第2章 第2节 第1课时　分子空间结构的理论分析-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修2 同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019，单选）

第2节　共价键与分子的空间结构 第1课时　分子空间结构的理论分析 [素养发展目标]　1．结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行解释和预测。　2．了解一些杂化轨道理论的基本思想，并能用杂化轨道知识解释甲烷、乙烯、乙炔、氨、苯等分子中共价键的形成原因以及相应分子的空间结构。　3．理解价电子对互斥理论和等电子原理。 一、杂化轨道理论 1．甲烷分子的组成和结构 分子式 空间结构 空间填充模型 球棍模型 CH4 2．杂化轨道理论 (1)杂化原子轨道(杂化轨道) ①原子轨道的杂化：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。 ②杂化轨道：原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。 ③特点：形成杂化轨道可以使原子与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。 (2)甲烷中碳原子的杂化类型 3．杂化轨道的类型 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道及数目 1个s轨道和1个p轨道 1个s轨道和2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道 杂化轨道的数目 2个 3个 4个 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 空间构型 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 C2H2、BeCl2 C2H4、BF3 CH4、CCl4 4．苯分子的空间结构分析 (1)苯的空间结构 (2)苯分子中的大π键：六个碳原子上各有一个未参与杂化的垂直于碳环平面的2p轨道，这六个轨道以“肩并肩”的方式重叠形成含有六个电子、属于六个碳原子的大π键。 学生用书第28页 sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。　　 二、价电子对互斥理论 1．价电子对互斥理论 (1)基本观点：分子中的中心原子的价电子对——成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。 (2)空间取向的说明 ①两个原子之间的成键电子不论是单键还是多重键，均看作一个空间取向； ②一对孤电子对可以看作一个空间取向。 (3)孤电子对的计算方法 中心原子的孤电子对数＝(中心原子的价电子数－其他原子的未成对电子数之和)/2。 例：H2O的中心原子为O原子，其价电子数为6，H原子的未成对电子数为1，可知：氧原子上的孤电子对数＝＝2。 2．价电子对与分子空间结构的对应关系表 ABn 价电子对数 空间结构模型 分子的空间结构 键角 n＝2 2 直线形 180° n＝3 3 平面三角形 120° 续表 ABn 价电子对数 空间结构模型 分子的空间结构 键角 n＝4 4 正四面体 109°28′ n＝5 5 三角双锥 90°、120° n＝6 6 正八面体 90° 3．等电子原理 (1)基本观点：化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。 (2)举例 离子 通式 中心原子杂化类型 空间结构 SO和PO AX4 sp3 正四面体 SO和ClO AX3 sp3 三角锥形 1．(2022·山东临沂期末)下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是(　　) A．s轨道和p轨道杂化不可能出现sp4杂化 B．杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对 C．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180° B　[由于np能级只有3个原子轨道，所以s轨道和p轨道杂化只有sp3、sp2、sp 3种，不可能出现sp4杂化，A正确；杂化轨道只能用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，不能用于形成π键，B错误；原子轨道发生杂化时，轨道数不变，但轨道的形状发生了改变，C正确；sp3杂化轨道夹角是109°28′，sp2杂化轨道夹角是120°，sp杂化轨道的夹角为180°，D正确。] 2．下列分子或离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是(　　) A．BF3　　　　　　　 B．NH3 C．H2O D．ClO A　[BF3价电子对数为3＋×(3－1×3)＝3＋0＝3，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为平面三角形，故A符合题意；NH3价电子对数为3＋×(5－1×3)＝3＋1＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，故B不符合题意；H2O价电子对数为2＋×(6－1×2)＝2＋2＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为角形，故C不符合题意；ClO价电子对数为3＋×(7＋1－2×3)＝3＋1＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三