13 第2章 第2节 第2课时 杂化类型的判断方法(能力课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课件(鲁科版)

第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 第2章　微粒间相互作用与物质性质 第2节　共价键与分子的空间结构 旧知 回顾 2．杂化轨道类型及其空间结构 (1)sp3杂化：由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的，夹角是109°28′，呈正四面体形。 (2)sp2杂化：是由1个s轨道和2个p轨道杂化而成的，夹角是120°，呈平面三角形。 (3)sp杂化：由1个s轨道和1个p轨道杂化而成的，夹角是180°，呈直线形。 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 探究要点 典例导航 [要点精讲] 1．根据分子的空间结构判断 分子或离子的空间结构 常见分子或离子 中心原子杂化轨道类型 直线形 CO2、CS2、BeCl2、 HC≡CH、HC≡N等 sp 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 分子或离子的空间结构 常见分子或离子 中心原子杂化轨道类型 平面三角形 BF3、BCl3、SO3、、等 sp2 正四面体形 CH4、CCl4、SiF4、、、、等 sp3 三角锥形 NH3、NCl3、PH3、、等 sp3 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) [注意]　常见的C2H4、C6H6为平面形分子，键角约为120°，可推断其碳原子的杂化轨道类型为sp2。 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 2．根据价电子对互斥理论判断 (1)ABm型共价分子或离子的空间结构和中心原子杂化轨道类型的关系如下： 中心原子价电子对数 杂化轨道空间结构 中心原子杂化轨道类型 2 直线形 sp 3 平面三角形 sp2 4 四面体形 sp3 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) (2)运用价电子对互斥理论计算中心原子的价电子对数的方法： [注意]　对于阳离子，a＝中心原子价电子数－离子电荷数；对于阴离子，a＝中心原子价电子数＋|离子电荷数|。 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 3．应用等电子原理判断 等电子体具有相同的结构特征，一般来说，等电子体的中心原子的杂化类型相同。 一些常见的等电子体 二原子10电子的等电子体：N2、CO、CN－、NO＋、、； 二原子11电子的等电子体：NO、； 三原子16电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO－、SCN－； 三原子18电子的等电子体：、O3、SO2； 四原子24电子的等电子体：、、BF3、SO3(g)、； 四原子26电子的等电子体：NF3、PCl3、NCl3、； 五原子8电子的等电子体：CH4、、SiH4。 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 4．根据共价键类型判断 从杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未杂化轨道形成π键，杂化轨道形成σ键。对于能够明确结构式的分子、离子，可直接用下式判断其中心原子的杂化轨道类型：杂化轨道数n＝中心原子的σ键数＋中心原子的孤电子对数(双键、三键中只有一个σ键，其余均为π键)。 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 如三聚氰胺(结构简式如图所示)中有两种不同化学环境的氮原子，环外氮原子分别形成3个σ键，用去基态氮原子5个价电子中的3个，余下1个孤电子对，n＝4，则环外氮原子采用sp3杂化；环内氮原子分别形成2个σ键、1个π键，用去基态氮原子5个价电子中的3个，余下1个孤电子对，n＝3，则环内氮原子采用sp2杂化。 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 5．应用取代法判断 以中学常见的、熟悉的基础物质分子为原型，用其他原子或原子团取代原型分子中的部分原子或原子团，得到的新分子的中心原子与原型分子对应的中心原子的杂化轨道类型相同。如： (1)CH3CH==CH2分子中碳原子的杂化轨道类型判断，可看作乙烯基取代了甲烷分子中的一个氢原子，则甲基碳原子采用sp3杂化，也可看作甲基取代了乙烯分子中的一个氢原子，故两个不饱和碳原子均采用sp2杂化。 (2)B(OH)3可看作三个羟基取代了BF3中的氟原子，可知B(OH)3中硼原子采用sp2杂化。 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) [典例导航] 【例1】　下列粒子的中心原子形成sp3杂化轨道且该粒子的空间结构为三角锥形的是(　　) D．[PCl4]＋ √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) B　[中心原子形成sp3杂化轨道且该粒子的空间结构为三角锥形，说明该微粒中心原子价电子对数是4且含有一个孤电子对。的中心原子S原子价电子对数为4＋＝4且不含孤电子对为正四面体形结构，A错误；的中心原子C原子价电子对数为3＋＝4且含有一个孤电子对为三角锥形结构，B正确；的中心原子Cl原子价电子对数为2＋＝4且含有两个孤电子对为角形结构，C错误；[PCl4]＋的中心原子P原子价电子对数为4＋＝4且不含孤电子对，[PCl4]＋为正四面体形结构，D错误。] 【例2】　下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型不同的是(　　) 与SO3　　　　　　 B．CH4与H2O C．PCl3与 D．BF3与 √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) A　[ 选项 成键电子对数 孤电子对数 价电子对数 杂化轨道类型 3 ×(6＋2－3×2)＝1 4 sp3 SO3 3 ×(6－3×2)＝0 3 sp2 选项 成键电子对数 孤电子对数 价电子对数 杂化轨道 类型 B CH4 4 ×(4－4×1)＝0 4 sp3 H2O 2 ×(6－2×1)＝2 4 sp3 C PCl3 3 ×(5－3×1)＝ 3 ×(7＋1－3×2)＝1 4 sp3 选项 成键电子对数 孤电子对数 价电子 对数 杂化轨道 类型 D BF3 3 ×(3－3×1)＝ 3 ×(4＋2－3×2)＝0 3 sp2 ] [对点即练] 1．(双选)BF3是有刺激性臭味的无色气体，与水反应生成HBF4和H3BO3，下列说法错误的是(　　) A．BF3和HBF4中B原子杂化方式相同 为正四面体形结构 C．B—F键键长小于B—O键键长 D．HBF4和H3BO3中B原子都是sp3杂化 √ √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) AD　[F原子半径小于O，所以B—F键键长小于B—O键键长，C正确；HBF4的中B原子价电子对数为4＋＝4，且不含孤电子对，是sp3杂化呈正四面体形结构，B正确；由B项知，HBF4中B原子为sp3杂化，BF3、H3BO3中B原子价电子对数分别为3＋＝3、3＋＝3，且不含孤电子对，则为sp2杂化，A、D错误。] 2．