第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论简介-【创新教程】2024-2025学年高中化学选择性必修第二册五维课堂（人教版2019）

第２课时　杂化轨道理论简介 课标要点 核心素养 １．知道杂化轨道理论的基本内容 ２．能根据杂化轨道理论确定简单 分子的空间结构 １．宏观辨识与微观探析:通过认识分子结构以及杂化轨道 理论,探析杂化类型与分子空间结构的关系 ２．证据推理与模型认知:结合杂化轨道理论与分子的空间 结构,能论证证据与模型建立及其发展之间的关系 [知识梳理] [知识点一]　轨道的杂化与杂化轨道 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．概念 (１)轨道的杂化:原子内部能量相近的原子轨 道重新组合形成与原轨道数相等的一组新 轨道的过程. (２)杂化轨道:杂化后形成的新的能量相同的 一组原子轨道. ２．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH４ 分子时,碳原子的一个　　轨 道和三个　　轨道发生混杂,形成４个能量 相等的　　杂化轨道.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－H　　键,所以４个C－H是等同的. ３．杂化轨道的形成及其特点 [知识点二]　杂化轨道类型及其空间结构 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．sp３ 杂化轨道 sp３ 杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p 轨道杂化形成的.sp３ 杂化轨道间的夹角是 １０９°２８′,空间结构为　　　　(如下图所 示). ２．sp２ 杂化轨道 sp２ 杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p 轨道杂化而成的.sp２ 杂化轨道间的夹角是 　　　,呈　　　　(如下图所示). ３．sp杂化轨道 sp杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p 轨道杂化而成的.sp杂化轨道间的夹角是 　　　,呈　　　(如下图所示). 注意:sp、sp２ 两种杂化形式中还有未参与杂 化的p轨道,可用于形成π键,而杂化轨道 只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键 的孤电子对. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７３􀅰 第二章　分子结构与性质 [知识点三]　VSEPR模型与中心原子的杂化 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 轨道类型 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 杂化轨 道类型 VSEPR模型 典型分子 空间结构 sp CO２ 直线形 sp２ SO２ V形 sp３ H２O V形 sp２ SO３ 平面 三角形 sp３ NH３ 三角锥形 sp３ CH４ 正四 面体形 [自我评价] １．[判一判] (对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”) (１)sp３ 杂化轨道是由任意的１个s轨道和３个p 轨道混合形成的４个sp３ 杂化轨道 (　　) (２)中心原子采取sp３ 杂化的分子,其空间结构 可能是四面体形、三角锥形或V形 (　　) (３)杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相 同,但能量不同. (　　) (４)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定 相同. (　　) (５)凡是中心原子采取sp３ 杂化轨道成键的分 子其空间结构都是正四面体形. (　　) (６)凡AB３ 型的共价化合物,其中心原子A均 采用sp３ 杂化轨道成键. (　　) ２．[想一想] 烯烃中与双键相连的C原子为sp２ 杂化,乙 烯分子的成键情况如图: 试分析乙烯分子中碳碳双键的成键方式? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ３．