2.2 分子的空间结构（举一反三专项训练，浙江专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第二节 分子的空间结构 题型01 多样的分子空间结构 题型02 价层电子对互斥理论(VSEPR) 题型03 杂化轨道理论 题型04 化学用语  题型01 多样的分子空间结构 1．常见的分子空间结构 分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子 分子 CO2 _______形 O==C==O _______ H2O _______形 _______ 四原子 分子 CH2O _______形 _______ NH3 _______形 _______ 五原子 分子 CH4 _______形 _______ 2．其他多原子分子的空间结构 【典例1】下列分子的空间结构为正四面体形的是(　　) ①P4　 ②NH3　 ③CCl4　 ④CH4　⑤H2S　 ⑥CO2　 ⑦CHCl3　 ⑧SiF4 A．①③④⑦⑧　　 B．①③④⑤⑥ C．①③④⑧ D．②④⑤ 【变式1-1】下列分子的空间结构模型正确的是(　　) A．CO2： B．H2O： C．NH3： D．CH4： 【变式1-2】下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(　　) A．CH4、CS2、BF3 B．CO2、H2O、NH3 C．C2H4、C2H2、C6H6 D．CCl4、BeCl2、PH3 【变式1-3】下列对应关系不正确的是(　　) 选项 A B C D 中心原子所在族 ⅣA ⅤA ⅣA ⅥA 分子通式 AB4 AB3 AB2 AB2 空间结构 正四面体形 平面三角形 直线形 V形 题型02 价层电子对互斥理论(VSEPR) 1．价层电子对互斥理论的要点 价层电子对互斥理论认为，分子中的价层电子对之间总是尽可能地互相排斥，均匀地分布在分子中。分子的空间结构是“价层电子对”互相排斥的结果。 2．中心原子上的价层电子对的计算 (1)公式：中心原子的价层电子对数＝中心原子的______________＋中心原子上______________ (2)σ键电子对数的计算 由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O的中心原子为O，形成两个H—Oσ键，即O有两对σ键电子对。 (3)中心原子上的孤电子对数的计算 中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) 上式中a表示中心原子的价电子数；对于主族元素，a＝最外层电子数；对于阳离子，a＝价电子数－离子电荷数；对于阴离子，a＝价电子数＋|离子电荷数|。 x表示与中心原子结合的原子数 b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。 3．计算中心原子上价层电子对数的另一种方法(速算法-----常用) 对ABm型分子或离子，其中心原子价层电子对数(n)的判断方法： n＝(中心A原子的_______数＋每个B原子提供的_______数×m ± 电荷数)。 规定B原子提供的价电子数：H或卤素原子X为____；氧族元素O或S原子为0；N原子为______ 例如NH3分子：价层电子对数＝(5＋1×3)=4；SO42-离子：价层电子对数＝(6＋0×4+2)=4； NO2分子：价层电子对数＝(5＋0×2)= 2.5 = 3(取整数) 4．价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路 由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构 价层电子对数 电子对的 排列方式 VSEPR模型 及名称 孤电子对数 略去孤电子对的空间结构 分子(或离子)的空间结构名称 2 直线形 0 直线形 1 直线形 3 平面三角形 0 平面三角形 1 V形 2 直线形 4 四面体形 0 正四面体形 1 三角锥形 2 V形 3 直线形 5．常见分子或离子的空间结构的推测 分子或离子 中心原子上的孤电子对数 中心原子上的价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 空间结构 空间结构名称 CO2、BeCl2 _______ _______ 直线形 直线形 CO32—、BF3 _______ _______ 平面三角形 平面三角形 SO2、PbCl2 _______ V形 CH4、CCl4 _______ _______ 正四面体形 正四面体形 NH3、NF3 _______ 四面体形 三角锥形 H2O、H2S _______ V形 6．孤电子对对键角影响的理论解释 (1)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律 孤电子对－孤电子对____孤电子对－成键电子对____成键电子对－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小，如：CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。 (2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参加形成共价键的电子对)，会占据中心原子周围空间，与成键电子互相排斥，使分子的空间结构发生变化，键角也相应变化。如：H2O和H2S的VSEPR构型为四面体形，有两个成键电子对和孤电子对；氧的半径比硫要小，氧的孤电子对对成键电子排斥力力度更大，所以H2O的键角会比H2S要大。 