备战2021年高考化学一轮复习 易错27 分子的立体结构(全国通用）

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易错27分子的立体结构
【易错分析】
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，当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。如：中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
2. 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。杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。
3. 计算中心原子的价层电子对数，除了使用公式之外，还可以根据其所形成的共用电子对数目（或单键数目）与其孤电子对数的和进行计算，若中心原子的价电子对数3，还可以根据其形成的双键数目或叁键数目进行分析，例如，当碳原子没有形成双键或叁键时，其价层电子对数就是4，sp3杂化；当碳原子参与形成1个双键时，其价层电子对数为3，sp2杂化；当碳原子参与形成2个双键或1个叁键时，其价层电子对数就是2，sp杂化。
【错题纠正】
例题1、有下列分子或离子：BF3、H2O、NH4+、SO2、HCHO、PCl3、CO2
（1）粒子构型为直线型的为：_________。
（2）粒子的立体构型为V型的为：_________。
（3）粒子的立体构型为平面三角形的为：_________。
（4）粒子的立体构型为三角锥型的为：_________。
（5）粒子的立体构型为正四面体的为_________。
【解析】根据价层电子对互斥理论可知，BF3、NH4+、HCHO、CO2的中心原子没有孤对电子；水中氧原子有2对孤对电子，SO2知硫原子有1对孤对电子；PCl3中磷原子有1对孤对电子，所以BF3、HCHO平面三角形；H2O、SO2是V型。NH4+是正四面体型；PCl3是三角锥形，CO2是直线型。
(1) 粒子构型为直线型的为：CO2，故答案为：CO2；
(2) 粒子的立体构型为V型的为：H2O、SO2，故答案为：H2O、SO2；
(3) 粒子的立体构型为平面三角形的为：BF3、 HCHO，故答案为：BF3、 HCHO；
(4) 粒子的立体构型为三角锥型的为：PCl3，故答案为：PCl3；
(5) 粒子的立体构型为正四面体的为：NH4+，故答案为：NH4+。
【答案】（1）CO2（2）H2O；SO2（3）BF3 ；HCHO（4）PCl3（5）NH4+
例题2、有下列微粒：CH4　CO2 NH3　BF3　 H2O HF填写下列空白：
(1)呈正四面体的是________。
(2)中心原子的轨道杂化类型为sp杂化的是________，为sp2杂化的是________。
(3)以极性键结合，而且分子极性最大的是________。
(4)以极性键结合，具有三角锥结构的极性分子是________，具有V形结构的极性分子是________。
【解析】CH4分子中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体形；CO2分子中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+0=2，采取sp杂化，空间构型为直线形；NH3分子中氮原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4，所以采取sp3杂化，空间构型为三角锥形；BF3分子中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3，所以采取sp2杂化，空间构型为平面三角形；HF分子中F原子和H原子直接形成极性键，无杂化，其空间构型为直线形。
(1)呈正四面体的是CH4，故答案为：CH4；
(2)中心原子的轨道杂化类型为sp杂化的是CO2，为sp2杂化的是BF3，故答案为：CO2；BF3；
(3)以极性键结合的分子有NH3、H2O、HF，由于非金属性越强，极性越强，则分子极性最大的是HF，故答案为：HF；
(4)以极性键结合的分子有NH3、H2O、HF，，具有三角锥结构的极性分子是NH3，具有V形结构的极性分子是H2O，故答案为：NH3；H2O。
【答案】（1）CH4(2)CO2;BF3(3)HF(4)NH3;H2O
【知识清单】
1. 价层电子对互斥理论与分子或离子立体构型判断
（1）σ键的电子对数的确定，由分子式确定σ键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对σ键电子对。
（2）确定中心原子上的价层电子对数，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b为电荷数，x为非中心原子的原子个数。如SO2的中心原子为S，S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a＝6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x＝2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b＝2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数＝×(6－2×2)＝1。