[练一练] ClO－、ClO－２、ClO－３、ClO－４ 中,中心原子Cl都是 以sp３ 杂化轨道方式与O原子成键,则ClO－ 的空间结构是　　　　;ClO－２ 的空间结构是 　　　　;ClO－３ 的空间结构是　　　　; ClO－４ 的空间结构是　　　　　　　　. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　　　　杂化类型及分子空间结构的判断 [情境素材] 在形成多原子分子时,中心原子价层电子层 上的某些能量相近的原子轨道发生混杂,重 新组合成一组新的轨道的过程,叫做轨道的 杂化.双原子分子中,不存在杂化过程.例 如sp杂化、sp２ 杂化的过程如下: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８３􀅰 化学􀅰选择性必修二 ◉[思考探究] (１)观察上述杂化过程,分析原子轨道杂化后, 数量和能量有什么变化? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)２s轨道与３p轨道能否形成sp２ 杂化轨道? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (３)用杂化轨道理论解释 NH３、H２O的空间 结构? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (４)CH４、NH３、H２O中心原子的杂化类型都 为sp３,键角为什么依次减小? 从杂化轨 道理 论 的 角 度 比 较 键 角 大 小 时 有 什 么 方法? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 [核心突破] １．杂化轨道理论要点 (１)只有能量相近的原子轨道才能杂化. (２)杂化轨道数目和参与杂化的原子轨道数目 相等,杂化轨道能量相同. (３)杂化改变原有轨道的形状和伸展方向,使 原子形成的共价键更牢固. (４)杂化轨道为使相互间的排斥力最小,故在 空间取最大夹角分布,不同的杂化轨道伸 展方向不同. (５)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参 与成键的孤电子对. (６)未参与杂化的p轨道可用于形成π键. ２．中心原子轨道杂化类型的判断 (１)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论 判断分子构型的思路: 价层电子对 判断 →杂化轨道数 判断 →杂化类型 判断 →杂化轨道构型. (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°２８′,则中心原子发生sp３ 杂化;若杂化轨道之间的夹角为１２０°,则中心 原子发生sp２ 杂化;若杂化轨道之间的夹角 为１８０°,则中心原子发生sp杂化. (３)有机物中碳原子杂化类型的判断:饱和碳原 子采取sp３ 杂化,连接双键的碳原子采取sp２ 杂化,连接三键的碳原子采取sp杂化. ◉[典例示范] [典例]　下列中心原子的杂化轨道类型和分 子空间结构不正确的是 (　　) A．PCl３ 中P原子sp３ 杂化,为三角锥形 B．NH＋４ 中N原子sp３ 杂化,为正四面体形 C．H２S中S原子sp杂化,为直线形 D．SO２ 中S原子sp２ 杂化,为V形 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[思维建模] 解答有关杂化轨道判断问题的思维流程 如下: (１)根据杂化轨道的空间结构判断:①若杂 化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥 形,则中心原子发生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,则中心原子发生sp杂化. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９３􀅰 第二章　分子结构与性质 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋(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°２８′,则中心原子发 生sp３ 杂化;若杂化轨道之间 的 夹 角 为 １２０°,则中心原子发生sp２ 杂化;若杂化轨 道之间的夹角为１８０°,则中心原子发生sp 杂化. [尝试解答]　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (１)在形成多原子分子时,中心原子价层电 子层上的某些能量相近的原子轨道发生混 杂,重新组合成一组新的轨道的过程,叫做 轨道的杂化.