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第四课时 杂化轨道理论简介
[见学生用书P35]
1.杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列关于sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较正确的是( A )
A.sp杂化轨道的夹角最大
B.sp2杂化轨道的夹角最大
C.sp3杂化轨道的夹角最大
D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
【解析】 sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°,A正确。
2.下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是( D )
A.由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成
B.所形成的3个sp2杂化轨道的能量相同
C.每个sp2杂化轨道中s能级成分占三分之一
D.sp2杂化轨道最多可形成2个σ键
【解析】 同一能层上的s轨道与p轨道的能量差异不大,sp2杂化轨道是由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成的,A正确;同种类型的杂化轨道能量相同,B正确;sp2杂化轨道是由1个s轨道与2个p轨道杂化而成的,C正确;sp2杂化轨道最多可形成3个σ键,D错误。
3.下列对乙烯分子中化学键的分析正确的是( A )
A.杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.C、H之间是sp2杂化轨道形成的σ键,C、C之间是未能参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C、C之间是sp2杂化轨道形成的σ键,C、H之间是未能参加杂化的σ轨道形成的π键
【解析】 乙烯分子中存在4个C—H键和1个C===C键,C原子上无孤电子对,σ键电子对数为3,则C原子采取sp2杂化,C、H之间是sp2杂化轨道形成的σ键,C、C之间有一个是sp2杂化轨道形成的σ键,另一个是未参加杂化的2p轨道形成的π键,A正确。
4.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是( D )
选项
粒子
空间结构
解释
A
氨基负离子(NH)
直线形
N原子采取sp杂化
B
二氧化硫(SO2)
V形
S原子采取sp3杂化
C
碳酸根离子(CO)
三角锥形
C原子采取sp3杂化
D
乙炔(C2H2)
直线形
C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键
【解析】 NH中N原子的价层电子对数=2+×(5+1-2×1)=4,含孤电子对数为2,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,空间结构为V形,A错误;SO2中S原子的价层电子对数=2+×(6-2×2)=3,含孤电子对数为1,杂化轨道数为3,采取sp2杂化,空间结构为Ⅴ形,B错误;CO中C原子的价层电子对数=3+×(4+2-3×2)=3,不含孤电子对,杂化轨道数为3,采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,C错误;C2H2中C原子采取sp杂化,且C原子的价电子均参与成键,空间结构为直线形,D正确。
5.下列关于杂化轨道的叙述中不正确的是( A )
A.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混杂形成
B.杂化轨道用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C.SF2和C2H6分子中的中心原子S和C都是通过sp3杂化轨道成键
D.苯分子中所有碳原子均采取sp2杂化成键,苯环中存在6个碳原子共有的大π键
【解析】 CH4分子中的sp3杂化轨道是由碳原子的1个2s轨道和3个2p轨道混杂形成,A错误;杂化轨道用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,B正确;SF2分子中中心S原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,所以中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化,C2H6分子中中心C原子的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,所以中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化,C正确;苯分子中的6个碳原子全部以sp2方式杂化,每个碳原子形成3个sp2杂化轨道,其中1个与氢原子形成σ键,另外2个与相邻碳原子形成σ键,每个碳原子剩余1个未杂化的2p轨道,6个碳原子未杂化的2p轨道共同形成1个大π键,D正确。
6.下列说法正确的是( C )
①CS2为V形分子
②ClO的空间结构为平面三角形
③SF6中有6对完全相同的成键电子对
④SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
【解析】 CS2与CO2的空间结构相同,均为直线形,①错误;ClO中Cl的价层电子对数=3+×(7+1-2×3)=4,孤电子对数为1,则ClO的空间结构为三角锥形,②错误;SF6中含有6个S-F键,每个S-F键含有1对成键电子对,则SF6分子中有6对完全相同的成键电子对,③正确;SiF4中Si的价层电子对数=4+×(4-1×4)=4,SO中S的价层电子对数=3+×(6+2-2×3)=4,则SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化,④正确。综上,C符合题意。
7.下列各组分子中中心原子的杂化轨道类型相同的是 ( B )
A.CO2与SO2