专题4 分子空间结构与物质性质-【知识清单】2022-2023学年高二化学期末单元复习知识清单（苏教版2019选择性必修2）

专题4 分子空间结构与物质性质 考点1 杂化轨道理论 为了解释CH4等分子的空间构型，美国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨道理论。 1．杂化轨道理论的要点 (1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。 (2)杂化前后轨道数目不变。 (3)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s和2p)。 (4)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理。杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。 (5)杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。 2．杂化轨道及成键规律 （1）当杂化轨道数目等于成键轨道数目时，杂化轨道全部参与成键，成键类型是σ键，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型一致。 （2）当杂化轨道数目大于成键轨道数目时，分子中存在孤电子对，对成键电子对产生排斥作用，使键角增大，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型不同。 （3）若未杂化的轨道上有成单电子，则形成π键。 考点2 杂化轨道理论与分子的结构 1．sp3杂化与CH4分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。 基态原子轨道 激发态原子轨道 杂化轨道 sp3杂化轨道的空间构型 4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形，轨道之间的夹角为109°28'，每个轨道上都有一个未成对电子。 (2)共价键的形成 碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个相同的σ键。 (3)CH4分子的空间构型 CH4分子为空间正四面体结构，分子中C—H键之间的夹角都是109°28′。 (4)正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英（SiO2）晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。 2．sp2杂化与BF3分子的空间构型 (1)sp2杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。 硼原子的3个sp2杂化轨道呈平面三角形，3个sp2杂化轨道间的夹角为120°。 (2)共价键的形成 硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。 (3)BF3分子的空间构型 BF3分子的空间构型为平面三角形，键角为120°。 3．sp杂化与BeCl2分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。 Be原子的sp杂化轨道呈直线形，其夹角为180°。 (2)共价键的形成 Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个3p轨道重叠形成2个相同的σ键。 (3)BeCl2分子的空间构型 BeCl2分子为空间构型为直线形，分子中Be—Cl键之间的夹角为180°。 考点3 乙烷、乙烯、乙炔分子的成键情况 1．乙烷分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式： 碳原子为sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道。 (2)成键情况及空间结构 每个碳原子的sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨道形成3个C-H σ键（sp3—s），与另一个碳原子sp3轨道形成1个C-Cσ键（sp3—sp3）。 每个C原子与3个H原子和1个C原子形成四面体结构。 2．乙烯分子的成键情况 (1) 碳原子的杂化方式： 碳原子为sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道。 (2)成键方式和空间构型： 每个碳原子的sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个C-Hσ键（sp2—s），与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成C-Cσ键（sp2—sp2）。 2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个π键。 乙烯分子的空间构型为平面结构。 (3)C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子，都是sp2杂化。 3．乙炔分子的成键情况 (1) 碳原子的杂化方式： 碳原子为sp杂化，形成2个sp杂化轨道。 (2)成键方式和空间构型： 每个碳原子的sp杂化轨道分别与1个氢原子的1s轨道形成2个C-Hσ键（sp—s），与另一个碳原子的sp杂化轨道形成C-Cσ键（sp—sp）。 碳原子未杂化的2p轨道两两形成2个π键。 乙炔分子的空间构型为直线形。 (3) C≡C、C≡N、CO2中的碳原子，都是sp杂化。 考点4 用杂化轨道理论解释H2O和NH3分子的空间构型 1．H2O分子的空间构型 H2O中O原子的sp3杂化轨道 H2O的空间构型 (1)杂化轨道类型： O原子上的1个2s