第2章 第2节 第4课时 杂化轨道类型和分子空间结构的判断-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（鲁科版 山东专用）

本讲义聚焦杂化轨道类型和分子空间结构的判断核心知识点，系统梳理通过杂化轨道数目、夹角、空间结构、分子空间结构及有机物成键情况等方法，结合价电子对互斥理论和等电子原理，搭建阶梯式学习支架。 资料通过典例导学引导分析，系统融通知能用表格整合判断方法，题点多维训练覆盖不同情境。培养学生科学思维中的模型建构与证据推理能力，课中辅助教师高效教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第四课时　杂化轨道类型和分子空间结构的判断 命题热点(一)——杂化轨道类型的判断 典例导学 　　[例1]　下列描述错误的是 (　　) A.BF3和B的中心原子杂化方式不同 B.C和Cl具有相同的空间结构 C.CH2==CH—CH==CH2分子中所有碳原子均采取sp2杂化成键 D.三氧化硫的三聚分子()中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化 [解析]　BF3形成3个σ键,没有孤电子对,中心原子是sp2杂化,B形成4个σ键,没有孤电子对,中心原子是sp3杂化,故A正确;C形成3个σ键,没有孤电子对,是平面三角形,Cl形成3个σ键,有一对孤电子对,是三角锥形,故B错误;CH2==CH—CH==CH2分子中所有碳原子的价电子对数均为3,均采取sp2杂化,故C正确;三氧化硫的三聚分子()中S原子均形成4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道类型为sp3杂化,故D正确。 [答案]　B [系统融通知能] 1.由杂化轨道数目判断 杂化轨道数 2 3 4 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数=价电子对数。 2.根据杂化轨道之间的夹角判断 内容 夹角 杂化轨道类型 不同的杂化方式,其杂化轨道之间的夹角不同,所以可根据杂化轨道间的夹角判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型 109°28' sp3 120° sp2 180° sp 3.根据杂化轨道的空间结构判断 杂化轨道的空间结构 杂化轨道类型 正四面体形 sp3 平面三角形 sp2 直线形 sp 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 四面体形、三角锥形 sp3 平面三角形 sp2 角形 sp3或sp2 直线形 sp 5.有机物中碳原子的杂化方式可根据成键情况判断 若碳原子形成的全部为单键,则为sp3杂化;若有一个双键,则为sp2杂化;若有三键,则为sp杂化。 [题点多维训练] 1.在BrCH==CHBr分子中,C—Br键采用的成键轨道是 (　　) A.sp⁃p B.sp2⁃s C.sp2⁃p D.sp3⁃p 解析:选C　BrCH==CHBr分子为平面结构,C==C键中的C原子为sp2杂化,与Br原子的4p轨道上的单电子成键,所成C—Br键采用的成键轨道为sp2⁃p。 2.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.平面三角形、sp3 C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2 解析:选A　SOCl2分子中S原子形成2个S—Cl键、1个S==O键,价电子对数=σ键数+孤电子对数=3+×(6-1×2-2)=4,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,由于中心S原子含1对孤电子对,则其分子的空间结构为三角锥形,A项正确。 3.下列分子或离子的中心原子均为sp3杂化,且杂化轨道容纳一对孤电子对的是 (　　) A.CH4、NH3、H2O B.CO2、BBr3、S C.C2H4、SO2、BeCl2 D.NH3、PCl3、H3O+ 解析:选D　CH4、NH3、H2O的中心原子价电子对数都是4,都采用sp3杂化,CH4、NH3、H2O的中心原子上的孤电子对数分别是0、1、2,故A错误;CO2、BBr3、S中的中心原子价电子对数分别是2、3、4,且CO2、BBr3、S中孤电子对数分别是0、0、1,故B错误;C2H4、SO2、BeCl2中的中心原子价电子对数分别是3、3、2,且C2H4、SO2、BeCl2中孤电子对数分别是0、1、0,故C错误;NH3、PCl3、H3O+的中心原子价电子对数都是4,采用sp3杂化,中心原子上的孤电子对数都是1,故D正确。 4.(1)NH4H2PO4中P的　　　　杂化轨道与O的2p轨道形成　　　　键。   (2)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为　　　　。  (3)磷酸根离子的空间结构为　　　　　,其中P的价电子对数为　　　、杂化轨道类型为　　　。  (4)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气: 3NH3BH3+6H2O==3N+B3+9H2↑ B3的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由　　　　变为　　　　。  解析:(2)根据抗坏血酸的分子结构,该结构中有两种碳原子,全形成单键的碳原子和形成双键的碳原子,全形成单键的碳原子为sp3杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化。 答案:(1)sp3　σ　(2)sp3、sp2 　(3)正四面体形　4　sp3　(4)sp3　sp2 命题热点(二)——分子(离子)空间结构的判断　　 典例导学 　　[例2]　下列各组分子的空间结构相同的是 (　　) A.SnCl2、BeCl2 B.BF3、NH3 C.CCl4、SiF4 D.CS2、OF2 [解析]　其中A、D项中分子的分析如下表: σ键电 子对数 中心原子上 的孤电子对数 价电子 对数 空间 结构 SnCl2 2 ×(4-2×1)=1 3 角形 BeCl2 2 ×(2-2×1)=0 2 直线形 CS2 2 ×(4-2×2)=0 2 直线形 OF2 2 ×(6-2×1)=2 4 角形 　　B项中BF3、NH3的空间结构分别为平面三角形、三角锥形;C项中CCl4与SiF4的空间结构均为正四面体形。 [答案]　C [系统融通知能] 1.利用价电子对互斥理论判断 价电 子对数 杂化 类型 σ键电 子对数 孤电子 对数 VSEPR 模型名称 分子或离子 空间结构 实例 2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2 3 sp2 3 0 平面 三角形 平面三角形 BF3 2 1 角形 SnBr2 4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 角形 H2O 2.根据等电子原理判断 通常情况下,等电子体的空间结构相同,如SO2与O3均为角形结构,CH4与N均为正四面体形结构。 [题点多维训练] 1.下列说法正确的是 (　　) A.CH2Cl2分子的空间结构为正四面体形 B.H2O分子中氧原子的杂化轨道类型为sp2,分子的空间结构为角形 C.CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp,分子的空间结构为直线形 D.S的空间结构为平面三角形 解析:选C　CH2Cl2分子的4个共价键不完全相同,所以分子的空间结构是四面体形,A错误;H2O分子中O原子的价电子对数为2+×(6-1×2)=4,为sp3杂化,含有2对孤电子对,分子的空间结构为角形,B错误;CO2中C原子的价电子对数为2+×(4-2×2)=2,为sp杂化,分子的空间结构为直线形,C正确;S中S原子的价电子对数为3+×(6+2-3×2)=4,为sp3杂化,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,D错误。 2.(2025·重庆九龙坡阶段练习)三氯氧磷(POCl3)可由如下两种方法制取:2PCl3+O2==2POCl3,P4O10+6PCl5==10POCl3,其中P4O10的结构如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.P4O10中只含有σ键 B.基态原子第一电离能:Cl>S>P C.PCl3的VSEPR模型为四面体形 D.PCl3和POCl3中P原子的杂化类型不相同 解析:选C　P4O10结构中含有P—O键、P==O键,既有σ键,又有π键,A错误;同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势,P元素原子3p能级处于半充满状态,第一电离能高于同周期相邻元素,故基态原子第一电离能为Cl>P>S,B错误;PCl3中P原子的价电子对数为3+1=4,VSEPR模型为四面体形,C正确;PCl3分子中磷原子形成了3个σ键,孤电子对数为=1,所以磷原子采取sp3杂化,POCl3是四配位的分子,中心原子上没有孤对电子,所以磷原子采取 sp3杂化,杂化类型相同,D错误。 3.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,请回答下列问题: (1)硼砂中阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的空间结构模型如图所示,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,B的空间结构为　　　　;NaBF4的电子式为　　　　　　　　　。  解析:(1)根据图示可知,2号B原子的价层电子对数为3,且无孤电子对,故采取sp2杂化;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。 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+[︰︰︰︰]- 学科网（北京）股份有限公司 $