专题4 第1单元 第1课时 杂化轨道理论与分子的空间结构-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（苏教版）

专题4|分子空间结构与物质性质 第一单元　分子的空间结构 学习目标 重点难点 1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。 2.知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。 3.知道分子可以分为极性分子和非极性分子,知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。 4.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。 重 点 1.从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。 2.价层电子对互斥模型。 3.极性分子、非极性分子、手性分子的判定。 难 点 1.杂化轨道理论与价层电子对互斥模型。 2.分子空间结构的判断。 3.极性分子、非极性分子的判定。 第1课时　杂化轨道理论与分子的空间结构 　　　　　　　　　　　新知探究(一)——杂化轨道理论 1.sp3杂化与CH4分子的空间结构 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道,1个2s轨道和3个2p轨道“混杂”,形成能量　　　、成分　　　的4个sp3杂化轨道。  4个sp3杂化轨道在空间呈　　　　形,轨道之间的夹角为　　　　,每个轨道上都有一个未成对电子。  (2)共价键的形成 碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠,形成4个相同的σ键。 (3)CH4分子的空间结构 CH4分子为空间　　　结构,分子中C—H键之间的夹角都是　　　　。  [微点拨]　CCl4、金刚石中的碳原子, N中的氮原子,晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子都采用sp3杂化。 2.sp2杂化与BF3分子的空间结构 (1)杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化,形成能量　　　　、成分　　　　的3个sp2杂化轨道。  硼原子中的3个sp2杂化轨道呈　　　　形,3个sp2杂化轨道间的夹角为　　　　。  (2)共价键的形成 硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠,形成3个相同的σ键。 (3)BF3分子的空间结构 BF3分子的空间结构为平面三角形,键角为120°。 [微点拨]　杂化前后原子的轨道总数没变,但改变了原子轨道的形状和方向,使原子的成键能力增强。 3.sp杂化与BeCl2分子的空间结构 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道,1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化,形成能量　　　、成分　　　的2个sp杂化轨道。  Be原子的sp杂化轨道呈　　　　形,其夹角为　　　　。  (2)共价键的形成 Be原子中的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个3p轨道重叠,形成2个相同的σ键。 (3)BeCl2分子的空间结构 BeCl2分子的空间结构为　　　　形,分子中Be—Cl键之间的夹角为　　　　。  4.杂化轨道理论的要点 (1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生,孤立的原子是不可能发生杂化的。 (2)杂化前后轨道数目不变。 (3)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s和2p)。 (4)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理。杂化轨道间的夹角决定分子空间结构。 (5)杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)碳原子的1个2s和3个2p轨道杂化形成3个sp3杂化轨道。 (　　) (2)同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化。 (　　) (3)sp3杂化轨道间的夹角为109°28'。 (　　) (4)sp2杂化轨道由同一电子层上的s轨道与p轨道杂化而成。 (　　) (5)sp2杂化轨道共有3个能量相同的杂化轨道。 (　　) (6)sp2杂化轨道间的夹角为180°。 (　　) (7)sp杂化轨道是由一个1s轨道和一个2p轨道组合而成。 (　　) (8)sp杂化轨道可与其他原子轨道形成σ键和π键。 (　　) 2.下列关于杂化轨道的说法错误的是 (　　) A.所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道 B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 C.杂化轨道能量集中,有利于牢固成键 D.杂化轨道中不一定只有一个电子 3.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的,下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较,得出结论正确的是 (　　) A.sp杂化轨道的夹角最大 B.sp2杂化轨道的夹角最大 C.sp3杂化轨道的夹角最大 D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等 新知探究(二)——用杂化轨道理论分析典型分子的成键情况 1.乙烷分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式 碳原子为sp3杂化,形成4个sp3杂化轨道。 (2)成键方式和空间结构 每个碳原子的sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨道形成3个C—H σ键,与另一个碳原子sp3轨道形成1个C—C σ键。 每个C原子与3个H原子和1个C原子形成四面体结构。 2.乙烯分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式 碳原子为sp2杂化,形成3个sp2杂化轨道。 (2)成键方式和空间结构 每个碳原子的sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个C—H σ键,与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成C—C σ键。2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个　　　　。  乙烯分子的空间结构为平面结构。 (3)拓展:C==C、C==O、石墨、苯环中的碳原子,都是sp2杂化。 3.乙炔分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式 碳原子为sp杂化,形成2个sp杂化轨道。 (2)成键方式和空间结构 每个碳原子的1个sp杂化轨道与1个氢原子的1s轨道形成1个C—H σ键,2个碳原子各以1个sp杂化轨道形成1个C—C σ键。碳原子未杂化的2p轨道两两形成2个π键。 乙炔分子的空间结构为直线形。 (3)拓展:C≡C、C≡N、CO2中的碳原子,都是sp杂化。 4.CH4、NH3、H2O的杂化方式和空间结构比较 CH4 NH3 H2O 中心原子的杂化方式 sp3 sp3 sp3 分子空间结构 正四面体 三角锥形 V形 中心原子孤电子对数 0 1 2 键角 109°28' 107°18' 104°30' 　　[微思考]　分子的空间结构与杂化轨道的空间结构一定相同吗?CH4、NH3、H2O的键角与什么因素有关? 　　[典例]　下列分子所含原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是 (　　) A.乙醛[] B.丙烯腈[] C.甲醛[] D.丙炔[] 听课记录: |思维建模|判断中心原子杂化轨道类型的方法 判断依据 判断方法 根据杂化轨道的空间结构判断 ①若杂化轨道在空间的分布呈四面体,则中心原子发生sp3杂化; ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则中心原子发生sp2杂化; ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则中心原子发生sp杂化 根据杂化轨道之间的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则中心原子发生sp3杂化; ②若杂化轨道之间的夹角为120°,则中心原子发生sp2杂化; ③若杂化轨道之间的夹角为180°,则中心原子发生sp杂化 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 [题点多维训练] 题点(一)　中心原子杂化方式的判断 1.丙酮醇的结构简式为,分子中羰基碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为 (　　) A.sp2杂化;sp2杂化 B.sp3杂化;sp3杂化 C.sp2杂化;sp3杂化 D.sp杂化;sp3杂化 2.有机物CH3CH==CH—C≡CH中标有“·”的碳原子的杂化方式依次为 (　　) A.sp、sp2、sp3 B.sp3、sp2、sp C.sp2、sp、sp3 D.sp3、sp、sp2 题点(二)　分子空间结构的判断 3.sp3杂化形成的AB4型分子的几何构型是 (　　) A.平面四方形 B.四面体 C.四角锥形 D.平面三角形 4.PCl3分子的空间结构是 (　　) A.平面三角形,键角小于120° B.平面三角形,键角为120° C.三角锥形,键角小于109°28' D.三角锥形,键角为109°28' 5.下列粒子的中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构不正确的是 (　　) A.PCl3中P原子采取sp3杂化,为三角锥形 B.P中P原子采取sp3杂化,为正四面体形 C.OF2中O原子采取sp杂化,为直线形 D.SO2中S原子采取sp2杂化,为V形 课下请完成课时跟踪检测(十六) 专题4　分子空间结构与物质性质 第一单元　分子的空间结构 第1课时　杂化轨道理论与分子的空间结构 新知探究(一) 1.(1)相等　相同　正四面体　109°28'　(3)正四面体　109°28' 2.(1)相等　相同　平面三角　120° 3.(1)相等　相同　直线　180°　(3)直线　180° [题点多维训练] 1.(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)× 2.选A　参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大,如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大,不能形成杂化轨道,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化,故A项错误,B项正确;杂化轨道可使电子云重叠程度更大,形成牢固的化学键,故C项正确;杂化轨道中也可以有一对孤电子对(如NH3),故D项正确。 3.选A　sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°。 新知探究(二) 2.(2)π键 [微思考] 提示:不一定,当中心原子的杂化轨道中存在孤电子对时,分子的空间结构与杂化轨道的空间结构不同。中心原子上的孤电子对数越多,键角越小。 [典例]　解析:选A　乙醛中甲基上的碳原子采取sp3杂化,醛基中碳原子采取sp2杂化;丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp2杂化;丙炔中甲基碳原子采取sp3杂化,碳碳三键中两个碳原子采取sp杂化。 [题点多维训练] 1.选C　羰基上的碳原子有两个C—C σ键,一个C—O σ键,共形成3个σ键,即“价层电子对数” 为3,所以为sp2杂化,甲基中的碳原子有3个C—H σ键,1个C—C σ键,共形成4个σ键,所以为sp3杂化。 2.B 3.选B　sp3杂化形成的AB4型分子没有未成键的孤电子对,故其几何构型应为四面体形,例如CH4、CF4等。 4.选C　PCl3中P原子采取sp3杂化,P原子含有1对孤电子对,PCl3的空间结构为三角锥形,键角小于109°28'。 5.选C　PCl3中心原子上的价层电子对数为3+×(5-3×1)=3+1=4,所以P原子采取sp3杂化,为三角锥形,故A正确;P中心原子上的价层电子对数为4+×(5-1-4×1)=4+0=4,所以P原子采取sp3杂化,为正四面体形,故B正确;OF2中心原子上的价层电子对数为2+×(6-2×1)=2+2=4,所以O原子采取sp3杂化,为V形,故C错误;SO2中心原子上的价层电子对数为2+×(6-2×2)=2+1=3,所以S原子采取sp2杂化,为V形,故D正确。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $