第二章 专题突破(二) 分子(或离子)空间结构与杂化轨道理论-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本讲义聚焦分子（或离子）空间结构、杂化类型及键角判断核心知识点，以价层电子对数计算为起点，通过VSEPR模型推导杂化类型，结合孤电子对数确定空间结构，构建“计算-模型-结构”连贯学习支架。 资料通过结构化表格呈现价层电子对数、VSEPR模型、杂化类型及空间结构对应关系，搭配CH₄、SO₂等实例和针对练题目，培养学生科学思维（证据推理、模型建构），课中辅助教师系统教学，课后助力学生通过练习巩固知识，查漏补缺提升应用能力。

　　判断分子(或离子)的空间结构和键角时，要能够正确计算价层电子对数：一是运用计算式推导出价层电子对数；二是看σ键电子对数。 一、分子的空间结构与杂化类型间的关系 一、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： 价层电子对数VSEPR模型杂化轨道构型。 2.根据VSEPR模型判断： 价层电子对数　　　4　　　　3　　　　　2 VSEPR模型　四面体形　　三角形　　直线形 杂化类型　　　　sp3　　　　sp2　　　　sp 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。 二、ABm型分子(或离子)的空间结构判断方法 价层电 子对数 VSEPR 模型 中心原子 的杂化轨 道类型 孤电子 对数 分子(或离子) 的空间结构 实例 4 正四 面体 sp3 0 正四面体 CH4、N 、S 1 三角锥形 NH3、S 2 V形 H2O、N 3 平面三 角形 sp2 0 平面三角形 BF3、C 1 V形 SO2、N 2 直线形 sp 0 直线形 CO2、N 三、分子空间结构与杂化轨道的关系 1.全部为σ键的分子空间结构与杂化类型 中心原 子的杂 化类型 杂化 轨道数 杂化轨道 空间结构 成键电 子对数 孤电子 对数 分子的空 间结构 实　例 分子式 结构式 sp 2 直线形 2 0 直线形 BeCl2 Cl—Be—Cl sp2 3 平面 三角形 3 0 平面 三角形 BF3 2 1 V形 — — 学生用书⬇第44页 sp3 4 正四 面体形 4 0 正四 面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 2.含σ键和π键的分子空间结构与杂化类型 物质 结构式 杂化轨 道类型 键角 分子的空 间结构 甲醛 sp2 约120° 平面 三角形 乙烯 120° 平面形 氰化氢 H—C≡N sp 180° 直线形 乙炔 H—C≡C—H 180° 直线形 针对练1.下列分子或离子中，VSEPR模型与粒子的空间结构一致的是(　　) A.SO2 B.HCHO C.NCl3 D.H3O＋ 答案：B 解析：当中心原子没有孤电子对时，VSEPR模型与分子的空间结构就是一致的，SO2、NCl3、H3O＋的中心原子均有孤电子对，A、C、D项错误。 针对练2.下列中心原子的杂化轨道类型和分子的空间结构不正确的是(　　) A.CCl4中C原子为sp3杂化，为正四面体形 B.H2S分子中S原子为sp2杂化，为直线形 C.CS2中C原子为sp杂化，为直线形 D.BF3中B原子为sp2杂化，为平面三角形 答案：B 解析：CCl4中C原子的价层电子对数为4，C原子为sp3杂化，则CCl4为正四面体形，A项正确。H2S分子中S原子含有2个σ键电子对和2个孤电子对，则S原子为sp3杂化，H2S分子为V形结构，B项错误。CS2中C原子有2个σ键电子对，不含孤电子对，则C原子为sp杂化，CS2为直线形，C项正确。BF3中B原子有3个σ键电子对，不含孤电子对，则B原子为sp2杂化，BF3为平面三角形，D项正确。 针对练3.(1)在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。X分子的空间结构是　　　　，中心原子的杂化轨道类型为　　　　　　　。 (2)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在。的空间结构为　　　　，中心原子的杂化轨道类型为　　　　。 (3)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化轨道类型分别为　　　　和　　　　。 答案：(1)V形　sp3　(2)V形　sp3　(3)sp　sp3 解析：(1)在较低温度下，CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生，则X是H2S，中心原子S原子形成2个σ键，且含2个孤电子对，则S原子采取sp3杂化，H2S分子的空间结构是V形。 (2)的中心原子I原子的价层电子对数为2＋×(7－1－2×1)＝4，则中心原子I原子的杂化轨道类型为sp3杂化，孤电子对数为2，则的空间结构为V形。 (3)CO2中C原子形成2个σ键且无孤电子对，采取sp杂化；CH3OH中C原子形成4个σ键且无孤电子对，采取sp3杂化。 二、键角的大小比较 针对练1.H3BO3分子中的O—B—O的键角　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)B中的H—B—H的键角，判断依据是　　　　　　　　　　　　　　。 答案：大于　H3BO3分子中的B采取sp2杂化，而B中的B采取sp3杂化，sp2杂化形成的键角大于sp3杂化 针对练2.Se中Se—O—Se的键角比SeO3的键角　　　　(填“大”或“小”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 答案：小　Se空间构型为正四面体，键角为109°28'，SeO3空间构型为平面三角形，键角为120° 针对练3.