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杂化轨道和微粒空间构型判断解题策略归纳

一．分子中心原子的杂化类型判断的三种方法

(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断

①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。

②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。

③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。

(2)根据杂化轨道之间的夹角判断

若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。

－＋－(3)根据等电子原理结构相似进行推断，如CO2是直线形分子，CNS、NO2、N3与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。

练习一：

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(

) (2)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化( ) 2．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

3．(2016·葫芦岛五校协作体期中)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为(

) A．直线形

sp杂化

B．V形

sp2杂化

C．三角锥形

sp3杂化

D．平面三角形

sp2杂化

二．用价层电子对互斥理论推测分子或离子立体构型的思维程序

±用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子(ABmn型)立体构型的方法

解题思路——



孤电子对的排斥作用较强――――――――――→变形后的立体构型确定孤电子对数孤电子对与成键电子对尽可能远离确定价层电子对数―――――――――→价层电子对立体构型均分空间去掉孤电子对――→分子(离子)的立体构型

所占空间价层电子对尽可能远离(1)σ键的电子对数的确定

由分子式确定σ键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对σ键电子对。

(2)中心原子上的孤电子对数的确定

1中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)。式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，2价电子数等于原子的最外层电子数；x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8－该原子的价电子数”。例如，SO2的中心原子为S，S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a＝6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x＝2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b＝2。所1以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数＝×(6－2×2)＝1。

2

练习二：

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(

) (2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(

) (3)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形(

) (4)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(

) 2．VSEPR模型和分子(离子)立体构型与中心原子杂化类型的确定。填写下表。

化学式

孤电子对数

(a－xb)/2 σ键电

子对数

价层电

子对数

VSEPR模型

名称

分子或离子的

立体构型名称

中心原子

杂化类型

H2S

SO2

SO3

CH4

NCl3

HCN

HCHO

－

NO3

－

ClO

＋

H3O

－

ClO3

3－

PO4

CH≡C

H CH2===

CH2

C6H6

CH3CO

OH 3．下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是(

) A．SO23

－B．ClO4

D．ClO3

－－C．NO2

－4．原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：

(1)BF3分子的立体结构为______________，NF3分子的立体结构为____________。

(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。