下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是(　　) 选项 A B C D 分子或离子的化学式 中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3 VSEPR模型 直线形 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 √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) C　[A．H2F＋离子中氟原子的价电子对数为4，则离子的VSEPR模型为四面体形，故A错误；B．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，则氮分子的VSEPR模型为四面体形、分子的空间结构为三角锥形，故B错误；C．亚硝酸根离子中氮原子的价电子对数为3，孤电子对数为1，则氮原子的杂化方式为sp2杂化，离子的VSEPR模型为平面三角形，分子的空间结构为角形，故C正确；D．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，故D错误。] 3．指出下列分子或离子的中心原子杂化轨道类型，并判断分子或离子的空间结构。 (1)GeCl4中Ge的杂化轨道类型为________，分子空间结构为________________。 (2)AsCl3中As的杂化轨道类型为________，分子空间结构为________________。 sp3 正四面体形 sp3 三角锥形 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 中Se的杂化轨道类型为________，离子空间结构为________________。 (4)BCl3中的B采用________杂化，空间结构为_______________。 (5)PH3中的P采用________杂化，空间结构为___________。 中的N采用________杂化，空间结构为___________。 sp3 正四面体形 sp2 平面正三角形 sp3 三角锥形 sp2 角形 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) [解析]　(1)GeCl4：Ge的价电子对数＝4＋×(4－4×1)＝4＋0＝4，Ge采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤电子对，故分子空间结构为正四面体形。(2)AsCl3：As的价电子对数＝3＋×(5－3×1)＝3＋1＝4，As采用sp3杂化，因为中心原子上有1个孤电子对，故分子空间结构为三角锥形。：Se的价电子对数＝4＋×(6＋2－4×2)＝4＋0＝4，Se采用sp3杂化，因为中心原子上没有孤电子对，故离子空间结构为正四面体形。 (4)BCl3：B采用sp2杂化，三个杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，没有孤电子对，分子空间结构为平面正三角形。：P采用sp3杂化，因为中心原子上有一个孤电子对，故分子空间结构为三角锥形。：N采用sp2杂化，中心原子有一个孤电子对，离子空间结构为角形。 知能反馈 随堂评估 1．s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为s-s σ键，p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为p-p σ键，请你指出下列分子中含有s-sp2σ键的是(　　) A．N2 B．C2H4 C．C2H2 D．HCl √ 2 4 3 题号 1 5 B　[C2H4中，C原子为sp2杂化，存在s-sp2σ键，B项正确。] 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 2．在 中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是(　　) A．sp2　sp2 B．sp3　sp3 C．sp2　sp3 D．sp　sp3 2 3 题号 1 4 √ 5 C　[ 中碳原子形成了3个σ键，无孤电子对，需要形成3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。甲基上的碳原子各自形成了4个σ键，无孤电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。] 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) 3．(双选)SO3和O3的混合气体经光解作用可生成一种新分子，结构简式如图所示，下列说法正确的是(　　) A．O3的键角为109°28′ B．O3和SO2的空间结构均为角形 C．SO3 的空间结构为平面三角形 D．SO3中心原子为sp3杂化 2 3 题号 4 1 √ 5 √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) BC　[A．O3分子中心原子的价电子对数是2＋＝3，存在1个孤电子对，空间结构为角形，键角不是109°28′，A错误；B．O3和SO2为等电子体，空间结构为角形，B正确；C．SO3分子中硫原子价电子对数是3＋＝3，不存在孤电子对，SO3的空间结构为平面三角形，C正确；D．SO3中心原子价电子对数是3，所以中心原子为sp2杂化，D错误。] 2 3 题号 4 1 5 4．乙烯分子中含有四个C—H键和一个C==C键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是(　　) ①每个碳原子的2s轨道与2p轨道杂化形成两个sp杂化轨道 　②每个碳原子的2s轨道与两个2p轨道杂化，形成三个sp2杂化轨道　③每个碳原子的2s轨道与三个2p轨道杂化形成四个sp3杂化轨道　④每个碳原子的三个价电子占据三个杂化轨道，一个价电子占据一个2p轨道 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 2 4 3 题号 1 5 √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) B　[乙烯分子中每个碳原子与另一个碳原子和两个氢原子成键，形成三个σ键，六个原子在同一平面上，为sp2杂化，形成三个sp2杂化轨道，一个价电子占据一个2p轨道，两个碳原子成键时形成一个π键。] 2 4 3 题号 1 5 5．回答下列问题： (1)BCl3和NCl3中心原子的杂化类型分别为________和________。 (2)CS2、N2O等与CO2互为等电子体，则CS2的结构式为____________，空间结构为________。 2 4 3 题号 1 5 sp2 sp3 S==C==S 直线形　 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) (3)乙炔与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈 (CH2==CHCN)。丙烯腈分子中σ键和π键的个数之比为________，分子中处于同一直线上的原子数目最多为________。 (4)已知在水中存在平衡2H2O⥫⥬H3O＋＋OH－，H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为______________________________________________________________________________。 2 4 3 题号 1 5 2∶1 3 H2O分子中O原子有两对 孤电子对，H3O＋中O原子只有一个孤电子对，排斥作用较小 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　杂化类型的判断方法(能力课) $$