高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N　　　(填“＞”“＜”或“＝”)Si—N—Si，原因是　　　　　　　　　　　　　　。 答案：＞　N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小 针对练4.AsH3分子为三角锥形，键角为91.80°，小于氨分子键角107°，AsH3分子键角较小的原因是　　　　　　　　　　　　　。 答案：砷原子电负性小于氮原子，其共用电子对离砷原子核距离较远，斥力较小，键角较小 学生用书⬇第45页 1.根据价层电子对互斥理论，中心原子杂化轨道类型为sp2的微粒为(　　) A.CH3Cl B.S C.NF3 D.C 答案：D 解析：根据杂化轨道数判断杂化类型，杂化轨道数＝价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数，σ键个数＝配原子个数，孤电子对个数＝，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，据此判断微粒杂化轨道类型。CH3Cl中C形成4个σ键，孤电子对数＝×(4－4×1)＝0，价层电子对个数＝4＋0＝4，中心C原子为sp3杂化，A错误；S中的S形成3个σ键，孤电子对数＝×(6＋2－2×3)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，则中心原子S杂化类型是sp3，B错误；NF3分子中N形成3个σ键，孤电子对数＝×(5－3×1)＝1，价层电子对个数＝3＋1＝4，中心原子N原子杂化类型为sp3，C错误；C中C形成3个σ键，孤电子对数＝×(4＋2－3×2)＝0，价层电子对个数＝3＋0＝3，中心原子C原子杂化类型为sp2，D正确。 2.氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为(　　) A.两种分子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B.NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道 C.NH3分子中有一个未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强 D.NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大 答案：C 解析：NH3中心原子价层电子对数为3＋1＝4，杂化类型为sp3，而CH4中心原子价层电子对数为4＋0＝4，杂化类型为sp3，故A不符合题意；根据A选项分析CH4、NH3杂化类型均为sp3，中心原子均形成4个杂化轨道，故B不符合题意；NH3分子中有一个未成键的孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力比成键电子对对成键电子对的排斥力强，因而是三角锥形，故C符合题意；氮元素的电负性比碳元素的电负性大，但与空间结构无关，故D不符合题意。 3.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是(　　) 选项 粒子 空间结构 解释 A 三氟化硼(BF3) 直线形 B原子采取sp2杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S原子采取sp3杂化 C 碳酸根离子() 三角锥形 C原子采取sp3杂化 D 乙炔(C2H2) 直线形 C原子采取sp杂化且C原子的价电子均参与成键 答案：D 解析：BF3中B原子的价层电子对数＝3＋×(3－3×1)＝3，不含孤电子对，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，A错误；SO2中S原子的价层电子对数＝2＋×(6－2×2)＝3，孤电子对数为1，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，空间结构为V形，B错误；中C原子的价层电子对数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，杂化轨道 数为3，采取sp2杂化，空间结构为平面三角形，C错误；C2H2中C原子采取sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，空间结构为直线形，D正确。 4.如图是甲醛分子的空间结构模型，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　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)sp2　甲醛分子的空间结构为平面三角形 (2)②⑤　(3)＜　碳氧双键对C—H的排斥作用强于C—H和C—H间的排斥作用 解析：(1)原子的杂化轨道类型不同，分子的空间结构也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。 (2)醛类分子中都含有C==O，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。 (3)由于碳氧双键对C—H的排斥作用强于C—H和C—H间的排斥作用，所以甲醛分子中C—H与C—H间的夹角小于120°。 学科网（北京）股份有限公司 $