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第2课时　杂化轨道理论
［核心素养发展目标］　1.通过对杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析的思维模型。
一、杂化轨道及其类型
1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正面体的4个顶角，夹角为109°28'，称为sp3杂化轨道。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，因此呈现正四面体形的空间结构。
2.杂化轨道的形成及特点
3.杂化轨道的类型
(1)sp3杂化轨道
sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化而成的，sp3杂化轨道间的夹角为109°28'，空间结构为正四面体形(如图所示)。
(2)sp2杂化轨道
sp2杂化轨道是由1个s轨道和2个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形(如图所示)。
(3)sp杂化轨道
sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如图所示)。
1.正误判断
(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子 (　　)
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的 (　　)
(3)只有能量相近的轨道才能杂化 (　　)
(4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键 (　　)
(5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键 (　　)
(6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道 (　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×
2.下列分子的中心原子杂化轨道类型相同的是 (　　)
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4
答案　B
解析　CO2的C原子为sp杂化，SO2的S原子为sp2杂化，A项错误；CH4和NH3的中心原子均为sp3杂化，B项正确；BeCl2的Be原子为sp杂化，BF3的B原子为sp2杂化，C项错误；C2H2的C原子为sp杂化，C2H4的C原子为sp2杂化，D项错误。
3.下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是 (　　)
A.CH4、NH3 B.BBr3、S
C.SO2、BeCl2 D.PCl3、H3O+
答案　D
解析　CH4中碳原子为sp3杂化但不含孤电子对，故A错误；BBr3中B原子为sp2杂化且不含孤电子对，故B错误；SO2中S原子为sp2杂化，含有1个孤电子对，BeCl2中Be原子为sp杂化且不含孤电子对，故C错误。
4.下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是 (　　)
A.CH≡CH B.CO2
C.BeCl2 D.BF3
答案　C
解析　CH≡CH中含有三键，有π键，故不选A；CO2的结构式为O==C==O，分子中含有碳氧双键，含有π键，故不选B；BeCl2分子中，Be原子含有两个共价单键，不含孤电子对，所以价层电子对数是2，中心原子以sp杂化轨道成键，分子中不含π键，故选C；BF3中B原子含有3个共价单键，所以价层电子对数是3，中心原子以sp2杂化轨道成键，故不选D。
以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化轨道类型
(1)没有形成π键，采取sp3杂化，如CH4、CCl4等。
(2)形成一个π键，采取sp2杂化，如CH2==CH2等。
(3)形成两个π键，采取sp杂化，如CH≡CH、CO2等。
二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系
1.杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
(1)没有孤电子对：能量相同的杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构。
(2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→形成的分子的空间结构发生变化。
2.杂化轨道与分子的空间结构的关系
(1)杂化轨道全部用于形成σ键
杂化类型 sp sp2 sp3
轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np
轨道夹角 180° 120° 109°28'
杂化轨道示意图
实例 BeCl2 BF3 CH4
分子的空间结构 直线形 平面三角形 正四 面体形
(2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对
杂化类型 sp2 sp3
中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族
中心原子的孤电子对数 1 1 2
分子空间结构 V形 三角锥形 V形
实例 SO2 NH3、PCl3、PH3 H2O、H2S
CH4、NH3、H2O中心原子的杂化轨道类型都是sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小。
提示　CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。由于孤电子对对共用电子对的排斥作用使键角变小，孤电子对数越多排斥作用越大，键角越小。比较键角时，先看中心原子杂化轨道类型，杂化轨道类型不同时，键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化轨道类型相同时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。
1.正误判断
(1)杂化轨道的空间结构与分子的空间结构不一定一致 (　　)
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同 (　　)
(3)凡AB3型共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 (　　)
(4)NH3分子的空间结构为三角锥形，则氮原子的杂化方式为sp3 (　　)
(5)C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式是sp2 (　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是 (　　)
①BF3　②CH2==CH2　③
④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4
A.①②③ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③⑤⑥
答案　A
解析　sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道重叠形成π键；③与②相似；④乙炔中的碳原子为sp杂化，未杂化的2p轨道重叠形成π键；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。