（3）确定价层电子对的立体构型，由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的立体构型。
（4）分子立体构型的确定，价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减去成键电子对数，得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子立体构型。
2.杂化轨道理论与中心原子的杂化类型判断
(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断，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；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；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。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断，若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；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；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。
(3)根据等电子原理进行判断，如CO2是直线形分子，CNS－、N与CO2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。
(4)根据中心原子的电子对数判断，如中心原子的电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。
(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断，如没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含二个π键为sp杂化。
3.中心原子杂化类型和立体构型的相互判断
分子组成
孤电子对数
杂化方式
立体构型
示例
AB2
0
sp
直线形
BeCl2
1
sp2
V形
SO2
2
sp3
V形
H2O
AB3
0
sp2
平面三角形
BF3
1
sp3
三角锥形
NH3
AB4
0
sp3
正四面体形
CH4

【变式练习】
1. 已知：①CS2 ②PCl3 ③H2S ④CH2O ⑤H3O+ ⑥NH4+ ⑦BF3⑧SO2。请回答下列问题：
(1)中心原子没有孤电子对的是__________（填序号，下同）。
(2)立体构型为直线形的是__________；立体构型为平面三角形的是__________。
(3)立体构型为V形的是__________。
(4)立体构型为三角锥形的是__________；立体构型为正四面体形的是__________。
2.（1）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_____，中心原子的杂化类型为_____。
（2）CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是_____。
（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为_____，其中氧原子的杂化方式为_____。
（4）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_____。

【易错通关】
1．(1)C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有含有手性碳原子且符合sp和sp3杂化方式的是__(填字母)。
a b CH4 c CH2=CClCH3 d CH3CHBrC≡CH
(2)某有机物的结构简式为。该有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为____________。
(3)NH4Cl中提供孤电子对的原子的轨道表示式为__，该物质中不含有__。
A 离子键 B 极性共价键 C 非极性共价键 D 配位键 E σ键 F π键
(4)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O的电子式可表示为__，其分子空间构型是__形。
2．2019年1月3日上午，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：
(1)基态As原子的价电子排布图为________，基态Ga原子核外有____个未成对电子。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ•mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为____和+3。
(3)1918年美国人通过反应：HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________；AsCl3分子的空间构型为___________。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得，(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______
3．回答以下问题:
(1)金属Cu晶体采取的是以下_________(填序号)面心立方最密堆积方式。

(2)CuSO4晶体类型为_________晶体。的空间构型为_______(填“正四面体”、“直线型”或“平面三角”)。Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2-，[Cu(OH)4]2-中的中心离子为______(填离子符号)。
(3)如图所示，(代表Cu原子，代表O原子)，一个Cu2O晶胞中Cu原子的数目为_____。

(4)已知：一般情况下，碳的单键中碳原子存在sp3杂化轨道，碳的双键中碳原子存在sp2杂化轨道；醇和水形成氢键，使得醇易溶于水。抗坏血酸的分子结构如图所示，回答问题：

抗坏血酸分子中碳原子的杂化轨道类型有_______和_______。(填“sp3”、“sp2”或“sp”)。抗坏血酸在水中的溶解性_____________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
4．氮化硼(BN)是-种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：

请回答下列问题：
(1) 在BF3分子中，F-B-F的键角是_____，B原子的杂化轨道类型为_____，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的立体结构为______。
(2)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为_____(填“极性键”或“非极性键”)，层间作用力为_____。
5．铜的化合物用途非常广泛。已知下列反应：[Cu(NH3)2]++NH3+CO ⇌ [Cu(NH3)3CO]+，2CH3COOH +2CH2＝CH2+O22CH3COOCH＝CH2+2H2O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为______。
(2)NH3分子空间构型为_______， 其中心原子的杂化类型是______。
(3)CH3COOCH＝CH2分子中碳原子轨道的杂化类型是_______，1mol CH3COOCH＝CH2中含键数目为_____。
(4)CH3COOH可与H2O混溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________。
(5)配离子[Cu(NH3)3CO]+中NH3及CO中的C与Cu(Ⅰ)形成配位键。不考虑空间构型，[Cu(NH3)3CO]+的结构示意图表示为____
6．世界上最早发现并使用锌的是中国，明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题：
(1)基态Zn原子的核外电子所占据的最高能层符号为___。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型为_______。
②中，中心原子的轨道杂化类型为________。
③写出一种与互为等电子体的分子的化学式：________。
④NH3极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为________
7．(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为__________________。
(2)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为______________。

(3)AlH4-中，Al原子的轨道杂化方式为__________；列举与AlH4-空间构型相同的一种离子和一种分子：__________、__________(填化学式)。
(4)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为____________，SnBr2分子中Br－Sn－Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。
8．由徐光宪院士发起，院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了，全书形象生动地诉说了BF3、TiO2、CH3COOH、CO2、NO、二茂铁、NH3、HCN、H2S、O3、异戊二烯和萜等众多“分子共和国”中的明星。
(1)写出Fe2＋的核外电子排布式________________________________。
(2)下列说法正确的是________。
a．H2S、O3分子都是直线形
b．BF3和NH3均为三角锥形
c．CO2、HCN分子的结构式分别是O=C=O、H—C≡N
d．CH3COOH分子中碳原子的杂化方式有：sp2、sp3
(3)TiO2的天然晶体中，最稳定的一种晶体结构如图， 白球表示________原子。

(4)乙酸()熔沸点很高，是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(含一个环状结构)，请画出该二聚体的结构：_________________________________________。
9．根据价层电子对互斥理论填空：
（1）OF2分子中，中心原子上的σ键电子对数为___，孤电子对数为___，价层电子对数为___，中心原子的杂化方式为___杂化，VSEPR构型为____________，分子的立体构型为___________。
（2）BF3分子中，中心原子上的σ键电子对数为___，孤电子对数为___，价层电子对数为___，中心原子的杂化方式为___杂化，VSEPR构型为____________，分子的立体构型为___________。
（3）SO42-分子中，中心原子上的σ键电子对数为___，孤电子对数为___，价层电子对数为___，中心原子的杂化方式为___杂化，VSEPR构型为____________，分子的立体构型为___________。


参考答案
【变式练习】
1. （1）①④⑥⑦；（2）①；④⑦（3）③⑧（4）②⑤；⑥
【解析】①CS2中心C原子的价电子对数为2，发生sp杂化；②PCl3中心P原子的价电子对数为4，发生sp3杂化；③H2S中心S原子的价电子对数为4，发生sp3杂化；④CH2O中心C原子的价电子对数为3，发生sp2杂化；⑤H3O+中心O原子的价电子对数为4，发生sp3杂化；⑥NH4+中心N原子的价电子对数为4，发生sp3杂化；⑦BF3中心B原子的价电子对数为3，发生sp2杂化；⑧SO2中心S原子的价电子对数为3，发生sp2杂化。
(1)中心原子的价电子对数等于形成共价键的原子个数，则中心原子没有孤电子对。由以上分析可知，中心原子没有孤电子对的是①④⑥⑦。答案为：①④⑥⑦；
(2)中心原子的价电子对数等于2，立体构型为直线形。由此可知，立体构型为直线形的是①；中心原子的价电子对数等于3，且与3个其它原子形成共价键，立体构型为平面三角形。由此可知，立体构型为平面三角形的是④⑦。答案为：①；④⑦；
(3)中心原子的价电子对数等于4，与其它2个原子形成共价键，其立体构型为V形。由此可知，立体构型为V形的是③⑧。答案为：③⑧；
(4) 中心原子的价电子对数等于4，与其它3个原子形成共价键，立体构型为三角锥形，由此可知，立体构型为三角锥形的是②⑤；中心原子的价电子对数等于4，与其它4个原子形成共价键，立体构型为正四面体形。由此可知，立体构型为正四面体形的是⑥。答案为：②⑤；⑥。
2. （1）V形；sp3(2)sp(3)V形；sp3（4）sp3、sp
【解析】（1）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的价层电子对数为，由于中心原子只形成2个共价键，故其有2个孤电子对，故其几何构型为V形，中心原子的杂化类型为sp3。
（2）CS2分子中，C原子价层电子对数为，中心原子没有孤电子对，故其杂化轨道类型是sp。
（3）OF2分子的中心原子的价层电子对数为，中心原子还有2个孤电子对，故其分子的空间构型为V形，其中氧原子的杂化方式为sp3。
（4）CH3COOH中C原子有两种，甲基中的碳原子与相邻原子形成4个共用电子对、没有孤电子对，故其轨道杂化类型为sp3；羧基中的碳原子与氧原子形成双键，还分别与甲基上的碳原子、羟基中的氧原子各形成1个共用电子对，没有孤电子对，故其轨道杂化类型为sp2。

