2.2 第1课时分子空间结构价层电子对互斥模型-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

化学选择性必修2 6.(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCI的主要： 简要分析和解释下列有关事实 原因是 (1)硅与碳同族，也有一系列氢化物，但硅烷在种 类和数量上都远不如烷烃多。 (2)键能是衡量共价键稳定性的参数之 (2)SiH4的稳定性小于CH4的稳定性，更易生成 CH3OH中键参数有 种键能数据。 氧化物。 (3)柠檬酸的结构简式如图。1mol柠檬酸分子 中碳原子与氧原子形成的。键的数目为 CH2COOH HO-C- COOH CH2COOH 7.碳和硅的有关化学键键能见下表。 化学键 C-C C-H C-0 Si-siSi-H Si-0 键能/(k·mol-1) 347 413 358 226 323 368 温馨提示 请做课时分层检测（五） 第二节 分子的空间结构 第1课时 分子空间结构 价层电子对互斥模型 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)分子结构的测定（红外光谱》 (二)多样的分子空间结构 当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些 分子的空间 结构模型 化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上 分子 空间 化学式 结构式 原理 呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子 类型 结构 键角 空间填充 球棍 化学计算，可分析出分子中含有何种 或 模型 模型 的信息 C02 180 an 000 光源 三原子 检测仪 分子 示意图 棱镜 H2() 105 样品 H 紫外 光谱 红外图谱 CH2() 120° 某未知物的红外光谱图为 H % 四原子 分子 60 NH 107 oBo 示例 C-H 0-H 09 30002000 1500 波数/m11000950850 700 由上述红外光谱图判断有 和 五原子 的振动吸收，推测该未知物中含有羟基 CH 分子 H狂 8 OH 22 第二章分子结构与性质 (三)价层电子对互斥模型 思维 。键电子对数+孤电子对数价层电子对数价层电子对五斥理论，SEPR模型 是中心原子周围的“价层电子对” 含义 分子的 过程 分子或离子的空间结构， 孤电子对略去 的结果 分子或 相关 VSEPR的“价层电子对”是指分子中的 与结 分子或 孤电子 价层电子 VSEPR 离子的 概念 合原子间的。键 和中心原子上的 离子 对数 对数 模型名称 空间结 构名称 价层电子对数= 。其 CO2 0 直线形 直线形 中，…键电子对数=B原子的个数（以AB,型分子为 平面三 例，…键电子对数=x),中心原子上的孤电子对数= SO2 3 V形 角形 子a 实例 ①a为中心原子的 平面 平面三 CO 0 3 确定对于主族元素：a= 三角形 角形 方法对于阳离子：a=中心原子的价电子数一离子的电 H2O 4 四面体形 V形 荷数。 对于阴离子：a=中心原子的价电子数十离子的电荷 数（绝对值）。 NH3 三角 4 四面体形 锥形 ②x为 ③b为与中心原子结合的原子 (氢为1， CH 正四面 正四 其他原子=8一该原子的价电子数) 4 体形 面体形 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 新知探究判断分子或离子的空间结构 情景导引 :3.根据图示，结合价层电子对互斥模型分析乙醇、 H 已知乙酸和乙醇的结构如图。下面用“价层电： 乙酸分子中H一C一C的空间结构。 子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们： 的分子中的部分基团具有的空间结构。 H ② ② ① ④ Oc ●0 乙醇 乙酸 1.根据图示，结合价层电子对互斥模型分析乙醇分4，氨气分子中的中心原子是什么？写出NH,的电 子中C一O一H的空间结构。 子式，中心原子上有几个成键电子对，几个孤电 子对？其VSEPR模型名称是什么？略去 VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对后得到 的NH3的空间结构是什么？ 2.根据图示，结合价层电子对互斥模型分析乙酸分： 0 子中C一C一O的空间结构。 23 化学 选择性必修2 :3.价层电子对之间的斥力大小 核心归纳 (1)由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子 1.价层电子对互斥模型要点 的原子核，因而价层电子对之间的斥力大小顺 (1)对于AB,型分子中，空间结构主要取决于中 序：孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对 心原子A价层电子对的相互排斥。价层电子对 与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键 数=。键电子对数十中心原子上的孤电子对数。 电子对之间的斥力。 (2)中心原子的价层电子对数和空间结构的关系 (2)孤电子对数越多，与成键电子对斥力越大，成 价层电 键原子所形成的键角越小。例如H3O和H2O 5 6 子对数 键角大小，HO+中O只有一个孤电子对，而 空间 平面 正四 三角 正八 H2O中O有两个孤电子对，所以H3O+的键角 直线形 结构 三角形 面体 双锥 面体 大于H2O分子的键角： 2.用价层电子对互斥模型判断共价分子或离子空 (3)结构相同的物质，元素的电负性越大，吸引电 间结构 子的能力越强，成键电子对距离中心原子较近， (1)确定中心原子的价层电子对数 成键电子对之间的斥力越大，键角越大。例如 ①对于AB,型分子，。键电子对数=B原子的个： NH3、PH3、AsH3中，都有1对孤电子对，NH3 数，如H2O的中心原子是O,有2对。键电子对。 分子的中心原子N的电负性大，成键电子对距离 中心原子较近，键角越大，所以这三种物质键角 ②中心原子上的孤电子对数=2(a一xb),其中a 由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3。 为中心原子的价电子数，x为B原子的个数，b为 跟踪训练 B最多能接受的电子数。 ③对于阳（或阴）离子来说，为中心原子的价电：1.下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对 子数减去（或加上）离子的电荷数 的是 ④中心原子价层电子对数=。键电子对数十中心 A.H2O B.BeCl2 C.CH D.PCls 原子的孤电子对数。 2.下列分子中，含有孤电子对的是 ( (2)根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 A.H2O B.CH C.SiH D.CO2 (3)略去孤电子对，确定分子空间结构 3.下列分子的空间结构为正四面体形的是( 键电子 孤电子 价层电 电子对的排 VSEPR 分子或离子 ①P4 ②NH3 ③CCl4 ④CH4 ⑤H2S 实例 对数 对数 子对数 列方式 模型名称的空间结构 ⑥CO2 HgCl2、 A.①③④⑤ B.①③④⑤⑥ 直线形 直线形 BeCl2 C.①③④ D.④⑤ CO 4.下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面 BF3、 平面三角形 的是 ( BCI 三角形 A.CH4、CS2、BF B.CO2、H2O、NH3 SnBr2 V形 C.C2H4、C2H2、C6H6 D.CCl4、BeCl2、PHg PbClz 5.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多 CH: 正四面体形 分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角 CCL 大小，下列判断正确的是 ( NH3、 A.SO2、CS2、HCN都是直线形的分子 四面体形 三角锥形 NF3 B.BF3键角为120°，SnBr2键角大于120° C.CH2O、CO号、SO3都是平面三角形的粒子 V形 H,O D.PCl3、NH3、PCL都是三角锥形的分子 24 第二章分子结构与性质 提升·学科素养 融汇贯通，提升素养 等电子体理论 B.由CO2的结构式可推出N2O的结构式为 具有相同电子数和相同原子数的分子或离子 N-0=N 具有相同的结构特征，这一原理称为等电子原理， C.两种分子中。键与π键数目之比不同 满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子： D.CO2和N2O中既有极性键也存在非极性键 体。等电子原理中所讲的“电子数相等”既可以是2，原子数相同、价电子总数相同的分子或离子互称为 指总电子数相等（如C0和N2,均为14），也可以是 等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 指价层电子数相等（如N2和CN,均为10）。因而： 互为等电子体的微粒可以是分子，也可以是离子。 (1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共 应用等电子体理论可以由已经熟知的物质推测较 价分子中，互为等电子体的是 和 不常见物质的结构，例如根据CO2为直线形可知： 和 N2O也为直线形。但是应用该规则是要注意也有例： (2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周 外，例如SiO2和CO2,由于二者成键的轨道不相似（或： 期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子 晶体类型不同)，故不算等电子体，结构也不相似。 最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体， 应用体验 它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组 成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有 1.下列关于CO2和N2O的说法正确的是 ( A.二者互为等电子体，结构相似 随堂·巩固双基 达标训练，巩固提升 1.下列分子的空间结构错误的是 )4.