专题十四 互斥、杂化轨道理论与分子性质 - 备战2024年高考化学二轮复习讲与练

专题十四 互斥、杂化轨道理论与分子性质 1.掌握原子结构中微粒数目的关系，了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。 2.能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价电子排布式和轨道表示式。 3.能运用相关的理论来解释或预测简单分子(离子)的空间结构，掌握键角大小原因解释的规范描述。 4.了解分子的性质，了解范德华力、氢键的含义及对物质性质的影响，了解配位键、超分子的含义。 考点一 共价键　杂化轨道与分子的空间结构 一、共价键 1.共价键 (1)分类 (2)σ键和π键的判断方法 共价单键为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。 (3)大π键 ①简介：大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。 ②表达式：代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。 ③常见分子和离子中的大π键 SO2、O3、； SO3、、、BF3　； 吡咯　　 2.配位键与配位化合物的结构 (以[Cu(NH3)4]SO4为例) 配合物的组成 ①配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、H2O、CO、Cl－、Br－、I－、SCN－等。 ②中心离子：一般是金属离子，特别是过渡金属离子，如Cu2＋、Fe3＋等。 ③配位数：直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目。 ④常见配合物：如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3、Fe(CO)5等。 二、杂化类型 1．“四方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据中心原子的价层电子对数判断 如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。 (4)根据分子或离子中化学键类型判断 如没有π键为sp3杂化，含1个π键(如碳碳双键、碳氧双键)为sp2杂化，含2个π键(如碳碳三键、碳氮三键)为sp杂化。 2．用价层电子对互斥理论(VSEPR)推测分子的空间结构 (1)价层电子对数的计算 (2)应用 价层电子对数 σ键电 子对数 孤电子对数 VSEPR模型名称 分子的空间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 3.键角大小的判断方法 (1)不同杂化类型：如键角：CH4<BF3<CO2。 (2)单键、双键、三键的影响：三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。 (3)杂化类型相同，中心原子孤电子对数越多，键角越小，如键角：CH4>NH3>H2O；>NH3；H3O＋>H2O。 (4)杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大，如键角：NH3>PH3>AsH3。 (5)杂化类型和孤电子对数相同，配位原子电负性越大，键角越小，如键角：NF3<NH3。 1.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布(　　) 2．价电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价电子对数(　　) 3．N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键(　　) 4．只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　) 5．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子一定为正四面体结构(　　) 6．SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化(　　) 1.（2023·新课标卷第9题）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。 下列说法正确的是 A. 该晶体中存在N-H…O氢键 B. 基态原子的第一电离能：C < N< O C. 基态原子未成对电子数：B<C<O<N D. 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 2.（2023·北京卷第1题）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A. 三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B. 三种物质中的