第二章 第二节 第二课时 杂化轨道理论简介-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（单选版）

该高中化学课件聚焦杂化轨道理论，系统讲解sp、sp²、sp³杂化类型及判断方法，通过VSEPR模型衔接分子空间结构，搭建从微观杂化到宏观结构的学习支架，帮助学生建立前后知识脉络。 其亮点在于采用“学习理解-探究应用-总结提升”模块，结合苯的sp²杂化与大π键等实例，培养科学思维与模型建构能力，微专题键角比较深化理解。助力学生形成分析框架，教师可借分层作业提升教学实效。

0 第二章　分子结构与性质 第二节　分子的空间结构 第二课时　杂化轨道理论简介 1.能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。2.掌握中心原子杂化轨道类型的判断方法，建立分子空间结构分析的思维模型。 2 学习理解 01 课时作业 05 目录 CONTENTS 探究应用 02 微专题 04 总结提升 03 3 学习理解 1．杂化轨道理论 杂化轨道的形成(以CH4分子为例) 在形成CH4分子时，碳原子的一个____轨道和三个___轨道发生混杂，形成四个能量相等的____杂化轨道。四个___杂化轨道分别与四个H原子的___轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。 表示如下： 2s 2p sp3 sp3 1s 学习理解 5 2．杂化轨道的类型 (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_______，呈___________。 (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___________。 1 3 109°28′ 正四面体形 1 2 120° 平面三角形 学习理解 6 (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______。 [注意]　sp2杂化与sp杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成__键，而杂化轨道则用于形成__键或用来_________________________。 1 180° 直线形 1 π σ 容纳未参与成键的孤电子对 学习理解 7 杂化轨道类型 VSEPR模型 VSEPR模型名称 典型分子 分子空间结构 sp _______ CO2 ______ sp2 __________ SO2 ____ sp2 _________ SO3 _________ 3．VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型 直线形 平面三角形 V形 直线形 平面三角形 平面三角形 学习理解 8 sp3 ______ H2O ____ sp3 _______ NH3 _________ sp3 ________ CH4 _________ 四面体 V形 四面体 三角锥形 正四面体 正四面体 学习理解 9 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)杂化轨道全部参加形成化学键。(　　) (2)杂化前后的轨道数不变，但杂化后轨道的形状发生了改变。 (　　) (3)sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°。 (　　) (4)烷烃分子中碳原子均采用sp3杂化。 (　　) (5)2s轨道可以和3p轨道形成sp2杂化轨道。 (　　) (6)NCl3中N原子是sp3杂化，BCl3中B原子也是sp3杂化。 (　　) × √ √ √ × × 学习理解 10 解析：(1)杂化轨道可以部分参加形成化学键，如NH3中N发生sp3杂化，形成了4个sp3杂化轨道，但是只有3个参与形成化学键。 (5)2s轨道和3p轨道的能量相差较大，无法形成sp2杂化轨道。 (6)NCl3的中心原子N原子有4个价层电子对，所以是sp3杂化，而BCl3的中心原子B原子只有3个价层电子对，应该是sp2杂化。 学习理解 11 探究应用 知识点一　分子中中心原子杂化类型的判断 1．原子轨道的杂化过程 探究应用 13 2．杂化轨道理论要点 (1)原子在成键时，同一原子中能量相近(如2s、2p)的原子轨道可重新组合成杂化轨道，原子轨道的杂化只有在形成分子时才会发生。 (2)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。 (3)杂化改变了原子轨道的形状、伸展方向，杂化使原子的成键能力增加。 (4)为使相互间的排斥最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。同一组杂化轨道的伸展方向不同，但形状完全相同。 探究应用 14 3．分子中中心原子的杂化类型的判断 (1)根据杂化轨道的空间分布结构判断 (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′，则分子的中心原子采取sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子采取sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子采取sp杂化。 空间分布结构 杂化类型 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形 sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形 sp2杂化 若杂化轨道在空间的分布呈直线形 sp杂化 探究应用 15 (3)根据杂化轨道数判断 因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子结合的原子数，由杂化轨道数可判断杂化轨道类型。 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 CO2 0＋2＝2 sp CH2O 0＋3＝3 sp2 CH4 0＋4＝4 sp3 SO2 1＋2＝3 sp2 NH3 1＋3＝4 sp3 H2O 2＋2＝4 sp3 探究应用 16 [注意]　有机物中碳原子杂化类型的判断方法 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。 [知识拓展]　大π键的相关理解和判断 概念 在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键，简称大π键 形成 条件 ①这些原子多数处于同一平面上；②这些原子有相互平行的p轨道；③p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍 探究应用 17 探究应用 18 [练1]　下列关于杂化轨道的说法错误的是 (　　) A．所有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．杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对 解析：只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A错误。 探究应用 19 [练2]　下列说法正确的是(　　) A．乙炔分子中，每个碳原子都有2个未杂化的2p轨道形成π键 B．sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道重新组合形成的4个能量不同的sp3杂化轨道 C．凡中心原子采取sp2杂化的分子，其分子空间结构都是平面三角形 D．氨分子中有1个未参与杂化的孤电子对 探究应用 20 [练3]　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分子中的O原子为sp2杂化 B．CO2分子中的C原子为sp杂化 C．BF3分子中的B原子为sp3杂化 D．CH3COOH分子中的C原子均为sp2杂化 解析： H2O2分子中O原子形成2个σ键，含有2个孤电子对，所以O为sp3杂化，A错误；BF3分子中B与F形成3个σ键，孤电子对数为0，B原子为sp2杂化，C错误；CH3COOH分子羧基中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，采取sp2杂化，但甲基中C原子形成4个σ键，没有孤电子对，采取sp3杂化，D错误。 探究应用 21 知识点二　杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系 　 分子或离子的空间结构与杂化类型的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同。 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道示意图 探究应用 22 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构示意图 分子空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 探究应用 23 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对与成键电子对之间的排斥作用，会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。 探究应用 24 解析： H2S分子中S原子形成2个σ键，孤电子对数为2，则为sp3杂化，空间结构为V形，C错误。 探究应用 25 探究应用 26 探究应用 27 分子 中心原子杂化类型 空间结构 CO2 SiF4 BCl3 NF3 苯 [练6]　利用杂化轨道理论填写下表。 探究应用 28 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 30 随堂提升 1．如图所示的有机物中的1、2、3号碳原子的杂化方式依次为 (　　) A．sp、sp2、sp3 B．sp2、sp、sp3 C．sp3、sp2、sp D．sp、sp、sp3 总结提升 31 2．下列说法正确的是(　　) A．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四面体形 B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合而形成的 C．乙炔分子中，两个碳原子均采用sp2杂化 D．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的一组能量相等的新轨道 总结提升 32 解析：中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是四面体形，但其空间结构不一定是四面体形，如水和氨气分子的中心原子均采取sp3杂化，但H2O是V形分子，NH3是三角锥形分子，A错误；甲烷分子中碳原子形成4个σ键且不含孤电子对，碳原子采取sp3杂化，这4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，B错误；乙炔分子中每个C原子形成2个σ键和2个π键。价层电子对数是2，且不含孤电子对，故C原子均为sp杂化，C错误。 总结提升 33 3．下列分子中，中心原子的杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是 (　　) A．H2O、SO2 B．BeCl2、CO2 C．H2O、NH3 D．NH3、HCHO 解析： A项，H2O中氧原子为sp3杂化，分子的空间结构为V形，SO2中硫原子为sp2杂化，分子的空间结构为V形；B项，BeCl2和CO2的中心原子都是sp杂化，分子的空间结构都为直线形；C项，NH3中氮原子为sp3杂化，分子的空间结构为三角锥形；D项，HCHO中碳原子为sp2杂化，分子的空间结构为平面三角形。 总结提升 34 4．已知某XY2分子属于V形分子，下列说法正确的是 (　　) A．X原子一定是sp2杂化 B．X原子一定为sp3杂化 C．X原子上一定存在孤电子对 D．VSEPR模型一定是平面三角形 解析：若X原子无孤电子对，则它一定是直线形分子，若X有1个孤电子对或2个孤电子对，且XY2一定为V形分子，此种情况下X的原子轨道可能为sp2杂化，也可能是sp3杂化，A、B错误，C正确；若X有2个孤电子对，则该分子的VSEPR模型为四面体形，D错误。 