人教版2020高考化学第12章(物质结构与性质)第2节2)分子的立体构型讲与练(含解析)

第12章（物质结构与性质）

李仕才

第二节分子结构与性质

考点二分子的立体构型

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。

(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。

代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型

CO20＋2＝2 sp

CH2O 0＋3＝3 sp2

CH40＋4＝4 sp3

SO21＋2＝3 sp2

NH31＋3＝4 sp3

H2O 2＋2＝4 sp3

(4)

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N2。

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

微粒通式价电子总数立体构型

CO2、CNS－、NO＋2、N－3AX216e－直线形

CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形

SO2、O3、NO－2AX218e－V形

SiO4－4、PO3－4、SO2－4、ClO－4AX432e－正四面体形

PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形

CO、N2AX 10e－直线形

CH4、NH＋4AX48e－正四面体形

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。( √)

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( )

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

④SiF4和SO2－3的中心原子均为sp3杂化

A．①② B．②③

C．③④ D．①④

解析：CS2的空间构型与CO2相同，是直线形，①错误；ClO－3的空间构型是三角锥形，②错误；SF6分子是正八面体构型，中心原子S原子具有6个杂化轨道，每个杂化轨道容纳2个电子(1对成键电子对)，形成6个S—F键，所以SF6分子有6对完全相同的成键电子对，③正确；SiF4和SO2－3的中心原子都是sp3杂化(但是前者为正四面体，后者为三角锥形)，④正确。

答案：C

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( )

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

解析：A.SO2是V形分子；CS2、HI是直线形的分子，错误；B.BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。

答案：C

3．填表，VSEPR模型和分子(离子)立体模型的确定。

答案：3 1 4 四面体形直线形sp3 0 2 2 直线形直线形sp

直线形sp

2 2 4 四面体形V形sp3

2 2 4 四面体形V形sp3

0 3 3 平面三角形平面三角形sp2

1 3 4 四面体形三角锥形sp3

0 4 4 正四面体形正四面体形sp3

0 3 3 平面三角形平面三角形sp2

1 3 4 四面体形三角锥形sp3

0 4 4 正四面体形正四面体形sp3

1 2 3 平面三角形V形sp2

0 3 3 平面三角形平面三角形sp2

0 3 3 平面三角形平面三角形sp2

0 3 3 平面三角形平面三角形sp2

1 3 4 四面体形三角锥形sp3

1 3 4 四面体形三角锥形sp3

1 3 4 四面体形三角锥形sp3

0 4 4 正四面体形正四面体形sp3

0 4 4 正四面体形正四面体形sp3

平面形sp2

平面正六边形sp2

sp2，sp3

二、等电子原理

4．N2的结构可以表示为，CO的结构可