第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论简介-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步练测（人教版2019）

第二章分子结构与性质4 3.确定BF,NH和SO的VSEPR模型和：4.有下列分子或离子：①CS2;②PC1;③HS: 空间结构，判断下列说法正确的是( ④CHO:⑤HO:⑥NH;⑦BFa:⑧SO)2。 A.BF,和SO的空间结构分别为平面正三 微粒立体构型 选项序号 角形、三角锥形 直线形 V形 B.BF、NH和SO的VSEPR模型和空 平面三角形 间结构完全相同 三角锥形 C.NH的空间结构为三角锥形 正四面体形 D.BF、NH和SO的VSEPR模型和空 间结构均为平面正三角形 提宗、请完成《素能提升训练》训练（六） 第2课时杂化轨道理论简介 学习目标 核心素养 1,了解杂化轨道理论的基本内容 1.宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构以及杂化轨道理 2.能够运用杂化轨道理论判断和解释简单分 论，探析杂化轨道类型与分子立体结构的关系。 子或离子的立体构型。 2.证据推理与模型认知：结合杂化轨道理论与分子的立体构 型，能正确判断VSEPR模型与杂化类型的关系。 自主学习探新知 课前预习双基落实 一，杂化轨道理论 :3.杂化轨道类型及其空间结构 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 (1)sp杂化轨道 当碳原子与4个氢原子形成CH,分子时，碳 sp杂化轨道是由 个s轨道和 原子的 轨道和3个 轨道会 个p轨道杂化形成的。sp杂化轨道间的 发生混杂，得到4个新的能量相同、方向不同： 夹角是 ,立体构型为 形。 的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角 其杂化过程如下图所示： 109°28'，称为 杂化轨道，碳原子以4 个 杂化轨道分别与4个H原子的 1s轨道重叠形成4个C一H 键，呈 现 形的空间结构。 p杂化 2.杂化轨道的形成及其特点 1092 轨道的 原了内部能域村近的原了轨道重新组合 袋化 的过程 其形成 (2)sp杂化 禁化 条化后彩城的赛的德量相同的一组原子 轨道 杭道 sp杂化轨道由 个s轨道和 个p轨道杂化而得，sp杂化轨道间的夹角是 ①杂化轨道数等丁参与杂化的原子轨道数 特点 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ,呈 形，其杂化过程如下图 ③杂化使原子的成键能力增远 所示： 31 高中化学·选修性必修2（人教版） 塑朱化巴 D 品 PPP 902 180 120° 1203120 (3)sp2杂化 sp杂化轨道由 个s轨道和 《小试身手 个p轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角 s轨道和p轨道杂化的类型不可能有() 是 ,呈 ,其杂化过程如 A.sp杂化 B.sp杂化 下图所示： C.sp杂化 D.sp杂化 互动探究解疑难 要点归纳重避爽玻 要点杂化类型及分子空间结构的判断 问题探究 续表 1.杂化轨道只用于形成。键吗？ 杂 杂化类 化 杂化轨成键 孤电 分子 杂化轨 轨 道空间电子 子对 空间 实例 道结构 道 结构 对数 数 结构 120° 平面 3 0 BF. 2.杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相 三角形 平面三 同吗？ 角形 s0、 夹角为120° 2 1 V形 PbCL 正四 3.任意不同的轨道都可以杂化吗？ 0 CH, 面体形 109281 正四 三角 NH, D 3 面体形 锥形 NF 火角为109281 归纳总结 2 2 V形 H.O 1.原子轨道的杂化过程 3.中心原子轨道杂化类型的判断 吸收能量少 轨道总数目不 (1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论 微发 轨道承新合 交，角度和形 化轨道 状发生变化 判断： 成进时释放能 量较多，轨道 量州近 重叠程度增大 价层电子对判商VSEPR模型判藏杂化轨道 生成的分子 中的 的原了轨道 稳定 构型。 (2)根据VSEPR模型判断： 2.杂化类型与分子构型 VSEPR模型 四而体形 三角形 直线形 杂化轨成键孤电 分子 化类型 杂化轨 化 轨 道空间电子子对 空间 实例 道结构 杂化类型 sp sp sp 结构对数 数 结构 (3)有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳 1809 直线形 0 CO: 直线形 原子采取sp杂化，连接双键的碳原子采取 BeCl. 夹角为180 sp杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。 32 第二章分子结构与性质。 川特别警示川 口针对训练 ①sp、sp两种杂化形式中还有未参与乖化的p轨 下列分子中，中心原子的杂化类型相同，分子 道，可用于形成言镜，而杂化轨道只用于形成。键成者 的空间结构也相同的是 用来容纳未参与成健的弧电子对。 ②双原子分子中（如HC),不存在桌化过程 A.H2O、SO B.BeCl2,CO. C.HO、NH D.NH、HCHO 典例剖析 [例]（天津耀华中学高二期末）下表中各粒子 川课堂小结川 能量相近的原子轨道发生杂化 对应的空间结构及解释均正确的是( 杂化轨道数日和参与杂化的 杂化轨 原子轨道数目、能量相同 选项 粒子 空间结构 解释 道理论 杂化轨道只能用于形成ā键或用 三氯化硼 于容纳未参与成键的孤电子对 A (BF 直线形 B原子采取p杂化 化轨道 未参与杂化的p轨道可用于形 二氧化硫 成π键 V形 S原子采取sp杂化 论 (S0.) VEPR模型：直线形，sp杂化 介 中心原子轨 碳酸根离子 VSEPR模型：平面三角形、 C 三角锥形 (C0) C原子采取sp杂化 道杂化类型 的判断 p杂化 乙块 C原子采取sp杂化且 VSEPR模型：四面体形 (C H,) 直线形 C原子的价电子均参 p杂化 与成键 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1.下列图形表示sp杂化轨道的电子云轮廓图：4.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结 的是 构，试根据相关知识填空： (1)AsCL分子的空间结构为 ,其中 As的杂化轨道类型为 (2)CHCO)H中C原子轨道杂化类型为 2.下列有关杂化轨道理论的说法不正确的是 (3)一种有机化合物的结构简式如下： CH-CH,一CH-C-CH2-CH A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发 CH,CH 生了改变 ①该分子中有 个sp2杂化碳原子、 B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109 个sp杂化碳原子： 28'、120°、180 ②该分子中有 个sp2-spo键、 C.四面体形、三角锥形的结构可以用sp杂 个sp-sp3o键。 化轨道解释 (4)SCN与NO的结构相同，微粒呈 形，中心原子都采取 杂化。 D.杂化轨道全部参与形成化学键 (5)CO、NO等微粒具有相同的原子个数， 3.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原 它们的价电子总数都是 ,空间结构呈 子采用sp2杂化，那么SO,的键角 ( 形，中心原子都采取 杂化。 A.等于120° B.大于120 C.小于120° D.等于180 提示请完成《素能提升训练》训练（七） 33小试身手 180)、正四面体形（键角为109°28）：PH,由于中心原 1.A利用质谱仪可以测定分子的相对分子质量：通过红 子上存在1个孩电子对，VSEPR模型是四面体形，PH 外光语可以刚定物质所含化学键及官能团：利用紫外光 的空间结构为三角锥形。综上所述，符合题意的是 谱可鉴别物质是否含共轭体系或测定芳香结构：核磁共 A项。 振氢谱可以反映等效氢的种类及相对数目。综上所述， [答案]A 不能够测定分子结构和化学键的方法是质谱法，答案 针对训练 为A。 DCH,星正四面体形，CHCl2呈四面体形，A项错 误：BeCl呈直线形，SO2呈V形，B项错误：BF,呈平面 1.直线V形180°直线形105°V形 三角形，PCl,呈三角锥形，C项错误；NO,与CO均 2.