第2章 05-重难点突破3 原子的杂化类型与粒子的空间结构(PPT版)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修二配套课件（人教版）

重难点突破3 原子的杂化类型与 粒子的空间结构 1 类型一 根据空间结构及键角判断 杂化轨道类型 类型二 根据价层电子对数判断杂 化类型 ◆ 课后习题 2 类型一 根据空间结构及键角判断杂化轨道类型 1.根据粒子的空间结构判断杂化轨道类型 【解题策略】 3 2.根据共价键的夹角判断杂化轨道类型 (1)109°28'——sp3; (2)120°——sp2; (3)180°——sp。 4 例1 如图所示是甲醛的分子模型，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 ________________________________。 甲醛分子的空间结构为平面三角形 【综合应用】 5 (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 和 ②⑤ [解析] 甲醛分子中碳原子的杂化方式为 ，则碳、氧原子之间为双 键，其中一个是，一个是。 6 (3)甲醛分子中与间的夹角___(填“”“ ”或“ ”) ， 出现该现象的主要原因是_____________________________________ _________。 碳氧双键中存在，它对的排斥 作用较强 [解析] 碳氧双键对碳氢单键的排斥作用更强，使与 间的 夹角小于 。 7 类型二 根据价层电子对数判断杂化类型 1.利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子) 2对<m></m>；3对<m></m>；4对<m></m>。  [解题步骤] 价层电子对数计算步骤 1.用公式算孤电子对数; 2.定成键电子对数=中心原子连接的配位原子数; 3.算价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数。 【解题策略】 8 2.根据 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子) (1)含C有机物 2个;3个;4个 。 (2)含 化合物 2个;3个 。 (3)含或 化合物 2个 。 9 例2 (1)分子的空间结构为__________，其中 原子的杂化轨道 类型为____。 三角锥形 [解析] 原子的价层电子排布为，价电子数为5，则 分 子中原子形成3个，且含有1个未成键的孤电子对，则 原 子的杂化轨道类型为， 分子的空间结构为三角锥形。 (2)和 分子中C原子的杂化轨道类型分别为___和____。 [解析] 中C原子的价层电子对数为2，故为杂化； 分子 中C原子的价层电子对数为4，故为 杂化。 【综合应用】 10 (3)是有机合成中常用的还原剂， 中阴离子的空间结构 是____________,中心原子的杂化轨道类型为____。 中，存在 ____(填标号)。 A.离子键 B. C. D.氢键 正四面体形 [解析] 中的阴离子为，中 原子的价层电子对数为 ，无孤电子对，所以原子采取 杂 化，为正四面体形结构。是离子化合物，存在离子键， 和之间形成的是共价单键，为 键。 11 (4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石 入药，可用 于治疗皮肤炎症或表面创伤。 中，阴离子的空间结构为_____ _______，C原子的杂化轨道类型为____。 平面 三角形 [解析] C原子的价层电子对数为 ，无孤电 子对，因此C原子为杂化， 的空间结构为平面三角形。 12 课后习题 1.氯化亚砜 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 采取的杂化 方式的说法正确的是( ) A.形、 B.三角锥形、 C.平面三角形、 D.三角锥形、 √ [解析] 根据价层电子对互斥模型确定微粒的空间结构，中心 原子形成2个，1个，价层电子对数个数 孤电子对 数，杂化轨道数是4，故原子采取 杂化； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1.氯化亚砜 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 采取的杂化 方式的说法正确的是( ) A.形、 B.三角锥形、 C.平面三角形、 D.三角锥形、 √ 由于中心 原子上有一个孤电子对，所以分子的空间结构为三角锥形， 故选B。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 2.氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子的空 间结构为平面三角形,则其阳离子的空间结构和阳离子中氮原子的杂化 轨道类型为( ) A.直线形 B.形 C.三角锥形 D.平面三角形 [解析] 氮的最高价氧化物为 ，根据其阴离子的空间结构为平面 三角形可知，阴离子为、阳离子为，中 原子形成了2 个，孤电子对数为0，所以中心 原子的杂化轨道类型为， 的空间结构为直线形，A正确。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 3.下列各粒子中,空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( ) A.NCl3、平面三角形、sp2杂化 B.C、平面三角形、sp2杂化 C.S、三角锥形、sp2杂化 D.HClO、V形、sp2杂化 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 [解析] NCl3的中心原子N的价层电子对数为3+=4,为sp3杂化,含 1个孤电子对,空间结构为三角锥形,A错误; C的中心原子C的价层电子对数为3+=3,为sp2杂化,没有孤 电子对,空间结构为平面三角形,B正确; S的中心原子S的价层电子对数为3+=4,为sp3杂化,含1个孤 电子对,空间结构为三角锥形,C错误; HClO的中心原子O的价层电子对数为2+=4,为sp3杂化,含2个孤电 子对,空间结构为V形,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 4.下列描述正确的是( ) A.CS2的空间结构为V形 B.Cl的空间结构为平面三角形 C.N中所有的原子不都在一个平面上 D.SiF4和S的中心原子的杂化轨道类型均为sp3 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 [解析] CS2的中心原子C的价层电子对数为2+=2,不含孤电子对,所 以是直线形结构,A错误; Cl的中心原子Cl的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,故 其空间结构为三角锥形,B错误; N的中心原子N的价层电子对数为3+=3,N为sp2杂化,离子的 空间结构为平面三角形,故其中所有的原子都在一个平面上,C错误; SiF4的中心原子Si的价层电子对数为4+=4,S的中心原子S的价 层电子对数为3+=4,中心原子均为sp3杂化,D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 5.下列有关、、、和 的说法正确的是( ) A.中氯元素化合价为 价，具有较强的还原性 B.、中心原子的杂化轨道类型都为 C. 的空间结构为平面正三角形 D.、和 的键角相等 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 [解析] 中氯元素化合价为+1价,具有较强的氧化性,A错误； 的中心原子价层电子对数为 ，采取 杂化，的中心 原子价层电子对数为 ，采取杂化，B正确； 的中心 原子价层电子对数为，采取 杂化，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，C错误； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1,分子的空 间结构为三角锥形,高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4、孤电 子对数为0,分子的空间结构为正四面体形,两种离子的空间结构不同, 键角不相等,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6.下列说法正确的是( ) A.的 模型与分子的空间结构相同 B.、、 这一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子的键 角不相等 C.的电子式为 ，离子呈平面正方形结构， 分子是 正八面体形结构 D.中心 原子的孤电子对数为0，故其空间结构为三角锥形 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 [解析] SO2中心S原子的价层电子对数=2+=3,含1个孤电子对, VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,故A错误; H2S中心S原子的价层电子对数=2+=4,有2个孤电子对,所以中心 原子采取sp3杂化,分子的空间结构为V形,NF3中N原子的价层电子对数 =3+=4,有1个孤电子对,所以采取sp3杂化,分子的空间结构为 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 25 三角锥形,CH4中C原子的价层电子对数=4+=4,无孤电子对,所以 采取sp3杂化,分子的空间结构为正四面体形,三者中心原子都是sp3杂 化,但孤电子对数不同,所以分子的键角不相等,故B正确; 铵根离子与甲烷分子结构相似,都是正四面体形结构,故C错误; S中心S原子的孤电子对数==1,价层电子对数=1+3=4, 空间结构为三角锥形,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 26 7.