专题4 专题复习课-2021-2022学年高中化学选修2 物质结构与性质【名师导航】同步Word教参(苏教版)

杂化轨道类型的判断方法 1.根据分子的空间构型判断 根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下： 杂化轨道类型 杂化轨道空间构型 键角 sp 直线形 180° sp2 平面三角形 120° sp3 正四面体形 109.5° 由于常考的分子或离子构型多为直线形、平面三角形、V形、正四面体形、三角锥型等，故可按图索骥、简单判断。 分子或离子 的空间构型 常见分子或离子 中心原子杂 化轨道类型 直线形 CO2、CS2、BeCl2、 HC≡CH、HC≡N等 sp 平面三角形 BF3、BCl3、SO3、NO、CO等 sp2 正四面体形 CH4、CCl4、SiF4、ClO、SO、PO、SiO等 sp3 三角锥型 NH3、NCl3、PH3、SO、ClO sp3 [说明]　常见的C2H4、C6H6为平面形分子，键角为120°，可推断其碳原子的杂化轨道类型为sp2。 2．根据价电子对互斥理论判断 根据价电子对互斥理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型，其关系如下表。 中心原子价电子对数 杂化轨道空间构型 中心原子杂化轨道类型 2 直线形 sp 3 平面三角形 sp2 4 正四面体形 sp3 【典例1】　指出下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型，并判断分子或离子的空间构型。 (1)GeCl4中Ge的杂化轨道类型为__________________，分子空间构型为________________。 (2)AsCl3中As的杂化轨道类型为__________________，分子空间构型为________________。 (3)SeO中Se的杂化轨道类型为__________________，离子空间构型为________________。 [解析]　(1)GeCl4：Ge的价电子对数＝4＋×[4－4×(8－7)]＝4＋0＝4，Ge采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤对电子，故分子空间构型为正四面体形。(2)AsCl3：As的价电子对数＝3＋×[5－3×(8－7)]＝3＋1＝4，As采用sp3杂化，因为中心原子上有1对孤对电子，故分子空间构型为三角锥型。(3)SeO：Se的价电子对数＝4＋×[6＋2－4×(8－6)]＝4＋0＝4，Se采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤对电子，故离子空间构型为正四面体形。 [答案]　(1)sp3　正四面体形　(2)sp3　三角锥型 (3)sp3　正四面体形 3．应用等电子原理判断 等电子体具有相同的结构特征，一般来说，等电子体的中心原子的杂化类型相同。对于结构模糊或复杂的分子、离子，可将其转化成熟悉的等电子体，然后进行判断。常见的等电子体往往是同族不同元素或同周期相近元素构成的微粒。 4．根据共价键类型判断 从杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未杂化轨道形成π键，杂化轨道形成σ键。对于能够明确结构式的分子、离子，可直接用下式判断其中心原子的杂化轨道类型：杂化轨道数n＝中心原子的σ键数＋中心原子的孤电子对数(双键、叁键中只有一个σ键，其余均为π键)。 (1)SiF4分子中硅原子杂化轨道类型分析：基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子恰好形成4个σ键，无未成键电子。n＝4，则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。 (2)基态碳原子有4个价电子，在HCHO分子中，碳原子与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C===O键，C===O键中有1个σ键、1个π键，碳原子无未成键电子，n＝3，则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。 (3)三聚氰胺(结构简式如图所示)中有两种环境的氮原子，环外氮原子分别形成3个σ键，用去基态氮原子5个价电子中的3个，余下1对孤对电子，n＝4，则环外氮原子采用sp3杂化；环内氮原子分别形成2个σ键、1个π键，用去基态氮原子5个价电子中的3个，余下1对孤对电子，n＝3，则环内氮原子采用sp2杂化。 【典例2】　甲醛分子的结构式如图所示，用2个Cl取代甲醛分子中的H可得到碳酰氯，下列描述正确的是(　　) A．甲醛分子中有4个σ键 B．碳酰氯分子中的C原子为sp3杂化 C．甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl键角相等 D．碳酰氯分子的空间构型为平面三角形，分子中存在一个π键 D　[甲醛分子中有3个σ键，A不正确；碳酰氯分子中的C原子为sp2杂化，B不正确；根据价层电子对互斥理论可知，碳酰氯分子中的氯原子有3对孤对电子，孤电子对对成键电子对有更强的排斥作用，所以，甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl键角不相等，C不正确；碳酰氯分子的空间构型为平面三角形，碳与氧形成的双键中有一个是π键，D正确。] 图解分子构