平面三角三角锥120°平面三角形107° 三角 呈平面三角形，D项正确。 锥形 随堂巩固促应用 3.四面体109°28正四面体形 1.DCO的空间结构为直线形，A项错误：HO的空间 小试身手 结构为V形，B项错误：NH的空间结构为三角锥形，C 2.(1)×(2)×(3)×(4)× 项错误：CH,的空间结构为正四面体形，D项正确。 三、 2.AA项氧原子有两对未成键的价电子对：B项HC1分 1.空间结构相互排斥 子离于AB型分子，没有中心原子：C项NH的中心原 2.中心原子电子对孤电子对 子的价电子全部参与成键：D项磷原子有一对未成键的 3.(1)价电子数原子的最外层电子数中心原子的价电 价电子对。 子数离子的电荷数中心原子的价电子数离子的 3.ABF,、NH和SO的。键电子对数(n)、中心原子 电荷数（绝对值） 上的蓝电子对数(m)、中心原子上的价层电子对数（十m) (2)与中心原子结合的原子数 分别为3、4、3,0,0、1,3,4,4，VSEPR模型分别为平面正 (3)最多能接受的电子数18诚去该原子的价电 三角形，正四面体形、四面体形，BF,和NH中心原子 子数 上没有孤电子对，空间结构与VSEPR模型相同，分别 4.24四面体V 为平面正三角形、正四面体形，而SO的空间结构为 小试身手 三角维形。 3.B 4.解析中心原子上孤电子对数及粒子的立体构型如 互动探究解疑难 下表： 要点 中心原子 分子或离子 问题探究 AB. 孤电子对数 分子或离子 1.提示乙醇分子结构中，羟基上的氧原子有2个成键电 的立体构型 子对和2对弧电子对（见图中乙醇结构的①②③④），价 AB, CS, 直线形 层电子对数是4，共有4个空间取向，中心氧原子上的价 电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子（氧 AB CH,O、BF 平面三角形 原子)上的孤电子对可得C—O一H呈V形。 O AB, NH 正四面体形 2提示在乙酸分子中，中心原子是藏基（一C一）上的 AB, SO: V形 碳原子，中心碳原子（碳基碳）上有3个成键电子对（见 AB PCl,、H,O 三角维形 0 A,B 2 HS V形 图中乙酸结构中的①②③)，孤电子对数为0：C 上的成健电子对仅有一个空间取向，因此，中心碳原子 答案 的价电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，因此， 微粒立体构型 选项序号 ● 直线形 ① C一C一0呈平面三角形。 V形 ③8 3.提示在乙醇、乙酸分子结构中，甲基碳(HC一 平面三角形 ④⑦ )是 三角锥形 ②⑤ H 中心原子，中心碳原子上的价层电子对数是4，全部是 正四面体形 ⑥ 成键电子对，蔬电子对数是0，中心碳原子上的4对成键 电子对共有4个空问取向，相互排斥而远离，故 H 第2课时杂化轨道理论简介 H一CC呈四面体结构。 自主学习探新知 H 典例剖析 1.2s2 p sp sp3g正四面体 L例][解析]CS.PH1、PH的a键电子对数(n)、中 3.(1)1310928'正四面体(2)11180°直线 心原子上的孤电子对数(m)、中心原子上的价层电子对 (3)12120°平面三角形 数(n十m)分别为2、3、4,0、1、0,2、4、4。CS与PH的 小试身手 VSEPR模型与空间结构相同，分别为直线形（键角为 D 7 互动探究解疑难 sp杂化。(3)有机物中饱和碳原子采取sp杂化，双健 要点 上的碳原子采取sp杂化，三健上的碳原子是采取sp杂 问题探究 化。①该分子中有2个sp杂化碳原子、6个sp杂化 1.提示杂化轨道只能用于形成▣健戴用来客钠未参与 碳原子：②该分子中有3个sp-spg键、3个p-spg 成健的孤电子对。 键。(4)SCN厂与NO的中心原子采取s即杂化，形成直 2.提示不一定。中心原子杂化轨道不一定全部成键，杂 线形分子。(5)CO,NO,与SO,为等电子体，SO,中 化类型相同时孤电子对越多，键角越小。如NH,中的 S采取sp杂化形成平面三角形分子。 氯原子与CH,中的碳原子均为sp杂化，但键角分别为 答案(1)三角锥形sp(2)p、sp(3)①26 107°和10928 ②33(4)直线p(5)24.平面三角sp 3.提示原子轨道只有在形成分子的过程中才能杂化，弧 立的原子不会发生杂化：另外，不是任意的不同轨道都 第三节 分子结构与物质的性质 能杂化，只有能量相近的轨道才能杂化。 