4.1 微专题3 运用“两大理论”判断分子(或离子)的空间结构 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （苏教版2019，闽苏桂蒙陕冀）

微专题3　运用“两大理论”判断 分子(或离子)的空间结构 专题4　第一单元 一、分子(或离子)空间结构的判断 判断分子(或离子)的空间结构时，要能够正确计算价电子对数：一是运用计算式推导出价电子对数；二是看配位原子数。如下表： 价电子对数 杂化类型 配位 原子数 孤电子 对数 价层电子对互斥模型 分子(或离子) 空间结构 实例 2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 平面三角形 平面三角形 2 1 V形 4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 选项 A B C D 分子或离子的化学式 H2F＋ PCl3 中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3 价层电子对互斥模型名称 直线形 正四面体形 平面三角形 正四面体形 分子或离子的空间结构 直线形 正四面体形 V形 三角锥形 1 2 3 4 跟踪训练 1.(2023·长春五中高二期末)下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是 √ 1 2 3 4 跟踪训练 H2F＋中氟原子的价电子对数为4，采取sp3杂化，则离子的价层电子对互斥模型为正四面体形，A错误； 三氯化磷分子中磷原子的价电子对数为4，孤电子对数为1，则分子的价层电子对互斥模型为正四面体形、分子的空间结构为三角锥形，B错误； 1 2 3 4 跟踪训练 中N原子的价电子对数为3，孤电子对数为1，则N原子的杂化方式为sp2杂化，离子的价层电子对互斥模型为平面三角形、分子的空间结构为V形，C正确； 四氢合硼离子中硼原子的价电子对数为4，孤电子对数为0，则离子的空间结构为正四面体形，D错误。 2.下列说法正确的是 A.CH2Cl2分子的空间结构为正四面体形 B.H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2，分子的空间结构为V形 C.CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp，分子的空间结构为直线形 D. 的空间结构为平面三角形 1 2 3 4 跟踪训练 √ 7 1 2 3 4 CH4中4个共价键完全相同，为正四面体形，CH2Cl2分子的4个共价键不完全相同，所以分子的空间结构不是正四面体形，A错误； 跟踪训练 8 1 2 3 4 跟踪训练 9 3.(2023·重庆西南大学附中高二检测)用分子结构的知识推测，下列说法正确的是 A.CO2、BeCl2互为等电子体，分子均为直线形 B.Na2CO3中，阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp3 C.根据价层电子对互斥模型，SO2与H2O均呈V形，中心原子价电子对数 相等 D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体( )两种存在形式， 两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 1 2 3 4 跟踪训练 √ H2O中心原子是O，价电子对数是4，有孤电子对，呈V形，SO2中心原子是S，价电子对数是3，有孤电子对，呈V形，C错误； SO3空间结构是平面三角形，硫原子杂化方式是sp2，而三聚分子固体中硫原子采用sp3杂化，D错误。 1 2 3 4 跟踪训练 4.(2023·武汉洪山高中高二检测)回答下列问题： (1)图(a)为S8的结构，其硫原子的杂化轨道类型为________。 1 2 3 4 跟踪训练 S8的S原子价电子对数是4，所以其硫原子的杂化轨道类型为sp3杂化。 sp3 (2)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。 1 2 3 4 跟踪训练 3∶1 sp2 COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，则COCl2的结构简式为 ，COCl2分子中σ键和π键个数比为3∶1；在COCl2分子中的 中心C原子形成3个σ键，故采用sp2杂化。 1 2 3 4 跟踪训练 (3)As4O6的分子结构如图(b)所示，其中As原子的杂化方式为________。 sp3 As4O6的分子中As原子形成3个As—O键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，为sp3杂化。 1 2 3 4 跟踪训练 1 2 3 4 跟踪训练 sp3 二、键角的判断与比较 含有共价键的物质中相邻两键之间的夹角称为键角。键角是决定物质分子空间结构的主要因素之一。在高中阶段学习中，影响键角大小的因素主要有三：一是中心原子的杂化类型；二是中心原子的孤电子对数；三是中心原子的电负性大小。 1.中心原子杂化类型不同的粒子，键角大小：sp杂化＞sp2杂化＞sp3杂化，如键角：CH≡CH＞CH2==CH2＞CH4。 2.中心原子杂化方式相同的粒子，由于斥力：孤电子对与孤电子对之间＞孤电子对与成键电子对之间＞成键电子对与成键电子对之间，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小。如键角：CH4＞NH3＞H2O。 3.中心原子杂化方式相同且孤电子对数也相同，利用中心原子的电负性大小，比较键角大小。如H2O、H2S中，中心原子均为sp3杂化，分子空间结构均为V形，由于电负性：O＞S，吸引电子的能力：O＞S，且键长：O—H键＜S—H键，使得H2S中成键电子对的斥力比H2O中成键电子对的斥力弱，键角小，即键角：H2O(104°30′)＞H2S(92°)。 4.中心原子相同，且中心原子的杂化方式和孤电子对数也相同，利用配位原子的电负性比较键角大小，配位原子电负性越大，键角越小，如NF3<NCl3。 5.同一粒子中不同共价键的键角，由于斥力：双键间＞双键与单键间 ＞单键间，则键角大小不同。如甲醛中： ，键角：α＞β。 5.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采取sp2杂化，那么SO2的键角 A.等于120° B.大于120° C.小于120° D.等于180° 5 6 7 8 9 跟踪训练 √ 由于SO2分子的价层电子对互斥模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120°，但是由于SO2分子中的S原子有1对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。 6.下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是 ①BCl3　②NH3　③H2O　④ 　⑤BeCl2 A.⑤④①②③ B.④①②⑤③ C.⑤①④②③ D.③②④①⑤ 跟踪训练 √ 5 6 7 8 9 跟踪训练 5 6 7 8 9 微粒 中心原子的孤电子对数 中心原子的价电子对数 价层电子对互斥模型 杂化轨道类型 空间结构 键角 ①BCl3 0 3 平面三角形 sp2 平面 三角形 120° ②NH3 1 4 四面体形 sp3 三角锥形 107°18′ ③H2O 2 4 四面体形 sp3 V形 104°30′ 跟踪训练 故键角由大到小的顺序为⑤①④②③。 5 6 7 8 9 0 4 四面体形 sp3 正四面 体形 109°28′ ⑤BeCl2 0 2 直线形 sp 直线形 180° 7.下列物质的分子中，键角最小的是 A.H2O B.BF3 C.H2S D.CH4 跟踪训练 √ 5 6 7 8 9 跟踪训练 5 6 7 8 9 BF3分子中B原子采取sp2杂化，sp2杂化的理论键角为120°，B原子无孤电子对，所以BF3分子的键角为120°；CH4分子中C原子采取sp3杂化，sp3杂化的理论键角为109°28′，C原子无孤电子对，所以CH4的键角为109°28′；H2S和H2O分子中的S、O原子均采取sp3杂化，sp3杂化的理论键角为109°28′，由于两种分子中均存在2对孤电子对，孤电子对占据正四面体的两个顶角，导致H2O分子的键角＜109°28′，但O原子半径小，所以H2O分子中成键电子对间的斥力大于H2S分子中成键电子对间的斥力，即H2O分子键角大于H2S分子键角；综上，分子键角的大小顺序为BF3＞CH4＞H2O＞H2S。 跟踪训练 8.比较下列物质中键角的大小(填“＞”“＝”或“＜”)。 (1)CH4______P4。 (2)NH3______PH3______AsH3。 (3)PF3______PCl3。 (4)光气(COCl2)中∠Cl—C==O______∠Cl—C—Cl。 5 6 7 8 9 ＞ ＞ ＞ ＜ ＞ 跟踪训练 9.按要求回答下列问题。 (1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为__________。 sp3、sp2 CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。 5 6 7 8 9 跟踪训练 (2)化合物 中阳离子的空间结构为___________， 阴离子的中心原子采取______杂化。 三角锥形 5 6 7 8 9 sp3 跟踪训练 (3)X的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是______。 sp3 G是NH3分子，N原子采取sp3杂化。 5 6 7 8 9 跟踪训练 (4)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采取________杂化。 sp3 H2O和H3O＋中的氧原子均采取sp3杂化。 5 6 7 8 9 BF3、SO3、 CO、NO SnBr2、SO2、NO CH4、SO、NH NO BH NO SO H2O分子中O原子的价电子对数为＝4，为sp3杂化，含有2对孤电子对，分子的空间结构为V形，B错误； SO中S原子的价电子对数为＝4，为sp3杂化，含1对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，D错误。 CO2中C原子的价电子对数为＝2，为sp杂化，分子的空间结构为直线形，C正确； CO中心原子碳原子的孤电子对数为0，价电子对数是3，空间结构是平面三角形，碳原子杂化方式是sp2，B错误； AlH中Al原子价电子对数为＝4，杂化轨道数目为4，为sp3杂化。 (4)AlH中，Al原子的轨道杂化方式为________。 PCl ④PCl $$