下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是( ) √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 27 [解析] H2S分子中心S原子的价层电子对数=2+=4,有2个孤电子 对,则S原子采用sp3杂化,H2S的VSEPR模型名称为四面体形,空间结构为 V形,故A错误; N中心N原子的价层电子对数=2+=3,有1个孤电子对,则N原 子采用sp2杂化,N的VSEPR模型名称为平面三角形,空间结构为V形, 故B正确; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 28 PCl3分子中心P原子的价层电子对数=3+=4,有1个孤电子对,则P 原子采用sp3杂化,PCl3的VSEPR模型名称为四面体形,空间结构为三角锥 形,故C错误; B中心B原子的价层电子对数=4+=4,没有孤电子对,则B原 子采用sp3杂化,B的VSEPR模型名称为正四面体形,空间结构为正四 面体形,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 29 8.我国研究团队成功合成“超级炸药”引起了世界瞩目。 [Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-是其一种中间体,下列说法正确的是( ) A.基态镁离子的核外电子轨道表示式为 B.阳离子的空间结构为立方体 C.已知为五元平面环状结构,则其中N原子均为sp3杂化 D.中间体中配体H2O分子的VSEPR模型为四面体形 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 30 9.在化学工业领域制备PCl5时,常把Cl2通入溶有PCl3的CCl4溶液中。研 究发现,气体PCl5是一种三角双锥分子(如图所示);固态PCl5是一种离子 化合物,其组成可表示为,以下对相关分子结构与性质的 判断错误的是( ) A.键角:PCl3>PF3 B.CCl4的空间结构:正四面体 C.、中磷原子的杂化方式相同 D.气体分子PCl4F有两种结构 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 31 [解析] 两种分子的中心原子都有=1个孤电子对,价层电子对数均 为4,都是sp3杂化,电负性由大到小的顺序为F>Cl>P,PCl3中的成键电子 云偏向氯的程度小于PF3中的成键电子云偏向氟的程度,即PF3中的成键 电子云离磷更远,这样导致PF3中成键电子对之间的斥力减小,使PF3键角 更小,A正确; CCl4的中心原子C上有=0个孤电子对,价层 电子对数为4,是sp3杂化,空间结构为正四面体形, B正确; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 32 的中心原子P上有=0个孤电子对,价层电子对数为4,是 sp3杂化,的中心原子P上有=0个孤电子对,价层电子对 数为6,不是sp3杂化,C错误; 气体PCl5是一种三角双锥分子,分子内有2种氯原子, 则气体分子PCl4F有两种结构,D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 33 10.在下列表格中填写各微粒的中心原子杂化方式和空间结构。   BCl3 HCN N P XeO2 中心原子 杂化方式           空间结构           sp2杂化 sp杂化 sp2杂化 sp3杂化 sp3杂化 平面三 角形 直线形 V形 正四面 体形 V形 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 34 [解析] BCl3分子中心B原子上的价层电子对数为3+=3,无孤电子 对,为sp2杂化,分子呈平面三角形结构; HCN分子的结构式为H—C≡N,中心C原子的价层电子对数为2+= 2,无孤电子对,为sp杂化,分子呈直线形结构; N中心N原子的价层电子对数为2+=3,有1个孤电子对,为 sp2杂化,则离子的空间结构呈V形; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 35 中心P原子的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,为sp3杂 化,则离子的空间结构呈正四面体形; XeO2中心Xe原子的价层电子对数为2+=4,有2个孤电子对,为sp3 杂化,分子的空间结构呈V形。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 36 11.(1)亚砷酸(H3AsO3)为三元弱酸,分子的VSEPR模型是　　　　　, 砷原子杂化方式为__________。 [解析] 亚砷酸( H3AsO3)为三元弱酸,其分子结构简式为 ,中 心砷原子的价层电子对数为3+=4,为sp3杂化,H3AsO3的VSEPR 模 型是四面体形。 四面体形 sp3 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 37 (2)GaCl3的空间结构为　　　 　,AsF3中的杂化轨道数为　　　。 [解析] GaCl3中心Ga原子的价层电子对数为3+=3,孤电子对数为 0,所以GaCl3的空间结构是平面三角形; AsF3中心As原子的价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,所以 杂化轨道数为4。 平面三角形 4 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 38 12.按要求完成下列问题: (1)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,B原子的杂化轨道类 型是　　;N的空间结构为　　　 ,氮原子的杂化方式为　　。  [解析] 在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,B原子的价层电 子对数为3+=3,孤电子对数为0,杂化轨道的类型是sp2; N中N原子的价层电子对数为2+=2,无孤电子对,N的 空间结构为直线形,氮原子的杂化方式为sp。 sp2 直线形 sp 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 39 (2)H2SeO3的中心原子杂化轨道类型是　 , Se的空间结构是 　　　　　。 [解析] H2SeO3中Se原子价层电子对数为3+=4,中心Se原子杂 化轨道类型是sp3,Se中Se原子价层电子对数为4,有1个孤电子对, Se的空间结构是三角锥形。 sp3 三角锥形 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 40 (3)B(OCH3)3中B采用的杂化轨道类型是　　。写出两个与B(OCH3)3 具有相同空间结构的分子或离子:　　　　 　。  [解析] B(OCH3)3中B原子的价层电子对数为3+=3,B原子采用的 杂化轨道类型是sp2,B(OCH3)3的空间结构为平面三角形,与其具有相同 空间结构的分子或离子有SO3、C等。 sp2 SO3、C(其他合理答案均可) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 41 (4)一个松脂酸铜 中π键的个数为　　; 标“*”碳原子的杂化方式为　　　　　。  [解析] 一个松脂酸铜的结构单元中含有2个碳碳双键和1个碳氧双键, 因此一个松脂酸铜含有6个π键。 标“*”碳原子形成四个单键,需要四个杂化轨道,因此该碳原子的杂化方 式为sp3。 6 sp3 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 42 13.填空: (1)OF2的空间结构为　　　,其中氧原子的杂化轨道类型为　　　。   [解析] OF2中心原子O的价层电子对数为2+×(62×1)=4,含有2个孤 电子对,空间结构为V形,氧原子的杂化类型为sp3。 (2)硫可以形成化合物SOCl2,则该化合物的空间结构为　　　　　。 [解析] SOCl2中硫原子的价层电子对数为3+ ×[6 (1×2+2×1)]=4,有 1个孤电子对,所以SOCl2的空间结构是三角锥形。 V形 sp3 三角锥形 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 43 (3)除了氮的氧化物之外,氮还可以形成N。请写出氮原子的杂化轨 道类型:　　　　。  [解析] N中心原子N的价层电子对数为2+×(512×2)=2,氮原子 杂化轨道类型为sp。 (4)下列4种分子中,其VSEPR模型与其空间结构一致的是　　(填编号)。  ①H2S　　②S　　③CO2　　④HClO sp ③ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 44 [解析] 当中心原子不含孤电子对时,VSEPR模型与其空间结构一致, H2S中心原子S的孤电子对数为×(62×1)=2,S中心原子S的孤电子 对数为×(6+23×2)=1,CO2中心原子C的孤电子对数为×(42×2)=0, HClO中心原子O的孤电子对数为×(61×11×1)=2,故选③。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 45 (5)布洛芬是一种解热镇痛药,可用于感冒引起的发热,其结构简式如图 所示。   [解析] 该分子中含有羧基、甲基和苯环,碳原子的杂化轨道类型有sp2、 sp3共2种。 布洛芬 该分子中碳原子的杂化轨道类型有　　种。 2 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 46 (6)SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化方式为　　　, 分子的空间结构为 　　　　　。SiCl4可发生水解反应,机理如下:  含s、p、d轨道的杂化类型有①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化方式为　　　(填标号)。 sp3　 正四面体 ② 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 47 [解析] SiCl4中心原子Si的价层电子对数为4+ ×(4-4×1)=4,杂化方式 为sp3,不含孤电子对,分子空间结构为正四面体形,中间体SiCl4(H2O)中 Si形成5个σ键,不含孤电子对,Si采取的杂化类型为sp3d,故选②。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 48 $