自主学习探新知 典例剖析 [例][解析]BR,中B原子的价层电子对教=3+受× 1.(1)不同同种(2)不重合重合(3)①非极性 ②非极性极性 (3一3×1)=3，不含孤电子对，杂化轨道数为3，采取 2.越强(1)大于大于大于大电离更强 sp杂化，空间结构为平面三角形，A项错误：SO2中S (2)越小越弱大于大于加长越小 原子的价层电子对数=2+号×(6-2X2)=3,孤电子 小试身手 1.B氯化钠是离子化合物，含有离子键，A错误：CCL,含 对数为1，杂化轨道数为3，采取sp杂化，空间结构为V 有极性健，是非极性分子，B正确；NH,含有极性健，是 形，B项错误：C0中C原子的价层电子对数=3十 1 极性分子，C错误：HO,含有极性健和非极性键，是极 性分子，D错误。 ×(4+2一3×2)=3，不含弧电子对，杂化轨道数为3， 采取sp杂化，空间结构为平面三角形，C项错误；C,H 1.分子相互作用力弱越大越大物理越高 中C原子采取即杂化，且C原子的价电子均参与成健， 2.(1)电负性氢电负性作用力(2)X一H…Y 空间结构为直线形，D项正确。 共价键。形成的氢键(3)②电负性N、O、F [答案]D (4)②小1~2个(5)升高 针对训练 3.(1)非极性极性易溶于难溶于易溶于难溶于 BA项，H,O中氧原子为sp杂化，分子的空间结构为 (2)②越大好 V形，SO2中硫原子为sp2杂化，分子的空间结构为V (3)好互溶减小 形；B项，BCl2和CO2的中心原子都是sp杂化，分子的 小试身手 空间结构为直线形，C项，NH中氮原子为sp杂化，分 2.D 子的空间结构为三角锥形，D项，HCHO中碳原子为 3.B卤素单质从F2到12相对分子质量依次增大，相对 sp杂化，分子的空间结构为平面三角形。 分子质量越大，范德华力越大，物质的馆、沸点越高，B 随堂巩固促应用 正确。 1.DA项，杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180° 三、 共有2个杂化轨道，为5即杂化，错误：B项，未形成杂化 1.组成和原子排列镜像叠合 轨道，错误：C项，杂化轨道的空间结构为正四面体形， 2.手性异构体 共有4个杂化轨道，为5即杂化，错误，D项，杂化轨道的 3.有害 空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨 小试身手 道，为sp杂化，正确， 4.(1)× (2)/(3)√(4)/ 2.D杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数 互动探究解疑难 目与参与杂化的原子轨道数目相等，杂化后轨道的形状 要点一 发生变化，A正确：sp、sp与sp杂化轨道的空间结构 问题探究 分别为正四面体形、平面三角形和直线形，因此其杂化 1.提示P,中的P一P键为非极性共价键，Co中的C一C 轨道的夹角分别为109°28'、120°和180°，B正确：四面体 键为非极性共价键：H2O2中的O一O键为非极性共 形、三角维形和部分V形分子的结构可以用5即杂化轨 价键。 道解释，如甲烷分子、氨分子、水分子，C正确：杂化轨道 2.提示HCN、HO、NH,、CH,Cl、H,O,是极性分子，P 可以部分参与形成化学被，如NH,中N原子采取p C、CO2、BF,,CH是非极性分子。 杂化，形成了4个杂化轨道，但是只有3个杂化轨道参 3.提示CH,分子中正电中心和负电中心重合，分子中键 与形成化学键，D错误。 的极性的向量和等于0，图此CH属于非极性分子。 3.C由于S02分子的电于对的空间结构为平面三角形， HO,分子中正电中心和负电中心不重合，分子中键的 从理论上讲其皱角为120°，但是由于S0,分子中的S原 极性的向量和不等于0，因此HO属于极性分子。 子有一对孤电子对，对其他的两个化学皱存在排斥作 典例制析 用，因此分子中的键角要小于120° [例1][解析]A项，CO2的结构式为O一C一O,H2S 4.解析(1)AsCl3中A5元素的价电子对数为4，As的杂 化方式为5p杂化，AsC】分子的空间结构为三角锥形 的结构式为 ,都只含有极性键，但CO2为非 H 极性分子，H,S是极性分子；B项，C,H,的结构式为 (2)CH,COOH的结构式为H一CC一O一H,分子 H C=C ,含有碳碳非极性健，是非极性分子， 中甲基上的碳原子采取5p°杂化，骏基中碳原子采取 H H 8