3.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是 (　　)
A.PCl3中P原子为sp3杂化，三角锥形
B.N中N原子为sp3杂化，正四面体形
C.H2S中S原子为sp杂化，直线形
D.SO2中S原子为sp2杂化，V形
答案　C
解析　PCl3中P原子价层电子对数=3+=4，含有一个孤电子对，则P原子为sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，故A正确；N中N原子价层电子对数=4+=4，不含孤电子对，则N原子为sp3杂化，分子空间结构为正四面体形，故B正确；H2S中S原子价层电子对数=2+=4，含有两个孤电子对，则S原子为sp3杂化，分子空间结构为V形，故C错误；SO2中S原子价层电子对数=2+=3，含有一个孤电子对，则S原子为sp2杂化，分子空间结构为V形，故D正确。
4.(2024·苏州高二检测)已知某XY2分子属于V形分子，下列说法正确的是 (　　)
A.X原子一定是sp2杂化
B.X原子一定为sp3杂化
C.X原子上一定存在孤电子对
D.VSEPR模型一定是平面三角形
答案　C
解析　若X原子无孤电子对，则它一定是直线形分子，若X有1个孤电子对或2个孤电子对，则XY2一定为V形分子，此种情况下X的原子轨道可能为sp2杂化，也可能是sp3杂化，A、B项错误，C项正确；若X有2个孤电子对，则该分子的VSEPR模型为四面体形，D项错误。
5.按要求回答下列问题：
(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是　　　　　　　　　　　　　。
(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是　　　　。
(3)化合物中阳离子的空间结构为　　　　　　　，阴离子的中心原子采取　　　　　杂化。
(4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是　　　。
答案　(1)sp3、sp2　(2)sp2　(3)三角锥形　sp3　(4)sp3
解析　(1)CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。
(2)上的碳原子形成3个σ键和1个π键，采取sp2杂化。(4)G是NH3，N原子采取sp3杂化。
常见物质中心原子的杂化方式
(1)采取sp3杂化：有机物中饱和碳原子、NH3、H2O、金刚石中的碳原子、晶体硅中的硅原子、SiO2、N等。
(2)采取sp2杂化：有机物中的双键碳原子、BF3、石墨中的碳原子、苯环中的碳原子等。
(3)采取sp杂化：有机物中的三键碳原子、CO2、BeCl2等。
说明　注意结构相似的物质，如CO2与CS2、BF3与BBr3等的中心原子的杂化轨道类型分别相同。
课时对点练　［分值：100分］
(选择题1~13题，每小题6分，共78分)
题组一　杂化轨道理论
1.下列有关杂化轨道的说法不正确的是 (　　)
A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
B.轨道杂化前后轨道数目可以相等，也可以不等
C.杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D.杂化轨道可分为sp、sp2、sp3杂化等
答案　B
解析　原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道，轨道数不变，轨道形状发生变化，A正确、B错误；杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理，这样形成的分子才能最稳定，C正确。
2.(2023·长沙南雅中学高二检测)能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为 (　　)
A.
B.
C.
D.
答案　D
解析　碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋状态相同。
3.在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是 (　　)
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.碳与氢原子之间是sp2杂化轨道形成的σ键，碳与碳原子之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.碳与碳原子之间是sp2杂化轨道形成的σ键，碳与氢原子之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
答案　A
解析　乙烯分子中存在4个C—H和1个C==C，碳原子上没有孤电子对，成键电子对数为3，则C原子采取sp2杂化，碳氢键是sp2杂化轨道形成的σ键，碳碳双键中有1个是sp2杂化轨道形成的σ键，还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键，A项正确。
4.(2023·西安第一中学高二检测)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为s s σ键，p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为p p σ键，请你指出下列分子中含有s sp2 σ键的是 (　　)
A.N2 B.C2H4 C.C2H2 D.HCl
答案　B
解析　N2存在p p σ键和π键，A项错误；C2H4中，C原子为sp2杂化，存在s sp2 σ键，B项正确；C2H2中，中心C原子发生sp杂化，形成s sp σ键，C项错误；HCl中只存在s p σ键，D项错误。
5.BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成B，则BF3和B中B原子的杂化轨道类型分别是 (　　)
A.sp2、sp2 B.sp3、sp3
C.sp2、sp3 D.sp、sp2
答案　C
解析　BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，B中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化。
6.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［］
答案　A
解析　甲基中C原子为sp3杂化，—CHO中C原子为sp2杂化，A项正确；碳碳双键中C原子为sp2杂化，—CN中C原子为sp杂化，B项错误；—CHO中C原子为sp2杂化，C项错误；甲基中C原子为sp3杂化，碳碳三键中C原子为sp杂化，D项错误。
题组二　杂化轨道理论的应用
7.N的空间结构和氮的杂化方式分别为 (　　)
A.直线形，sp B.V形，sp2
C.三角锥形，sp3 D.平面三角形，sp2
答案　A
解析　N中N原子价层电子对数为2+×(5-1-2×2)=2，因此杂化类型为sp，阳离子空间结构为直线形，A项正确。
8.下列关于N、NH3、N三种微粒的说法不正确的是 (　　)
A.三种微粒所含有的电子数相等
B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同
C.三种微粒的空间结构相同
D.键角大小关系：N>NH3>N
答案　C
解析　N、NH3、N中含有的电子数均为10，A正确；N、NH3、N三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化，B正确；N为正四面体形，NH3为三角锥形，N为V形，C错误；N、NH3、N三种微粒的键角大小关系为N>NH3>N，D正确。