硼砂有广泛的用途，可用 作清洁剂、化妆品、杀虫 SO NH: 剂，也可用于配制缓冲溶 液和制取其他硼化合物 B 等。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 CS2:00-0 CH: 酸等重要化合物，请根据模型回答有关问题： (1)硼砂中阴离子Xm一（含B、O、H三种元素）的球 C D 棍模型如图所示，则在Xm中的2号硼原子的价层 2.下列分子的空间结构是正四面体形的是( 电子对数为 ；m= (填数字)。 A.CH B.NH3 (2)硼可以与氮形成BN,其中B的化合价为 C.H2O D.C2 H ,请解释原因： 3.用VSEPR模型预测下列分子或离子的空间结 (3)BF?和过量NaF作用可生成NaBF4,BFa的空 构，其中不正确的是 ( 间结构为 ;NaBF4的电子式为 A.NH为正四面体形B.CS2为直线形 温馨提示 请做课时分层检测（六） C.HCN为折线形(V形)D.PCl3为三角锥形 第2课时 杂化轨道理论 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)杂化轨道理论简介 轨道的杂化原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程 在形成CH分子时，碳原子的轨道和3个轨 形成 解释甲 道会发生混杂，得到4个新的能量相同、方向不同的 形成及 杂化轨道日 杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道 烷分子 杂化轨道。4个sp杂化轨道分别与4个H原子 其特点 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 的形成 的1s轨道重叠，形成4个C一H键，所以4个C 特点 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强 H键是等同的 252,B[由于N2分子中存在N三N键，键能很大，破坏共价键需要较多 的能量，N2的化学性质很稳定，A正确；稀有气体都为单原子分子， 的中心原子上的孤电子对数=号×(4一4×1)=0，C项不符合题 分子内部没有化学键，B错误：卤族元素从F到1原子半径逐渐增 大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减 意：C0,的中心原子上的孤电子对数=2X(4一2×2)=0，D项不 弱，C正确：由于N=N键的键能大于()()键的键能，D正确。] 符合题意。 3.D「键角是多原子分子中两个相邻共价键之间的夹角，是描述分子！3.C[NH3的空间结构是三角锥形，H2S的空间结构是V形，C(),的 空间结构的重要参数，A正确；影响键长的因素有参与成键的原子： 空间结构是直线形，故选C。」 半径、成键原子周围的环境，与成键原子的半径和成键数目有关，！4.C[CH1和CC】为正四面体形分子，NH3和PH为三角锥形分 B正确：多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性，C正确：键 子，这几种分子中所有原子不可能都在同一平面上。CS2、C()2、 能越大，键长越短，共价化合物越稳定，D错误。] C,H2和BeC2为直线形分子，C2H1为平面形分子，CsH为平面正 4.D[碳氧双键中含1个σ键和1个π键，A错误：X分子中存在 六边形分子，H()为V形分子，这些分子中所有原子都处于同一 12个共用电子对、11个键，B,C错误：X分子中只有共价键，是共 平面。] 价化合物，D正确。门 5.B[氧原子有两个未成对电子，其余4个电子形成2对，还缺少两 :5.C[二氧化硫分子中S原子价层电子对数=2+6-？X2=2+1= 2 个电子达到8电子稳定结构，因而能形成2个共价键，A正确：根据 3,含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型二氧化硫空间结构 共价键的饱和性可知，氧原子最多形成2个共价键，所以不存在 H)分子，B错误；根据H2(O2的分子结构可知，其分子中均为单 为V形，故A错误：SnBr,中价层电子对数=2十4】X2=2十1= 键，没有双键或三键，即在H2()2中只有σ键没有π键，C正确：N2 3,含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥模型SnBr2为V形，孤 的分子结构是N三N,形成氮氮三键，三键中有1个σ键和2个π键， 电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力， D正确。] 所以BFa键角为120°，SnBr2键角小于120°，故B错误；PCl;中P原 6.解析(1)可以根据共价键的稳定性比较气态氢化物的热稳定性， 键长越短，键能越大，则气态氢化物的热稳定性越强，原子半径：F< 子价层电子对数=5十5=)X5=5十0=5，不合孤电于对，根据价层 CI,则键长：F一H<C一H,键能：F一H>C一H,故HF的热稳定性 电子对互斥模型PCl为三角双锥结构，故D错误。] 大于HC】的热稳定性。(2)CH3()H的键参数主要有键能、键长、键 提升·学科素养 角三种键参数，不同共价键有不同键能。(3)单键都是σ键，双键中 !