【易错通关】
1．（1）d（2）O＞N＞C（3） ；CF（4） ；直线
【解析】(1)a、b、c物质中均无手性碳原子，d物质CH3CHBrC≡CH从左往右第二个碳原子是手性碳原子，且炔基中原子呈直线结构，其碳原子采取sp杂化，符合题意；
(2)某有机物的结构简式为，该有机物分子中采取sp3杂化的原子有C、N、O，元素非金属性越强，电负性越强，故对应元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C；
(3)NH4Cl中N原子提供孤电子对，其轨道表示式为 ；该物质是离子化合物，含离子键、配位键、极性共价键、σ键，不含非极性共价键、π键，故选CF；
(4)已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O含氮氮三键和氮氧双键，其电子式可表示为；其分子空间构型是直线型。
2．（1）；1（2）+1（3）3：2；三角锥形（4）sp3
【解析】(1) As与N同主族，位于第四周期，故基态As原子的价电子排布图为；Ga与B同主族，故基态Ga原子核外有1个未成对电子；
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ•mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓失去第二个电子、第4个电子时，能量陡增，故镓的主要化合价为+1和+3；
(3) 1mol碳碳三键含1molσ键，2molπ键，在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为3:2；As与P同主族，则可类比及计算：，AsCl3分子的空间构型为三角锥形；
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得，(CH3)3Ga中碳原子形成甲基，则碳原子的杂化方式为sp3。
3．（1）④（2）离子晶体；正四面体；Cu2+（3）4（4）sp3、sp2；易溶于水
【解析】(1)金属Cu晶体采取的是面心立方最密堆积方式，则晶胞中铜原子位于顶点和面心，故选④；
(2)硫酸铜是离子化合物，故CuSO4晶体类型为离子晶体。中孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4，故为sp3杂化、空间构型为正四面体。铜是过渡元素、离子核外有空轨道，能接纳孤电子对，故 [Cu(OH)4]2-中的中心离子为Cu2+；
(3)从示意图知，Cu2O晶胞中Cu原子位于晶胞内、氧原子位于顶点和体心，则一个Cu2O晶胞中含4个Cu原子；
(4)从键线式知，抗坏血酸的分子内碳的单键和碳的双键，故碳原子的杂化轨道类型有sp3和sp2，1个分子内有4个羟基，易和水形成氢键，使其易溶于水。
4．（1）120°；sp2；正四面体（2）共价键(或极性共价键)；分子间作用力
【解析】（1）BF3分子的中心原子B原子的价层电子对数=3+=3，中心原子B采取sp2杂化，所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上没有孤对电子，所以其空间构型就是平面三角形，键角是120°，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-中B原子的价层电子对=4+=4，中心原子B采取sp3杂化，该离子中不含孤电子对，为正四面体结构；答案为120°，sp2，正四面体。
（2）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中，层与层之间靠分子间作用力结合；答案为共价键(或极性共价键)，分子间作用力。
5．（1）[Ar]3d9 或1s22s22p63s23p63d9（2）三角锥；sp3（3）sp2和sp3；11mol（4）CH3COOH与H2O之间可以形成氢键（5）
【解析】根据铜原子的电子排布式，失去最外层与次外层各一个电子，依此写出铜离子的电子排布式；根据VSEPR判断其空间构型和杂化轨道形式；根据结构中σ键数，判断杂化轨道形式和计算σ键；根据分子间可以形成氢键，判断相溶性；根据形成配位键，判断结构示意图。
（1）Cu元素的核电荷数为29，核外电子数也为29，基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，4s与3d能级各失去1个电子形成Cu2+，Cu2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9；答案为1s22s22p63s23p63d9。
（2）NH3分子中N原子价层电子对数=3+ =4，且含有1对孤电子对，根据VSEPR模型为四面体形，由于一对孤电子对占据四面体的一个顶点，所以其空间构型为三角锥形，根据杂化轨道理论，中心N原子的杂化方式为sp3杂化；答案为三角锥形，sp3。
（3）CH3COOCH=CH2分子中甲基上的C形成4个σ键，没有孤对电子，C原子为sp3杂化，羧基上的碳、碳碳双键中碳都形成3个σ键，没有孤对电子，为sp2杂化，CH3COOCH=CH2分子中含有1个C-C、6个C-H、2个C-O、1个C=O、1个C=C键，则σ键的数目为1+6+2+1+1=11，1mol CH3COOCH=CH2分子中含有σ键的数目为11mol；答案为：sp2和sp3，11mol。
（4）乙酸和水都为极性分子，且分子之间可形成氢键，故CH3COOH可与H2O混溶；答案为CH3COOH与H2O之间可以形成氢键。
