专题4 第1单元 第4课时 运用 “两大理论” 判断分子(或离子)的空间结构-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦分子（或离子）空间结构及键角判断这一核心知识点，系统梳理基于价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的分析框架，先通过表格呈现价电子对数、杂化类型、孤电子对数与空间结构的对应关系，再结合实例解析含σ键和π键分子的结构，构建从理论到应用的学习支架。 该资料以科学思维为核心，通过分类对比（如不同杂化类型分子的空间结构）和模型建构（价层电子对互斥模型）帮助学生形成结构化认知，题点训练设计多角度问题（如空间结构判断、键角比较）促进证据推理能力。课中辅助教师清晰呈现理论逻辑，课后学生可通过实例解析和习题巩固，有效查漏补缺，提升解决复杂化学问题的能力。

第4课时　运用 “两大理论” 判断分子(或离子)的空间结构 命题热点(一)——分子(或离子)空间结构的判断 1.全部为σ键的分子空间结构 价电子 对数 杂化类型 配位原子数 孤电子对数 价层电子对互斥模型 分子(或离子)空间结构 实例 2 sp 2 0 直线形 直线形 BeCl2、CO2、HCN 3 sp2 3 0 三角形 平面三角形 BF3、SO3、C、N 2 1 V形 SnBr2、SO2、N、PbCl2 4 sp3 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、S、N、CCl4 3 1 三角锥形 NH3、NF3 2 2 V形 H2O 2.含σ键和π键的分子空间结构 物质 结构式 杂化轨道类型 分子中共价键数 键角 分子的空间结构 甲醛 sp2 3个σ键 1个π键 约120° 平面三 角形 5个σ键 1个π键 约120° 平面形 乙烯 氢化 氰 H—C≡N sp 2个σ键 2个π键 180° 直线形 乙炔 H—C≡C—H 3个σ键 2个π键 180° 直线形 [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V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　CH4中4个共价键完全相同,为正四面体形,CH2Cl2分子的4个共价键不完全相同,所以分子的空间结构不是正四面体形,A错误;H2O分子中O原子的价电子对数为=4,为sp3杂化,含有2对孤电子对,分子的空间结构为V形,B错误;CO2中C原子的价电子对数为=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=4,为sp3杂化,含1对孤电子对,分子的空间结构为三角锥形,D错误。 2.下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是 (　　) 选项 A B C D 分子或离子的化学式 H2F+ PCl3 N B 中心原子的杂化轨道类型 sp sp3 sp2 sp3 价层电子对互斥模型名称 直线形 正四面体形 平面三角形 正四面体形 分子或离子的空间结构 直线形 正四面体形 V形 三角锥形 解析:选C　H2F+中氟原子的价电子对数为4,采取sp3杂化,则离子的价层电子对互斥模型为正四面体形,A错误;三氯化磷分子中磷原子的价电子对数为4,孤电子对数为1,则分子的价层电子对互斥模型为正四面体形、分子的空间结构为三角锥形,B错误;N中N原子的价电子对数为3,孤电子对数为1,则N原子的杂化方式为sp2杂化,离子的价层电子对互斥模型为平面三角形、分子的空间结构为V形,C正确;四氢合硼离子中硼原子的价电子对数为4,孤电子对数为0,则离子的空间结构为正四面体形,D错误。 3.用分子结构的知识推测,下列说法正确的是 (　　) A.CO2、BeCl2互为等电子体,分子均为直线形 B.Na2CO3中,阴离子空间结构为平面三角形,C原子的杂化方式为sp3 C.根据价层电子对互斥模型,SO2与H2O均呈V形,中心原子价电子对数相等 D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 解析:选A　C的中心原子碳原子的孤电子对数为0,价电子对数是3,空间结构是平面三角形,碳原子杂化方式是sp2,B错误;H2O的中心原子是O,价电子对数是4,有孤电子对,呈V形,SO2的中心原子是S,价电子对数是3,有孤电子对,呈V形,C错误;SO3的空间结构是平面三角形,硫原子杂化方式是sp2,而三聚分子固体中硫原子采用sp3杂化,D错误。 4.回答下列问题: (1)图a为S8的结构,其硫原子的杂化轨道类型为　　　　　。  (2)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为　　　　　,中心原子的杂化方式为　　　　　。  (3)As4O6的分子结构如图b所示,其中As原子的杂化方式为　　　　　。  (4)Al中,Al原子的轨道杂化方式为　　　　　。  解析:(1)S8中的S原子价电子对数是4,所以其硫原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(2)COCl2分子中所有原子均满足8电子结构,则COCl2的结构简式为,COCl2分子中σ键和π键个数比为3∶1;在COCl2分子中的中心C原子形成3个σ键,故采用sp2杂化。(3)As4O6的分子中As原子形成3个As—O键,含有1对孤电子对,杂化轨道数目为4,为sp3杂化。(4)Al中Al原子价电子对数为=4,为sp3杂化。 答案:(1)sp3　(2)3∶1　sp2　(3)sp3　(4)sp3 命题热点(二)——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.中心原子杂化类型不同的粒子 键角大小: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。 3.中心原子杂化方式相同且孤电子对数也相同 利用中心原子的电负性大小,比较键角大小。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键<S—H键,使得H2S中成键电子对的斥力比H2O中成键电子对的斥力弱,键角小,即键角:H2O(104°30')>H2S(92°)。 4.中心原子相同,且中心原子的杂化方式和孤电子对数也相同 利用配位原子的电负性比较键角大小,配位原子电负性越大,键角越小,如NF3<NCl3。 5.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。 [题点多维训练] 1.下列物质的分子中,键角最小的是 (　　) A.H2O B.BF3 C.H2S D.CH4 解析:选C　BF3分子中B原子采取sp2杂化,sp2杂化的理论键角为120°,B原子无孤电子对,所以BF3分子的键角为120°;CH4分子中C原子采取sp3杂化,sp3杂化的理论键角为109°28',C原子无孤电子对,所以CH4的键角为109°28';H2S和H2O分子中的S、O原子均采取sp3杂化,sp3杂化的理论键角为109°28',由于两种分子中均存在2对孤电子对,孤电子对占据正四面体的两个顶角,导致H2O分子的键角<109°28',但O原子电负性大,所以H2O分子中成键电子对间的斥力大于H2S分子中成键电子对间的斥力,即H2O分子键角大于H2S分子键角;综上,分子键角的大小顺序为BF3>CH4>H2O>H2S。 2.利用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构,也可推测键角的大小,下列判断正确的是 (　　) A.CS2是V形分子 B.SnBr2的键角大于120° C.BF3是三角锥形分子 D.N的键角等于109°28' 解析:选D　CS2的中心C原子的价电子对数为=2,不含孤电子对,CS2为直线形分子,A项错误;SnBr2的中心Sn原子的价电子对数为=3,孤电子对数为1,SnBr2为V形,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,所以SnBr2的键角小于120°,B项错误;BF3的中心B原子的价电子对数为=3,不含孤电子对,BF3为平面三角形,C项错误;N的中心N原子的价电子对数为=4,不含孤电子对,N为正四面体形,N的键角等于109°28',D项正确。 3.(2024·海安中学月考)下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是 (　　) ①BCl3　②NH3　③H2O　④PC　⑤BeCl2 A.⑤④①②③ B.④①②⑤③ C.⑤①④②③ D.③②④①⑤ 解析: 微粒 中心原子的孤电子对数 中心原子的价电子对数 价层电子对互斥模型 杂化轨道 类型 空间 结构 键角 ①BCl3 0 3 平面三角形 sp2 平面三角形 120° ②NH3 1 4 四面体形 sp3 三角锥形 107°18' ③H2O 2 4 四面体形 sp3 V形 104°30' ④PC 0 4 四面体形 sp3 正四面体形 109°28' ⑤BeCl2 0 2 直线形 sp 直线形 180° 故键角由大到小的顺序为⑤①④②③。 答案:C 4.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 　　　　 ∠Cl—C—Cl。 答案:(1)>　(2)>　>　(3)<　(4)> 学科网（北京）股份有限公司 $