总结提升 35 sp3、sp2 sp2 三角锥形 sp3 sp3 总结提升 36 总结提升 37 微专题　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轨道类型；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．中心原子杂化轨道类型不同的粒子，键角大小为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。 微专题　键角的判断与比较 39 3．中心原子杂化方式相同且孤电子对数目也相同，成键原子的电负性强弱直接影响成键电子对的偏移方向和偏移程度。若中心原子电负性强，则成键电子对偏向中心原子，中心原子的电子云密度增大，成键电子对之间的排斥作用力增大，键角变大。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<S—H，使得H2O、H2S中成键电子对间的斥力逐渐减弱，键角减小，即键角：H2O(105°)>H2S(92.3°)。 4．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。 微专题　键角的判断与比较 1．下列分子中键角最大的是(　　) A．H2O B．CO2 C．BF3 D．CH4 微专题　键角的判断与比较 41 微专题　键角的判断与比较 42 3．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的键角___Cl—C—Cl的键角。 > > > < > 微专题　键角的判断与比较 43 4．如图是甲醛分子的模型，根据该图和所学化学知识回答下列问题： (1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是_____，作出该判断的主要理由是________________________________。 (2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是______(填序号)。 ①单键　②双键　③σ键　④π键　⑤σ键和π键 (3)甲醛分子中C—H与C—H间的夹角____(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是____________________________________________。 sp2 甲醛分子的空间结构为平面三角形 ②⑤ < 碳氧双键中存在π键，它对C—H的排斥作用较强 微专题　键角的判断与比较 44 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列有关ABn分子中杂化轨道的说明正确的是 (　　) A．杂化轨道的空间伸展方向、能量各不相同 B．杂化轨道的空间伸展方向、能量都相同 C．杂化轨道的数目与参与杂化的轨道数目相等 D．参与杂化的轨道上的电子均参与成键 解析：杂化轨道的空间伸展方向不同，但能量相同，A、B错误；参与杂化的轨道上的电子不一定均参与成键，如H2O分子中的氧原子上有2个孤电子对没有参与成键，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 46 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 47 3．C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式。杂化轨道中s轨道成分越多，连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中，最有可能在碱性体系中形成阴离子的是(　　) A．CH4 B．CH2==CH2 C．CH≡CH D．苯 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 48 4．三氯化磷分子中的中心原子以sp3杂化，下列有关叙述正确的是 (　　) ①3个P—Cl键长、键角均相等　②空间结构为平面三角形　③空间结构为正四面体形　④空间结构为三角锥形 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 49 5．水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程的描述不合理的是(　　) A．氧原子的杂化轨道类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变 C．微粒的化学性质发生了改变 D．微粒中的键角发生了改变 解析：H2O与H3O＋中氧原子均采取sp3杂化。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 51 7．氯化亚砜(SOCl2)可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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 52 8．BeCl2可以以单体、二聚体和多聚体形式存在，三者结构简式依次如图所示。其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为 (　　) A．sp3、sp2、sp B．sp2、sp、sp3 C．sp2、sp3、sp D．sp、sp2、sp3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 53 9．中国疾控中心研发出两种含氯低温消毒剂，解决了低温消毒难题，具体反应如图所示，下列说法正确的是(　　) A．尿素分子中所有原子可能在同一平面 B．氯化铵的阳离子的VSEPR模型为正四面体形 C．三聚氰酸中的N原子为sp2杂化 D．二氯异氰尿酸钠中非金属元素的电负性：Cl>O>N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 54 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 55 解析：NH4B(OCH3)4中sp3杂化的原子有N、B、C、O，共四种，A错误；基态Ni原子核外电子有15种空间运动状态，C错误；基态O原子的s和p能级电子数之比为1∶1，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 56 11．某有机物由H、C、O三种元素组成，其球棍模型如图： 下列关于该有机物的叙述正确的是(　　) A．该有机物中发生sp2杂化的碳原子有7个 B．该有机物不含sp3杂化的碳原子 C．分子中含有5个π键 D．构成环的所有碳原子在同一个平面上 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 57 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 58 12．顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是具有抗癌活性的化合物；碳铂是1，1­环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，其结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(　　) A．碳铂中所有碳原子在同一平面上 B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp3 C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数 之比为1∶2 D．1 mol 1，1­环丁二羧酸中含有σ键的数目为12NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 59 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 60 13．如图是我国科学家通过X射线衍射获得的青蒿素的分子结构，根据其结构下列说法正确的是(　　) A.其分子式为C15H20O5 B．分子中存在过氧键(—O—O—) C．分子中所有碳原子的杂化方式都一样 D．青蒿素易溶于水 解析：由青蒿素的分子结构可知，其分子式为C15H22O5，分子中存在过氧键(—O—O—)，A错误，B正确；青蒿素分子中存在碳氧双键和饱和碳原子，碳氧双键上的碳原子采取sp2杂化，饱和碳原子采取sp3杂化，C错误；青蒿素不含有亲水基团，难溶于水，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 61 sp3 sp3 sp2、sp3 正四面体形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 62 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 63 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 64 15．已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。 ②PCl5分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5 个sp3d杂化轨道，PCl5分子呈三角双锥形( )。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 65 (1)下列关于PCl5分子的说法正确的有_____(填字母)。 A．PCl5分子中磷原子没有孤电子对 B．PCl5分子中没有形成π键 C．PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等 (2)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5两种氯化物，而N只能形成一种氯化物NCl3而不能形成NCl5，原因是_____________________________________ ___________。 (3)经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH5中H元素的化合价为____和____；该化合物中N原子的杂化方式为____杂化。 AB N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5 ＋1 －1 sp3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 66 　　　　　　　　　　　　　 R 实例(苯中 的大π键) 在苯分子中，六个碳原子和六个氢原子完全相同，且实验表明苯分子中的六个碳碳键也完全相同。杂化轨道理论认为，苯分子中的每个碳原子都采取sp2杂化，3个杂化轨道有2个形成碳碳σ键，另一个与氢原子形成σ键；每个碳原子中，还有一个未杂化的p轨道，这6个p轨道一起形成π键，由于苯分子中的π键是多个原子形成的，一般称为大π键。处在p轨道上的电子不再只属于一个原子所有，而是在整个大π键上运动，是离域的，因此又称为离域π键。分子或离子中的大π键可表示为Πeq \o\al(y,x)，其中x表示参与形成大π键原子总数，y表示π电子数。所以苯中的大π键可以表示为Πeq \o\al(6,6)。含有大π键的分子很多，如CO eq \o\al(2-,3)、NO2、1，3－丁二烯等都含有大π键 ABn型 分子 中心原子杂化类型 中心原子上的 孤电子对数 空间结构 实例 AB2 sp2 1 V形 SO2 AB3 sp3 1 三角锥形 NH3、PCl3、NF3、H3O＋ AB2 2 V形 H2S、NH eq \o\al(－,2) [练4]　下列中心原子的杂化轨道类型和粒子空间结构不正确的是 (　　) A．PCl3中P原子为sp3杂化，为三角锥形 B．NH eq \o\al(＋,4)中N原子为sp3杂化，为正四面体形 C．H2S中S原子为sp杂化，为直线形 D．SO2中S原子为sp2杂化，为V形 [练5]　如图是某硅氧离子的投影图(虚线不表示共价键)，通过观察分析，下列叙述正确的是(　　) A．键角为120° B．该硅氧离子可表示为SiO eq \o\al(2-,3) C．Si原子采用sp2杂化 D．