9.氯化亚砜(SOCl2)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VSEPR模型、分子的空间结构和中心原子(S)采取的杂化方式的说法正确的是 (　　)
A.四面体形、三角锥形、sp3
B.平面三角形、V形、sp2
C.平面三角形、平面三角形、sp2
D.四面体形、三角锥形、sp2
答案　A
解析　SOCl2分子中S原子形成2个S—Cl、1个SO，价层电子对数=σ键数+孤电子对数=3+×(6-1×2-2)=4，杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，且S原子含1个孤电子对，则其分子的空间结构为三角锥形，A项正确。
10.下列说法不正确的是 (　　)
A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变
B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°
C.ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道
D.杂化轨道全部参与形成共价键
答案　D
解析　杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等，杂化后轨道的形状发生变化，A正确；sp3、sp2与sp杂化轨道的空间结构分别为正四面体形、平面三角形和直线形，因此其杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°和180°，B正确；杂化轨道可以部分参与形成共价键，部分容纳孤电子对，D错误。
11.下列说法正确的是 （　　）
A.PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
C.中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形或V形
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
答案　C
解析　PCl3中P原子形成3个σ键，有1个孤电子对，采取sp3杂化，PCl3分子是三角锥形，A项错误；sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道，B项错误；中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形(如CH3Cl)或三角锥形(如NH3)或V形(如H2O)，C项正确；AB3型的分子空间结构可能为平面三角形(如BF3)或三角锥形(如NH3)，D项错误。
12.下列说法正确的是 (　　)
A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形
B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形
C.在S中硫原子的杂化方式为sp2，是正四面体形结构
D.C中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
答案　D
解析　P4分子的空间结构是正四面体形，A错误；BeCl2中铍原子成键电子对数是2，无孤电子对，是sp杂化，分子是直线形，B错误；在S中硫原子的孤电子对数是0，与其相连的原子数为4，根据杂化轨道理论可推知硫原子为sp3杂化，S的空间结构是正四面体形，C错误；C中心碳原子的成键电子对数为3，孤电子对数为×(4+2-3×2)=0，该离子是平面三角形结构，D正确。
13.(2024·杭州学军中学高二月考)下表中各粒子对应的空间结构及解释均错误的是 (　　)
选项 粒子 空间结构 解释
A NF3 三角锥形 N原子采用sp3杂化
B SeO2 平面三角形 Se原子采用sp2杂化，与H2O中的O原子杂化方式不同
C C2H2 直线形 C原子采用sp2杂化且C原子的价电子均参与成键
D SCl2 V形 S原子采用sp3杂化
答案　C
解析　NF3的中心N原子上的价层电子对数为3+=4，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为三角锥形，N原子采用sp3杂化，故A正确；SeO2的中心Se原子上的价层电子对数为2+=3，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为V形，Se原子采用sp2杂化，水分子的中心O原子采用sp3杂化，故B正确；C2H2中每个碳原子上的价层电子对数都是2，都不含孤电子对，该分子为直线形，C原子采用sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，故C错误；SCl2的中心S原子上的价层电子对数为2+=4，含2个孤电子对，该分子为V形，S原子采用sp3杂化，故D正确。
14.(10分)已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。
②PCl5分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp3d杂化轨道，PCl5分子呈三角双锥形()。
(1)NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外层电子数都是8个的是　　　　(填分子式)，该分子的空间结构是　　　　。
(2)下列关于PCl5分子的说法正确的有　　　　(填字母)。
A.PCl5分子中磷原子没有孤电子对
B.PCl5分子中没有形成π键
C.PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等
(3)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5两种氯化物，而N只能形成一种氯化物NCl3，而不能形成NCl5，原因是　　　　。
(4)经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH5中H元素的化合价为　　　　和　　　　；该化合物中N原子的杂化方式为　　　　杂化。
答案　(1)PCl3　三角锥形　(2)AB　(3)N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5
(4)+1　-1　sp3
15.(12分)根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：
(1)AsCl3分子的空间结构为　　　　　　　　，其中As的杂化轨道类型为　　　　。
(2)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为　　　　。
(3)一种有机化合物的结构简式如下：
①该分子中有　　　　个sp2杂化的碳原子；　　　　个sp3杂化的碳原子。
②该分子中有　　　　个sp2 sp3σ键；　　　　sp3 sp3σ键。
(4)SCN-与N的结构相同，空间结构呈　　　　形，中心原子都采取　　　　杂化。
(5)C、N等粒子具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是　　　　，空间结构呈　　　　形，中心原子都采取　　　　杂化。
答案　(1)三角锥形　sp3　(2)sp3、sp2　(3)①2　6　②3　3　(4)直线　sp　(5)24　平面三角　sp2
解析　(1)AsCl3中As的价层电子对数为3+，As的杂化方式为sp3杂化，AsCl3分子的空间结构为三角锥形。(2)CH3COOH的结构式为，分子中甲基上的碳原子采取sp3杂化，羧基中碳原子采取sp2杂化。(3)有机物中饱和碳原子采取sp3杂化，双键上的碳原子采取sp2杂化。①该分子中有2个sp2杂化碳原子；6个sp3杂化碳原子。②该分子中有3个sp2 sp3 σ键；3个sp3 sp3 σ键。(4)SCN-与N的中心原子采取sp杂化，形成直线形分子。(5)C、N的价电子总数都是24，中心原子均采取sp2杂化，形成平面三角形分子。第2课时　杂化轨道理论