（5）Cu（I）提供空轨道，N、C原子提供孤对电子，Cu（I）与NH3及CO中的C形成配位键，结构示意图表示为：；答案为。
6．世界上最早发现并使用锌的是中国，明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题：
(1)基态Zn原子的核外电子所占据的最高能层符号为___。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型为_______。
②中，中心原子的轨道杂化类型为________。
③写出一种与互为等电子体的分子的化学式：________。
④NH3极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为________
（1）N（2）①正四面体②sp3③CCl4(或SiCl4、SiF4) ④NH3与H2O之间可形成分子间氢键，NH3与H2O发生反应
【解析】(1)Zn为30号元素，基态Zn原子的价层电子排布为3d104s2，占据最高能层为第4层，能层符号为N；
(2)①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子为，其中心原子价层电子对数为=4，不含孤电子对，空间构型为正四面体形；
②中，中心原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化；
③含有5个原子，价电子总数为32，与其互为等电子的分子有CCl4、SiCl4、SiF4等；
④NH3与H2O之间可形成分子间氢键，NH3与H2O发生反应，也使氨气极易溶于水。
7． （1）3∶1；sp2（2）sp3（3）sp3；NH4+；CH4 （4）sp2；＜
【解析】（1）COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3：1，中心原子C电子对数=3+=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：3：1；sp2；
（2）As4O6的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，杂化类型为sp3杂化；故答案为：sp3；
（3）AlH4-中Al原子孤电子对数==0，杂化轨道数目=4+0=4，Al原子杂化方式为：sp3，互为等电子体的微粒空间构型相同，与AlH4-空间构型相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NH4+，故答案为：sp3；NH4+；CH4；
（4）SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数=2+×（4-2×1）=3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°，故答案为：SP2杂化；＜。
8． （1）1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6（2）cd（3）氧(O)（4）
【解析】(1)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变为Fe2+,根据构造原理知，该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。故答案为：1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；
(2)a.H2S、O3分子都是V形， a项错误；
b.BF3为平面三角形，NH3均为三角锥形，b项错误；
c.CO2、HCN分子的结构式分别是：O=C=O、H−C≡N，c项正确；
d. CH3COOH分子中甲基（-CH3）中原子形成4个单键，杂化轨道数目为4，采用的是sp3杂化；羧基（-COOH）中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3，采用的是sp2杂化，d项正确；故答案为：c d
(3) 白球个数=,黑球个数=,所以白球和黑球个数比为2:1,根据二氧化硅的化学式知,白球表示氧原子.
故答案为：氧(O)
(4)二个乙酸分子间中,羧基上的氢原子与另一个乙酸分子中碳氧双键上氧原子形成氢键,所以该二聚体的结构为，故答案为：。
9．（1）2；2； 4；sp3；正四面体；V形（2）3；0 ；3；sp2；平面正三角形；平面正三角形（3）4；0；4；sp3；正四面体；正四面体
【解析】（1）O原子最外层有6个电子，F原子最外层有7个电子。OF2分子中， O和F之间形成单键，中心原子为O原子，其与2个F原子形成σ键，故σ键电子对数为2，孤电子对数为[(6+2)-2´2]÷2=2，价层电子对数为σ键电子对数与孤电子对数之和，即2+2=4，中心原子的杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为正四面体，分子的立体构型为V形。
（2）B的最外层有3个电子，F的最外层有7个电子。BF3分子中，中心原子上的σ键电子对数为3，孤电子对数为0，价层电子对数为3，中心原子的杂化方式为sp2杂化，VSEPR构型为平面正三角形，分子的立体构型为平面正三角形。
（3）SO42-分子中，中心原子为S原子，其与4个O原子形成σ键，故σ键电子对数为4，孤电子对数为（6+2）-4´2=0，价层电子对数为（6+2）÷2=4，中心原子的杂化方式为sp3杂化，VSEPR构型为正四面体，分子的立体构型为正四面体。