复习题课堂实录

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专题复习

分子的立体构型

直线形180°V形H2O105°CO2直线形180°

C2H2直线形180°HCHO平面三角形120°COCl2NH正四面体3三角锥形107°P4正四面体60°CH4

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6

CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH

同为三原子分子，CO2 和H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？同为四原子分子，HCHO与NH3 分子的空间结构也不同，什么原因？

1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型

(1)理论要点

①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力

最小

，体系的能量

最低

。

②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

(2)价层电子对数的确定方法

其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。

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(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系

2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型

(1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部

能量相近

的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。

(2)杂化轨道的类型与分子立体构型

(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型

杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：

杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。

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(4)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断

3.等电子原理

原子总数

相同，

价电子总数

相同的粒子具有相似的化学键特征，它们的许多性质

相似

，如CO和

N

2

。

等电子体的微粒有着相同的分子构型，中心原子也有相同的杂化方式。

常见等电子体与空间构型

中心原子杂化类型的判断

1 根据杂化轨道数进行推断

(1)公式

杂化轨道数＝中心原子孤电子对数(未参与成键)＋中心原子形成的σ 键个数

(2)中心原子形成σ键个数的判断方法

因为两原子之间只能形成一个σ键，所以中心原子形成的σ键个数＝中心原子结合的原子数。

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(3)中心原子孤电子对数的判断方法

①依据经验公式进行计算，对于通式AXnm±中心原子(A)未用于成键的孤电子对数＝

A的族序数－X能接受的最多电子数×m－±n2；

如SO2－4－－24中的孤电子对数＝6－2×2＝0、NH＋4中的孤电子对数＝5－4－＋12＝0、HCN中的孤电子对数＝4－1－32＝0。

②根据分子结构式推断出中心原子的孤电子对数。如HCN：结构简式(H—C≡N)，中心原子C形成两个σ键，C原子的四个价电子全部参与成键，无孤电子对；H2O：结构式(H—O—H)，中心原子O形成两个σ键，O只有两个价电子参与成键，还余四个电子形成两对孤电子对。

2 根据分子的空间构型推断杂化方式

多原子(3个或3个以上)分子的立体结构与中心杂化方式的对照：

(1)只要分子构型为直线形的，中心原子均为sp杂化，同理，只要中心原子是sp杂化的，分子构型均为直线形。

(2)只要分子构型为平面三角形的，中心原子均为sp2杂化。

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(3)只要分子中的原子不在同一平面内的，中心原子均是sp3杂化。

(4)V形分子的判断需要借助孤电子对数，孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化，孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化。

3 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。

4 根据等电子体原理结构相似推断

如：CO－＋－2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。

判断正误(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．NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化。(

× ) 4．只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。(

√ ) 5．中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。(

× ) 6．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。(

√ ) 7．中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小。(

√ )

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1．杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，剩余的p轨道可以形成π键，即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。

2．杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。

3．杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。

4．价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。

(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。

5．中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。

一、价层电子对互斥理论的应用

1．下列描述中正确的是(

C

) ①CS2为V形的极性分子

②ClO－3的空间构型为平面三角形

③SF6中有6对完全相同的成键电子对

④SiFSO2－34和3的中心原子均为sp杂化

A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

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2．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(

C

) A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子

B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°

C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子

D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子

3．填表，VSEPR模型和分子(离子)立体模型的确定。

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二、等电子原理

4．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是(

D

) A．N2分子与CO分子中都含有三键

B．CO分子中有一个π键是配位键

C．N2与CO互为等电子体

D．N2与CO的化学性质相同

5．下列粒子属于等电子体的是(

A

) A．CH＋4和NH4

B．NO和O2

C．NO2和O3

D．HCl和H2O

6．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(

B

) A．CH＋4和NH4是等电子体，键角均为60°

B．NO－2－3和CO3是等电子体，均为平面三角形结构

C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构

D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道

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28 7．(1)氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的立体构型为

V形。

________CO2或CS2(2)与NO＋2互为等电子体的分子是________________，根据等电子2＋sp

体原理在NO＋2中氮原子轨道杂化类型是________；O2与N2是等电子＋2NA个。

体，1 mol O22中含有的π键数目为________是(3)O3分子是否为极性分子？________(填“是”或“否”)。