［核心素养发展目标］　1.通过对杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析的思维模型。
一、杂化轨道及其类型
1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的　　　轨道和3个　　　轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正面体的4个顶角，夹角为109°28'，称为sp3杂化轨道。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个　　　杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，因此呈现 　形的空间结构。
2.杂化轨道的形成及特点
3.杂化轨道的类型
(1)sp3杂化轨道
sp3杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p轨道杂化而成的，sp3杂化轨道间的夹角为　　　，空间结构为　　　　(如图所示)。
(2)sp2杂化轨道
sp2杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角都是　　　　，呈　　　　　(如图所示)。
(3)sp杂化轨道
sp杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角为　　　，呈　　　　(如图所示)。
1.正误判断
(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子 (　　)
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的 (　　)
(3)只有能量相近的轨道才能杂化 (　　)
(4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键 (　　)
(5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键 (　　)
(6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道 (　　)
2.下列分子的中心原子杂化轨道类型相同的是 (　　)
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4
3.下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是 (　　)
A.CH4、NH3 B.BBr3、S
C.SO2、BeCl2 D.PCl3、H3O+
4.下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是 (　　)
A.CH≡CH B.CO2
C.BeCl2 D.BF3
以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化轨道类型
(1)没有形成π键，采取sp3杂化，如CH4、CCl4等。
(2)形成一个π键，采取sp2杂化，如CH2CH2等。
(3)形成两个π键，采取sp杂化，如CH≡CH、CO2等。
二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系
1.杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
(1)没有孤电子对：能量相同的杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构。
(2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→形成的分子的空间结构发生变化。
2.杂化轨道与分子的空间结构的关系
(1)杂化轨道全部用于形成σ键
杂化类型 sp sp2 sp3
轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np
轨道夹角 180° 120° 109°28'
杂化轨道示意图
实例 BeCl2 BF3 CH4
分子的空间结构
(2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对
杂化类型 sp2 sp3
中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族
中心原子的孤电子对数 1 1 2
分子空间结构 V形 三角锥形 V形
实例 SO2 NH3、PCl3、PH3 H2O、H2S
CH4、NH3、H2O中心原子的杂化轨道类型都是sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小。


1.正误判断
(1)杂化轨道的空间结构与分子的空间结构不一定一致 (　　)
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同 (　　)
(3)凡AB3型共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 (　　)
(4)NH3分子的空间结构为三角锥形，则氮原子的杂化方式为sp3 (　　)
(5)C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式是sp2 (　　)
2.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是 (　　)
①BF3　②CH2CH2　③　④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4
A.①②③ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③⑤⑥
3.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是 (　　)
A.PCl3中P原子为sp3杂化，三角锥形
B.N中N原子为sp3杂化，正四面体形
C.H2S中S原子为sp杂化，直线形
D.SO2中S原子为sp2杂化，V形
4.(2024·苏州高二检测)已知某XY2分子属于V形分子，下列说法正确的是 (　　)
A.X原子一定是sp2杂化
B.X原子一定为sp3杂化
C.X原子上一定存在孤电子对
D.VSEPR模型一定是平面三角形
5.按要求回答下列问题：
(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是　　　　　　　　　　　　　。
(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是_____________________________。
(3)化合物［H3O］+［］-中阳离子的空间结构为　　　　　　　，阴离子的中心原子采取　　　　　杂化。
(4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是　　　。
常见物质中心原子的杂化方式
(1)采取sp3杂化：有机物中饱和碳原子、NH3、H2O、金刚石中的碳原子、晶体硅中的硅原子、SiO2、N等。
(2)采取sp2杂化：有机物中的双键碳原子、BF3、石墨中的碳原子、苯环中的碳原子等。
(3)采取sp杂化：有机物中的三键碳原子、CO2、BeCl2等。
说明　注意结构相似的物质，如CO2与CS2、BF3与BBr3等的中心原子的杂化轨道类型分别相同。
答案精析
一、
1.2s　2p　sp3　正四面体