【典例2】(2025·浙江绍兴期末)下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为三角锥形的是(　　) A．H3O+ B．BF3 C．SO42- D．CO2 【变式2-1】下列分子或离子的空间结构相同的是(　　) A．BeCl2和SO2 B．BF3和PCl3 C．SO42-和NH4+ D．SO3和ClO3- 【变式2-2】用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　　) A．SO2、CO2都是直线形的分子 B．H2O键角为，O3键角为 C．PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子 D．AlCl3、SO3都是平面三角形的粒子 【变式2-3】 (2025·浙江省杭州西湖区八县联考高二期末)通常情况下，NCl3是一种油状液体，化学性质很活泼，下列对NCl3有关叙述不正确的是( ) A．分子中N-Cl键键长小于CCl4分子中C-Cl键键长 B．NCl3分子空间构型为三角锥形，中心N原子sp3杂化 C．NCl3键角比NF3小 D．NH2Cl是一种长效缓释有机氯消毒剂，则NCl3水解生成NH3和HClO 题型03 杂化轨道理论 1．杂化轨道理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的________________混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新________。 2．杂化轨道的类型 (1)sp3杂化：sp3杂化轨道是由____个ns轨道和____个np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为________，空间结构为________________形。如，CH4、CF4、CCl4 (2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由____个ns轨道和____个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是________，呈________________形。如，BF3 (3)sp杂化：sp杂化轨道是由______个ns轨道和______个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为________，呈直线形。如，BeCl2 3．判断中心原子杂化轨道类型的方法 (1)根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构。 在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子的杂化轨道类型：________对数(成键电子对数)+ ________对数=________对数=杂化轨道数。 根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下： 价层电子对数 杂化轨道类型 成键电子对数 孤电子对数 杂化轨道数 分子空间结构 实例 2 ________ 2 0 2 ________形 BeCl2、CO2、HCN 3 ________ 3 0 3 ________形 BF3、SO3、CO32— 2 1 ________形 SnBr2、SO2、NO2— 4 ________ 4 0 4 ________形 CHCl3、SiCl4、PO43— 3 1 ________形 NH3、PCl3、SO32— 2 2 ________形 OF2、H2O、NH2— (2)有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断 如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型 杂化类型 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 孤电子对数确定方法 ①号氮原子 sp3 4 3 1 氮原子最外层有5个电子，形成了3对共用电子对，则有一对孤对电子 ②号氮原子 sp2 3 2 1 ③号碳原子 sp2 3 3 0 碳原子最外层4个电子，形成了4对共用电子对，所以碳上无孤对电子 (3)根据杂化轨道间的夹角判断 杂化轨道间的夹角 杂化轨道类型 109º28´ ________ 120º ________ 180º ________ (4)根据分子或离子的空间结构判断 分子或离子的空间结构 杂化轨道类型 正四面体形 ________ 平面三角形 ________ 直线形 ________ (5)根据共价键类型判断 由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成π键，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。对于能明确结构式的分子、离子，其中心原子的杂化轨道数n=中心原子形成的σ键数+中心原子上的孤电子对数，即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子形成的σ键数和中心原子上的孤电子对数，进而判断杂化轨道数。例如： ①在SiF4分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个σ键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。 ②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C=O,C=O中有1个σ键、1个π键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。 ⑥以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型 ①没有形成π键，为________杂化：CH4、CCl4、 ②形成一个π键，为________杂化：CH2=CH2、苯(大π键)、、 ③形成两个π键，为________杂化：CH≡CH、O=C=O(CO2)、S=C=S(CS2) 【典例3】下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳1对孤电子对的是(　　) A．NH3、PCl3、H3O+ B．CO2、BF3、SO32- C．HCN、SO2、BeCl2 D．CH4、NH3、H2O 【变式3-1】下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是(　　) A．CH3CH2CH3 B．CH3—CCH C．CH3CHO D．CHCH 【变式3-2】我们平常所说的“五氧化二磷”，其分子组成实为“P4O10”，分子结构呈“笼”状，磷原子的杂化方式是(　　) (图中●代表磷原子，○代表氧原子) A．sp杂化 B．sp2杂化 C．sp3杂化 D．sp4杂化 【变式3-3】下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式有错误的是(　　) 选项 分子或离子 空间结构 杂化方式 A 苯 平面正六边形 sp2 B SO42- 正四面体形 C CO32- 平面三角形 sp2 D SO2 直线形 sp2 题型04 化学用语 1．基态原子核外电子排布的化学用语 (1)各类要求的电子排布式(以铁元素为例) ①电子排布式：_________________ ②简化电子排布式：_________________ ③价电子(外围电子、特征电子)排布式：_________________ ④最外层电子排布式：_________________ ⑤M层电子排布式：_________________ ⑥最高能级电子排布式：_________________ (2)各类要求的电子排布图 ①电子排布图： ②轨道表示式： ③价电子排布图： (3)原子结构示意图： 2．微粒模型 (1)原子轨道模型 符号 s p d 电子云形状 球形 纺锤形(哑铃形) 花瓣形 (2)球棍模型和比例(填充)模型 丙烷的球棍模拟：；乙烯的比例模型： (3)杂化轨道模型 杂化方式 sp sp2 sp3 杂化轨道构型 3．六式 (1)化学式：表示物质组成的总称，如氯化钠：_________________；明矾：_________________ (2)分子式：只有分子晶体的化学式才是分子式，如臭氧：________；氨气：__________ (3)最简式：将化学式写成最简整数比形式，如乙烯：__________；葡萄糖：___________ (4)结构式：用化学键将所有原子连接起来，不一定表示其真实结构 如HClO：_________________；CO2：_________________ (5)结构简式：碳氢键全部省略，碳碳单键可省可不省，官能团不能省略 如乙烯：_________________；乙酸：_________________ (6)键线式：碳氢原子全部省略，其他原子不可省略，官能团不能省略 如3－甲基戊烷： ； 乙酸甲酯： ；丙烯：；1－丙醇： 4．电子式 (1)不能漏写没有参与成键的电子对，如氨气的电子式是_________________，而不是。 (2)不能错误合并离子，如过氧化钠的电子式是_________________，而不是。 (3)不能混淆化学键的类别，如H2O2的电子式是_________________，而不是。 (4)离子(或根)带电荷，基团不显电性。如OH－为_________________，—OH为。 (5)书写化合物的电子式时首先要正确判断是离子化合物还是共价化合物。 【典例4】(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)下列表示不正确的是( ) A．质量数为18的氧原子：188O B．BCl3的电子式： C．Cl2中键的电子云轮廓图： D．SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： 【变式4-1】 (2026·浙江省强基联盟高三二模)下列化学用语或图示表达不正确的是( ) A．甲醛(HCHO)的分子空间结构模型： B．BF3的VSEPR模型： C．CO2的电子式： D．基态30Zn原子的价层电子排布式： 3d104s2 【变式4-2】(2025·浙江省湖州市高二·期末)下列图示或化学用语不正确的是( ) A．用电子式表示Cl2的形成： B．H2O的VSEPR模型： C．Mn2+的价电子的轨道表示式： D．用电子云轮廓图示意p-pπ键的形成： 【变式4-3】(2025·宁波市奉化区高二期末)化学用语是化学专业语言，是学习化学的工具。下列有关化学用语的说法正确的是( ) A．PCl3的VSEPR模型： B．HCl分子中的σ键电子云轮廓图： C．激发态硼原子的电子排布图： D．基态29Cu原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 分子的空间结构 题型01 多样的分子空间结构 题型02 价层电子对互斥理论(VSEPR) 题型03 杂化轨道理论 题型04 化学用语  题型01 多样的分子空间结构 1．