专题4 微专题3 杂化轨道理论、价层电子对互斥理论与分子立体结构的关系（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2（苏教版2019）

微专题3　杂化轨道理论、价层电子对互斥理论与分子立体结构的关系 [对应学生用书P98] 1．杂化轨道类型与分子的立体结构 杂化 类型 杂化轨 道数 杂化轨道 间夹角 分子的立 体结构 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl2 sp2 3 120° 平面三角形 BF3 sp3 4 109°28′ 正四面体 CH4 2．运用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的一般规则 中心原子的价电子对数与分子的立体结构有密切联系，对ABm型化合物，A的价电子对数为： n＝。 一般来讲，价电子数即为最外层电子数，但B为卤素原子、氢原子时只提供1个价电子；若为氧原子、硫原子时，则不提供电子；若有成单电子时，则看成电子对。如果价电子对中有未成键的孤电子对，则分子的立体结构发生相应的变化，此变化可用价层电子对互斥理论解释。 下列分子中，分子的空间结构、中心原子的杂化方式以及孤电子对数均正确的是(　　) 分子 空间结构 杂化方式 孤电子对数 A NH3 平面三角形 sp3杂化 N原子上 有1对孤 电子　　 B CCl4 正四面体 sp3杂化 C原子不含 孤电子对　 C H2O V形 sp2杂化 O原子含有 2对孤电子 D CO 三角锥形 sp3杂化 C原子含有 1对孤电子 解析　NH3分子中，中心原子的价电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，杂化方式为sp3，含有1对孤电子，分子的立体结构为三角锥形；CCl4分子中，中心原子的价电子对数＝4＋(4－4×1)＝4，杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体结构为正四面体；H2O分子中，中心原子的价电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，杂化方式为sp3，含有2对孤电子，分子的立体结构为V形；CO中，中心原子的价电子对数＝3＋(4＋2－3×2)＝3，杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体结构为平面三角形。 答案　B 1．下列关于价层电子对互斥理论及杂化轨道理论的叙述不正确的是(　　) A．价层电子对互斥理论将分子分成两类：中心原子有孤电子对的分子和无孤电子对的分子 B．价层电子对互斥理论既适用于单质分子，也适用于化合物分子 C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道 D．XY2型共价化合物的中心原子X采取的杂化方式可能不同 B　[在价层电子对互斥理论中，将分子分成了中心原子含孤电子对与不含孤电子对两种情况，显然分子的价层电子对互斥模型与立体结构可能相同(不含孤电子对的情况下)，也可能不同(含孤电子对的情况下)；价层电子对互斥模型的研究对象仅限于化合物分子，不适用于单质分子；XY2型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对数和σ键电子对数可能不同，则其采取的杂化方式也可能不同。] 2．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的分子结构。下列说法正确的是(　　) A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键 B．SF6是由非极性键构成的分子 C．1 mol C2H4分子中有5 mol σ键和1 mol π键 D．C2H2分子中不含非极性键 C　[1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的；成键的2个原子之间最多形成1个σ键，双键中有1个π键，因此1 mol乙烯中含有5 mol σ键和1 mol π键；C2H2分子中所含的C≡C 键是非极性键。] 3．顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物。碳铂是1，1­环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，毒副作用低于顺铂，其分子结构简式如下图所示。下列说法正确的是(　　) 碳铂 A．碳铂分子中所有碳原子在同一平面上 B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2 C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子的个数比为2∶1 D．1 mol 1，1­环丁二羧酸含有σ键的个数为12NA C　[根据碳铂的分子结构简式可知，分子中含有sp3杂化的碳原子，分子结构属于四面体结构，所有碳原子不可能在同一平面上；顺铂分子中，N原子有3个σ键，1个配位键，其杂化类型为sp3杂化；碳铂分子中，sp3杂化的碳原子有4个，sp2杂化的碳原子有2个，其个数之比为2∶1；由题给信息可知，1，1­环丁二羧酸的分子结构简式为，补全碳环上的氢原子，可得1 mol此有机物含有σ键的个数为18NA。] 4．臭氧(O3)能吸收紫外线，保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如下图所示，呈V形，键角为116.5°，中间的1个氧原子与另2个氧原子分别构成1个非极性共价键。中间氧原子提供2个电子，旁边2个氧原子各