该硅氧离子可表示为SiO eq \o\al(4-,4) 解析：该硅氧离子是以硅原子为中心的正四面体结构，硅氧离子中4个Si—O键完全相同，两个Si—O键间的夹角为109°28′，A错误；根据该硅氧离子的空间结构的投影图可知，其中含1个硅原子和4个氧原子，硅元素显＋4价，氧元素显－2价，故该硅氧离子可表示为SiO eq \o\al(4-,4)，B错误，D正确；Si原子核外最外层有4个电子，与氧原子形成4个σ键，无孤电子对，故Si原子采用sp3杂化，C错误。 答案： 分子 中心原子杂化类型 空间结构 CO2 sp 直线形 SiF4 sp3 正四面体形 BCl3 sp2 平面三角形 NF3 sp3 三角锥形 苯 sp2 平面正六边形 5．按要求回答下列问题： (1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是________。 (2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是_____。 (3)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。 (4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是____。 解析：(1)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。 (2) 上的碳原子形成3个σ键和1个π键，采取sp2杂化。 (4)G是NH3，N原子采取sp3杂化。 2．下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是 (　　) ①BCl3　②NH3　③H2O　④PCl eq \o\al(＋,4)　⑤BeCl2 A．⑤④①②③ B．④①②⑤③ C．⑤①④②③ D．③②④①⑤ 2．下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是(　　) A．CH4、NH3 B．BBr3、SO eq \o\al(2-,3) C．SO2、BeCl2 D．PCl3、H3O＋ 6．下列关于NH eq \o\al(＋,4)、NH3、NH eq \o\al(－,2)三种粒子的说法不正确的是 (　　) A．三种粒子所含有的电子数相等 B．三种粒子中氮原子的杂化方式相同 C．三种粒子的空间结构相同 D．键角大小关系：NH eq \o\al(＋,4)>NH3>NH eq \o\al(－,2) 解析：NH eq \o\al(＋,4)的空间结构为正四面体形，NH3为三角锥形，NH eq \o\al(－,2)为V形，C错误。 解析：SOCl2分子中S原子形成2个S—Cl键、1个S==O键，价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋ eq \f(1,2)×(6－1×2－2)＝4，杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，且S原子含1个孤电子对，则其分子的空间结构为三角锥形，A正确。 解析：—NH2和 中的N均采取sp3杂化，所有原子不可能在同一平面，A、C错误；氯化铵的阳离子为NH eq \o\al(＋,4)，中心原子N原子为sp3杂化，没有孤电子对，故其VSEPR模型为正四面体形，B正确；电负性：O>Cl>N，D错误。 10．我国科学家研制的NiO/Al2O3/Pt催化剂能实现氨硼烷(H3NBH3)高效制备氢气，制氢气原理：H3NBH3＋4CH3OH eq \o(―――――→,\s\up12(催化剂))NH4B(OCH3)4＋3H2↑。下列说法正确的是(　　) A．NH4B(OCH3)4中sp3杂化的原子有三种 B．∠HNH键角：NH3<H3NBH3 C．基态Ni原子核外电子有14种空间运动状态 D．基态O原子的s和p能级电子数之比为1∶2 解析：根据原子成键特点可写出该有机物的结构简式为，饱和碳原子为sp3杂化，连接双键的碳原子为sp2杂化，苯环中碳原子均为sp2杂化，故发生sp3杂化的碳原子有1个，发生sp2杂化的碳原子有9个，A、B错误；碳碳双键和碳氧双键中分别有1个π键，苯环中含有1个大π键，共有3个π键，C错误。 解析：碳铂分子中含有多个相连的饱和碳原子，则所有碳原子不可能在同一平面上，故A错误；顺铂分子中N原子形成类似于NH eq \o\al(＋,4)的结构，即存在4个σ键，则N原子的杂化方式是sp3，故B正确；碳铂分子中有4个C原子形成4个σ键，为sp3杂化，2个C原子形成3个σ键，为sp2杂化，则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1，故C错误；C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键，C==O中有1个σ键，则1 mol 1，1­环丁二羧酸中含有σ键的数目为18NA，故D错误。 二、非选择题 14．完成下列问题。 (1)已知H3PO2是一元弱酸，分子中含1个—OH，则H3PO2的结构式为 ____________，其中P采取____杂化方式。 (2)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为____。 (3)SiCl4与N­甲基咪唑( N­甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为________；气态SiX4分子的空间结构是____________。 解析：(1)H3PO2是一元弱酸，分子中含1个—OH，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为；P原子形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，P原子采取sp3杂化。 (2)SiCl4中Si原子价层电子对数为4＋ eq \f(4－4×1,2)＝4，不含孤电子对，Si采取的杂化类型为sp3。 (3)N­甲基咪唑分子中，—CH3上碳原子只形成单键，则采取sp3杂化；五元杂环上碳原子形成2个单键和1个双键，则采取sp2杂化；SiX4中Si原子价层电子对数为4＋ eq \f(4－4×1,2)＝4，不含孤电子对，则SiX4的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。 $