考点8 杂化轨道理论 -2021-2022学年高二化学核心考点归纳与分层测试（人教版2019选择性必修2）

考点8 杂化轨道理论 【核心考点梳理】 考点一、杂化轨道理论简介 1.杂化轨道的含义 在外界条件影响下,原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道,叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道。 2.杂化轨道理论要点 (1)原子在成键时,同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 (2)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目),且杂化轨道的能量相同。 (3)杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中,例如s轨道与p轨道杂化后形成的杂化轨道一头大一头小,如图,成键时根据最大重叠原理,使它的大头与其他原子轨道重叠,重叠程度更大,形成的共价键更牢固。 (4)为使相互间的排斥最小,杂化轨道在空间取最大夹角分布。同一组杂化轨道的伸展方向不同,但形状完全相同。 【核心归纳】 杂化轨道理论四要点 (1)能量相近 原子在成键时,同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 (2)数目不变 形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。 (3)成键能力增强 杂化改变原有轨道的形状和伸展方向,使原子形成的共价键更牢固。 (4)排斥力最小 杂化轨道为使相互间的排斥力最小,故在空间取最大夹角分布,不同的杂化轨道伸展方向不同。 考点二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1.杂化轨道的类型 (1)sp3杂化轨道——正四面体形 sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成,每个sp3杂化轨道都含有p的成分,sp3杂化轨道间的夹角为109°28′,空间结构为正四面体形。如下图所示。 s和 (2)sp2杂化轨道——平面三角形 sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的,每个sp2杂化轨道含有p成分,sp2杂化轨道间的夹角都是120°,呈平面三角形,如下图所示。 s和 (3)sp杂化——直线形 sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的,每个sp杂化轨道含有p的成分,sp杂化轨道间的夹角为180°,呈直线形,如下图所示。 s和 2.杂化轨道类型与分子空间结构的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时,分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构示意图 分子空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时,孤电子对对成键电子对的排斥作用,会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。 ABn型分子 中心原子杂化类型 中心原子孤电子对数 空间结构 实例 AB2 sp2 1 V形 SO2 AB3 sp3 1 三角锥形 NH3、PCl3、NF3、H3O+ AB2或(B2A) 2 V形 H2S、NH 【核心归纳】 判断中心原子杂化轨道类型的三种方法 (1)根据杂化轨道数目判断 杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对,而两个原子之间只能形成一个σ键,故有下列关系:杂化轨道数目=价层电子对数目=σ键电子对数目+中心原子的孤电子对数目,再由杂化轨道数目确定杂化类型。 杂化轨道数目 2 3 4 杂化类型 sp sp2 sp3 (2)根据杂化轨道的空间分布判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形,则中心原子发生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,则中心原子发生sp杂化。 (3)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′,则中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道之间的夹角为120°,则中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道之间的夹角为180°,则中心原子发生sp杂化。 【必备知识基础练】 1.(2021·全国·高二单元测试)下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是 A.CH3CH=CH2 B.CH3-C≡CH C.CH3CH2OH D.CH≡CH 2.(2021·浙江·诸暨中学高二期中)下列描述中正确的是 A.CS2分子的立体构型为V形 B.ClO 的立体构型为平面三角形 C.NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对 D.SiF4和SO 的中心原子均采取sp3杂化 3.(2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二期中)由短周期前10号元素组成的物质T和X有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是 A.为使该转化成功进行,Y可以是酸性KMnO4溶液 B.等物质的量的T、X分子中含有 键的数目均为NA C.T分子中含有p-p 键,该键的特征是轴对称,可旋转 D.T分子的空间