第2章 第2节 分子的空间结构 微专题2分子空间结构的判断方法-【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）

３．氯化亚砜(SOCl２)是一种很重要的化学试 剂,可以作为氯化剂和脱水剂.下列关于氯 化亚砜分子的空间结构和中心原子(S)采取 杂化方式的说法正确的是 (　　) A．三角锥形、sp３ B．V形、sp２ C．平面三角形、sp２ D．三角锥形、sp２ ４．徐光宪在«分子共和国»一书中介绍了许多 明星分子,如 H２O２、CO２、BF３、CH３COOH 等.下列说法正确的是 (　　) A．H２O２ 分子为直线形的非极性分子 B．CO２ 分子为极性共价键构成的非极性 分子 C．BF３ 分子中的B原子满足８电子稳定 结构 D．CH３COOH分子中C原子均为sp２ 杂化 ５．根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结 构,试根据相关知识填空. (１)AsCl３ 分子的空间结构为　　　　,其 中As的杂化轨道类型为　　　　. (２)CS２ 分子中C原子的杂化轨道类型是 　. (３)CH３COOH 中C原子的杂化轨道类型 为　　　　　　　　　　　　. [课堂小结] 学习至此,请完成配套训练 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 微专题二　分子空间结构的判断方法 [专题精讲] １．用价层电子对互斥模型判断 价层电子对互斥模型说明价层电子对的排 斥作用对分子空间结构的影响,而分子的空 间结构指的是成键电子对的空间结构,不包 括孤电子对. (１)当中心原子无孤电子对时,分子的空间结 构与VSEPR模型一致. (２)当中心原子有孤电子对时,分子的空间结 构与VSEPR模型不一致. ２．用杂化轨道理论判断 杂化 类型 杂化轨 道数目 杂化轨道 间夹角 分子的 空间结构 实例 sp ２ １８０° 直线形 BeCl２、CH≡CH sp２ ３ １２０° 平面三角形 BF３、BCl３ sp３ ４ １０９°２８′ 四面体形 CH４、CCl４、CH３Cl ３．用键角判断 分子 类型 分子的 空间结构 键角 键的 极性 分子 极性 实例 A２ 直线形 (对称) － 非极 性键 非极性 H２、O２、 N２等 AB 直线形 (不对称) － 极性键 极性 HX、CO、 NO等 ABA 直线形 (对称) １８０° 极性键 非极性 CO２、 CS２等 V形 (不对称) － 极性键 极性 H２O、 H２S等 AB３ 平面三角 形(对称) １２０° 极性键 非极性 BF３、 SO３等 三角锥形 (不对称) － 极性键 极性 NH３、 PCl３等 AB４ 正四面体 形(对称) １０９°２８′极性键 非极性 CH４、 CCl４等 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１４􀅰 第二章　分子结构与性质 [专题精练] １．下列分子的空间结构可用sp２ 杂化轨道来 解释的是 (　　) ①BF３　②CH２＝CH２　③ 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 　④CH ≡CH　⑤NH３　⑥CH４ A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥ ２．CH＋３ 、－CH３、CH－３ 都是重要的有机反应中 间体,有关它们的说法正确的是 (　　) A．三者电子总数相等,碳原子均采取sp２ 杂化 B．CH－３ 与 NH３、H３O＋ 中心原子均为sp３ 杂化,空间结构均为正四面体形 C．CH＋３ 中的碳原子采取sp２ 杂化,所有原 子共平面 D．CH＋３ 中的碳原子采取sp３ 杂化,所有原 子均共面 ３．(双选)下列有关描述正确的是 (　　) A．NO－３ 为V形分子 B．ClO－３ 的空间结构为平面三角形 C．NO－３ 的 VSEPR模型、空间结构均为平 面三角形 D．ClO－３ 的VSEPR模型、空间结构不相同 ４．下列分子中,中心原子杂化类型相同,分子 的空间结构也相同的是 (　　) A．BeCl２、CO２ B．H２O、SO２ C．SO２、CH４ D．NF３、CH２O ５．(１)甲醇分子内C原子的杂化方式为 　, 甲醇分子内的O－C－H 键角　　　　　 (填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的 O＝C－H键角. (２)丙烯腈分子(H２C＝CH－C≡N)中碳原 子轨道杂化类型是 　. (３)按要求写出由第二周期元素为中心原 子,通过sp３ 杂化形成中性分子的化学式 (各写一种):正四面体分子　　　　,三角 锥形分子　　　　,V型分子　　　　. (４)已知白磷(P４)的结构为 ,可知每 个磷原子以　　　　　个共价键与另外的 　　　　磷原子结合成正四面体结构,它应 该是　　　　分子(填“极性”或“非极性”), 在CS２ 中　　　　(填“能”或“不能”)溶解, P原子的杂化方式为 　. ６．硼砂是含结晶水的四硼酸钠.以硼砂为原 料,可以得到BF３、BN 和硼酸等重要化合 物,请根据下列信息回答有关问题: (１)硼砂中阴离子Xm－(含B、O、H 三种元 素)的球棍模型如图１所示,则在Xm－中,２ 号硼原子的杂化类型为　　　　;m＝　　 　　(填数字). (２)BN中B的化合价为　　　　,请解释 原因: 　 　. (３)BF３ 和过量 NaF作用可生成 NaBF４, BF－４ 的空间结构为　　　　;NaBF４ 的电 子式为 　 　. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２４􀅰 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 ２．C　[A 项,CH＋３ 、－CH３、CH－３ 中电子总数不等,错 误.B 项,三者中心原子都为sp３ 杂化,空间结构都为三角锥形,错 误.C项,CH＋３ 中碳原子价层电子对数是３且不含孤电子 对,所以碳原子采取sp２ 杂化,为平面三角形,所有原子共平 面,C项正确,D项错误.] ３．CD　[NO－３ 中 N原子的价层电子对数＝３＋ １ ２× (５－２×３ ＋１)＝３,没有孤电子对,故 A 项错误,C项正确;ClO－３ 中氯 原子的价层电子对数＝３＋ １２ × (７－３×２＋１)＝４,有１个 孤电子对,VSEPR模型为四面体形而空间结构为三角锥形, B项错误,D项正确.] ４．A　[根据价层电子对互斥理论可知,H２O 中 O 原子的孤电 子对数＝６－２×１２ ＝２ ,σ键电子对数为２,采取sp３ 杂化,故 H２O为 V形结构,SO２ 中S原子的孤电子对数＝ ６－２×２ ２ ＝ １,σ键电子对数为２,采取sp２ 杂化,故 SO２ 为 V 形结构,B 项不符合题意;同样分析可知,BeCl２ 中 Be原子采取sp杂 化,BeCl２ 是直线形结构,CO２ 中 C 原子采取sp杂化,CO２ 是直线形结构,A项符合题意;SO２ 中S原子采取sp２ 杂化, SO２ 是 V形结构,CH４ 中 C原子采取sp３ 杂化,CH４ 是正四 面体形结构,C项不符合题意;NF３ 中 N原子采取sp３ 杂化, NF３ 是三角锥形结构,CH２O中 C原子采取sp２ 杂化,CH２O 是平面三角形结构,D项不符合题意.] ５．解析:(１)甲醇( CH H H O H )分子内C原子有４对σ键电 子对,无孤电子对,为sp３ 杂化,O－C－H键角约１０９°２８′;甲醛 ( CH H O 􀪅􀪅 )分子内 C原子为sp２ 杂化,为平面三角形,O －C－H 键角约１２０°;故甲醇分子内 O－C－H 键角比甲醛 分子内 O＝C－H 键角小.(２) C C􀪅 中的碳为sp２ 杂 化,－C≡N中的碳为sp杂化.(３)中心原子sp３ 杂化,分子 呈正四面体则说明中心原子无孤对电子,这种分子为 CF４、 CH４ 等.分子呈三角锥形时,中心原子含有一个孤电子对, 这种分子为 NH３、NF３ 等.分子呈 V形时,中心原子含有两 个孤电子对,这种分析为 H２O.(４)从结构图看,白磷分子 中每个磷原子以３个共价键与另外３个磷原子结合,是一种 非极性分子,每个P有一个孤电子对,因此P采用sp３ 杂化. CS２ 分子呈直线形,是一种非极性分子,所以根据相似相溶 原理,P４ 能溶于 CS２ 中. 答案:(１)sp３　小于　(２)sp２ 杂化和sp杂化 (３)CH４　NH３　H２O　(４)３　３　非极性　能　sp３ ６．解析:(１)根据图示可知,２号B原子的价层电子对数为３,且 无孤电子对,故采取sp２ 杂化;根据图示可知,该阴离子的化 学式为[H４B４O９]m－ ,其中 H 显＋１价,B显＋３价、O 显－２ 价,所以m＝２. (２)由于电负性:N＞B,所以 BN 中 B显＋３价.(３)BF－４ 的 空 间 结 构 为 正 四 面 体 形,NaBF４ 的 电 子 式 为 Na＋ . 答案:(１)sp２　２　(２)＋３　N的电负性大于B的电负性 (３)正四面体形　Na＋ 第三节　分子结构与物质的性质 第１课时　共价键的极性 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 １．(１)不同　同种　(２)不重合　极性　不等于零　重合　等 于零　(３)非极性　非极性　极性 知识点二 越强　(１)越小　越弱　＞　小　(２)大于　大于　大于 　大 自我评价 １．(１)×　提示:极性分子 H２O２ 中含有非极性键. (２)×　提示:以极性键结合形成的分子,若分子空间结构对 称,则为非极性分子,如 CH４、CO２ 等. (３)×　提示:极性分子 O３ 中只含有非极性键. (４)× ２．提示:烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基 中的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱.所以,甲酸的酸性 大于乙酸的,乙酸的酸性大于丙酸的􀆺􀆺随着烃基加长,酸 性的差异越来越小. ３．提示:(１)＞　烃基越长酸性越弱; (２)＞　电负性越大酸性越强; (３)＞　电负性大的原子越多酸性越强. 重难突破􀅰释疑惑 重难点　思考探究 (１)提示:水分子中氧原子采取sp３ 杂化,是 V形分子. (２)提示:液态水分子间存在范德华力和氢键,二者都不属于化 学键. (３)①提示:H２O２ 分子中 H－O 为极性共价键,O－O 为非极 性共价键. ②提示:不重合.H２O２ 属于极性分子. 典例示范 [典例１]　C　[CS２ 分子结构式为S＝C＝S,分子中共价键为 碳硫极性键,不存在非极性键,故 A 错误;CH４ 分子中共价 键为碳氢极性键,不存在非极性键,故 B错误;H２O２ 分子结 构式为 H－O－O－H,分子中含有氢氧极性共价键和氧氧 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８９􀅰 化学􀅰选择性必修二