3.(1)1　3　109°28'　正四面体形　(2)1　2　120°
平面三角形　(3)1　1　180°　直线形
应用体验
1.(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×
2.B　［CO2的C原子为sp杂化，SO2的S原子为sp2杂化，A项错误；CH4和NH3的中心原子均为sp3杂化，B项正确；BeCl2的Be原子为sp杂化，BF3的B原子为sp2杂化，C项错误；C2H2的C原子为sp杂化，C2H4的C原子为sp2杂化，D项错误。］
3.D　［CH4中碳原子为sp3杂化但不含孤电子对，故A错误；BBr3中B原子为sp2杂化且不含孤电子对，故B错误；SO2中S原子为sp2杂化，含有1个孤电子对，BeCl2中Be原子为sp杂化且不含孤电子对，故C错误。］
4.C　［CH≡CH中含有三键，有π键，故不选A；CO2的结构式为OCO，分子中含有碳氧双键，含有π键，故不选B；BeCl2分子中，Be原子含有两个共价单键，不含孤电子对，所以价层电子对数是2，中心原子以sp杂化轨道成键，分子中不含π键，故选C；BF3中B原子含有3个共价单键，所以价层电子对数是3，中心原子以sp2杂化轨道成键，故不选D。］
二、
2.(1)直线形　平面三角形　正四面体形
深度思考
CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。由于孤电子对对共用电子对的排斥作用使键角变小，孤电子对数越多排斥作用越大，键角越小。比较键角时，先看中心原子杂化轨道类型，杂化轨道类型不同时，键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化轨道类型相同时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。
应用体验
1.(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2.A　［sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道重叠形成π键；③与②相似；④乙炔中的碳原子为sp杂化，未杂化的2p轨道重叠形成π键；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。］
3.C　［PCl3中P原子价层电子对数=3+=4，含有一个孤电子对，则P原子为sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，故A正确；N中N原子价层电子对数=4+=4，不含孤电子对，则N原子为sp3杂化，分子空间结构为正四面体形，故B正确；H2S中S原子价层电子对数=2+=4，含有两个孤电子对，则S原子为sp3杂化，分子空间结构为V形，故C错误；SO2中S原子价层电子对数=2+=3，含有一个孤电子对，则S原子为sp2杂化，分子空间结构为V形，故D正确。］
4.C　［若X原子无孤电子对，则它一定是直线形分子，若X有1个孤电子对或2个孤电子对，则XY2一定为V形分子，此种情况下X的原子轨道可能为sp2杂化，也可能是sp3杂化，A、B项错误，C项正确；若X有2个孤电子对，则该分子的VSEPR模型为四面体形，D项错误。］
5.(1)sp3、sp2　(2)sp2　(3)三角锥形　sp3　(4)sp3
解析　(1)CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。
(2)上的碳原子形成3个σ键和1个π键，采取sp2杂化。(4)G是NH3，N原子采取sp3杂化。(共74张PPT)
杂化轨道理论
第2课时
第二章　第二节
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核心素养
发展目标
1.通过对杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。
2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析的思维模型。
内容索引
一、杂化轨道及其类型
二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系
课时对点练
杂化轨道及其类型
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一
1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的 轨道和3个 轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正面体的4个顶角，夹角为109°28'，称为sp3杂化轨道。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个 杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，因此呈现_____
_____形的空间结构。
一、杂化轨道及其类型
2s
2p
sp3
正四
面体
2.杂化轨道的形成及特点
3.杂化轨道的类型
(1)sp3杂化轨道
sp3杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的，sp3杂化轨道间的夹角为 ，空间结构为__________
(如图所示)。
1
3
109°28'
正四面体形
(2)sp2杂化轨道
sp2杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角都是 ，呈 (如图所示)。
1
2
120°
平面三角形
(3)sp杂化轨道
sp杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角为 ，呈 (如图所示)。
1
1
180°
直线形
应用体验
1.正误判断
(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的
(3)只有能量相近的轨道才能杂化
(4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键
√
√
√
√
应用体验
(5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键
(6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道
√
×
应用体验
2.下列分子的中心原子杂化轨道类型相同的是
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4
√
应用体验
CO2的C原子为sp杂化，SO2的S原子为sp2杂化，A项错误；
CH4和NH3的中心原子均为sp3杂化，B项正确；
BeCl2的Be原子为sp杂化，BF3的B原子为sp2杂化，C项错误；
C2H2的C原子为sp杂化，C2H4的C原子为sp2杂化，D项错误。
应用体验
3.下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是
A.CH4、NH3 B.BBr3、S
C.SO2、BeCl2 D.PCl3、H3O+
√
应用体验
CH4中碳原子为sp3杂化但不含孤电子对，故A错误；
BBr3中B原子为sp2杂化且不含孤电子对，故B错误；
SO2中S原子为sp2杂化，含有1个孤电子对，BeCl2中Be原子为sp杂化且不含孤电子对，故C错误。
应用体验
4.下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是
A.CH≡CH B.CO2
C.BeCl2 D.BF3
√
应用体验
CH≡CH中含有三键，有π键，故不选A；
CO2的结构式为O==C==O，分子中含有碳氧双键，含有π键，故不选B；
BeCl2分子中，Be原子含有两个共价单键，不含孤电子对，所以价层电子对数是2，中心原子以sp杂化轨道成键，分子中不含π键，故选C；
BF3中B原子含有3个共价单键，所以价层电子对数是3，中心原子以sp2杂化轨道成键，故不选D。
返回
归纳总结
以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化轨道类型
(1)没有形成π键，采取sp3杂化，如CH4、CCl4等。
(2)形成一个π键，采取sp2杂化，如CH2==CH2等。
(3)形成两个π键，采取sp杂化，如CH≡CH、CO2等。
杂化轨道类型与分子空间结构的关系
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<
二
二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系
1.杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
(1)没有孤电子对：能量相同的杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构。
(2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→形成的分子的空间结构发生变化。
2.杂化轨道与分子的空间结构的关系
(1)杂化轨道全部用于形成σ键
杂化类型 sp sp2 sp3
轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np
轨道夹角 180° 120° 109°28'
杂化轨道示意图
杂化类型 sp sp2 sp3
实例 BeCl2 BF3 CH4
分子的空间结构 _______ ___________ ___________
直线形
平面三角形
正四面体形
(2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对
杂化类型 sp2 sp3
中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族
中心原子的孤电子对数 1 1 2
分子空间结构 V形 三角锥形 V形
实例 SO2 NH3、PCl3、PH3 H2O、H2S
CH4、NH3、H2O中心原子的杂化轨道类型都是sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小。
深度思考
提示　CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。由于孤电子对对共用电子对的排斥作用使键角变小，孤电子对数越多排斥作用越大，键角越小。比较键角时，先看中心原子杂化轨道类型，杂化轨道类型不同时，键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化轨道类型相同时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。
应用体验
1.正误判断
(1)杂化轨道的空间结构与分子的空间结构不一定一致
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同
(3)凡AB3型共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
(4)NH3分子的空间结构为三角锥形，则氮原子的杂化方式为sp3
(5)C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式是sp2
√
×
×
√
√
应用体验
2.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是
①BF3　②CH2==CH2　③ ④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4
A.①②③ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③⑤⑥
√
应用体验
sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F夹角为120°；
②C2H4中碳原子以sp2杂化，未杂化的2p轨道重叠形成π键；
③与②相似；
④乙炔中的碳原子为sp杂化，未杂化的2p轨道重叠形成π键；
⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；
⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。
应用体验
3.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是
A.PCl3中P原子为sp3杂化，三角锥形
B.N中N原子为sp3杂化，正四面体形
C.H2S中S原子为sp杂化，直线形
D.SO2中S原子为sp2杂化，V形
√
应用体验
PCl3中P原子价层电子对数=3+=4，含有一个孤电子对，则P原子为sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，故A正确；
N中N原子价层电子对数=4+=4，不含孤电子对，则N原子为sp3杂化，分子空间结构为正四面体形，故B正确；
应用体验
H2S中S原子价层电子对数=2+=4，含有两个孤电子对，则S原子为sp3杂化，分子空间结构为V形，故C错误；
SO2中S原子价层电子对数=2+=3，含有一个孤电子对，则S原子为sp2杂化，分子空间结构为V形，故D正确。
应用体验
4.(2024·苏州高二检测)已知某XY2分子属于V形分子，下列说法正确的是
A.X原子一定是sp2杂化
B.X原子一定为sp3杂化
C.X原子上一定存在孤电子对
D.VSEPR模型一定是平面三角形
√
应用体验
若X原子无孤电子对，则它一定是直线形分子，若X有1个孤电子对或2个孤电子对，则XY2一定为V形分子，此种情况下X的原子轨道可能为sp2杂化，也可能是sp3杂化，A、B项错误，C项正确；
若X有2个孤电子对，则该分子的VSEPR模型为四面体形，D项错误。
应用体验
5.按要求回答下列问题：
(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是　　　 　。
sp3、sp2
CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。
应用体验
(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是　　　。
sp2
上的碳原子形成3个σ键和1个π键，采取sp2杂化。
应用体验
(3)化合物 中阳离子的空间结构为　　　　 ，阴离
子的中心原子采取　　　杂化。
(4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是　　 。
三角锥形
G是NH3，N原子采取sp3杂化。
sp3
sp3
归纳总结
返回
常见物质中心原子的杂化方式
(1)采取sp3杂化：有机物中饱和碳原子、NH3、H2O、金刚石中的碳原子、晶体硅中的硅原子、SiO2、N等。
(2)采取sp2杂化：有机物中的双键碳原子、BF3、石墨中的碳原子、苯环中的碳原子等。
(3)采取sp杂化：有机物中的三键碳原子、CO2、BeCl2等。
说明　注意结构相似的物质，如CO2与CS2、BF3与BBr3等的中心原子的杂化轨道类型分别相同。
课时对点练
题组一　杂化轨道理论
1.下列有关杂化轨道的说法不正确的是
A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
B.轨道杂化前后轨道数目可以相等，也可以不等
C.杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D.杂化轨道可分为sp、sp2、sp3杂化等
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15
原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道，轨道数不变，轨道形状发生变化，A正确、B错误；
杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理，这样形成的分子才能最稳定，C正确。
2.(2023·长沙南雅中学高二检测)能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为
A. B.
C. D.
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碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋状态相同。
3.在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.碳与氢原子之间是sp2杂化轨道形成的σ键，碳与碳原子之间是未参加
杂化的2p轨道形成的π键
D.碳与碳原子之间是sp2杂化轨道形成的σ键，碳与氢原子之间是未参加
杂化的2p轨道形成的π键
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乙烯分子中存在4个C—H和1个C==C，碳原子上没有孤电子对，成键电子对数为3，则C原子采取sp2杂化，碳氢键是sp2杂化轨道形成的σ键，碳碳双键中有1个是sp2杂化轨道形成的σ键，还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键，A项正确。
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4.(2023·西安第一中学高二检测)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为s s σ键，p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为p p σ键，请你指出下列分子中含有s sp2 σ键的是
A.N2 B.C2H4 C.C2H2 D.HCl
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N2存在p p σ键和π键，A项错误；
C2H4中，C原子为sp2杂化，存在s sp2 σ键，B项正确；
C2H2中，中心C原子发生sp杂化，形成s sp σ键，C项错误；
HCl中只存在s p σ键，D项错误。
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5.BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成，则BF3和中B原子的杂化轨道类型分别是
A.sp2、sp2 B.sp3、sp3
C.sp2、sp3 D.sp、sp2
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BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化。
6.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［ ］
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甲基中C原子为sp3杂化，—CHO中C原子为sp2杂化，A项正确；
碳碳双键中C原子为sp2杂化，—CN中C原子为sp杂化，B项错误；
—CHO中C原子为sp2杂化，C项错误；
甲基中C原子为sp3杂化，碳碳三键中C原子为sp杂化，D项错误。
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题组二　杂化轨道理论的应用
7.的空间结构和氮的杂化方式分别为
A.直线形，sp B.V形，sp2
C.三角锥形，sp3 D.平面三角形，sp2
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中N原子价层电子对数为2+×(5-1-2×2)=2，因此杂化类型为sp，阳离子空间结构为直线形，A项正确。
8.下列关于、NH3、三种微粒的说法不正确的是
A.三种微粒所含有的电子数相等
B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同
C.三种微粒的空间结构相同
D.键角大小关系：>NH3>
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、NH3、中含有的电子数均为10，A正确；
、NH3、三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp3杂化，B正确；
为正四面体形，NH3为三角锥形，为V形，C错误；
、NH3、三种微粒的键角大小关系为>NH3>，D正确。
9.氯化亚砜(SOCl2)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VSEPR模型、分子的空间结构和中心原子(S)采取的杂化方式的说法正确的是
A.四面体形、三角锥形、sp3
B.平面三角形、V形、sp2
C.平面三角形、平面三角形、sp2
D.四面体形、三角锥形、sp2
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SOCl2分子中S原子形成2个S—Cl、1个S==O，价层电子对数=σ键数+孤电子对数=3+×(6-1×2-2)=4，杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，且S原子含1个孤电子对，则其分子的空间结构为三角锥形，A项正确。
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10.下列说法不正确的是
A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变
B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°
C.ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道
D.杂化轨道全部参与形成共价键
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杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等，杂化后轨道的形状发生变化，A正确；
sp3、sp2与sp杂化轨道的空间结构分别为正四面体形、平面三角形和直线形，因此其杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°和180°，B正确；
杂化轨道可以部分参与形成共价键，部分容纳孤电子对，D错误。
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11.下列说法正确的是
A.PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化
轨道
C.中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥
形或V形
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
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PCl3中P原子形成3个σ键，有1个孤电子对，采取sp3杂化，PCl3分子是三角锥形，A项错误；
sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道，B项错误；
中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形(如CH3Cl)或三角锥形(如NH3)或V形(如H2O)，C项正确；
AB3型的分子空间结构可能为平面三角形(如BF3)或三角锥形(如NH3)，D项错误。
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12.下列说法正确的是
A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形
B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形
C.在S中硫原子的杂化方式为sp2，是正四面体形结构
D.C中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
√
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P4分子的空间结构是正四面体形，A错误；
BeCl2中铍原子成键电子对数是2，无孤电子对，是sp杂化，分子是直线形，B错误；
在S中硫原子的孤电子对数是0，与其相连的原子数为4，根据杂化轨道理论可推知硫原子为sp3杂化，S的空间结构是正四面体形，C错误；
C中心碳原子的成键电子对数为3，孤电子对数为×(4+2-3×2)=0，该离子是平面三角形结构，D正确。
13.(2024·杭州学军中学高二月考)下表中各粒子对应的空间结构及解释均错误的是
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选项 粒子 空间结构 解释
A NF3 三角锥形 N原子采用sp3杂化
B SeO2 平面三角形 Se原子采用sp2杂化，与H2O中的O原子杂化方式不同
C C2H2 直线形 C原子采用sp2杂化且C原子的价电子均参与成键
D SCl2 V形 S原子采用sp3杂化
√
NF3的中心N原子上的价层电子对数为3+=4，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为三角锥形，N原子采用sp3杂化，故A正确；
SeO2的中心Se原子上的价层电子对数为2+=3，且含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，该分子为V形，Se原子采用sp2杂化，水分子的中心O原子采用sp3杂化，故B正确；
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C2H2中每个碳原子上的价层电子对数都是2，都不含孤电子对，该分子为直线形，C原子采用sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，故C错误；
SCl2的中心S原子上的价层电子对数为2+=4，含2个孤电子对，该分子为V形，S原子采用sp3杂化，故D正确。
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14.已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。
②PCl5分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形
成5个sp3d杂化轨道，PCl5分子呈三角双锥形( )。
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(1)NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外层电子数都是8个的是____
(填分子式)，该分子的空间结构是　　　 　。
(2)下列关于PCl5分子的说法正确的有　 　(填字母)。
A.PCl5分子中磷原子没有孤电子对
B.PCl5分子中没有形成π键
C.PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等
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PCl3
三角锥形
AB
(3)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5两种氯化物，而N只能形成一种氯化物NCl3，而不能形成NCl5，原因是__________________________
_______________________。
(4)经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH5中H元素的化合价为　 　和　 　；该化合物中N原子的杂化方式为　 　杂化。
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N原子最外层无d轨道，不能
发生sp3d杂化，故无NCl5
+1
-1
sp3
15.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：
(1)AsCl3分子的空间结构为　　　　 ，其中As的杂化轨道类型为　　 。
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三角锥形
sp3
AsCl3中As的价层电子对数为3+，As的杂化方式为sp3杂化，AsCl3分子的空间结构为三角锥形。
(2)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为　　　 。
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sp3、sp2
CH3COOH的结构式为 ，分子中甲基上的碳原子采取sp3
杂化，羧基中碳原子采取sp2杂化。
(3)一种有机化合物的结构简式如下：
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①该分子中有　　个sp2杂化的碳原子；　　个sp3杂化的碳原子。
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有机物中饱和碳原子采取sp3杂化，双键上的碳原子采取sp2杂化。
该分子中有2个sp2杂化碳原子；6个sp3杂化碳原子。
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②该分子中有　　个sp2 sp3σ键；　　sp3 sp3σ键。
3
3
该分子中有3个sp2 sp3 σ键；3个sp3 sp3 σ键。
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(4)SCN-与N的结构相同，空间结构呈　　　形，中心原子都采取_____杂化。
直线
sp
SCN-与N的中心原子采取sp杂化，形成直线形分子。
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(5)、等粒子具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是 ，
空间结构呈　　　　 形，中心原子都采取　 　杂化。
24
平面三角
C、N的价电子总数都是24，中心原子均采取sp2杂化，形成平面三角形分子。
sp2
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