常见的分子空间结构 分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子 分子 CO2 直线形 O==C==O 180° H2O V形 105° 四原子 分子 CH2O 平面三角形 120° NH3 三角锥形 107° 五原子 分子 CH4 四面体形 109°28′ 2．其他多原子分子的空间结构 【典例1】下列分子的空间结构为正四面体形的是(　　) ①P4　 ②NH3　 ③CCl4　 ④CH4　⑤H2S　 ⑥CO2　 ⑦CHCl3　 ⑧SiF4 A．①③④⑦⑧　　 B．①③④⑤⑥ C．①③④⑧ D．②④⑤ 【答案】C 【解析】NH3的空间结构是三角锥形，H2S的空间结构是V形，CO2的空间结构是直线形，CHCl3是四面体但不是正四面体，故选C。 【变式1-1】下列分子的空间结构模型正确的是(　　) A．CO2： B．H2O： C．NH3： D．CH4： 【答案】D 【解析】CO2的空间结构为直线形，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的空间结构为正四面体形，D项正确。故选D。 【变式1-2】下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(　　) A．CH4、CS2、BF3 B．CO2、H2O、NH3 C．C2H4、C2H2、C6H6 D．CCl4、BeCl2、PH3 【答案】C 【解析】题中的CH4和CCl4为正四面体形分子，NH3和PH3为三角锥形分子，这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子，C2H4为平面形分子，C6H6为平面正六边形分子，这些分子都是平面形结构。 【变式1-3】下列对应关系不正确的是(　　) 选项 A B C D 中心原子所在族 ⅣA ⅤA ⅣA ⅥA 分子通式 AB4 AB3 AB2 AB2 空间结构 正四面体形 平面三角形 直线形 V形 【答案】B 【解析】当中心原子在ⅤA族，AB3分子应是三角锥形,如NH3。当中心原子在ⅣA族，AB4分子是正四面体形，如CH4,AB2分子是直线形,如CO2。当中心原子在ⅥA族，AB2分子是V形,如SO2。故选B。 题型02 价层电子对互斥理论(VSEPR) 1．价层电子对互斥理论的要点 价层电子对互斥理论认为，分子中的价层电子对之间总是尽可能地互相排斥，均匀地分布在分子中。分子的空间结构是“价层电子对”互相排斥的结果。 2．中心原子上的价层电子对的计算 (1)公式：中心原子的价层电子对数＝中心原子的σ键电子对数＋中心原子上孤电子对数 (2)σ键电子对数的计算 由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O的中心原子为O，形成两个H—Oσ键，即O有两对σ键电子对。 (3)中心原子上的孤电子对数的计算 中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) 上式中a表示中心原子的价电子数；对于主族元素，a＝最外层电子数；对于阳离子，a＝价电子数－离子电荷数；对于阴离子，a＝价电子数＋|离子电荷数|。 x表示与中心原子结合的原子数 b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。 3．计算中心原子上价层电子对数的另一种方法(速算法-----常用) 对ABm型分子或离子，其中心原子价层电子对数(n)的判断方法： n＝(中心A原子的价电子数＋每个B原子提供的价电子数×m ± 电荷数)。 规定B原子提供的价电子数：H或卤素原子X为1；氧族元素O或S原子为0；N原子为-1 例如NH3分子：价层电子对数＝(5＋1×3)=4；SO42-离子：价层电子对数＝(6＋0×4+2)=4； NO2分子：价层电子对数＝(5＋0×2)= 2.5 = 3(取整数) 4．价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路 由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构 价层电子对数 电子对的 排列方式 VSEPR模型 及名称 孤电子对数 略去孤电子对的空间结构 分子(或离子)的空间结构名称 2 直线形 0 直线形 1 直线形 3 平面三角形 0 平面三角形 1 V形 2 直线形 4 四面体形 0 正四面体形 1 三角锥形 2 V形 3 直线形 5．常见分子或离子的空间结构的推测 分子或离子 中心原子上的孤电子对数 中心原子上的价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 空间结构 空间结构名称 CO2、BeCl2 0 2 直线形 直线形 CO32—、BF3 0 3 平面三角形 平面三角形 SO2、PbCl2 1 V形 CH4、CCl4 0 4 正四面体形 正四面体形 NH3、NF3 1 四面体形 三角锥形 H2O、H2S 2 V形 6．孤电子对对键角影响的理论解释 (1)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律 孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小，如：CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。 (2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参加形成共价键的电子对)，会占据中心原子周围空间，与成键电子互相排斥，使分子的空间结构发生变化，键角也相应变化。如：H2O和H2S的VSEPR构型为四面体形，有两个成键电子对和孤电子对；氧的半径比硫要小，氧的孤电子对对成键电子排斥力力度更大，所以H2O的键角会比H2S要大。 【典例2】(2025·浙江绍兴期末)下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为三角锥形的是(　　) A．H3O+ B．BF3 C．SO42- D．CO2 【答案】A 【解析】A项，H3O+中O价层电子对数为，孤电子对数为1，VSEPR模型为四面体，其空间结构为三角锥形，故A正确；B项，BF3中B价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，其空间结构为平面三角形，故B错误；C项，SO42-中S价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型为四面体形，其空间结构为正四面体形，故C错误； D项，CO2中C价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型为直线形，其空间结构为直线形，故D错误；故选A。 【变式2-1】下列分子或离子的空间结构相同的是(　　) A．BeCl2和SO2 B．BF3和PCl3 C．SO42-和NH4+ D．SO3和ClO3- 【答案】C 【解析】A项，BeCl2分子中中心原子σ键数为2，孤电子对数为，空间结构为直线形，SO2分子中中心原子σ键数为2，孤电子对数为，空间结构为V形，故A错误；B项，BF3分子中中心原子σ键数为3，孤电子对数为，空间结构为平面三角形，PCl3分子中中心原子σ键数为3，孤电子对数为，空间结构为三角锥形，故B错误；C项，SO42-中中心原子原子σ键数为4，孤电子对数为，空间结构为正四面体形，NH4+中中心原子σ键数为4，孤电子对数为，空间结构为正四面体形，故C正确；D项，SO3分子中中心原子σ键数为3，孤电子对数为，空间结构为平面三角形，ClO3-中中心原子σ键数为3，孤电子对数为，空间结构为三角锥形，故D错误；故选C。 【变式2-2】用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　　) A．SO2、CO2都是直线形的分子 B．H2O键角为，O3键角为 C．PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子 D．AlCl3、SO3都是平面三角形的粒子 【答案】D 【解析】A项，二氧化硫中价层电子对个数为2且含有1对孤电子对，所以二氧化硫为V形结构；CO2分子中C原子的价层电子对数为2＋=2，不含孤电子对，所以是直线形结构， A错误；B项，H2O分子中中心O原子价层电子对数为2+=4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，所以H2O分子是V形分子，键角不是；O3中价层电子对个数为2且含有1对孤电子对，所以为V形结构，键角不是，B错误；C项，PCl3、NH3价层电子对个数为3且含有1对孤电子对，都是三角锥形的分子；GaCl3价层电子对个数为3且含有0对孤电子对，为平面三角形，C错误；D项，AlCl3、SO3价层电子对个数为3且含有0对孤电子对，都是平面三角形的粒子，D正确；故选D。 【变式2-3】 (2025·浙江省杭州西湖区八县联考高二期末)通常情况下，NCl3是一种油状液体，化学性质很活泼，下列对NCl3有关叙述不正确的是( ) A．分子中N-Cl键键长小于CCl4分子中C-Cl键键长 B．NCl3分子空间构型为三角锥形，中心N原子sp3杂化 C．NCl3键角比NF3小 D．NH2Cl是一种长效缓释有机氯消毒剂，则NCl3水解生成NH3和HClO 【答案】C 【解析】A项，C原子的原子半径大于N原子的原子半径，所以CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长，A正确；B．NCl3中N原子与Cl原子形成3个δ键，N原子上还有一对孤电子对，N原子为sp3杂化，B正确；C．已知电负性F>Cl，且NF3、NCl3分子的中心原子相同，周围原子电负性越大键角越小，则键角NF3<NCl3，C错误；D．NH2Cl是一种长效缓释有机氯消毒剂，则NCl3水解生成NH3和HClO，方程式为NH2Cl+H2O=NH3+HClO，D正确；故选C。 题型03 杂化轨道理论 1．杂化轨道理论要点：中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。 2．杂化轨道的类型 (1)sp3杂化：sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，CH4、CF4、CCl4 (2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3 (3)sp杂化：sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2 3．判断中心原子杂化轨道类型的方法 (1)根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构。 在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子的杂化轨道类型：σ键电子对数(成键电子对数)+孤电子对数=价电子对数=杂化轨道数。 