；水分中含有两个孤电子对，孤电子对数目越多键角越小，故键角：H3O＋＞H2O，C错误；H3O＋ 和 H2O 中氧原子均为 sp3 杂化，D正确。
5.氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的空间结构为平面三角形，则其阳离子的空间结构和阳离子中氮的杂化方式为A.直线形　sp杂化B.V形　sp2杂化C.三角锥形　sp3杂化D.平面三角形　sp2杂化
6.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是A.PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形B.BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形C.CS2中C原子sp杂化，为直线形D.H2S分子中，S为sp杂化，为直线形
PCl3分子中P原子形成3个σ键，孤电子对数为1，为sp3杂化，三角锥形，A正确；BCl3分子中B原子形成3个σ键，孤电子对数为0，为sp2杂化，平面三角形，B正确；CS2分子中C原子形成2个σ键，孤电子对数为0，为sp杂化，直线形，C正确；H2S分子中，S原子形成2个σ键，孤电子对数为2，为sp3杂化，V形，D错误。
7.BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在，三者结构简式依次为Cl－Be－Cl、 、 。其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为A.sp3、sp2、spB.sp2、 sp、sp3C.sp2、sp3、spD.sp、sp2、sp3
Cl－Be－Cl中Be原子形成2个Be－Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，杂化轨道类型为sp； 中Be原子形成3个Be－Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，杂化轨道类型为sp2； 中Be原子形成4个Be－Cl，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3，故选D。
8.血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯的结构为 。已知吡咯分子中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为A.sp D.没有杂化轨道
已知吡咯分子中氮原子与其相连的原子均在同一平面内，则氮原子的杂化类型为sp2。
9.下表中各粒子、粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　)
10.六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是A.SF6各原子均为8电子稳定结构B.S原子轨道杂化方式与SO3中的S一样C.六氟化硫分子中只含极性键D.S－F是σ键，键长可能不相等
11.下列分子所含碳原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是
乙醛中甲基中的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化，A项符合题意；丙烯腈中双键连接的两个碳原子采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化，B项不符合题意；甲醛中碳原子采取sp2杂化，C项不符合题意；丙炔中甲基中的碳原子采取sp3杂化，三键连接的两个碳原子采取sp杂化，D项不符合题意。
(4)(2021·全国甲卷)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)。
(5)(2021·山东卷)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.sp2C.sp3D.sp3d