专题4 第1单元 微专题5 微粒空间结构的判断方法（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版）江苏专版

本讲义聚焦分子空间结构判断这一核心知识点，系统梳理价层电子对互斥理论、杂化轨道类型（sp、sp²、sp³）及共价键键角三种判断方法，通过公式推导、表格对比与实例分析（如BF₃、CO₂等）构建从理论到应用的学习支架。 该资料突出化学观念（结构决定性质）与科学思维（模型建构、证据推理），以分类表格呈现杂化类型与构型关系，结合典型例题（如NH₄ClO₄阴、阳离子结构分析）帮助学生建立系统认知。课中辅助教师清晰授课，课后助力学生通过实例巩固，查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

判断方法小结 1．根据价层电子对互斥理论判断 中心原子的价电子对数与分子的立体构形有密切联系，对ABm型化合物，A的价电子对数： n＝。 一般来讲，价电子数即为最外层电子数，但B为卤素、氢原子时，提供1个价电子；若为氧原子、硫原子时，则不提供电子；若有成单电子时，则看成电子对。 如果价层电子对中有未成键的孤电子对，则分子立体结构发生相应的变化。 2．根据杂化轨道类型判断 由于杂化轨道类型不同，杂化轨道的夹角也不同，其成键时键角也不相同，故杂化轨道的类型与分子的几何构型有关。具体如下表： 杂化类型 用于杂化的原子轨道数 杂化轨道间的夹角 几何构型 sp杂化 2 180° 直线形 sp2杂化 3 120° 平面三角形 sp3杂化 4 109°28′ 四面体形 3．根据共价键的键角判断 分子的几何构型与共价键的键角的关系如下表： 分子类型 键角 分子的几何构型 实例 AB2型 180° 直线形 CO2、BeCl2等 ＜180° V形 H2O、H2S等 AB3型 120° 平面三角形 BF3、BCl3等 ＜120° 三角锥形 NH3、H3O＋等 AB4型 109°28′ 正四面体形 CH4、CCl4等 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 解析　①BF3中B的价电子对数为3＋×(3－3×1)＝3，且无孤电子对，中心原子B为sp2杂化，BF3的空间结构为平面三角形；②CH2===CH2中每个C原子形成2个碳氢σ键和1个碳碳双键，双键中有1个σ键和1个π键，C原子上没有孤电子对，C的价电子对数为3，C为sp2杂化，CH2===CH2中2个C原子和4个H原子在同一平面上；③中C为sp2杂化，为平面正六边形结构；④CH≡CH中每个C原子形成1个碳氢σ键和1个碳碳三键，三键中有1个σ键和2个π键，C原子上没有孤电子对，C的价电子对数为2，C为sp杂化，CH≡CH中2个C原子和2个H原子在同一直线上；⑤NH3中N的价电子对数为3＋×(5－3×1)＝4，中心原子N为sp3杂化，NH3的空间结构为三角锥形；⑥CH4中C的价电子对数为4＋×(4－4×1)＝4，中心原子C为sp3杂化，CH4的空间结构为正四面体形。由上可知，分子的空间结构可用sp2杂化轨道解释的是①②③，选A。 答案　A 2．(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2C===NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑ 下列有关化学用语或表述正确的是(　　) A．HCl的形成过程可表示为H·＋·∶―→H＋[∶∶]－ B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 解析　HCl是共价化合物，氢原子和氯原子各提供1个电子形成共价键，故正确表达式为H·＋·∶―→H∶∶，A错误；NH的中心N原子为sp3杂化，且孤电子对数为0，ClO的中心Cl原子为sp3杂化，且孤电子对数为0，故NH和ClO的VSEPR模型和空间结构都相同，B正确；C60和石墨中的碳原子为sp2杂化，金刚石中的碳原子为sp3杂化，C错误；NH3分子间含有氢键，CO2分子间作用力为范德华力，D错误。 答案　B 3．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 解析　根据价层电子对互斥理论可知，H2O中O原子上的孤电子对数＝＝2，σ键电子对数为2，采取sp3杂化，故H2O为V形结构，SO2中S原子上的孤电子对数＝＝1，σ键电子对数为2，采取sp2杂化，故SO2为V形结构，B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不符合题意。 答案　A 4．(1)利用价层电子对互斥模型推断分子或离子的空间结构。 PO________；CS2________；BCl3________。 (2)有两种活性反应中间体粒子(带电荷)，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式并判断原子的杂化方式。 　________、________； 　________、________。 (3)BF3和NF3都是四原子分子，BF3的中心原子是______(填元素符号，下同)，NF3的中心原子是______；BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形，其原因是_______________________________________。 解析　(1)PO属于AB4型，成键电子对数是4，孤电子对数为0，呈正四面体形；CS2属于AB2型，成键电子对数是2，孤电子对数为0，呈直线形；BCl3属于AB3型，成键电子对数是3，孤电子对数为0，呈平面三角形。 (2)对于AB3型分子，若中心原子无孤电子对，呈平面三角形；若有一对孤电子对，则呈三角锥形，所以题中两种模型表示的化学式及碳原子的杂化方式分别是CH、sp2杂化，CH、sp3杂化。 答案　(1)正四面体形　直线形　平面三角形 (2)CH　sp2杂化　CH　sp3杂化　(3)B　N　BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的孤电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形结构 5．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的空间结构为________；NaBF4的电子式为_____________________________________________。 解析　(1)根据图示可知，2号B原子的价电子对数为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H4B4O，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，BF的空间结构为正四面体形。 (3)NaBF4的电子式为。 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　 学科网（北京）股份有限公司 $