根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下： 价层电子对数 杂化轨道类型 成键电子对数 孤电子对数 杂化轨道数 分子空间结构 实例 2 sp 2 0 2 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 3 平面三角形 BF3、SO3、CO32— 2 1 V形 SnBr2、SO2、NO2— 4 sp3 4 0 4 四面体形 CHCl3、SiCl4、PO43— 3 1 三角锥形 NH3、PCl3、SO32— 2 2 V形 OF2、H2O、NH2— (2)有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断 如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型 杂化类型 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 孤电子对数确定方法 ①号氮原子 sp3 4 3 1 氮原子最外层有5个电子，形成了3对共用电子对，则有一对孤对电子 ②号氮原子 sp2 3 2 1 ③号碳原子 sp2 3 3 0 碳原子最外层4个电子，形成了4对共用电子对，所以碳上无孤对电子 (3)根据杂化轨道间的夹角判断 杂化轨道间的夹角 杂化轨道类型 109º28´ sp3 120º sp2 180º sp (4)根据分子或离子的空间结构判断 分子或离子的空间结构 杂化轨道类型 正四面体形 sp3 平面三角形 sp2 直线形 sp (5)根据共价键类型判断 由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成π键，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。对于能明确结构式的分子、离子，其中心原子的杂化轨道数n=中心原子形成的σ键数+中心原子上的孤电子对数，即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子形成的σ键数和中心原子上的孤电子对数，进而判断杂化轨道数。例如： ①在SiF4分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个σ键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。 ②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C=O,C=O中有1个σ键、1个π键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。 ⑥以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型 ①没有形成π键，为sp3杂化：CH4、CCl4、 ②形成一个π键，为sp2杂化：CH2=CH2、苯(大π键)、、 ③形成两个π键，为sp杂化：CH≡CH、O=C=O(CO2)、S=C=S(CS2) 【典例3】下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳1对孤电子对的是(　　) A．NH3、PCl3、H3O+ B．CO2、BF3、SO32- C．HCN、SO2、BeCl2 D．CH4、NH3、H2O 【答案】A 【解析】NH3、PCl3、H3O+中，中心原子的价层电子对数都为4，发生sp3杂化，且杂化轨道容纳1对孤电子对，A符合题意；CO2、BF3、SO32-中，C原子的价层电子对数为2，发生sp杂化，B原子的价层电子对数为3，发生sp2杂化，S原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，且只有S原子的最外层有1个孤电子对，B不符合题意；HCN、SO2、BeCl2中，中心原子C、S、Be的价层电子对数分别为2、3、2，分别发生sp、sp2、sp杂化，且只有S原子的最外层有1个孤电子对，C不符合题意；CH4、NH3、H2O中，中心原子C、N、O的价层电子对数都为4，都发生sp3杂化，但最外层具有的孤电子对数分别为0、1、2，D不符合题意；故选A。 【变式3-1】下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是(　　) A．CH3CH2CH3 B．CH3—CCH C．CH3CHO D．CHCH 【答案】B 【解析】A项，CH3CH2CH3碳原子只有sp3杂化，A错误；B项，CH3—C ≡ CH中三键碳为sp、单键碳为sp3，B正确；C项，CH3CHO中醛基碳为sp2、单键碳为sp3杂化，C错误；D项，CH ≡ CH中碳原子只有sp杂化，D错误；故选B。 【变式3-2】我们平常所说的“五氧化二磷”，其分子组成实为“P4O10”，分子结构呈“笼”状，磷原子的杂化方式是(　　) (图中●代表磷原子，○代表氧原子) A．sp杂化 B．sp2杂化 C．sp3杂化 D．sp4杂化 【答案】C 【解析】P原子的价层电子排布式为3s23p3，其最外层的5个电子均用于形成共价键，共形成4条σ键，其杂化方式为sp3杂化，故选C。 【变式3-3】下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式有错误的是(　　) 选项 分子或离子 空间结构 杂化方式 A 苯 平面正六边形 sp2 B SO42- 正四面体形 C CO32- 平面三角形 sp2 D SO2 直线形 sp2 【答案】D 【解析】A项，苯分子是平面结构，中心碳原子为sp2杂化，A项正确；B项，SO42-中S原子的价电子对数是4，S原子的杂化方式是sp3，无孤电子对，空间结构为正四面体形，B项正确；C项，CO32-中C原子的价电子对数是3，C原子的杂化方式是sp2，无孤电子对，空间结构为平面三角形，C项正确；D项，SO2中S原子的价电子对数是3，S原子的杂化方式是sp2，有1对孤电子对，空间结构为V形，D项错误；故选D。 