应用体验 有一个o键，则1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成7molo键。 :1,A[C)2和N2()互为等电子体，二若的结构相似，A正确；由C)。 答案(1)原子半径FCI,键能F一H>C一H 结构式为()=C一()可以推出N2O的结构式为N=N一()，B错 (2)三(3)7NA 7.(1)C一C键和C一H键键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中 误：每个C)2分子中有2个σ键与2个π键，每个N2()分子中有 Si一Si键和Si一H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。！ 2个G键与2个π键，两种分子中σ键与π键数目之比均为1：1， (2)C一H键的键能大于C一()键，C一H键比C一()键稳定。而 C错误：C)2只存在极性键，D错误。] SH键的键能却小于Si一0键，所以S一H键不稳定而倾向于形：2.解析，)仅由第二周期元素组成的共价分子，即B,C、N,0,F组成 成稳定性更强的Si一()键。 的共价分子中，N2与C()均为双原子分子，价电子总数均为10，互 第二节分子的空间结构 为等电子体：N2()与C()2均为三原子分子，价电子总数均为16，互 为等电子体。(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之 第1课时分子空间结构 价层电子对互斥模型 和相同，即可互称为等电子体，N()2有三原子，各原子最外层电子 必备知识·自主梳理 数之和为5十6×2十1=18，S)2、():也为三原子，各原子最外层电子 (一)化学键官能团()一HC一HC一) 数之和为6×3=18。 (二)直线形 ()=C=()V形平面三角形三角锥形正四面体· 答案(1)NgC()N2()C()2(2)S)2(O 形109°28 ·随堂·巩固双基 (三)空间结构相互排斥中心原子电子对孤电子对。键电子1，B[NH,的空间结构是三角雏形，B项错误。] 对数中心原子上的孤电子对数价电子数原子的最外层电2.A[氯气分子是三角锥形，水分子是V形，乙烯分子是平面形。] 子数与中心原子结合的原子数最多能接受的电子数 !3.C[NH时，CS2、HCN、PC结构中价层电于对数分别为4对、2对、 关键能力·合作探究 2对，4对，VSEPR模型名称分别为正四面体形、直线形、直线形、四 新知探究 面体形，其中前三者中心原子的价电子均参与成键，空间结构就是 情景导引 VSEPR模型，PCI分子中有1对孤电子对，所以空间结构为三角 1.提示：乙醇分子中，羟基上的氧原子有2个成键电子对和2个孤电： 锥形。 子对（见图中乙醇结构中的①、②、③、④），价层电子对数是4，共有·4.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 4个空间取向，氧原子价层电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略！ 电子对：该阴离子的化学式为[H1B,(),]m一，其中H显十1价，B显 去中心原子（氧原子）上的孤电子对后可得C一()一H呈V形。 十3价、()显一2价，所以m=2。(2)由于电负性：N>B,所以BN中 B显十3价。(3)BF,的空间结构为正四面体形，NBF1的电子式 2.提示：在乙酸分子中，中心原子是羰基（一C一）上的碳原子，中心 :F: 原子上的价层电子对均为成键电子对（见图中乙酸结构中的①、②、： 为Na[F:B:F ③)，C一()上的成键电子对仅有一个空间取向，因此中心碳原子 F (羰基碳)的价层电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，！ 答案(1)32 ) (2)十3N的电负性大于B的电负性 C一C()呈平面三角形。 F: H (3)正四面体形 NEB:F] :F: 3.提示：在乙醇、乙酸分子中，甲基上的碳(H一C一)是中心原子，中 第2课时 杂化轨道理论 ·必备知识·自主梳理 心碳原子上的价层电子对数是4，且均为成键电子对，共有4个空间（一）2s2psp。13正四面体形12120°平面三角形 取向，相互排斥而远离，呈四面体形。 11180°直线形 4,提示：氮气分子中的中心原子是N,NH的电子式为H:N:H,中！关键能力·合作探究 !新知探究 心原子上有3个成键电子对，1个孤电子对，其VSEPR模型名称是 :情景导引 四面体形，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对后得到！1，提示：甲烷分子中碳原子的杂化方式是s即3杂化，原子轨道杂化后， NH?的空间结构是三角锥形。 四条C一H共价键的键能与键长都相等，因此甲院是正四面体形 跟踪训练 结构。 1.D[H2(O有2对孤电子对，BC12和CH1没有孤电子对。] ·2提示：乙烯分子中碳原子杂化方式是$即杂化：乙炔分子中碳原子 2.A[H2()分子中，含有2对孤电子对，A项符合题意：CH1的中心： 的杂化方式是$p杂化：杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同 原子上的孤电子对数=号X(4-4×1)=0,B项不符合题意：SiH, 但能量不同。5轨道与P轨道的能量不同，杂化后形成的一组杂化 轨道能量相同。 125