双原子分子中,不存在杂化 过程. (２)只有能量相近的轨道才能杂化(ns, np). (３)杂化过程中,原子轨道总数不变,即杂 化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目 相等. (４)杂化过程中,轨道的形状发生变化. (５)杂化轨道的形状相同,能量相等. (６)杂化轨道之间要满足最小排斥原理. (７)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳 未参与成键的孤电子对. ◉[学以致用] １．下列有关杂化轨道的说法不正确的是 (　　) A．杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大 重叠原理、最小排斥原理 B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未 参与成键的孤电子对 C．轨道数目杂化前后可以相 等,也 可 以 不等 D．sp３ 杂化轨道是由同一个原子中能量最 近的１个s轨道和３个p轨道混合起来 形成的一组能量相同的新轨道 ２．根据价层电子对互斥模型及原子的杂化轨 道理论判断NF３ 分子的空间结构和中心原 子的杂化方式为 (　　) A．直线形　sp杂化 B．三角形　sp２ 杂化 C．三角锥形　sp２ 杂化 D．三角锥形　sp３ 杂化 ３．计算下列各粒子中心原子的杂化轨道数、判 断中心原子的杂化轨道类型、写出 VSEPR 模型名称. (１)C S２　　 、　　、　　　. (２)N H ＋ ４ 　　、　　、　　　　. (３)H２O 　　 、　　、　　　　. (４)P Cl３　　 、　　、　　　　. (５)B Cl３　　 、　　、　　　　. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １．下列关于杂化轨道的说法错误的是 (　　) A．并不是所有的原子轨道都参与杂化 B．同一原子中能量相近的原子轨道参与 杂化 C．杂化轨道能量集中,有利于牢固成键 D．杂化轨道都用来成键 ２．下列说法正确的是 (　　) A．凡是中心原子采取sp３ 杂化的分子,其空 间结构都是正四面体形 B．在SCl２ 中,中心原子S采取sp杂化方 式,分子构型为直线形 C．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未 参与成键的孤电子对 D．凡 AB３ 型的共价化合物,其中心原子 A 均采用sp３ 杂化轨道成键 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０４􀅰 化学􀅰选择性必修二 分子或 离子 中心原 子上的 孤电子 对数 价层电 子对数 VSEPR 模型名称 空间结 构名称 BeCl２ ０ ２ 直线形 直线形 SCl２ ２ ４ 四面体形 V形 BF３ ０ ３ 平面 三角形 平面三角形 PF３ １ ４ 四面体形 三角锥形 NH＋４ ０ ４ 四面体形 正四面体形 SO２－３ １ ４ 四面体形 三角锥形 答案: 分子或离子 VSEPR 模型名称 空间结构名称 BeCl２ 直线形 直线形 SCl２ 四面体形 V形 BF３ 平面三 角形 平面三角形 PF３ 四面体形 三角锥形 NH＋４ 四面体形 正四面体形 SO２－３ 四面体形 三角锥形 随堂自测􀅰夯基础 １．D　[CO２ 的空间结构是直线形,A项错误;H２O的空间结构 为 V形,B项错误;NH３ 的空间结构为三角锥形,C项错误; CH４ 是正四面体结构,D项正确.] ２．C　[核磁共振谱用于测定 H 原子的种类和数目,与图无关, 故 A不选;质谱用于测定有机物的相 对 分 子 质 量,与 图 无 关,故B不选;图中横坐标为波数,为红外光谱,故 C选;紫 外光谱横坐标为波长,与题不符,故 D不选.] ３．D　[N４ 由 N元素组成,是一种单质,是氮气的同素异形体, 而化合物是由不同元素组成的纯净物,故 A 错误;N４ 分子 中的共价键为氮氮键,是由同种元素组成的,属于非极性键, 故B错误;由分子结构可知键角为６０°,故 C错误;１molN４ 气体中含有６molN－N 键,可生成２molN２,形成２mol N≡N键,则１molN４ 气体转变为 N２ 化学键断裂吸收的热 量为６×１６７kJ＝１００２kJ,形成化学键放出的热量为１８８４kJ, 所以反应放热,放出的热量为１８８４kJ－１００２kJ＝８８２kJ, 故应为放出８８２kJ热量,故 D正确.] ４．D　[NH＋４ 中 N原子价层电子对数＝４＋ ５－１－４×１ ２ ＝４ ,且 不含孤电子对,CH４ 中 C原子价层电子对数＝４＋ ４－４×１ ２ ＝４,且不含孤电子对,所以二者都是正四面体结构,故 A 不 选;H３O＋ 中 O原子价层电子对数＝３＋ ６－１－３×１ ２ ＝４ ,且 含有一个孤 电 子 对,NH３ 中 N 原 子 价 层 电 子 对 数 ＝３＋ ５－３×１ ２ ＝４ ,且 含 有 一 个 孤 电 子 对,所 以 二 者 都 是 三 角 锥 形,故 B 不 选;CO２－３ 中 C 原 子 价 层 电 子 对 数 ＝３＋ ４＋２－３×２ ２ ＝３ ,且不含孤电子对、BF３ 中B原子价层电子对 数＝３＋３－３×１２ ＝３ ,且不含孤电子对,所以二者都是平面 三角形,故 C不选;二氧化碳是直线形分子,二氧化硫分子 中S原子价层电子对数＝２＋６－２×２２ ＝３ ,且含有一个孤电 子对,所以为 V形,二者结构不相似,故 D选.] ５．解析:中心原子上孤电子对数及粒子的空间结构如表. ABn 中心原子孤 电子对数 分子或离子 分子或离子 的空间结构 AB２ AB３ AB４ ０ CS２ 直线形 CO２－３ 、BF３ 平面三角形 NH＋４ 正四面体 AB２ AB３ １ SO２ V形 PCl３、H３O＋ 三角锥形 AB２ ２ H２S V形 答案:①　③⑧　④⑦　②⑤　⑥ 第２课时　杂化轨道理论简介 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 ２．s　p　sp３　sp３　σ 知识点二 １．１　３　正四面体形　２．１　２　１２０°　平面三角形 ３．１　１　１８０°　直线形 自我评价 １．(１)×　提示:参与杂化的轨道能量相近. (２)√　提示:sp３ 杂化轨道中孤电子对数目为０、１、２时分别 对应空间结构为四面体形、三角锥形、V形. (３)√　(４)√　(５)×　(６)× ２．提示:乙烯分子中碳原子采取sp２ 杂化,C＝C是成键碳原子 的sp２ 杂化轨道“头碰头”形成σ键,同时其余的p轨道垂直 于平面,“肩并肩”形成π键. ３．解析:ClO－ 的组成决定其空间结构为直线形.其他３种离 子的中心原子的杂化方式都为sp３ 杂化,从离子的组成上看 其空间结构依次类似于 H２O、NH３、CH４(或 NH＋４ ). 答案:直线形　V形　三角锥形　正四面体形 重难突破􀅰释疑惑 重难点一　思考探究 (１)提示:杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不 同.s轨道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化 轨道能量相同. (２)提示:不能.只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道. ２s与３p不在同一能级,能量相差较大. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６９􀅰 化学􀅰选择性必修二 (３)提示:NH３ 分子中 N 原子的价层电子排布式为２s２２p３.１ 个２s轨道和３个２p经杂化后形成４个sp３ 杂化轨道,其中 ３个杂化轨道中各有１个未成对电子,分别与 H 原子的１s 轨道形成共价键,另１个杂化轨道中是成对电子,不与 H 原子形成共价键,sp３ 杂化轨道为正四面体形,但由于孤电 子对的排斥作用,使３个 N－H 的键角变小,成为三角锥形 的空间结 构.H２O 分 子 中 O 原 子 的 价 层 电 子 排 布 式 为 ２s２２p４.１个２s轨道和３个２p轨道经杂化后形成４个sp３ 杂化轨道,其中２个杂化轨道中各有１个未成对电子,分别 与 H 原子的１s轨道形成共价键,另２个杂化轨道是成对 电子,不与 H 原子形成共价键,sp３ 杂化轨道为正四面体 形,但由于２个孤电子对的排斥作用,使２个 O－H 的键角 变得更小,成为 V形的空间结构. (４)提示:CH４、NH３、H２O中心原子都采取sp３ 杂化,中心原子 的孤电子对数依次为０个、１个、２个.由于孤电子对对成 键电子对的排斥作用使键角变小,孤电子对数越多排斥作 用越大,键角越小.比较键角时,先看中心原子杂化类型, 杂化类型不同时:一般键角按sp、sp２、sp３ 顺序依次减小; 杂化类型相同时,中心原子孤电子对数越多,键角越小. 典例示范 [典例 １]　C　 [该 分 子 中 P 原 子 价 层 电 子 对 个 数 ＝３＋ ５－３×１ ２ ＝４ 且含有一个孤电子对,根据价层电子对互斥模 型判断其中心原子杂化类型是sp３,实际空间结构为三角锥 形,故 A 正 确;该 离 子 中 N 原 子 价 层 电 子 对 个 数 ＝４＋ ５－１－４×１ ２ ＝４ 且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论 判断 N原子为sp３ 杂化,为正四面体形,故 B正确;该分子 中S原子价层电子对个数＝２＋６－２×１２ ＝４ 且含有两个孤 电子对,根据价层电子对互斥理论判断 S原子采用sp３ 杂 化,为 V形结构,故 C错误;该分子中 S原子价层电子对个 数＝２＋６－２×２２ ＝３ 且含有一个孤电子对,根据价层电子对 互斥模型判断S原子为sp２ 杂化,为 V形,故 D正确.] 学以致用 １．C　[杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理、最小 排斥原理,这样能量才能最小,分子才能最稳定,故 A 正确; 杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对,不能形成 π 键,π键是轨道之间肩并肩形成的,故B正确;杂化轨道的数 目与杂化前的轨道数目相等,但轨道形状发生变化,故 C错 误;sp３ 杂化轨道是由同一个原子中能量最近的１个s轨道 和３个p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道,杂化 后的各轨道能量完全相同,故 D正确.] ２．D　[在 NF３ 分子中,N原子价层电子对数为４,所以根据理 论可推知中心原子的杂化方式为sp３ 杂化,空间结构为三角 锥形,类似于 NH３.] ３．(１)２　sp　直线形　(２)４　sp３　正四面体形　(３)４　sp３ 四面体形　(４)４　sp３　四面体形　(５)３　sp２　平面三 角形 随堂自测􀅰夯基础 １．D　[参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大,如１s与 ２s、２p的能量相差太大,不能形成杂化轨道,即只有能量相 近的原子轨道才能参与杂化,故 A、B正确;杂化轨道的电子 云一头大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云的重叠 程度更大,形成牢固的化学键,故 C 项正确;并不是所有的 杂化轨道中都成键,也可以容纳孤电子对(如 NH３、H２O 的 形成),故 D项错误.] ２．C　[中心原子采取sp３ 杂化的分子,VSEPR 模型是正四面 体,但其空间结构不一定是正四面体,如:水和氨气分子的中 心原子采取sp３ 杂化,但 H２O是 V 形,NH３ 是三角锥形,故 A错误;SCl２ 中S原子价层电子对个数是４且含有２个孤电 子对,根据 价 层 电 子 对 互 斥 模 型 判 断 S 原 子 杂 化 类 型 为 sp３,分子构型为 V形,故B错误;杂化轨道只用于形成σ键 或用于容纳未参与成键的孤电子对,没有杂化的p轨道形成 π键,故 C正确;AB３ 型的共价化合物,其中心原子 A 可能 采用sp３ 杂化也可能采用sp２ 杂化,如 BF３ 中 B原子采用 sp２ 杂化,故 D错误.] ３．A　[根据价层电子对互斥模型确定微粒的空间结构,SOCl２ 中S原子成２个S－Cl键,１个S＝O键,价层电子对个数＝ σ键个数＋孤电子对个数＝３＋６－１－１－１×２２ ＝４ ,杂化轨 道数是４,故S原子采取sp３ 杂化,含一个孤电子对,分子构 型为三角锥形.] ４．B　[A．H２O２ 分子是空间立体分子,其空间结构不是直线 形,A 错误;B．CO２ 分子中三个原子在同一直线上,两个 O 原子在 C原子的两侧,故该分子为非极性分子,B正确;C． BF３ 分子中的B原子最外层只有６个电子,所以不满足８电 子稳定结构,C错误;D．CH３COOH 分子中甲基 C原子采用 sp３ 杂化,羧基 C原子采用sp２ 杂化,D错误.答案选B.] ５．解析:(１)AsCl３ 中 As元素价层电子对数为４,As的杂化方 式为sp３ 杂化,AsCl３ 分子的空间结构为三角锥形.(２)CS２ 的结构式为S＝C＝S,C原子形成２个双键,无孤电子对,所 以为sp杂化. (３)CH３COOH 的结构 式 为 CH H H C O 􀪅􀪅 O H ,分 子 中 甲 基上的碳原子采用sp３ 杂化,羧基中碳原子采用sp２ 杂化. 答案:(１)三角锥形　sp３　(２)sp　(３)sp３、sp２ 微专题二　分子空间结构的判断方法 专题精练 １．A　[①②③均为平面形分子,中心原子是sp２ 杂化;④为直 线形分子,中心原子是sp杂化;NH３ 是三角锥形、CH４ 是正 四面体形分子,中心原子均是sp３ 杂化.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７９􀅰 参考答案