题型04 化学用语 1．基态原子核外电子排布的化学用语 (1)各类要求的电子排布式(以铁元素为例) ①电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2 ②简化电子排布式：[Ar]3d64s2 ③价电子(外围电子、特征电子)排布式：3d64s2 ④最外层电子排布式：4s2 ⑤M层电子排布式：3s23p63d6 ⑥最高能级电子排布式：3d6 (2)各类要求的电子排布图 ①电子排布图： ②轨道表示式： ③价电子排布图： (3)原子结构示意图： 2．微粒模型 (1)原子轨道模型 符号 s p d 电子云形状 球形 纺锤形(哑铃形) 花瓣形 (2)球棍模型和比例(填充)模型 丙烷的球棍模拟：；乙烯的比例模型： (3)杂化轨道模型 杂化方式 sp sp2 sp3 杂化轨道构型 3．六式 (1)化学式：表示物质组成的总称，如氯化钠：NaCl；明矾：KAl(SO4)2·12H2O (2)分子式：只有分子晶体的化学式才是分子式，如臭氧：O3；氨气：NH3 (3)最简式：将化学式写成最简整数比形式，如乙烯：CH2；葡萄糖：CH2O (4)结构式：用化学键将所有原子连接起来，不一定表示其真实结构 如HClO：H－O－Cl；CO2：O＝C＝O (5)结构简式：碳氢键全部省略，碳碳单键可省可不省，官能团不能省略 如乙烯：CH2＝CH2；乙酸：CH3COOH (6)键线式：碳氢原子全部省略，其他原子不可省略，官能团不能省略 如3－甲基戊烷： ； 乙酸甲酯： ；丙烯：；1－丙醇： 4．电子式 (1)不能漏写没有参与成键的电子对，如氨气的电子式是，而不是。 (2)不能错误合并离子，如过氧化钠的电子式是，而不是。 (3)不能混淆化学键的类别，如H2O2的电子式是，而不是。 (4)离子(或根)带电荷，基团不显电性。如OH－为，—OH为。 (5)书写化合物的电子式时首先要正确判断是离子化合物还是共价化合物。 【典例4】(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)下列表示不正确的是( ) A．质量数为18的氧原子：188O B．BCl3的电子式： C．Cl2中键的电子云轮廓图： D．SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： 【答案】B 【解析】A项，质量数为18的氧原子中质子数为8，表示为188O，A正确；B项，BCl3是共价化合物，B原子不满足8电子稳定状态，电子式：，B错误；C项，Cl2中2个氯原子的3p轨道头碰头形成p-pσ键，电子云轮廓图：，C正确；D项，SO2中心原子价层电子对数为2+=3，含有1个孤电子对，价层电子对互斥(VSEPR)模型：，D正确；故选B。 【变式4-1】 (2026·浙江省强基联盟高三二模)下列化学用语或图示表达不正确的是( ) A．甲醛(HCHO)的分子空间结构模型： B．BF3的VSEPR模型： C．CO2的电子式： D．基态30Zn原子的价层电子排布式： 3d104s2 【答案】C 【解析】A项，HCHO是平面结构的分子，含有C=O和C-H，且原子半径：C＞O＞H，该空间结构模型正确，A正确；B项，BF3分子中B原子的价层电子对数为，无孤电子对，其空间结构和VSEPR模型均为平面三角形，B正确；C项，CO2中C和O之间有两对共用电子，其电子式为，C错误；D项，锌是30号元素，基态原子的电子排布式为 [Ar]3d104s2，价电子排布式为 3d104s2，D正确；故答案为C。 【变式4-2】(2025·浙江省湖州市高二·期末)下列图示或化学用语不正确的是( ) A．用电子式表示Cl2的形成： B．H2O的VSEPR模型： C．Mn2+的价电子的轨道表示式： D．用电子云轮廓图示意p-pπ键的形成： 【答案】C 【解析】A项，两个氯原子以共用电子对的方式形成共价键结合成分子，A正确；B．在水分子中，价层电子对数为，氧原子采取sp3杂化，形成一个四面体结构，B正确；C．基态Mn2+的价电子排布式为3d5，其价电子轨道表示式为，C错误；D．在p-pπ键的形成过程中，两个原子的p轨道以“肩并肩”的方式重叠。这种重叠方式使得π键的电子云具有镜面对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，且它们互为镜像，D正确；故选C。 【变式4-3】(2025·宁波市奉化区高二期末)化学用语是化学专业语言，是学习化学的工具。下列有关化学用语的说法正确的是( ) A．PCl3的VSEPR模型： B．HCl分子中的σ键电子云轮廓图： C．激发态硼原子的电子排布图： D．基态29Cu原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2 【答案】B 【解析】A项，PCl3中心原子磷原子有1个孤电子对，VSEPR模型：，A错误；B．HCl分子中的σ键由H原子1s轨道和Cl原子3p轨道头碰头重叠形成，电子云轮廓图：，B正确；C．2p能级3个轨道能量相同，是基态硼原子的电子排布图，C错误；D．基态29Cu原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，D错误；故选B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $